Lập trình PLC mitsubishi điều khiển servo MR j2s 10a thước vít me theo chiều dài

Ở nước ta do yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nên ngày càng xuất hiện nhiều những dây truyền sản xuất mới có mức độ tự động hoá cao với các hệ thống sử dụng đông cơ servo t

Trang | 1

LỜI CẢM ƠN

Để đồ án môn học “Lập trình PLC Mitsubishi điều khiển servo MR-J2S 10A

thước vít me theo chiều dài” đạt được một số mục tiêu đề ra, hoàn thành đúng

thời gian Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn:

Thầy Nguyễn Vạn Quốc-GVHD-giảng viên Viện Kỹ Thuật, Trường Đại học Công nghệ Tp.Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ về chuyên môn, tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ về việc tìm tài liệu và thiết bị hướng dẫn trong thời gian thực hiện

đề tài để em và các bạn hoàn thành đồ án này

Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của thầy Phương giáo viên Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Tp.Hồ Chí Minh đã đóng góp

ý kiến và tạo mọi điều kiện tốt nhất để nhóm em hoàn thành đề tài đồ án môn học một cách tốt nhất

Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên lớp 15DTDJ01 đã giúp đỡ

và đóng góp ý kiến và động viên trong thời gian nhóm thực hiện đồ án môn học Một lần nữa xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của thầy cô và các bạn!

Trang | 2

A MỤC LỤC

Chương 1 : TỔNG QUAN

A Hệ thống servo trong thực tế……….3

B PLC là gì ? 4

C Ứng dụng ……… 5

D Mô hình trong thực tế ……… 6

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT A Servo ( MRJ2S_10A )………7

B PLC ( FX0N_40MT )………11

C Khí cụ ……… 13

D Vít me………15

Chương 3 : MÔ HÌNH THỰC TẾ A Bản vẽ / Sơ đồ a) Bản vẽ PLC, AC servo……… 16

b) Chế độ điều khiển……… 17

c) Sơ đồ nối tắt cáp……….20

B Hình vẽ……… 20

C Hình chụp thực tế ……….22

D Bài toán ……….23

E Code……… 24

Chương 4 : KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM + KẾT LUẬN

sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử nên các thiet bị sử dụng servo cũng có các bước phát triển nhảy vọt Việc ứng dụng kỹ thuật điện tử với những thiết bị hiện đại làm cho hệ thống dây truyền ngày càng hoạt động tốt hơn

và khả năng tự động hoá cao

Ở nước ta do yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nên ngày càng xuất hiện nhiều những dây truyền sản xuất mới có mức độ tự động hoá cao với các hệ thống sử dụng đông cơ servo tốc độ cao Việc xuất hiện của động cơ servo đã góp phần thúc đẩy sự phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành tự động hoá ở nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật hiện đại nhằm tăng khả năng sản xuất,tăng chất

lượng,đồng thời tiết kiệm được chi phí cho việc thuê nhân công và làm năng suất sản phẩm tăng lên Chính vì vậy việc tạo ra những hệ thống dây truyền có sử dụng servo tạo nên sự thuật tiện và điều khiển chúng được dể dàng hơn là việc làm vô cùng xác thực

Hệ Thống Băng Tải sử dụng AC Servo

Hiểu đơn giản là một máy cơ khí dùng để vận chuyển các đồ vật từ điểm này sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B Thay vì vận chuyển sản phẩm bằng công nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân công lại tạo ra môi trường làm việc lộn xộn thì băng chuyền tải có thể giải quyết điều đó

Nó giúp tiết kiệm sức lao động, số lượng nhân công, giảm thời gian và tăng năng suất lao động

Vì vậy băng chuyền, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các nhà máy, xí nghiệp

Cấu tạo chính của hệ thống băng tải

• Khung băng tải: Thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc Inox

• Mặt băng tải bằng belt hoặc con lăn: Thường là dây băng PVC dầy 2mm và 3mm hoặc dây băng PU dầy 1.5mm

• Bộ điều khiển băng tải: PLC, Biến tần, Speed controller, Cảm biến, Rơ-le,

Contactor…

• Con lăn kéo/con lăn chủ động bằng thép mạ kẽm hoặc nhôm có Ø50, Ø60, Ø76, Ø89, Ø102 …

• Con lăn đỡ/con lăn bị động bằng thép mạ kẽm hoặc inox có Ø25, Ø32, Ø38

• Băng tải truyền động xích hoặc đai

• Động cơ ( AC Servo , Step Motor )

Trang | 4

Ứng dụng

• Trong ngành sản xuất, lắp ráp linh kiện, thiết bị điện tử, lắp ráp ô tô, xe máy, xe đạp điện…

• Trong ngành sản xuất thực phẩm, y tế, dược phẩm, may mặc, dầy dép,…

• Dùng để vận chuyển hàng hoá, đóng gói sản phẩm,…

Trang | 6

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Mitsubishi MELSERVO-J2s-Super dựa trên sê-ri MELSERVO-J2 và có hiệu suất cao hơn và các chức năng cao hơn Nó có điều khiển vị trí, kiểm soát tốc độ và chế

độ điều khiển mô-men xoắn Hơn nữa, nó có thể thực hiện thao tác với các chế độ điều khiển được thay đổi, ví dụ: điều khiển vị trí/ tốc độ, điều khiển tốc độ/mô-men xoắn và điều khiển mô-men xoắn/ vị trí Do đó, nó được áp dụng cho nhiều lĩnh vực, không chỉ định vị chính xác và kiểm soát tốc độ trơn tru của máy công

cụ và máy công nghiệp nói chung mà còn kiểm soát đường dây và kiểm soát căng thẳng Vì sê-ri mới này có chức năng giao tiếp nối tiếp RS-232C hoặc RS-422, máy tính cá nhân được cài đặt Bộ cấu hình MR(phần mềm cấu hình servo) hoặc tương tự có thể được sử dụng để thực hiện cài đặt tham số, vận hành thử, giám sát hiển thị trạng thái, điều chỉnh mức tăng,… Với điều chỉnh tự động theo thời gian thực, bạn có thể tự động điều chỉnh mức tăng servo theo máy Động cơ servo sê-ri MELSERVO-J2s-Super được trang bị bộ mã hóa vị trí tuyệt đối có độ phân giải

131072 xung/vòng để đảm bảo điều khiển chính xác hơn so với dòng MELSERVO-J2s Chỉ cần thêm pin vào bộ khuếch đại servo sẽ tạo nên một hệ thống phát hiện vị trí tuyệt đối Điều này làm cho vị trí nhà trở lại không cần thiết khi bật nguồn hoặc xảy ra báo động bằng cách đặt vị trí nhà một lần

MR-J2S-10A driver MRJ2S_10A

Trang | 7

Thông số kỹ thuật

Servo Amplifier MR-J2S- Item

10A 20A 40A 60A 70A 100A 200A 350A 500A 700A 11KA 15KA 22KA 10A1 20A1 40A1

3-phase 200 to 230VAC, 50/60Hz

1-phase 100 to 120VAC 50/60Hz

Permissible voltage fluctuation

3-phase 200 to 230VAC:

170 to 253VAC 1-phase 230VAC: 207 to 253VAC

3-phase 170 to 253VAC 1-phase

85 to 127VAC

Permissible frequency fluctuation Within 5%

Power supply capacity Refer to section12.2

Inrush current Refer to section 12.5

Control system Sine-wave PWM control, current control system

Dynamic brake Built-in External option Built-in

Protective functions

Overcurrent shut-off, regenerative overvoltage shut-off, overload shut-off (electronic thermal relay), servo motor overheat protection, encoder error protection, regenerative error protection, undervoltage, instantaneous power failure protection, overspeed protection, excessive error protection

d Max input pulse frequency 500kpps (for differential receiver), 200kpps (for open collector)

Command pulse multiplying factor Electronic gear A:1 to 65535 131072 B:1 to 65535, 1/50 A/B 500

In-position range setting 0 to 10000 pulse (command pulse unit)

Error excessive (Note) 2.5 revolutions

Torque limit Set by parameter setting or external analog input (0 to 10VDC/maximum torque)

d Speed control range Analog speed command 1: 2000, internal speed command 1: 5000

Analog speed command input 0 to 10VDC / Rated speed

Speed fluctuation ratio

0.01% or less (load fluctuation 0 to 100%) 0% (power fluctuation 10%)

0.2% or less (ambient temperature 25 10 (59 to 95 )),

when using analog speed command Torque limit Set by parameter setting or external analog input (0 to 10VDC/maximum torque) Torque

control

mode

Analog torque command input 0 to 8VDC / Maximum torque (input impedance 10 to 12k )

Speed limit Set by parameter setting or external analog input (0 to 10VDC/Rated speed)

Structure Self-cooled, open (IP00) Force-cooling, open (IP00) Self-cooled,

humidity

In operation

90%RH or less (non-condensing)

In storage

Ambient Indoors (no direct sunlight)

Free from corrosive gas, flammable gas, oil mist, dust and dirt Altitude Max 1000m (3280ft) above sea level

2 ] or less 19.4 [ft/s 2 ] or less

Mass [kg] 0.7 0.7 1.1 1.1 1.7 1.7 2.0 2.0 4.9 15 16 16 20 0.7 0.7 1.1

[lb] 1.5 1.5 2.4 2.4 3.75 3.75 4.4 4.4 10.8 33.1 35.3 35.3 44.1 1.5 1.5 2.4

Trang | 8

Bản vẽ + chú thích driver MRJ2S_10A

Trang | 9

Đầu nối và bố trí tín hiệu: (Connectors and signals arragements)

Trang | 10

• Đây là loại PLC có kích thước thật nhỏ gọn, phù hợp với các ứng dụng với

số lượng I/O nhỏ hơn 30, giảm chi phí lao động và kích cỡ panel điều khiển Với việc sử dụng bộ nhớ chương trình bằng EEPROM cho phép dữ liệu chương trình được lưu lại trong bộ nhớ trong trường hợp mất nguồn đột xuất, giảm thiểu thời gian bảo hành sản phẩm Dòng FX0 được tích hợp sẵn bên trong bộ đếm tốc độ cao và các bộ tạo ngắt, cho phép xử lý tốt một số ứng dụng phức tạp

• Nhược điểm của dòng FX0 là không có khả năng mở rộng số lượng I/O được quản lý, không có khả năng nối mạng, không có khả năng kết nối với các Mô đun chuyên dùng, thời gian thực hiện chương trình lâu (thời gian thực hiện các lệnh cơ bản cỡ 1.6µs-3.6µs, các lệnh ứng dụng cỡ vài trăm µs) FX0N PLC sử dụng cho các máy điều khiển độc lập hay các hệ thống nhỏ với số lượng I/O có thể quản lý nằm trong miền 10-128 I/O

Bản vẽ FX0N_40MT

Trang | 11

Ngõ ra Transistor đóng ngắt bằng linh kiện bán dẫn nên độ bền cao, chịu được số lần đóng ngắt nhiều, tần số phát xung lên tới hàng trăm ki lô hec (kHz) Tuy nhiên 1 điểm hạn chế của PLC ngõ ra transstor là không sử dụng được điện áp xoay chiều và dòng qua nó chị giới hạn ở khoảng dưới 0.5A

Ngõ ra Transistor

Trang | 12

Nếu bạn sử dụng nhiều cấp điện áp để cấp cho nhiều loại tải khác nhau ví dụ có cả 220Vac, 110Vac, 48Vdc, 24Vdc, 5Vdc tần số đóng ngắt không nhiều, tiết kiệm chi phí thì bạn nên sử dụng ngõ ra kiểu Rơ-le

Nếu bạn muốn sử dụng ngõ ra PLC để phát xung điều khiển động cơ Servo, động

cơ bước hoặc một ứng dụng gì đó cần tới xung thì PLC ngõ ra kiểu Transistor là lựa chọn chắc chắn, ngoài ra PLC ngõ ra transistor cũng được sử dụng trong trường hợp yêu cầu có số lần đóng ngắt nhiều, đóng ngắt nhanh hoặc đơn giản chỉ là muốn tăng tuổi thọ, bảo vệ ngõ ra PLC bằng việc sử dụng thêm Rơ-le trung gian đóng ngắt trực tiếp tải

Trang | 13

Sơ đồ đấu dây CB + contactor bảo vệ servo

Trang | 15

CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH THỰC TẾ

Chế độ điều khiển vị trí

Trang | 16

Kết nối Servo vs Driver

Trang | 17

Các chân còn lại không sử dụng nên không hàn lại hoặc có thể tháo bỏ !

Trang | 18

Trang | 19

CN1A

CN1B

Trang | 20

Hình vẽ toàn hệ thống

Trang | 21

Hình chụp thực

Trang | 22

Hình ảnh thực khi hoàn thành

Trang | 23

BÀI TOÁN VỀ TRỤC VÍTME

Đường kính : 8mm Chất liệu: kim loại

Vmax= 𝑛𝑚𝑎𝑥×𝐷×𝑍

60 = 9000×2×4

60 = 1200mm/s =1.2m/s

Trang | 24

Code

Trang | 25

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM + KẾT LUẬN

Chạy thực nghiệm 100mm ( 1.638.400 xung ) trên vitme:

• Lần 1 với tốc độ 200.000 xung

• Lần 2 với tốc độ 300.000 xung

• Lần 3 với tốc độ 400.000 xung

➢ Kết luận :

− Ta có Động cơ Servo 3000 v/ph , 131072 xung/v:

❖ Muốn số xung cần phát trong 1 phút :

131072 * 3000 = 393.216.000 xung

❖ Số xung cần phát trong 1 giây :

393.216.000 / 60 = 6.553.600 xung

❖ Tần số phát xung để đạt 3000v/ph là 6.553.600 Hz

quá số xung định mức / giây => không điều khiển được, gây giật động cơ, có thể bị mất xung gây sai số về vị trí đã tính toán

− Vậy 1 giây sẽ được 6.553.600 xung ; 0.1 giây được 655.360 xung ; 20ms được 131.072 xung/v tương ứng với 8mm, từ đó ta sẽ tính được tốc độ mong muốn khi muốn phát xung ra và như trên để chạy thực nghiệm 100mm (1.638.400 xung / 12,5 v) ta có: