sử dụng plc xây dựng các mô hình thực hành phục vụ giảng dạy chuyên ngành điện

Tự động hoá với PLC cho phép thiết lập các hệ thống tự động điều khiển, giámsát dây chuyền thực hiện theo các chương trình và công nghệ sản xuất.. - Đơn vị điều khiển trung tâm CPU:Là b

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tụi Cỏc số liệu và kếtquả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trongbất kỳ một bản luận văn nào khác

Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2012

Học viên thực hiện

Tô Đức Anh

LỜI CẢM ƠN

Sau khi nhận đề tài em xác định rõ trách nhiệm của mình với đề tài được giao.Qua một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu về đề tài, với những kiến thức đã học, tài liệu

tham khảo cùng với sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của cô PGS.TS Phan Xuân Minh

cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay đề tài của em đã hoàn thành Trong quá trìnhhoàn thành đề tài còn có nhiều thiếu sót, em mong thầy cô và đồng nghiệp đóng góp ýkiến để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Trong quá trình làm bài, em cố gắng trình bày một cách ngắn gọn, dễ hiểu và có

hệ thống giúp người đọc thuận lợi trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng

Em xin trân thành cảm ơn cô PGS.TS Phan Xuân Minh – giảng viên bộ môn

Điều khiển tự động- Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ em hoàn thànhluận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2012

Học viên thực hiện

Tô Đức Anh

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MỘT VÀI MÔ HÌNH THỰC

HÀNH PHỤC VỤ GIẢNG DẠY MÔN HỌC PLC 18

2.1 Những khó khăn trong giảng dạy môn học PLC 19

2.2 Đề xuất phương án thiết kế mô hình 19

2.3 Thiết kế mô hình băng tải phân loại sản phẩm, dán nhãn sản phẩm, đo

chiều dài sản phẩm 20

2.3.1 Phân tích xây dựng cấu hình mô hình băng tải 20

2.3.2 Lựa chọn thiết bị cho mô hình 21

2.3.3 Danh mục thiết bị và sơ đồ lắp đặt thiết bị lên mô hình 27

2.4 Thiết kế mô hình điều khiển nhiệt độ dùng cảm biến nhiệt độ PT-100 và

mô hình điều khiển nhiệt đô Themorcouple 31

2.4.1 Phân tích xây dựng cấu hình mô hình điều khiển nhiệt độ 31

2.4.2 Chọn thiết bị cho mô hình điều khiển nhiệt độ 31

2.4.3 Danh mục thiêt bị và đồ kết nối các thiết bị trong mô hình 36

2.5 Kết luận chương 2 37

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH

THIẾT KẾ38

3.1 Những yêu cầu chung đối với các bài thực hành PLC 38

3.1.1 Những yêu cầu chung 38

3.1.2 Đề xuất một số bài thực hành có thể xây dựng trên mô hình 40

3.2 Xây dựng một số bài thực hành mẫu 40

3.2.1 Xây dựng bài thực hành mẫu trên mô hình băng tải phân loại sản phẩm

403.2.1.1 Tên bài thực hành41

3.2.4.2 Hướng dẫn thực hành 62

3.3 Kết luận chương 3 68

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤLỤC 73

Bảng 3.1: Các tín hiệu I/O 42

Bảng 3.2: Các tín hiệu I/O trong chương trình 49

Bảng 3.3: Các tín hiệu I/O cho bài thực hành 55

Bảng 3.4: Bộ nhớ đệm BFM của modul FX-2AD-PT 56

Bảng 3.5: Các tín hiệu I/O 62

Bảng 3.6: Bộ nhớ đệm BFM của modul FX-4AD-TC 64

Hình 2.7: Cảm biến quang E3F3-D31 24

Hình 2.8: Cảm biến thân xi lanh 25

Hình 2.15: Sơ đồ băng tải 29

Hình 2.16: Sơ đồ lắp đặt băng tải dán nhãn sản phẩm 30

Hình 2.17: Sơ đồ băng tải dán nhãn sản phẩm 30

Hình 2.18: Sơ đồ cấu trúc mô hình điều khiển nhiệt độ 31

Hình 3.1: Trình tự thiết lập một bài thực hành 39

Hình 3.2: Sơ đồ băng tải phân loại sản phẩm 40

Hình 3.3: Lưu đồ thuật toán cho băng tải phân loại sản phẩm 43Hình 3.4: Màn hình lập trình HMI-GOT 46

Hình 3.5: Sơ đồ đấu dây 47

Hình 3.6: Sơ đồ mô hình băng tải đo chiều dài sản phẩm 48

Hình 3.7: Lưu đồ thuật toán cho băng tải dán nhãn sản phẩm 50Hình 3.8: Màn hình GOT-HMI cho băng tải dán nhãn sản phẩm 52

Hình 3.9: Sơ đồ kết nối các thiết bị 53

Hình 3.10: Lưu đồ PID cho bài thực hành 55

Hình 3.11: Giản đồ điều khiển theo phương pháp tỷ lệ thời gian 56Hình 3.12: Vị trí lắp đặt modul đặc biệt 57

Hình 3.13: Giản đồ xung ra chần Y000 59

Hình 3.14: Màn hình GOT-HMI cho mô hình điều khiển nhiệt độ 60Hình 3.15: Sơ đồ kết nối các thiết bị 61

Hình 3.16: Lưu đồ PID cho bài thực hành 63

Hình 3.17: Giản đồ điều khiển theo phương pháp tỷ lệ thời gian 63Hình 3.18: Vị trí lắp đặt modul đặc biệt 64

Hình 3.19: Giản đồ xung ngõ ra Y000 66

Hình 3.20: Giao diện màn hình GOT-HMI 67

Hình 3.21: Sơ đồ lắp đặt thiết bị mô hình 68

MỞ ĐẦU

1 Mục đích nghiên cứu và lý do chọn đề tài

Ngày nay, trong thời đại công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên toàn thế giới thìứng dụng tự động hóa trong sản xuất là vô cùng quan trọng Hầu hết các nhà máy xínghiệp đều được trang bị hệ thống điều khiển ở mức độ cao cùng với các thiết bị tiêntiến Tự động hoá với PLC cho phép thiết lập các hệ thống tự động điều khiển, giámsát dây chuyền thực hiện theo các chương trình và công nghệ sản xuất Bên cạnh đókhả năng truyền thông tin, nối mạng điều khiển công nghiệp của PLC cho ta công cụthiết lập hệ thống tự động hoá toàn bộ dây chuyền sản xuất, giảm những thao tác chođội ngũ công nhân vận hành thiết bị và đảm bảo an toàn cho người và máy móc, nângcao sản xuất, chất lượng sản phẩm

Để tìm hiểu kỹ hơn cũng như phục vụ tốt hơn trong quá trình giảng dạy và học

tập tại trường, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn tôi đã chọn đề tài “ Sử dụng PLC xây dựng các mô hình thực hành phục vụ giảng dạy chuyên ngành điện”

cho phòng thí nghiệm sử dụng PLC FX1N và PLC FX2N của hãng MITSUBISHI Với

đề tài này tôi mong rằng có thể phần nào giỳp cỏc bạn tìm hiểu một cách chi tiết hơn

về ứng dụng của PLC trong hệ thống điều khiển tự động và hướng đối tượng vào đàotạo sinh viên trong ngành tự động hóa

2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi áp dụng

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về PLC, tầm quan trọng và ứng dụng của PLC trong tựđộng hoá công nghiệp

Nghiên cứu các bài giảng lý thuyết và các ứng dụng trong thực tế của PLC để cóthể khai thác xây dựng nên các mô hình thực hành

Nghiên cứu khả năng tư duy lập trình của sinh viên nhằm tạo ra những mô hìnhthực hành sinh động, hấp dẫn, kích thích tư duy cũng như trang bị những kiến thứcthực tế cho sinh viên

2.2 Phạm vi áp dụng

Đề tài hướng xây dựng mô hình học tập và phương pháp thực hành cho sinh viênchuyên ngành tự động hóa tại trường Đại học Công Nghiệp TPHCM cũng như sinhviên ngành điện nói chung

2.3 Áp dụng cụ thể

Phòng thực hành tự động hóa trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM cơ sở TháiBình

3 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Thúc đẩy sự phát triển của môn học PLC trong sinh viên, hướng đối tượng là sinh

viên

- Xây dựng phương pháp tư duy lập trình hệ thống tự động hóa trong sinh viên

3.2 Tính thực tiễn của đề tài

Đề tài hoàn toàn có thể được áp dụng tại cỏc phũng thực hành PLC tại các trường kỹthuật và thực tế đã được áp dụng tại phòng thực hành Tự động hóa trường Đại họcCông Nghiệp TP.HCM

Với nội dung như trên, sau phần mở đầu nay, luận văn có cấu trúc như sau:

1 Chương 1: Tổng quan về PLC và lập trình PLC

2 Chương 2: Nghiên cứu và thiết kế một vài mô hình thực hành phục vụ giảngdạy môn học PLC

3 Chương 3: Xây dựng các bài thực hành trên cơ sở mô hình thiết kế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Vấ̀ PLC VÀ LẬP TRÌNH PLC

1.1 Tổng quan về PLC và lập trình PLC

1.1.1 Giới thiệu chung về PLC

Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã được nhữngnhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Motor – Mỹ) Tuy nhiên, hệ thốngnày còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vậnhành hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ,

dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có cácthiết bị lập trình ngoại vi hổ trợ cho công việc lập trình

Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay(programmable controller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo

ra một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn này các

hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dâynối trong hệ thống điều khiển cổ điển Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từngbước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trìnhdùng giản đồ hình thang (The diagroom format) Trong những năm đầu thập niên

1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hổtrợ (arithmetic), “vọ›n hành với các dữ liệu cọ›p nhọ›t” (data manipulation) Do sự pháttriển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nờn viợœc giaotiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn

Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đãlàm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thốngngõ vào/ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trìnhtăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ (word of memory) Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra

kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăngkhả năng của từng hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳquét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp

số lượng cổng ra/vào lớn

Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thôngqua CIM Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot,Cad/Cam… ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức

năng điều khiển “thụng minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super PLCS) chotương lai.

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trìnhđược (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông quamột ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tựcác sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác độngvào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện đượcđếm Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiểnbên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trongchương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ

ra tại các thời điểm đã lập trình

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiểnbằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :

Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học

Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa

Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp

Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, cácmodule mở rộng

Giá cả cá thể cạnh tranh được

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điềukhiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiờ̉n cõœn thực hiện sẽ được xácđịnh bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLCsẽ thực hiện viợœc điờœu khiờ̉̉n dựa vào chương trình này Như vậy nờ́u muụ́n thay đổihay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bêntrong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện mộtcách dể dàng mà không cõœn mụ ̣t sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hayRelay

Những ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC :

Bảng 1.1: Bảng so sánh PLC và các thiết bị khác

và lắp đặt

Mất thời gian để thiếtkế

Lập trình phức tạp và tốn thời gian

Lập trình và lắp đặt đơn giản

Khả năng điều khiển các

Thay đổi, nâng cấp và điều

Khá đơn giản Rất đơn giản

Theo bảng so sánh ta nhận thấy được bộ điều khiển lập trình PLC với những ưuđiểm về phần cứng và phần mềm có thể đáp ứng được hầu hết các yêu cầu chỉ tiêutrên Mặt khác, PLC có khả năng kết nối mạng và kết nối các thiết bị ngoại vi rất caogiúp cho việc điều khiển được dễ dàng

1.1.2 Cấu trúc của PLC

Cấu trúc của PLC được phân thành các phần như sau :

Hình 1.1: Cấu trúc PLC

- Đơn vị điều khiển trung tâm ( CPU):

Là bộ vi xử lý thực hiện các lệnh trong bộ nhớ chương trình Nhập dữ liệu ở ngõvào, xử lý chương trình, nhớ chương trình, xử lý các kết quả trung gian và các kết quảnày được truyền trực tiếp đến cơ cấu chấp hành để thực hiện chương trình xuất dữ liệu

ra cỏc ngừ ra

- Bộ nhớ (Memory) :

Được sử dụng để chứa toàn bộ chương trình điều khiển, trạng thái của các thiết bịphụ trợ Thông thường các bộ nhớ được bố trí trong cùng một khối với CPU

Bộ nhớ gồm có các loại sau đây :

+ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM : Read Only Memory)

ROM không phải là bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ được một lần Do đó

nó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC, và nú ớt phổ biến so với cácloại bộ nhớ khác

+ Bộ nhớ ghi đọc (RAM : Random Access Memory)

Bộ nhớ của PLC là CMOSRAM, tiêu tốn năng lượng khỏ ớt, và được cấp pin dựphòng khi mất nguồn Nhờ đó dữ liệu sẽ không bị mất

+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được (EPROM : Erasable Programmable Read Only Memory)

EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM, tuy nhiên nội dung của nó có thể đượcxóa đi nếu bị ảnh hưởng của tia tử ngoại Khi đó phải viết lại chương trình cho bộ nhớ

+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được bằng điện (EEPROM : Electric Erasable Programmable Read Only Memory)

Nội dung trên EEPROM có thể bị xóa và lập trỡng bằng điện, tuy nhiên chỉ giớihạn một số lần nhất định

- Các Module xuất-nhập ( Input – Output ) :

Khối xuất – nhập đóng vai trò là mạch giao tiếp giữa vi mạch điện tử bên trongPLC với mạch ngoài Module nhập nhận tín hiệu từ sensor và đưa vào CPU, modulexuất đưa tín hiệu điều khiển từ CPU ra cơ cấu chấp hành

Mọi hoạt động xử lý tín hiệu từ bên trong PLC có mức điện áp từ 5 ữ 15 VDC,trong khi tín hiệu bên ngoài có thể lớn hơn nhiều Ta có nhiều loại ngõ ra như : ngõ radùng role, ngõ ra dùng transitor, ngõ ra dùng triac

- Hệ thống BUS :

là hệ thống tập hợp một số dây dẫn kết nối các module trong PLC gọi là BUS,đây là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều tín hiệu song song

1.1.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC

a) Xử lý chương trình

Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ được địnhmột địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ

PLC có bụ ̣ đờ́m địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộnhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lợœnh mụ ̣t, từ đầu cho đến cuốichương trình Mụ›i lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳthực hiện Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độlớn của chương trình Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :

- Đọc trạng thái của tất cả đầu vào: PLC thực hiện lưu các trạng thái vật lý của ngõ

vào Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệđiều hành

- Thực hiện chương trình: bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lợœnh mụ ̣t trong chương

trình Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thựchiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra

- Xử lý những yêu cầu truyền thông: suốt thời gian CPU xử lý thông tin trong chu

trình quét PLC xử lý tất cả thông tin nhận được từ cổng truyền thông hay các module

b) Xử lý xuṍt nhọip

Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I/O trong PLC :

- Cập nhật liên tục:

Trong phương pháp này, CPU phải mṍt mụ ̣t khoảng thời gian để đọc trạng thái củacác ngõ vào sẽ được xử lý Khoảng thời gian trên, thường là 3ms, nhằm tránh tác độngxung nhiễu gay bởi contact ngõ vào Các ngõ ra được kích trực tiếp (nếu có) theo sautác vụ kiểm tra logic Trạng thái các ngõ ra được chốt trong khối ngõ ra nên trạng tháicủa chúng được duy trì cho đến lần cập nhật kế tiếp

- Lưu ảnh quá trình xuṍt nhọ6p:

Hầu hết các PLC loại lơn có thể có vài trăm I/O, vì thế CPU chỉ có thể xử lý mụ ̣tlợœnh ở một thời điểm Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõ nhập phải đượcxét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương trình Do chúng ta yêucầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nờn tụ̉ng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục, gọi

là chu kỳ quét hay thời gian quét, trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào

Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I/O được cập nhật tới một vùngđặc biệt trong chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng như mụ ̣t bụ ̣đợœm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I/O Từng ngõ vào và ngõ rađược cấp phát mụ ̣t ụ nhớ trong vùng RAM này Trong khi kưu trạng thái các ngõvào/ra vào RAM CPU quét khối ngõ vào và lưu trạng thái chúng vào RAM Quá trìnhnày xảy ra ở một chu kỳ chương trình

Khi chương trình được thực hiện, trạng thái của các ngõ vào đã lưu trong RAMđược đọc ra Các tác vụ được thực hiện theo các trạng thái trên và kết quả trạng tháicủa các ngõ ra được lưu vào RAM ngõ ra Sau đó vào cuối chu kỳ quét, quá trình cậpnhật trạng thái vào/ra chuyển tất cả tín hiệu ngõ ra từ RAM vào khối ngõ ra tương ứng,kích các ngõ ra trờn khụ́i vào ra Khối ngõ ra được chụ́t nờn chúng vẫn duy trì trạngthái cho đến khi chúng được cập nhật ở chu kỳ quét kế tiếp

Tác vụ cập nhật trạng thái vào/ra trên được tự động thực hiện bởi CPU bằng mộtđoạn chương trình con được lập trình sẵn bởi nhà sản xuất Như vậy, chương trình consẽ được thực hiện tự động vào cuối chu kỳ quét hiện hành và đầu chu kỳ kế tiếp Do

đó, trạng thái của các ngõ vào/ra được cập nhật

Lưu ý rằng, do chương trình con cập nhật trạng thái được thực hiện tại một thờiđiểm xác định của chu kỳ quét, trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra không thay đổitrong chu kỳ quét hiện hành Nờ́u mụ ̣t ngõ vào có trạng thái thay đổi sau sự thực thi

chương trình con hệ thống, trạng thái đó sẽ không được nhận biết cho đến quá trìnhcập nhật kế tiếp xảy ra.

Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được sử dụng,thường là vài ms Thời gian thực thi chương trình (chu kỳ quét) phụ thuộc vào độ lớnchương trình điều khiển Thời giant hi hành một lean cơ bản (một bước) là 0,08 às đờ́n0.1 às tùy loại PLC, nên chương trình có độ lớn 1K bước (1000 bước) có chu kỳ quét

là 0,8 ms đến 1ms Tuy nhiên, chương trình điều khiển thường ít hơn 1000 bước,khoảng 500 bước trở lại

1.1.4 Ngôn ngữ lập trình

Có nhiều loại ngôn ngữ lập trình PLC, có thể đưa ra đây 2 loại ngôn ngữ dùng đểlập trình cho PLC

a) Ngôn ngữ lập trình IL ( Instruction List )

Là ngôn ngữ lập trình cấp thấp, gần giống như ngôn ngữ máy Assembler, thườngđược dùng để lập trình cho vi xử lý Cấu trúc của chương trình bao gồm một loạt cỏccõu lệnh, mỗi câu lệnh nằm trên một dòng và được kết thúc bằng ký tự xuống dòng.Mỗi câu lệnh bao gồm một toán tử và nhiều toán hạng Toán hạng là đối tượng củatoán tử và là các biến hoặc các hằng số

Ngôn ngữ IL phù hợp cho các ứng dụng nhỏ, giải quyết các vấn đề có thứ tự trướcsau Nếu được lập trình tốt, chương trình viết bằng IL sẽ có tốc độ tính toán nhanhnhất

b) Ngôn ngữ lập trình LD ( Ladder Diagram )

Còn gọi là ngôn ngữ bậc thang là một kiểu ngôn ngữ lập trình đồ họa Lập trình theo

LD gần giống như khi các kỹ sư điện thiết kế và đi dõy cỏc bảng mạch điện điều khiểnlogic: Rơ-le, cụng-tắc-tơ, khởi đồng từ

1.2 Đặc điểm PLC của hãng MITSUBISHI ELECTRIC

1.2.1 Một số PLC họ FX của hãng Mitshubishi

PLC Misubishi họMELSEC FX có nhiều loại phiên bản khác nhau tùy thuộc vào bộnguồn hay công nghệ của ngõ ra Ta có thể lựa chọn bộ nguồn cung cấp 100 – 220 V

AC, 24 V DC hay 12 – 24 V DC, ngõ ra là relay hoặc transistor

Transistor hoặc relay

Transistor hoặc relay

Transistor hoặc relay

V AC

Transistor hoặc relay

• Công dụng : biểu diễn cỏc ngừ vào vật lý trên bộ điều khiển

• Hình thức sử dụng : - Công tắc thường mở NO (Normal Open)

- Công tắc thường đóng NC (Normal Close)

• Cách đánh số : dùng số bỏt phõn, nghĩa là X0 ữ X7 ; X10 ữ X17

• Ví dụ cách dùng ngõ vào :

- Ngõ ra :

• Kí hiệu : Y

• Công dụng : biểu diễn cỏc ngừ ra vật lý trên bộ điều khiển

• Các hình thức sử dụng : - Công tắc thường mở NO

• Công dụng : Cờ nhớ trạng thái của bộ điều khiển

• Các hình thức sử dụng : công tắc thừơng mở NO, thường đóng NC và các cuộn dây

ngõ ra

• Cách đánh số : dùng số thập phân, nghĩa là M0 ữ M9 ; M10 ữ M19

• Phân loại : - relay phụ trợ ổn định trạng thái

- relay phụ trợ có nguồn pin nuôi / được chốt

- relay phụ trợ chuẩn đoán chuyên dùng

•Ví dụ cách dùng role phụ trợ :

Y1X2

X1

Y1Y1

X3X1

Một PLC có một số các rơle phụ trợ chuyên dùng Các relay này đều có chứcnăng chuyên biệt, về mặt sử dụng chia làm hai loại sau :

- Công tắc relay phụ trợ chuyên dùng :

Ví dụ :

M8000 : báo RUN ( ON khi PC đang trong trạng thái chạy chương trình)

M8002 : xung khởi động (ON khi PC khởi động, PC chuyển từ OFF → ON) M8012 : xung clock 100 mili giây

- Điều khiển những cuộn dây relay chuyên dùng :

Khi người sử dụng SET các cuộn dây relay này ,PLC sẽ thực thi một tác vụchuyên biệt đã được xác định trước

Ví dụ :

M8033 : tất cả các trạng thái ngõ ra được duy trì khi PC ngưng hoạt động

M8034 : tất cả cỏc ngừ ra đều bị vô hiệu

c) Thanh ghi

Thanh ghi (register) là bộ nhớ 16 bit và được dùng để lưu số liệu Thanh ghi được kýhiệu là D và được đánh số thập phân Ví dụ: D0, D200, D800, D8002

- Thanh ghi dữ liệu (data register): thanh ghi loại này được dùng để lưu trữ dữ liệu

thông thường trong khi tính toán dữ liệu trên PLC

- Thanh ghi chốt (latched register): thanh ghi loại này có khả năng duy trì nội dung

(chốt) cho đến khi nó được ghi chồng bằng nội dung mới Khi PLC chuyển từ trạngthái RUN sang STOP, dữ liệu trong các thanh ghi vẫn được duy trì

- Thanh ghi chuyên dùng (special register): thanh ghi này dùng để lưu các kết quả điều

khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC, thường dùng kết hợp với các cờchuyên dụng Các thanh ghi này có thể sử dụng trong chương trình ladder, và trạngthái hoạt động của hệ thống PLC hoàn toàn có thể xác định được

M0M0

X3X1

d) Hằng số K và hằng số H

- Hằng số K

Ký hiệu K, dùng để biểu diễn số thập phân Dữ liệu 16 bit từ : - 32768 đến +32367

Dữ liệu 32 bit từ : -2,147,483,648 đến +2,147,483,647 Hằng số K được sử dụng đểnhập dữ liệu cho bộ định thì, bộ đếm và các lệnh ứng dụng Không giới hạn số lần sửdụng hằng số K

- Hằng số H

Ký hiệu H, dùng để biểu diễn số thập lục phân Dữ liệu 16 bit từ : 0 đến FFF Dữ liệu

32 bit từ : 0 đến FFFFFFFF Hằng số H được sử dụng để nhập dữ liệu cho các lệnhứng dụng Không giới hạn số lần sử dụng hằng số H

e) Bộ định thì (Timer)

• Ký hiệu : T

• Công dụng : dùng để định các khoảng thời gian

• Cách đánh số : đánh số bằng chữ số thập phân ( ví dụ : T0 ; T1 ; T2 ; ……)

Tham số của bộ định thì là khoảng thời gian định thì Tham số này có thể là hằng

số hoặc biến số, được nhập vào là số nguyên và đơn vị là 1 mili giây, 10 mili giây, 100mili giõy tựy độ phân giải bộ định thì sử dụng Ví dụ :

- T0 K20: tham số là hằng số, thời gian định thì là 20 x 100 ms = 2000 ms = 2s

- T200 D0: tham số là biến D0, thời gian định thì là D0 x 10 ms

Bộ định thì được phân loại theo độ phân giải

Độ phân giải Khoảng thời gian định thì

1 mili giây 0.001  32.767 giây

10 mili giây 0.01  327.67 giây

100 mili giây 0.1  3276.7 giây

không thỏa Một số bộ định thì có khả năng tự duy trì (chốt) Điều này có nghĩa làngay cả khi tín hiệu kích hoạt không còn thỏa mãn thì giá trị hiện hành (khoảng thờigian đang được định thì) được lưu lại trong bộ nhớ, bộ nhớ EEPROM Những bộ địnhthì này cần được đặt lại (reset) bằng lệnh RST

f) Bộ đếm (Counter)

Bộ đếm (counter) được dùng để đếm các sự kiện Bộ đếm trên PLC được gọi là

bộ đếm logic, vỡ nú bộ nhớ trong PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ đếm vật lý

Số lượng bộ đếm có thể sử dụng tùy thuộc vào loại PLC

Tham số của bộ đếm là giá trị đếm của bộ đếm, nó có thể là hằng số hoặc tham số

Ví dụ C0 K20 (tham số là hằng số), C128 D0 (tham số là biến số) Phân loại bộ đếmcó:

- Bộ đếm lên : nội dung bộ đếm tăng lên 1 khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm

- Bộ đếm xuống : nội dung bộ đếm giảm 1 khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm

- Bộ đếm lên - xuống : nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm 1, tùy thuộc cờ chuyên dùngcho phép chiều đếm, khi có cạnh xung lên của xung kích bộ đếm

- Bộ đếm pha : bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay đếm xuống tùy thuộc vào sựlệch pha của hai tín hiệu xung kích bộ đếm, thường dùng với encoder

- Bộ đếm tốc độ cao: bộ đếm này đếm được xung kớch cú tần số cao, 20kHz trở xuống

tùy thuộc số lượng bộ đếm loại này được sử dụng đồng thời Bộ đếm loại này cònđược chế tạo riờng trờn module chuyên dùng Khi đó tần số đếm có thể đạt tới 50kHz

1.2.2.2 Các lệnh cơ bản

a) Lệnh LOAD (LD)

Số bước chương trình LD

LD thể hiện contact logic thường mở đầu tiên nối trực tiếp vào đường bus bên trái củamột nhánh chương trình hay contact thường mở đầu tiên của một khối logic

b) Lệnh LOAD INVERSE (LDI)

trình LDI

SET Đặt một thiết bị (bit) lên chế độ ON vĩnh

viễn

Y, M, S

Y, M: 1

S, M chuyên dùng: 2

RESET

Đặt một thiết bị (bit) xuống chế độ OFF vĩnh viễn

Y, M, S, D,

V, Z, C, T

thanh ghi D chuyên dùng: 2

* Đặc điểm : SET và RESET có thể dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý.

Tuy nhiên trạng thái cuối cùng mới là trạng thái tác động

Lệnh SET dùng để đặt trạng thái của tham số lệnh (chỉ cho phép toán hạng bit) lênlogic 1 vĩnh viễn (chốt trạng thái 1) Trong chương trình Ladder, lệnh SET luôn luôn

SET

RST

xuất hiện ở cuối nhánh, phía bên phải của contact cuối cùng trong nhánh, và được thihành khi điều kiện logic của tổ hợp các contact bên trái thỏa mãn.

Lệnh RST dùng để đặt trạng thái của tham số lệnh (chỉ cho phép toán hạng bit)xuống logic 0 vĩnh viễn (chốt trạng thái 0) Trong chương trình Ladder, lệnh RST luônluôn xuất hiện ở cuối nhánh, phía bên phải của contact cuối cùng trong nhánh, và đượcthi hành khi điều kiện logic của tổ hợp các contact bên trái thỏa mãn Tác dụng củalệnh RST hoàn toàn ngược với lệnh SET

Lệnh SET và RST có thể được dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý.Tuy nhiên, trạng thái của lệnh cuối cùng được kích hoạt mới là trạng thái có ảnhhưởng

Lệnh RST cũng có thể được dùng để RST nội dung của các thiết bị dữ liệu nhưthanh ghi dữ liệu (data register), thanh ghi chỉ mục (index register)…Hiệu quả tươngđương với việc chuyển “K0” vào thiết bị dữ liệu

e) Lệnh về bộ định thì (Timer).

Các bộ định thì hoạt động bằng cách đếm các xung clock (xung 1, 10 và 100 ms).

Ngõ ra của bộ định thì được kích hoạt khi giá trị đếm được đạt đến giá trị hằng số K.Khoảng thời gian trôi qua được tính bằng lấy giá trị đếm được nhân với độ phân giảicủa bộ định thì

Ví dụ: bộ định thì 10ms có giá trị 567, thì khoảng thời gian trôi qua được tính:

567 x 10ms = 567 x 0,01s = 56,7s

Khoảng thời gian định thì được đặt trực tiếp thông qua hằng số K hoặc gián tiếpthông qua thanh ghi dữ liệu (D) Thường dùng thanh ghi dữ liệu được chốt để đảm bảokhông mất dữ liệu khi mất điện Tuy nhiên, nếu điện áp của nguồn pin giảm quá mứcthỡ thỡ thời gian định thì có thể sai

f) Lệnh về bộ đếm (Counter).

Giá trị hiện hành của bộ đếm tăng mỗi khi có xung kích chuyển từ OFF sang ON

Giá trị hiện hành của bộ đếm được trả về 0 khi lệnh RST được thực hành khi cú ngừvào.Nếu một giá trị lớn hơn giá trị đã xác lập cho bộ đếm được ghi vào thanh ghi dữliệu hiện hành thì bộ đếm sẽ tiếp tục đếm lên khi cú ngừ vào Thông thường, tần sốđếm ở ngõ vào sẽ khoảng 10 chu kỳ mỗi giây

Các bộ đếm được chốt có thể duy trì trạng thái của chúng, sau khi PC mất điện,điều này có nghĩa là khi có điện trở lại các bộ đếm được chốt có thể tiếp tục đếm từ giátrị khi PC mất điện

Các loại bộ đếm tốc độ cao có thể được sử dụng.

 Bộ đếm 1 pha được người sử dụng khởi tạo và reset : C235 đến C240

 Bộ đếm 1 pha khởi động và reset được gán trước: C241 đến C245

 Bộ đếm 1 pha và bộ đếm 2 chiều tối đa 10kHz

 Bộ đếm pha A/B tối đa 5kHz

FX2N và FX2NC với ngõ vào X0 và X1 được kết nối với các thiết bị cho phép tăng tốc

độ của bộ đếm

 Bộ đếm 1 pha và bộ đếm 2 chiều tối đa 60kHz

 Bộ đếm 2 phase với C251 tối đa 30 kHz

1.3 PLC Mitsubishi và hệ thống giao tiếp người máy HMI

Hình 1.2: Hệ giao tiếp người máy

Màn hình hay còn được gọi là HMI (Human Mechine Interface) được ứng dụngrất nhiều trong công nghiệp Màn hình gồm nhiều chủng loại khác nhau của cỏc hóngnhư Mitsubishi, Siemen, Omron, Delta,…Mỗi hãng sản xuất đều có một số tính năngnhư bộ lập trình bằng tay, giám sát quá trình sản xuất, truy cập các thông số, dữ liệucài đặt……

Ngoài các tính năng trên màn hình HMI còn có thể cho nhiều tính năng khác như

đồ họa để mô phỏng các thiết bị trong quá trình sản xuất giúp người vận hành các thiết

bị có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống sản xuất, giúp họ dễ thao tác kiểm tra hệthống nhanh và hiệu quả hơn

Một số loại màn hình HMI của hãng Mitsubishi:

- Loại FX-10DU đến FX-50DU

- Loại GOT-F900 series (handy và Touch Sceen)

- Loại F940GOT-LWD-E

- Loại A800 Series

- Loại GOT-1000 Series

Màn hình GOT kết nối với PLC

bộ điều khiển này

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MỘT VÀI MÔ HÌNH THỰC HÀNH PHỤC VỤ GIẢNG DẠY MÔN HỌC PLC

2.1 Những khó khăn trong giảng dạy môn học PLC

Trong công nghiệp ngày nay, bộ điều khiển lập trình PLC đóng vai trò quan trọng

và có mặt trong hầu hết các hệ thộng tự động hoỏ cỏc dõy truyền công nghệ của nhàmáy Khi công nghiệp càng phát triển, các nhà máy càng được tự động hoá cao, ứngdụng của bộ PLC ngày càng nhiều Hầu hết các trường cao đẳng, đại học kỹ thuật,công nghiệp trong nước đều giảng dạy về PLC Tuy nhiên, phần thực hành còn chưađược chú trọng vỡ các module thực hành ở các trường hầu như còn sơ sài, thiếu cácthiết bị quá trình công nghiệp, điều đó làm cho sinh viên khó nắm bắt được bài giảngcũng như thành thạo trong việc sử dụng PLC để tích hợp hệ thống tự động hoá Đặcbiệt có những trường việc dạy học môn học PLC chỉ dựa trên các phần mềm mô phỏngthậm chí là trên sách vở, xa rời thực tế, như vậy sinh viên sẽ phải tự tưởng tượng rachương trình mặc dù các em có tư duy tốt đi chăng nữa thỡ tớnh thực tiễn sẽ không cógây ra sự bỡ ngỡ khi sinh viên đi làm

Về mặt tư duy, môn học PLC là môn học đòi hỏi tính tư duy logic cao, và có tínhhấp dẫn, kích thích sự tò mò, sáng tạo, sự ham học của sinh viên Tuy nhiên các môhình thực hành mà không đầy đủ, xẽ gây hụt hẫng và nhiều khi gây khó khăn cho bảnthân sinh viên và giáo viên giảng dạy

2.2 Đề xuất phương án thiết kế mô hình

Như đã phân tích ở trên, PLC được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khácnhau của cuộc sống, lao động và sản xuất Đối với một sinh viên đang bước đầu bướcchân vào lĩnh vực tự động hóa, đờ̉ hiờ̉u hờ́t vờœ PLC thật khó khăn nếu không đượctrang bị mô hình thực hành Mục đích của mô hình thực hành PLC la:

- Giúp sinh viên thành thạo về cấu trúc phần cứng, đṍu nối PLC, kết nối với các thiết

bị ngoại vi ra sao Vì vậy mô hình thực hành cần da dạng các thiết bị ngoại vi, kết nối

dễ dàng, dễ nhìn cho sinh viên dễ hiểu

- Giúp sinh viên phát triển tư duy về lập trình Vì vậy mô hình PLC cần đa dạng, cóthể đưa ra những bài toán thú vị hấp dẫn, gắn liền với thực tế để sinh viên phát triểnđược tư duy lập trình và kiến thức thực tế của mình

- Các mô hình cần đa dạng, một mô hình có thể xây dựng được nhiều bài thực hànhkhác nhau

Trong phạm vi luận văn này, tác giả xin đưa ra phương pháp thiết kế một số môhình thực hành PLC như sau:

- Mô hình PLC băng tải: Mụ hình băng tải bao gồm phân loại sản phẩm, dán nhãn

sản phẩm, đo chiều dài sản phẩm và đếm sản phẩm

- Mô hình PLC ứng dụng trong điều khiển quá trình: Bao gồm mô hình điều khiển

điều khiển nhiệt độ sử dụng PID.Mô hình này dùng PLC và modul chuyên dụng.Ngoài ra các mô hình trên PLC đều được kết nối với màn hình GOT và máy tính đểgiám sát qua hệ thống điều khiển HMI

2.3 Thiết kế mô hình băng tải phân loại sản phẩm, dán nhãn sản phẩm, đo chiều dài sản phẩm.

2.3.1 Phân tích xây dựng cấu hình mô hình băng tải

Các hệ thống băng tải được sử dụng rất nhiều trong thực tế, trong các nhà máy xi

măng, nhà máy gạch, bia….Để xây dựng được một mô hình băng tải, cần gắn liền vớicác băng tải có thực, quá trình điều khiển thực trong thực tế Như vậy khi sinh viênthực hành trên mô hình thì cũng có thể thực hành trên dây chuyền băng tải thật và khi

đi làm sinh viên có thể đứng máy điều khiển được một dây chuyền băng tải thật

- Để phân biết được kích thước, vị trí sản phẩm thì hệ thống cần lắp đặt các cảmbiến tiệm cận Các cảm biến tiệm cận nhận tín hiệu vật thể chuyển tới PLC xử lý theochương trình định sẵn

- Để điều khiển băng tải chuyển động theo một tốc độ nhất định ta phải sử dụngbiến tần và biến tần xẽ điều khiển băng tải chạy hoặc dừng thông qua tín hiệu ngõ racủa PLC

- Để đẩy hoặc khoan sản phầm cần hệ thống Pittong điện khí nén Cá pitong đượcchọn xẽ là Pittong một chiều và được điều khiển thông qua tín hiệu ra của PLC

- Để kéo băng tải chạy cần động cơ và hệ thống truyền động

- Tất cả các đầu vào ra của các thiết bị chấp hành đều được đấu vào Connectorđược gắn trên mô hình để trong quá trình thực hành sinh viên tự đấu nối phần cứngbằng dây điện có gắn rắc cắm

Cấu hình của mô hình được đưa ra dưới lưu đồ dưới

băng tảiCảm biến

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan mô hình.

Ngoài ra các mô hình băng tải còn gắn thêm các thiết bị phụ trợ khác làm đadạng mô hinh và các bài thực hành

Có nhiều phương pháp chế tạo băng tải khác nhau, sau đây luận văn xin trình bàymột phương pháp thiết kế một mô hình băng tải, các băng tải khác có thể chế tạo tương

tự hoặc có thể được tích hợp trên cùng một băng tải

2.3.2 Lựa chọn thiết bị cho mô hình

Để xây dựng mô hình cần lựa chọn các linh kiện chính sau:

- Chọn màn hình HMI F940GOT-LWD-E

Sử dụng loại màn hình này để tạo các hình ảnh đồ họa giúp điều khiển và giám sát hệthống băng tải

Hình 2.3: Màn hình HMI F940GOT-LWD-E

Kết nối HMI với PLC, nguồn 24VDC có thể dùng chung với PLC hoặc dựng riờng

Kết nối màn hình GOT với PC Kết nối màn hình GOT với PLC

Hình 2.4: Kết nối PLC, máy tính vào GOT

Tính năng hãm động năng hiệu quả khi nối thêm điện trở hãm

Biến trở điều chỉnh tần số được lắp trực tiếp trên mặt biến tần

Thông số kỹ thuật:

- Nguồn cung cấp: 3 pha 380V, 50/60 Hz

- Dải tần đầu ra: 0.0 - 500 Hz

- Khả năng chịu quá tải: 150% trong 60s, 165% trong 2s

- Dải công suất : 0.4 - 75KW

- Dễ dàng thay đổi cấp tần số và vector của biến tần

- Nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt

- Có tích hợp cổng truyền thông RS-485

- Mạng tương thích Profibus DP, Device Net, CC-link

Nguyên lý : Cám biến tự cảm điện dung

Đầu ra : Chuyển đầu dò

Trọng lượng tịnh: 49g

Hình 2.6: Cảm biến tiệm cận PL-05P

Nguồn sáng: Led hồng ngoại

Ngõ ra: PNP-NO, 100mA max, Light-ON

Thời gian đáp ứng: 1ms max

Độ rung cho phép: 10-50Hz

Nhiệt độ cho phép : 0-600C

Cấp độ bảo vệ : IP67

Chiều dài dây nối : 2m

Hình 2.8: Cảm biến thân xi lanh

- Loại van: 5 port 2 position (van 5/2)

- Áp suất hoạt động: 0.15 ~ 0.8 MPa

- Nhiệt độ cho phép: - 5 ~ 500C

- Điện áp cung cấp: 24VDC

Hình 2.9: Van điện từ

6 Xy lanh (Pittong)

- Không cần bôi trơn vào cần piston

- Với thép cao cấp, giúp chống ăn mòn và bền hơn

- Với nam châm vĩnh cửu trên piston, có thể theo

dõi hành trình của xi lanh bằng cảm biến điện từ

model CS1-F

Hình 2.10 : Xi lanh

7 Chọn Encorder:

Mã :Autonics ENC-1-2-T-24

Pha ra : A,B

Đơn vị đo nhỏ nhất : 1mm/1 xung

Đầu ra : Totem Pole

Nguụœn cấp : 12-24V DC +/- 5%

Khoảng thời gian đầu ra giữa hai pha A và B :T/4+-T/8

Thời gian đáp ứng : Max 1às

2.3.3 Danh mục thiết bị và sơ đồ lắp đặt thiết bị lên mô hình

2 5

4

Y 2

Y 1

4 5

2 3

Y 3

4 5

2

3

Hình 2.12: Sơ đồ khí nén

Sơ đồ lắp đặt thiết bị lờn mụ hỡnh

OUT PUT

IN PUT PLC

MÔ hình thí nghiệm tự động hóa

MITSUBISHI KHOA ĐIệN

OFF OFF

O O

OFF OFF

O O

OFF OFF

O O

OFF OFF

O O

OFF OFF

R S T

PC STF STR RH RM RL MRS RE SD NOTER 3 10 2

5 COMMON NOTER 3

4

NOTER 2 SD FM

SE NOTER2 FO RUN

C B A

N NOTER PR P P1 W V U

NGUồN CấP CHO

PITONG 1 PITONG 2 PITONG 3

Hình 2.13: Sơ đồ lắp đặt thiết bị.

Sơ đồ lắp đặt băng tải phõn loại sản phẩm

Thanh Ke SP

PITTONG

X7 X4

X3X2X1

PITTONG Y3

CB6

PITTONG Y2

CB5

PITTONG Y1

CB4

CB1 CB2

VAT THE

CB7

B¡NG T¶I

Hình 2.15: Sơ đồ băng tải

- Đối với băng tải dán nhãn sản phẩm sơ đồ lắp đặt thiết bị trên mô hình như trên ta chỉthay đồi sơ đồ lắp đặt trên băng tải

Sơ đồ lắp đặt băng tải phân dán nhãn sản phẩm

Thanh Ke SP

X4X2

X1

M

X3

X5PITTONG

Hình 2.16: Sơ đồ lắp đặt băng tải dán nhãn sản phẩm

B¨ng t¶i

Hình 2.17: Sơ đồ băng tải dán nhãn sản phẩm

- Từ mô hình Phân loại sản phẩm hoặc dán nhãn sản phẩm ta mắc thêm Encoder vào phần cuối cùng của băng tải, ta được mô hình đo chiều dài sản phõ̉m Sảnphẩm ở đây tượng trưng là băng tải Khi băng tải chạy kéo theo Encoder chạy theo,công việc của ta là đo chiều dài băng tải chạy.

Rotary-2.4 Thiết kế mô hình điều khiển nhiệt độ dùng cảm biến nhiệt độ PT-100 và mô hình điều khiển nhiợ̀t đụ Themorcouple

2.4.1 Phân tích xây dựng cấu hình mô hình điều khiển nhiệt độ

PLC nói chung và PLC Mitsubishi nói riêng đều có những chức năng riêng ngoài chức năng logic thông thường Đó là các modul mở rộng chuyên dụng cho những trường hợp đặc biệt của điều khiển quá trình Một trong những modul chức năng đó là modul điều khiển nhiệt độ Mitsubishi có hai modul tích hợp điều khiển nhiệt độ đó là FX-2AD-PT và FX-4AD-TC.Cỏc modul này được ghép nối trực tiếp với CPU qua cáp

mở rộng và có khả năng đọc vào tín hiệu tương tự từ cảm biến nhiệt độ và xuất ra tín hiệu dạng số đểu điều khiển đóng cắt tải nhiệt theo luật điều khiển PID

Để xây dựng mô hình điều khiển nhiệt độ cần dựa trên nguyên tắc điều khiển vũngkớn sau

GIAO DIÖN hmI PLC Vµ MODUL

TÝCH HîP

M¹CH C¤NG SUÊT

C¶M BIÕN

D¢Y §èT

lß NHIÖT

§ÇU §O

Hình 2.18: Sơ đồ cấu trúc mô hình điều khiển nhiệt độ

Các thiết bị chính trong mô hình gồm: PLC và modul tích hợp, màn hình GOT, Cảmbiến nhiệt độ PT-100 và Thermocouple, Điện trở đốt nóng, Mạch công suất dùng SSRđóng cắt tải nhiệt theo phương pháp tỉ lệ thời gian

2 4.2 Chọn thiết bị cho mô hình điều khiển nhiệt độ

Để xây dựng mô hình ta cần chuẩn bị các thiết bị chính sau:

Nguồn cung cấp: 240 VAC.

2 Chọn màn hình cảm ứng HMI

Như mô hình băng tải

- Chọn màn hình HMI F940GOT-LWD-E

3 Chọn modul mở rộng

a) Chọn modul mở rộng FX-2AD-PT

Hình 2.20: Modul FX-2AD-PT

Bảng thông số kỹ thuật:

Bảng 2.2: Bảng thông số kỹ thuật của modul FX-2AD-PT

Chỉ tiêu Có thể chọn nhiệt độ Centigrade hay Fahrenheit

Sự cách ly Cach ly quan giữa mạch số và mạch tín hiệu liên tục

Nguồn cấp điện

Được cấp từ điện nguồn 24V DC, 50mA từ ngoài và nguồn

5V, 30mA từ PLC

b) Chọn modul mở rộng FX-4AD-TC

Hình 2.21: PLC FX2N-32MT