thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm bằng phần mềm factory IO

Sử dùng phần mềm GXwork3 để viết code, sau đó khai báo địa chỉ qua phần mềm trung gian labview rồi sử phần mềm factory IO để thiết kế hệ thống và sau khi hoàn thiện phần thiết kế rồi bấm chạy để mô phỏng chọn và đặt sản phần sau đó phân loại sản phẩm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

VIỆN KỸ THUẬT

-BÁO CÁO MÔN HỌC SCADA

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỌN VÀ ĐẶT, PHÂN

LOẠI, ĐẾM SẢN PHẨM

Giảng viên hướng dẫn : TH.S Phạm Quốc Phương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hiếu

MSSV: 1811020179 Lớp: 18DDCA1 Ngành: Kỹ thuật điện Chuyên ngành: Điện – Điện công nghiệp

TP Hồ Chí Minh – Tháng 11/Năm 2020

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tin em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy/Cô của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như quý Thầy/Cô trong Viện Kỹ thuật HUTECH đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong thời gian qua Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo, TH.S

“Phạm Quốc Phương” người đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành báo cáo môn học này Xin cảm ơn tất cả các bạn, các anh/chị đã tận tình giúp đỡ và quan tâm tới tác giả trong suốt quá trình thực hiện thành báo cáo môn học này Vì lần đầu làm báo cáo, kiến thức chuyên môn còn hạn chế và bản thân còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Với mong muốn học hỏi, em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn, chỉ bảo thêm của quý Thầy/Cô giáo để em rút kinh nghiệm cho những lần báo cáo tiếp theo được tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHẦN MỀM

1.1 GX WORKS3

1.2 MX OPC CONFIGURATOR

1.3 FACTORY IO

1.4 LABVIEM

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH

2.1 Lắp đặt module

2.2 Viết chương trình PLC

2.3 Kết nối địa chỉ I/O OPC (input và output)

2.4 Xây dựng hệ thống, kết nối địa chỉ vào Factory, mô phỏng Factory IO

2.5 Kết nối OPC với LabVIEW và thiết kế giao diện điều khiển

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay trước những sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật việc áp dụng khoa học công nghệ vào thực tế sản xuất đang phát triển rộng rãi

về mặt quy mô lẫn chất lượng Trong đó ngành tự động hóa chiếm một vai trò rất quan trọng không những giảm nhẹ sức lao động cho con người mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, chính vì thế ngành tự động hóa ngày càng khẳng định được vị trí cũng như vai trò của mình trong các ngành công nghiệp và đang được phổ biến rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp trên toàn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng

Chiếm một vai trò rất quan trọng trong ngành tự động hóa đó là kỹ thuật điều khiển logic lập trình (PLC), giám sát điều khiển (SCADA) Nó đã và đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng chiếm một vị trí rất quan trọng trong các ngành kinh tế quốc dân Không những thay thế được cho kỹ thuật điều khiển cơ cấu kỹ thuật rơ le trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác

Xuất phát từ thực tế đó, trong quá trình học tập tại trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM, được sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa Điện Công Nghiệp và đặc biệt là thầy giáo, TH.S “Phạm Quốc Phương” ,

em đã nhận được báo cáo với đề tài: “ Thiết kế hệ thống chọn và đặt, phân loại, đếm sản phẩm ứng dụng PLC, mô phỏng hệ thống trên phần mềm Factory, điều khiển bằng phần mềm labviem ” Để giúp cho sinh viên có thêm được những hiểu biết về vần đề này

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHẦN MỀM

1.1 GX WORKS3

Là một phần mềm lập trình cho họ PLC IQ phần mềm lập trình PLC mới nhất của Mitsubishi dành cho 2 dòng PLC mới của hãng là FX5U (iQ-F) và iQ-R GX Works3 có rất nhiều tính năng ngoài thiết lập tham số cho từng module của PLC, lập trình bằng nhiều ngôn ngữ (LAD, FBD, SFC, ST), như là chuẩn đoán lỗi của từng module trong PLC, theo dõi chương trình trực tiếp khi PLC hoạt động, theo dõi các dữ liệu trong các vùng nhớ dữ liệu khác vùng nhớ chương trình, chuẩn đoán tình trạng của

hệ thống mạng CC-Link, bổ sung các bản cập nhật firmware cho các module

Biểu tượng phần mềm GX works3 và giao diện sau khi click vào phần

mềm GX Works3

Tạo 1 project trong GX WORKS3

Bước 1: Để tạo một dự án mới trong GX WORKS3, chọn menu File > New Bước 2: Click vào “ Project Typle” hiện lên Chọn “Simple Project”

Bước 3: Chọn ngôn ngữ lập trình

Bước 4: Click vào nút “ PLC Typle” Danh sách chọn “ R04EN”

Bước 5: Click vào list button of “Program Lauguage”

Bước 6: Click the [Ok] button

Cửa sổ tạo thư mục mới, nhấn New và chọn kiểu Series và Type mình

muốn sử dụng

Giao diện sau khi tạo xong thư mục

1.2 MX OPC CONFIGURATOR

MX OPC Server là trình điều khiển truy cập dữ liệu I / O của Mitsubishi và Alarm / Event cung cấp giao diện và giao thức truyền thông giữa phần cứng Mitsubishi và phần mềm điều khiển quy trình

Biểu tượng phần mềm MX OPC

Giao diện của phần mềm OPC sau khi click vào

Tạo file OPC:

Bước 1: Chạy phần mềm software MX OPC Server

Bước 2: Ctrl + E (New MX Device)

Bước 3: Click vào “Configure” chọn

GX Simulator 3, CPU Series side

“R”,

CPU Type “R04EN”

Bước 4: Next > finish > OK

Bước 5: Ctrl +L (tạo Tag)

Bước 6: I/O address: địa chỉ I-O PLC

> Save

Hình ảnh minh họa

Giao diện của phần mềm OPC sau khi gắn địa chỉ

1.3 FACTORY IO

Là một phần mềm của Real game dùng để mô phỏng các hệ thống điều khiển tự động hóa trong các nhà máy, xí nghiệp và training kĩ năng lập trình Đa dạng các hệ thống mô phỏng có sẳn (Scenes) từ đơn giản

đến phức tạp giúp người dùng áp dụng linh hoạt các thuật toán điều khiển Thiết bị phong phú, có đến 90% các thiết bị thường dùng trong nhà máy Ngoài ra, người dùng có thể tự thiết kế một hệ thống cho riêng mình Phần mềm cung cấp hơn 30 loại linh kiện phổ biến (cảm biến, băng chuyền, nút nhấn, pusher, elevator, robot arm…), linh kiện càng phong phú thêm theo những bản cập nhật mới

Biểu tượng phần mềm Factory IO

Giao diện của phần mềm OPC sau khi click vào

Tạo file factory:

Bước 1: Để tạo thư mục mới > nhấn New

Bước 2: Thiết kế mô hình theo mình đã sáng tao

Bước 3: Sau khi thiết kế xong > chọn File > Drivers

Bước 4: Chọn type “ OPC Client DA/UA > vào Configuration > OPC Server

“Mitsubishi.MXOPC.6” > Browse

Bước 5: Gắn địa chỉ vào Server “Mitsubishi.MXOPC.6”

Hình ảnh minh họa

1.4 LABVIEM

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering

Workbench ) là một nền tảng thiết kế hệ thống và môi trường phát triển cho một ngôn ngữ lập trình trực quan từ National Instruments, Hoa Kỳ

LabVIEW bao gồm công cụ hỗ trợ rộng rãi để giao tiếp với các thiết

bị, công cụ, máy ảnh và các thiết bị khác Người dùng giao diện với phần cứng bằng cách viết lệnh bus trực tiếp (USB, GPIB, Serial) hoặc sử dụng trình điều khiển cao cấp, thiết bị cụ thể, cung cấp các nút chức năng LabVIEW gốc để điều khiển thiết bị

LabVIEW bao gồm công cụ hỗ trợ tích hợp cho các nền tảng phần cứng NI như CompactDAQ và CompactRIO, với một số lượng lớn các khối thiết bị cụ thể cho phần cứng như vậy, bộ công cụ đo lường và tự động hóa eXplorer (MAX) và Virtual Instrument Software Architecture (VISA)

Biểu tượng phần mềmLabVIEW

Giao diện của phần mềm OPC sau khi click vào

Tạo file LabViem:

Bước 1: Tạo “ Blank Project”

Bước 2: Click phải “My computer” > I/O Sever > OPC Client > Mitsubishi MX OPC

Bước 3: Click “OPC 1” > create bound variables > Power supply

Hình ảnh minh họa

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH

2.1 Lắp đặt module

POW: RC2P(100-240VAC) CPU: R04ENVR(4096 Points) RS71EN71 CC-IEF(32 Points)

RX42C4(64 Points)

RY42NT2P(64 Points)

Địa chỉ I/O

2.2 Viết chương trình PLC

Chương trình Code

Các tiếp điểm thường hở là các đầu vào ví dụ như : “Nút nhấn,cảm

biến…”Còn các tiếp điểm thường đóng là khóa chéo để không làm việc đồng thời với nhau Sau khi đã viết code xong thì nhấn nút Convert để xem code có lỗi hay gì không, sau đó nhấn start để tiến hành chạy code Nhấn Execute để tiếp tục, sau đó Ok > close Sau khi code đã chạy xong thì khởi động phần mềm OPC lên và bắt đầu add địa chỉ và liên kết 2 phần mềm

2.3 Kết nối địa chỉ I/O OPC (input và output)

Phần OPC ta đặt tên cho địa chỉ cho đầu vào và đầu ra phù hợp với tính năng của địa chỉ và đồng thời cũng phù hợp với factory (phần tiếp theo) để dễ dàng kết nối hơn mà không bị rối và nhầm lẫn Khắc phục việc add địa chỉ đôi khi hệ thống không chạy

Hình ảnh minh họa

Sau khi gắn xong địa chỉ, bước tiếp theo ta chọn “Monitor Viem” để kiểm tra lại địa chỉ Nếu Quality “Good” thì chứng tỏ GX WORKS3 đã liên kết với OPC

Sau khi đã kết nối được với OPC thì ta tiến hành khởi động phần mềm Factory

IO, xây dựng lên hệ thống mình mong muốn và tiến hành kết nối

Hình ảnh minh họa

2.4 Xây dựng hệ thống, kết nối địa

chỉ vào Factory, mô phỏng Factory

IO

Chọn thiết bị từ danh sách để

thiết kế mô hình theo mình mong

muốn

Hình ảnh sau khi thiết kế

Hình ảnh minh họa

Sau khi thiết xong mô hình, mình chọn file > Drivers, rồi chọn Chọn type “ OPC Client DA/UA” > vào Configuration > OPC Server

“Mitsubishi.MXOPC.6” > Browse Gắn địa chỉ vào Server

“Mitsubishi.MXOPC.6”

Hình ảnh sau khi gắn xong địa chỉ

2.5 Kết nối OPC với LabVIEW và thiết kế giao diện điều khiển

Sau khi hoàn thành Factory thì ta vào LabViem để thiết lập điều khiển Factory không cần chương trình code GX WORKS3 để điều khiển mà chúng ta thông qua LabViem Tạo “ Blank Project”, Click phải “My computer”, nhấn new chọn I/O sever sau đó chọn OPC client để kết nối

Click “OPC 1” , nhấn Create Bound Variables để mở giao diện add những địa chỉ mình muốn hiển thị trên bảng điều khiển

Chọn những nút quan trọng để điều khiển từ Labview qua Factory

Hình ảnh minh họa

Nút nhấn với đèn thì vào Boolean để lựa chọn, nhấn chột trái chọn Express rồi chọn White loop with button để tạo khung

Hình ảnh minh họa

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN

Ưu điểm:

Sử dụng dữ liệu cất giữ trong các RTU: trong các hệ SCADA có các RTU có dung lượng bộ nhớ lớn, khi hệ thống hoạt động ổn định dữ liệu sẽ được sao lưu vào trong bộ nhớ của RTU Do đó, khi hệ thống xảy ra lỗi thì các RTU sẽ sử dụng tạm dữ liệu này cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại bình thường

+ Tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh chóng – Thông tin truyền đi chuẩn xác + Khả năng lưu trữ dữ liệu lớn – Chế độ bảo mật thông tin cao

+ Màn hình giao diện giám sát phải rõ ràng – Mô hình thu nhỏ phải đầy đủ chi tiết thiết bị

+ Kết nối dữ liệu dễ dàng – Đa dạng hóa thông tin truyền thông từ các dataloger đầu ra đầu vào và các thiết bị cảm biến dùng trong quy trình sản xuất + Các thiết bị đo mức – đo nhiệt – đo áp… và các bộ chuyển đổi tín hiệu analog, rs485 phải có tính năng chuẩn xác thì cả hệ thống mới truyền tải đúng

dữ liệu người dùng mong muốn

Nhược điểm:

+ Thiết bị mô phỏng bị giới hạn

+ OPC và GX rất hay bị lỗi kết nối dù đã khởi động nhưng vẫn không nhận địa chỉ

+ Factory chạy không ổn định, cũng rất dễ mắc lỗi khi mô phỏng