GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG
Cảm biến, nguồn DC
2.1.1 Cảm biến quang tiệm cận
Cảm biến tiệm cận, hay còn gọi là công tắc tiệm cận (PROX), là thiết bị phản ứng khi có vật thể ở gần Khoảng cách phát hiện thường chỉ từ vài mm, giúp nhận diện và tương tác với các đối tượng trong không gian gần.
Cấu trúc thiết kế: Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính:
Hình 2.2 Cấu trúc cảm biến quang Hình 2.1 Cảm biến quang tiệm cận
Ngày nay, cảm biến quang chủ yếu sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode) để phát ra ánh sáng theo xung Nhịp điệu xung này giúp cảm biến phân biệt ánh sáng phát ra từ chính nó với ánh sáng từ các nguồn bên ngoài như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng Các loại LED phổ biến bao gồm LED đỏ, LED hồng ngoại và LED laser, trong khi một số dòng cảm biến đặc biệt còn sử dụng LED trắng hoặc xanh lá, cùng với LED vàng.
Bộ thu sáng thường là phototransistor, có chức năng cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ Hiện nay, nhiều cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC, tích hợp tất cả các bộ phận quang, khuếch đại và chức năng xử lý vào một vi mạch Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát hoặc ánh sáng phản xạ từ vật bị phát hiện.
Mạch đầu ra của cảm biến quang chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) thành tín hiệu ON/OFF được khuếch đại khi ánh sáng thu được vượt qua ngưỡng xác định Mặc dù cảm biến thế hệ trước thường tích hợp mạch nguồn và sử dụng tiếp điểm rơ-le, hiện nay, các cảm biến chủ yếu sử dụng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN) Ngoài ra, một số cảm biến quang còn cung cấp tín hiệu tỉ lệ để phục vụ cho các ứng dụng đo đếm.
Hình 2.3 Nguồn chỉnh lưu AC-DC 24V
Thông số kỹ thuật của bộ nguồn AC-DC 24V:
Giới thiệu chung về cơ cấu Servo
Trong kỹ thuật điều khiển, cơ cấu servo, hay còn gọi tắt là servo, là thiết bị tự động sử dụng phản hồi âm từ cảm biến để điều chỉnh hành động Thiết bị này thường bao gồm bộ mã hóa (Encoder) hoặc cơ cấu phản hồi vị trí khác nhằm đảm bảo đầu ra đạt hiệu quả mong muốn.
Thuật ngữ "cơ cấu servo" áp dụng cho các hệ thống có thông tin phản hồi giúp điều khiển vị trí, tốc độ hoặc các thông số khác Ví dụ, điều khiển cửa sổ điện của ô tô không phải là cơ cấu servo vì không có phản hồi tự động; người vận hành phải quan sát để điều chỉnh Ngược lại, điều khiển hành trình của xe ô tô sử dụng phản hồi vòng kín và được phân loại là cơ cấu servo.
2.2.2 Ứng dụng a) Điều khiển vị trí
Servo là một thiết bị phổ biến hỗ trợ điều khiển vị trí, hoạt động dựa trên nguyên lý phản hồi âm, nơi đầu vào điều khiển được so sánh với vị trí thực tế của hệ thống cơ khí thông qua cảm biến Sự chênh lệch giữa giá trị thực tế và giá trị mong muốn tạo ra tín hiệu sai số, được khuếch đại và chuyển đổi để điều chỉnh hệ thống, giúp giảm thiểu sai số Các servo có thể cung cấp đầu ra là chuyển động tròn hoặc chuyển động thẳng Ngoài ra, điều khiển tốc độ qua thiết bị điều tốc là một ứng dụng khác của servo, với ví dụ như động cơ hơi nước và bộ điều tốc cho động cơ tuabin khí.
Các cơ cấu servo vị trí đầu tiên đã được áp dụng trong điều khiển hỏa lực quân sự và thiết bị điều hướng hàng hải Hiện nay, cơ cấu servo đóng vai trò quan trọng trong các máy công nghiệp, giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình vận hành.
Các hệ thống servo đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ ăng-ten theo dõi vệ tinh, máy bay điều khiển từ xa đến hệ thống định vị tự động trên tàu thuyền và máy bay Chúng được sử dụng để điều khiển các bề mặt của máy bay, giúp nâng cao hiệu suất bay, cũng như trong các mô hình điều khiển bằng radio Ngoài ra, nhiều máy ảnh tự động lấy nét cũng áp dụng cơ cấu servo để điều chỉnh ống kính chính xác Trong công nghiệp, hệ thống servo từ tính của ổ đĩa cứng cho phép định vị chính xác đến micromet, hỗ trợ thực hiện các chuyển động phức tạp trong nhiều ứng dụng khác nhau.
2.2.3.1 Cấu tạo Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện - từ thì giống như các loại động cơ bình thường (nghĩa là cũng có phần cảm ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây, v.v.) nhưng có sự khác biệt về cấu trúc cơ học, đó là động cơ servo có hình dáng dài, đường kính trục và rotor nhỏ hơn động cơ bình thường cùng công suất, momen
Hình 2.4 Cấu tạo động cơ Servo
Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay, đó là động cơ servo AC dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóc; Động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC; và động cơ servo AC không chổi than dựa trên nền tảng động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ
2.2.3.2 Đặc tính của động cơ Servo
- Tăng tốc độ đáp ứng
- Tăng khả năng đáp ứng
- Mở rộng vùng điều khiển
- Khả năng ổn định tốc độ
- Tăng khả năng chịu đựng của động cơ
2.2.3.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo Động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ quay liên tục nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90 o -
180 o Điều khiển động cơ là điều khiển độ rộng xung
2.2.3.4 Nguyên lý hoạt động của Encoder
Encoder là thiết bị quan trọng trong việc quản lý vị trí góc của các đĩa quay, như bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị nào cần xác định chính xác vị trí góc.
Encoder tuyệt đối xác định rõ ràng vị trí mà không cần xử lý thêm, với khả năng nhận biết chính xác vị trí của nó Encoder có thể có 1, 2 hoặc tối đa 3 vòng lỗ, và mỗi lần đi qua một lỗ, thiết bị sẽ được lập trình để đo đếm tăng lên 1 Do đó, loại encoder này được gọi là incremental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị), nhưng không thể cung cấp thông tin chính xác về vị trí.
Bộ động cơ Servo Panasonic Minas A5
Hình 2.6 Bộ động cơ Servo Minas A5
Hình 2.7 Driver Servo Panasonic MBDHT2510
Các thông số kĩ thuật chính:
Input Power: Single/3 phase, 200~240VAC ±10%, 50/60Hz
Phương thức điều khiển: IGBT PWM Sinusoidal wave driver
Encoder: tương đối 20-bit (1048576 xung/vòng)
Các dạng điều khiển: - Control signal
Chuẩn giao tiếp: USB, RS232, RS485
Panel điều khiển: MODE, SET, UP, DOWN, SHIFT
Các chế độ điều khiển: - Điều khiển vị trí
- Điều khiển vị trí và vận tốc
- Điều khiển vị trí và momen
- Điều khiển vận tốc và momen
11 2.3.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo MBDHT2510
Hình 2.8 Sơ đồ đấu nối động lực cho Driver Panasonic Minas A5
Hình 2.9 Sơ đồ kết nối các cổng trên Driver Panasonic Minas A5
Hình 2.10 Sơ đồ điều khiển vị trí Servo Panasonic Minas A5
Bộ động cơ SERVOPACK
Hình 2.11 Bộ ServoPack SGDA-02AP
2.4.1 Driver ServoPack Yakawa SGDA-02AP
Hình 2.12 Driver ServoPack SGDA-02AP
Các thông số kỹ thuật chính:
Input Power: 1 pha 230V ±10%, 50Hz~60Hz
Phương thức điều khiển: Single-phase, full-wave rectification IGBT-PWM
Encoder: Tương đối 2048 xung/vòng
Các dạng điều khiển: - Pulse signal
Các phương thức điều khiển: - Điều khiển vị trí
16 2.4.2 Sơ đồ đấu nối ServoPack
Hình 2.13 Sơ đồ nguồn của Driver ServoPack
Hình 2.14 Sơ đồ điều khiển ServoPack
Bộ động cơ Servo Omron
Hình 2.16 Driver Servo Omron R88D-UEP04V
Các thông số kỹ thuật chính:
Input Power: 1 pha 230V ±10%, 50Hz~60Hz
Phương thức điều khiển: PWM method based on IGBT
Encoder: Tuyệt đối 1024 xung/vòng
Các dạng điều khiển: - Pulse signal
Các phương thức điều khiển: - Điều khiển vị trí
20 2.5.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo Omron
Hình 2.17 Sơ đồ đấu nối động lực cho Servo Omron
Hình 2.18 Sơ đồ kết nối điều khiển vị trí của Driver Servo Omron
Bộ điều khiển ( PLC – FX5U )
PLC, hay còn gọi là Bộ điều khiển logic lập trình được, là một hệ thống điều khiển tự động có khả năng lập trình Chương trình điều khiển này được lưu trữ trong bộ nhớ ROM và có thể được nạp vào thông qua máy vi tính cá nhân.
Trong PLC, chức năng của bộ điều khiển được xác định bởi một chương trình nạp vào bộ nhớ, cho phép PLC thực hiện quá trình điều khiển dựa trên chương trình đã lập sẵn Cấu trúc và sơ đồ đấu dây của bộ điều khiển không phụ thuộc vào chức năng hay quá trình hoạt động, và tất cả các linh kiện cần thiết như cảm biến, công tắc, nút nhấn, tế bào quang điện, cùng các cơ cấu chấp hành như cuộn dây, đèn tín hiệu, bộ định thì và rơ le trung gian đều được kết nối với PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ chỉ cần điều chỉnh chương trình bên trong PLC, mang lại sự tiện lợi cho các kỹ sư thiết kế.
2.6.2 Sự ra đời và phát triển của PLC
Tự động hóa ngày càng trở nên quan trọng trong đời sống và ngành công nghiệp Nhờ những tiến bộ trong lý thuyết điều khiển tự động cùng với sự phát triển của các lĩnh vực như điện tử và tin học, ngành tự động đã đạt được trình độ cao Trong số nhiều hệ thống điều khiển, bộ điều khiển PLC nổi bật với khả năng phục vụ rộng rãi và phát triển mạnh mẽ.
Bộ điều khiển lập trình PLC được phát triển bởi nhóm kỹ sư của hãng General Motors vào năm 1968, với mục tiêu tạo ra một thiết bị đáp ứng các yêu cầu điều khiển kỹ thuật cao.
Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong các nhà máy công nghiệp
Cấu trúc dạng Module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa
Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp
Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên phải có kích thước nhỏ gọn hơn mạch role mà chức năng vẫn tương đương
Các chỉ tiêu này đã thu hút sự chú ý của các kỹ sư trong nhiều lĩnh vực, nghiên cứu khả năng ứng dụng của PLC trong ngành công nghiệp Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra một số tiêu chí cần thiết cho chức năng của PLC, đặc biệt là về phần mềm.
Các lệnh logic đơn giản được mở rộng với các lệnh tác vụ định thì và đếm, tiếp theo là các lệnh xử lý toán học, bảng dữ liệu, xung tốc độ cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lý thời gian thực và đọc mã vạch.
Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn
Vào năm 1976, PLC đã phát triển khả năng điều khiển ngõ vào và ngõ ra từ xa qua kỹ thuật truyền thông, với khoảng cách lên đến 200 mét Sự gia tăng ứng dụng của PLC trong ngành công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất hoàn thiện kỹ thuật của các dòng PLC, nâng cao tốc độ xử lý và hiệu suất ở mức độ khác nhau.
Các họ PLC đã tiến triển từ các thiết bị hoạt động độc lập với 20 ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các hệ thống PLC có cấu trúc mô-đun, giúp dễ dàng mở rộng chức năng chuyên dụng hơn.
Xử lý tín hiệu liên tục
Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước
Cấu trúc module của hệ thống điều khiển PLC cho phép mở rộng và nâng cấp với chi phí thấp, rất phù hợp trong bối cảnh Việt Nam đang dần loại bỏ hàng rào thuế quan và mở cửa hợp tác kinh tế Tuy nhiên, nền công nghiệp hiện đang đối mặt với nhiều thách thức do công nghệ lạc hậu Để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, nhà nước cần chú trọng đến ứng dụng và phát triển tự động hóa trong sản xuất Việc thay thế công nghệ cũ bằng hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC là một trong những giải pháp hiệu quả và phổ biến hiện nay.
2.6.3 Sơ lược về Seri Melsec IQ-F
Bộ điều khiển khả trình (PLC) của Mitsubishi Electric Corporation, nổi bật với tính năng điều khiển định vị vượt trội và lập trình thân thiện với người dùng, đã được cải tiến từ sê-ri MELSEC F thành sê-ri MELSEC IQ-F.
Từ sử dụng riêng lẻ cho đến ứng dụng trong hệ thống mạng, sê-ri MELSEC IQ-F nâng tầm doanh nghiệp của bạn lên nấc thang mới trong nghành
- Tuyến hệ thống tốc độ cao
- Các chức năng mở rộng gắn sẵn
- Chức năng bảo mật tăng cường
* Điều khiển dẫn động cao cấp
- Định vị gắn sẵn dễ dng (4-trục 200Kpps)
- Chức năng nội suy đơn giản
- Điều khiển đồng bộ 4 trục với mơ đun Chuyển động Đơn giản (khơng cần phần mềm định vị chuyên dụng)
* Môi trường lập trình trực quan
- Lập trình dễ dàng bằng cách kéo và thả
- Giảm thời gian phát triển với module FB
- Thiết lập parameter cho nhiều chức năng khác nhau
2.6.4 Các tính năng có sẵn trên IQ-F (FX-5U)
2.6.4.1 Hiệu suất CPU Động cơ thực hiện trình tự mới là cốt lõi của MELSEC IQ-F, có khả năng chạy các chương trình có cấu trúc và nhiều chương trình, cũng như hỗ trợ văn bản có cấu trúc và các khối chức năng ,v.v a) Đầu vào/ra Analog gắn sẵn
FX5U được trang bị đầu vào analog 2ch 12-bit và đầu ra analog 1ch Với thiết lập parameters, không cần lập trình
Chuyển dịch giá trị, mở rộng và đầu ra báo động cũng có thể được thiết lập dễ dàng bằng các parameters
27 b) Chức năng Ethernet gắn sẵn
Giao tiếp được thiết lập với các parameter và các chương trình được thực hiện bằng các lệnh chuyên dụng
Các chức năng của GX Works3 bao gồm chẩn đoán, SLMP, giao tiếp qua socket và thay đổi địa chỉ IP Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng ngăn chặn truy cập trái phép từ bên ngoài thông qua việc sử dụng mật khẩu từ xa.
Hình 2.20 Ví dụ về điều khiển biến tần với đầu ra analog
28 c) Khe Thẻ SD gắn sẵn
Một khe thẻ SD gắn sẵn thuận tiện đê cập nhật chương trình và sản xuất hàng loạt các thiết bị
Dữ liệu có thể được lưu trữ trên thẻ SD để hỗ trợ phân tích tình trạng hệ thống và tình hình sản xuất trong tương lai Bên cạnh đó, thiết bị còn có công tắc CHẠY/DỪNG/RESET giúp người dùng dễ dàng điều khiển hoạt động của hệ thống.
Công tắc CHẠY/DỪNG hiện nay tích hợp chức năng RESET, cho phép PLC khởi động lại mà không cần tắt nguồn điện chính, giúp sửa lỗi một cách hiệu quả Ngoài ra, thiết bị còn được trang bị cổng RS-485 sẵn có với chức năng MODBUS®.
Kết nối với các thiết bị nối tiếp lên đến 50 m thông qua cổng RS-485 tích hợp sẵn Hệ thống cho phép điều khiển tối đa 16 biến tần Mitsubishi bằng lệnh giao tiếp chuyên dụng Ngoài ra, chức năng MODBUS hỗ trợ kết nối với 32 thiết bị ngoại vi, bao gồm PLC, cảm biến và bộ điều chỉnh nhiệt.
Hình 2.21 Ví dụ về sản xuất hàng loạt các thiết bị sử dụng thẻ SD
Hình 2.22 Cổng RS485 trên PLC - FX5U f) Bảo mật
HMI GOT-1000
HMI, viết tắt của Human-Machine Interface, là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành và máy móc Mọi hình thức mà con người tương tác với máy móc đều được coi là HMI Ví dụ, màn hình cảm ứng trên lò vi sóng, hệ thống điều khiển số trên máy giặt, và bảng điều khiển từ xa trên TV đều là những ứng dụng của HMI.
GOT (Graphic Operation Terminal) là một bảng điều khiển điện tử tích hợp màn hình giám sát, nút vận hành, đèn báo, và khu vực hiển thị dữ liệu, cùng với nhiều chức năng khác.
GOT là một bảng điều khiển hệ thống điện tử, cho phép linh hoạt trong việc lắp đặt và vận hành các thiết bị cần thiết, đồng thời dễ dàng thay đổi, sửa chữa và tiết kiệm chi phí hơn so với các bảng điều khiển truyền thống.
2.7.3 Các thông số kỹ thuật chính
Sử dụng cho tất cả các loại MELSEC PLC và các loại PLC khác
Cho phép gõ chữ Unicode
Hỗ trợ cổng USB và thẻ nhớ
Khả năng liên kết mạng: MELSECNET/10
Cổng giao tiếp: RS232, RS422, RS485, USB
PHẦN MỀM SỬ DỤNG
Phần mềm GX-Works3
Phần mềm GX Works2 và GX Works3 là các phiên bản nâng cấp của GX Developer, hỗ trợ lập trình cho các dòng PLC Mitsubishi như FX1N, FX2N, FX3G, FX3U, FX5U, A-CPU và Q-CPU Sử dụng GX Works mang lại hiệu suất lập trình nhanh hơn và quản lý dự án trực quan hơn Ngoài ra, phần mềm này cung cấp nhiều tùy chọn ngôn ngữ lập trình đa dạng như Ladder, Structure, FBD/LD và SFC, giúp tăng cường khả năng lập trình.
GX Works3 đã cải tiến công cụ Debug và tính năng Protection, mang đến nhiều tính năng mới Điều này giúp bạn yên tâm rằng chương trình của mình sẽ không bị can thiệp.
Hình 3.1 Phần mềm GX-Works3
Dòng FX5U mang đến tính bảo mật cao hơn với các tính năng như mật khẩu mở dự án, mật khẩu đọc/ghi và tính năng bảo vệ bằng khóa, cho phép chỉ máy tính của bạn có thể truy cập.
GX Works3 hỗ trợ cấu hình đa dạng truyền thông Ethernet, RS485, cấu hình phát xung điều khiển vị trí, Servo, Step đơn giản hơn so với version cũ
Hình 3.2 Giao diện GX-Works3
1/ Thanh Menu: Được sử dụng thực hiện các chức năng như: Tạo chương trình mới, mở chương trình có sẵn, lưu chương trình, in chương trình, hoàn tác vụ trước đó, nạp chương trình vào PLC, đọc chương trình từ PLC về, bật tính năng giám sát online, cài đặt trạng thái CPU, reset CPU, chạy mô phỏng, Zoom in, Zoom out, kiểm tra gỡ lỗi CPU, hiện thị trạng thái làm việc của CPU
2/ Thanh công cụ: Bao gồm các lệnh cơ bản thường sử dụng nhất trên PLC, cho phép viết và giám sát ngay cả khi đang online Thanh công cụ này giúp người dùng có thể lập trình dễ dàng và nhanh chóng
3/ Thanh điều hướng : Hiện thị tất cả các tác vụ liên quan đến CPU của PLC, có thể cài đặt thông số Parameter cho các cổng truyền thông, bộ đếm phát xung,…
4/ Vùng viết chương trình: Là nơi để lập trình Ladder
5/ Công cụ hỗ trợ tìm kiếm và thay thế: Giúp chúng ta có thể tìm kiếm và thay thế một cách nhanh chóng trong các đoạn chương trình dài với hàng nghìn Ladder.
Phần mềm GT Designer 3
GT Designer là phần mềm hỗ trợ lập trình viên trong việc thiết kế giao diện màn hình GOT trên máy tính Phần mềm này cho phép người dùng chuyển chương trình đã thiết kế từ PC sang GOT để vận hành Bên cạnh đó, GT Designer còn cung cấp tính năng nhập dữ liệu từ GOT vào máy tính để chỉnh sửa hoặc nhập từ một dự án khác.
Hình 3.3 Giao diện phần mềm GT Designer 3
1/ Thanh Menu: Thực hiện các tác vụ bao gồm: Tạo Project mới, lưu chương trình, mở chương trình có sẵn, hoàn tác vụ trước đó, nạp chương trình vào GOT, đọc chương trình từ GOT về,…
2/ Vùng làm việc: Nơi thiết kế giao diện HMI và lập trình cho GOT
3/ Cửa sổ Screen: Hiện thị tất cả các màn hình và cửa sổ của Project đang thực hiện
4/ Cửa sổ cài đặt các thuộc tính: Đây là nơi chúng ta có thể cài đặt các thông số kích thước, tên, màu sắc, hình dạng,…
5/ Thanh công cụ: Cung cấp các công cụ trong quá trình lập trình
Phần mềm Labview 2016
Phần mềm LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) do công ty National Instruments phát triển, là một ngôn ngữ lập trình độc đáo, khác biệt so với các ngôn ngữ truyền thống như C hay Pascal LabVIEW sử dụng cú pháp trực quan thông qua hình ảnh trong môi trường soạn thảo, vì vậy còn được gọi là lập trình G (viết tắt của Graphical).
- Khối Boolean: Đại số Boole, chỉ có mức logic(biến) 0 và 1
- And (và): phép nhân logic
- Or(hoặc):phép cộng logic
- Not And(Nand): phép nhân logic rồi đảo biến kết quả
- Not Or (Nor): phép cộng logic rồi đảo biến kết quả
- So sánh bằng: x và y phải cùng loại với nhau Trả về TRUE nếu x bằng y Nếu không, hàm này trả về FALSE
- So sánh không bằng:x và y phải cùng loại với nhau Trả về TRUE nếu x khác y Nếu không, hàm này trả về FALSE
- So sánh lớn hơn: x và y phải cùng loại với nhau Trả về TRUE nếu x lớn hơn y Nếu không, hàm này trả về FALSE
- So sánh nhỏ hơn: x và y phải cùng loại với nhau Trả về TRUE nếu x nhỏ hơn y Nếu không, hàm này trả về FALSE
Hàm Select trả về giá trị dây từ các đầu vào t hoặc f, dựa trên giá trị của s Nếu s là TRUE, hàm sẽ trả về giá trị dây từ t; ngược lại, nếu s là FALSE, hàm sẽ trả về giá trị dây từ f.
Phần mềm SIGMAWIN +
SigmaWin+ là phần mềm chuyên dụng giúp cài đặt và giám sát Driver Servo Yakawa và Servo Omron Với giao diện thiết kế đơn giản và dễ sử dụng, người dùng có thể nhanh chóng cài đặt thông số cho Driver mà không cần phải sử dụng bàn phím của thiết bị.
- Thanh công cụ: Cho phép cài đặt các thông số Parameter Offline, Online, hiện thị màn hình cảnh báo lỗi, thông tin sản phẩm, Test Jog
- Motion Monitor: Hỗ trợ giám sát các thông số của Motor trong quá trình chuyển động như: Vị trí, tốc độ, momen,…
- Status Monitor: Giám sát trạng thái của Driver và Động cơ.
Phần mềm PANATERM 6.0
Similar to SigmaWin+, Panaterm 6.0 is software designed for the installation and monitoring of Panasonic Servo Drivers With an enhanced user interface, it supports a wide range of driver models and offers intuitive real-time monitoring graphs, along with rapid response times.
Hình 3.5 Giao diện Parameter của PANATERM 6.0
- Cho phép cài đặt tùy chọn các chế độ điều khiển của Driver: Vị trí, Momen, Tốc độ,…
- Cho phép cài đặt chọn chế độ xung Input: Photo Coupler Input hoặc Exclusive input for line driver
- Cho phép cài đặt thời gian thực quay về vị trí ban đầu (Auto Turning)
- Cho phép cài đặt bộ hộp số điện tử
Hình 3.6 Giao diện Monitor của PANATERM 6.0
Hiển thị tất cả trạng thái làm việc của Driver bao gồm tín hiệu vào vật lý, tín hiệu vào logic, tín hiệu ra vật lý, tín hiệu ra logic, thông số động cơ, trạng thái đầu vào Analog, các lỗi và cảnh báo, cùng với thông tin từ Encoder.
Hình 3.7 Giao diện Alarm của PANATERM 6.0
Hiển thị các cảnh báo của động cơ Cho phép cài đặt lại và xóa các lỗi liên quan đến Driver và động cơ
Hình 3.8 Giao diện WaveGraphic của PANATERM 6.0
Hiển thị giám sát trạng thái làm việc của động cơ trực quan bằng đồ thị
Hỗ trợ chạy thử kiểm tra tình trạng làm việc của động cơ và Driver
Hình 3.9 Giao diện Trial Run của PANATERM 6.0
Phần mềm Kepsever 6.0
Hình 3.10 Phần mềm KEPServerEX Version 6
Trong những năm qua, kiến trúc khách hàng đã tiến hóa từ một máy chủ OPC ứng dụng cụ thể thành một hệ thống kết nối phức tạp với nhiều máy chủ tích hợp Hệ thống này cho phép người dùng kiểm soát và giám sát dữ liệu tự động hóa công nghiệp tại nhiều địa điểm như sàn nhà máy, nhà máy xử lý, đường ống và các công trình xây dựng khác Đồng thời, sự phát triển của Internet công nghiệp của sự vật cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình này.
Công nghiệp 4.0 và IIoT đang thúc đẩy sự chuyển mình mạnh mẽ trong ngành sản xuất thông minh, mở ra những phương thức sáng tạo để tối ưu hóa hoạt động tại nhà máy Sự chuyển đổi này tập trung vào việc chuẩn hóa các giải pháp truyền thông, tạo ra một lớp kết nối hiệu quả để chuyển dữ liệu từ các thiết bị phần cứng như PLC, RTU, bộ điều khiển máy và cảm biến thông minh tới các ứng dụng phần mềm như SCADA, MES và nền tảng dữ liệu đám mây.
KEPServerEX V6 được phát triển nhằm giải quyết các thách thức về kết nối, cho phép nhiều khách hàng truy cập thông tin một cách hiệu quả hơn Phần mềm này có thể hoạt động như một lớp kết nối tích hợp hoặc một máy chủ độc lập, hỗ trợ doanh nghiệp trong việc quản lý dữ liệu toàn diện.
Dựa trên nhu cầu thị trường và phản hồi của khách hàng, chúng tôi tập trung vào sáu cải tiến quan trọng cho KEPServerEX V6:
Hỗ trợ đa ngôn ngữ
API cấu hình có lập trình từ xa
Công nghệ OPC UA nguyên gốc
Cấp phép, triển khai và bảo trì máy chủ được sắp xếp hợp lý
Cải thiện trải nghiệm người dùng
3.6.2 Kết nối KEPServerEX Version 6 với PLC FX – 5U a) Cài đặt trên GX-Works3
Hình 3.11 Cài đặt port Ethernet trên GX-Works3
Hình 3.12 Đặt địa chỉ IP cho port Ethernet
- Đầu tiên đặt địa chỉ IP cho PLC
- Thứ hai chọn
Hình 3.13 Add Module SLMP cho port Ethernet
- Đầu tiên kéo thả Module SLMP vào vị trí kết nối với PLC
- Tiếp theo đặt cổng Port cho Module
- Cuối cùng Save các cài đặt lại và nạp chương trình vào PLC
- Click chuột chọn “ Click to add a chanel”
Hình 3.14 Tạo channel mới cho dự án Kepware 6.0
Hình 3.16 Chọn kiểu kết nối phù hợp cho Kepware 6.0
- Tiếp theo đặt một tên bất kì cho dự án của mình
- Tiếp theo chọn Card mạng mà PC đã kết nối với PLC
- Sau đó chọn Next, sau đó Finish
- Tiếp theo chọn “ Click to add a device”
- Tiếp theo đặt tên cho dự án, sau đó chọn Next
Hình 3.17 Chọn dòng PLC phù hợp với dự án
- Chọn dòng PLC “IQ-F Series”
Hình 3.18 Đặt địa chỉ IP cần kết nối
- Đặt địa chỉ của PLC mà ta đã đặt trên GX-Works3
- Tiếp theo chọn “Next” cho tới hình dưới đây
Hình 3.19 Chọn giao thức và nhập số Port cần kết nối
- Mục IP Protocol chọn TCP/IP
- Mục Port Number nhập số port mà ta đã cài đặt trên GX-Works3
- Mục CPU chọn Local CPU
- Sau đó chọn “Next”cho đến khi hoàn thành
Hình 3.20 Giao diện tạo Tagname cho Kepware 6.0
- Để tạo Tagname ta Click chuột phải chọn “New Tag”
- Ở phần “Aliases” click chọn “Click to add an Aliases”
Hình 3.21 Giao diện kết nối Kepware
- Trong mục Name đặt tên cho dự án mình
- Trong mục Mapped to chọn địa chỉ của dự án muốn liên kết để truyền thông
- Như vậy là việc kết nối giữa Kepware 6.0 với PLC đã thành công, tiến hành tạo
TagName và viết chương trình cho PLC.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
Kích thước phần cứng hệ thống
Hình 4.1 Mặt trước của mô hình thí nghiệm
Hình 4.2 Mặt bên của mô hình thí nghiệm
Hình 3.5 Ốp mica dán Poster
Sơ đồ kết nối
4.2.1 Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị
Hình 4.6 Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị
68 4.2.2 Sơ đồ động lực của tủ
Hình 3.7 Sơ đồ động lực của tủ điện
69 4.2.3 Sơ đồ trên cửa tủ
Hình 4.8 Sơ đồ điện trên cửa tủ
Sơ đồ cấu trúc điều khiển
Hình 4.9 Sơ đồ cấu trúc điều khiển
Lưu đồ giải thuật
Hình 4.10 Lưu đồ giải thuật cất xe
Hình 4.11 Lưu đồ giải thuật lấy xe
TỔNG KẾT
Những công việc đã làm
Hình 4.12 Thi công phần cứng mô hình thí nghiệm
Hình 4.13 Thi công lắp đấu dây dẫn điện
Hình 4.14 Tiến hành lập trình hệ thống
Những kết quả đạt được
Hình 5.1 Mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động
Hình 5.2 Giao diện giám sát SCADA bằng Labview
Hình 5.3 Giao diện trên HMI GOT1000
- Điều khiển được PLC tự động gửi xe, lấy xe từ tín hiệu HMI
- Xử lý ảnh xử dụng Labview nhận dạng biển số xe
- Kết nối giữa PLC FX5U với Labview và HMI
- Tạo giao diện giám sát SCADA bằng Labview
- Thi công lắp ráp phần cứng mô hình thí nghiệm
- Xử lý được tình trạng mất điện của PLC
- Sử dụng PLC điều khiển vị trí Servo chính xác.
Những khó khăn
- Xử lý ảnh còn phụ thuộc vào ánh sáng
- Tốc độ giao tiếp giữa Labview và PLC còn thấp
- Chất lượng ảnh của camera còn kém
Cách khắc phục và hướng phát triển
- Sử dụng Camera tiêu chuẩn công nghiệp
- Sử dụng phần mềm bên thứ ba hỗ trợ kết nối PLC và Labview có bản quyền
- Giải quyết vấn đề hệ thống cơ khí khi lấy xe
- Giải quyết vấn đề bảo mật: Vân tay, khuôn mặt,…
