Đồ án Ứng dụng plc để điều khiển và giám sát mô hình máy phun sơn gỗ

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ GVHD: ThS. Trần Văn Sỹ SVTH : Trương Minh Đức MSSV : 14141073 Tp. Hồ Chí Minh – 01/2019 TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp. HCM, ngày 05 tháng 1 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Minh Đức MSSV: 14141073 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2014 Lớp: 14941DT I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh,) - Sử dụng hai động cơ Servo để điều khiển di chuyển cho hai trục. - Thực hiện giám sát thông số áp suất khí, mực sơn và hiển thị lên màn hình HMI. - Sử dụng PLC dòng Q của Mitsubishi. Với các Module hỗ trợ phát xung, đọc tín hiệu Analog và truyền thông qua mạng CC-Link. - Tài liệu sử dụng sẽ được lấy từ Manual của hãng Mitsibishi. 2. Nội dung thực hiện:  NỘI DUNG 1: Tìm hiểu về quy trình và điều kiện sơn trên gỗ.  NỘI DUNG 2: Thiết kế phần cơ cho mô hình.  NỘI DUNG 3: Lắp ráp phần cơ cho mô hình.  NỘI DUNG 4: Thiết kế phần điện cho mô hình.  NỘI DUNG 5: Lắp ráp phần điện cho mô hình.  NỘI DUNG 6: Thiết kế lưu đồ giải thuật điều khiển  NỘI DUNG 7: Viết chương trình PLC theo lưu đồ.  NỘI DUNG 8: Thiết kế giao diện điều khiển.  NỘI DUNG 9: Chạy thử nghiệm máy.  NỘI DUNG 10: Cân chỉnh hệ thống.  NỘI DUNG 11: Viết sách luận văn.  NỘI DUNG 12: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. ii III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2018 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/01/2019 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Trần Văn Sỹ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp. HCM, ngày 05 tháng 01 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRƢƠNG MINH ĐỨC Lớp:14941DT MSSV:14141073 Tên đề tài: ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần 1 Gặp giảng viên hƣớng dẫn và làm đề cƣơng 01/10 – 06/10 Tuần 2 Tìm hiểu về quy trình phun sơn gỗ và lên ý 07/10 – 13/10 tƣởng thiết kế Tuần 3 Tìm hiểu Module phát xung QD75D2 và Module 14/10 – 20/10 đọc Analog AJ65VBTCU-68ADVN và Module truyền thông CC-Link QJ61BT11 Tuần 4 Lập trình phát xung điều khiển động cơ Servo 21/10 – 27/10 Tuần 5 Lập trình đọc tín hiệu Analog sử dụng Module 29/10 – 04/11 đọc Analog AJ65VBTCU-68ADVN và Module truyền thông CC-Link QJ61BT11 Tuần 6 Thiết kế và lập trình giám sát cho màn hình HMI 05/11 – 11/11 Tuần 7 Thiết kế trạm “CONTROL STATION”, trạm 12/11 – 18/11 “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU-68ADVN” Tuần 8 Thi công trạm “CONTROL STATION”, trạm 19/11 – 25/11 “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU-68ADVN” Tuần 9 Thiết kế mô hình Phun sơn 26/11 – 02/12 Tuần 10 Thi công mô hình phun sơn 03/12 – 09/12 Tuần 11 Thi công mô hình phun sơn 10/12 – 16/12 Tuần 12 Thi công mô hình phun sơn 17/12 – 23/12 Tuần 13 Viết báo cáo đồ án 24/12 – 30/12 Tuần 14 Viết báo cáo đồ án 31/12 – 06/01 Tuần 15 Chuẩn bị cho báo cáo đồ án tốt nghiệp 07/01 – 13/01 iv Tuần 16 Báo cáo đồ án tốt nghiệp 14/01 – 20/01 GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) v LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Sinh viên thực hiện đề tài vi 7 LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trần Văn Sỹ Giảng viên thuộc Viện Sư phạm Kỹ thuật đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài. Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 14941DT đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn đến cha mẹ, đã tạo động lực và điều kiện để các con có thể hoàn thành được đồ án một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện đề tài vii MỤC LỤC Trang bìa ........................................................................................................................ i Nhiệm vụ đồ án ............................................................................................................. ii Lịch trình ..................................................................................................................... iv Cam đoan .................................................................................................................... vi Lời cảm ơn .................................................................................................................. vii Mục lục ...................................................................................................................... viii Liệt kê hình vẽ ............................................................................................................. xi Liệt kê bảng vẽ xiv Tóm tắt ....................................................................................................................... xv CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu ............................................................................................................. 1 1.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 1 1.4. Giới hạn .............................................................................................................. 2 1.5. Bố cục ................................................................................................................ 2 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................ 4 2.1. Quy trình phun sơn gỗ ....................................................................................... 4 2.2.1. Sơn PU ............................................................................................................ 4 2.2.2. Cách pha chế sơn ............................................................................................ 4 2.2.3. Quy trình sơn PU ............................................................................................ 4 2.2. Giới thiệu về PLC .............................................................................................. 6 2.2.1. Tổng quan về PLC .......................................................................................... 6 a. Định nghĩa ............................................................................................................ 6 b. Cấu tạo .................................................................................................................. 6 2.2.2. Đặc điểm và vai trò của PLC.......................................................................... 8 a. Đặc điểm ............................................................................................................... 8 b. Vai trò ................................................................................................................... 8 2.2.3. PLC dòng Q của hãng Mitsubishi .................................................................. 9 a. PLC dòng Q .......................................................................................................... 9 b. Những tính năng chính ......................................................................................... 9 viii c. Dãy sản phẩm ..................................................................................................... 10 d. Các loại bộ nhớ ................................................................................................... 12 2.2.4. Động cơ Servo .............................................................................................. 13 a. Khái quát ............................................................................................................. 13 b. Sự khác biệt giữa động cơ Servo và động cơ thường ......................................... 13 c. Cấu tạo ................................................................................................................ 15 d. Nguyên lý hoạt động của Encoder ..................................................................... 16 e. Động cơ AC Servo .............................................................................................. 16 2.2.5. Mạng truyền thông trong công nghiệp ......................................................... 17 a. Khái quát ............................................................................................................. 17 b. Mạng CC-Link.................................................................................................... 17 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. ................................................ 24 3.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 24 3.2. Tính toán và thiết kế hệ thống .......................................................................... 24 3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ......................................................................... 24 3.2.2. Tính toán và thiết kế mạch ............................................................................ 25 a. Trạm Control Station ........................................................................................... 25 b. Trạm AJ65VBTCU-68ADVN ............................................................................ 31 c. Màn hình HMI ..................................................................................................... 33 d. Trạm Control and Monitoring ............................................................................. 37 e. Cảm biến ............................................................................................................. 38 f. Cách nối dây giữa Module QD75D2 và Driver Servo ........................................ 41 g. Mô hình phun sơn .............................................................................................. 42 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ...................................................... 44 4.1. Giới thiệu. ......................................................................................................... 44 4.2. Thi công hệ thống .............................................................................................. 44 4.2.1. Thi công trạm Control Station ........................................................................ 44 4.2.2. Thi công trạm AJ65VBTCU-68ADVN .......................................................... 45 4.2.3. Thi công màn hình HMI ................................................................................. 46 4.2.4. Thi công trạm Control and Monitoring .......................................................... 49 4.3. Đóng gói và thi công mô hình ........................................................................... 50 4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển .................................................................................. 50 4.3.2. Thi công mô hình phun sơn ............................................................................ 51 ix a. Khối nguồn ........................................................................................................... 52 b. Cảm biến quang .................................................................................................... 53 c. Cảm biến áp suất ................................................................................................... 54 d. Van điện từ ........................................................................................................... 55 e. Bộ chỉnh áp suất .................................................................................................... 56 f. Bồn Chứa sơn ........................................................................................................ 56 g. Trục ngang ............................................................................................................ 57 h. Trục dọc ................................................................................................................ 58 i. Relay ...................................................................................................................... 58 j. Đầu phun ............................................................................................................... 59 4.4. Lập trình hệ thống .............................................................................................. 60 4.4.1. Lưu đồ giải thuật ............................................................................................. 60 4.4.2. Phần mềm lập trình ......................................................................................... 66 a. Giới thiệu phần mềm lập trình .............................................................................. 66 b. Viết chương trình hệ thống ................................................................................... 68 4.4.3. Phần mềm Designer3 ...................................................................................... 86 a. Phần mềm GT Designer3 ...................................................................................... 86 b. Các tính năng và công cụ chủ yếu được sử dụng trong GT Designer3 ................ 88 c. Chức năng Script trong GT Designer3 ................................................................. 88 4.4.4. Truyền thông với GT Desinger3 .................................................................... 92 4.5. Lập trình mô phỏng ........................................................................................... 94 4.6. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và thao tác ...................................................... 98 4.6.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng ..................................................................... 98 4.6.2. Quy trình thao tác ........................................................................................... 98 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ............................... 100 5.1. Kết quả ............................................................................................................. 100 5.2 Nhận xét. .......................................................................................................... 104 5.3 Đánh giá ............................................................................................................ 105 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. ......................... 106 6.1 Kết luận . ........................................................................................................... 106 6.2 Hướng phát triển ............................................................................................... 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC .............................................................................................................. x LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Cấu trúc cơ bản của PLC .............................................................................. 7 Hình 2.2: Cấu tạo động cơ Servo ................................................................................. 15 Hình 2.3: Nguyên lý Encoder........................................................................................ 16 Hình 2.4: Tốc độ truyền CC-Link ................................................................................ 18 Hình 2.5: Hệ thống nối dây giản lược .......................................................................... 18 Hình 2.6: Loại trừ trạm phụ .......................................................................................... 19 Hình 2.7 Cấu trúc hệ thống CC-Link ............................................................................ 19 Hình 2.8: Giao tiếp trạm chủ và trạm I/O từ xa ............................................................ 21 Hình 2.9: Giao tiếp trạm chủ và trạm thiết bị từ xa ...................................................... 22 Hình 2.10: Giao tiếp trạm chủ và trạm cục bộ .............................................................. 23 Hình 3.1. Module Q61P ................................................................................................ 26 Hình 3.2. Module Q12H ................................................................................................ 26 Hình 3.3. Module QX40 ................................................................................................ 27 Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của Module QX40 ................................................................. 27 Hình 3.5. Module QY41P ............................................................................................. 28 Hình 3.6. Sơ đồ đấu dây của Module QY41P ............................................................... 28 Hình 3.7. Module QJ61BT11N ..................................................................................... 29 Hình 3.8. Module QD75D2 .......................................................................................... 30 Hình 3.9. Thiết kế mô hình trạm CONTROL STATION ............................................. 30 Hình 3.10. Module AJ65VBTCU-68ADVN ................................................................ 31 Hình 3.11. Đặc tính chuyển đổi của module AJ65VBTCU-68ADVN ........................ 32 Hình 3.12. Sơ đồ đấu dây cho module AJ65VBTCU-68ADVN .................................. 32 Hình 3.13. Thiết kế mô hình trạm AJ65VBTCU-68ADVN ......................................... 33 Hình 3.14. Sơ đồ cấp nguồn cho GOT .......................................................................... 34 Hình 3.15. Kết nối giữa GOT và CPU .......................................................................... 34 Hình 3.16. Thiết kết bảng Mica cho màn hình HMI ..................................................... 35 Hình 3.17. Giao diện giới thiệu .................................................................................... 36 Hình 3.18. Giao diện giám sát ....................................................................................... 36 Hình 3.19. Thiết kết Mica cho trạm CONTROL AND MONITORING ...................... 38 Hình 3.20. Cảm biến PM-L44 ....................................................................................... 39 Hình 3.21. Cảm biến E8CB........................................................................................... 39 xi Hình 3.22. Cảm biến mức nước .................................................................................... 40 Hình 3.23. Van khí 4V110 ............................................................................................ 40 Hình 3.24. Nối dây giữa QD75D2 và CN1A ................................................................ 41 Hình 3.25. Nối dây giữa QD75D2 và Servo Panasonic ................................................ 42 Hình 3.26. Mô hình tổng quan máy phun sơn ............................................................... 42 Hình 4.1. Trạm CONTROL STATION sau thi công .................................................... 45 Hình 4.2. trạm AJ65VBTCU-68ADVN sau thi công ................................................... 46 Hình 4.3. Màn hình HMI sau thi công .......................................................................... 47 Hình 4.4. Màn hình hiển thị HMI thực tế ..................................................................... 48 Hình 4.5. Trạm CONTROL AND MONITORING sau thi công ................................. 49 Hình 4.6. Mô hình điều khiển và giám sát sau thi công ................................................ 50 Hình 4.7. Nguồn cấp cho mô hình điều khiển .............................................................. 52 Hình 4.8. Nguồn tổ ong 24VDC ................................................................................... 52 Hình 4.9. Adapter 5VDC .............................................................................................. 53 Hình 4.10. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo một ................................... 53 Hình 4.11. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo hai ..................................... 54 Hình 4.12. Cảm biến áp suất ......................................................................................... 55 Hình 4.13. Van điện từ .................................................................................................. 55 Hình 4.14. Bộ chỉnh áp suất .......................................................................................... 56 Hình 4.15. Bồn chứa sơn ............................................................................................... 57 Hình 4.16. Trục ngang của mô hình phun sơn .............................................................. 57 Hình 4.17. Trục dọc của mô hình phun sơn ................................................................. 58 Hình 4.18. Relay điều khiển vị trí Home ...................................................................... 58 Hình 4.19. Relay điều khiển Van điện từ ...................................................................... 59 Hình 4.20. Đầu phun sơn .............................................................................................. 60 Hình 4.21. Màn hình chính của phần mềm GX Works2............................................... 66 Hình 4.22. Màn hình chọn dòng CPU ........................................................................... 66 Hình 4.23. Giao diện cài đặt Parameter ........................................................................ 67 Hình 4.24. Thông số cài đặt cho Parameter .................................................................. 67 Hình 4.25. Giao diện phần mềm GT Designer3 ........................................................... 86 Hình 4.26. Lựa chọn màn hình GOT ............................................................................ 86 Hình 4.27. Chọn thông số cho GOT ............................................................................. 87 Hình 4.28. Chọn chuẩn kết nối cho GOT ..................................................................... 87 Hình 4.29. Chọn Driver giao tiếp .................................................................................. 88 xii Hình 4.30. Mã lệnh Script ............................................................................................. 89 Hình 4.31. Gán địa chỉ .................................................................................................. 90 Hình 4.32. Giao diện viết mã lệnh Script ...................................................................... 90 Hình 4.33. Viết lệnh Script .......................................................................................... 91 Hình 4.34. Kết quả sau khi gán địa chỉ ......................................................................... 91 Hình 4.35. Chọn chuẩn giao tiếp ................................................................................... 92 Hình 4.36. Nạp chương trình cho GOT ........................................................................ 93 Hình 4.37. Hướng dẫn vào chương trình mô phỏng ..................................................... 94 Hình 4.38. Giao diện mô phỏng .................................................................................... 94 Hình 4.39. Điều chỉnh giá trị biến bằng phần mềm ...................................................... 95 Hình 4.40: Giao diện khi phần mềm mô phỏng đang chạy........................................... 95 Hình 4.41. Giao diện giám sát ....................................................................................... 96 Hình 4.42. Đọc giá trị Analog ....................................................................................... 97 Hình 4.43. Cách thoát chế độ giám sát ......................................................................... 97 Hình 5.1. Trạm điều khiển trung tâm ............................................................................ 100 Hình 5.2. Trạm nút nhấn điều khiển và đèn giám sát ................................................... 101 Hình 5.3. Màn hình HMI ............................................................................................... 101 Hình 5.4. Mô hình tổng thể hệ thống ............................................................................ 102 Hình 5.5. Thiết kế trạm điều khiển trên phần mềm AUTO CAD ................................. 102 Hình 5.6. Viết chương trình điều khiển trên phần mềm GX Works2 ........................... 103 Hình 5.7. Viết chương trình điều khiển HMI trên phần mềm GT Designer 3 .............. 103 xiii LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1. Các Module CPU ............................................................................................ 10 Bảng 2.2. Các Module nguồn cung cấp. . 10 Bảng 2.3. Các Module ngõ vào ....... 11 Bảng 2.4. Các module ngõ ra .......... 11 Bảng 2.5. Các Module phát xung QD75 . 12 Bảng 3.1. Các Module sử dụng trong trạm . 25 Bảng 3.2. Module QX40... ...................... 27 Bảng 3.3. Module QY41P... .................... 28 Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật module QJ61BT11N . 29 Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của Module QD75D2 . .30 Bảng 3.6. Các bộ phận trên Module AJ65VBTCU-68ADVN 31 Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật của Module AJ65VBTCU-68ADVN ... 31 Bảng 3.8. Thông số kỹ thuật của HMI... ..................... 35 Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật của cảm biến quang PM-L44.. ...... 39 Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất E8CB... ......... 39 Bảng 3.11. Thông số kỹ thuật của cảm biến mực nước Funduno ....... 40 Bảng 3.12. Thông số kỹ thuật của Van khí AIRTAC 4V110 – 06... ...... 40 Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện trạm CONTROL STATION... ........ 44 Bảng 4.2. Danh sách linh kiện trạm AJ65VBTCU-68ADVN. ... 45 Bảng 4.3. Danh sách linh kiện màn hình HMI.. ................................. 47 Bảng 4.4. Danh sách linh kiện trạm CONTROL AND MONITORING ... 49 Bảng 4.5. Danh sách linh kiện sử dụng thi công mô hình phun sơn .......... 51 xiv TÓM TẮT Việc phun sơn hiện nay đa số làm thủ công nên gây nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đối với các công ty lớn chuyên về các dòng sản phẩm từ gỗ đã nhập các dây chuyền sản xuất của nước ngoài nhưng với giá thành rất đắt đỏ. Từ những vấn đề thực tế trên, với mong muốn đưa những kiến thức đã học vào lĩnh vực phun sơn gỗ, em chọn thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. Đối với đề tài này thì em sẽ sử dụng PLC dòng Q để điều khiển. Về động cơ thì em sử dụng động cơ Servo vì nó được ứng dụng khá nhiều trong công nghiệp, ngoài ra khi làm đề tài về cộng cơ Servo thì cũng học học được nhiều kiến thức và ứng dụng cho công việc sau này. Ngoài ra em còn sử dụng mạng CC-Link để đọc tín hiệu Analog từ các cảm biến phục vụ cho quá trình giám sát. Để thực hiện được đề tài này thì em sẽ tìm hiểu về mô hình thực tế. Sau đó tìm thiết kế lại ở dạng mô hình vừa có thể học tập vừa có thể phát triển sau này. Sau khi hoàn thiện thì mô hình sẽ được thực hiện theo hướng sư phạm. các module điều khiển sẽ được đặt trên mảng Mica có các Jack ra ngoài. Mô hình chỉ ở dạng mô hình chứ không lớn như ở quy mô công nghiệp nhưng vẫn đảm bảo các tính năng của một máy phun sơn. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Giá trị đồ gỗ từ xưa đến nay đều có sức hút đối với người dùng vì những tinh tế trong thiết kế đã nâng tầm thẩm mỹ cho những không gian mà nó xuất hiện. Bên cạnh đó, việc dùng đồ nội thất bằng gỗ còn mang cảm giác ấm cúng cho không gian sống và làm việc. Vì vậy, các sản phẩm về gỗ ngày càng được ưa chuộng. Và đây cũng là một tiêu chuẩn để đánh giá sự giàu có của một ngôi nhà. Nhưng để đồ gỗ được sáng bóng, bảo quản được lâu bền thì phải có sơn phủ bên ngoài. Sơn đó có tác dụng tạo sự láng mịn bề mặt, tạo độ bóng, bảo vệ gỗ khỏi các tác nhân gây hư hỏng bên ngoài như nước, ma sát, mối mọt,Và hiện nay thì loại sơn được ưu chuộng nhất là sơn PU. Đối với sơn PU thì ta phải dùng xăng Nhật (hay còn gọi là xăng thơm) để làm dung môi hòa tan. Và việc thực hiện sơn hiện nay đa số làm thủ công nên gây nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đối với các công ty lớn chuyên về các dòng sản phẩm từ gỗ đã nhập các dây chuyền sản xuất của nước ngoài nhưng với giá thành rất đắt đỏ. Từ những vấn đề thực tế trên, với mong muốn đưa những kiến thức đã học vào lĩnh vực phun sơn gỗ, em chọn thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. 1.2. MỤC TIÊU Khảo sát quy trình pha chế sơn và các bước sơn trên gỗ để từ đó xây dựng mô hình cho máy phun sơn có các yêu cầu giống với thực tế và ứng dụng PLC để điều khiển và giám sát. Sau khi hoàn thành đề tài... nên RY của trạm chủ tương ứng với RX của các trạm khác trong trường hợp trạm chủ và trạm cục bộ bố trí như sau. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 22 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.10 Giao tiếp trạm chủ và trạm cục bộ. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 23 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Chƣơng 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.1. GIỚI THIỆU Với đề tài “ỨNG DỤNG PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT MÔ HÌNH MÁY PHUN SƠN GỖ”. Em thực hiện việc thiết kế mô hình với các trạm “CONTROL STATION”, trạm “CONTROL AND MONITORING”, Màn hình “HMI”, trạm “AJ65VBTCU-68ADVN” và mô hình máy phun sơn sử dụng hai Servo của hai hãng Mitsubishi và Panasonic để điều khiển hai trục. Hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo. Em còn thiết kế cơ cấu sử dụng khí nén để phun sơn với cảm biến áp suất để cảnh báo. Cảm biến mực nước để cảnh báo hết sơn. 3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống Water Pressure Pneumatic Level Sensor Sensor Optical Water Vavle AJ65VBTCU-68ADVN Sensor Servo Servo Spray Kit Power Supply Control Station Driver Driver Mitsubishi Panasonic Servo Servo Control and Motor Motor HMI Monitoring Mitsubishi Panasonic Khối Control Station: Khối này là khối điều khiển mọi quá trình của hệ thống từ điều khiển Servo, HMI đến đọc giá trị cảm biến. Khối AJ65VBTCU-68ADVN: Khối này có nhiệm vụ đọc giá trị Analog. Khối Pressure: Khối này là Cảm biến áp suất để xác định giá trị áp xuất để người dùng đưa ra các điều chỉnh hợp lý. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 24 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Khối Water Level Sensor: Khối này là Cảm biến mực nước để xác định lượng sơn còn trong bồn chứa. Khối Optical Sensor: khối này gồm hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo. Khối HMI: Khối này là Màn hình HMI để hiển thị giá trị áp suất, mực nước và các đèn báo. Khối Contro and Monitoring: Khối này bao gồm các nút nhấn điều khiển và đèn hiển thị. Servo Driver Mitsubishi: Driver điều khiển động cơ Servo Mitsubishi. Servo Driver Panasonic: Driver điều khiển động cơ Servo Panasonic. Khối Spray Kit:Khói này là bộ phun sơn, Khí nén sẽ qua Valve sau đó sẽ đẩy sơn phun lên mặt gỗ. Khối Power Suppy: Nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống. 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch a. Trạm “CONTROL STATION” Bảng 3.1. Các Module sử dụng trong trạm Power CPU SLOT 0 SLOT 1 SLOTT 2 SLOT 3 Q61P Q12H QX40 QY41P QJ61BT11 QD75D2 Module nguồn Q61P: Cấp nguồn cho CPU và các Module mà em sử dụng. Nguồn vào từ 100V – 240VAC, ngõ ra là 5VDC 6A. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 25 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.1. Module Q61P Module CPU Q12H: Q12H là một module điều khiển tất cả các hoạt động như: Thực hiện chương trình, xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài. Đặc điểm Hình ảnh Số điểm I /O: 4096 điểm Số điểm thiết bị I/O: 8192 điểm Dung lượng chương trình: 28K bước Tốc độ xử lý hoạt động cơ bản (lệnh LD): 34 ns Dung lượng bộ nhớ chương trình: 112 KB Cổng kết nối ngoại vi: USB và RS-232 Hình 3.2. Module Q12H Bộ nhớ: RAM, ROM, PLASH Module QX40: Đây là Module ngõ vào, có nhiệm vụ đọc các giá trị từ nút nhấn, switch, để đưa vào CPU để xử lý. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 26 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.2. Module QX40 Đặc điểm Hình ảnh Số điểm đầu vào: 16 điểm Phương pháp cách ly: Photocoupler Điện áp đầu vào: 24VDC Dòng điện đầu vào: 4mA Điện áp/dòng điện ON: 19V hoặc cao hơn / 3mA hoặc cao hơn Điện áp/dòng điện OFF: 11V hoặc thấp hơn / 1.7mA hoặc thấp hơn Trở kháng đầu vào: 5,6kΩ Hình 3.3. Module QX40 Cấp bảo vệ: IP2X Hình 3.4. Sơ đồ đấu dây của Module QX40 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 27 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Module QY41P: Sau khi CPU xử lý dữ liệu thì sẽ xuất giá trị ra Module QY41P để người dùng sử dụng cho các mục đích khác nhau. Bảng 3.3. Module QY41P Đặc điểm Hình ảnh Số điểm đầu ra: 32 điểm Phương pháp cách ly: Photocoupler Điện áp tải định mức: 12-24VDC Dòng điện định mức: 0.1A / point, 2A / common Dòng tối đa: 0,7A Nguồn cấp: 12-24VDC; 10mA (tại 24VDC) Cấp bảo vệ: IP2X Hình 3.5. Module QY41P Hình 3.6. Sơ đồ đấu dây của Module QY41P Module QJ61BT11: Module truyền thông công nghiệp sử dụng mạng CC-Link để truyền nhà nhận dữ liệu. Ở đây em sử dụng Module này để đọc giá trị từ trạm AJ65VBTCU- 68ADVN sau đó đưa vào CPU để xử lý. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 28 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật module QJ61BT11N Đặc điểm Hình ảnh Tốc độ truyền: 156kbps/625kbps/2.5Mbps/5Mbps/10Mbps Khoảng cách truyền :Tối đa 1.2km (phụ thuộc vào tốc độ truyền) Số trạm kết nối tối đa (trạm chủ): 64 (Có điều kiện đi kèm) Số lượng trạm có thể quản lý (đối với trạm cục bộ): từ 1 đến 4 trạm Số điểm liên kết tối đa trong mỗi hệ thống -I/O từ xa (RX, RY): 2048 điểm -Thanh ghi từ xa (RWw): 256 điểm -Thanh ghi từ xa (RWr): 256 điểm Cáp kết nối: Cáp CC-Link/ Cáp CC-Link chất lượng cao/ Cáp CC-Link dành cho Ver1.10 Hình 3.7. Module QJ61BT11N Điểm I/O được quản lý: 32 điểm (phân giao I/O: 32 điểm thông minh) Dòng điện tiêu thụ: 0.46A (5VDC) Module QD75D2: Đối với PLC dòng Q sẽ không có ngõ ra phát xung từ các ngõ ra của PLC mà ta phải sử dụng thêm một Module để phát xung. Ở đây em sử dụng Module QD75D2 phát xung để điều khiển hai trục động cơ của Servo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 29 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của Module QD75D2 Đặc điểm Hình ảnh Số trục điều khiển: 02 trục Số chân kết nối: 40 chân Số lượng xung ngõ ra lớn nhất: 1Mpps Khoảng cách lớn nhất từ Module đến Servo Motor: 10m Dòng tiêu thụ ở điện áp 5VDC: 0.56A Hình 3.8. Module QD75D2 Thiết kế bảng Mica cho trạm CONTROL STATION: Vì đề tài của em phát triển theo hướng Sư phạm nên các Module điều khiển sẽ được gắn lên bảng Mica và các các Jack cắm đưa ra ngoài để dễ dàng cho thực hành và phát triển. Hình 3.9. Thiết kế mô hình trạm CONTROL STATION BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 30 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ b. Trạm “AJ65VBTCU-68ADVN”: Bảng 3.6. Các bộ phận trên Module AJ65VBTCU-68ADVN STT Tên Hình ảnh Cụm đèn báo nguồn và 1 trạng thái liên kết dữ liệu Cụm đèn cài đặt Offset và 2 Gain Công tắc Select/Set để 3 chuyển kênh khi cài đặt Offset/Gain Núm xoay chọn chế độ 4 (Normal/Test) Công tắc cài đặt tốc độ 5 truyền (165kbps-10Mbps) Công tắc cài đặt số trạm 6 (từ 1 tới 64) Đầu nối One-touch cho 7 tín hiệu CC-Link Đầu nối One-touch cho 8 nguồn cung cấp và FG Đầu nối One-touch cho Hình 3.10. Module AJ65VBTCU-68ADVN 9 tín hiệu điện áp ngõ vào Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật của Module AJ65VBTCU-68ADVN Số kênh 8 Tầm chuyển đổi đƣợc -10V tới 10V, tổng trở ngõ vào mỗi kênh 1M Ngõ ra số Số nhị phân 16 bit có dấu (-4096 to 4095) Số trạm chiếm chỗ 3 -10V tới 10V; 0-10V 2.5mV Độ phân giải 0 tới 5V 1.25mV 1 tới 5V 1mV Phƣơng pháp xử lý trung Lấy mẫu bình Xử lí trung bình: theo số lần và theo thời gian Thời gian chuyển đổi tối đa 1ms/kênh Cấp chính xác 0.2% tại nhiệt độ 25 C, 0.3% tại nhiệt độ 0-55 C Điện áp tối đa ngõ vào ±15VDC analog Điện áp:24VDC (20.4 - 26.4VDC, tỷ lệ gợn sóng Nguồn cấp <5%) Dòng điện tiêu thụ: 0.1A tại 24VDC Điện áp chịu đựng 500VAC cho một phút Cấp bảo vệ IP1XB BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 31 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.11. Đặc tính chuyển đổi của module AJ65VBTCU-68ADVN Hình 3.12. Sơ đồ đấu dây cho module AJ65VBTCU-68ADVN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 32 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Thiết kế bảng Mica cho trạm AJ65VBTCU-68ADVN: Trạm được thiết kế với các vị trí đặt Module ở giữa. Tám kênh để đọc dữ liệu Analog. Có khối nguồn 24VDC và khối tín hiệu truyền thông với Module QJ61BT11N ở trạm CONTROL STATION. Hình 3.13. Thiết kế mô hình trạm AJ65VBTCU-68ADVN c. Màn hình “HMI”: Đặc điểm chung của GOT Là dòng sản phẩm màn hình cảm ứng tiếp xúc, giao diện người – máy với những tính năng được thiết kế dựa trên những yêu cầu của người sử dụng. Các công tắc và đèn được gắn vào bảng điều khiển giống như phần cứng của thiết bị. Tuy nhiên, bằng việc sử dụng phần mềm thiết kế màn hình, chúng ta có thể tạo ra, hiển thị và thao tác trên màn hình giám sát của GOT, HMI dạng bảng cảm ứng. Ƣu điểm: - Giảm kích thước bảng điều khiển. - Giảm chi phí đấu dây. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 33 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ - Ngoài các công tắc và đèn như bảng điều khiển truyền thống, GOT có thể dễ dàng hiển thị đồ họa, văn bản, - Sử dụng cho tất cả các loại MELSEC PLC và các loại PLC khác. - Khả năng liên kết mạng: Ethernet, CC-Link, Màn hình hiển thị GOT được tạo ra trên máy tính nhờ phần mềm chuyên dụng GT Designer. Sử dụng GT Designer tạo ra các chức năng cho GOT bằng cách cài đặt vào màn hình hiển thị các thành phần có chức năng tương ứng như: công tắc, đèn, hiển thị số, và các đối tượng khác. Sau đó thực hiện cài đặt các thuộc tính, chức năng hoạt động kết nối với CPU PLC. Cấp nguồn cho GOT Hình 3.14. Sơ đồ cấp nguồn cho GOT Kết nối giữa CPU với GOT: Sử dụng cáp kết nối RS-232 mã GT01-C30R2-62, chiều dài cáp 3m, kết nối Hình 3.15. kết nối giữa GOT và CPU trực tiếp với QCPU để chuyển đổi dữ liệu. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 34 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.8. Thông số kỹ thuật của HMI Mục Thông số kỹ thuật Điện áp nguồn điện đầu 100 đến 240VAC (+10%,-15%) vào Tần số đầu ra 50/60Hz 5% 39W hoặc nhỏ hơn (Khi đèn nền tắt là 30W hoặc nhỏ Công suất tiêu thụ hơn) Thời gian lỗi nguồn tức Trong khoảng 20ms (100VAC hoặc lớn hơn) thời cho phép Điện áp chịu đựng được 1500VAC trong 1 phút Kích thước dây điện sử 0,75 đến 2 [mm2] dụng Kích thước màn hình 8,4’’ Độ phân giải VGA: 640 x 480 [Chấm] Màu sắc hiển thị 16 màu Xấp xỉ 52000 giờ (Nhiệt độ môi trường vận hành Tuổi thọ 250C) Bộ nhớ gắn sẵn 11MB (Để lưu dữ liệu dự án và hệ Bộ nhớ điều hành) Kích thước bên ngoài 241(W) x 190 (H) x 52(D) [mm] Trọng lượng 1,8Kg Gói phần mềm ứng dụng GT Designer3 Giao diện gắn sẵn RS-232, RS-442/485, Ethernet, USB, thẻ CF Hình 3.16. Thiết kết bảng Mica cho màn hình HMI BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 35 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Màn hình hiển thị HMI: Để có thể giám sát được thì màn hình HMI phải được thiết kế và lập trình đẻ gắn địa chỉ thì mới có thể giám sát được các thông số. Em sẽ thiết kế hai giao diện là giao diện giới thiệu về đề tài và giao diện giám sát. Hình 3.17. Giao diện giới thiệu Hình 3.18. Giao diện giám sát BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 36 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ d. Trạm “CONTROL AND MONITORING”: Trạm này gồm các nút nhấn điều khiển, Công tắc và đèn báo: - Nút nhấn 50x30: có chức năng cho máy phụ chạy theo kích thước 50cmx30cm. - Nút nhấn 20x20: có chức năng cho máy phụ chạy theo kích thước 20cmx20cm. - Nút nhấn HOME: Có chức năng dừng ngay quá trình phun và chạy về Vị trí Home ngay lập tức. - Nút STOP: Có chức năng dừng ngay lập tức quy trình phun. - ông tắc AUTO/MAN: Chuyển giữ hai chế độ điều khiển tự động và bằng tay. - Nút nhắn SERVO F 1: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ một chạy thuận khi nhấn nút. - Nút nhắn SERVO R 1: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ một chạy nghịch khi nhấn nút. - Nút nhắn SERVO F 2: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ hai chạy thuận khi nhấn nút. - Nút nhắn SERVO R 2: Chạy ở chế độ bằng tay, động cơ hai chạy nghịch khi nhấn nút. - Đèn báo RUN: Đèn sẽ sáng khi bất kỳ động cơ Servo chạy. - Đèn báo chế độ AUTO: Đèn sẽ sáng khi công tắc chuyển qua chế độ tự động. - Đèn báo chế độ MANUAL: Đèn sẽ sáng khi công tắc chuyển qua chế độ bằng tay. - Đèn báo SERVO ERROR: Đèn sẽ sáng khi Module phát xung QD75D2 bị lỗi. - Đèn PRESSURE: Đèn sẽ sáng khi áp suất vượt quá mức cho phép. - Đèn OUT OFF PAINT: Đèn sẽ sáng khi hết sơn trên bồn chứa. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 37 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.19. Thiết kết Mica cho trạm CONTROL AND MONITORING e. Cảm biến Cảm biến Quang PM-L44: Để hệ thống hoạt động ổn định, hai Servo cần có một điểm bắt đầu mà tại đó vị trí định vị bằng 0 (Home). Để servo nhận biết được điểm Home, em sử dụng cảm biến quang PM-L44. Khi cảm biến tác động sẽ truyền tín hiệu đến ngõ vào QX40. Khi QX40 tác động, ngõ ra QY41P sẽ phát tín hiệu để đóng Relay. Khi Relay đóng, sẽ cấp tín hiệu 24V vào chân số 3 (Near – point dog signal) của QD75D2. Khi chân số 3 ở tích cực mức cao, thì giá trị tọa độ của QD75D2 sẽ là 0 nên vị trí đặt cảm biến quang sẽ là Home của 2 Servo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 38 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật của cảm biến quang PM-L44 Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Phạm vi cảm biến 5mm Đối tượng phát hiện tối 0.8 x1.8 mm thiểu Độ sai lệch < 0.05 mm Nguồn áp 5 – 24 VDC ± 10% Dòng điện làm việc < 15 mA Ngõ ra Loại NPN Dòng ra cực đại 50 mA Hình 3.20. Cảm biến PM-L44 Điện áp ngõ ra cực đại 30 VDC Nhiệt độ hoạt động -25 to +55 C Cảm biến áp suất E8CB Để đảm báo được chất lượng sơn em sử dụng cảm biến áp suất E8CB nhằm giám sát áp suất ở một mức độ phù hợp, đảm bảo sơn được phun ra đồng đều. Nếu áp suất tăng đột ngột người sử dụng sẽ có thể biết được và xử lý một cạch nhanh chóng. Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất E8CB Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Nguồn áp 12 – 24 VDC ± 10% Dòng điện làm việc < 20 mA Loại cảm biến Đo áp suất Tầm đo 0 – 1 kgf/ Áp lực chịu được 490 kPa Ngõ ra Loại NPN Hình 3.21. Cảm biến E8CB Dòng tải cực đại 80 mA Điện áp ngõ ra cực đại 30 VDC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 39 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Cảm biến mực nƣớc Để giám sát lượng sơn còn lại trong bồn chứa, em sử dụng cảm biến mực nước Funduno. Do em chỉ thi công mô hình mô phỏng, nên cảm biến chỉ phát hiện mực nước tương đối thấp. Bảng 3.11. Thông số kỹ thuật của cảm biến mực nước Funduno Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Nguồn áp 3.3 – 5 VDC Dòng điện làm việc < 20 mA Tầm đo 0 – 40 mm Nhiệt độ làm việc 10 – 30 C Điện áp ngõ ra 0 – 4.2 VDC Ngõ ra Analog Hình 3.22. Cảm biến mức nước Van khí AIRTAC 4V110 – 06 Để kiểm soát được khí nén khi phun sơn, em sử dụng van để điều khiển khí nén. Khi van mở, sẽ có khí tạo áp lực để đẩy sơn ra ngoài đầu phun và phun lên tấm gỗ. Bảng 3.12. Thông số kỹ thuật của Van khí AIRTAC 4V110 – 06 Mục Thông số kỹ thuật Hình ảnh Loại van 5/2 Áp suất vận hành 0.15 – 0.8 MPa Áp suất tối đa 1.2 MPa Điện áp điều khiển 24 VDC Công suất 2.5 W Chuẩn bảo vệ IP 65 Thời gian kích tối thiểu 0.05 s Nhiệt độ làm việc 5 – 50 C Hình 3.23. Van khí 4V110 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 40 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ f. Cách nối dây giữa Module QD75D2 và Driver Servo: Nối dây giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Dirive Mitsubishi: Hình 3.24. Nối dây giữa QD75D2 và CN1A Chức năng các chân của QD75D2 mà em sử dụng: Chân 15,16 của QD75D2: Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay thuận. Chân 17,18 của QD75D2 Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay nghịch. Chân 11,12 của QD75D2: Có chức năng báo động cơ Servo đã sẵn sàng để hoạt động. Chân 6,7 của QD75D2: Chân COM nối 0V. Chân 1,2 của QD75D2: Cấp nguồn 24V. Chân 3 của QD75D2: Được điều khiển bằng hai cảm biến quang để lấy Home cho Servo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 41 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Nối dây giữa Module QD75D2 với của Drive Panasonic: Cách nối dây cũng tương tự như kết nối giữa giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Drive Mitsubishi, chỉ khác về thứ tự chân trên Drive Panasonic. Hình 3.25. Nối dây giữa QD75D2 và Servo Panasonic g. Mô hình máy phun sơn Hình 3.26. Mô hình tổng quan máy phun sơn Phần khung ngoài được làm nhôm định hình 20x20. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 42 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Nơi để thiết bị điều khiển: em sẽ làm một ngăn kéo để có thể đưa các thiết bị ra vào để kiểm tra sửa chữa. Bàn để gỗ thì em sử dụng hai miếng nhôm mặt bàn ghép lại. Trục ngang và trục doc được thiết kế bằng trục vít me để di chuyển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 43 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Chƣơng 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 GIỚI THIỆU Ở chương này, em sẽ trình bày về các hệ thống mà đã thiết kế ở chương 3 tính toán thiết kế. Em sẽ trình bày về các linh kiện mà em sử dụng để thi công, cách lắp linh kiện, cách đấu nối dây, lập trình điều khiển và giám sát. 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 4.2.1 Thi công trạm “CONTROL STATION” Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện trạm CONTROL STATION STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Module nguồn Q61P 01 2 Module CPU Q12H 01 3 Đế gắn Module 12 I/O 01 4 Module QX40 01 5 Module QY41P 01 6 Module QJ61BT11N 01 7 Module QD75D2 01 8 Jack bắp chuối cái 54 9 CB 01 10 Nút dừng khẳn cấp 01 11 Đèn báo điện 220V 01 Quy trình lắp ráp: - Dùng vít để gắn cố định đế gắn các Module chức năng mà em sử dụng. - Gắn CB để lấy nguồn 220V để cấp cho Module nguồn của PLC. - Gắn các Jack bắp chuối cái theo đúng thiết kế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 44 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG - Gắn nút dừng khẩn cấp. - Gắn các Module cần sử dụng lên đế, sau đó nối dây từ Module ra và đánh dấu dây để đấu vào các Jack bắp chuối. - Nối dây từ Module vào các Jack bắp chuối theo đúng vị trí. - Nối dây nguồn 220V và 24V. Nguồn 220V sẽ được lấy từ điện lưới quốc gia, nguồn 24V sẽ được lấy từ nguồn tổ ong 24V. - Sau đó tiến hành hàn chì để cố định. Hình 4.1. Trạm CONTROL STATION sau thi công Sau quá trình thi công thì em có một số lưu ý: Trong quá trình nối dây giữa các Module và Jack thì phải chú ý tỉ mỉ và chính xác, đảm bảo sự chắc chắn. Phải đo thông mạch và kiểm tra kỹ càng sau đó mới cấp nguồn. 4.2.2 Thi công Trạm “AJ65VBTCU-68ADVN”: Bảng 4.2. Danh sách linh kiện trạm AJ65VBTCU-68ADVN STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Module AJ65VBTCU-68ADVN 1 2 Jack bắp chuối cái 33 Quy trình: - Dùng vít để cố định thanh ray gắn Module AJ65VBTCU-68ADVN - Gắn Module AJ65VBTCU-68ADVN lên thanh ray và các Jack bắp chuối đúng theo thiết kế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 45 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG - Nối dây từ Module đến các kênh cảm biến từ CH1 đến CH8. - Nối dây nguồn và tín hiệu đến các Jack bắp chuối tại vùng SIGNAL VÀ SOURCE. - Hàn dây để cố định dây. - Nguồn cung cấp cho Module sẽ được lấy từ trạm “CONTROL STATION”. Hình 4.2. trạm AJ65VBTCU-68ADVN sau thi công Sau khi thi công thì em có một số lưu ý: Khi nối dây thì phải chú ý sự chuẩn xác. Phải kiểm tra kỹ càng mới cấp nguồn. Đầu đọc tín hiệu có dây ra khó nhỏ nên cần chú ý khi nối dây. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 46 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.2.3 Thi công màn hình HMI”: Bảng 4.3. Danh sách linh kiện màn hình HMI STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Màn hình HMI GOT1000 1 2 Jack bắp chuối cái 12 3 Đèn báo nguồn 220V 1 Quy trình: - Lắp các Jack bắp chuối theo đúng vị trí thiết kế. - Lắp đèn báo nguồn 220V. - Lắp màn hình HMI. - Nối dây từ HMI ra Jack nguồn 220V. Hình 4.3. Màn hình HMI sau thi công BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 47 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Viết phần mềm cho màn hình HMI: Hình 4.4. Màn hình hiển thị HMI thực tế Về quá trình thiết kế màn hình HMI trên phần mềm Designer 3 thì em sẽ trình bày ở phần 4.4.3 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.2.4 Thi công Trạm “CONTROL AND MONITORING”: Bảng 4.4. Danh sách linh kiện trạm CONTROL AND MONITORING STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Nút nhấn 8 2 Đèn 24V 6 3 Công tắc 1 Quy trình: - Lắp các nút nhấn, đèn, công tắc và các Jack bắp chuối theo đúng thiết kế. - Sau đó nối dây từ Nút nhấn, đèn, công tắc ra các Jack bắp chuối. Hình 4.5. Trạm CONTROL AND MONITORING sau thi công Ở phần này ta chỉ cần chú ý đến vấn đè nối dây theo đúng sơ đồ. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 49 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển Vì em định hướng đề tài theo hướng sư phạm nên bộ điều khiển em đặt trên mica và các ngõ ra để dễ dàng sử dụng và dễ dàng phát triển sau này. Ta chỉ cần nối dây giữa các trạm đúng theo sơ đồ thì sẽ điều khiển được mô hình. Hình 4.6. Mô hình điều khiển và giám sát sau thi công BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.3.2 Thi công mô hình phun sơn Bảng 4.5. Danh sách linh kiện sử dụng thi công mô hình phun sơn STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG 1 Nhôm định hình 20x20 2m 2 Nhôm mặt bàn 50x50cm 3 Thanh trượt bi 2 cây x50cm 4 Mica để gắn Driver servo điều khiển và nguồn 50x50cm 5 ống đi dây điện 5cm 2m 6 ống đi dây điện 6cm 2m 7 Domino 1 cái 8 Nguồn tổ ong 24 5A 1 cái 9 Bồn chứa sơn đường kính 15cm 1 cái 10 Trục vít me 2 cái 11 Dây khí nén 8mm 3m 12 Dây khí nén 6mm 1m 13 Van điện từ 1 cái 14 Đầu phun 1 cái 15 Nối ống hơi 8 cái 16 Bộ chỉnh áp 1 cái 17 Cảm biến áp suất 1 cái 18 Cảm biến quang 2 cái 29 Drive Servo Mitsubishi 1 cái 20 Motor Servo Mitsubishi 1 cái 21 Drive Servo Panasonic 1 cái 22 Motor Servo Panasonic 1 cái BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG a. Khối nguồn Em sử dụng ba nguồn là 220VAC, 24VDC. 5VDC. Đối với nguồn 220VAC em sử dụng để cấp nguồn cho hai Drive Servo, PLC và HMI, nguồn tổ ong 24VDC. Hình 4.7. Nguồn cấp cho mô hình điều khiển Đối với nguồn tổ ong 24VDC thì sẽ cung cấp cho các cảm biến quang và cảm biến áp suất, các dây tín hiệu trong Drive Servo, nguồn cho các Module QX40, QY41P, QJ61BT11, QD75D2, AJ65VBTCU-68ADVN. Hình 4.8. Nguồn tổ ong 24VDC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Nguồn Adapter 5VDC: Vì cảm biến mức nước sử dụng điện áp 5VDC nên em sử dụng Adapter 5VDC để cấp nguồn cho cảm biến. Hình 4.9. Adapter 5VDC b. Cảm biến quang Hình 4.10. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo một BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 53 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.11. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo hai Hai cảm biến quang đặt tại vị trí HOME để mà động cơ Servo chạy về HOME, khi cảm biến bị tác động thì động cơ Servo sẽ ngay lập tức dừng lại để tránh các hư hỏng. Nguồn cấp cho hai cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong. c. Cảm biến áp suất Cảm biến áp suất được gắn gần bộ chỉnh áp để khi có sự thay đổi áp suất thì tín hiệu báo về sẽ nhanh nhất. Ngõ vào được gắn ống dẫn khí để đo áp suất. Bình thường thì sẽ đo được áp suất không khí khoảng 22kPa. Nguồn sử dụng cho cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.12. Cảm biến áp suất d. Van điện từ Hình 4.13. Van điện từ Đối với van này thì em chỉ cho khí chạy một chiều từ P đến B. Đầu P là ngõ vào gắn với máy nén khí. Đầu ra B là ngõ ra gắn với bộ chỉnh áp. Khi có áp 24VDC thì van sẽ mở cho khí chạy từ P sang B. Khi không có áp thì van sẽ đóng lại. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG e. Bộ chỉnh áp Hình 4.14. Bộ chỉnh áp suất Dùng để điều chỉnh áp suất khí sao cho phù hợp với hệ thống bằng cách vặn núm tròn trên cùng của thiết bị. Một đầu sẽ được gắn với van điện từ. Một đầu sẽ được gắn với cảm biến áp suất và vòi phun. Vì ngòn vào và ngõ ra sử dụng kích thước đầu là 6mm nên phải sử dụng bộ nối 6-8 để nối dây dẫn khí. f. Bồn chứa sơn Được gắn ở vị trí cao nhất để sơn luôn chảy xuống. Vì em chỉ dừng lại dạng mô hình nên em dùng một van để khóa không cho nước chảy xuống. Khi khí chạy qua sẽ đẩy sơn ra ngoài phun lên tấm gỗ. Trong bồn sơn em có gắn một cảm biến mực nước để giám sát mức sơn còn trong bồn chứa. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.15. Bồn chứa sơn g. Trục ngang Hình 4.16. Trục ngang của mô hình phun sơn Động cơ Servo được cố định bằng vít và gắn với trục vít me bằng Puli để truyền động. Động cơ này sẽ kéo toàn bộ trực dọc và đầu phun sơn. Trục vít me sẽ được cố định trong thanh nhôm định hình và cố định bằng hai vòng bi. Trục này sẽ kéo toàn bộ trục dọc và đầu phun sơn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG h. Trục dọc Cấu tạo cũng tương tự như trục ngang. Chỉ khác là trục này chỉ kéo đầu phun sơn. Hình 4.17. Trục dọc của mô hình phun sơn i. Relay Relay điều khiển vị trí Home Hình 4.18. Relay điều khiển vị trí Home BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Vì điện áp ngõ ra của cảm biến quang khoảng 5VDC nên không thể kích được cho chân 03 của Module QD75D2 nên ta phải dùng Relay dẫn điện áp 24VDC kích cho chân 03 của Module QD75D2. Relay điều khiển Van: Vì ngõ ra của PLC có điện áp khoảng từ 4 đến 5VDC nên không đủ áp để kích cho Van điện từ mở. Vì vậy, ta phải dùng Relay để kéo áp 24VDC điều khiển Van. Hình 4.19. Relay điều khiển Van điện từ j. Đầu phun Vì em chỉ dừng lại ở dạng mô hình nên em sử dụng đầu phun sương thay thế cho đầu phun sơn. Đối với đầu phun sương thì đã có sẵn đầu nối dây hơi. Ta chỉ cần gắn dây hơi là có thể sử dụng được. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.20. Đầu phun sơn 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 4.4.1 Lƣu đồ giải thuật Bắt đầu XA Sai Chế độ (Switch Auto/Man) Manual Đúng Chế độ Auto Giám sát Kết thúc Lưu đồ chương trình chính: Có hai phần là phần điều khiển và giám sát. Pần điều khiển sẽ có hai chế độ là chế độ Auto và chế độ Manual. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lƣu đồ ở chế độ Auto: Chế độ Auto Bắt đầu Sai Sai Nhấn X2 M80 = ON Home Đúng Đúng Nhấn X0 Đúng 40x20 40x20 M80 = ON Sai Nhấn X1 Đúng 20x20 Home 20x20 Sai Sai Nhấn X3 Stop Đúng Trục 1, Trục 2 dừng M80 = OFF Kết thúc Chương trình sẽ so sánh đã nhấn nút X2(Home) chưa. Nếu chưa nhấn thì biến M80 sẽ OFF và hệ thống sẽ chờ đến khi nút X2 được nhấn. Khi nút X2 được nhấn thì động cơ Servo trục 1 và trục 2 sẽ di chuyển về Home. Sau khi đã về Home thì biến M80 sẽ On và cho phép nhấn các nút chọn kích thước phun là X1(kích thước 20x20) và X2(40x20). Nếu nhấn STOP thì biến M80(biến cho phép hoạt động) sẽ OFF và hai động cơ Servo ở hai trục sẽ dừng. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lƣu đồ chƣơng trình khi động cơ Servo trục một và trục hai di chuyển về Home Home Bắt đầu Trục 1 Chạy chế độ OPR Trục 2 Chạy chế độ OPR Sai Sai Sai Cảm biến quang Cảm biến quang Trục 1 dừng Trục 1 phát hiện Trục 2 phát hiện Trục 2 dừng Đúng Đúng Đúng Bật Y20 Bật Y21 Đóng Relay Đóng Relay Kết thúc Tác động chân DOG Tác động chân DOG A03 của QD75D2 B03 của QD75D2 Trục 1 dừng Trục 2 dừng Vị trí tọa độ Vị trí tọa độ được đặt thành 0 được đặt thành 0 Trục 1 sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 1 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y20 để đóng Relay tác động lên chân A03 của Module QD75D2. Sau đó trục 1 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0. Trục 2 cũng sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 2 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y21 để đóng Relay tác động lên chận B03 của Module QD75D2. Sau đó trục 2 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lƣu đồ chƣơng trình sau khi nhấn nút X0 chọn chế độ 40x20. 40x20 Bắt đầu Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Trục 2 chạy Mở van Vị trí định vị 1 Vị trí định vị 1 Vị trí định vị 2 Vị trí định vị 2 Tọa độ 40 cm Tọa độ 5 cm Tọa độ 0 cm Tọa độ 10 cm Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Vị trí định vị 5 Vị trí định vị 4 Vị trí định vị 4 Vị trí định vị 3 Vị trí định vị 3 Tọa độ 40 cm Tọa độ 20 cm Tọa độ 0 cm Tọa độ 15 cm Tọa độ 40 cm Trục 1 chạy Trục 2 chạy Vị trí định vị 6 Vị trí định vị 5 Khóa van Tọa độ 0 cm Tọa độ 0 cm Kết thúc Khi nhấn nút X0(kích thước sơn là 40x20) thì hai động cơ sẽ chạy tuần tự như sau: 1. Trục một sẽ chạy vị trí định vị một ở tọa độ 40cm. 2. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị một có tọa độ là 5cm. 3. Trục một sẽ chạy vị trí định vị hai ở tọa độ 0cm. 4. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị hai có tọa độ là 10cm. 5. Trục một sẽ chạy vị trí định vị ba ở tọa độ 40cm. 6. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị ba có tọa độ là 15cm. 7. Trục một sẽ chạy vị trí định vị bốn ở tọa độ 0cm. 8. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị bốn có tọa độ là 20cm. 9. Trục một sẽ chạy vị trí định vị năm ở tọa độ 40cm. 10. Trục một sẽ chạy vị trí định vị sáu ở tọa độ 0cm. 11. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị năm ở tọa độ 0cm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lƣu đồ chƣơng trình sau khi nhấn nút X0 chọn chế độ 20x20 20x20 Bắt đầu Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Trục 2 chạy Mở van Vị trí định vị 7 Vị trí định vị 6 Vị trí định vị 8 Vị trí định vị 7 Tọa độ 20 cm Tọa độ 5 cm Tọa độ 0 cm Tọa độ 10 cm Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Trục 2 chạy Trục 1 chạy Vị trí định vị 11 Vị trí định vị 9 Vị trí định vị 10 Vị trí định vị 8 Vị trí định vị 9 Tọa độ 20 cm Tọa độ 20 cm Tọa độ 0 cm Tọa độ 15 cm Tọa độ 20 cm Trục 1 chạy Trục 2 chạy Vị trí định vị 12 Vị trí định vị 10 Khóa van Tọa độ 0 cm Tọa độ 0 cm Kết thúc Khi nhấn nút X1(kích thước sơn là 20x20) thì hai động cơ sẽ chạy tuần tự như sau: 1. Trục một sẽ chạy vị trí định vị bảy ở tọa độ 20cm. 2. Trục hai sẽ chạy vị trí đ...PR. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 77 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lệnh [RST Y28]: Đóng van. Lệnh [SET M80]: Đưa biến tạm M80 lên mức tích cực. Khi hệ thống đã về Home, có thể nhấn nút X0 hoặc X1 để động cơ chạy các chu trình sơn tự động. Dòng lệnh 333 và 335: Ngõ vào X8: Cảm biến quang (điểm Home) của Servo 1. Ngõ vào X9: Cảm biến quang (điểm Home) của Servo 2. Khi cảm biến quang tác động, 2 tín hiệu ngõ ra Y20 và Y21 sẽ lên mức tích cực để tác động đóng Relay trung gian. Relay trung gian đóng lại sẽ cấp điện 24V vào chân A3 và B3 (DOG) của QD75D2. Khi chân DOG bị tác động, tọa độ định vị tại đó sẽ là 0 (Home) Dòng lệnh 337: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Ngõ vào X3: Nút nhấn phát tín hiệu Stop Tín hiệu X0AC và X0AD: Khi động cơ hoạt động mới tác động vào biến reset. Nếu Servo không hoạt động mà tác động biến Y0A4 và Y0A5 thì QD75D2 sẽ báo lỗi. Tín hiệu Y0A4 và Y0A5: Khi tác động vào 2 tín hiệu này, QD75D2 đang hoạt động sẽ ngừng lại. Nếu QD75D2 đang phát xung mà tác động 2 tín hiệu này sẽ báo lỗi. Biến tạm M40: Nhằm giữ trạng thái yêu cầu Stop trong 0.5 giây (dòng lệnh tiếp theo). Vì chúng ta không biết được khi nhấn nút Stop thì trục 1 hay trục 2 đang hoạt động. Lệnh [RST Y28]: Đóng van Lệnh [RST M80]: Đưa biến tạm M80 về reset. Khi nhấn nút Stop tức là động cơ đã dừng giữa chừng trong quá trình hoạt động. Nên nếu không nhấn nút Home, chế độ Auto sẽ không hoạt động. Dòng lệnh 349 và 354: Yêu cầu Timer đếm 0.5s. Để lệnh Stop có thể tác động bất kì trục nào đang hoạt động. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Dòng lệnh 356: Ngõ vào X0A: Switch điều khiển hệ thống chạy 2 chế độ: Auto/Man. Ngõ vào X4: Phát tín hiệu cho trục 1 quay thuận. Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1518]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 1. Y0A8: Vùng nhớ yêu cầu trục 1 quay thuận (Xem phụ lục) Lệnh [RST M80]: Khi thực hiện chế độ Manual, người dùng đã tác động thay đổi vị trí định vị. Nên không cho phép chạy chế độ tự động. Phải nhấn nút Home để động cơ về vị trí xuất phát mới có thể chạy tự động. Dòng lệnh 365: Ngõ vào X0A: Switch điều khiển hệ thống chạy 2 chế độ: Auto/Man. Ngõ vào X5: Phát tín hiệu cho trục 1 quay nghịch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 80 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1518]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 1. Y0A9: Vùng nhớ yêu cầu trục 1 quay nghịch (Xem phụ lục) Dòng lệnh 374: Ngõ vào X6: Phát tín hiệu cho trục 2 quay thuận Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1618]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 2. Y0AA: Vùng nhớ yêu cầu trục 2 quay thuận (Xem phụ lục) Dòng lệnh 383: Ngõ vào X7: Phát tín hiệu cho trục 2 quay nghịch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 81 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Lệnh [DMOV K500000 U0A\G1618]: Di chuyển tốc độ phát xung vào vùng nhớ của trục 2. Y0AA: Vùng nhớ yêu cầu trục 2 quay nghịch (Xem phụ lục) Dòng lệnh 392: Khi nhấn các nút X4, X5, X6, X7 mở van phun sơn Dòng lệnh 397: Khi nhả nút X4, X5, X6, X7 đóng van phun sơn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Dòng lệnh 402 và 405: Lệnh khai báo trạm đọc tín hiệu Analog qua giao thức CC-Link Dòng lệnh 407: Đọc giá trị Analog từ kênh CH7 và ghi vào vùng nhớ D500 Dòng lệnh 412: Scale giá trị Analog tại vùng nhớ D500 để phù hợp với tầm đo của cảm biến Dòng lệnh 417: Nếu giá trị Scale được lớn hơn 2000, xuất tín hiệu Y25 để bật đèn báo quá áp suất. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 83 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Dòng lệnh 421 và 426: Tương tự dòng lệnh 407 và 412 nhưng đọc giá trị Analog từ kênh CH1. Dòng lệnh 431: Nếu giá trị Scale được nhỏ hơn 1, xuất tín hiệu Y26 để bật đèn báo hết sơn. Dòng lệnh 440 đến 448: Dùng 2 Timer T1 và T2 để tạo xung từ biến tạm M18. Sau đó dùng biến tạm M18 làm nguồn xung cho 2 bộ chia để Scale giá trị từ 2 kênh CH1 và CH7 cho phù hợp với tầm đo thực tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Dòng lệnh 451: Nếu X0AC hoặc X0AD ở mức tích cực => QD75D2 đang phát xung => Servo chạy => Xuất tín hiệu Y22 để bật đèn báo Run. Dòng lệnh 454 và 456: Nhận tín hiệu từ ngõ vào X0A (Switch) để xuất 1 trong 2 tín hiệu là Y23 hoặc Y24 => Bật đèn Auto hoặc Manual. Dòng lệnh 458: Nếu 1 trong 2 tín hiệu X0A8 (Trục 1 lỗi) hoặc X0A9 (Trục 2 lỗi) lên mức tích cực => Xuất tín hiệu Y27 => Bật đèn báo Servo lỗi. Dòng lệnh 461: End – Kết thúc chương trình. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.4.3 Phần mềm Disigner3 a. Phần mềm GT Designer3 GT Designer3 là phần mềm hỗ trợ cho người dùng lập trình thiết kế giao diện mà hình GOT trên máy tính. Sau đó thực hiện việc đổ chương trình đã thiết kế từ PC vào GOT để vận hành. Ngoài ra GT Designer còn cho phép import dữ liệu có sẵn trên GOT vào máy tính để chỉnh sửa hoặc import từ một project khác.Để tạo 1 dự án trên phần mềm, hãy làm theo các bước dưới đây: Bước 1: Sau khi khởi động phần mềm, trong hộp thoại [Select project] chọn [New] để tạo 1 dự án mới hoặc [open] để mở 1 dự án đã có. Hình 4.25. Giao diện phần mềm GT Designer3 Bước 2: Lựa chọn các thông tin của màn hình Hình 4.26. Lựa chọn màn hình GOT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 86 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 3. Cấu hình thông số cho bộ điều khiển Hình 4.27. Chọn thông số cho GOT Bước 4. Chọn chuẩn kết nối Hình 4.28. Chọn chuẩn kết nối cho GOT Bước 5. Chọn Driver giao tiếp với bộ điều khiển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 87 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.29. Chọn Driver giao tiếp b. Các tính năng và công cụ chủ yếu đƣợc sử dụng trong GT Designer - Thanh công cụ object: Chứa các bit switch, bit lamp, các numerical display, đồng hồ thời gian thực, đồ thị, biểu đồ, - Thanh công cụ Figure: Thanh công cụ này cho phép thực hiện vẽ các hình cơ bản cũng như chèn hình bên ngoài vào screen. - Thanh công cụ edit: Giúp người thiết kế chỉnh sửa các đường nét, em, tách, xoay, di chuyển các đối tượng,... c. Chức năng Script trong GT Designer3 Ngoài chức năng chính là tạo giao diện cho GOT, GT Designer còn có thể chạy các đoạn mã lệnh Script. Chức năng này cho phép lập trình điều khiển bằng các đoạn mã lệnh Script, có thể thay thế cho chương trình điều khiển PLC. Làm chương trình lập trình trên PLC được gọn hơn. Các đoạn mã lệnh Script thường được sử dụng: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 88 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.30. Mã lệnh Script - Các thuật toán logic: AND (&&), OR (||), NOT(!) - Các câu lệnh điều khiển: If, while, set, reset - Các phép toán số học: +, -, x, / - Các biểu thức quan hệ: , >=, =, != - Các phép toán lượng giác: sin, cos, tan, asin, acos, atan Ví dụ: Thiết kế giao diện gồm 2 nút nhấn ON, OFF điều khiển đèn. Sử dụng chức năng Script trong GT Designer3 Bước 1: Chạy chương trình GT Designer3 tạo một dự án mới (đã trình bày ở trên) Bước 2: Tạo nút nhấn ON, OFF gán địa chỉ X0 và X1. Sử dụng công cụ [Bit Switch] Double Click vào nút nhấn vừa tạo và gán địa chỉ cho nút nhấn trong hộp thoại [Bit Switch] BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 89 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.31. Gán địa chỉ Bước 3: Tạo đèn và gán địa chỉ. Sử dụng [Bit La mp] Double Click vào Bit Lamp vừa tạo gán địa chỉ chọn mục [Script] trong hộp thoại Bit Lamp Hình 4.32. Giao diện viết mã lệnh Script BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 90 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 4: Click [Edit Script] viết lệnh Script cho đèn click [Syntax Check] [OK] Hình 4.33. Viết lệnh Script Bước 5: Đổ chương trình vào GOT. Quan sát kết quả Hình 4.33. Kết quả sau khi gán địa chỉ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 91 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.4.4. Truyền thông với GT Designer3 Ngoài việc giúp thiết kế giao diện cho GOT, GT Designer3 còn cho phép đổ dữ liệu từ PC ra GOT, nhận dữ liệu từ GOT về PC, cài đặt chương trình giao tiếp với GOT và điều chỉnh các thông số trong việc truyền dữ liệu. Để ghi dữ liệu một chương trình từ PC vào GOT, ta thực hiện các bước sau: Bước 1. Trong mục [Communication] chọn [Write to GOT] Bước 2. Chọn phương thức giao tiếp, sau đó click [OK] Hình 4.35. Chọn chuẩn giao tiếp Bước 3. Lựa chọn các thông tin như sau: - Write mode: chế độ ghi - GOT Type: loại màn hình - Destination Driver - Chọn dữ liệu cần tải xuống màn hình Sau đó Click [GOT Write] để thực hiện việc ghi chương trình vào GO BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 92 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.36. Nạp chương trình cho GOT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 93 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.5. LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG Chạy chế độ mô phỏng của phần mềm GXWork2: Mô phỏng Để vào chế độ chạy mô phỏng trên phần mềm GX Work2, hãy làm theo các bước dưới đây. Bước 1: Vào Debug => Start/Stop Simulation Hình 4.37. Hướng dẫn vào chương trình mô phỏng Bước 2: Giao diện mô phỏng xuất hiện bên góc trái màn hình Hình 4.38. Giao diện mô phỏng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 94 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 3: Bật hộp thoại Modify Value để điều chỉnh các giá trị của biến. Debug => Modify Value Hình 4.39. Điều chỉnh giá trị biến bằng phần mềm Bước 4: Thử điều chỉnh các biến theo các nhu cầu điều khiển. Hình , em bật các biến X0A, M80 và X0 (mô phỏng quá trình bấm phím X0 – chạy chế độ sơn 40x20) Hình 4.40: Giao diện khi phần mềm mô phỏng đang chạy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 95 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Biến tạm M100 phát 1 xung, giá trị K1 sẽ được di chuyển vào vùng nhớ D200. Trục 1 phát xung định vị vị trí số 1 trong bảng Postioning_Axis_#1_Data. Sau khi hoàn thành, biến M200 sẽ ON trong thời gian 1 xung để thực hiện các lệnh tiếp theo. Bước 5: Để rời khỏi chế độ mô phỏng, chọn Debug => Start/Stop Simulation Giám sát hệ thống qua phần mềm GX Work2 có hỗ trợ người dùng giám sát hoạt động trực tiếp hệ thống (Tương tự như Scada). Để có thể sử dụng chức năng này, cần phải kết nối máy tính người dùng với CPU của PLC bằng cáp chuyên dụng (Tùy dòng CPU của PLC). Sau khi đã kết nối máy tính với CPU, hãy thực hiện giám sát hệ thống theo các bước sau: Bước 1: Trên thanh điều khiển, chọn biểu tượng Start Monitoring (All windows) Hình 4.41. Giao diện giám sát Bước 2: Giao diện giám sát xuất hiện, tương tự như giao diện mô phỏng nhưng phần mềm sẽ nhận tín hiệu tác động trực tiếp từ phần cứng. Ở đây, để trực quan em sẽ giám sát đọc tín hiệu Analog. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 96 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Tín hiệu trên màn hình giám sát sẽ thay đổi liên tục (Tùy theo giá trị mà cảm biến đọc về) Hình 4.42. Đọc giá trị Analog Bước 3: Tác động phần cứng bằng các nút nhấn, quan sát trên màn hình GX Work2 các biến đã chạy đúng như yêu cầu điều khiển hay chưa. Nếu chưa đúng hãy hiệu chỉnh chương trình. Bước 4: Để thoát khỏi chế độ giám sát, chọn Stop Monitoring (All windows) Hình 4.43. Cách thoát chế độ giám sát BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 97 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.6 VIẾT TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 4.6.1 Viết tài liệu hƣớng dẫn sử dụng cấp nguồn cho hệ thống, hệ thống sử dụng nguồn là 220V AC, khi cấp nguồn và mở công tắc nguồn thì đèn báo hiệu có điện sáng lên. Chọn chế độ hoạt động bằng công tắc AUTO/MAN: Đối với chế độ AUTO: Bƣớc 1: Nhấn nút HOME. Bƣớc 2: Nhấn nút chọn kích thước 50x30 hoặc 20x20. Đối với chế độ MAN: Nhấn các nút SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R để điều khiển động cơ Servo chạy theo chế độ JOG. Khi nhấn HOME: Hai động cơ Servo sẽ chạy chế độ OPR về vị trí HOME đã được cài đặt trước. Khi nhấn STOP: Hai động cơ sẽ dừng hoạt động. Khi đang ở chế độ AUTO: Chỉ nhấn được nút HOME để hai động cơ Servo chạy về vị trí HOME. Khi đang ở chế độ MAN: Có thể sử dụng các nút nhấn SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R để điều khiển hai động cơ Servo. 4.6.2 Quy trình thao tác Đối với chế độ AUTO: Trước tiên phải nhấn HOME thì mới nhấn được nút chọn kích thước sơn 40x20 hay 20x20. Nếu máy đang chạy mà nhấn STOP thì máy sẽ ngừng hoạt động và các nút chọn kích thước cũng bị vô hiệu hóa. Phải nhấn nút HOME để hai động cơ Servo trở về vị trí HOME thì hệ thống mới có thể hoạt động tiếp. Ở chế độ AUTO thì các nút nhấn SERVO 1 F, SERVO 1 R, SERVO 2 F, SERVO 2 R không có tác dụng. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 98 CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Đối với chế độ MAN: Ta nhấn giữ các nút điều khiển thì Servo sẽ chạy theo chế độ JOG và khi thả nút ra thì hệ thống sẽ dừng lại. Ở chế độ này, khi nhấn HOME thì hệ thống vẫn trở về HOME như ở chế độ AUTO. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 99 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Chƣơng 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1 Kết quả Hình 5.1. Trạm điều khiển trung tâm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 100 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.2. Trạm nút nhấn điều khiển và đèn giám sát Hình 5.3. Màn hình HMI BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 101 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.4. Mô hình tổng thể hệ thống Hình 5.5. Thiết kế trạm điều khiển trên phần mềm AUTO CAD BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 102 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.6. Viết chương trình điều khiển trên phần mềm GX Works2 Hình 5.7. Viết chương trình điều khiển HMI trên phần mềm GT Designer 3 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 103 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.2 Nhận xét Nhìn chung, mô hình khi hoàn thiện đã thực hiện được 90% yêu cầu về quy trình cũng như cách thức tự động phun sơn. Đầu phun sơn em chỉ thực hiện mô phỏng cũng như có hạn chế về phương án thi công nên chưa phun sơn được như thực tế. Thời gian đáp ứng của hệ thống nhanh, cơ cấu chấp hành là Servo nên hoạt động với sai số vị trí vô cùng thấp. Tính ổn định của hệ thống chưa cao vì các tín hiệu điều khiển được đấu nối qua trạm được thiết kế như mô hình dạy học, có thể lỏng dây hoặc thiếu ổn định khi di chuyển. Tính an toàn cao vì các dây nguồn 220V được đã đi cố định, các dây tín hiệu để đấu nối chỉ có điện áp là 24V. Dễ sử dụng vì tương tự các mô hình trong học tập. Mô hình máy phun sơn đảm bảo tính thẩm mỹ, nhưng khi đấu dây vào trạm điều khiển thì tính thẩm mỹ sẽ giảm xuống. Đó là nhược điểm khi không đi dây trực tiếp. Nhưng đổi lại, các mô hình dạy học sẽ được kế thừa để các thế hệ tiếp theo có thể dễ dàng nghiên cứu, cũng như cũng thuận tiện trong việc phát triển thêm các tính năng của hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 104 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.3 Đánh giá Sau 16 tuần nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng PLC để điều khiển và giám sát mô hình máy phun sơn gỗ”, em đã nghiên cứu được: - Quy trình phun sơn gỗ trong thực tế. Đồng thời, em đã biết sử dụng hệ thống PLC Mitsubishi dòng Q để phát xung điều khiển Servo (Servo Mitsubishi và Servo Panasonic). - Dùng giao thức CC Link để truyền thông với PLC. - Thiết kế được các mô hình trạm điều khiển có thể dùng trong giảng dạy. - Thiết kế và thi công mô hình máy phun sơn gỗ (dùng trục vitme làm cơ cấu để di chuyển các trục động cơ). - Biết sử dụng máy nén khí. Sử dụng được cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến mực nước. - Sử dụng thành thạo ngôn ngữ lập trình Ladder trên phần mềm GX Works2. - Sử dụng được HMI để giám sát và phần mềm GT Designer 3 (thiết kế HMI). - Sử dụng phần mềm Auto CAD 2007 (Thiết kế các trạm điều khiển). BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 105 CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Chƣơng 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện, em đã hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra.  Em đã thiết kế và thi công hoàn chỉnh các Module và mô hình máy phun sơn.  Khai thác được phần mềm GX-Works2 để lập trình phát xung để điều khiển hai động cơ Servo của hai hãng khác nhau là Mitsubishi và Panasonic, đọc được các giá trị Analog và truyền qua mạng truyền thông công nghiệp CC-Link.  Khai thác được phần mềm Designer3 và giám sát các thông số mực sơn và áp suất của mô hình.  Khai thác được phần mềm Auto CAD để thiết kế các trạm của mô hình.  Do nhóm chỉ dừng lại ở dạng mô hình nên hệ thống phun sơn chưa hoàn thiện. Chỉ mô phỏng được hệ thống sơn chứ chưa có được hệ thống sơn đúng chuẩn với thực tế. 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Hệ thống phun sơn gỗ có thể phát triển ra những hệ thống phun sơn có kích thước lớn hơn và tiến hành thương mại hóa cho ngành gỗ. Em thực hiện mô hình theo hướng sư phạm nên có thể phát triển dạy học cho một chương trình đào tạo cho các lớp trung cấp nghề. Có thể mở rộng thêm nhiều chức năng hơn, đọc được nhiều thông số Analog hơn nhờ các Jack cắm mà em đã đưa từ các Module ra ngoài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Type QD75P/QD75D Positioning Module User's Manual (Program Controller) [2] Khóa học về CC-Link dòng Q, Mitsubishi Electronic corporation. [3] Khóa học cơ bản về Q-Series (cho GX Works 2), Mitsubishi Electronic corporation. [4] MR-J2S- A, Servo Amplifier Instruction Manual, Mitsubishi Electronic Corporation. [5] Ac Servo Motor Driver Operating Manual – Minas A-Series, Panasonic. [6] GT Designer3 Version1 Screen Design Manual (Functions) [7] GT Designer3 Version1 Screen Design Manual (Fundamentals) [8] Khóa học PLC định vị trí, Mitsubishi Electronic Corporation, 2014. [9] Analog-Digital Converter Module Type ẠJ65VBTCU-68ADVN/ADIN User’s manual, Mitsubishi Electronic Corporation. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MODULE QD75D2 Sau khi khai báo Parameter cho PLC, chúng ta cần tiếp tục khai báo các thông số cho module QD75D2. Thiết lập Parameter Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Parameter. Chức năng của các tham số vị trí quan trọng cần thiết lập: 1. Unit setting: Chọn đơn vị để hệ thống định vị (Có 4 giá trị: mm, inch, degree và pulse). Ở đây nhóm chọn đơn vị là mm để thuận lợi trong việc điều khiển vị trí. Khi chọn mm là đơn vị định vị, các mục sau đây sẽ thay đổi theo các giá trị dưới đây: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC 2. No.of pulses per rotation: Số xung trên mỗi vòng quay. Ở đây nhóm sử dụng Servo của 2 hãng khác nhau là Mitsubishi và Panasonic nên tham số này cũng khác nhau. Nhóm cài đặt 600 xung đối với Servo Mitsubishi và 1000 xung đối với Servo Panasonic để phù hợp với tham số của từng Servo. 3. Movenment amount per rotation: Lượng di chuyển trên mỗi vòng quay. Giá trị này thay đổi tùy thuộc vào liên kết cơ học (đĩa cam, dây đai, vít me,) giữa Servo và chi tiết gia công. Trong hệ thống này, động cơ Servo di chuyển 10000 um trong 1 vòng quay . Nhưng do giá trị tối đa phần mềm hỗ trợ là 2500 um. Nên nhóm đặt 1000 um và chọn độ khuếch đại đơn vị ở phía dưới. 4. Unit magnification: Độ khuếch đại đơn vị. Nhóm chọn 10x10 (10 lần) 5. Pulse output mode: Chế độ phát xung. Nhóm sử dụng phương pháp “CW/CCW Mode” (Chế độ xung xuôi/ngược). 6. OPR Speed: Tốc độ khi hoạt động ở chế độ OPR. Để đảm bảo tính ổn định của hệ thống, nhóm chọn tốc độ 4000 mm/phút. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC 7. Creep Speed: Tốc độ phanh khi chân DOG của QD75D2 được tác động. Nhóm cài đặt 300 mm/ phút 8. Setting for the movement amount after near-point dog ON: Lượng di chuyển sau khi tín hiệu DOG được tác động. Nhóm thiết lập 1000 um. Thiết lập vị trí định vị Tiếp theo, để QD75D2 có thể phát xung theo vị trí mong muốn, chúng ta cần thiết lập các thông số định vị vị trí Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Postioning_Axis_#1_Data để thiết lập các thông số định vị vị trí cho trục 1. 1. No. : Số dữ liệu định vị trí. Khi muốn chạy dữ liệu định vị tại hàng nào, chúng ta di chuyển số đó vào vùng nhớ phù hợp (Đã trình bày tại chương trình điều khiển) 2. Operation pattern: Kiểu vận hành. Nhóm sử dụng kiểu END. 3. Postioning address: Địa chỉ định vị. Ở chế độ 40x20, trục 1 sẽ chạy 40 cm sau đó quay về. Nên nhóm cài đặt xen kẽ vị trí 400000 um (40cm) và 0 um. Tương tự đối với chế độ 20x20. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC 4. Command speed: Tốc độ di chuyển. Nhóm cài đặt 6000 mm/phút ở tất cả vị trí (vì phun sơn ở tốc độ cố định). Chọn Intelligent Function Module => 00A0: QD75D2 => Postioning_Axis_#2_Data để thiết lập các thông số định vị vị trí cho trục 2. Tương tụ như các tham số thiết lập cho trục 1 đã giải thích phía trên. Tại tham số “Positioning address”, khi trục 1 chạy xong 1 vị trí định vị, trục 2 sẽ tiến lên 1 khoảng cách cố định để đảm bảo sơn được phun đều khắp bế mặt. Sau khi tiến đến vị trí 200000 um (20cm) sẽ quay về vị trí ban đầu để hoàn thành 1 chu trình sơn. Tra cứu địa chỉ của các biến điều khiển Tùy vào khai báo và vị trí đặt module QD75D2 trên Base, các biến điều khiển sẽ thay đổi. Để xem địa chỉ ta thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Chuột phải vào module QD75D2 và chọn Register to Intelligent Function Module Monitor. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Bước 2: Chọn QD75D2 và Display by axis => Ok. Bước 3: Bảng địa chỉ của module sẽ hiện ra, tìm kiếm các biến cần điều khiển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC *Vào chế độ Test và kiểm tra lỗi Trước khi vận hành, cần đảm bảo phần cứng đã được đấu nối chính xác. Để kiểm tra ta thực hiện các bước sau đây Bước 1: Tool => Intelligent Function Module Tool => QD75/LD75 Postioning Module => Positioning Test Bước 2: Bảng kiểm tra module QD75D2 hiện lên. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Bước 3: Kiểm tra 3 tín hiệu External input output signal Lower limit signal, External input output signal Upper limit signal và External input out signal DRIVER Unit READY đã ON chưa. Nếu 3 tín hiệu này ON, trong mục “Select Function” chọn JOG/Manual Pulse Generator/OPR => Nhập tốc độ trong mục JOG Speed và chọn “Forward Run” để quay thuận hoặc “Reverse Run” để quay nghịch. Nhấn nút “OPR” để thử chế độ OPR. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Bước 4: Nếu module QD75D2 đang bị lỗi, sẽ có thông báo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Bước 5: Nhấp vào lỗi để hiện thông báo chi tiết và khắc phục như hướng dẫn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC *Chương trình điều khiển Sau khi đã hoàn thành các cài đặt, nhóm điều khiển QD75D2 bằng lệnh chuyên dụng. Nhập số trục (1 hoặc 2) vào phần “” của lệnh Thiết lập dữ liệu BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Dữ liệu điều khiển: Thiết bị Mục Thiết lập dữ liệu (S) Số khởi động Số dữ liệu định vị vị trí: 1 đến 100 Khởi động khối: 7000 đến 7004 OPR của máy: 9001 OPR tốc độ cao: 9002 Thay đổi giá trị hiện tại: 9003 Chạy đồng thời tại nhiều trục: 9004 Chương trình mẫu: Nhấn nút X0: trục 1 hoạt động theo vị trí định vị số 1. Nhấn nút X1: trục 2 hoạt động theo chế độ OPR BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC PHỤ LỤC 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MODULE ANALOG CC-LINK. Hệ thống trạm chủ có cấu hình như sau: Power CPU Slot 0 Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4 - 11 Q61P Q12H QX40 QY41P QJ61BT11N QD75D2 BLANK Trạm con: AJ65VBTCU-68ADVN (Analog input voltage) 1. Kết nối và cấu hình phần cứng 1.1 Cài đặt cho trạm chủ Cài đặt số trạm, tốc độ truyền dữ liệu Hình xx: Công tắc cài đặt số trạm, tốc độ truyền của trạm chủ 1.2 Cài đặt cho trạm con Hình 7. . Cài đặt số trạm, tốc độ truyền BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Hình 7. . Sơ đồ đấu dây Hình 7. . Sơ đồ kết nối cáp CC - Link 2. Cấu hình trên GX Works2 2.1 Khai báo thông số mạng CC - Link Trong cửa sổ Navigation chọn Parameter Network Parameter CC-link. Xuất hiện cửa sổ Network Parameter – CC-Link Configuration. Cấu hình như sau: -Bước 1: Nhập Number of module bằng 1, Start I/O No: 0030, nhập địa chỉ Remote input: X400, remote output: Y400, Remote register (Rwr): D400, Remote register (RWw): D300, Special relay: SB0, Special register: SW0. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC - Bước 2: Check vào ô [Set the station information in the CC-Link configuration window]. Sau đó nhấn vào CC-Link Configuration sẽ hiện ra của sổ như hình bên dưới, trong mục Module list, tìm và kéo thiết bị được sử dụng ra theo đúng thứ tự. Nhấn [CC-Link Configuration] [Close with Reflecting the setting] BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC -Bước 3: Initial setting: khi cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu được bật lên và biến khởi tạo trạm thiết bị từ xa được SET, thiết lập ban đầu theo trình tự sau sẽ được thực hiện. Bảng xx: Thiết lập ban đầu của AJ65VBTCU-68ADVN Điều kiện Thực thi Cho phép kênh 1 và kênh 8 hoạt động (RWw0 :0081H) Tầm chuyển đổi: kênh 1: (0-5V), kênh 8 (-10 tới 10v) (RWw1: 1H; RWw2: 0H) Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu Xử lý trung bình: Kênh 1:lấy mẫu ngẫu nhiên, Kênh 8: lấy ban đầu RX18 bật trung bình theo thời gian (RWw3: 8000H) Kênh 8: thời gian lấy trung bình: 256 lần (RWwB: 100H) Bật cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Bật cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu Tắt cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 ban đầu RX18 tắt Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn tất RX19 Tắt cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 bật BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Bảng xx: Thiết lập ban đầu của AJ65VBTCU-68DAVN Điều kiện Thực thi Cho phép kênh 3 hoạt động (RWw8 :00FBH) Tầm chuyển đổi: (-10 tới 10V) (RWw9 :0H) Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu Ngõ ra kênh 3 chế dộ CLEAR: (RWwB :0H) ban đầu RX18 bật Bật cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 Bật cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu Tắt cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất RY18 ban đầu RX18 tắt Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn tất RX19 Tắt cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu RY19 bật Sau khi đã thiết lập được các thông số cho các trạm, tiến hành lưu vào phần Initial setting. Nhấn Initial setting, xuất hiện cửa sổ sau: Trong mục Target Station No. nhập 1 để cài đặt cho trạm 1, sau đó nhấn Regist Procedure để điền thông số. Chọn Input format dạng: HEX, sau đó nhập thông số thiết lập ban đầu cho AJ65VBTCU-68ADVN. Sau khi nhập thông số, nhấn Check để kiểm tra lỗi, sau đó nhấn End để kết thúc. Cửa sổ trạm con sau khi thiết lập hoàn tất: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC - Cửa sổ CC-Link Parameter sau khi khái báo xong. Nhấn Check để kiểm tra lỗi, sau đó nhấn End để kết thúc. 3 Lập trình 3.1 Phân giao I/O từ xa RX/RY, thanh gia từ xa RWr/RWw Phân giao I/O được phần mềm GX Work 2 tự động cấp, giúp người lập trình biết địa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC chỉ tương ứng trong PLC của ngõ vào/ra module CC-Link để lập trình. Để xem phân giao I/O từ xa, thao tác như sau: [View] [Docking Window] [CC-Link Device Reference Window]. Sau đó nhập địa chỉ trạm chủ 30 vào ô Master/Local Start I/O No. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Danh sách tín hiệu I/O của AJ65CBTCU-86ADVN Remote Input (RX) CPU Refresh RX Mô tả X400 RX0 Cờ kênh 1 chuyển đổi hoàn tất X401 RX1 Cờ kênh 2 chuyển đổi hoàn tất X402 RX2 Cờ kênh 3 chuyển đổi hoàn tất X403 RX3 Cờ kênh 4 chuyển đổi hoàn tất X404 R4 Cờ kênh 5 chuyển đổi hoàn tất X405 RXn5 Cờ kênh 6 chuyển đổi hoàn tất X406 RX6 Cờ kênh 7 chuyển đổi hoàn tất X407 RX7 Cờ kênh 8 chuyển đổi hoàn tất RX8 - RXB Cấm dùng X40C RXC Cờ báo lỗi E2PROM RXD - RX17 Cấm dùng X418 RX18 Cờ yêu cầu xử lý dữ liệu ban đầu Cờ báo thiết lập dữ liệu ban đầu hoàn X419 RX19 tất X41A RX1A Cờ báo lỗi X41B RX1B Remote READY RX1C - RX5F Cấm dùng Remote Output (RY) CPU Refresh RY Mô tả RYn0 - RY17 Cấm dùng Y418 RY18 Cờ báo xử lý dữ liệu ban đầu hoàn tất Y419 RY19 Cờ yêu cầu thiết lập dữ liệu ban đầu Y41A RY1A Cờ yêu cầu xử lý lỗi RY18 - RY5F Cấm dùng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Danh sách thanh ghi của AJ65CBTCU-86ADVN Remote Register (RWr) CPU Refresh RWr Mô tả D400 RWr0 Giá trị số của kênh 1 D401 RWr1 Giá trị số của kênh 2 D402 RWr2 Giá trị số của kênh 3 D403 RWr3 Giá trị số của kênh 4 D404 RWr4 Giá trị số của kênh 5 D405 RWr5 Giá trị số của kênh 6 D406 RWr6 Giá trị số của kênh 7 D407 RWr7 Giá trị số của kênh 8 D408 RWr8 Mã lỗi RWr9 - RWrB Cấm dùng Remote Register (RWw) CPU Refresh RWw Mô tả D300 RWw0 Bật tắt từng kênh D301 RWw1 Chọn tầm chuyển đổi cho Kênh 1 → 4 D302 RWw2 Chọn tầm chuyển đổi cho Kênh 5 → 8 D303 RWw3 Đặc tính xử lý trung bình D304 RWw4 Thời gian xử lý trung bình kênh 1 D305 RWw5 Thời gian xử lý trung bình kênh 2 D306 RWw6 Thời gian xử lý trung bình kênh 3 D307 RWw7 Thời gian xử lý trung bình kênh 4 D308 RWw8 Thời gian xử lý trung bình kênh 5 D309 RWw9 Thời gian xử lý trung bình kênh 6 D310 RWwA Thời gian xử lý trung bình kênh 7 D311 RWwB Thời gian xử lý trung bình kênh 8 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHỤ LỤC Danh sách thiết bị trạm chủ Thiết bị Mô tả X30 Lỗi Mô đun X31 Trạng thái liên kết dữ liệu chủ X3F Mô đun sẵn sàng SB000D Cờ yêu cầu lệnh khởi tạo trạm thiết bị từ xa SB005F Cờ báo hoàn tất thủ tục khởi tạo trạm thiết bị từ xa SW0080.0 Trạng thái liên kết dữ liệu trạm số 1 3.2 Chương trình ví dụ. Đọc tín hiệu Analog tại kênh CH1. Nếu giá trị đọc về lớn hơn 2300. Bật đèn. Giải thích chương trình: Dòng lệnh 406 và 409: Lệnh khai báo trạm đọc tín hiệu Analog qua giao thức CC-Link Dòng lệnh 411: Đọc giá trị Analog từ kênh CH1 và ghi vào vùng nhớ D500 Dòng lệnh 421: Nếu giá trị đọc được lớn hơn 2300, xuất tín hiệu Y25 để bật đèn báo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP