Nghiên cứu, xây dựng hệ điều khiển chuyển động sử dụng bộ điều khiển servo mitsubishi

Trong khuôn khổ nghành đào tạo điều khiển và tự động hóa, nhằm giúp học viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hóa lại những kiến thức đã học cũng như được tiếp cận với những mô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

====o0o====

NGUYỄN TUẤN DƯƠNG

NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG

SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN SERVO MITSUBISHI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

====o0o====

NGUYỄN TUẤN DƯƠNG NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG

SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN SERVO MITSUBISHI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS ĐỖ MẠNH CƯỜNG

Hà Nội - 2018

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn: Nghiên cứu, xây dựng hệ điều khiển

ch uyển động sử dụng bộ điều khiển servo Mitsubishi do tôi tự nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Đỗ Mạnh Cường Các số liệu và kết quả trong

luận văn là hoàn toàn trung thực

Nếu sai với lời cam đoan trên tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Nguyễn Tuấn Dương

L ỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành điều khiển và tự động hóa với đề

tài “Nghiên cứu, xây dựng hệ điều khiển chuyển động sử dụng bộ điều khiển servo Mitsubishi” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua

Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo TS.Đỗ Mạnh Cường đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Điện đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn

TÁC GIẢ

Nguyễn Tuấn Dương

M ỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG 2

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển chuyển động 2

1.1.1 Kiến trúc cơ bản của hệ thống điều khiển chuyển động bao gồm: 2

1.1.2 Các chức năng điều khiển chung bao gồm 3

1.1.3 Ứng dụng của các hệ điều khiển chuyển động 4

1.2 Vai trò của hệ điều khiển servo trong hệ thống điều khiển chuyển động 4

1.2.1 Giới thiệu cơ bản về hệ servo 4

1.2.2 Công nghệ điều khiển servo 5

1.2.3 Động cơ PMSM và cảm biến trong hệ thống điều khiển vị trí servo 7

Chương 2 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG SERVO 9

2.1 Mở đầu 9

2.2 Lựa chọn thiết bị và xây dựng cấu trúc phần cứng 9

2.2.1 Các thiết bị xây dựng lên hệ điều khiển servo 9

2.2.2 Ghép nối các thiết bị 9

2.3 Đặc điểm của động cơ đồng bộ servo Mitsubishi HG-KR053B 10

2.3.1 Đặc điểm chung 10

2.3.2 Thông số kỹ thuật động cơ HG-KR053B 11

2.4 Tìm hiểu Biến tần servo Mitsubishi MR-J4-10B 12

2.4.1 Giới thiệu chung về biến tần servo 12

2.4.2 Giới thiệu về biến tần servo MR-J4-10B của Mitsubishi 13

2.4.3 Các thông số kỹ thuật chính và sơ đồ đấu nối 14

2.5 Đặc điểm dòng PLC iQ-R của hãng Mitsubishi 17

2.5.1 Giới thiệu chung 17

2.5.2 Đặc điểm của một số module PLC dòng iQ-R 19

2.5.3 Tìm hiểu Module điều khiển chuyển động RD77MS2 22

2.6.1 Giới thiệu chung về phần mềm GX Works3 26

2.6.2 Các lệnh cơ bản 26

2.6.3 Cài đặt cấu hình module RD77MS2 và biến tần MR-J4 bằng GX Works 3 27

Chương 3 THIẾT KẾ, LẮP RÁP HỆ ĐIỀU KHIỂN MÁY CẮT KÍNH TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU KHIỂN SERVO CỦA MITSHUBISHI 30

3.1 Yêu cầu chung và tính toán chọn hệ điều khiển 30

3.1.1 Yêu cầu chung 30

3.1.2 Tính toán chọn hệ điều khiển 31

3.2 Thiết kế sơ đồ điều khiển 31

3.3 Chế tạo và lắp ráp 34

3.3.1 Ghép nối hệ thống cơ khí máy cắt kính 34

3.3.2 Lắp đặt cơ cấu dò vị trí kính bằng cảm biến sợi quang 36

3.3.3 Thiết kế hệ thống thiết bị điện 38

Chương 4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN VẬN HÀNH CHO MÁY CẮT KÍNH 44

4.1 Thiết kế chương trình điều khiển 44

4.1.1 Mô tả phương thức thực hiện hệ điều khiển 44

4.1.2 Lưu đồ chương trình điều khiển PLC và lập trình điều khiển 53

4.1.2.1 Chương trình chính 53

4.1.2.2 Chương trình con bật servo 54

4.1.2.3 Chương trình con Reset lỗi 54

4.1.2.4 Chương trình con dò điểm 55

4.1.2.5 Chương trình con xử lý dữ liệu dò điểm 56

4.1.2.6 Chương trình con cắt kính 56

4.1.3 Cài đặt RD77MS2, MR-J4 và bộ nhớ chương trình 58

4.1.4 Cài đặt RD77MS2 58

4.1.5 Cài đặt MR-J4 59

4.1.6 Cài đặt bộ nhớ chương trình 59

4.2 Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển 62

4.2.1 Giới thiệu các phần mềm sử dụng để thiết kế giao diện 62

4.2.1.1 Giới thiệu phần mềm MX Component 63

4.2.1.2 Giới thiệu phần mềm Visual Studio 65

4.2.2 Thiết kế giao diện 66

4.2.3 Thực nghiệm và đánh giá 70

4.2.3.1 Thực nghiệm 70

4.2.3.2 Đánh giá 71

4.2.4 Đề xuất hướng phát triển 74

KẾT LUẬN 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

PHỤ LỤC 77

DANH M ỤC TỪ VIẾT TẮT

PLC Programable Logic Controller Bộ điều khiển logic khả trình

DANH M ỤC HÌNH

Hình 1.1 Bộ điều khiển chuyển động là tâm điểm của hệ thống điều khiển chuyển

động 3

Hình 1.2 Hệ chuyển động servo cơ bản 6

Hình 1.3 Mô hình động cơ đồng bộ servo 7

Hình 2.1 Cấu trúc hệ điều khiển chuyển động servo Mitshubishi 10

Hình 2.2 Động cơ đồng bộ servo HG-KR053B 11

Hình 2.3 Bản vẽ chi tiết cấu trúc động cơ HG-KR053B 11

Hình 2.4 Sơ đồ khối cấu trúc biến tần servo 12

Hình 2.5 Biến tần servo MR-J4-10B 14

Hình 2.6 Các thành phần dưới nắp che của biến tần MR-J4-10B 15

Hình 2.7 Sơ đồ đấu dây hệ thống biến tần và động cơ servo dòng MR-J4 17

Hình 2.8 Dòng PLC iQ-R 18

Hình 2.9 Các tính năng nổi bật của dòng plc MELSEC iQ-R [6] 19

Hình 2.10 Module nguồn R61P và module R04ENCPU 19

Hình 2.11 Module đầu vào số RX42C4 và sơ đồ đấu nối 20

Hình 2.12 Module RY42NT2P và sơ đồ đấu nối 21

Hình 2.13 Base R38B 21

Hình 2.14 Module RD77MS2 và các chi tiết bên ngoài 22

Hình 2.15 Cài đặt tham số cho module RD77MS2 28

Hình 2.16 Cửa sổ cài đặt tham số cho biến tần servo 29

Hình 3.1 Sơ đồ khối mô hình máy cắt kính 33

Hình 3.2 Động cơ servo nối với vít me thông qua khớp nối mềm 34

Hình 3.3 Một số thiết bị cơ khí trong mô hình máy cắt kính 35

Hình 3.4 Hình ảnh tổng thể các thiết bị cơ khí khi được lắp ráp 36

Hình 3.5 Bộ khuếch đại sợi quang FS-V31 và đầu dò phản quang sợi quang FU-35FA 37

Hình 3.6 Giá lắp thiết bị thí nghiệm servo Mitsubishi 38

Hình 3.7 Hệ thiết bị điều khiển mô hình máy cắt kính 39

Hình 3.9 Sơ đồ đi dây cấp nguồn cho biến tần servo, kết nối servo với động cơ 41

Hình 3.10 Sơ đồ đấu dây phân phối nguồn 24VDC 42

Hình 3.11 Sơ đồ đấu dây điều khiển cho biến tần servo 43

Hình 4.1 Minh họa đường cắt từ một chuỗi dữ liệu nhập vào 46

Hình 4.2 Đường đi của thuật toán dò điểm 48

Hình 4.3 Phép tịnh tiến theo vecto u và phép quay tâm O góc φ 51

Hình 4.4 Kết hợp phép tịnh tiến và phép quay vào bài toán máy cắt kính 52

Hình 4.5 Lưu đồ tổng quan chương trình chính 53

Hình 4.6 Lưu đồ chương trình bật servo và chương trình Reset lỗi 54

Hình 4.7 Lưu đồ chương trình dò điểm 55

Hình 4.8 Lưu đồ thuật toán chương trình con xử lý dữ liệu dò điểm 56

Hình 4.9 Lưu đồ chương trình nộp cắt 57

Hình 4.10 Màn hình khởi động MX Communication Setup Utility 64

Hình 4.11 Chọn trạm PLC số muốn kết nối 64

Hình 4.12 Giao diện khi khởi động Visual Studio 2013 66

Hình 4.13 Giao diện chương trình điều khiển giám sát máy cắt kính 67

Hình 4.14 Giao diện Tab chương trình chạy JOG 68

Hình 4.15 Giao diện Tab chương trình Cắt Kính 69

Hình 4.16 Giao diện Tab đồ thị giám sát đường đi đầu cắt 70

Hình 4.17 Đường cắt mong muốn ở ví dụ 1 (trái) và ví dụ 2 (phải) 71

Hình 4.18 Đường cắt yêu cầu và đồ thị đường đi đầu cắt trong ví dụ 1 72

Hình 4.19 Đường cắt yêu cầu và đồ thị đường đi đầu cắt trong ví dụ 2 72

Hình 4.20 Cảm biến quang phát hiện kính và lưỡi cắt 73

Hình 4.21 Máy đang thực hiện cắt kính 73

Hình 4.22 Hình ảnh toàn bộ thiết bị mô hình máy cắt kính 74

DANH M ỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 2.1 Các giắc và chân kết nối cơ bản của biến tần servo MR-J4-10B 14 Bảng 2.2 Chi tiết các chân tín hiệu của giắc cắm CN3 16 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật module RD77MS2 23 Bảng 2.4 Các trong phương pháp điều khiển định vị cơ bản của module RD77MS2 25 Bảng 2.5 Các lệnh xử lý Bit trong GX Works 3 26

L ỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, việc áp dụng kỹ thuật tự động hóa đã làm thay đổi diện mạo của nhiều nghành sản xuất dịch vụ Những thuật ngữ thiết bị thông minh, thiết bị tự động…vv ngày càng xuất hiện nhiều hơn trong cuộc sống

Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng đó của xã hội thì việc đưa những dây chuyền tự động hóa vào sản xuất những sản phẩm phục vụ cho các nhu cầu trong đời sống đang ngày một phát triển, đtôi lại hiệu quả cao, độ an toàn và giá trị thẩm mỹ lớn Một trong những nhu cầu đó là việc sử dụng kính dán an toàn

Trong khuôn khổ nghành đào tạo điều khiển và tự động hóa, nhằm giúp học viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hóa lại những kiến thức đã học cũng như được tiếp cận với những mô hình kỹ thuật của thực tế, đồng thời giúp cho học viên có cơ hội tư duy nghiên cứu và thiết kế, tôi đã được giao và hoàn thành luận văn

tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu, xây dựng hệ điều khiển chuyển động sử dụng

bộ điều khiển servo Mitsubishi” dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đỗ Mạnh Cường

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn tự động hóa công nghiệp - trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt là thầy giáo Đỗ Mạnh Cường đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Mặc dù tôi đã cố gắng hết sức, tuy nhiên do kiến thức còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi xảy ra những sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp từ phía thầy cô để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Tuấn Dương

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển chuyển động

Điều khiển chuyển động là một lĩnh vực của tự động hóa , bao gồm các hệ thống hoặc các hệ thống phụ liên quan đến việc di chuyển các bộ phận của máy móc một cách có kiểm soát Các thành phần chính liên quan thường bao gồm bộ điều khiển chuyển động , bộ khuếch đại năng lượng, và một hoặc nhiều động cơ hoặc cơ cấu

chấp hành Điều khiển chuyển động có thể là vòng hở hoặc vòng kín

1.1.1 Kiến trúc cơ bản của hệ thống điều khiển chuyển động bao gồm:

• Một bộ điều khiển chuyển động để tạo ra các điểm đặt (đầu ra mong muốn hoặc biên dạng chuyển động)

• Một bộ truyền động hoặc bộ khuếch đại để biến đổi tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển chuyển động sang năng lượng tới cơ cấu chấp hành

• Một động cơ chính hoặc thiết bị truyền động như bơm thủy lực, xy lanh khí nén, bộ truyền động tuyến tính, hoặc động cơ điện cho chuyển động đầu ra

• Trong các hệ thống vòng kín, các thiết bị phản hồi trên động cơ hoặc tải được

sử dụng để thông báo cho bộ truyền động hoặc bộ điều khiển các chi tiết cụ thể về

sự di chuyển thực tế của trục động cơ hoặc tải, một hoặc nhiều bộ cảm biến phản hồi như bộ mã hoá quang học , máy giải phân giải hoặc các thiết bị hiệu ứng Hall

Dữ liệu phản hồi này được sử dụng để tăng độ chính xác của chuyển động và có thể được sử dụng để bù đắp cho những thay đổi động có thể xảy ra khi tải, chẳng hạn như thay đổi khối lượng, ma sát hoặc các rối loạn khác

• Các thành phần cơ khí để chuyển đổi chuyển động của thiết bị truyền động sang chuyển động mong muốn, bao gồm: bánh răng, trục, trục vít, dây đai, mối liên kết và vòng bi

Sơ đồ dưới đây mô tả các thành phần thiết yếu của hệ thống điều khiển chuyển động:

Hình 1.1 Bộ điều khiển chuyển động là tâm điểm của hệ thống điều khiển

chuyển động

Kết nối bộ điều khiển chuyển động và bộ biến tần là rất quan trọng khi điều phối chuyển động được yêu cầu, vì nó phải cung cấp sự đồng bộ chặt chẽ Về mặt lịch sử, kết nối mở duy nhất là tín hiệu tương tự, cho đến khi các kết nối mở được phát triển đáp ứng các yêu cầu của điều khiển chuyển động phối hợp, lần đầu tiên

là SERCOS vào năm 1991, bây giờ được nâng cấp lên SERCOS III Các kết nối sau

có thể điều khiển chuyển động bao gồm Ethernet / IP , Profinet IRT , Ethernet Powerlink và EtherCAT

1.1.2 Các chức năng điều khiển chung bao gồm:

• Điều khiển vận tốc

• Điều khiển vị trí (điểm - điểm): Có một số phương pháp để tính quỹ đạo chuyển động Chúng thường dựa trên hồ sơ vận tốc của một động tác như hình tam giác, hình thang, hoặc đường cong hình chữ S

• Áp lực hoặc điều khiển lực

• Điều khiển trở kháng : Kiểu điều khiển này phù hợp cho tương tác môi trường

và thao tác đối tượng, chẳng hạn như trong robot

• Hệ thống điện tử (hoặc mô hình cam): Vị trí của trục thụ động được tính toán theo toán học với vị trí của trục chính Một ví dụ tốt về điều này sẽ là trong một hệ thống mà hai trống quay quay ở một tỷ lệ nhất định với nhau

1.1.3 Ứng dụng của các hệ điều khiển chuyển động:

Điều khiển chuyển động là một phần quan trọng của robot và các máy CNC Hầu hết các cánh tay robot ngày nay được điều khiển bởi các động cơ servo Ngoài ra điều khiển chuyển động thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp sau:

• Hàng không vũ trụ và quốc phòng

• Ô tô

• Điện tử & điện

• Thực phẩm & nước giải khát

1.2 Vai trò của hệ điều khiển servo trong hệ thống điều khiển chuyển động

1.2.1 Gi ới thiệu cơ bản về hệ servo

Servo là một dạng cơ cấu chấp hành dùng để điều khiển đối tượng đáp ứng chính xác các yêu cầu do bộ điều khiển quy định Một trong những ứng dụng phổ biến nhất

của hệ thống servo là điều khiển vị trí chính xác theo yêu cầu bộ điều khiển Lệnh từ

bộ điều khiển điều khiển động cơ quay, từ đó thông qua các cơ cấu truyền động, như

hộp số, vít me… chuyển chuyển động quay của động cơ sang các dạng chuyển động khác (quay, tịnh tiến) làm di chuyển đối tượng Tóm lại, cơ cấu truyền động servo điều khiển vị trí, tốc độ, gia tốc của đối tượng theo nhiều trục toạ độ dựa theo lệnh tốc độ từ

bộ điều khiển vị trí

Các loại động cơ thường sử dụng làm servo motor gồm có động cơ bước (step motor) và động cơ xoay chiều đồng bộ kích thích nam châm vĩnh cửu (PMSM motor)

Để có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển vị trí một cách chính xác, motor servo cần có một số đặc tính như:

• Mô men lớn

• Tốc độ nhanh

• Làm việc êm ái

• Khả năng tăng, giảm tốc nhanh, dễ dàng

1.2.2 Công ngh ệ điều khiển servo

Động cơ servo là thành phần quan trọng của hệ thống điều khiển chuyển động

Để hoạt động được, chúng ta phải nối động cơ servo với các phần cứng, phần mềm hỗ

trợ điều khiển chuyển động Động cơ servo được sử dụng trong các hệ thống điều khiển chuyển động để cung cấp một lực cơ học cụ thể trong khoảng thời gian nhất định Để đạt được điều này, chúng ta phải điều khiển vị trí, vận tốc và mô men của động cơ servo theo yêu cầu ứng dụng

Hình 1.2 Hệ chuyển động servo cơ bản

Để hoạt động chuẩn xác, động cơ servo phải kết hợp với:

- Bộ điều khiển chuyển động: là thành phần xây dựng quỹ đạo di chuyển, các tham số vị trí tốc độ, gia tốc… của quá trình chuyển động, rồi gửi các thông tin đó cho

biến tần servo

- Biến tần servo: Thiết bị điện tử có chức năng nhận yêu cầu điều khiển từ bộ điều khiển chuyển động, cung cấp đủ năng lượng cho động cơ servo hoạt động theo đúng yêu cầu điều khiển chuyển động

- Động cơ, hộp số hoặc pulley, vít me, và các cơ cấu cơ khí khác: Biến tần điều khiển động cơ chuyển động, rồi chuyển động đó thông qua các cơ cấu truyền động cơ khí khác như hộp số, pulley, vít me… sẽ biến đổi thành kiểu chuyển động mong muốn (tịnh tiến, quay) Vị trí của trục động cơ sẽ được quy đổi về vị trí của cơ cấu, từ đó bộ điều khiển vị trí có thể tính toán được vị trí thực tế so với vị trí đặt, từ đó có các điều

chỉnh tốc độ, gia tốc… để điều chỉnh lượng đặt xuống biến tần servo, giúp cho điều khiển được chính xác nhất

- Encoder: Encoder được lắp đầu phía sau của trục động cơ, dùng để đo và phản

hồi tín hiệu xung chỉ vị trí tuyệt đối hoặc tương đối của trục động cơ và phản hồi về bộ

1 2.3 Động cơ PMSM và cảm biến trong hệ thống điều khiển vị trí servo

a Cấu trúc PMSM servo

PMSM là động cơ xoay chiều đồng bộ kích thích nam châm vĩnh cửu Như các động cơ điện khác, động cơ PMSM servo cũng có 2 phần chính là stator và rotor Stator của động cơ gồm khung hình trụ và lõi stator Lõi stator được đặt trong khung

và cuộn dây phần ứng được cuốn quanh lõi stator Rotor gồm có trục động cơ và các nam châm vĩnh cửu được gắn xung quanh trục Động cơ đồng bộ servo AC sử dụng dòng điện xoay chiều 3 pha, thế nên nó không cần chổi than như động cơ điện một chiều, và có thể tản nhiệt tốt hơn Đồng thời do động cơ đồng bộ servo AC không chịu giới hạn tốc độ do các tia lửa tại điểm tiếp xúc của chổi than, nên có thể cho đáp ứng

mô men trong dải tốc độ cao rất tốt, và nó cũng không cần bảo trì, thay thế linh kiện trong thời gian dài

Phía cuối trục động cơ thường được gắn một encoder quang học hoặc resolver nhằm để phát hiện chuyển động quay của động cơ Để có thể tính toán chính xác tốc

độ và vị trí hiện tại, encoder của động cơ servo thường có độ phân giải rất lớn, có khi lên tới hàng triệu xung/vòng

Hình 1.3 Mô hình động cơ đồng bộ servo Các phương pháp điều khiển tốc độ chủ yếu hay dùng với động cơ đồng bộ servo là phương pháp điều khiển vector (Space Vector Modulation – SVM), hay điều khiển tựa theo từ thông rotor (Field Oriented Control – FOC) Đặc điểm của phương

pháp điều khiển này là sử dụng toán học số phức để biểu diễn, phân tích các thành phần điện áp, dòng điện, từ thông chạy qua stator và rotor động cơ, từ đó xây dựng mô hình điều khiển tốc độ và dòng điện động cơ đáp ứng tiêu chí nhanh, chính xác và không tương tác

b Encoder trên động cơ servo

Encoder mục đích dùng để quản lí vị trí góc của một đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kì thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc Encoder được chia làm 2 loại, absolute encoder (tuyệt đối) và incrtôiental encoder (tương đối)

Encoder tuyệt đối chỉ rõ vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lí gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của encoder Còn Encoder tương đối chỉ có 1, 2, hoặc tối đa

là 3 vòng lỗ Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1

Do vậy encoder loại này có thêm incrtôiental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị) do

đó không thể cho ta biết chính xác vị trí

Việc thiết kế encoder tuyệt đối cần rất nhiều vòng lỗ và dẫn tới giới hạn về kích thước của encoder, bởi vì việc gia công chính xác các lỗ quá nhỏ là không thể thực hiện được Chưa kể rằng việc thiết kế một dãy đèn led và con mắt thu cũng ảnh hưởng rất lớn đến kích thước giới hạn này

Absolute encoder sẽ theo dõi vị trí trục động cơ ngay cả khi hệ thống bị mất điện và một số chuyển động xảy ra trong thời gian đó Incrtôiental encoder thì không

có được khả năng trên

Chương 2 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN

ĐỘNG SERVO

2.1 M ở đầu

Với tất cả những ưu điểm của hệ điều khiển servo đã được đề cập ở chương trước việc thiết kế các hệ thống điều khiển servo có ứng dụng rất lớn trong sản xuất cũng như đời sống Chính vì vậy mục tiêu của đề tài này tôi sẽ xây dựng cấu trúc một

hệ thống điều khiển chuyển động servo cụ thể, có thể áp dụng vào thực tiễn

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều hệ điều khiển servo của các hãng nổi tiếng như ABB, Siemens, Schneider, … Nhưng theo tôi tìm hiểu thì hệ điều khiển servo

của Mitshubishi có rất nhiều ưu điểm so với các hãng khác như giá thành phải chăng,

hoạt động tin cậy, ổn định, dễ dàng ghép nối các thiết bị, dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng, tương thích rộng rãi với các sản phẩm hiện có Chính vì vậy mà tôi chọn các thiết bị

của Mitshibishi để thiết kế hệ điều khiển servo

2.2 Lựa chọn thiết bị và xây dựng cấu trúc phần cứng:

2.2.1 Các thiết bị xây dựng lên hệ điều khiển servo:

- Động cơ đồng bộ servo Mitsubishi HG-KR053B

- Biến tần servo MR-J4-10B

- PLC iQ-R :

+ Module nguồn R61P

+ Module CPU R04EN

+ Module Digital Input RX42C4

+ Module điều khiển chuyển động RD77MS2

Sau khi đã chọn được các thiết bị ta sẽ tiến hành ghép nối các thiết bị để được

một hệ điều khiển chuyển động hoàn chỉnh

Hình 2.1 Cấu trúc hệ điều khiển chuyển động servo Mitshubishi

Thông số và đặc điểm của từng thiết bị sẽ được trình bày ở mục tiếp theo

2.3 Đặc điểm của động cơ đồng bộ servo Mitsubishi HG-KR053B

2.3 1 Đặc điểm chung

HG-KR053B là động cơ đồng bộ servo công suất thấp do Mitsubishi nghiên

cứu, chế tạo và sản xuất Động cơ này cùng với các bộ biến tần servo MR-J4-10B cấu thành hệ chuyển động servo cho robot Động cơ HG-KR053B cho tốc độ phản ứng nhanh, điều khiển vô cùng chính xác với encoder tuyệt đối đi kèm độ phân giải cực lớn (22bit tương đương độ phân giải 4,194,304 xung/vòng), cùng với phanh tích hợp giúp động cơ có thể dừng với tốc độ rất nhanh, cũng như cố định trục quay khi không chạy

rất chặt

Hình 2.3 Bản vẽ chi tiết cấu trúc động cơ HG-KR053B

Hệ thống robot sử dụng 3 động cơ dẫn động cho 3 trục điều khiển X, Y, R Trong đó các động cơ trục X, Y nối với vít me qua khớp nối mềm Động cơ trục R nối

trực tiếp với cơ cấu tay gắp qua khớp nối mềm điều khiển góc quay của tay gắp

2.3.2 Thông s ố kỹ thuật động cơ HG-KR053B

• Nhiệt độ môi trường hoạt động: 40ºC

• Hệ số công suất: 96%

• Encoder tích hợp: Encoder tuyệt đối, độ phân giải 4,194,304 puls/rev (22 bit)

• Phanh điện tích hợp: có

2.4 Tìm hi ểu Biến tần servo Mitsubishi MR-J4-10B

2.4.1 Gi ới thiệu chung về biến tần servo

Biến tần servo là một dạng biến tần được thiết kế dành riêng cho việc cung cấp nguồn điều khiển các động cơ servo Biến tần servo do đó được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống điều khiển chuyển động, giải quyết các bài toán điều khiển vị trí từ đơn

giản đến phức tạp, từ đơn trục cho tới đa trục Các biến tần servo thường chỉ tương thích với một số động cơ servo chuyên biệt do cùng hãng thiết kế và sản xuất

Biến tần servo nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển vị trí, khuếch đại tín

hiệu, và truyền tín hiệu khuếch đại đó dưới dạng dòng điện tới động cơ servo để tạo chuyển động tương ứng với tín hiệu điều khiển Tín hiệu điều khiển có thể bao gồm vị trí, tốc độ, hoặc mô men Encoder gắn trên trục động cơ sẽ phản hồi tín hiệu về biến

tần servo để biến tần có thể điều chỉnh tín hiệu đầu ra bù cho sai lệch điều khiển Cấu trúc của biến tần servo được thể hiện trên hình 2.4

Hình 2.4 Sơ đồ khối cấu trúc biến tần servo

Để đảm bảo đầu ra vị trí, tốc độ của hệ thống biến tần – động cơ servo được chính xác và an toàn nhất, biến tần được tích hợp thêm rất nhiều tính năng khác như:

bằng phần cứng thông qua công tắc hành trình và phần mềm, bù độ rộng khe hở bước răng vít me, cài đặt hộp số điện tử thông qua tham số, điều khiển phanh điện, dừng

khẩn cấp…

2.4.2 Gi ới thiệu về biến tần servo MR-J4-10B của Mitsubishi

Biến tần servo MR-J4-10B là biến tần servo thuộc dòng sản phẩm MELSERVO

mới nhất của Mitsubishi Biến tần được tích hợp công nghệ truyền thông tín hiệu điều khiển bằng cáp quang SSCNET III/H nhằm đơn giản hoá cũng như tối ưu hoá kết nối

giữa biến tần với bộ điều khiển vị trí, đồng thời vẫn đảm bảo tốc độ điều khiển cao, chính xác Do đó biến tần thường chỉ dùng với các bộ điều khiển vị trí của Mitsubishi (R16MTCPU, RD77MS2, QD77MS2…)

Các động cơ đi kèm series biến tần servo J4 (bao gồm HG-KR053B) đều có tích hợp encoder tuyệt đối 22bit giúp tăng cường độ chính xác và độ ổn định tốc độ động cơ Để tăng cường khả năng hoạt động với hệ toạ độ tuyệt đối, biến tần được tích

hợp pin (tuỳ chọn) để có thể lưu vị trí gốc, vị trí hiện tại của trục động cơ, ngay cả khi

hệ thống không có điện Biến tần servo J4 cũng hỗ trợ lập trình các tham số điều khiển, tham số đầu vào ra, chạy mô phỏng hoặc điều khiển vị trí đơn giản thông qua

tuỳ chọn của phần mềm lập trình PLC (khi lập trình với bộ điều khiển hoặc module điều khiển vị trí), hoặc thông qua kết nối USB – PC và phần mềm MR Configurator2 Các hàm điều khiển vị trí, tốc độ cũng như vùng nhớ dữ liệu điều khiển vị trí đều có trong bộ nhớ của biến tần nên với các hệ điều khiển vị trí đơn giản, biến tần có thể

hoạt động mà không cần bộ điều khiển Cấu trúc bên ngoài của biến tần servo được thể

hiện trên hình bên dưới

Hình 2.5 Biến tần servo MR-J4-10B

2.4.3 Các thông s ố kỹ thuật chính và sơ đồ đấu nối

a Các thông s ố kỹ thuật chính

• Công suất: 100W

• Nguồn đầu vào: 3AC/AC 200-240V, 0.9A/1.5A 50/60Hz

• Đầu ra động cơ: 3AC 170V, 0-360Hz, 1.1A

b Sơ đồ đấu nối

Trên bề mặt biến tần servo có rất nhiều giắc cắm được phân theo chức năng riêng biệt Chi tiết chức năng của mỗi giắc cắm được mô tả trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Các giắc và chân kết nối cơ bản của biến tần servo MR-J4-10B

Connector Mô tả chức năng

L1, L2, L3 Cung cấp nguồn chính (nếu 1 pha chỉ cần L1, L3) cho biến tần servo L11, L21 Cung cấp nguồn cho phần điều khiển biến tần servo

U, V, W Đầu ra biến tần servo đưa tới động cơ

P+, C, D Các cực đấu dây khi dùng tính năng regen Mặc định khi regen không

sử dụng, P+ và D nối với nhau P3, P4 Các cực đấu điều chỉnh hệ số công suất Mặc định khi không chỉnh

hệ số công suất, P3 và P4 đấu chung nhau N- Sử dụng cho bộ biến đổi năng lượng tái sinh và phanh

PE Nối đất cho biến tần servo

CN1A, CN1B Dùng để nối với bộ điều khiển vị trí và các biến tần servo khác tương

thích với chuẩn cáp quang SSCNET III/H của Mitsubishi CN2 Kết nối với encoder của động cơ servo

CN3 Kết nối với các I/O điều khiển (chi tiết tại bảng 2.2)

CN4 Kết nối với module pin lưu giá trị encoder tuyệt đối

CN5 Kết nối USB với máy tính (PC)

CN8 Kết nối với thiết bị thực hiện chương trình an toàn STO (Safe Torque

Off)

Phần trên biến tần có một nắp che bằng nhựa trong suốt, bên dưới nắp che là

một màn hình hiển thị LED, một công tắc xoay, và các công tắc bit kiểu gạt Cách bố trí và chức năng các thành phần này được hiển thị trong hình 2.6

Hình 2.6 Các thành phần dưới nắp che của biến tần MR-J4-10B

Giắc cắm CN3 tổng hợp một số đầu vào ra rất quan trọng đối với hệ thống biến

tần servo và động cơ servo Mitsubishi Một số tín hiệu rất quan trọng bắt buộc phải kết

nối nếu như ta muốn hệ thống hoạt động chính xác và ổn định Chi tiết chức năng một

số chân của CN3 được thể hiện trong bảng 3.2

Bảng 2.2 Chi tiết các chân tín hiệu của giắc cắm CN3

với tín hiệu dừng khẩn cấp của bộ điều khiển

vị trí để tăng độ tin cậy

Cách đấu tuỳ theo sink/source

SD Lớp chống nhiễu

Dựa theo tài liệu tham khảo của Mitsubishi, hệ thống biến tần servo của hãng nên được đấu dây với cấu trúc như trên hình 2.7

Hình 2.7 Sơ đồ đấu dây hệ thống biến tần và động cơ servo dòng MR-J4

2 5 Đặc điểm dòng PLC iQ-R của hãng Mitsubishi

2.5.1 Gi ới thiệu chung

Dòng PLC seri MELSEC iQ-R, dòng module được Mitsubishi tung ra năm

2014, là seri bộ điều khiển thế hệ tiếp theo mang tính cách mạng mới, mở ra kỷ

nguyên mới trong tự động hóa cho các hệ thống điều khiển quy mô từ trung bình đến Được thiết kế từ phần cơ sở, hệ thống điều khiển được thiết kế dựa trên các vấn đề chung mà khách hàng gặp phải

Hình 2.8 Dòng PLC iQ-R Dòng PLC iQ-R có nhiều cải tiến so với thế hệ trước Với chu kì quét 0.14ms,

có khả năng xử lý 419 lệnh trên 1ms, và thời gian thực hiện lệnh LD cơ bản 0.98ns, dòng iQ-R thiết lập chuẩn sức mạnh mới cho thiết bị điều khiển tự động công nghiệp Dòng iQ-R hỗ trợ đồng bộ vòng quét dữ liệu của PLC và mạng truyền thông, giảm thiểu tối đa trễ truyền thông và tăng khả năng sản xuất Ngoài ra tất cả các module đầu

ra có thể đồng bộ, tăng độ chính xác điều khiển, giảm nhu cầu cho một số loại cảm

biến, cũng như giảm tổng chi phí của hệ thống Thông tin về quá trình sản xuất như thành phần nguyên liệu cũng có thể lưu trong cơ sở dữ liệu tích hợp của iQ-R, giảm

khả năng dừng hoạt động toàn hệ thống khi có lỗi mạng xảy ra iQ-R cũng có thể sao lưu và phục hồi cấu hình tham số, dữ liệu cơ bản của cả hệ thống PLC trong mạng, bao

gồm các trạm kết nối qua CC-Link IE Field Mọi dữ liệu có thể được cấu hình để lưu vào thẻ SD, bao gồm cả lỗi, lịch sử hoạt động, từ đó dễ dàng khôi phục, bảo trì hệ

thống Một tính năng rất mới của dòng iQ-R là khả năng kiểm soát hoạt động của CPU

bằng khoá vật lý, cũng như giới hạn truy xuất vào CPU thông qua kiểm soát IP của thiết bị ngoại vi, ngăn cản các thiết bị lạ kết nối vào hệ thống

Hình 2.9 Các tính năng nổi bật của dòng plc MELSEC iQ-R [6]

2 5.2 Đặc điểm của một số module PLC dòng iQ-R

a Module ngu ồn

Module R61P được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho CPU, đầu ra, đầu vào

và các Mô-đun khác trên Base Thông số kĩ thuật:

• Điện áp vận hành: 100-240 VAC, 47-63 Hz

• Dòng điện đầu ra định mức: 6,5A

Hình 2.10 Module nguồn R61P và module R04ENCPU

b Module CPU

Module CPU của iQ-R có khá nhiều loại, phân theo chức năng Các loại module CPU gồm có module CPU thường, module CPU tích hợp truyền thông CC-

Link IE, module, module CPU sao lưu dự phòng, module CPU an toàn, module CPU điều khiển quá trình lớn, module CPU lập trình ngôn ngữ C, module CPU điều khiển chuyển động Trên cùng 1 đế có thể lắp tới 4 module CPU, gồm 1 CPU chính và 3 CPU phụ, các CPU này cũng có thể được cấu hình để sử dụng các module mở rộng tuỳ theo ý muốn

Loại module CPU sử dụng làm bộ điều khiển robot là R04EN, được Mitsubishi tài trợ Module gồm CPU R04 tích hợp module truyền thông RJ71EN chuyên cho kết

nối mạng CC-Link IE, làm cho cả module chiếm 2 slot trên đế thay vì 1 slot như module R04 thường Bộ nhớ chương trình của CPU cho phép hệ thống gắn module

chạy được các chương trình dài 40K bước Bộ nhớ dữ liệu của CPU có nhiều vùng nhớ khác nhau có thể cấu hình để thay đổi độ rộng mỗi vùng nhớ dữ liệu, với tổng dữ liệu

là 200K word, có thể mở rộng được bằng SRAM Cassette gắn thêm hoặc thẻ nhớ SD

c Module Digital Input

Module đầu vào số RX42C4 có thể kết nối với 64 đầu vào logic theo kiểu sink/source, được chia vào 2 giắc cắm, mỗi giắc cắm kết nối với 32 đầu vào logic Điều

đó có nghĩa là với cùng 1 module, ta có thể đấu 2 kiểu cảm biến có đầu ra kiểu sink

hoặc source Điện áp định mức của các đầu vào ra là 24VDC Do đầu vào là transitor nên tốc độ nhận biết sự thay đổi logic đầu vào rất nhanh và có thể thay đổi được trong chương trình lập trình PLC

Hình 2.11 Module đầu vào số RX42C4 và sơ đồ đấu nối

d Module Digital Output

Module đầu ra số RY42NT2P có số thiết kế bên ngoài vỏ tương tự như RX42C4 được thể hiện trên hình, với 64 đầu ra kiểu sink, 2 giắc cắm 40 chân kết nối

với 32 đầu ra mỗi giắc cắm Điện áp định mức đầu ra có thể là 12VDC hoặc 24VDC

Hình 2.12 Module RY42NT2P và sơ đồ đấu nối

e Base

PLC iQ-R có thiết kế kiểu module, tức là tuỳ theo yêu cầu công nghệ, các module

chức năng có thể được lựa chọn để lắp ghép, kết hợp với nhau tạo thành một PLC hoàn chỉnh Base là tấm đỡ chính cho hệ thống và cố định các mô đun với nhau đồng

thời cung cấp tín hiệu dữ liệu truyền nhận thông qua tuyến hệ thống Số module có thể

lắp là khác nhau tùy thuộc vào dung lượng hoặc kích thước khe cắm của thiết bị cơ sở

Hiện có ba loại kích thước có sẵn là các loại: 5, 8 và 12 khe cắm

Hình 2.13 Base R38B

2.5.3 Tìm hi ểu Module điều khiển chuyển động RD77MS2

Trong mô hình máy cắt kính thì việc điều khiển vị trí và tốc độ chính xác là yêu

cầu bắt buộc Và bộ phận tính toán, điều khiển vị trí trong mô hình này chính là module điều khiển chuyển động RD77MS2 của Mitsubishi Chính vì sự quan trọng đó nên ta sẽ dành riêng một mục để nói về module này

RD77MS2 là module điều khiển chuyển động đơn giản (Simple Motion Module) đi theo dòng PLC iQ-R của Mitsubishi Module này thuộc sê ri module điều khiển chuyển động RD77MSx mới nhất hiện nay của Mitsubishi (x ứng với số trục mà module chuyển động có thể điều khiển được) Đóng vai trò như một bộ điều khiển chuyển động, module RD77MS2 thực hiện chức năng xây dựng quỹ đạo di chuyển, các tham số tốc độ, gia tốc… của quá trình chuyển động, rồi gửi các thông tin đó cho các bộ biến tần servo Module này ứng dụng công nghệ truyền thông bằng cáp quang

để truyền lệnh điều khiển đến biến tần servo cũng như thu thập dữ liệu vị trí, tốc độ hay các cảnh báo lỗi… Điểm đặc biệt là module này cho phép người sử dụng có thể

cấu hình đồng bộ dữ liệu giám sát hoạt động của module lưu trữ trong bộ đệm của nó

với bộ nhớ PLC

a Phần cứng

Sau đây ta đi xét về phần cứng của module này

Hình 2.14 Module RD77MS2 và các chi tiết bên ngoài

Trong đó:

• (1), (2), (3) lần lượt là các đèn RUN LED, ERR LED, Axis LED Những đèn LED này hiển thị trạng thái của module RD77MS2 và trạng thái các trục mà mà module này đang điều khiển

• (4): Giắc cắm đầu vào/ra số, máy phát xung, dừng khẩn

• (5): Giắc cắm SSCNET III kết nối với biến tần servo

• (6): Số sê ri của module

Trên hình ảnh bề ngoài của module RD77MS2 ta dễ dàng thấy giắc cắm 40 chân tích hợp nhiều loại đầu vào Trong đó có 10 đầu vào tự cấu hình (SIN), 1 đầu vào dành riêng cho nút dừng khẩn và các đầu vào dành cho máy phát xung encoder động

bộ

b Thông số kỹ thuật

Dòng RD77MSx với x là số trục module có thể điều khiển Trên thị truyền hiện nay, dòng RD77MS có những module điều khiển RD77MS2, RD77MS4, RD77MS8, RD77MS16 Đúng như tên gọi, module RD77MS2 cho phép điều khiển chuyển động trên 2 trục, 2 trục này có thể chuyển động riêng rẽ hoặc kết hợp với nhau Thông số kỹ thuật của module RD77MS2 được thể hiện ở bảng 3.4

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật module RD77MS2

cung tròn, xoắn ốc), điều khiển tốc độ, chuyển từ điều khiển tốc độ sang vị trí, chuyển từ điều khiển

vị trí sang tốc độ, điều khiển tốc độ - mô men

Đơn vị điều khiển vị trí mm, inch, độ (o), xung (pulse)

Số mảng dữ liệu điều khiển vị trí

có trong bộ nhớ đệm

100 mảng dữ liệu/trục

Lưu dự phòng Dữ liệu tham số, dữ liệu điều khiển vị trí được lưu

trong Flash ROM Điều khiển vị

Hình thang hoặc S-curve

Thời gian tăng giảm tốc

c Các chức năng điều khiển

Module RD77MS2 có thể thực hiện nhiều phương pháp điều khiển khác nhau: điều khiển định vị cơ bản (Major Positioning Control), điều khiển định vị mức cao (High-Level Positioning Control), điều khiển mở rộng (Expansion Control) Hai chức

điều khiển của luận văn này nên tạm thời ta chỉ xét đến phương pháp điều khiển vị trí

cơ bản, đây cũng là phương pháp điều khiển thường được ứng dụng nhất của module này

Điều khiển vị trí cơ bản được thực hiện bằng các lấy dữ liệu vị trí được lưu trong module chuyển động Những phương thức điều khiển cơ bản như điều khiển vị trí và điều khiển tốc độ được thực hiện bằng cách cài đặt những mục yêu cầu trong dữ

liệu điều khiển và sau đó bắt đầu thực hiện điều khiển định vị với những dữ liệu đó

Phương pháp điều khiển định vị cơ bản lại được chia ra làm các loại phương pháp con như: điều khiển vị trí (Position Control), điều khiển tốc độ (Speed Control), điều khiển chuyển đổi vị trí - tốc độ (Position - Speed Switching Control), điều khiển chuyển đổi tốc độ - vị trí (Speed - Position Switching Control) Sau đây ta chỉ xét đến phương pháp điều khiển vị trí (Position Control) là phương pháp được sử dụng trong

Tuyến tính tương đối 1/

tuyệt đối 1

Việc định vị của một trục chỉ định được thực hiện từ vị trí hiện tại tới vị trí mong muốn

Nội suy

tuyến tính hai trục

Tuyến tính tương đối 2/

tuyệt đối 2

Sử dụng 2 trục chỉ định, điều khiển nội suy tuyến tính được thực hiện từ vị trí hiện tại đến vị trí mong muốn

Cung tròn phụ tuyệt đối/

tương đối

Sử dụng 2 trục chỉ định, việc định vị được thực hiện trong các cung tròn tới

vị trí mong muốn từ vị trí hiện tại Chỉ định

tâm

Cung tròng trái/phải tuyệt đối/tương đối

Luận văn này sẽ ứng dựng các phương pháp điều khiển này cho từng mục đích khác nhau:

• Điều khiển tuyến tính một trục ứng dụng cho chương trình chạy JOG theo từng trục X hoặc Y

• Điều khiển tuyến tính 2 trục ứng dụng cho cắt kính hình chữ nhật

• Điều khiển nội suy cung tròn 2 trục ứng dụng cho cắt kính hình tròn hoặc cung tròn

2.6 Gi ới thiệu phần mềm lập trình dòng PLC iQ-R

2.6.1 Gi ới thiệu chung về phần mềm GX Works3

GX Works3 (GX3) là phần mềm lập trình PLC mới nhất của Mitsubishi dành cho 2 dòng PLC mới của hãng là FX5U (iQ-F) và iQ-R Đặc điểm nổi trội của phần

mềm GX Works 3 là khả năng quản lý project trực quan hơn Bạn có các tùy chọn ngôn ngữ lập trình là: Ladder, Structure, FBD/LD, SFC khiến việc lập trình đa dạng hơn

GX Works3 hỗ trợ cấu hình đa dạng truyền thông ethernet, RS485, cấu hình phát xung điều khiển vị trí, Servo, Step đơn giản hơn so với version cũ

2.6.2 Các l ệnh cơ bản

a Các lệnh xử lý Bit

Bảng 2.5 Các lệnh xử lý Bit trong GX Works 3

Tiếp điểm thường mở , khi có tác động sẽ đóng

Tiếp điểm thường đóng, khi có tác động sẽ mở

Cuộn dây (Coil) đầu ra cấp nguồn, bật 1bit khi điều kiện đầu vào là đúng

[SET M0]

[RST M0]

(SET), (RST) là các lệnh đầu ra duy trì, (SET) dùng để bật 1bit còn (RST) dùng để tắt 1 bit, các lệnh này thường dùng theo 1 cặp với cùng 1 địa chỉ

[OUT C0 K10]

Dùng để bật hoặc tắt một đầu ra sau khi bộ đếm đạt giá trị đặt bộ đếm sẽ tăng thêm 1 khi tín hiệu đầu vào được tác động từ OFF sang ON

• Lệnh chạy điều khiển vị trí

2 6.3 Cài đặt cấu hình module RD77MS2 và biến tần MR-J4 bằng GX Works 3

Trên cửa sổ Navigation của phần mềm GX Works 3, ta click mở bung phần Parameter, tiếp tục chọn Module information Chọn mục Parameter trên cửa sổ Navigation để cài đặt và tinh chỉnh các tham số cho RD77MS2

Tại màn hình cài đặt và tinh chỉnh các tham số của driver servo ta có thể cài đặt

rất nhiều các tham số như: cấu hình kiều đầu vào ra sink/source, cấu hình chức năng

từng đầu vào ra, cách thực hiện dò gốc (dùng cảm biến hay đặt bằng tay), cài đặt giới

hạn vận tốc tối đa trong chế độ chạy JOG cũng như chế độ chạy điều khiển chuyển động, giới hạn an toàn phạm vi chuyển động của servo (software limit) và có thể đổi tỉ

số chuyển qua hộp số điện tử để có thể điều khiển chính xác và dễ dàng trong lập trình

và vận hành

Hình 2.15 Cài đặt tham số cho module RD77MS2 Sau khi cài đặt xong tham số cho RD77MS2, ta tiến hành cài đặt tham số cho các biến tần servo Click đúp vào Servo parameter sẽ mở ra tab cài đặt tham số

Số lượng tham số có thể cài đặt cho biến tần servo là vô cùng nhiều Tuy nhiên

do phạm vi hiểu biết và giới hạn nội dung của luận văn được chọn nên chỉ các tham số sau được cấu hình chỉnh sửa: Tham số cho phép sử dụng encoder tuyệt đối trong mục Components Part và tham số đầu vào giắc cắm CN3 cấu hình cho các công tắc hành trình (PD02)

Hình 2.16 Cửa sổ cài đặt tham số cho biến tần servo Sau khi cấu hình xong ta click vào Online => Write to PLC để ghi toàn bộ tham

số đã cài vào module RD77MS2 và biến tần servo