Nhu cầu hiện tại, ở đâucũng thực sự cần áp dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất nhằmnâng cao tính đồng đều về chất lượng sản phẩm, khai thác được hiệu quả của các thiế
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, PLC vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất Tuy nhiên, nhu cầu áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngày càng trở nên cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm Việc khai thác hiệu quả các thiết bị tự động không chỉ mang lại lợi ích cho cá nhân và tổ chức mà còn góp phần lớn vào công cuộc hiện đại hóa, thúc đẩy sự phát triển của đất nước và xã hội.
NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu tổng quát về các dòng PLC hiện hành
Tìm hiểu và áp dụng các tập lệnh cơ bản của PLC Mitsubishi là bước quan trọng trong việc lập trình Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình ladder giúp giải quyết hiệu quả các bài toán lập trình thực tế Nắm vững các lệnh này sẽ nâng cao khả năng lập trình và tối ưu hóa quy trình tự động hóa.
- Tìm hiểu được cấu tạo & nguyên tắc hoạt động của PLC
- Tìm hiểu cách thức giao tiếp, cách kết nối PLC với các thiết bị I/O căn bản: cảm biến, encoder,…
- Tìm hiểu phương thức cài đặt các thông số cơ bản cho biến tần trong điều khiển động cơ
1.2.1 Bài 1: PHÁT HIỆN LỖI CHIẾT RÓT
Lý do chọn đề 1 hệ thống phát hiện lỗi chiết rót
Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hóa và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, ngành sản xuất đang chuyển mình từ lao động chân tay sang các dây chuyền sản xuất tự động hóa cao Việc tự động hóa không chỉ nâng cao năng suất lao động mà còn giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất Kiểm tra và loại bỏ sản phẩm lỗi trước khi đưa ra thị trường là một bước quan trọng để bảo vệ uy tín của sản phẩm và công ty Nhiều vụ việc đã xảy ra khi người tiêu dùng tẩy chay sản phẩm lỗi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến lòng tin của họ Để đáp ứng nhu cầu này, nhóm chúng tôi đã thiết kế và lập trình dây chuyền kiểm tra và loại bỏ chai dung dịch không đạt tiêu chuẩn, đồng thời đóng gói sản phẩm theo yêu cầu Hệ thống này có thể lắp ráp và sử dụng tại nhiều nhà máy như sản xuất bia, nước ngọt, sữa, và dược phẩm.
Hệ thống kiểm tra dây chuyền chiết rót sản phẩm thuốc vào hộp nhựa kín được thiết kế để phát hiện các hộp thuốc có lỗi, cụ thể là những hộp không được chiết rót Điều này giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn cho người tiêu dùng.
Khi nhấn nút START, hệ thống sẽ khởi động và băng tải sẽ hoạt động Nếu cảm biến phát hiện hộp thuốc lỗi, băng tải sẽ dừng lại để xilanh đẩy hộp lỗi ra ngoài Sau 1.5 giây, xilanh sẽ rút về và băng tải tiếp tục chạy Hệ thống cũng có thể dừng lại bất cứ lúc nào khi nhấn nút STOP hoặc tự động dừng khi đã đếm đủ số lượng hộp thuốc.
1.2.2 Bài 2: GIA CÔNG THÉP HÌNH VUÔNG
Lí do chọn đề 1 hệ thống gia công thép
Sự phát triển của ngành xây dựng tại Việt Nam dẫn đến nhu cầu ngày càng cao về việc định hình thanh thép cho cốt bê tông Hiện nay, cốt bê tông chủ yếu được sản xuất tại nhà máy, nhưng tại công trình, công nhân thường phải định hình bằng tay, gây tốn thời gian và giảm hiệu quả thi công, đồng thời ảnh hưởng đến an toàn lao động Để nâng cao chất lượng, năng suất và đảm bảo an toàn, nhóm chúng tôi đã thiết kế một hệ thống định hình thép cốt bê tông gọn nhẹ, dễ di chuyển và lắp đặt Hệ thống này có khả năng sản xuất cốt thép theo yêu cầu với độ chính xác milimét, sử dụng công nghệ tiết kiệm điện và nguyên liệu, từ đó giảm thời gian thi công và tiết kiệm chi phí.
Thanh thép được đưa vào máy động cơ quay, nơi nó được định vị với độ dài cài đặt trước Piston thanh chốt sẽ đi ra, sau đó piston uốn sẽ uốn thanh thép và giữ trong 5 giây Tiếp theo, cả hai piston sẽ quay trở lại động cơ, tiếp tục quá trình cho đến khi thanh thép đạt hình dạng vuông Sau khi đạt đủ độ dài, piston dao sẽ cắt thanh thép và quay trở lại vị trí ban đầu Nếu nút stop được nhấn, quy trình sẽ kết thúc; nếu không, quy trình sẽ tiếp tục.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
TỔNG QUAN VỀ PLC NÓI CHUNG VÀ MITSUBISHI FX5U NÓI RIÊNG 12
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) là thiết bị điện tử bán dẫn, thực hiện các hàm điều khiển logic thông qua chương trình, thay thế cho các mạch logic truyền thống sử dụng rơ le, bao gồm cả tiếp điểm và phi tiếp điểm.
PLC là hệ vi xử lý tương tự máy tính số, được thiết kế với ngôn ngữ lập trình thân thiện cho người sử dụng, chuyên dụng cho các bài toán điều khiển logic Hệ thống này bao gồm bộ vi xử lý thực hiện các phép toán số học và logic, cùng với các thành phần như bộ nhớ và cổng vào/ra.
PLC là thiết bị quan trọng trong dây chuyền sản xuất, tích hợp với các thành phần hệ thống điều khiển để thực hiện điều khiển trực tiếp các quá trình kỹ thuật Chúng hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ cao và độ ẩm lớn, đồng thời yêu cầu khả năng hoạt động liên tục Được thiết kế với tiêu chuẩn đặc biệt về độ bền và tính module hóa cao, PLC cũng sử dụng ngôn ngữ lập trình thân thiện, phù hợp với trình độ người sử dụng.
PLC là thiết bị điều khiển quan trọng trong sản xuất, hoạt động gần gũi với các thiết bị và cơ cấu chấp hành Hiện nay, các PLC hiện đại không chỉ thực hiện chức năng điều khiển mà còn tích hợp khả năng xử lý thông minh, quản lý dữ liệu và mở rộng các chức năng xử lý ngắt, đồng thời đảm nhận vai trò thu thập và xử lý dữ liệu trong các hệ thống.
SCADA là một phần quan trọng trong các hệ điều khiển phân tán (DCS), trong khi PLC đóng vai trò là thành phần cơ bản trong cấu trúc của hệ thống điều khiển.
PLC, giống như mọi thiết bị tính khác, bao gồm phần cứng và phần mềm Phần cứng bao gồm các thiết bị vật lý như nguồn cung cấp, CPU, module vào/ra và các thiết bị phụ trợ, được lắp ghép để tạo thành cấu hình hệ thống Phần mềm bao gồm hệ điều hành do nhà sản xuất cung cấp, được cài sẵn trong bộ nhớ của PLC, cùng với chương trình ứng dụng do người sử dụng lập bằng ngôn ngữ lập trình của PLC để thực hiện các thuật toán.
Thuật toán điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mối liên hệ giữa phần cứng và phần mềm Một ứng dụng chỉ có thể hoạt động hiệu quả khi được thiết lập trên cấu hình vật lý cụ thể Ngược lại, hệ thống chỉ có thể thực hiện chính xác thuật toán điều khiển nếu chương trình được thiết kế tương thích với cấu hình của nó.
Tính ưu việt của PLC.
- Việc sử dụng PLC thay thế các bộ điều khiển logic nối dây đem lại các lợi ích căn bản.
Bộ điều khiển logic nối dây có đặc điểm chung là các phần tử logic vật lý, thực hiện hàm điều khiển thông qua sơ đồ nối các phần tử bằng dây dẫn vật lý như dây điện và mạch in Hệ thống này chỉ có thể thực hiện một hàm điều khiển nhất định và cần thay đổi cấu trúc để thay đổi hàm điều khiển, dẫn đến tính không mềm dẻo Điều này trở thành nhược điểm lớn đối với các hệ phức tạp với nhiều phần tử Tuy nhiên, bộ điều khiển logic nối dây lại có ưu điểm nổi bật khi áp dụng cho các hệ đơn giản, ít phần tử và công suất lớn.
- Đặc điểm của PLC là các phần tử logic được định nghĩa bằng chương trình và thực hiện hàm điều khiển bằng chương trình (hình dưới).
Hình 1: SƠ ĐỒ HỆ ĐIỀU KHIỂN LOGIC DÙNG PLC
Trong sơ đồ, các module vào và module ra kết nối với các phần tử logic bên ngoài, trong khi chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ PLC thực hiện tuần tự các lệnh của chương trình để điều khiển các thiết bị, tương tự như sơ đồ điều khiển kiểu nối dây.
PLC đã thay thế các mạch logic truyền thống bằng các mạch logic lập trình được, cho phép dễ dàng cắt bỏ, chèn và thêm các phần tử Việc thay đổi tham số điều khiển và chương trình điều khiển thường xuyên diễn ra khi có sự thay đổi về sản phẩm hoặc công nghệ Với hệ thống điều khiển logic sử dụng PLC, cùng một cấu trúc vật lý có thể thực hiện nhiều hàm điều khiển khác nhau, tùy thuộc vào chương trình được lập trình.
PLC có tính mềm dẻo cao, cho phép thay đổi hàm điều khiển mà không cần thay đổi cấu trúc hệ thống, giúp tối ưu hóa hiệu quả trong các hệ phức tạp Ưu điểm nổi bật của PLC bao gồm hoạt động tin cậy, tiêu thụ năng lượng thấp và khả năng mở rộng hệ thống dễ dàng Bên cạnh đó, việc chuyển giao công nghệ diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn so với các hệ logic nối dây Tuy nhiên, hạn chế của PLC là tốc độ tác động không cao và chỉ phù hợp với tín hiệu điều khiển công suất nhỏ Một điểm mạnh quan trọng là khả năng mô phỏng trong quá trình khảo sát và thiết kế hệ thống Ngoài ra, PLC còn hỗ trợ kết nối mạng với các bộ điều khiển khác, hệ thống máy tính và điều khiển, phục vụ cho các chức năng điều khiển quá trình, điều khiển phân tán, thu thập dữ liệu và giao diện người-máy.
Hình 4: PLC SIEMENS 2.1.3 CẤU TRÚC BÊN TRONG
The basic components of a PLC (Programmable Logic Controller) include the Central Processing Unit (CPU), input/output modules, a Power Supply Unit, and a Programming Device.
Chương trình được lập trình và nạp vào bộ nhớ của PLC, trong đó các module vào/ra (I/O) kết nối PLC với thiết bị bên ngoài, gọi là thiết bị trường Các cổng vào có chức năng nhận tín hiệu từ thiết bị đầu vào và chuyển đổi thành dữ liệu, chẳng hạn như từ phím bấm, công tắc hành trình, và cảm biến Ngược lại, các module ra kết nối PLC với thiết bị đầu ra, chuyển đổi dữ liệu thành tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành như rơ le, van, và đèn Sơ đồ kết nối giữa các thiết bị vào/ra với các module I/O được trình bày rõ ràng trong hình minh họa.
Hình 5: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA PLC
Trong hệ thống PLC, có hai loại cổng vào/ra chính: loại cố định và loại module hóa Loại cố định thường được sử dụng cho các PLC nhỏ, với cổng vào/ra gắn liền với khối CPU, mang lại ưu điểm về chi phí thấp nhưng hạn chế khả năng mở rộng Ngược lại, loại module hóa là cấu trúc tiêu chuẩn, cho phép tháo lắp và thay đổi vị trí dễ dàng trên các khe cắm và rãnh, tạo thành bảng mạch Bus, nơi có thể lắp thêm các khối nguồn và mở rộng chức năng của hệ thống.
CPU, module vào/ra, module mở rộng và thực hiện trao đổi thông tin với nhau.
Hình 6: SƠ ĐỒ MODULE VÀO SƠ ĐỒ MODULE RA
Khối nguồn cung cấp nguồn một chiều cho các thiết bị lắp đặt trên bảng mạch Bus, với công suất được chọn theo cấu hình hệ thống Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, nguồn cung cấp này không tương thích với các thiết bị trường, dẫn đến việc các thiết bị này thường cần nguồn ngoài riêng.
TỔNG QUAN BIẾN TẦN
Lập trình PLC trên máy tính PC thường yêu cầu cài đặt phần mềm do nhà sản xuất PLC phát triển và bảo vệ bản quyền Người dùng có thể lập trình nhiều loại chương trình khác nhau, đồng thời theo dõi quá trình lập trình (Off-line) và quan sát hoạt động của PLC (On-Line) Một máy tính PC có thể cài đặt nhiều phần mềm lập trình từ các nhà sản xuất khác nhau, giúp tương tác với PLC của nhiều hãng Nhờ những ưu điểm này, phương pháp lập trình PLC trên PC đã trở nên phổ biến trên toàn cầu.
Biến tần là thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác, cho phép điều chỉnh linh hoạt.
Biến tần là thiết bị điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số dòng điện cung cấp cho cuộn dây bên trong động cơ, cho phép điều chỉnh tốc độ một cách vô cấp mà không cần hộp số cơ khí Nó hoạt động bằng cách sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự dòng điện, tạo ra từ trường xoay giúp quay động cơ hiệu quả.
Có nhiều loại biến tần trên thị trường, bao gồm biến tần AC, biến tần DC, biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 220V và biến tần 3 pha 380V Ngoài các dòng biến tần đa năng, các hãng còn sản xuất nhiều loại biến tần chuyên dụng như biến tần dành cho bơm và quạt, biến tần cho nâng hạ và cẩu trục, biến tần cho thang máy, cũng như biến tần cho hệ thống điều hòa không khí.
Tại sao phải sử dụng biến tần
- Trước tiên nếu muốn hiểu rõ hơn e đưa vào đây công thức đã được chứng minh sẵn( công thức về động cơ xoay chiều)
- Nhìn vào công thức trước tiên chúng ta thấy được 3 cách thayy dổi tốc độ động cơ
1 Thay đổi số cực động cơ
2 Thay đổi hệ số trượt
3 Thay đổi tần số f của đầu vào
- Trong đó 2 phương pháp đầu khó thực hiện và không mang lại hiệu quả cao
Phương pháp thay đổi tốc độ động cơ thông qua việc điều chỉnh tần số là giải pháp hiệu quả nhất hiện nay Biến tần, thiết bị chính trong quy trình này, cho phép thay đổi tần số nguồn cung cấp cho động cơ, từ đó điều chỉnh tốc độ hoạt động của nó Phương pháp này không chỉ mang lại khả năng điều khiển tần số trong một dải rộng mà còn linh hoạt và hiệu quả, đồng thời có thể kết hợp với các phương pháp điều khiển khác để tối ưu hóa hiệu suất.
U nhưng cũng không thực tế vì mỗi động cơ đều có Udm nếu điều chỉnh vượt quá
Udm thì động cơ sẽ làm việc trong trạng thái quá áp dẫn đến hư hỏng động cơ nên cũng không hiệu quả
Biến tần là thiết bị có khả năng chuyển đổi điện áp đầu vào với tần số cố định thành điện áp có tần số thay đổi, giúp điều khiển tốc độ động cơ Các bộ phận chính của biến tần bao gồm bộ chỉnh lưu, bộ lọc, bộ nghịch lưu IGBT và mạch điều khiển Ngoài ra, biến tần còn được trang bị thêm các bộ phận như bộ điện kháng xoay chiều, bộ điện kháng một chiều, điện trở hãm, bàn phím, màn hình hiển thị và module truyền thông, nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng điều khiển.
Lợi ích của việc dùng biến tần
- Dễ ràng thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động cơ.
- Giảm dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao- tam giác nên không gây ra sụt áp hoặc khó khởi động
Quá trình khởi động động cơ thông qua biến tần với tốc độ thấp giúp giảm thiểu sự khởi động đột ngột, từ đó bảo vệ các bộ phận cơ khí và ổ trục Phương pháp này không chỉ ngăn ngừa hư hỏng mà còn kéo dài tuổi thọ của động cơ, đặc biệt khi mang tải lớn.
- Biến tần thường có hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp và thấp áp, tạo ra một hệ thống an toàn khi vận hành.
Nguyên lý hoạt động của việc chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện giúp giảm công suất phản kháng từ động cơ, từ đó làm giảm đáng kể dòng điện trong quá trình hoạt động Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí lắp đặt tụ bù mà còn giảm thiểu hao hụt điện năng trên đường dây.
- Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp cho việc điều khiển và giám sát từ trung tâm rất dễ dàng.
2.1.3 BIẾN TẦN MITSUBISHI FR_E500( NÓI RIÊNG)
Nhóm chúng tôi đã chọn biến tần FR_E500 cho dự án, vì động cơ sử dụng có công suất không quá lớn Mỗi bài thực hiện chỉ cần sử dụng một biến tần này để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
1 động cơ nên công suất định mức nằm trong phạm vi cho phép của FR_E500( 0.1- 7,5kW)
- Động cơ chúng em chọn trong bài là dộng cơ 3 xoay chiều 3 pha 380VAC nên cũng phù hợp với biến tần có điện áp định mức 220V-400V của biến tần
Nguyên lý hoạt động của FR_E500
Chay thuan Chay nghich Cap toc do 1 Cap toc do 2 Cap toc do 3
Cài đặt thông số biến tần FR_E500
Biến tần FR-E500 chỉ cho phép điều chỉnh thông số khi sử dụng bàn phím PU Để chuyển sang chế độ PU từ chế độ điều khiển ngoài, người dùng cần cài đặt thông số P.79 = 1 Quy trình thay đổi thông số cho biến tần Mitsubishi E500 được minh họa như hình bên dưới.
Hình 14: QUY TRÌNH CÀI ĐẶT BIẾN TẦN FR-E500
Nhóm thông số cơ bản cài biến tần FR_E500
Thông số Giá trị mặc định Chức năng
P.1 120 Hz Tần số ngỏ ra lớn nhất
P.2 0 Hz Tần số ngỏ ra nhỏ nhất
P.3 60 Hz Tần số cơ bản
P.4 60 Hz Cấp tốc độ cao khi đóng công tắc RH
P.5 30 Hz Cấp tốc độ trung bình khi đóng công tắc RM
P.6 10 Hz Cấp tốc độ thấp khi đóng công tắc RL
P.7 5s or 10s Thời gian tăng tốc đến giá trị đặt
P.8 5s or 10s Thời gian giảm tốc đến giá trị đặt
P.9 Tùy loại biến tần Dòng điện dùng để bảo vệ quá tải, chức năng này hoạt động như một relay nhiệt.
P.15 5 Tần số thử máy (Jog)
P.16 0,5s Thời gian tăng tốc và giảm tốc khi chạy chế độ nhấp thử
P.24 X Cài tần số cho cấp tốc độ 4
P.25 X Cài tần số cho cấp tốc độ 5
P.26 X Cài tần số cho cấp tốc độ 6
P.27 X Cài tần số cho cấp tốc độ 7
Bảng 1: NHÓM THÔNG SỐ CÀI ĐẶT BIẾN TẦN CƠ BẢN
Thông số Giá trị mặc định Chức năng
Thông số này liên quan đến đặt tính nhiệt của động cơ cho chức năng bảo vệ quá dòng 0,100: Động cơ tiêu chuẩn
1, 101: Động cơ của hãng Mitsubishi
P.80 X Công suất định mức của động cơ từ 0,1 – 7,5 kW
P.82 X Dòng điện kích từ của động cơ (A)
P.83 200/400V Điện áp định mức của động cơ (V)
P.84 60 Hz Tần số định mức của động cơ (Hz)
Bảng 2: NHÓM THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ
Giá trị mặc định Chức năng ông số
P.22 150% Mức bảo vệ quá tải khi biến tần đang hoạt động
Lựa chọn ngăn chặn đảo chiều quay động cơ là một biện pháp quan trọng nhằm bảo vệ động cơ và các cơ cấu cơ khí Thông số này đảm bảo rằng động cơ không thể quay theo chiều ngược lại, giúp duy trì hiệu suất hoạt động và tránh hư hỏng.
0: Cho phép quay cả hai chiều 1: Không cho phép quay chiều nghịch 2: Không cho phép quay chiều thuận P.150 150% Mức phát hiện dòng ngỏ ra sẽ thực hiện bảo vệ biến tần tại mọi thời điểm.
Ngoài ra có thể dùng trực tiếp biến tần FR_E500 bằng công tắc biến trở ngoài
Hình 15: VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN FR_E500 BẰNG CÔNG TẮC BIẾN TRỞ
- Cài đặt các thông số cần thiết:
Thông số chỉ được thay đổi khi biến tần ở chế độ vận hành trên keypad PU, cài P.79
Khi sử dụng biến trở để điều khiển, các chân RH, RM, RL cần phải để hở Điều này là do mức độ ưu tiên của ngõ vào điều khiển tần số thông qua công tắc cấp tốc độ cao hơn so với ngõ vào tương tự.
+ P.79 = 2 cố định điều khiển biến tần bằng công tắc, biến trở ngoài đèn EXT sáng.
+ P.1 = 50 Hz tần số ngỏ ra lớn nhất
Bảng 4: BẢNG THÔNG SỐ BẢO VỆ
2.3 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN SỬ DỤNG
2.3.1 CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRONG BÀI 1
- Cảm biến tiệm cận điện dung
Hình 16: CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
- Cấu tạo cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến( các bản cực cách điện)
Bộ phát hiện (cảm nhận)
- Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt động dựa trên sự thay đổi điện dung C của các bản cực khi có vật thể đi qua vùng nhạy Khi vật thể xuất hiện, điện dung của tụ điện tăng lên, và sự thay đổi này phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước và hằng số điện môi của vật liệu Bên trong cảm biến có mạch nguồn DC tạo dao động, giúp cảm biến dòng cung cấp một dòng điện tỉ lệ với khoảng cách giữa hai tấm cực.
Hình bên dưới cho chúng ta thấy nguyên lý của sensor quang
Bộ phát tạo ra chùm sáng thấy hoặc không thấy dùng LED hoặc laser diode
Bộ thu sử dụng photodiode hoặc phototransistor
Khi lắp đặt cảm biến, cần chú ý đến tính đối xứng và sự thẳng hàng để đảm bảo độ tin cậy cao và khả năng phát hiện xa Cảm biến này không bị ảnh hưởng bởi bề mặt của đối tượng, nhờ vào việc sử dụng bộ phát và thu chung, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
TỔNG QUAN MÀN HÌNH SỬ DỤNG CHO CẢ 2 BÀI
3.1 ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI 1 KIỂM TRA HÀNG HÓA.
3.1.1 MÔ HÌNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TRONG SOLIDWORKS
Hình19: MÔ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORKS BÀI 1
LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG PLC FX5U
ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI 1 KIỂM TRA HÀNG HÓA
3.1.1 MÔ HÌNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TRONG SOLIDWORKS
Hình19: MÔ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORKS BÀI 1
3.1.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG BÀI 1 PHÁT HIỆN LỖI CHIẾT RÓT
Chai dung dịch được vận chuyển từ công đoạn sản xuất trước qua băng tải, với số lượng sản phẩm đóng gói được nhập từ màn hình HMI vào PLC Các cảm biến sẽ phát hiện và loại bỏ những chai không chứa dung dịch khỏi băng tải Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ được đóng gói tại thùng chứa cuối băng tải, trong khi số lượng sản phẩm đạt và không đạt yêu cầu sẽ được đếm bằng các cảm biến quang điện.
Quy trình sản xuất được lập trình theo phương pháp tuần tự, cho phép sản phẩm di chuyển qua băng tải với khoảng cách đều nhau Khi công tắc X5 ở chế độ Auto, hệ thống hoạt động tự động; nếu chuyển sang chế độ Manual, người vận hành có thể điều chỉnh thủ công Để bắt đầu quá trình đóng gói, người vận hành nhập số lượng sản phẩm vào PLC qua màn hình HMI GOT 1455, dữ liệu sẽ được truyền vào thanh ghi D2 của PLC thông qua rơle SM400, và nhấn nút Start để khởi động hệ thống.
Rơ le nội M1 sẽ được kích và duy trì qua tiếp điểm của M1 kết nối với nút Start, đảm bảo băng tải không bị chặn bởi piston, giúp sản phẩm không bị đổ Tiếp điểm M1 thường hở và tiếp điểm cảm biến (X0) sẽ đóng rơ le M2, duy trì và ngắt M1 Rơ le M2 quyết định việc kích cuộn chứa chất lỏng Khi sản phẩm không bị lỗi, piston không tác động và sản phẩm sẽ rơi vào thùng chứa Cảm biến quang điện (X4) ở cuối băng tải đếm số lượng sản phẩm rơi xuống thùng và lưu vào thanh ghi D4 để so sánh với giá trị nhập vào hệ thống Nếu số lượng chưa đạt, băng tải tiếp tục chạy Khi số lượng đạt, rơ le M6 sẽ được kích, ngắt M2 và dừng băng tải M6 sau đó kích timer T2 tạo độ trễ 3 giây để vận chuyển thùng hàng đầy qua công đoạn lưu kho Tiếp điểm M7 sẽ ngắt M6 và đóng lại M1 để hệ thống tiếp tục quy trình Xilanh khí nén sẽ loại bỏ sản phẩm lỗi, được bố trí cách cảm biến phát hiện sản phẩm lỗi 4 sản phẩm Khi cảm biến tiệm cận điện dung (X1) phát hiện chai không có chất lỏng, rơ le M3 sẽ được kích, kết hợp với cảm biến quang điện (X2) để xác định vị trí sản phẩm lỗi bằng cách đếm sản phẩm qua thanh ghi D0.
Khi sản phẩm lỗi đến vị trí của piston, rơle M4 sẽ dừng băng tải và kích hoạt Y4 để đưa sản phẩm lỗi ra khỏi dây chuyền Sau khi piston chạm cảm biến bên ngoài, có một khoảng delay 1,5 giây trước khi kích M5, ngắt M4 và kích Y5 để piston đi vào Đồng thời, băng tải sẽ được khởi động lại Tiếp điểm thường hở của M5 sẽ xóa thanh ghi D0, chuẩn bị cho chu trình tiếp theo khi phát hiện sản phẩm lỗi, và M5 sẽ kích cuộn dây Y6.
Cảm biến hành trình piston M5 ghi nhận khi piston đi vào, trong khi cảm biến X3 đếm số lượng sản phẩm lỗi Khi sản phẩm lỗi rơi khỏi băng tải, cảm biến X3 kích hoạt ngắt M3 và tăng số lượng lỗi lên 1 Nút nhấn dừng X7 sẽ ngắt chương trình hoạt động Đèn báo Y6 và Y7 hiển thị chế độ Tự động và điều khiển bằng tay, trong khi Y11 và Y12 cho biết trạng thái ON/OFF của các ngõ ra Các công tắc X11, X12, và X13 cho phép vận hành hệ thống bằng tay Trong trường hợp khẩn cấp, nút nhấn dừng khẩn cấp (E-Stop) X10 sẽ ngắt toàn bộ rơle và các ngõ ra của băng tải và piston.
- PLC FX5u-48MR của Mitsubishi.
- Cảm biến quang phản xạ qua gương (PNP) : Là loại cảm biến phát hiện vật thể ở khoảng cách 4-5m tác động nhanh, chính xác Dễ dàng lắp đặt
- Cảm biến tiệm cận điện dung ON-OFF(PNP).
Cảm biến từ piston (CS1-J) PNP là thiết bị dùng để xác định hành trình của piston thông qua thiết kế có nam châm di chuyển bên trong Nhờ vào cơ chế này, cảm biến hoạt động với độ chính xác cao, giúp theo dõi và điều khiển quá trình một cách hiệu quả.
- Nút start (NO)Nút Stop (NC)
- Sử dụng rơle K1 để điều khiển động cơ băng tải.
- Xilanh đẩy bỏ hộp lỗi điểu khiển bởi Van 5/2 với 2 cuộn solenoid
X0: Cảm biến cuối quy trình trước Y1: Băng tải.
X1: Cảm biến phát hiện hàng lỗi Y4: Piston đi ra.
X2: Cảm biến đếm vị trí hàng lỗi Y5: Piston đi vào.
X3: Cảm biến đếm hàng lỗi Y6: Đèn auto.
X4: Cảm biến đếm hàng tốt Y7:Đèn manual.
X5: Công tắc Auto/ manual Y11: Đèn ON.
X6: Nút nhấn Start Y12: Đèn OFF.
X10: Nút nhấn dừng khẩn cấp.
X11: Công tắc control băng tải.
X12: Công tắc control Piston đẩy ra.
X13:Công tắc control Piston đẩy vào.
X14: Cảm biến từ piston phía trong.
X15: Cảm biến từ piston phía ngoài.
Bảng 5: BẢNG CÁC NGÕ VÀO RA MÔ HÌNH BÀI 1
3.1.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG BÀI 1
Cảm biến đếm SP lỗi
Cảm biến từ piston +24v trong
Cảm biến từ piston +24v ngoài
Hình 20: SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRÊN PHẦN MỀM VISIO BÀI
3.1.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀI 1
PISTON ĐẨY SP LỖI RA
NHÂP SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM ĐÓNG GÓI
Hình 21: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀI 1
3.1.5 CODE BÀI 1 VIẾT TRONG PHẦN MỀM GX WORKS3
ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI 2 HỆ THỐNG GIA CÔNG SẮT THEO Ý MUỐN
3.2.1 MÔ HÌNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TRONG SOLIDWORKS
Hình 23: MÔ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORK BÀI 2
3.2.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG BÀI 2 MÁY GIA CÔNG THÉP
Quy trình hoạt động ở chế độ auto.
Thanh thép được đưa vào máy động cơ quay, nơi nó được định vị với độ dài cài đặt trước Piston thanh chốt sẽ đi ra, sau đó piston uốn sẽ uốn thanh thép và giữ trong 5 giây Quá trình này lặp lại cho đến khi thanh thép có hình vuông Sau đó, động cơ quay sẽ đưa thanh thép ra đủ độ dài, và piston dao sẽ cắt thanh thép rồi đi lên Nếu nút stop được nhấn, quy trình sẽ kết thúc; nếu không, quy trình sẽ tiếp tục.
- Encoder 500xung/vòng( 1mm/1 Xung)
- Cảm biến kim loại PNP
- 1 Piston khí nén tự phục hồi
Thông số cài đặt biến tần
- Pr.79 = 3 : biến tần điều khiến bằng nút nhấn ngoài tần số được cái đặt bằng bảng điều khiển biến tần.
- Pr.80 : Cài thông số công suất động cơ.
- Pr.84: Tần số định mức động cơ.
- Pr.7: Thời gian tăng tốc.
- Pr.8 = 0 : Thời gian giảm tốc.
- Pr.1: Tần số ngõ ra cao nhất.
- Pr.2: Tần số ngõ ra thấp nhất.
- Pr.72: tần số PWM biến tần
- Pr.150: Bảo vệ quá dòng động cơ.
- Pr.22: Bảo vệ quá dòng khi đang hoạt động.
- Pr.251: Bật bảo vệ mất pha.
X1 Cảm biến kim loại Y1 STR
X2 Công tắt hành trì ngoài Piston 1 Y6 Van Piston 1 đi ra
X3 Công tắt hành trì trong Piston 1 Y7 Van Piston 1 đi vào
X4 Công tắt hành trì ngoài Piston 2
X5 Công tắt hành trì trong Piston 2 Y1
X6 Công tắt hành trì ngoài Piston 3 Y1
Bảng 6: BẢNG CÁC NGÕ VÀO RA MÔ HÌNH BÀI 2
3.2.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG BÀI 2
Hình 24: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VẼ TRÊN PHẦN MỀM VISIO MÔ HÌNH BÀI 2
3.2.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀI 2
Piston uốn đi ra (SET Y4)
Piston uốn đi vào (RST Y4)
Bật Đèn Auto Bật Đèn Stop
Hình 25: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 2
3.2.5 CODE BÀI 2 VIẾT TRONG PHẦN MỀM GX WORKS3
Cài đặt High Speed Counter
