TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM LỌC DẦU, LỌC GIÓ Ô TÔ
Tìm hiểu về các sản phẩm lọc dầu, lọc gió ô tô
Thiết bị lọc gió là một phần quan trọng trong hệ thống động cơ, có chức năng làm sạch không khí trước khi hòa trộn với nhiên liệu để đốt cháy trong bộ chế hòa khí Nó được lắp đặt ngay trước bộ chế hòa khí và hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ môi trường.
Thiết bị lọc dầu ô tô có vai trò quan trọng trong việc làm sạch dầu trước khi đưa vào buồng đốt, đặc biệt là cho các loại xe tải sử dụng động cơ diesel.
Thiết bị lọc bụi ô tô bao gồm hai phần chính: Đế và Thân Đế thường được làm bằng nhựa PU, có hình tròn hoặc oval, và được thiết kế với dạng joăng để gắn chặt vào trước bộ chế hòa khí Nhựa PU được sử dụng cho đế là hỗn hợp của hai loại keo A và B (Polyurethane và Isourethane), được trộn theo tỉ lệ nhất định để đảm bảo hiệu quả lọc bụi.
Thân băng giấy chuyên dụng được thiết kế với các nếp gấp và gằn, giúp tăng cường khả năng chịu lực và mở rộng diện tích lọc bụi Số lượng và hình dạng các múi giấy có thể thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu của bộ lọc gió cho từng loại xe.
Thân và hai đế được gắn chặt với nhau
Hình 1.2 Hình dạng khuôn đế tròn
Thiết bị lọc bụi có thể được phân loại theo chủng loại giấy, bao gồm các loại thông thường không có lưới sắt bảo vệ, thích hợp cho xe con và xe tải hạng nhẹ Đối với xe tải nặng, thiết bị thường được trang bị lưới sắt bên trong để tăng độ cứng, giữ hình dạng bộ lọc gió và cải thiện khả năng chịu áp suất gió.
Tìm hiểu về quy trình sản xuất lọc bụi
Yêu cầu đối với toàn hệ thống :
- Đảm bảo được quá trình sản xuất diễn ra liên tục
- Hệ thống truyền động va điều khiển chắc chắn, tin cậy
- Khi xảy ra sự cố, hê thống tự động ngắt nguồn, bảo vệ các thiết bị Đối với thiết bị lọc bụi :
- Đế : Hình dáng và độ đông kết của keo đúng tiêu chuẩn, đều khắp
- Thân: Các chỉ tiêu về độ dày, chịu lực, thỏa mãn yêu cầu khách hàng Quy trình sản xuất chung :
- Lấy mẫu từ yêu cầu của khách hàng
- Đưa mẫu xuống phòng kĩ thuật để lấy thông số thiết kế khuôn
- Đưa mẫu về xưởng để tiến hành làm khuôn
- Gia công sản phẩm từ khuôn trên
- Kiểm tra, đóng gói, đưa vào kho
Tổng quan quy trình sản xuất
Giấy lọc chủ yếu được nhập khẩu dưới dạng cuộn từ nước ngoài và sau đó được xử lý qua hệ thống ba máy liên tiếp, bao gồm pha giấy, tạo gằn và gấp nếp, cùng với dán giấy.
Giấy cuộn khổ lớn được pha nhỏ tại 1 máy cắt giấy Máy gồm 2 phần cơ cấu cơ khí và tủ điều khiển
Cơ cấu cơ khí của máy bao gồm một động cơ truyền động, một động cơ thổi giấy, các thanh lăn và dao cắt Giấy khổ lớn được đặt ở đầu máy và qua hệ thống bốn thanh lăn để tăng ma sát và tạo lực kéo Dao cắt được gắn trên thanh lăn cao nhất, quay đồng tốc với thanh lăn và có thể điều chỉnh vị trí để cắt giấy thành kích thước mong muốn Tất cả các thanh lăn quay đồng tốc nhờ hệ thống bánh răng từ một động cơ duy nhất Viền giấy thừa được đưa vào ống và một động cơ khác gắn cánh quạt thổi viền giấy ra xa máy cắt, giúp lọc bỏ giấy thừa hiệu quả Cuối máy có một thanh lăn khác để cuộn giấy sau khi đã được cắt thành các kích thước khác nhau.
Tủ điều khiển của hệ thống máy cắt giấy hiển thị các thông số như tốc độ và mômen Tuy nhiên, máy không tự động điều chỉnh mômen khi thời gian cắt kéo dài, dẫn đến việc cuộn giấy ở cuối máy tăng khối lượng Điều này làm cho mômen tải lớn hơn và cần phải điều chỉnh mômen động cơ Hệ thống không có khả năng tự động thực hiện điều này, do đó, sau một thời gian, thanh cuộn sẽ dừng lại vì không đủ mômen kéo, yêu cầu một công nhân phải đứng bên cạnh để điều chỉnh và khởi động lại thanh lăn bằng tay.
Tạo gằn và gấp nếp :
Việc tạo gằn và gấp giấy được thực hiện trên một máy liên hợp bao gồm ba máy đặt liên tiếp Khác với máy pha giấy, phần cơ khí và phần điều khiển không tách rời mà được tích hợp ngay trên máy.
Phần cơ khí : gồm 3 động cơ truyền động đặt trên 3 máy, các thanh lăn, hệ thống truyền động, dao cắt
Giấy sau khi pha thô được đưa vào hệ thống, bắt đầu với máy cắt giấy, có nhiệm vụ cắt nhỏ cuộn giấy nếu cần thiết Máy này hoạt động tương tự như máy cắt giấy đã đề cập trước đó Tiếp theo là máy tạo gân, sử dụng các thanh lăn và hệ thống truyền động để tạo ra các gằn trên giấy trước khi gấp Máy này có bốn thanh lăn với các bước khác nhau, cho phép tạo ra độ rộng múi giấy khác nhau Cuối cùng, giấy đã được tạo gân sẽ đi qua một hệ thống thanh lăn đến một khe hở cố định, nơi giấy sẽ được gấp lại theo các gằn đã được tạo ra nhờ lực kéo.
Bảng điều khiển của hệ thống đơn giản chỉ bao gồm các nút ấn để khởi động và ngắt động cơ Việc điều chỉnh khoảng cách giữa hai gằn giấy liên tiếp và độ rộng ngang của giấy được thực hiện bằng tay.
Giấy gấp sẽ được cắt thành từng đoạn với chiều dài phù hợp cho từng loại lọc gió, sau đó hai đầu của đoạn giấy sẽ được dán lại với nhau để tạo thành hình vòng tròn.
Hệ thống máy này bao gồm cả máy sấy và phun nước để đảm bảo độ ẩm lý tưởng cho giấy theo tiêu chuẩn kỹ thuật Sau khi giấy được xử lý, chúng sẽ được dán lại và gắn vào lõi thép, hình thành thân trong của bộ lọc gió.
Lõi thép được chế tạo tại tổ cơ khí đột dập bằng thép mỏng dày 2mm, được cắt thành các tấm hình chữ nhật với kích thước cụ thể Sau đó, các tấm này được xử lý qua máy đột lỗ để tạo thành dạng lưới và cuối cùng cuộn lại thành ống, phục vụ cho lõi thiết bị lọc gió.
Khuôn đế được sản xuất sẵn để chứa và định hình dung dịch keo PU, đảm bảo keo được lấp đầy theo hình dạng phù hợp với yêu cầu của từng công nghệ.
Thân giấy và đế sau khi được gắn chặt với nhau sẽ được đưa vào máy sấy
Cấu tạo máy sấy gồm : 1 động cơ, hệ thống băng tải, giá đỡ cố định chiều cao sản phẩm, hệ thống gia nhiệt
Sản phẩm được di chuyển trên băng tải nhờ hệ thống thanh lăn và đi qua hệ thống sấy Trong hệ thống sấy, có cơ cấu giữ cố định chiều cao và hình dạng sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật, vì khi gia nhiệt, keo sẽ dãn nở Cơ cấu giữ này hoạt động bằng một lực ép cố định để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Khi sản phẩm khô sẽ tiếp tục được chuyển lại máy phun keo PU để lặp lại quá trình gắn đế còn lại
Sản phẩm sẽ được kiểm tra lại 1 lần nữa sau khi đóng gói, nhập kho Những sản phẩm không đạt chỉ tiêu chất lượng sẽ bị loại bỏ
TÌM HIỂU VỀ MÁY PHUN KEO PU
Vai trò của máy trong quá trình sản xuất
- Tạo đế cho các sản phẩm lọc gió, lọc dầu ô tô
- Gắn chặt thân giấy và đế trước khi đưa vào máy sấy.
Các bộ phận chính của máy
Hệ thống máy phun keo gồm 3 khối : khối kết cấu cơ khí, khối chấp hành và khối điều khiển
Khối kết cấu cơ khí bao gồm bàn đỡ cho khuôn phun keo, hai bình A và B chứa dung dịch keo, cùng với hai động cơ khuấy keo được lắp đặt phía trên mỗi bình Hệ thống này còn có hai quạt bánh răng, hệ thống gia nhiệt bên trong bình và hệ thống khí nén để di chuyển vòi phun.
- Khối chấp hành : 2 động cơ bước đặt gần bàn đỡ, truyền động cho bàn bằng hệ thống bánh răng thanh răng
- Tủ điều khiển : gồm 1 máy tính cài đặt chương trình dạng máy CNC, mạch Logic, card điều khiển cắm trên slot PCI của máy tính
Hình 2.1 Hệ thống máy phun keo
Hình 2.2 Đầu phun keo trong quá trình làm việc
Các trang thiết bị cảm biến, chấp hành
Máy tính : là 1 máy tính bình thường, ko phải loại chuyên dùng trong Công nghiệp, được cài đặt 1 chương trình dạng máy CNC
Mạch logic : là mạch điều khiển các rơle, công tắc tơ làm nhiệm vụ ổn định nhiệt và áp suất cho keo trong 2 bình A và B
Hai động cơ bước điều khiển chuyển động giá đỡ : 2 động cơ bước này thông qua hệ thống bánh răng truyền chuyển động cho bàn đỡ theo 2 trục X, Y
1 động cơ KĐB trộn keo
2 động cơ khuấy bình A và B
Hai bình A và B chứa hai loại keo PU, luôn được nung nóng và khuấy trộn bởi hai động cơ nhỏ với công suất vài trăm oat để ngăn chặn tình trạng vón cục Các động cơ này không cần điều khiển tốc độ và được khởi động trực tiếp qua hai nút ấn trên bàn điều khiển Nhiệt độ của hai bình A và B được duy trì ở khoảng 40 độ C, được điều khiển bởi bộ điều khiển nhiệt độ Omron.
Hình 2.3 Hai thùng chứa keo A và B
Thiết bị đo lường, hiển thị :
Hình 2.4 Đồng hồ hiển thị các giá trị đo
- 6 đồng hồ hiển thị các giá trị nhiệt độ, áp suất, tốc độ động cơ khuấy của 2 thùng keo A, B
- Cảm biến đo mức trong 2 thùng keo
- Cảm biến nhiệt độ : đặt cạnh bộ gia nhiệt cho thùng keo, có nhiệm vụ phản hồi về bộ điều khiển , ổn định nhiệt độ trong thùng keo
- Cảm biến đo áp suất : đo áp suất của dòng keo trên đường dẫn đến khoang trộn
- Cảm biến từ đo tốc độ động cơ : được đặt ở ngay đầu trục động cơ, mỗi khi động cơ quay 1 bước, cảm biến phát 1 xung về bộ điều khiển.
Nguyên lí hoạt động của máy
Hai loại keo A và B được lấy từ hai thùng riêng biệt và dẫn vào khoang trộn, nơi có một khoá điện từ để kiểm soát dòng chảy Khi có tín hiệu phun keo, van mở cho phép hai loại keo vào khoang trộn, nơi chúng được khuấy đều bởi một cánh quạt, tạo thành một hỗn hợp đồng nhất để phun ra khuôn Để phun theo hình dạng khuôn, đầu phun không di chuyển mà giá đỡ sẽ chuyển động nhờ vào hai động cơ bước hoạt động trên hai trục X và Y Máy tính sẽ tính toán và phát xung để điều khiển các động cơ bước quay đúng số bước cần thiết Mặc dù chuyển động của động cơ bước có thể gây sai lệch vài mm do không phải là chuyển động trơn, nhưng việc phun keo không yêu cầu độ chính xác cao, nên đầu vòi phun vẫn có thể di chuyển lệch 1-2 mm mà vẫn lấp đầy khuôn đúng hình dạng.
Giá đỡ là phần thiết yếu trong quá trình phun, chịu trách nhiệm đặt khuôn cho keo Để phun keo vào khuôn cụ thể, người vận hành cần xác định gốc tọa độ phun chính xác Trong các máy phun đơn giản như máy phun khuôn tròn, giá đỡ chỉ cần một động cơ quay tròn, trong khi vòi phun giữ nguyên vị trí, giúp keo lan tỏa đều nhờ lực quán tính Ngược lại, ở những máy phun phức tạp hơn, giá đỡ đứng yên và đầu phun keo di chuyển theo quỹ đạo đã được lập trình để đảm bảo keo được phủ đầy khuôn.
Hai loại keo A và B khi ở trong từng bình riêng biệt thì không đông đặc, chúng được giữ ở những điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định
Khi kết hợp keo, quá trình đông đặc diễn ra nhanh chóng trong 1-2 phút, do đó người vận hành cần phải hoàn thành việc phun keo lấp đầy khuôn trước khi keo đông lại Đồng thời, thiết bị lọc gió (giấy lọc đã được định hình) cần được đặt lên khuôn đã đầy keo Giấy phải được cố định trên một mặt đế và sau đó chuyển sang bộ phận sấy để đảm bảo keo lấp đầy khuôn một cách chính xác mà không bị tràn ra ngoài.
Cứ 3 – 4 lần phun, cơ cấu phun lại được làm sạch bằng dung môi rửa METHYLENE CHLORIDE Hệ thống xy lanh khí nén sẽ kéo lại, đưa đầu phun đến trước thùng chất thải chuẩn bị rửa vòi phun Việc rửa đầu phun được chia 2 công đoạn phun dung môi và phun khí nén Dung môi được phun ra trước dưới lực đẩy của khí nén để làm sạch lượng keo còn sót lại trong vòi phun, khí nén sẽ được phun sau đó để làm sạch dung môi, chuẩn bị cho lần phun keo tiếp theo
Vòi phun được rửa sach, hệ thống xylanh khí nén sẽ đưa vòi phun trở lại vị trí gốc trên giá đỡ để tiếp tục lần phun sau
Keo loại A và B cần được bảo quản ở nhiệt độ thích hợp trước khi kết hợp để tránh tình trạng đông cứng và biến dạng các thành phần Nhiệt độ trong hai bình phải duy trì trong khoảng t1 – t2, xung quanh giá trị mong muốn, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm.
2 phần : gia nhiệt bằng can nhiệt và mạch điều khiển rơle, công tắc tơ
Khi nhiệt độ giảm xuống dưới t1, contactor sẽ kích hoạt thiết bị gia nhiệt để tăng nhiệt độ Ngược lại, khi nhiệt độ vượt quá t2, một contactor khác sẽ ngắt nguồn vào can nhiệt, giúp nhiệt độ trong bình giảm xuống trong khoảng dải cho phép.
Hình 2.5 Sơ đồ đơn giản nguyên lý điều khiển nhiệt độ
Bộ điều khiển ĐKNĐ : bộ điều khiển số, tính toán đưa ra giá trị điều khiển dựa trên sai lêch giữa nhiệt độ thực và nhiệt độ đặt
Cơ cấu chấp hành là 1 mạch logic gồm các Rơle và Contactor, nhận tín hiệu từ bộ điều khiển, đóng cắt mạch điện cấp nguồn thanh đốt
Thanh đốt là thiết bị gia nhiệt được cấp nguồn 220V
Giá trị đặt của nhiệt độ được chọn trên bảng điều khiển của bộ điều khiển nhiệt độ (ĐKNĐ)
Cảm biến nhiệt (RTD): Đo nhiệt độ trong bình, phản hồi về, qua 1 thiết bị chuyển đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu áp, đưa đến mạch điều khiển
Tiếp điểm K của contactor đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển mạch điện, giúp duy trì nhiệt độ trong dải cho phép Khi nhiệt độ vượt quá mức cho phép, K sẽ mất điện và mở mạch, dẫn đến việc thiết bị gia nhiệt ngừng hoạt động, giúp giảm nhiệt độ Ngược lại, khi nhiệt độ giảm xuống dưới mức tối thiểu, K sẽ đóng lại, cung cấp điện cho thiết bị gia nhiệt để nâng cao nhiệt độ trở lại mức ổn định Quá trình này diễn ra liên tục, đảm bảo nhiệt độ trong hai bình A và B luôn thay đổi nhưng vẫn nằm trong dải cho phép.
Giá trị mong muốn và giá trị thực của nhiệt độ được hiển thị đồng thời trên một đồng hồ với hai màn hình Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ từ bàn điều khiển.
2.4.3 Điều khiển áp suất Áp suất của dòng keo trong đường dẫn được hiển thị trên đồng hồ Áp suất này phụ thuộc vào tốc độ của động cơ đặt dưới 2 bình Động cơ đẩy dòng keo có gắn các cánh quạt (quạt bánh răng) Dòng keo được đẩy đi do lực ly tâm, khi quay, mỗi lần cánh quạt sẽ gia tốc cho 1 lượng keo nhất định, đẩy đến đường dẫn ra
Trên đường dẫn keo ra, có đặt 1 cảm biến áp đo áp suất của dòng keo chảy ra khoang trộn
Tín hiệu từ cảm biến được gửi đến đồng hồ hiển thị, cho thấy áp suất phụ thuộc vào tốc độ động cơ Để duy trì ổn định áp suất, cần điều chỉnh tốc độ động cơ Việc điều chỉnh này không được thực hiện qua mạch riêng mà do người vận hành thực hiện khi áp suất keo không đạt yêu cầu.
Nguyên lý hoạt động đơn giản như hình vẽ sau
Hình 2.6 Nguyên lí hoạt động cơ cấu điều khiển áp suất
Đặt vấn đề thiết kế hệ thống điều khiển
- Hệ thống phun keo phải hoạt động tốt và linh động
Hệ thống máy phun keo tự động được điều khiển bởi PLC Delta, sử dụng Driver động cơ Servo để điều chỉnh cơ cấu chuyển động Máy có khả năng phun keo theo các quỹ đạo đã được lập trình sẵn, bao gồm hình chữ nhật, hình tròn và hình bo góc tròn.
Quỹ đạo vòi phun cần phải chính xác và không được sai lệch quá nhiều, đồng thời có khả năng điều chỉnh kích thước các khuôn lập trình sẵn để phù hợp với yêu cầu công nghệ.
- Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên màn hình cảm ứng NB
- Có cài đặt thời gian phun dung môi rửa, thời gian ngắt keo
- Dễ lập trình lại, sửa chữa khi hỏng hóc
- Có cảm biến báo hết keo, hết dung dịch phun rửa
- An toàn cho người sử dụng, dễ vận hành
Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động
Hình 2.7 Sơ đồ tổng quan hệ thống phun keo tự động
Yêu cầu công nghệ
Yêu cầu về chất lượng sản phẩm :
Sản phẩm làm ra phải thỏa mãn các yêu cầu chất lượng như hình dạng, độ cứng, độ dẻo, màu sắc của keo
Yêu kĩ thuật về hoạt động của máy :
Việc phun keo không yêu cầu độ chính xác cao, nhưng đầu phun cần di chuyển trong phạm vi cho phép để đảm bảo keo lấp đầy khuôn đúng hình dạng.
Yêu cầu về thời gian phun dung môi rửa và phun keo cần phải được thực hiện một cách chính xác Việc phun keo quá ít có thể làm giảm độ chắc chắn của gắn kết thân đế, trong khi phun keo quá nhiều sẽ dẫn đến tình trạng keo bị tràn, gây ảnh hưởng tiêu cực đến thẩm mỹ của sản phẩm.
Máy phải hoạt động ổn định, chính xác, cho từng chế độ cài đặt khuôn
Phải tính toán bơm lưu lượng keo A và keo B sao cho trước khi đông đặc việc hỗn hợp keo lấp đầy khuôn phải hoàn thành
Yêu cầu về công nghệ vận hành :
Không được vận hành trong trạng thái máy bất bình thường Cơ cấu vận hành phải êm, mượt tránh rung lắc gây ảnh hưởng đến đường phun keo
TÌM HIỂU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG SERVO XOAY CHIỀU VÀ
Giới thiệu chung hệ servo Minas-A của Panasonic
3.1.1 Tìm hiểu chung về động cơ servo a), Cấu tạo Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện – từ thì giống như các loại động cơ bình thường (nghĩa là cũng có phần cảm, phần ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây,
Động cơ servo có cấu trúc cơ học khác biệt với động cơ thông thường, với hình dáng dài và đường kính trục, rotor nhỏ hơn nhưng vẫn đạt công suất và moment tương đương Điểm nổi bật của động cơ servo là cơ cấu feedback được tích hợp sẵn bên trong, cho phép nó hoạt động theo chu trình kín Hệ thống điều khiển số sử dụng tín hiệu hồi tiếp về vận tốc và vị trí để điều chỉnh hoạt động của động cơ servo một cách chính xác.
Do các lý do đã nêu, cảm biến đo vị trí hoặc tốc độ, như encoder hay máy phát tốc, là những bộ phận thiết yếu cần được tích hợp vào động cơ servo.
4, Signal Wire (Yellow or Whire)
5, Negative or Ground Wire (Black)
Hình 3.1 Một động cơ servo R/C kích thước chuẩn điển hình
Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay đó là động cơ servo AC dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóc, động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC, động cơ servo không chổi than dựa trên nển tảng động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ
Động cơ servo không phải là động cơ nào cũng có thể sử dụng; nó hoạt động dựa trên các lệnh điều khiển vị trí và tốc độ, do đó cần được thiết kế phù hợp với yêu cầu điều khiển Động cơ servo có những cải tiến nhất định so với động cơ thông thường nhằm phục vụ cho các mục đích điều khiển cụ thể Đặc điểm nổi bật của động cơ servo là được thiết kế cho hệ thống hồi tiếp vòng kín, trong đó tín hiệu ra được kết nối với mạch điều khiển Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển, và nếu có bất kỳ cản trở nào, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận ra tín hiệu ra chưa đạt yêu cầu Mạch điều khiển sẽ điều chỉnh sai lệch để động cơ đạt được vị trí chính xác Đặc tính vận hành của động cơ servo phụ thuộc nhiều vào đặc tính từ và phương pháp điều khiển.
Tăng tốc độ đáp ứng :
Động cơ bình thường cần thời gian quá độ để chuyển đổi giữa các tốc độ, nhưng trong nhiều ứng dụng, yêu cầu tăng/giảm tốc nhanh chóng là rất quan trọng Để đáp ứng nhu cầu này, động cơ phải được thiết kế để giảm thời gian phản ứng Việc giảm mômen quán tính và tăng dòng giới hạn là hai yếu tố quan trọng Động cơ servo có thể giảm mômen quán tính bằng cách giảm đường kính rotor và loại bỏ các cơ cấu sắt không cần thiết Để tăng dòng giới hạn, việc sử dụng sắt Ferrit cho mạch từ và thiết kế lõi sắt phù hợp là cần thiết Đối với động cơ nam châm vĩnh cửu, thiết kế cần ngăn chặn sự khử từ và tăng cường khả năng từ tính của nam châm bằng cách sử dụng nam châm đất hiếm.
Tăng khả năng đáp ứng trong các hệ thống như thang máy và băng chuyền yêu cầu gia tốc phải "mềm", tức là duy trì hằng số hoặc gần hằng số Để đạt được điều này, cuộn dây trong động cơ cần có điện cảm nhỏ, giúp loại bỏ sự chống lại biến đổi dòng điện theo yêu cầu của mạch điều khiển Các động cơ servo thường được thiết kế để giảm thiểu số cuộn dây và thu hẹp vòng từ trong mạch từ khe hở không khí, từ đó cải thiện khả năng đáp ứng tốc độ một cách tuyến tính.
Mở rộng vùng điều khiển :
Động cơ servo được thiết kế đặc biệt để hoạt động hiệu quả ở dải tốc độ rộng hơn nhiều so với mức định mức, cho phép điện áp đặt lên động cơ vượt quá điện áp chịu đựng thông thường Để đạt được điều này, động cơ servo cần được tăng cường cách điện và sử dụng vật liệu như sắt Ferrit hoặc nam châm đất hiếm, giúp cải thiện khả năng bão hòa mạch từ và đảm bảo hiệu suất hoạt động ở các mức điện áp cao hơn.
Động cơ servo có khả năng ổn định tốc độ cao, được thiết kế để duy trì vận tốc quay ổn định, mặc dù trong thực tế không có mạch điện hay từ trường hoàn hảo Điều này có nghĩa là động cơ không luôn quay với tốc độ cố định mà chỉ dao động xung quanh giá trị đó Khác với động cơ thông thường, động cơ servo thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, như trong robot Để đạt được điều này, động cơ được thiết kế để gia tăng dòng từ trong mạch từ và từ tính của cực từ Các rãnh rotor và cuộn dây rotor cũng được bố trí đặc biệt nhằm đáp ứng yêu cầu về tốc độ và độ chính xác.
Tăng khả năng chịu đựng của động cơ :
Một số động cơ được thiết kế để chịu đựng tín hiệu điều khiển tần số cao và đáp ứng yêu cầu tăng tốc đột ngột từ bộ điều khiển, bao gồm cả khả năng tạo ra xung điện hài bậc cao Những động cơ này thường có cấu trúc cải tiến với tuổi thọ cao, khả năng chống mài mòn do ma sát ở ổ bi bạc đạn và chổi thân (đối với servo DC).
Một động cơ có thể có một số đặc điểm trên để phù hợp vơi nhu cầu điều khiển của người điều khiển c), Encoder trên động cơ servo
Encoder là thiết bị quan trọng dùng để quản lý vị trí góc của các bộ phận quay như bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị nào cần xác định chính xác vị trí góc.
Encoder được chia làm 2 loại, absolute encoder (tuyệt đối) và incremental encoder (tương đối)
Encoder tuyệt đối cung cấp vị trí chính xác mà không cần xử lý thêm, trong khi encoder tương đối chỉ có từ 1 đến 3 vòng lỗ Mỗi khi đi qua một lỗ, thiết bị phải được lập trình để đo đếm tăng lên 1 Vì vậy, loại encoder này còn được gọi là incremental encoder, nhưng không thể xác định vị trí chính xác.
Thiết kế encoder tuyệt đối yêu cầu nhiều vòng lỗ, dẫn đến giới hạn kích thước của encoder do khó khăn trong việc gia công chính xác các lỗ nhỏ Hơn nữa, việc bố trí dãy đèn LED và cảm biến thu cũng ảnh hưởng đáng kể đến kích thước này, gây khó khăn cho việc ứng dụng trong hầu hết các loại motor.
Bộ mã hóa tuyệt đối (absolute encoder) có khả năng theo dõi vị trí trục động cơ ngay cả khi hệ thống bị mất điện và trong thời gian đó có một số chuyển động xảy ra, trong khi bộ mã hóa gia tăng (incremental encoder) không có tính năng này.
3.1.2 Tìm hiểu về dòng sản phẩm Minas-A của Panasonic a), Sơ đồ cấu trúc đông cơ AC-Servo
AC-Servo motor được phân thành hai loại chính: động cơ đồng bộ và động cơ cảm ứng, trong đó động cơ đồng bộ được ưa chuộng hơn Tốc độ của động cơ đồng bộ được điều chỉnh thông qua việc thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều.
Chế độ điều khiển vị trí
PLC điều khiển phát xung cho Servo trong chế độ điều khiển vị trí thường được ứng dụng rộng rãi trong các công nghệ như máy cắt bao bì, máy đóng gói, máy phóng nguyên liệu và máy phun keo.
Khi cài đặt Servo ở chế độ điều khiển vị trí, bạn cần thiết lập tham số hiệu chỉnh số xung cho mỗi vòng quay Điều này cho phép PLC phát xung với các tham số cụ thể về tần số và số lượng xung phát ra.
Mỗi vòng quay của Servo Motor tương ứng với một số lượng xung do bộ điều khiển Driver quy định Chẳng hạn, nếu có 100.000 xung/vòng quay, điều này có nghĩa là khi PLC phát đủ 100.000 xung, Servo Motor sẽ hoàn thành một vòng quay.
Tốc độ động cơ trong chế độ điều khiển vị trí tương đương với tần số phát xung của PLC Để tính toán tốc độ vòng/phút của Servo Motor, có thể sử dụng tần số và số xung trên mỗi vòng để quy đổi.
Tham số cài đặt xung/vòng quay là 5000 xung, điều này là cần thiết để tính toán chiều dài thực tế trên trục tọa độ Sau khi hoàn thiện phần cơ khí, cần thực hiện các phép đo và tính toán thiết kế ban đầu, bao gồm số mm/vòng quay của trục Servo Motor, tức là phần dịch chuyển của máy khi trục động cơ quay một vòng.
26 chuyển trên trục tọa độ định sẵn một chiều dài bao nhiêu) Giả sử ở đây là 25mm/vòng quay
Từ đó ta có công thức tính ứng với chiều dài dịch chuyển 50cm = 500mm là :
Số xung cần phát = (chiều dài đặt) / (chiều dài / vòng quay) x (số xung / vòng quay)
=> Số xung cần phát = 500 / 25 x 5000 = 100 000 xung
Vậy chỉ cần viết lệnh phát đủ 100 000 xung thì động cơ sẽ quay và làm máy dịch chuyển 50cm trên trục tọa độ.
Giới thiệu chung PLC DVP-SV2 Delta
3.3.1 Giới thiệu về PLC a), Định nghĩa về PLC
PLC (Bộ điều khiển lập trình) là thiết bị điều khiển có khả năng lập trình, cho phép người dùng tạo ra và nạp chương trình vào bộ nhớ của nó Logic của chương trình được thực hiện thông qua mã lệnh do người điều khiển thiết lập Thực chất, PLC là sự mô-đun hóa của bộ điều khiển được thiết kế bằng vi mạch IC (Mạch tích hợp).
PLC, ra đời vào những năm 60, chủ yếu được sử dụng để điều khiển và tự động hóa các quy trình công nghệ cũng như dây chuyền sản xuất trong ngành công nghiệp Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PLC đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.
- Khối nguồn nuôi: cung cấp nguồn nuôi 220 VAC hoặc 24VDC cho PLC hoạt động
- Bộ nhớ chương trình: là vùng lưu trữ chương trình nạp vào PLC
- Bộ vi xử lý: là vùng xử lý dữ liệu, lấy dữ liệu từ bộ nhớ chương trình
- Các ngõ vào: là các ngõ tác động để điều khiển chương trình Khi có tác động sẽ lên mức cao,khi không tác động sẽ xuống mức thấp
- Các ngõ ra: xuất tín hiệu ra mức cao hoặc mức thấp để điều khiển tải
Hiện nay, nhiều hãng sản xuất PLC trên thế giới cung cấp các sản phẩm với yêu cầu kỹ thuật đa dạng cho nhiều mục đích khác nhau Tuy nhiên, tất cả các PLC đều có ba thành phần chính cấu tạo nên hệ thống của chúng.
- Một bộ xử lý trung tâm CPU(Central Processing Unit)
- Một bộ nhớ chương trình(Program Memory)
- Một số cổng vào ra(I/O Input)
Khi hoạt động PLC sẽ đọc các trạng thái đầu vào, sử dụng các logic chương trình quyết định trạng thái các cổng ra theo chương trình
3.3.2 Tổng quan PLC DVP-SV2 Delta a), Các tính năng chính của bộ PLC DVP-SV2 Delta
Dòng lập trình PLC DVP-SV2 của Delta được trang bị Module mở rộng, cho phép kết nối truyền thông với nhiều mạng giao diện như Internet, DeviceNet và ProfiBus Điều này giúp tích hợp các module nhiệt độ và module analog, đáp ứng hiệu quả các yêu cầu điều khiển tức thì.
Với 16 loại module mở rộng đặc biệt (digital, analog, điều khiển trục, giao tiếp truyền thông…) có thể được kết nối với PLC series SV (8 module bên trái & 8 module bên phải)
Tích hợp phát xung ngõ ra 4 trục 200KHz độc lập cùng với đặc tính 2 nhóm nội suy tuyến tính/cong, giải pháp điều khiển vị trí trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
Dòng PLC DVP-SV2 được thiết kế để điều khiển vị trí cho hai trục của AC Servo, máy cắt với tốc độ cao, và tời chính của cần trục Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong việc điều khiển máy cắt servo, thiết bị trong ngành công nghiệp quang điện tử, bán dẫn, dệt, cũng như trong các giải pháp tiết kiệm năng lượng và tự động hóa cho tòa nhà, đặc biệt là các cao ốc văn phòng.
- Dung lượng chương trình: 16K Steps
- Tốc độ thực hiện chỉ dẫn: 0.24μS (chỉ dẫn cơ bản)
- Cổng truyền thông: Built-in RS-232 và RS-485, tương thích với chuẩn MODBUS ASCII / RTU giao tiếp Protocol
- Xung tốc độ cao ở ngõ ra: Hỗ trợ xung ngõ ra tốc độ cao 4-point (Y0, Y2, Y4, Y6), 2 nhóm xung ngõ ra pha A/B (Y0, Y1) (Y2, Y3) và 2 nhóm (Y0 ~ Y3 & Y4 ~ Y7) nội suy 2 trục
- Tất cả các ngõ ra có thể phát xung đạt đến 200KHz
- Tích hợp 4 nhóm đếm tốc độ cao trên phần cứng
3.3.3 Bộ điều khiển logic khả trình PLC DVP-SV2
Mô tả phần cứng PLC DVP-SV2
Hình 3.13 Các thành phần chính trên bộ PLC DVP-SV2
(1) Đèn báo POWER/RUN/EROR/BAT.LOW
(2) Đèn báo COM1(RS-232) cổng tiếp nhận tín hiệu (Rx)
(3) Đèn báo COM2(RS-485) cổng gửi tín hiệu (Tx)
(8) Vào/Ra – I/O thiết bị đầu cuối
(11) Mở rộng module vị trí
(12) Mở rộng cổng kết nối module
(17) 3 P tháo rời thiết bị đầu cuối
(18) Cáp kết nối đầu vào
(19) Cổng kết nối module mở rộng tốc độ cao
(20) Tên hãng nhà sản xuất
Có nhiều loại bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ chương trình hệ thống, là phần mềm điều khiển các hoạt động của hệ thống Sơ đồ LAD, giá trị của Timer và Counter được lưu trong vùng nhớ ứng dụng Người dùng có thể lựa chọn các bộ nhớ khác nhau tùy theo yêu cầu cụ thể.
Bộ nhớ ROM là loại bộ nhớ không thay đổi, chỉ được nạp một lần và vì vậy ít phổ biến hơn so với các loại bộ nhớ khác.
Bộ nhớ RAM là loại bộ nhớ có khả năng thay đổi, được sử dụng để lưu trữ các chương trình ứng dụng và dữ liệu Tuy nhiên, dữ liệu trong RAM sẽ bị mất khi có sự cố mất điện, nhưng vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách sử dụng pin dự phòng.
Bộ nhớ EPROM tương tự như ROM, không cần nguồn pin để hoạt động Tuy nhiên, dữ liệu trong EPROM có thể được xóa bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ nhỏ trên chip và sau đó nạp lại nội dung bằng máy nạp chuyên dụng.
Bộ nhớ EEPROM kết hợp ưu điểm của RAM và EPROM, cho phép xóa và nạp dữ liệu bằng tín hiệu điện, nhưng số lần nạp vẫn có giới hạn.
3.3.5 Ngôn ngữ và công cụ lập trình
By default, Delta PLCs can be programmed in parallel using two languages: Statement List (mnemonic code) and Ladder Diagram.
Sử dụng ngôn ngữ lập trình ladder :
Ngôn ngữ lập trình ladder, hay còn gọi là ngôn ngữ bậc thang, là một ngôn ngữ đồ họa cho phép lập trình dưới dạng sơ đồ mạch điện logic, sử dụng các ký hiệu điện để biểu diễn công tắc logic ngõ vào và rơle công tắc ngõ ra Đây là một ngôn ngữ gần gũi và được coi là ngôn ngữ cấp cao Phần mềm lập trình sẽ chuyển đổi các ký hiệu logic thành mã máy và lưu trữ trong bộ nhớ của PLC, giúp PLC thực hiện các tác vụ điều khiển dựa trên logic đã được lập trình.
Ngôn ngữ ladder là công cụ phổ biến trong thiết kế hệ thống điều khiển Khi lập trình cho các thiết bị có hoạt động đơn giản, việc hoạch định và thiết kế chương trình thường không yêu cầu sự liên kết logic phức tạp Tuy nhiên, trong thực tế, các mạch logic không chỉ giới hạn ở các cổng logic cơ bản như AND.
Chức năng điều khiển nội suy 2 trục của DVP-SV2 Delta
Một ứng dụng tiêu biểu của thiết bị nội suy là chế độ điều khiển vị trí, với mục tiêu di chuyển một đối tượng từ điểm này đến điểm khác trên trục tọa độ đã định sẵn Tuy nhiên, hiện tại chưa có thiết bị nào có khả năng xác định vị trí thay đổi trên trục với một biến số.
Có thể ứng dụng lập trình để điều khiển đối tượng di chuyển bằng cách thiết lập nhiều tham số phù hợp với quỹ đạo Một trong những phương pháp đơn giản nhất là cho đối tượng di chuyển theo đường thẳng.
Để đáp ứng các yêu cầu công nghệ ngày càng cao và tiết kiệm thời gian trong quá trình chuyển động vị trí đối tượng, cần thực hiện nội suy đồng thời cả hai trục Ví dụ, việc nội suy hai trục có thể tạo ra hình dạng bán nguyệt, như minh họa trong hình 3.14.
Hình 3.15 Chuyển động vị trí đối tượng qua nội suy 2 trục
Các PLC của hãng Delta như DVP-SA2, DVP-SX2 và DVP-SV có chức năng điều khiển nội suy hai trục Bài viết này sẽ khám phá chức năng nội suy hai trục trong PLC DVP-SV2 do Delta sản xuất.
Chức năng điều khiển nội suy 2 trục của DVP-SV2 Delta Đầu ra phát xung :
Y0 : Phát xung đầu ra thiết bị trục X
Y1 : Phát tín hiệu hướng đầu ra thiết bị trục X
Y2 : Phát xung đầu ra thiết bị trục Y
Y3 : Phát tín hiệu hướng đầu ra thiết bị trục Y
M1029 : Khi nhóm kênh phát xung thứ nhất CH0 (Y0, Y1) hoàn thành việc phát xung ra, M1029 sẽ ON
M1030 : Khi nhóm kênh phát xung thứ hai CH1 (Y1, Y2) phát xung hoàn thành, M1030 sẽ ON
Khi thực hiện phát xung, giá trị hiện tại của kênh CH0 sẽ được lưu tạm thời vào thanh ghi D1336, trong khi giá trị của kênh CH1 sẽ được ghi vào thanh ghi D1339.
3.4.1 Nội suy một đường thẳng trong hệ trục tọa độ
Lệnh nội suy :DPPMR, DPPMA
S1: Số xung phát ra cho trục X (Vùng làm việc là thanh ghi D)
S2: Số xung phát ra cho trục Y (Vùng làm việc là thanh ghi D)
S: Tần số xung phát ra (Vùng làm việc là các thanh ghi K, H)
D: Đầu ra phát xung trên thiết bị (Y0)
Hình 3.16 Ví dụ nội suy 2 trục vẽ hình thoi
3.4.2 Nội suy một đường cong trong hệ trục tọa độ
Lệnh nội suy : DCIMR, DCIMA (Nội suy ẳ đường trũn)
S1: Số xung phát ra cho trục X (Vùng làm việc là thanh ghi D)
S2: Số xung phát ra cho trục Y (Vùng làm việc là thanh ghi D)
Với tham số cài đặt S :
Tại mức thấp 16 bits của S (cài đặt hướng và độ phân dải), K0 sẽ quay theo chiều kim đồng hồ với 10-segment, trong khi K2 sẽ quay theo chiều kim đồng hồ với 20-segment (hình 3.17, hình 3.18).
- Với K1 thì hướng sẽ ngược chiều kim đồng hồ với 10-segment, K3 cũng ngược chiều kim đồng hồ với 20-segment ( hình 3.19,hình 3.20 )
- Tại mức cao 16 bit của S (cài đặt mức thời gian) Dải cài đặt độ phân giải trung bình K1 ~ K100 (0,1 sec ~ 10 secs), với độ phân giải cao hơn K2 ~ K200 (0,2 sec ~ 20 secs )
D: Đầu ra phát xung trên thiết bị (Y0)
Hình 3.17 Tham số cài đặt K0 Hình 3.18 Tham số cài đặt K2
Hình 3.19 Tham số cài đặt K1 Hình 3.20 Tham số cài đặt K3
THIẾT KẾ, GHÉP NỐI HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHUN KEO TỰ ĐỘNG
Yêu cầu kỹ thuật
- Thỏa mãn các yêu cầu công nghệ đặt ra
- Chế độ điều khiển tự động
- Dễ dàng kiểm tra lỗi, bảo dưỡng
- Phải gọn gàng, không cồng kềnh
- Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành
Ghép nối các đầu vào, đầu ra
4.2.1 Thiết lập các địa chỉ đầu vào
Bảng 4.1 Thiết lập địa chỉ đầu vào PLC
STT Địa chỉ Chức năng
2 X1 Cảm biến - On khi dung dịch TPA hêt
3 X2 Cảm biến - On khi dung dịch TPB hết
4 X3 Cảm biến - On khi dung môi làm sạch hết
4.2.2 Thiết lập các địa chỉ đầu ra
Bảng 4.2 Thiết lập địa chỉ đầu ra PLC
STT Địa chỉ Chức năng
1 Y0 Đầu ra phát xung trục X
2 Y1 Phát tín hiệu hướng đầu ra trục X
3 Y2 Đầu ra phát xung trục Y
4 Y3 Phát tín hiệu hướng đầu ra trục Y
5 Y7 ON/OFF Máy phun dung môi và van ngăn cách
6 Y10 Đầu ra Servo - On trục X
7 Y11 Đầu ra Servo - On trục Y
8 Y12 ON/OFF Máy phun dung dịch TPA
9 Y13 ON/OFF Máy phun dung dịch TPB
4.2.3 Sơ đồ ghép nối đầu vào PLC, PLC với Driver
Hình 4.1 Ghép nối đầu vào PLC, đầu ra PLC với các Driver
Thiết lập các thanh ghi địa chỉ chức năng
Bảng 4.3 Bảng thiết lập thanh ghi chức năng (Vùng M)
STT Địa chỉ Chức năng
2 M5 Bit set trễ ngắt keo
3 M6 Bit set trễ rửa sau khi phun keo xong
6 M13, M23 Set – Hình Bo góc tròn
7 M15 Set ON/OFF máy phun TPA
8 M16 Set ON/OFF máy phun TPB
9 M17, M20 Set ON/OFF dung môi làm sạch và van ngăn
10 M30 Đèn báo hệ thống sẵn sàng
11 M31 Đèn báo hệ thống chưa sẵn sàng
14 M34 Đèn báo hết dung dịch phun rửa
15 M1029, 1030 Bit role trạng thái trong PLC
Bảng 4.4 Bảng thiết lập thanh ghi chức năng (Vùng D)
STT Địa chỉ Chức năng
1 D0 Thanh ghi dữ liệu tạm thời
11 D121 Tọa độ P1V-X ( Khuôn chữ nhật )
19 D141 Tọa độ P1O-X ( Hình bo góc tròn )
35 D200 Tham số cài đặt lệnh nội suy đường tròn
36 D201 Ghi giá trị thời gian trễ vòi phun rửa
37 D203 Ghi giá trị thời gian trễ ngắt keo
38 D1336 Giá trị xung hiện tại kênh CH0 (Y0, Y1)
39 D1339 Giá trị xung hiện tại kênh CH1 (Y2, Y3)
Bảng 4.5 Bảng thiết lập thời gian trễ Timer
STT Địa chỉ Chức năng
1 T1 Trễ phun rửa khi máy bắt đầu chạy
2 T2 Trễ ngắt keo khi chạy hình chữ nhật
3 T3 Trễ ngắt keo khi chạy hình tròn
4 T4 Trễ ngắt keo khi chạy hình bo góc tròn
5 T5 Trễ phun rửa khi chạy hình chữ nhật xong
6 T6 Trễ phun rửa khi chạy hình tròn xong
7 T7 Trễ phun rửa khi chạy hình bo góc tròn xong
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN VẬN HÀNH GIÁM SÁT TRÊN MÀN HÌNH NB
Lập lưu đồ chương trình điều khiển
5.1.1 Mô tả quá trình hoạt của máy phun keo tự động
Trước khi chạy, máy phun keo tự động phải thỏa mãn các điều kiện :
- Đầu phun ở vị trí P0, tức là vị trí (0, 0) trên trục tọa độ (X,Y)
- Dung môi phun rửa đủ
- Bình chứa dung dịch keo A đủ
- Bình chứa dung dịch keo B đủ
- Chi tiết đặt đúng vị trí cho từng khuôn phù hợp với công nghệ yêu cầu
Khi bắt đầu ở chế độ tự động, servo-motor sẽ được kích hoạt ở chế độ sẵn sàng (Servo-ON),đầu phun ở vị trí P0 (hình 5.1)
Sau khi sử dụng bàn đạp, cần kiểm tra xem hệ thống đã sẵn sàng hay chưa Nếu chưa, màn hình sẽ hiển thị thông báo lỗi Sau khi khắc phục lỗi, tiếp tục sử dụng bàn đạp cho đến khi hệ thống thông báo đã sẵn sàng.
Khi hệ thống báo sẵn sàng, chế độ tự động sẽ bắt đầu rửa đầu phun keo trước khi hoạt động (ở P0) Van dung môi sẽ mở và bơm dung môi được bật, phun dung môi rửa trong khoảng thời gian T1, sau đó sẽ ngắt và đóng van dung môi.
Chọn khuôn phun keo phù hợp và sau khi xác định xong đầu phun, tiến hành di chuyển từ vị trí ban đầu P0 đến vị trí P1 Vị trí P1 có thể được cài đặt khác nhau tùy thuộc vào từng loại khuôn phun.
Khi di chuyển đến P1, cần xác định xem đây có phải là điểm kết thúc của chu trình chạy khuôn hay không Nếu đúng, hãy tiến hành bật biến tần phun keo A và biến tần phun keo.
B để động cơ bơm đồng thời ra đầu phun Ngay sau đó đầu phun sẽ chạy theo quỹ đạo đã được thiết lập trước đồng thời phun keo
Khi đầu phun đạt đến điểm kết thúc P1, cần kiểm tra tính chính xác; nếu đúng, đầu phun sẽ dừng lại Sau một khoảng thời gian trễ T2, quá trình sẽ tiến hành cắt keo A và keo B.
Sau khi ngắt keo, hệ thống sẽ tự động trở về điểm xuất phát P0 Nếu việc trở về P0 diễn ra chính xác, tiến hành mở van và bật bơm dung môi trong khoảng thời gian T1, sau đó tắt bơm dung môi để hoàn thành một chu trình.
Hình 5.1 Vị trí tương đối của các hình khuôn trong hệ tọa độ
5.1.2.Lưu đồ thuật toán điều khiển
Hình 5.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống phun keo tự động
Thiết kế chương trình điều khiển dùng ISPSoft 2.04
Từ lưu đồ thuật toán, các đầu vào/ra ta thiết kế chương trình lập trình
Hình 5.3 Chương trình điều khiển trên PLC
Ghép nối PLC và màn hình
5.3.1 Giới thiệu màn hình cảm ứng HMI Omron dòng NB a), Đặc điểm chung
- Màn hình cảm ứng TFT với 65.536 màu
- Kích cỡ màn hình rộng từ 3 đến 10 inch phù hợp với nhiều ứng dụng
- Đèn nền LED với tuổi thọ cao
- Truyền thông nối tiếp, USB hoặc Ethernet b), Đặc điểm kĩ thuật màn hình NB HMI
Bảng 5.1 Đặc điểm của NB HMI Màn hình hiển thị TFT LCD đèn nền LED 3.5”; 5.6”; 7”; 10.1” Độ phân giải màn hình
Tuổi thọ đèn nền 50.000 giờ (tại 25 °C)
Bộ nhớ trong 128MB (bao gồm cả bộ nhớ hệ thống)
Tính năng RS-232C/422A/485 (1 cổng hoặc 2 cổng) Kết nối máy in USB 2.0 Cổng Ethernet
Cấp bảo vệ IP65 (mặt trước)
5.3.2 Ghép nối PLC và màn hình a), Kết nối NB7W với PLC Delta
Ghép nối giữa màn hình NB và PLC delta thông qua cổng COM2 của màn hình NB với cổng RS 485 của PLC SV2 Delta
Hình 5.4 Đấu nối giữa màn hình NB (cổng COM2) và PLC (Cổng RS485) delta b), Kết nối NB7W với PC
Sử dụng cáp USB để kết nối NB7W và PC Các chương trình được tạo ra bởi màn hình NB-Designer có thể được gửi đến NB7W
Sử dụng một cáp USB với chiều dài tối đa là 5 m
Hình 5.5 Sử dụng Ethernet để kết nối NB7W với PC Phần này mô tả làm thế nào để gửi các chương trình màn hình của NB- Designer NB7W :
- Kết nối NB7W và một PC
- Bắt đầu NB-Designer và mở chương trình màn hình tạo ra
- Chọn [Tools] - [Compile] từ menu chính Chọn [Tools] - [Download] sau khi biên dịch là hoàn thành
Hình 5.7 Chờ load chương trình
Hình 5.8 Báo kết nối thành công
NB7W khởi động lại sau khi gửi dữ liệu được hoàn tất c), Công cụ và phương pháp thiết kế giao diện màn hình
Thiết kế giao diện hiển thị trên màn hình NB-Designer
NB-Designer là một công cụ lập trình (phần mềm) để tạo ra màn hình hiển thị trên của NB Series
Phương pháp thiết kế giao diện cho màn hình NB HMI :
- Xác định yêu cầu công nghệ
- Xác định các thành phần, các biến cần điều khiển và giám sát trên màn hình NB
- Cài đặt các thông số địa chỉ PLC vào NB
- Kết nối chạy mô phỏng
Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên màn hình NB
Yêu cầu khi thiết kế giao diện điều khiển giám sát ta cần thiết kế :
- Màn hình giao diện chính
- Đèn báo trạng thái sẵn sàng, chưa sẵn sàng
- Báo các lỗi xảy ra nếu trạng thái chưa sẵn sàng
- Cài đặt thời gian trễ phun keo, phun dung môi rửa
- Menu lựa chọn chế độ chạy từng khuôn ( khuôn tròn, khuôn chữ nhật, khuôn bo góc tròn
Trên giao diện màn hình chính, người dùng có thể cài đặt thông số tọa độ cho từng khuôn Khi bật chế độ servo-ON, hệ thống sẽ thông báo trạng thái sẵn sàng thông qua các đèn báo Nếu hệ thống chưa sẵn sàng, sẽ có đèn báo lỗi hiển thị.
Khi thực hiện thao tác chọn khuôn phun, người dùng sẽ có ba khuôn phun được lập trình sẵn nếu đã cài đặt thông số trước Đầu phun sẽ di chuyển tương ứng với từng khuôn khi nhấn các nút điều khiển.
Cài đặt thông số cho phép xác định vị trí từng điểm trong hệ tọa độ cho mỗi khuôn riêng biệt Bên cạnh đó, người dùng còn có thể thiết lập thời gian trễ cho việc phun dung dịch rửa và thời gian ngắt keo.
Hình 5.9 Giao diện màn hình chính điều khiển giám sát trên màn hình NB
Với phần cài đặt thông số :
Khi ấn vào KHUÔN CN màn hình sẽ hiện lên giao diện hình 5.10 sau đó sẽ tiến hành nhập tọa độ các điểm của hình chữ nhật
Khi ấn vào KHUÔN TRÒN màn hình sẽ hiện lên giao diện hình 5.11 sau đó sẽ tiến hành nhập tọa độ các điểm của hình tròn
Khi nhấn vào KHUÔN BO GÓC, giao diện hình 5.12 sẽ xuất hiện, và bạn sẽ tiến hành nhập tọa độ của các điểm chính để tạo hình bo góc tròn.
Khi ấn vào TRỄ PHUN màn hình sẽ hiện lên giao diện hình 5.13 sẽ cho phép nhập thời gian phun rửa và thời gian trễ ngắt keo
Hình 5.10 Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khuôn chữ nhật
Hình 5.11 Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khuôn tròn
Hình 5.12 Giao diện màn hình nhập tọa độ các điểm khuôn bo góc tròn
Hình 5.13 Giao diện màn hình nhập thời gian phun dung môi rửa và trễ ngắt keo
Thực nghiệm
Hình ảnh thực tế mô hình thực nghiệm điều khiển 2 động cơ AC-Servo
Mô hình thực nghiệm bao gồm :
- 1 Màn hình điều khiển : HMI NB7W-TW00B Omron
- 1 Bộ điều khiển PLC : Delta DVP28SV11T2
- 2 động cơ : Panasonic AC Servo Motor MSMD022P1S
- Máy tính lập trình chương trình PLC và thiết kế màn hình điều khiển NB
- Các Cab kết nối cần thiết
Một số thao tác thực tế trên màn hình điều khiển
63 Nhập các tọa độ của khuôn tròn trên màn hình điều khiển
Thiết lập thời gian trễ phun dung môi rửa và trễ ngắt keo
