›
›

Đồ án Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát trạm lắp đặt phôi

Download
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC  
----o0o----  
Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2019  
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
Họ tên sinh viên: Kiꢀu Minh Thiꢁn  
Phꢂm Thanh Tuꢃn  
MSSV: 14141299  
MSSV: 14141354  
Mã ngành: 141  
Chuyên ngành:  
Hꢁ đào tꢂo:  
Khóa:  
Điꢁn tử Công nghiꢁp  
Đꢂi học chính quy  
2014  
Mã hꢁ:  
Lớp:  
1
14141DT3A  
I. TÊN ĐỀ TÀI: ꢄNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIꢅN VÀ GIÁM SÁT TRꢆM LꢇP ĐꢈT  
PHÔI  
II. NHIỆM VỤ  
1. Các số liꢁu ban đầu:  
Các tài liꢁu vꢀ PLC, các module, thiꢉt bꢊ.  
Mô hꢋnh mꢌu trꢂm lꢍp đꢎt phôi lꢃy tꢏ nguꢐn Internet.  
2. Nội dung thực hiꢁn:  
Tꢋm hiểu vꢀ PLC Mitsubishi dꢑng A, tꢋm hiểu vꢀ mô hꢋnh thꢒy lực khí nꢓn.  
Tꢋm hiểu vꢀ các loꢂi mô hꢋnh trꢂm lꢍp đꢎt phôi và lựa chọn mô hꢋnh.  
Lꢍp đꢎt phần cꢔng mô hꢋnh sau khi đã lựa chọn.  
Viꢉt chương trꢋnh chꢂy mô hꢋnh điꢀu khiển và giám sát trꢂm lꢍp đꢎt phôi.  
Hoàn thành mô hình.  
Đánh giá kꢉt quả thực hiꢁn.  
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:  
01/10/2018  
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:  
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:  
07/01/2019  
ThS. Trần Văn Sꢕ  
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN  
BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC  
----o0o----  
Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2019  
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
Họ tên sinh viên 1: Kiꢀu Minh Thiꢁn  
Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141299  
Họ tên sinh viên 2: Phꢂm Thanh Tuꢃn  
Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141354  
Tên đꢀ tài: ꢄng dꢖng PLC điꢀu khiển và giám sát mô hꢋnh trꢂm lꢍp đꢎt phôi.  
Xác nhận  
GVHD  
Tuần/ngày  
Nội dung  
1-6/10  
07-13/10  
14-20/10  
21-25/10  
26-31/10  
1/11-20/11  
21-27/11  
Chọn đꢀ tài  
Viꢉt đꢀ cương chi tiꢉt  
Tìm hiểu mô hꢋnh lꢍp đꢎt phôi thực tꢉ  
Tìm hiểu sơ lưꢗc vꢀ khí nꢓn  
Tìm hiểu vꢀ PLC và các module  
Tiꢉn hành lꢍp đꢎt phần cꢔng  
Viꢉt code thực hiꢁn chương trꢋnh  
28/11-15/12 Chꢂy thử nghiꢁm mô hꢋnh và chꢘnh sửa  
16/12-20/12 Thiꢉt kꢉ giao diꢁn trên GT Designer 3  
21/12-7/1  
Viꢉt báo cáo  
GV HƯỚNG DẪN  
(Ký và ghi rõ họ và tên)  
Ths. Trần Văn Sꢕ  
LỜI CAM ĐOAN  
Chúng tôi – Kiꢀu Minh Thiên và Phꢂm Thanh Tuꢃn cam đoan đây là công trꢋnh  
nghiên cꢔu cꢒa chúng tôi dưới sự hướng dꢌn cꢒa Th.S Nguyꢙn Văn Sꢕ. Các số liꢁu, kꢉt  
quả nêu trong ĐATN là trung thực và không đưꢗc sao chꢓp tꢏ bꢃt cꢔ công trꢋnh nào  
khác.  
SV thực hiꢁn đꢀ tài  
Kiꢀu Minh Thiꢁn  
Phꢂm Thanh Tuꢃn  
i
 
LỜI CẢM ƠN  
Tập thể nhóm xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Điꢁn Tử Công  
Nghiꢁp đã trang bꢊ cho chúng em kiꢉn thꢔc và giúp đỡ chúng em giải quyꢉt những khó  
khăn trong quá trꢋnh làm đꢐ án.  
Đꢎc biꢁt chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Văn Sꢕ đã tận tꢋnh giúp đỡ  
trong quá trình lựa chọn đꢀ tài và hỗ trꢗ chúng em trong quá trình thực hiꢁn. Nhꢚm xin  
đưꢗc phꢓp gửi đꢉn thầy lꢑng biꢉt ơn và lꢛi cảm ơn chân thành và sâu sꢍc nhꢃt. Kiꢉn thꢔc  
và cái tâm nghꢀ nghiꢁp cꢒa thầy đã không những giúp đỡ nhꢚm em hoàn thành đꢐ án tốt  
nghiꢁp mà cꢑn là tꢃm gương sáng để nhꢚm em noi theo.  
Cuối cꢜng, mꢎc dꢜ đã cố gꢍng hoàn thành nhiꢁm vꢖ đꢀ tài đꢎt ra và đảm bảo thꢛi  
hꢂn nhưng do kiꢉn thꢔc cꢑn hꢂn hꢝp chꢍc chꢍn sꢞ không tránh khꢟi những sai sꢚt, mong  
Thầy/cô và các bꢂn sinh viên thông cảm. Nhꢚm mong nhận đưꢗc những lꢛi ý kiꢉn cꢒa  
Thầy/cô và các bꢂn sinh viên.  
Nhꢚm chân thành cảm ơn!!!  
SV thực hiꢁn đꢐ án  
Kiꢀu Minh Thiꢁn  
Phꢂm Thanh Tuꢃn  
ii  
 
MỤC LỤC  
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i  
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii  
MỤC LỤC..................................................................................................................... iii  
MỤC LỤC HꢠNH ........................................................................................................ viii  
MỤC LỤC BẢNG..........................................................................................................xi  
TꢡM TꢇT........................................................................................................................1  
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................................................1  
1.1  
1.2  
1.3  
Tổng quan vꢀ lĩnh vực nghiên cꢔu..................................................................1  
Mꢖc đích đꢀ tài ................................................................................................1  
Nhiꢁm vꢖ và giới hꢂn cꢒa đꢀ tài......................................................................1  
1.3.1 Nhiꢁm vꢖ.....................................................................................................1  
1.3.2 Giới hꢂn.......................................................................................................2  
1.4  
1.5  
Phương pháp nghiên cꢔu.................................................................................2  
Tóm tꢍt đꢀ tài...................................................................................................2  
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................3  
2.2.1 Giới thiꢁu chung vꢀ PLC.................................................................................3  
2.1.1 Tổng quan vꢀ PLC..........................................................................................3  
2.1.1.1 Đꢊnh nghĩa ...............................................................................................3  
2.1.1.2 Cꢃu tꢂo.....................................................................................................3  
2.1.2 Đꢎc điểm và vai trò cꢒa PLC..........................................................................4  
2.1.2.1 Đꢎc điểm..................................................................................................4  
2.1.2.2 Vai trò......................................................................................................5  
2.1.3 PLC dòng A cꢒa hãng Mitsubishi ..................................................................5  
2.1.3.2 Những tính năng chính ............................................................................7  
2.1.2.3 Dãy sản phẩm ..........................................................................................7  
iii  
 
2.1.2.4 Các loꢂi bộ nhớ........................................................................................9  
Hꢁ thống khí nén .............................................................................................9  
2.2  
2.2.1 Nguꢐn khí nén.............................................................................................9  
2.2.1.1 Máy nén khí..........................................................................................9  
2.2.1.2 Bình trích chꢔa nén khí ......................................................................10  
2.2.2 Các phần tử mꢂch điꢀu khiển....................................................................11  
2.2.2.1 Van đảo chiꢀu........................................................................................11  
2.2.2.2 Van tiꢉt lưu............................................................................................12  
2.3  
Biꢉn tần..........................................................................................................15  
2.3.1 Tìm hiểu vꢀ biꢉn tần..................................................................................15  
2.3.2 Nguyên lý hoꢂt động cꢒa biꢉn tần.............................................................15  
2.3.3 Các tham số cài đꢎt ...................................................................................16  
2.4  
Relay trung gian (Rơ le) ................................................................................17  
2.4.1 Khát quát vꢀ Relay....................................................................................17  
2.4.2 Nguyên lý hoꢂt động .................................................................................18  
2.5  
Cảm biꢉn quang.............................................................................................19  
2.5.1 Giới thiꢁu vꢀ cảm biꢉn quang ...................................................................19  
2.5.2 Nguyên lý hoꢂt động .................................................................................19  
2.5.3 Điꢀu chꢘnh độ nhꢂy cꢒa cảm biꢉn quang ..................................................21  
2.6  
2.7  
Băng tải..........................................................................................................22  
Động cơ xoay chiꢀu 3 pha quay băng tải ......................................................23  
2.7.1 Giới thiꢁu vꢀ động cơ................................................................................23  
2.7.2 Nguyên lý hoꢂt động .................................................................................24  
2.8  
2.9  
Domino ..........................................................................................................24  
Nguꢐn cung cꢃp.............................................................................................25  
2.9.1 Nguꢐn xoay chiꢀu .....................................................................................25  
2.9.2 Nguꢐn một chiꢀu.......................................................................................26  
iv  
CHƯƠNG 3: TꢢNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HꢠNH...............................................27  
3.1 Giới thiꢁu.............................................................................................................27  
3.2 Thiꢉt kꢉ sơ đꢐ khối ..............................................................................................28  
3.3 Thiꢉt kꢉ và thi công các trꢂm trong hꢁ thống......................................................29  
3.3.1 Trꢂm Master .................................................................................................29  
3.3.1.1 Các module có trong trꢂm master..........................................................29  
3.3.1.2 Thông số kꢕ thuật cꢒa các module ........................................................30  
3.2.1.3 Thiꢉt kꢉ trꢂm master..............................................................................32  
3.3.2 Trꢂm điꢀu khiển............................................................................................33  
3.3.2.1 Các module có trong trꢂm điꢀu khiển ...................................................33  
3.3.2.2 Thông số kꢕ thuật cꢒa các module ........................................................33  
3.3.2.3 Thiꢉt kꢉ trꢂm điꢀu khiển........................................................................35  
3.3.3 Trꢂm giám sát...............................................................................................36  
3.3.4 Băng tải.........................................................................................................39  
3.3.4.1 Cơ cꢃu truyꢀn động băng tải..................................................................39  
3.3.4.2 Cơ cꢃu động cơ kꢓo băng tải .................................................................40  
3.3.5 Trꢂm gꢍp phôi...............................................................................................40  
3.3.5.1 Các cơ cꢃu có trong trꢂm gꢍp phôi........................................................40  
3.3.5.1.1 Cơ cꢃu cánh tay quay gꢍp phôi: ...................................................40  
3.3.5.1.2 Cơ cꢃu nâng cánh tay xoay gꢍp phôi ...........................................42  
3.3.5.2 Phác thảo phần cơ khí............................................................................43  
3.2.6 Trꢂm cung cꢃp phôi......................................................................................44  
3.3.6.1 Các cơ cꢃu có trong trꢂm cung cꢃp phôi ...............................................44  
3.3.6.1.1 Mꢎt bꢁ đẩy phôi............................................................................44  
3.3.6.1.2 Ống cung cꢃp phôi .......................................................................46  
3.3.6.1.3 Cơ cꢃu đẩy phôi ...........................................................................46  
3.3.7 Thiꢉt kꢉ phần khuôn và phôi ........................................................................49  
v
3.3.8 Trꢂm biꢉn tần FR- E500...............................................................................51  
3.3.9 Các thiꢉt bꢊ ngoꢂi vi......................................................................................52  
3.3.9.1 Động cơ Oriental 4IK25GN-SWM .......................................................52  
3.3.9.2 Relay trung gian Omron ........................................................................53  
3.3.9.3 Cảm biến lazer KEYENCE LV-11SA.....................................................53  
3.3.11 Nguꢐn .........................................................................................................56  
3.3.12 Sơ đꢐ bố trí các trꢂm trên mô hình.............................................................57  
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ........................................................................58  
4.1  
4.2  
Giới thiꢁu.......................................................................................................58  
Thi công hꢁ thống..........................................................................................58  
4.2.2 Thi công phần mô hꢋnh. ............................................................................60  
4.2.2.1 Thi công phần băng tải .......................................................................60  
4.2.2.2 Thi công khối cung cꢃp phôi ..............................................................61  
4.2.2.3 Thi công khối gꢍp phôi.......................................................................61  
4.2.2.4 Thi công khối van điꢁn tꢏ...................................................................62  
4.2.2.5 Thi công phần khuôn..........................................................................62  
4.2.2.6 Tổng quan mô hꢋnh.............................................................................63  
4.2.3 Lập trꢋnh hꢁ thống. ....................................................................................64  
4.2.3.1 Yêu cầu hꢁ thống................................................................................64  
4.2.3.2 Danh sách thiꢉt bꢊ...............................................................................65  
4.2.3.3 Lưu đꢐ thuật toán................................................................................65  
4.2.3.4 Phần mꢀm lập trꢋnh PLC Mitsubishi..................................................70  
4.3  
Tài liꢁu hướng dꢌn sử dꢖng...........................................................................79  
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHꢣN XꢤT – ĐÁNH GIÁ ...............................................80  
5.1  
5.2  
Giới thiꢁu.......................................................................................................80  
Kꢉt quả đꢂt đưꢗc............................................................................................80  
5.2.1 Giao diꢁn giám sát.....................................................................................80  
vi  
5.2.2 Bảng điꢀu khiển.........................................................................................81  
5.2.3 Kꢉt quả mô hꢋnh........................................................................................82  
5.3  
Nhận xꢓt – đánh giá.......................................................................................83  
CHƯƠNG 6: KẾT LUꢣN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIꢅN..............................................84  
6.1  
6.2  
Kꢉt luận..........................................................................................................84  
Hướng phát triển............................................................................................84  
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................85  
vii  
MỤC LỤC HꢠNH  
Hꢋnh 2. 1 Cꢃu trúc cơ bản cꢒa PLC.................................................................................4  
Hꢋnh 2. 2 Lꢊch sử phát triển cꢒa các dꢑng PLC Mitsubishi ............................................6  
Hꢋnh 2. 3 Máy nꢓn khí...................................................................................................10  
Hꢋnh 2. 4 Bꢋnh lọc khí ...................................................................................................11  
Hꢋnh 2. 5 Van 5/2 ..........................................................................................................11  
Hꢋnh 2. 6 Hꢋnh ảnh van điꢁn tꢏ thực tꢉ .........................................................................12  
Hꢋnh 2. 7 Hꢋnh ảnh van tiꢉt lưu .....................................................................................12  
Hꢋnh 2. 8 Xi lanh kꢝp Artac...........................................................................................13  
Hꢋnh 2. 9 Xi lanh xoay ..................................................................................................14  
Hꢋnh 2. 10 Xi lanh 1 tia .................................................................................................14  
Hꢋnh 2. 11 Xi lanh 2 tia .................................................................................................14  
Hꢋnh 2. 12 Sơ đꢐ nguyên lý biꢉn tần cơ bản .................................................................15  
Hꢋnh 2. 13 Biꢉn tần Mitsubishi E500 ............................................................................17  
Hꢋnh 2. 14 Relay trung gian thực tꢉ ..............................................................................18  
Hꢋnh 2. 15 Mô tả hoꢂt động cảm biꢉn quang ................................................................19  
Hꢋnh 2. 16 Lưꢗng ánh sáng nhận vꢀ sꢞ đưꢗc chuyển tꢘ lꢁ thành tín hiꢁu điꢁn áp (hoꢎc  
dꢑng điꢁn) và sau đꢚ đưꢗc khuꢉch đꢂi. .........................................................................20  
Hꢋnh 2. 17 Sensor xuꢃt tín hiꢁu ra báo có vật nꢉu mꢔc điꢁn áp lớn hơn mꢔc ngưỡng .20  
Hꢋnh 2. 18 Băng tải ngoài thực tꢉ..................................................................................23  
Hꢋnh 2. 19 Động cơ 3 pha cỡ nhꢟ..................................................................................23  
Hꢋnh 2. 20 Domino công nghiꢁp ...................................................................................24  
Hꢋnh 2. 21 Mô tả điꢁn áp...............................................................................................25  
Hꢋnh 2. 22 Nguꢐn 24V DC 10.......................................................................................26  
Hꢋnh 3. 1 Sơ đꢐ khối cꢒa hꢁ thống ................................................................................28  
Hꢋnh 3. 2 Sơ đꢐ nguyên lý module A1SH42.................................................................32  
Hꢋnh 3. 3 Sơ đꢐ chân nút nhꢃn ......................................................................................33  
Hꢋnh 3. 4 Sơ đꢐ chân đꢥn ..............................................................................................34  
Hꢋnh 3. 5 Sơ đꢐ chân công tꢍc xoay 2 vꢊ trí ..................................................................35  
Hꢋnh 3. 6 Bản vꢞ thiꢉt kꢉ trꢂm điꢀu khiển (35x24cm) ..................................................35  
Hꢋnh 3. 7 Mô hꢋnh trꢂm điꢀu khiển ...............................................................................36  
Hꢋnh 3. 8 Một bên cꢒa bộ khớp nối giữa băng tải và động cơ ......................................39  
viii  
 
Hꢋnh 3. 9 Mꢎt chiꢉu đꢔng cꢒa khung băng tải ..............................................................39  
Hꢋnh 3. 10 Dây đai đã đưꢗc kꢉt nối vô khớp nối ..........................................................40  
Hꢋnh 3. 11 Mô phꢟng 3D cơ cꢃu kꢓo cꢒa động cơ........................................................40  
Hꢋnh 3. 12 Bản vꢞ cánh tay quay...................................................................................42  
Hꢋnh 3. 13 Khớp nối giữa xi lanh đẩy và xoay..............................................................42  
Hꢋnh 3. 14 Cánh tay quay gꢍp phôi ...............................................................................43  
Hꢋnh 3. 15 Tay gꢍp ........................................................................................................43  
Hꢋnh 3. 16 Cơ cꢃu nâng tay gꢍp phôi ............................................................................44  
Hꢋnh 3. 17 Bản vꢞ mꢎt bꢁ đẩy phôi. ..............................................................................45  
Hꢋnh 3. 18 Bản vꢞ ống cung cꢃp phôi ...........................................................................46  
Hꢋnh 3. 19 Bản vꢞ cơ cꢃu đẩy phôi................................................................................47  
Hꢋnh 3. 20 Mꢎt bꢁ đẩy phôi...........................................................................................47  
Hꢋnh 3. 21 Ống cung cꢃp phôi.......................................................................................48  
Hꢋnh 3. 22 Cơ cꢃu đẩy phôi...........................................................................................49  
Hꢋnh 3. 23 Cơ cầu chꢎn khuôn bꢦng 2 xi lanh ..............................................................49  
Hꢋnh 3. 24 Biꢉn tần Mitsubishi FR-E500......................................................................51  
Hꢋnh 3. 25 Động cơ OM 4IK25GN-SWM....................................................................52  
Hꢋnh 3. 26 Cꢖm relay trung gian...................................................................................53  
Hꢋnh 3. 27 Cꢖm cảm biꢉn..............................................................................................53  
Hꢋnh 3. 28 Sơ đꢐ đꢃu nối đưꢛng khi van điꢁn tꢏ ..........................................................55  
Hꢋnh 3. 29 Nguꢐn 24VDC-10A.....................................................................................56  
Hꢋnh 3. 30 Sơ đꢐ bố trí trên mô hꢋnh.............................................................................57  
Hꢋnh 4. 1 Sơ đꢐ điꢁn toàn hꢁ thống ...............................................................................59  
Hꢋnh 4. 2 Mô hꢋnh băng tải sau khi hoàn tꢃt .................................................................60  
Hꢋnh 4. 3 Mô hꢋnh cung cꢃp phôi..................................................................................61  
Hꢋnh 4. 4 Mô hꢋnh khối gꢍp phôi ..................................................................................61  
Hꢋnh 4. 5 Khối van điꢁn tꢏ ............................................................................................62  
Hꢋnh 4. 8 Khuôn sau khi gia công .................................................................................62  
Hꢋnh 4. 9 Mô hꢋnh phôi thực tꢉ .....................................................................................63  
Hꢋnh 4. 10 Toàn bộ mô hꢋnh sau khi đưꢗc lꢍp ráp........................................................63  
Hꢋnh 4. 11 Lưu đꢐ chương trꢋnh chính..........................................................................66  
Hꢋnh 4. 12 Lưu đꢐ chꢉ độ tự động.................................................................................67  
ix  
Hꢋnh 4. 13 Lưu đꢐ chương trꢋnh con chꢂy tay...............................................................68  
Hꢋnh 4. 14 Lưu đꢐ chương trꢋnh con gꢍp phôi đꢗt 2.....................................................69  
Hꢋnh 4. 15 Lưu đꢐ chương trꢋnh con gꢍp phôi ..............................................................70  
Hꢋnh 4. 16 Giao diꢁn chính phần mꢀm..........................................................................71  
Hꢋnh 4. 17 Giao diꢁn tꢂo dự án mới ..............................................................................71  
Hꢋnh 4. 18 Giao diꢁn chon các loꢂi PLC.......................................................................72  
Hꢋnh 4. 19 Giao diꢁn lập trꢋnh.......................................................................................72  
Hꢋnh 4. 20 Cài đꢎt setup cách liên kꢉt với PLC ............................................................73  
Hꢋnh 5. 1 Giao diꢁn màn hꢋnh giám sát.........................................................................80  
Hꢋnh 5. 2 Màn hꢋnh chính giao diꢁn giám sát ...............................................................81  
Hꢋnh 5. 3 Bảng điꢀu khiển sau khi đã thi công xong.....................................................81  
Hꢋnh 5. 4 Phôi đã đưꢗc xi lanh đẩy ra chꢛ ....................................................................82  
Hꢋnh 5. 5 Phôi đưꢗc xi lanh kꢝp gꢍp đi.........................................................................82  
Hꢋnh 5. 6 Phôi đưꢗc đưa đꢉn vꢊ trí khuôn .....................................................................83  
x
MỤC LỤC BẢNG  
Bảng 2. 1 Các Module CPU ............................................................................................7  
Bảng 2. 2 Các Module nguꢐn cung cꢃp...........................................................................7  
Bảng 2. 3 Các module ngõ vào........................................................................................8  
Bảng 2. 4 Các module ngõ ra ..........................................................................................8  
Bảng 2. 5 Bảng tham số cài đꢎt biꢉn tần Mitsubishi FR-E500 .....................................17  
Bảng 2. 6 Set up cảm biꢉn.............................................................................................22  
Bảng 3. 1 Module A1SJHCPU......................................................................................30  
Bảng 3. 2 Module A1SH42 ...........................................................................................30  
Bảng 3. 3 Sơ đꢐ chân module A1SH42.........................................................................31  
Bảng 3. 4 Thiꢉt bꢊ nút nhꢃn ...........................................................................................33  
Bảng 3. 5 Thiꢉt bꢊ đꢥn ...................................................................................................34  
Bảng 3. 6 Thiꢉt bꢊ công tꢍc xoay 2 vꢊ trí .......................................................................34  
Bảng 3. 7 Thông số kꢕ thuật biꢉn tần FR-E500 ............................................................52  
Bảng 3. 8 Chꢔc năng chân cꢒa biꢉn tần ........................................................................52  
Bảng 3. 9 Thông số kꢕ thuật động cơ............................................................................53  
Bảng 3. 10 Thông số relay.............................................................................................53  
Bảng 3. 11 Thông số cảm biꢉn lazer .............................................................................54  
Bảng 3. 12 Thông số cảm biꢉn lazer .............................................................................55  
Bảng 4. 1 Danh sách thiꢉt bꢊ..........................................................................................65  
xi  
 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN  
TꢀM TꢁT  
Ngày nay, trong quá trꢋnh công nghiꢁp hꢚa, hiꢁn đꢂi hꢚa cꢒa đꢃt nước thꢋ vai trꢑ  
cꢒa tự động hꢚa đưꢗc xem là một trong những lĩnh vực chꢒ đꢂo nhận đưꢗc sự quan tâm  
lớn. Với sự phát triển cꢒa khoa học kꢕ thuật, tự động hꢚa ngày nay không chꢘ gꢚi gọn ở  
một ngành như cơ khí, điꢁn, điꢁn tử, tin học… Mà là sự kꢉt hꢗp hài hꢑa cꢒa tꢃt cả các  
ngành trên. Chính sự kꢉt hꢗp hài hꢑa đꢚ tự động hꢚa đã đꢂt đưꢗc nhiꢀu thành tích cao.  
Hãng Festo (Đꢔc) đã chꢉ tꢂo ra mô hꢋnh trꢂm MPS (Modular Production System).  
Trꢂm MPS là một hꢁ thống gꢐm cꢚ 9 trꢂm, nꢚ là một quá trꢋnh sản xuꢃt gia công cꢚ tính  
chꢃt liên tꢖc, tꢏ viꢁc cꢃp phôi, gia công, lꢍp rꢍp đꢉn phân loꢂi sản phẩm, gꢍn liꢀn với  
quá trꢋnh sản xuꢃt trên thực tꢉ. Trꢂm MPS là sự kꢉt hꢗp hài hꢑa giữa điꢁn, điꢁn tử, cơ  
khí, tin học, thꢒy lực, khí nꢓn và kꢕ thuật lập trꢋnh PLC mô phꢟng và giám sát…  
Với những ưu điểm trên nhóm thực hiꢁn chọn đꢀ tài “ꢄng dꢖng PLC điꢀu khiển  
và giám sát mô hình trꢂm lꢍp đꢎt phôi” để nghiên cꢔu, mở rộng và trau dꢐi kiꢉn thꢔc  
chuyên ngành. Trong đꢀ tài trên nhóm sꢞ nghiên cꢔu vꢀ một phần cꢒa hꢁ thống trꢂm  
MPS để thiꢉt kꢉ hꢁ thống lꢍp đꢎt phôi điꢀu bꢦng PLC kꢉt hꢗp phần mꢀm GT Designer  
3 để giám sát trꢂng thái cꢒa hꢁ thống.  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
1
 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN  
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI  
1.1 Tổng quan vꢀ lĩnh vực nghiên cꢔu  
Trong bối cảnh khoa học công nghꢁ ngày càng phát triển, tự động hꢚa cũng là lĩnh  
vực đưꢗc chú trọng phát triển và luôn giữ một vai trò quan trọng trong sản xuꢃt công  
nghiꢁp. Đꢑi hꢟi tay nghꢀ kꢕ sư ngày càng cao, hiểu biꢉt sâu rộng vꢀ nhiꢀu lĩnh vực điꢁn,  
điꢁn tử, cơ khí, tin học, thꢒy lực, khí nꢓn. Để tiꢉp cận với những với những lĩnh vực đꢚ  
nhꢚm đã chọn thiꢉt kꢉ một phần cꢒa hꢁ thống MPS.  
1.2 Mꢖc đích đꢀ tài  
Khảo sát hꢁ thống MPS và xây dựng hꢁ thống trꢂm lꢍp đꢎt phôi. Thiꢉt kꢉ và thi  
công đưꢗc mô hình dùng PLC Mitsubishi, trꢂm điꢀu khiển kꢉt hꢗp PC để làm giao diꢁn  
giám sát hꢁ thống.  
1.3 Nhiꢁm vꢖ và giới hꢂn cꢒa đꢀ tài  
1.3.1 Nhiꢁm vꢖ  
Khảo sát dòng sản phẩm tự động hóa cꢒa Mitsubishi:  
Phần cꢔng :  
+ Tìm hiểu PLC Mitsubishi dòng A.  
+ Tìm hiểu hꢁ thống thꢒy lực khí nén.  
+ Tìm hiểu nguyên lý hoꢂt động cꢒa động cơ 3 phase, biꢉn tần  
Mitsubishi dòng E, cảm biꢉn quang và hꢁ thống đꢚng cꢍt điꢁn qua  
relay trung gian.  
Phần mꢀm :  
+ Phần mꢀm lập trình cho PLC Mitsubishi: GX Developer.  
+ Phầm mꢀm GT Designer 3 lập trình giao diꢁn cho trên PC.  
+ Thiꢉt kꢉ và thi công phần cơ mô hꢋnh trꢂm lꢍp đꢎt phôi.  
+ Thiꢉt kꢉ giao diꢁn điꢀu khiển trên PC và lập trꢋnh điꢀu khiển.  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
1
         
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN  
1.3.2 Giới hꢂn  
Mô hꢋnh đưꢗc thiꢉt kꢉ với những thông số cơ bản: kích thước mô hình, lựa chọn  
thiꢉt bꢊ đáp ꢔng nhu cầu vận hành vꢀ quy trình phꢖc vꢖ cho chương trꢋnh điꢀu khiển và  
giám sát mà không đi sâu vào tính toán dꢑng điꢁn, điꢁn áp để lựa chọn thiꢉt bꢊ cũng như  
tính toán vꢀ cơ khí.  
1.4 Phương pháp nghiên cꢔu  
Để thực hiꢁn đꢀ tài này, nhóm nghiên cꢔu đã sử dꢖng các phương pháp:  
Phương pháp phân tích và tổng hꢗp lý thuyꢉt.  
Phương pháp thực nghiꢁm khoa học.  
Phương pháp phân tích tổng kꢉt kinh nghiꢁm.  
1.5 Tóm tꢍt đꢀ tài  
Với mꢖc tiêu đã đꢀ ra như trên, đꢀ tài tốt nghiꢁp đưꢗc xây dựng với bố cꢖc như  
sau:  
Chương 1: Tổng quan vꢀ đꢀ tài.  
Chương 2: Cơ sở lý thuyꢉt.  
Chương 3: Tính toán và thiꢉt kꢉ và thi công mô hình thực tập.  
Chương 4: Thi công hꢁ thống.  
Chương 5: Kꢉt quả-nhận xét-đánh giá.  
Chương 6: Kꢉt luận và hướng phát triển.  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
2
     
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lꢧ THUYẾT  
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT  
2.2.1 Giới thiꢁu chung vꢀ PLC  
2.1.1 Tổng quan vꢀ PLC  
2.1.1.1 Định nghĩa  
PLC (Programmable Logic Controller) là thiꢉt bꢊ điꢀu khiển logic khả trình thuộc  
loꢂi điꢀu khiển bán dꢌn tự động theo chương trꢋnh ngưꢛi dùng. PLC sử dꢖng bộ nhớ khả  
trꢋnh để lưu trữ chương trꢋnh và thực hiꢁn yêu cầu điꢀu khiển. PLC có thể coi là một  
máy tính đưꢗc thiꢉt kꢉ hoꢂt động tin cậy trong môi trưꢛng công nghiꢁp.  
2.1.1.2 Cấu tạo  
Bộ xử lý (CPU)  
Để đáp ꢔng đưꢗc yêu cầu đã nêu thꢋ PLC cần phải cꢚ CPU như một máy tính thực thꢖ.  
CPU đưꢗc xem là bộ não cꢒa PLC, nó quyꢉt đꢊnh tốc độ xử lý cũng như khả năng điꢀu  
khiển chuyên biꢁt cꢒa PLC.  
CPU là nơi đọc tín hiꢁu ngõ vào tꢏ khối vào, xử lý và xuꢃt tín hiꢁu tới khối ra. CPU còn  
chꢔa các khối chꢔa năng phổ biꢉn như Counter, Timer, lꢁnh toán học, chuyển đổi dữ  
liꢁu… và các hàm chuyên dꢖng.  
Khối vào (Module Input)  
Có hai loꢂi ngõ vào là ngõ vào số DI (Digital Input) và ngõ vào tương tự AI (Analog  
Input).  
Ngõ vào DI kꢉt nối với các thiꢉt bꢊ tꢂo ra tín hiꢁu dꢂng nhꢊ phân như: công tꢍc, nút nhꢃn,  
công tꢍc hành trình, cảm biꢉn quang, cảm biꢉn tiꢁm cận.  
Ngõ vào AI kꢉt nối với các thiꢉt bꢊ tꢂo ra tín hiꢁu liên tꢖc như: các loꢂi cảm biꢉn nhiꢁt  
độ, áp suꢃt, khoảng cách, độ ẩm. Khi kꢉt nối cần chú ý đꢉn sự tương thích giữa tín hiꢁu  
ngõ ra cảm biꢉn với tín hiꢁu vào mà module AI có thể đọc đưꢗc. Mỗi module AI sꢞ có  
khả năng đọc tín hiꢁu tương tự khác nhau: đọc dꢑng điꢁn, điꢁn áp, tổng trở. Một thông  
số quan trọng khác cꢒa các module AI là độ phân giải, thông số này cho biꢉt độ chính  
xác khi thực hiꢁn chuyển đổi ADC.  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
3
         
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lꢧ THUYẾT  
Khối ra  
Có 2 loꢂi ngõ ra là ngõ ra số DO (Digital Output) và ngõ ra tương tự AO (Analog  
Output).  
Ngõ ra DO kꢉt nối với các cơ cꢃu chꢃp hành điꢀu khiển theo quy tꢍc On/Off như: đꢥn  
báo, chuông, van điꢁn, động cơ không điꢀu khiển tốc độ  
Ngõ ra AO kꢉt nối với các cơ cꢃu chꢃp hành cần tín hiꢁu điꢀu khiển liên tꢖc: biꢉn tần,  
van tuyꢉn tính  
Hꢋnh 2. 1 Cꢃu trúc cơ bản cꢒa PLC  
2.1.2 Đꢎc điểm và vai trò cꢒa PLC  
2.1.2.1 Đặc điểm  
Ưu điểm  
- Khả năng điꢀu khiển chương trꢋnh linh hoꢂt. Khi cần thay đổi yêu cầu, đối tưꢗng  
điꢀu khiển chꢘ cần thay đổi chương trꢋnh thông qua viꢁc lập trình.  
- Số lưꢗng Timer, Counter, Relay trung gian rꢃt lớn. PLC còn hỗ trꢗ nhiꢀu khối  
hàm có chꢔc năng chuyên dꢖng: phát xung tốc độ cao, bộ đꢉm tốc độ cao, bộ điꢀu khiển  
PID…  
- Tiꢉt kiꢁm thꢛi gian nối dây, mꢂch điꢀu khiển lúc này đã đưꢗc thay thꢉ hoàn toàn  
bꢦng chương trꢋnh PLC.  
- Cꢃu trúc dꢂng Module giúp PLC cꢚ tính năng mꢀm dẻo, không bꢊ cꢔng hóa vꢀ  
phần cꢔng. Ngưꢛi dùng dꢙ dàng lựa chọn những module nào cần thiꢉt với yêu cầu điꢀu  
khiển hiꢁn tꢂi giúp tiꢉt kiꢁm chi phí. Cꢃu trúc dꢂng module cꢒa PLC giúp viꢁc mở rộng  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
4
     
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lꢧ THUYẾT  
quy mô điꢀu khiển đơn giản, tiꢉt kiꢁm, không cần phải trang bꢊ CPU mới. Tuy nhiên khi  
mở rộng cần chú ý tới khả năng kꢉt nối tối đa cꢒa CPU.  
- Khả năng truyꢀn thông, nối mꢂng với máy tính hay với PLC khác. Khả năng này  
đáp ꢔng yêu cầu điꢀu khiển, giám sát tꢏ xa, xây dựng hꢁ thống SCADA.  
- Hoꢂt động với độ tin cậy cao, tuổi thọ cao, chống nhiꢙu tốt trong môi trưꢛng công  
nghiꢁp.  
Nhưꢗc điểm  
- Phꢂm vi ꢔng dꢖng hꢂn chꢉ do giá thành cao nên không đáp ꢔng các yêu cầu điꢀu  
khiển đơn giản. Với những yêu cầu này thì bộ điꢀu khiển tiꢉp điểm sꢞ hiꢁu quả kinh tꢉ  
hơn.  
- Yêu cầu ngưꢛi lꢍp đꢎt ban đầu, lập trình phải có hiểu biꢉt chuyên môn vꢀ PLC.  
2.1.2.2 Vai trò  
Với những ưu nhưꢗc điểm như đã nêu trên, PLC thể hiꢁn ưu điểm vưꢗt trội và hiꢁn  
nay đã thay thꢉ hꢁ thống điꢀu khiển tiꢉp điểm truyꢀn thống trong các nhà máy, dây  
chuyꢀn công nghꢁ. Viꢁc thay thꢉ này giúp hꢁ thống hoꢂt động tin cậy và hiꢁu quả hơn,  
tiꢉt kiꢁm nhân công và tránh những thao tác sai cꢒa ngưꢛi vận hành.  
2.1.3 PLC dòng A cꢒa hãng Mitsubishi  
Dꢂng module  
PLC dꢑng A đưꢗc coi là sản phẩm đầu tiên khoảng năm 1980 cꢒa hãng Mitsubishi chꢘ  
sau K-series. Dꢜ là đã ra đꢛi tꢏ lâu nhưng không phải vꢋ thꢉ mà không đưꢗc lựa chọn sử  
dꢖng cho các thiꢉt bꢊ công nghiꢁp hiꢁn nay. PLC dꢑng A vꢌn đưꢗc kꢉt hꢗp đầy đꢒ mọi  
tính năng, module đi kꢥm, sự hoꢂt động nhꢂy bꢓn cꢒa nꢚ vꢌn đưꢗc ngưꢛi dꢜng ưa  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
5
   
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lꢧ THUYẾT  
Hꢋnh 2. 2 Lꢊch sử phát triển cꢒa các dꢑng PLC Mitsubishi  
chuộng. Cꢚ lẻ thuộc dꢂng module đầu tiên nên độ cꢐng kꢀnh hơn so với cái dꢑng sau  
như Q, Fx. [2]  
Khả năng đa dꢂng  
Có thể phối hꢗp PLC CPU (cơ bản & nâng cao), Motion, Process Controllers và ngay  
cả PC vào trong một hꢁ thống duy nhꢃt lên đꢉn 4 CPU khác nhau. Điꢀu này tꢂo cho  
ngưꢛi sử dꢖng sự chọn lựa hướng điꢀu khiển, ngôn ngữ lập trình – tꢃt cả cùng chung  
trên một nꢀn tảng duy nhꢃt.[2]  
Linh động và phân cꢃp là đꢎc tính thiꢉt kꢉ chꢒ chốt làm cho dòng Q thực sự là một nꢀn  
tảng tự động hóa duy nhꢃt. Ngưꢛi dùng có thể sử dꢖng trong điꢀu khiển đơn giản các  
loꢂi máy móc riêng lẻ hoꢎc quản lý toàn bộ thiꢉt bꢊ tꢃt cả cùng trên một nꢀn tảng phần  
cꢔng.[2]  
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH  
6
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 100 trang yennguyen 24100 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát trạm lắp đặt phôi", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_ung_dung_plc_dieu_khien_va_giam_sat_tram_lap_dat_phoi.pdf