Tổng hợp hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuất và lưu trữ kho thông qua mạng RS485

LỜI NÓI ĐẦUSự phát triển như vũ bão của công nghệ đã đưa đến cho chúng ta nhưng sựtiện nghi trong cuộc sống củng như công việc.. Nối song songnhiều mạch cáccông tắc

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển như vũ bão của công nghệ đã đưa đến cho chúng ta nhưng sựtiện nghi trong cuộc sống củng như công việc Việc ứng dụng những thiết bithông minh vào trong sản xuất ngày càng được áp dụng và đã mang lại hiệu quảrất cao trong sản xuất Điều đó được thể hiện rõ ở hiệu suất, số lượng và chấtlượng sản phẩm được làm ra

Những dây chuyền được điều khiển bằng PLC cùng với sự có mặt củamột số thiết bi như Biến Tần, AD, Encorder… là một điều hết sức bình thường

Đi cùng với nhu cầu cuộc sống của con người ngày càng lớn, yêu cầu đối vớinhững sản phẩm được sản xuất ra ngày càng cao, kể cả về số lượng và chấtlượng Để đáp ứng được điều đó những hệ thống sản xuất cũ phải được nângcấp, thay thế bởi các hệ thống hiện đại hơn, thực hiện được nhiều công việc hơn,chính xác hơn, đồng thời củng giảm bớt sức lực của con người đổ vào những sảnphẩm đó

Chính vì những yêu cầu thiết yếu đó nên việc truyền thông giữa các hệthống là một việc cần thiết đi đôi với việc truyền thông để sản xuất thì việc giámsát và điều khiển của con người củng được đưa lên một tầm cao mới Cụ thể làgiám sát qua HMI và hiện đại hơn đó là qua hệ thống SCADA Đó củng là lý do

em chọn đề tài “Tổng hợp hệ thống SCADA cho dây chuyền sản xuấn và lưu

trữ kho thông qua mạng RS485” để nghiên cứu và thực hiện.

Do kiến thức còn hạn chế, thời gian thực hiên không được dài cùng vớivấn đề kinh tế nên em chỉ mới dừng lại ở mô hình nhỏ và hệ thống còn đơn giản

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong khoa Công Nghệ điện đãgiúp đỡ em trong quá trình thực hiện Khóa Luận Đặc biệt là thầy Ngô ThanhQuyền giảng viên hướng dẫn và thầy Nguyễn Anh Tuấn Dù rất cố gắng nhưngchắc chắn vần còn nhiều thiếu sót em mong nhận đươc ý kiến đóng góp và sựchỉ dạy từ quý Thầy, Cô Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 2

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2014

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 7

1.1 ĐẶT VẤN ĐÊ 7

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐÊ TÀI 8

1.3 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 8

1.4 ƯU ĐIỂM VÀ THIẾU SÓT TRONG KHI THỰC HIỆN ĐÊ TÀI 10

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN CỦA ĐÊ TÀI 10

CHƯƠNG 2 TỔNG HỢP THIẾT BỊ CÓ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 11

2.1 THIẾT BỊ CƠ KHÍ VÀ KHÍ NÉN 11

2.1.1 Piston Khí 11

2.1.2 Van và ống khí nén 11

2.2 THIẾT BỊ ĐIỆN 12

2.2.1 Bộ nguồn 24V 12

2.2.2 Thiết bi Khí cụ, Rơ le và một số thiết bi nhỏ 12

2.2.3 Đông Cơ 13

2.2.4 Cảm biến, công tắc hành trình 13

2.3 THIẾT BỊ ĐIÊU KHIỂN VÀ TRUYÊN THÔNG 15

2.3.1 PLC 15

2.3.1.1 Khái quát PLC Mítubishi 15

2.3.1.2 Phương pháp đấu dây ngõ vào và ngõ ra PLC 16

2.3.1.3 Đặc tính ngõ Vào , Ra 17

2.3.1.3 Tập lệnh cơ bản trên bộ PLC FX 18

2.3.2 Bộ biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu analog 26

2.3.3 Bộ Biến Tần 26

2.3.4 Bộ đếm xung ENCORDER 31

Trang 4

2.3.5 Card và mạng truyền thông RS-485 32

2.3.6 Màn hình HMI GOT F940 35

CHƯƠNG 3 THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIÊU KHIỂN 36

3.1 TRẠM 1: TRẠM CẤP PHÔI CHO HỆ THỐNG 36

3.1.1 Kết cấu cơ khí và chức năng 36

3.1.2 Sơ đồ đấu dây phần điện 37

3.1.3 Sơ đồ đấu dây khí nén 38

3.1.4 Đia chỉ I/O, Nguyên lý hoạt động và Lưu đồ hoạt động 38

3.1.5 Chương trình PLC 40

3.2 TRẠM 2: TRẠM GIA CÔNG VÀ XỬ LÝ PHÔI 41

3.2.4 đia chỉ I/O, Nguyên lý hoạt động Lưu đồ hoạt động 43

3.3 TRẠM 3: BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN SẢN PHẨM VÀO KHO 46

3.3.4 Đia chỉ I/O, nguyên lý hoạt động và Lưu đồ điều khiển 48

3.4 TRẠM 4: KHO LƯU TRỮ 50

Trang 5

3.4.4 Đia chỉ I/O, Nguyên lý hoạt động và Lưu đồ hoạt động 52

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ SCADA CHO HỆ THỐNG 55

4.1 GIỚI THIỆU PHẦN MÊM WONDERWARE INTOUCH 55

4.1.1 Khái quát chung về Wonderware Intouch 55

4.1.2 Các đối tượng cơ bản được sử dụng trong Phần mềm 59

4.2 TIẾN HÀNH THIẾT KẾ SCADA CHO HỆ THỐNG SẢN XUẤT VÀ LƯU TRỮ KHO 63

4.2.1 Thiết kế giao diện cơ bản để giám sát hệ thông 63

4.2.2 Tạo đối tượng, khai báo Tag name cho đối tượng 65

4.2.3 Tagname sử dụng cho các đối tượng 68

4.2.4 Chương trình application script 75

4.2.4 Khai báo và bắt tay giữa OPC – WONDERWARE – PLC 76

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐÊ TÀI 79

5.1 KẾT LUẬN 79

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐÊ TÀI 79

PHỤ LỤC – A 80

PHỤ LỤC – B 85

PHU LỤC – C 90

PHỤ LỤC – D 95

PHU LUC 2 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

Trang 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐÊ

Trong các nhà máy hay các dây chuyền sản xuất không chỉ một PLC được

sử dụng để điều khiển tất cả các công việc của quá trình sản xuất Lý do rất đơngiản là PLC củng giống như con người dù thông minh đến đâu một khi phải thựchiện nhiều công việc quá thì một điều chắc chắn là sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệuquả công việc và chất lượng sản phẩm, ngoài ra với số lượng công việc nhiềucủng có nghĩa là người lập trình phải nghiên cứu viết chương trình cho PLC sevất vả và khó khăn hơn rất nhiều Từ yêu cầu thực tiển đó việc chia nhỏ chuổiquá trình công nghệ được áp dụng đồng nghĩa với việc sử dụng nhiều PLC đểđiều khiển cho một hệ thống sản xuất dài với nhiều hoạt động Nhung vấn đềvẩn chưa được giải quyết hoàn toàn bởi vì có nhiều PLC củng giống nhiều ngườicùng làm việc vậy làm sao để chúng hiểu được nhau và cùng nhau làm việc hiệuquả, đạt năng suất cao nhất

Để thực hiện việc bắt tay, truyền thông giữa các PLC với nhau có rất nhiềuphương pháp khác nhau Một trong số phương pháp hiệu quả, ổn đinh và kinh tếnhất đó là truyền thông qua mạng RS-485 Đây là phương pháp truyền thông sửdụng rộng rải với cách thức truyền thông đơn giản, tốc độ truyền cao, số lượnggiây nối ít Với các hệ thống được bố trí theo vòng, khoảng cách giữa các PLCgần nhau thì đây quả là một phương án truyền thông hợp lý Tuy nhiên phươngpháp truyền thông này còn hạn chế số lượng dữ liệu truyền

Máy tính ngày càng được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vự Công nghệ, vàngáng tự động hóa củng nằm trong xu hương tất yếu đó Với sự tiện nghi củamáy tính cùng với trí tuệ tuyệt vời của con người đã tạo ra những phần mềm cóthể kết nối với các PLC, HIM… qua đó việc điều khiển và giám sát sản xuất đã

Trang 7

Với những vấn đề được đặt ra em thực hiên một mô hình có tên gọi “Sản

xuất và lưu trữ Kho” đây là mô hình được chia ra làm 4 trạm nhỏ với các chức

năng và nhiệm vụ khác nhau, sử dụng 4 PLC kết nối với nhau thông qua mạngRS-485 Cùng với sự tích hợp nhiều thiết bi hiện đại như HMI, DA, Biến Tần,Encoder cùng các loại cảm biến… SCADA củng được thự hiện với những thiếtkế trên của sổ giúp con người dễ dàng quan sát và điều khiển.!

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐÊ TÀI

Mục tiêu đạt được sau khi hoàn thành đề tài: Kết nối và truyền thông thànhcông giữa các trạm Có thể giám sát và điều khiển bằng SCADA thông quamạng RS - 485 Hiểu được quá trình hoạt động và cách thức truyền thong củacard RS-485-2BD của các trạm

1.3 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Hệ thống được thiết kế gồm 4 trạm:

Trạm 1: Cấp Phôi

Trạm 2: Gia công và xử lý Phôi

Trạm 3: Băng tải vận chuyển Khay và Sản phẩm về kho

Trạm 4: Kho lưu trữ Sản Phẩm

Khởi động toàn bộ hệ thống bắt đầu quá trình chuẩn bi, tất cả các cơ cấu di

chuyển về vi trí gốc Đèn báo màu Vàng ở Trạm 1 chớp tắt liên tục với tần số

1Hz, đến khi quá trình khởi động kết thúc đèn Vàng sáng hẳn Lúc này nút

START (X3) mới có tác dụng Nhấn nút START Trạm 1 và Trạm 3 đồng thời cùng hoạt động Trạm 1 thực hiện quy trình cấp phôi của mình, Trạm 3 vận

hành băng tải với điều kiện Khay đã sẵn sàng (X5 ON) Kết thúc quá trình cấp

phôi Trạm 2 được kích hoạt và bắt đầu quá trình gia công và xử lý Phôi, cuối chu trình của Trạm 2 Sản Phẩm sau gia công được đặt vào khay đã chờ sẵn ở cuối Trạm 3, Trạm 2 quay về vi trí gốc chờ lặp lại quy trình, trong khi đó Trạm

3 tiếp tục vận chuyển Khay đã có Sản Phẩm về đưa vào vi trí lấy Sản phẩm của

Trang 8

Trạm 4 để cất vào Kho Trạm 4 khi đã có Sản Phẩm bắt đầu quá trình đưa vào

lưu trử trong Kho tự động theo hành ngang

Trang 9

1.4 ƯU ĐIỂM VÀ THIẾU SÓT TRONG KHI THỰC HIỆN ĐÊ TÀI

Với kiến thức còn hạn chế, thời gian thực hiện không lâu cộng với vấn đềkinh tế nên mô hình mới chỉ dừng lại ở dạng mô phỏng, vẩn còn những chổ chưathực sư cho mọi người thấy được rõ ràng quá trình gia công, còn thiếu thiếu cảmbiến, thiết bi chưa hoàn toàn đầy đủ Giao diện mới chi dừng lại ở việc điềukhiển và giám sát đơn giản Tuy nhiên đề tài củng đã thể hiện được nhu cầu thựctế và đã giải quyết co bản được yêu cầu sản xuất với hướng của đề tài chi phiđầu tư se không nhiều, quá trình thực hiện không quá phức tạp đã giả quyếtđược vấn đề giám sát điều khiển

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN CỦA ĐÊ TÀI

Điều khiển tự động là xu thế phát triển tất yếu trong các lĩnh vực côngnghiệp cũng như sinh hoạt bởi những ưu điểm vượt trội của nó Ở các hệ thốngđiều khiển tự động có quy mô vừa và lớn thì PLC được sử dụng làm thiết bi điềukhiển cho toàn hệ thống Thiết bi điện tử công suất ngày càng được quan tâmnhờ khả năng linh hoạt trong điều khiển, hiệu suất làm việc cao, công suất tiêuthụ thấp… Hiện nay, công nghệ biến tần được sử dụng nhiều trong công nghiệp,trong các hệ thống làm lạnh thế hệ mới… Cùng với sự có mặt của SCADA mộtloại hình giám sát và điều khiển hiệu quả, giảm bớt được sức lực và thời giancho những công việc khó khan Kết hợp xây dựng một hệ thống điều khiển tựđộng với các thiết bi điện tử công suất có ý nghĩa khoa học lớn trong việc xâydựng một hệ thống tự động hoàn chỉnh cả về chức năng lẫn hiệu quả kinh tế

Về mặt thực tiển đề tài đi theo những nhu cầu thực tế bên ngoài của nhữngnhà máy và dây chuyền sản xuất đang được nâng cấp và mở rộng đặc biệt ưuđiểm của đề tài là có thể áp dụng ngay đối với các xí nghiệp nhỏ, vốn đầu tưkhông lơn là loại hình doanh nghiệp khá phổ biến trong Công nghiệp

Trang 10

CHƯƠNG 2 TỔNG HỢP THIẾT BỊ CÓ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH

2.1 THIẾT BỊ CƠ KHÍ VÀ KHÍ NÉN

kết lại với nhau thành cụm van nhờ đế

van và được cấp bới 1 nguồn khí

- Ống khí nén được sử dụng là loại ống

Trang 11

2.2 THIẾT BỊ ĐIỆN

2.2.1 Bộ nguồn 24V

Loại nguồn được sử dụng gồm: Hai bộ S-35-24 và hai bộ Fx 2N-20PSU.

- Bộ S-35-24 có thông số kỹ thuật:

+ Điện áp vào: 50/60Hz

100-120V - 0,8A

200-240V - 0,45A

+ Điện áp ra một chiều

24V– 1,5A

- Bộ Fx2N-20PSU có thông số kỹ thuật:

+ Điện áp vào: 100-240V –

110AV - 50/60Hz

+ Điện áp ra một chiều24V – 1,5A

2.2.2 Thiết bị Khí cụ, Rơ le và một số thiết bị nhỏ

- CB: Loại CB được sử dụng là loại CB tép 10A và CB 2 pha 20A

- Rơle: Các role được sử dụng là loại

role 24V có số cặp tiếp điểm là 2 và 4

cặp mỗi tiếp điểm của role chiu được

tối đa là 5A đối với mức điện áp là 24V

và 220V

- Nút nhấn và công tắc:

Nút nhấn được sử dụng là loại nút

nhấn thường, không có chế độ giữ Có hai tiếp điểm là thường đóng vàthường hở Công tắc có hai loại công

tắc là công tắc hai chiều và công tắc

một chiều Loại 1 chiều có tác dụng

như nút nhấn giữ Loại công tắc hai

chiều có công dụng như hai cái công

tắc một chiều

Trang 12

2.2.3 Đông Cơ

Động cơ được sử dụng trong mô hình gồm có rất nhiều đông cơ với cácchủng loại khác nhau, được chia làm hai nhóm theo số pha và mức điện áp sửdụng là Động cơ 1 Pha và Động cơ 3 Pha

Đây củng là một dạng động cơ có kích

thước nhỏ, tích hợp thêm phần hộp số, có khản năng đảo chiều quay và thay đổitốc độ nếu có thêm bộ điều chỉnh tốc Có

các thông số kỹ thuật như sau:

+ Điện áp sử dụng: 220V

Trang 13

Là loại cảm biến

sẽ tác động khi có vật

đi gần đầu dò của cảm

biến Nó được sử dụng

trong mô hình để phát hiện Phôi, Khay trên băng tải Nó có thể là loại npn, pnphặc cả hai

- Cảm biến từ piston

Có thiết kế nhỏ gọn đây là loại cảm biến nhằm xác đinh hành trình củaPiston, nhờ vào thiết kế trong Piston có

thanh nam châm di chuyển vì vậy cảm

biến này sẽ tác động một cách chính xác

- Cảm biến Từ

Đối với loại cảm biến này nó có thể xác đinh được vật đi đến tiệm cận vớiđầu dò nhưng điều đặc việt là nó chỉ tác động khi đó là kim loại hoặc là vật có từtính như nam châm Nó đinh hành trình

của tay gắp, tay nâng, vi trí trong kho lưu

trữ

- Cảm biến quang

Là loại cảm biến đặc biệt xác đinh vật

thể bằng ánh sáng phản xạ màu đỏ điều

đặc biệt của loại cảm biến này là có thể điều chỉnh được tầm tác động và cườngđộ phản xạ ánh sáng của vật se ảnh hưởng đến độ nhạy của cảm biến chính vìvậy nó được sử dụng để xác đinh đươc các vật thể có màu tối và sáng khác nhauví dụ Đen hoặc Trắng…

- Công tắc hành trình

Là loại công tắc dùng để giới hạn hành trình của cánh tay, bàn quay… Nócó thể nối trực tiếp vào phần động lực hoặc nối về PLC (cần lập trình)

Trang 14

2.3 THIẾT BỊ ĐIÊU KHIỂN VÀ TRUYÊN THÔNG

2.3.1PLC

2.3.1.1 Khái quát PLC Mítubishi

PLC là bộ điều khiển lập trình “Programmable Logic Controller” Bộ điềukhiển lập trình là một thiết bi mà

người sử dụng có thể lập trình để thực

hiện một loạt hay trình tự các sự

kiện Các sự kiện này được kích hoạt

bởi tác nhân kích thích “ngõ vào” tác

động vào PC hoặc qua các hoạt động

trễ như thời gian đinh thì hay các sự

kiện được đếm.Một khi sự kiện được

kích hoạt, nó ở trạng thái ON hoặc

OFF Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do

“người sử dụng lập trình ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tạithời điểm đã lập trình

Cấu trúc của bộ điều khiển lập trình có thể được phân thành các thànhphần.Bộ phận mà chương trình được nạp vào lưu trữ và xử lý thường được gọilà Main processing hay còn gọi là CPU

Vậy, lập trình cho một PLC là đi tìm điều kiện tín hiệu ngõ vào tác độnglên đối tượng điều khiển cho tín hiệu ngõ ra tương ứng

PLC FX ra đời từ năm 1981 cho đến nay đã có rất nhiều chủng loại tùy theoModel như: F , F1, FX1, FX0(S), FX0N, FX1S, FX1N, FX2N…và FX3U Tùytheo: Model mà các loại này có dung lượng bộ nhớ khác nhau.Dung lượng bộnhớ chương trình có thể từ 2000 Step đến 8000 Step (hoặc 64kStep khi gắn

Trang 15

Loại PLC FX tích hợp nhiều chức năng trên CPU (Main Unit) như ngõ raxung hai tọa độ, bộ đếm tốc độ cao (HSC), PID, đồng hồ thời gian thực…

Module mở rộng nhiều chủng loại như Analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển

vi trí, các Module mạng như Cclink, Profibus…

Ngoài ra còn có các board mở rộng (Extension Board) như Analog, cácboard dùng cho truyền thông các chuẩn RS232, RS422, RS485, và cả USB

Để lập trình PLC ta có thể sử dụng các phần mền sau: FXGP_WIN_E,GX_Developer

Ngôn ngữ lập trình Ladder, Instruction, SFC sử d ụng cá c thi ết bi :

2.3.1.2 Phương pháp đấu dây ngõ vào và ngõ ra PLC

 Ngõ vào đấu Sink

Cách đấu dây trên dùng cho

nút nhấn, công tắc và cảm biến

NPN

 Ngõ vào đấu Source

Cách đấu này dùng cho công

tắc, nút nhấn và cảm biến loại PNP

 Ngõ ra của PLC

Các thiết bi ngõ ra phải có

cùng mức điện áp nếu sử dụng các

tiếp điểm ngõ ra dùng chung COM

Trang 16

Điện áp ngõ vào 24VDC 10%

Dòng ngõ vào 24VDC,7mA 24VDC, 5mACông tắc

ngõ vào

Off → On > 4.5mA > 3.5mA

Thời gian đáp ứng < 10ms

Cách ly mạch điện dùng Dùng photocoupler

Mô tả Ngõ ra dùng relay Ngõ ra dùng

TransistorĐiện áp < 240VAC, < 30VDC 5 - 30VDC

Tỷ lệ dòng điện /N ngõ 2A/1 ngõ, 8A/Com 0.5A/1 ngõ,

0.8A/ComCông suất lớn nhất của tải 0VA 12W/24VDC

Đèn phụ tải lớn 100w(1.17A/85VAC

0.4A/250VAC) 1.5W/24VDCPhụ tải nhỏ < 5VDC, min 2mA -

Mạch cách ly Bằng Relay Photocuopler

Dòng điện rỉ - 0.1mA/30VDC

Trang 17

Lệnh gợi nhớ Chức năng Dạng mẫu Thiết bi Số bước

LD (Load) Công tắc thường hở(NO): X,Y,M,S,T,C 1

Lệnh Chức năng Dạng mẫu Thiết bi Số bước

OUT Điều khiểncuộn dây Y,M,S,T,C Y,M:1

 Lệnh And, And Inverse:

Lệnh gợi nhớ Chức năng Dạng mẫu Thiết bi Số bướcAND (And) Nối tiếp các công tắcthường hở (NO): −||−||− X,Y,M,S,T,C 1

X,Y,M,S,T,C 1

 Lệnh Or Block

Lệnh Chức năng Dạng mẫu Thiết bi Số bước

Trang 18

Nối song songnhiều mạch cáccông tắc thường hở

Không có 1

 Lệnh Load Pulse and Load Trailing pulse

 LDP (Load Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ OFF sang ON

Trang 19

 Lệnh ANDP (And Pulse) hoạt dộng khi có xung chuyển từ trạngthái OFF sang ON.

 Lệnh ANDF (And Falling Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từtrạng thái ON sang OFF

 Lệnh ANDP và ANDF sử dùng tương tự lệnh AND và ADNI

 Lệnh OR Pulse, OR Trailling Pulse

 Lệnh ORP( OR Pulse) hoạt dộng khi có xung chuyển từ trạng tháiOFF sang ON

 Lệnh ORF (OR Falling Pulse) hoạt độnh khi có xung chuyển từ trạngthái ON sang OFF

 Lệnh ORP và ORF sử dùng tương tự lệnh AND và ADNI

Trang 20

 Lệnh Set và Reset

Lệnh này dược sử dụng phổ biến trong lập trình, chủ yếu là dùng để Resetshệ thống trước khi hoạt động

Đặc điểm: SET và RESET có thể dùng cho cùng một thiết bi bao nhiêu lần

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

Nhận xét:

Trang 21

 Quá trình xảy ra tương tự cho các M0, D0, S0.

 Lệnh Timer, Counter (Out and Reset)

Dạng sử dụng chung cho Timer và Counter

 OUT: Điều khiển cuộn dây bộ đinh thời hoặc bộ đếm

 RST(Reset): Đặt lại giá trí tác động cho bộ đinh thời hoặc bộ đếm

 Hoạt động của bộ định thì và bộ đếm

 Bộ định thì (Timer)

Các bộ đinh thì hoạt động bằng cách đếm các xung clock Ngõ ra củaTimer được kích hoạt khi giá tri đếm được đạt đến giá tri hằng số K Khoảngthời gian trôi qua được tính bằng cách lấy giá tri đếm được nhân với độ phângiải của Timer

VD: Timer 10 ms đếm giá tri 100 khi đó khoảng thời gian trôi qua được tính

như sau:

Trang 22

Khoảng thời gian đinh thì được đặt trực tiếp thông qua hằng số K, hoặcgián tiếp qua thanh ghi dữ liệu D Thường dùng thanh ghi dữ liệu được chốt đểđảm bảo không bi mất dữ liệu khi mất điện Tuy nhiên nếu điện áp của nguồnPin giảm quá mức thì thời gian đinh thì có thể bi sai.

 Bộ đếm (Counter)

Bộ đếm được sử dụng để đếm sự kiện khi có tín hiệu kích Đa số các Couter seđếm khi có tín hiệu xung của tiếp điểm Ngoại trừ một số Couter tốc độ cao đếmxung cảu các ngõ vào nhất đinh khi có tín hiệu duy trì Khi dùng Counter hằngsố K xác đinh số cần đếm

VD : Counter với hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây

Counter có điện

Khi đặt tên END trong chương trình có tác dụng buộc kết thúc quá trìnhquét chương trình hiện hành và tiến hành cập nhật các ngõ vào/ra, các bộ đinh

Trang 23

Việc quét chương trình là quá trình xử lý từng lệnh trong chương trình từđầu đến cuối Khoảng thời gian này gọi là thời gian quét, phụ thuộc vào độ dàivà sự phức tạp của chương trình Ngay khi dòng quét hiện hành được hoàn tấtthì dòng quét tiếp theo sẽ bắt đầu ngay Toàn bộ quá trình là một chu kỳ liên tục.

 Nhóm lệnh điều khiển lưu trình

 Lệnh CJ

Chức năng: nhảy tới một vi trí con trỏ đích đã đinh trước

Hoạt động : khi lệnh CJ được thực thi thì nó buộc chương trình nhảy đến vitrí đã xác đinh bởi con trỏ đích, có nghĩa là chương trình sẽ bỏ qua các lệnh từsau lệnh CJ đến vi trí con trỏ đích Nhiều lệnh CJ có thể dùng cùng một con trỏđích

Bất kỳ đoạn chương trình nào bi bỏ qua thì trạng thái ngõ ra sẽ không đượccập nhật ngay cả khi ngõ vào thay đổi trạng thái Các bộ đinh thì và bộ đếm sẽđược cố đinh giá tri hiện hành nếu chúng bi bỏ qua bởi lệnh CJ Các bộ đếm tốcđộ cao là ngoại lệ vì chúng hoạt động độc lập với chương trình chính Lệnh CJcó thể nhảy đến bất kỳ vi trí nào trong chương trình chính hoặc sau lệnh FEND Lệnh FEND dùng để chỉ ra điểm kết thúc đầu tiên của chương trình chính để

sử dụng cho chương trình con

Cấu trúc lệnh :

Trang 24

Chức năng: gọi chương trình con hoạt động.

Hoạt động: khi lệnh CALL được thực thi nó sẽ buộc chương trình chạychương trình con được xác đinh bởi con trỏ đích

Lệnh CALL phải được dùng với lệnh FEND và SRET

Lệnh SRET có chức năng kết thúc chương trình con hiện hành, trở về bướcngay sau lệnh CALL vừa được thực thi

Nhiều lệnh CALL có thể cùng truy xuất đến một chương trình con

Các chương trình con có thể có 5 mức lồng nhau (kể cả mức đầu tiên)

 Nhóm lệnh So sánh :

 Lệnh compare :

Hoạt động: dữ liệu của S1 được so sánh với dữ liệu của S2, kết quả đượctrả về trong 3 bit có đia chỉ đầu là D

 Nếu S2 nhỏ hơn S1 thì D = On

 Nếu S2 bằng S1 thì D+1 = On

 Nếu S2 lớn hơn S1 thì D+2 = On

 Lệnh zone compare :

Trang 25

Hoạt động: dữ liệu của S3 được so sánh với dãy dữ liệu (S1, S2).

●Nếu S3 nhỏ hơn (S1, S2) thì D = On

●Nếu S3 thuộc (S1, S2) thì D+1 = On

●Nếu S3 lớn hơn (S1, S2) thì D+2 = On

Hoạt động: Dữ liệu của thiết bi

nguồn S được sao chép đến thiết bi đích D

chú ý nếu là dữ liệu lớn hơn 16bit thì phải sử dụng lện DMOV để thay thế lệnhMOV

 Lệnh XCH :

Hoạt động: Dữ liệu của hai thiết bi

đích D1 và D2 được hoán đổi cho nhau

 Lệnh BCD :

Hoạt động: Dữ liệu nhi phân trong thiết

bi nguồn S được chuyển đổi sang số BCD

tương ứng và lưu trong thiết bi đích D

 Lệnh BIN

Hoạt động: Dữ liệu nhi phân trong thiết

bi nguồn S được chuyển đổi sang số BCD

tương ứng và lưu trong thiết bi đích D

Trang 26

2.3.2 Bộ biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu analog

Bộ biến đổi tín hiệu số sang tương tự có 4

kênh ngõ ra Các kênh ngõ ra lấy vào tín hiệu số

cho ra tín hiệu tương tự Bộ FX2N-4DA có độ

phân giải tối đa là 12 bit

Chọn chế độ điều khiển theo điện áp hay

dòng điện tùy theo cách chúng ta đấu dây Dãy

tín hiệu tương tự ngõ ra là từ -10V đến +10VDC, và/hoặc 0 đến 20mA có thểđươc chọn độc lập cho mỗi kênh

Dữ liệu truyền tải giữa bộ FX2N-4DA và FX2N được truyền thông qua bộnhớ đệm Có tất cả 32 bộ nhớ đệm(mỗi bộ có dung lượng 16 bit) trong bộFX2N-4DA

 Sơ đồ đấu dây

Bộ AD nàu có 4 kênh

hoạt động từ CH1 đến CH4

Mỗi kênh đều có thể hoạt

động ở chế độ dòng hoặc chế

độ áp, tùy cách đấu dây

2.3.3 Bộ Biến Tần

Biến tần được sử dụng là biết tần E500 của hãnh MITSUBISHI, với cácthông số kỹ thuật như sau:

Trang 27

- Biến tần FR-E520S-0.75K

 Hướng dẫn cài đặt các thông số

cơ bản cho biến tần

 Các menu cơ bản để thiết lập

cài đặt cho biến tần E500 – Mitshubishi

Chú ý: Trước khi ta cài đặt và thiết lập các thông số cho biến tần ta cần

phải xóa đi hết các dữ liệu thiết lập trước đó bằng cách:

 xóa lịch sử cảnh báo trước đó

 Xóa các thông số đã cài đặt trước đó

 Xóa tất cả những gì đã cài đặt trước đó

Trang 28

 Tiến hành cài đặt

  Chọn chế độ vận hành và điều khiển cho biến tần (Pr.79 )

- Chế độ 0: có thể chuyển qua lại 2 chế độ 1 và 2 (hình vẽ)

- Chế độ 1 : vận hành trực tiếp trên màn hình (PU)

- Chế độ 2: vận hành bằng các tác động bên ngoài (EXT)

- Chế độ 3: vận hành được cả 2 chế độ 1 và 2

 Cài đặt tần số MAX, MIX cho biến tần hoạt động(Pr.1, Pr.2)

Trang 29

- Dùng Pr.1 để cài đặt giới hạn tần số cao nhất mà biến tần hoạt động Nếu

tần số max của động cơ cao hơn tần số max mà ta cài đặt thì động cơ sẽchạy theo tần số biến tần mà ta cài đặt

- Dùng Pr.0 để cài đặt giới hạn tần số thấp nhất mà biến tần hoạt động

 Cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tôc (Pr.7, Pr.8)

-Pr 7 cài đặt thời gian để tăng tốc độ động cơ chạy từ giá tri tần số Min lên giá

tri tần số Max được cài đặt trước

- Pr 8 cài đặt thời gian giảm tốc để động cơ ở giá tri tần số hoạt động về giá

tri 0 (động cơ dừng lại)

 Cài đặt đa cấp tốc độ cho biến tần (Pr.4, Pr.5, Pr.6)

- Pr 4 cài đặt tốc độ cao

- Pr 5 cài đặt tốc độ trung bình

- Pr.6 cài đặt tốc độ thấp

- Pr 24 đến Pr.27 cài đặt cấp tốc độ 4 đến 7

- Pr 232 đến Pr.239 cài đặt cấp tốc độ 8 đến 15

Ví dụ: Điều khiển tốc độ động cơ theo các cấp tốc độ sau: Khởi động động

cơ chạy với cấp tốc độ cao 60Hz, sau khi đã đạt giá tri 60Hz động cơ chuyểnqua hoạt động ở tốc độ trung bình 30Hz, khi đã đạt giá tri trung bình sau một

Trang 30

thời gian chuyển qua hoạt động ở tốc độ thấp 10Hz, sau đó dừng lại còn đối với

các cấp tốc độ khác cài đặt với các tốc độ tùy ý

Chú ý: Sử dụng theo cấp tốc độ Pr.79 được chọn ở chế độ bên ngoài, hoặc

chế độ cả hai Giá tri cài đặt ở các cấp tốc phải có giá tri nhở hơn hoặc bằng

giác tri tần số Max được cái đặt ở Pr.1

 Cài đặt tần số hoạt động theo điện áp bên ngoài (Pr.38)

Khi ta dùng tín hiệu tương tự 5V(10V) bên ngoài để điều khiển cho biến tần

ta cần thiết lập tần số hoạt động cho biến tần tương ứng với mức điện áp bênngoài ta cấp vào Chế độ này thường dùng bộ AD hoắc biến trở để điều khiển

Trang 31

 Cài đặt tần số hoạt động theo dòng điện bên ngoài (Pr.39)

Tương tự Pr 39 khi ta dùng tín hiệu tương tự 20mA bên ngoài để điều khiển

cho biến tần ta cần thiết lập tần số hoạt động cho biến tần tương ứng với mứcdòng điện bên ngoài ta cấp vào

ọn điện áp tương tự bên ngoài

5V(10V) (Pr.73)Với Pr.73 được chọn chế độ mặc đinh cho nó là 0 hay điện áp sử dụng cho nó là

thừ 0V tới 5V

2.3.4 Bộ đếm xung ENCORDER

Encoder là cảm biến thường dùng để đo vi trí góc của trục động cơ, máycông cụ, băng tải… Encoder gồm có 2 loại là:

Trang 32

- Encoder tăng dần đầu ra là 2 xung có

thể để xác đinh sự dich chuyển, bằng

cách đếm xung để xác đinh dich chuyển,

vận tốc được xác đinh bằng cách tính

toán thời gian giữa 2 xung

- Encoder tuyệt đối đo vi trí của trục ở

một vòng quay đầu ra là mã nhi phân

hay grey

 Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là

một đĩa tròn xoay, quay quanh trục Trên

đĩa có các lỗ (rãnh) Người ta dùng một

đèn led để chiếu lên mặt đĩa Khi đĩa quay,

chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không

chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh),

đèn led sẽ chiếu xuyên qua Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt mộtcon mắt thu Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghinhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉcó một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì cónghĩa là đĩa đã quay được một vòng

Độ phân giải Encoder bằng cách 3600 chia cho số xung của một vòng quay

 Ứng dụng:

Xác đinh vi trí của trục quay bằng cách đếm số xung nhân với độ phân giải.Dựa trên mối quan hệ giữa hai pha A và B chúng ta xác đinh chiều quay của trụcđộng cơ Tính toán số xung từ đầu ra của encoder trong một khoảng thời gian cố

Trang 33

 Cách cài đặt vùng nhớ chung

M8038 Tiếp điểm cai đặt Nằm ở bước 0

D8176 Cài đặt số thứ tự

trạm

Master: 0

D8177 Cài đặt số trạm slave

Cho biết tổng số

slave trong mạng (không yêu cầu cài ở slave)

Trang 35

+ Điện áp nguồn cung cấp: 24 VDC

+ Loại màn hình: 5.7”, monochrome STN LCD

+ Màn hình hiển thi: 2 màu (trắng/đen) loại F940GOT-SWD-E

+ Màn hình hiển thi: 8 màu loại F940GOT-LWD-E

+ Độ phân giải: 320 x 240

+ Bộ nhớ: 512KB

+ Hỗ trợ nhiều cổng giao tiếp PLC: RS-232, RS-422

 Kết nối GOT F940 với PC và PLC

Trang 36

Ta kích chọn mục OTHER MODE

=> DATA TRANSFER , khi đó màn

hình GOT sẽ sẵn sàng nhận dữ liệu từ

máy tính truyền xuống hay sẵn sàng đọc dữ liệu từ GOT lên máy tính

Trước khi đổ giao diện điều khiển từ máy tính xuống GOT hay đọc chươngtrình từ GOT lên máy tính ta cần chú ý đến cáp kết nối là RS232 hay RS422 đểđiều chỉnh GOT cho thích hợp.Tương tự như kết nối với PLC thì chọn loại PLCđang sử dụng để kết nối cho phù hợp

PLC TYPE OTHER MODE => SET-UP MODE =>

SERIAL PORT

Trang 37

CHƯƠNG 3 THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIÊU KHIỂN

3.1 TRẠM 1: TRẠM CẤP PHÔI CHO HỆ THỐNG

3.1.1 Kết cấu cơ khí và chức năng

Hình: Kết cấu cơ khí và phân bố của các cảm biếnĐối với Trạm cấp phôi chức năng của nó là cấp phôi cho Trạm 2 hoạt động.Trên cơ bản trạm này có 3 cơ cấu chính đó là:

- Cơ cấu đẩy cấp phôi

- Cơ cấu nâng hạ và hút phôi

- Cơ cấu bàn quay di chuyển từ vi trí lấy phôi đến vi trí nhả phôi

Hình: Mô hình thực tế

Trang 39

3.1.2 Sơ đồ đấu dây phần điện

3.1.3 Sơ đồ đấu dây khí nén

5 1 3

Y 10

5 1 3

Trang 40

Số lượng Piston được sử dụng trong trạm này là hai Gồm 2 loại là Piston

2 chiều và Piston 1 chiều

Các piston được điều khiển bởi các van khí nén Van được Sử dụng là loạiVan điện từ 5/2 có quận dây điều khiển, mức điện áp điều khiển là 24V

3.1.4 Địa chỉ I/O, Nguyên lý hoạt động và Lưu đồ hoạt động

X11 CTHT nhận phôi tại cấp phôiX12 Cảm biến hành trình Piston Y11 vàoX13 Cảm biến hành trình Piston Y11 raX14 Công tắc chuyển chế độ

Y0 Mâm quay sang phải (lấy phôi)Y1 Mâm quay sang trái (nhả phôi)Y2 Cuộn dây Nam châm điện (hút phôi)Y3 Tốc độ RH (cao) biến tần

Y4 Tốc độ RM (trung bình) biến tầnY5 Tốc độ RM (trung bình) biến tần

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	15,89 MB