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: Kiều Minh Thiện MSSV: 14141299
Phạm Thanh Tuấn MSSV: 14141354
Chuyên ngành: Điện tử Công nghiệp Mã ngành: 141
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1
Khóa: 2014 Lớp: 14141DT3A
I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM LẮP ĐẶT
PHÔI
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
Các tài liệu về PLC, các module, thiết bị.
Mô hình mẫu trạm lắp đặt phôi lấy từ nguồn Internet.
2. Nội dung thực hiện:
Tìm hiểu về PLC Mitsubishi dòng A, tìm hiểu về mô hình thủy lực khí nén.
Tìm hiểu về các loại mô hình trạm lắp đặt phôi và lựa chọn mô hình.
Lắp đặt phần cứng mô hình sau khi đã lựa chọn.
Viết chương trình chạy mô hình điều khiển và giám sát trạm lắp đặt phôi.
Hoàn thành mô hình.
Đánh giá kết quả thực hiện.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/10/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/01/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Trần Văn Sỹ
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
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: Kiều Minh Thiện
Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141299
Họ tên sinh viên 2: Phạm Thanh Tuấn
Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141354
Tên đề tài: Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi.
Tuần/ngày Nội dung
Xác nhận
GVHD
1-6/10 Chọn đề tài
07-13/10 Viết đề cương chi tiết
14-20/10 Tìm hiểu mô hình lắp đặt phôi thực tế
21-25/10 Tìm hiểu sơ lược về khí nén
26-31/10 Tìm hiểu về PLC và các module
1/11-20/11 Tiến hành lắp đặt phần cứng
21-27/11 Viết code thực hiện chương trình
28/11-15/12 Chạy thử nghiệm mô hình và chỉnh sửa
16/12-20/12 Thiết kế giao diện trên GT Designer 3
21/12-7/1 Viết báo cáo
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)
Ths. Trần Văn Sỹ
i
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi – Kiều Minh Thiên và Phạm Thanh Tuấn cam đoan đây là công trình
nghiên cứu của chúng tôi dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Văn Sỹ. Các số liệu, kết
quả nêu trong ĐATN là trung thực và không được sao chép từ bất cứ công trình nào
khác.
SV thực hiện đề tài
Kiều Minh Thiện Phạm Thanh Tuấn
ii
LỜI CẢM ƠN
Tập thể nhóm xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Điện Tử Công
Nghiệp đã trang bị cho chúng em kiến thức và giúp đỡ chúng em giải quyết những khó
khăn trong quá trình làm đồ án.
Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Văn Sỹ đã tận tình giúp đỡ
trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiện. Nhóm xin
được phép gửi đến thầy lòng biết ơn và lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất. Kiến thức
và cái tâm nghề nghiệp của thầy đã không những giúp đỡ nhóm em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp mà còn là tấm gương sáng để nhóm em noi theo.
Cuối cùng, mặc dù đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đảm bảo thời
hạn nhưng do kiến thức còn hạn hẹp chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót, mong
Thầy/cô và các bạn sinh viên thông cảm. Nhóm mong nhận được những lời ý kiến của
Thầy/cô và các bạn sinh viên.
Nhóm chân thành cảm ơn!!!
SV thực hiện đồ án
Kiều Minh Thiện Phạm Thanh Tuấn
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii
MỤC LỤC..................................................................................................................... iii
MỤC LỤC HÌNH ........................................................................................................ viii
MỤC LỤC BẢNG..........................................................................................................xi
TÓM TẮT........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................................................1
1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu..................................................................1
1.2 Mục đích đề tài ................................................................................................1
1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài......................................................................1
1.3.1 Nhiệm vụ.....................................................................................................1
1.3.2 Giới hạn.......................................................................................................2
1.4 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................2
1.5 Tóm tắt đề tài...................................................................................................2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................3
2.2.1 Giới thiệu chung về PLC.................................................................................3
2.1.1 Tổng quan về PLC..........................................................................................3
2.1.1.1 Định nghĩa ...............................................................................................3
2.1.1.2 Cấu tạo.....................................................................................................3
2.1.2 Đặc điểm và vai trò của PLC..........................................................................4
2.1.2.1 Đặc điểm..................................................................................................4
2.1.2.2 Vai trò......................................................................................................5
2.1.3 PLC dòng A của hãng Mitsubishi ..................................................................5
2.1.3.2 Những tính năng chính ............................................................................7
2.1.2.3 Dãy sản phẩm ..........................................................................................7
iv
2.1.2.4 Các loại bộ nhớ........................................................................................9
2.2 Hệ thống khí nén .............................................................................................9
2.2.1 Nguồn khí nén.............................................................................................9
2.2.1.1 Máy nén khí..........................................................................................9
2.2.1.2 Bình trích chứa nén khí ......................................................................10
2.2.2 Các phần tử mạch điều khiển....................................................................11
2.2.2.1 Van đảo chiều........................................................................................11
2.2.2.2 Van tiết lưu............................................................................................12
2.3 Biến tần..........................................................................................................15
2.3.1 Tìm hiểu về biến tần..................................................................................15
2.3.2 Nguyên lý hoạt động của biến tần.............................................................15
2.3.3 Các tham số cài đặt ...................................................................................16
2.4 Relay trung gian (Rơ le) ................................................................................17
2.4.1 Khát quát về Relay....................................................................................17
2.4.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................18
2.5 Cảm biến quang.............................................................................................19
2.5.1 Giới thiệu về cảm biến quang ...................................................................19
2.5.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................19
2.5.3 Điều chỉnh độ nhạy của cảm biến quang ..................................................21
2.6 Băng tải..........................................................................................................22
2.7 Động cơ xoay chiều 3 pha quay băng tải ......................................................23
2.7.1 Giới thiệu về động cơ................................................................................23
2.7.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................24
2.8 Domino ..........................................................................................................24
2.9 Nguồn cung cấp.............................................................................................25
2.9.1 Nguồn xoay chiều .....................................................................................25
2.9.2 Nguồn một chiều.......................................................................................26
v
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH...............................................27
3.1 Giới thiệu.............................................................................................................27
3.2 Thiết kế sơ đồ khối ..............................................................................................28
3.3 Thiết kế và thi công các trạm trong hệ thống......................................................29
3.3.1 Trạm Master .................................................................................................29
3.3.1.1 Các module có trong trạm master..........................................................29
3.3.1.2 Thông số kỹ thuật của các module ........................................................30
3.2.1.3 Thiết kế trạm master..............................................................................32
3.3.2 Trạm điều khiển............................................................................................33
3.3.2.1 Các module có trong trạm điều khiển ...................................................33
3.3.2.2 Thông số kỹ thuật của các module ........................................................33
3.3.2.3 Thiết kế trạm điều khiển........................................................................35
3.3.3 Trạm giám sát...............................................................................................36
3.3.4 Băng tải.........................................................................................................39
3.3.4.1 Cơ cấu truyền động băng tải..................................................................39
3.3.4.2 Cơ cấu động cơ kéo băng tải .................................................................40
3.3.5 Trạm gắp phôi...............................................................................................40
3.3.5.1 Các cơ cấu có trong trạm gắp phôi........................................................40
3.3.5.1.1 Cơ cấu cánh tay quay gắp phôi: ...................................................40
3.3.5.1.2 Cơ cấu nâng cánh tay xoay gắp phôi ...........................................42
3.3.5.2 Phác thảo phần cơ khí............................................................................43
3.2.6 Trạm cung cấp phôi......................................................................................44
3.3.6.1 Các cơ cấu có trong trạm cung cấp phôi ...............................................44
3.3.6.1.1 Mặt bệ đẩy phôi............................................................................44
3.3.6.1.2 Ống cung cấp phôi .......................................................................46
3.3.6.1.3 Cơ cấu đẩy phôi ...........................................................................46
3.3.7 Thiết kế phần khuôn và phôi ........................................................................49
vi
3.3.8 Trạm biến tần FR- E500...............................................................................51
3.3.9 Các thiết bị ngoại 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 Nguồn .........................................................................................................56
3.3.12 Sơ đồ bố trí các trạm trên mô hình.............................................................57
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ........................................................................58
4.1 Giới thiệu.......................................................................................................58
4.2 Thi công hệ thống..........................................................................................58
4.2.2 Thi công phần mô hình. ............................................................................60
4.2.2.1 Thi công phần băng tải .......................................................................60
4.2.2.2 Thi công khối cung cấp phôi ..............................................................61
4.2.2.3 Thi công khối gắp phôi.......................................................................61
4.2.2.4 Thi công khối van điện từ...................................................................62
4.2.2.5 Thi công phần khuôn..........................................................................62
4.2.2.6 Tổng quan mô hình.............................................................................63
4.2.3 Lập trình hệ thống. ....................................................................................64
4.2.3.1 Yêu cầu hệ thống................................................................................64
4.2.3.2 Danh sách thiết bị...............................................................................65
4.2.3.3 Lưu đồ thuật toán................................................................................65
4.2.3.4 Phần mềm lập trình PLC Mitsubishi..................................................70
4.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng...........................................................................79
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ ...............................................80
5.1 Giới thiệu.......................................................................................................80
5.2 Kết quả đạt được............................................................................................80
5.2.1 Giao diện giám sát.....................................................................................80
vii
5.2.2 Bảng điều khiển.........................................................................................81
5.2.3 Kết quả mô hình........................................................................................82
5.3 Nhận xét – đánh giá.......................................................................................83
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..............................................84
6.1 Kết luận..........................................................................................................84
6.2 Hướng phát triển............................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................85
viii
MỤC LỤC HÌNH
Hình 2. 1 Cấu trúc cơ bản của PLC.................................................................................4
Hình 2. 2 Lịch sử phát triển của các dòng PLC Mitsubishi ............................................6
Hình 2. 3 Máy nén khí...................................................................................................10
Hình 2. 4 Bình lọc khí ...................................................................................................11
Hình 2. 5 Van 5/2 ..........................................................................................................11
Hình 2. 6 Hình ảnh van điện từ thực tế .........................................................................12
Hình 2. 7 Hình ảnh van tiết lưu .....................................................................................12
Hình 2. 8 Xi lanh kẹp Artac...........................................................................................13
Hình 2. 9 Xi lanh xoay ..................................................................................................14
Hình 2. 10 Xi lanh 1 tia .................................................................................................14
Hình 2. 11 Xi lanh 2 tia .................................................................................................14
Hình 2. 12 Sơ đồ nguyên lý biến tần cơ bản .................................................................15
Hình 2. 13 Biến tần Mitsubishi E500 ............................................................................17
Hình 2. 14 Relay trung gian thực tế ..............................................................................18
Hình 2. 15 Mô tả hoạt động cảm biến quang ................................................................19
Hình 2. 16 Lượng ánh sáng nhận về sẽ được chuyển tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc
dòng điện) và sau đó được khuếch đại. .........................................................................20
Hình 2. 17 Sensor xuất tín hiệu ra báo có vật nếu mức điện áp lớn hơn mức ngưỡng .20
Hình 2. 18 Băng tải ngoài thực tế..................................................................................23
Hình 2. 19 Động cơ 3 pha cỡ nhỏ..................................................................................23
Hình 2. 20 Domino công nghiệp ...................................................................................24
Hình 2. 21 Mô tả điện áp...............................................................................................25
Hình 2. 22 Nguồn 24V DC 10.......................................................................................26
Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống ................................................................................28
Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý module A1SH42.................................................................32
Hình 3. 3 Sơ đồ chân nút nhấn ......................................................................................33
Hình 3. 4 Sơ đồ chân đèn ..............................................................................................34
Hình 3. 5 Sơ đồ chân công tắc xoay 2 vị trí ..................................................................35
Hình 3. 6 Bản vẽ thiết kế trạm điều khiển (35x24cm) ..................................................35
Hình 3. 7 Mô hình trạm điều khiển ...............................................................................36
Hình 3. 8 Một bên của bộ khớp nối giữa băng tải và động cơ ......................................39
ix
Hình 3. 9 Mặt chiếu đứng của khung băng tải ..............................................................39
Hình 3. 10 Dây đai đã được kết nối vô khớp nối ..........................................................40
Hình 3. 11 Mô phỏng 3D cơ cấu kéo của động cơ........................................................40
Hình 3. 12 Bản vẽ cánh tay quay...................................................................................42
Hình 3. 13 Khớp nối giữa xi lanh đẩy và xoay..............................................................42
Hình 3. 14 Cánh tay quay gắp phôi ...............................................................................43
Hình 3. 15 Tay gắp ........................................................................................................43
Hình 3. 16 Cơ cấu nâng tay gắp phôi ............................................................................44
Hình 3. 17 Bản vẽ mặt bệ đẩy phôi. ..............................................................................45
Hình 3. 18 Bản vẽ ống cung cấp phôi ...........................................................................46
Hình 3. 19 Bản vẽ cơ cấu đẩy phôi................................................................................47
Hình 3. 20 Mặt bệ đẩy phôi...........................................................................................47
Hình 3. 21 Ống cung cấp phôi.......................................................................................48
Hình 3. 22 Cơ cấu đẩy phôi...........................................................................................49
Hình 3. 23 Cơ cầu chặn khuôn bằng 2 xi lanh ..............................................................49
Hình 3. 24 Biến tần Mitsubishi FR-E500......................................................................51
Hình 3. 25 Động cơ OM 4IK25GN-SWM....................................................................52
Hình 3. 26 Cụm relay trung gian...................................................................................53
Hình 3. 27 Cụm cảm biến..............................................................................................53
Hình 3. 28 Sơ đồ đấu nối đường khi van điện từ ..........................................................55
Hình 3. 29 Nguồn 24VDC-10A.....................................................................................56
Hình 3. 30 Sơ đồ bố trí trên mô hình.............................................................................57
Hình 4. 1 Sơ đồ điện toàn hệ thống ...............................................................................59
Hình 4. 2 Mô hình băng tải sau khi hoàn tất .................................................................60
Hình 4. 3 Mô hình cung cấp phôi..................................................................................61
Hình 4. 4 Mô hình khối gắp phôi ..................................................................................61
Hình 4. 5 Khối van điện từ ............................................................................................62
Hình 4. 8 Khuôn sau khi gia công .................................................................................62
Hình 4. 9 Mô hình phôi thực tế .....................................................................................63
Hình 4. 10 Toàn bộ mô hình sau khi được lắp ráp........................................................63
Hình 4. 11 Lưu đồ chương trình chính..........................................................................66
Hình 4. 12 Lưu đồ chế độ tự động.................................................................................67
x
Hình 4. 13 Lưu đồ chương trình con chạy tay...............................................................68
Hình 4. 14 Lưu đồ chương trình con gắp phôi đợt 2.....................................................69
Hình 4. 15 Lưu đồ chương trình con gắp phôi ..............................................................70
Hình 4. 16 Giao diện chính phần mềm..........................................................................71
Hình 4. 17 Giao diện tạo dự án mới ..............................................................................71
Hình 4. 18 Giao diện chon các loại PLC.......................................................................72
Hình 4. 19 Giao diện lập trình.......................................................................................72
Hình 4. 20 Cài đặt setup cách liên kết với PLC ............................................................73
Hình 5. 1 Giao diện màn hình giám sát.........................................................................80
Hình 5. 2 Màn hình chính giao diện giám sát ...............................................................81
Hình 5. 3 Bảng điều khiển sau khi đã thi công xong.....................................................81
Hình 5. 4 Phôi đã được xi lanh đẩy ra chờ ....................................................................82
Hình 5. 5 Phôi được xi lanh kẹp gắp đi.........................................................................82
Hình 5. 6 Phôi được đưa đến vị trí khuôn .....................................................................83
xi
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Các Module CPU ............................................................................................7
Bảng 2. 2 Các Module nguồn cung cấp...........................................................................7
Bảng 2. 3 Các module ngõ vào........................................................................................8
Bảng 2. 4 Các module ngõ ra ..........................................................................................8
Bảng 2. 5 Bảng tham số cài đặt biến tần Mitsubishi FR-E500 .....................................17
Bảng 2. 6 Set up cảm biến.............................................................................................22
Bảng 3. 1 Module A1SJHCPU......................................................................................30
Bảng 3. 2 Module A1SH42 ...........................................................................................30
Bảng 3. 3 Sơ đồ chân module A1SH42.........................................................................31
Bảng 3. 4 Thiết bị nút nhấn ...........................................................................................33
Bảng 3. 5 Thiết bị đèn ...................................................................................................34
Bảng 3. 6 Thiết bị công tắc xoay 2 vị trí .......................................................................34
Bảng 3. 7 Thông số kỹ thuật biến tần FR-E500 ............................................................52
Bảng 3. 8 Chức năng chân của biến tần ........................................................................52
Bảng 3. 9 Thông số kỹ thuật động cơ............................................................................53
Bảng 3. 10 Thông số relay.............................................................................................53
Bảng 3. 11 Thông số cảm biến lazer .............................................................................54
Bảng 3. 12 Thông số cảm biến lazer .............................................................................55
Bảng 4. 1 Danh sách thiết bị..........................................................................................65
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
TÓM TẮT
Ngày nay, trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước thì vai trò
của tự động hóa được xem là một trong những lĩnh vực chủ đạo nhận được sự quan tâm
lớn. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tự động hóa ngày nay không chỉ gói gọn ở
một ngành như cơ khí, điện, điện tử, tin học… Mà là sự kết hợp hài hòa của tất cả các
ngành trên. Chính sự kết hợp hài hòa đó tự động hóa đã đạt được nhiều thành tích cao.
Hãng Festo (Đức) đã chế tạo ra mô hình trạm MPS (Modular Production System).
Trạm MPS là một hệ thống gồm có 9 trạm, nó là một quá trình sản xuất gia công có tính
chất liên tục, từ việc cấp phôi, gia công, lắp rắp đến phân loại sản phẩm, gắn liền với
quá trình sản xuất trên thực tế. Trạm MPS là sự kết hợp hài hòa giữa điện, điện tử, cơ
khí, tin học, thủy lực, khí nén và kỹ thuật lập trình PLC mô phỏng và giám sát…
Với những ưu điểm trên nhóm thực hiện chọn đề tài “Ứng dụng PLC điều khiển
và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi” để nghiên cứu, mở rộng và trau dồi kiến thức
chuyên ngành. Trong đề tài trên nhóm sẽ nghiên cứu về một phần của hệ thống trạm
MPS để thiết kế hệ thống lắp đặt phôi điều bằng PLC kết hợp phần mềm GT Designer
3 để giám sát trạng thái của hệ thống.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
Trong bối cảnh khoa học công nghệ ngày càng phát triển, tự động hóa cũng là lĩnh
vực được chú trọng phát triển và luôn giữ một vai trò quan trọng trong sản xuất công
nghiệp. Đòi hỏi tay nghề kỹ sư ngày càng cao, hiểu biết sâu rộng về nhiều lĩnh vực điện,
điện tử, cơ khí, tin học, thủy lực, khí nén. Để tiếp cận với những với những lĩnh vực đó
nhóm đã chọn thiết kế một phần của hệ thống MPS.
1.2 Mục đích đề tài
Khảo sát hệ thống MPS và xây dựng hệ thống trạm lắp đặt phôi. Thiết kế và thi
công được mô hình dùng PLC Mitsubishi, trạm điều khiển kết hợp PC để làm giao diện
giám sát hệ thống.
1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
1.3.1 Nhiệm vụ
 Khảo sát dòng sản phẩm tự động hóa của Mitsubishi:
 Phần cứng :
+ Tìm hiểu PLC Mitsubishi dòng A.
+ Tìm hiểu hệ thống thủy lực khí nén.
+ Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của động cơ 3 phase, biến tần
Mitsubishi dòng E, cảm biến quang và hệ thống đóng cắt điện qua
relay trung gian.
 Phần mềm :
+ Phần mềm lập trình cho PLC Mitsubishi: GX Developer.
+ Phầm mềm GT Designer 3 lập trình giao diện cho trên PC.
+ Thiết kế và thi công phần cơ mô hình trạm lắp đặt phôi.
+ Thiết kế giao diện điều khiển trên PC và lập trình điều khiển.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2
1.3.2 Giới hạn
Mô hình được thiết kế với những thông số cơ bản: kích thước mô hình, lựa chọn
thiết bị đáp ứng nhu cầu vận hành về quy trình phục vụ cho chương trình điều khiển và
giám sát mà không đi sâu vào tính toán dòng điện, điện áp để lựa chọn thiết bị cũng như
tính toán về cơ khí.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp:
 Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.
 Phương pháp thực nghiệm khoa học.
 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm.
1.5 Tóm tắt đề tài
Với mục tiêu đã đề ra như trên, đề tài tốt nghiệp được xây dựng với bố cục như
sau:
 Chương 1: Tổng quan về đề tài.
 Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
 Chương 3: Tính toán và thiết kế và thi công mô hình thực tập.
 Chương 4: Thi công hệ thống.
 Chương 5: Kết quả-nhận xét-đánh giá.
 Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2.1 Giới thiệu chung về PLC
2.1.1 Tổng quan về PLC
2.1.1.1 Định nghĩa
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic khả trình thuộc
loại điều khiển bán dẫn tự động theo chương trình người dùng. PLC sử dụng bộ nhớ khả
trình để lưu trữ chương trình và thực hiện yêu cầu điều khiển. PLC có thể coi là một
máy tính được thiết kế hoạt động tin cậy trong môi trường công nghiệp.
2.1.1.2 Cấu tạo
Bộ xử lý (CPU)
Để đáp ứng được yêu cầu đã nêu thì PLC cần phải có CPU như một máy tính thực thụ.
CPU được xem là bộ não của PLC, nó quyết định tốc độ xử lý cũng như khả năng điều
khiển chuyên biệt của PLC.
CPU là nơi đọc tín hiệu ngõ vào từ khối vào, xử lý và xuất tín hiệu tới khối ra. CPU còn
chứa các khối chứa năng phổ biến như Counter, Timer, lệnh toán học, chuyển đổi dữ
liệu… và các hàm chuyên dụng.
Khối vào (Module Input)
Có hai loại ngõ vào là ngõ vào số DI (Digital Input) và ngõ vào tương tự AI (Analog
Input).
Ngõ vào DI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu dạng nhị phân như: công tắc, nút nhấn,
công tắc hành trình, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận.
Ngõ vào AI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu liên tục như: các loại cảm biến nhiệt
độ, áp suất, khoảng cách, độ ẩm. Khi kết nối cần chú ý đến sự tương thích giữa tín hiệu
ngõ ra cảm biến với tín hiệu vào mà module AI có thể đọc được. Mỗi module AI sẽ có
khả năng đọc tín hiệu tương tự khác nhau: đọc dòng điện, điện áp, tổng trở. Một thông
số quan trọng khác của các module AI là độ phân giải, thông số này cho biết độ chính
xác khi thực hiện chuyển đổi ADC.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4
Khối ra
Có 2 loại ngõ ra là ngõ ra số DO (Digital Output) và ngõ ra tương tự AO (Analog
Output).
Ngõ ra DO kết nối với các cơ cấu chấp hành điều khiển theo quy tắc On/Off như: đèn
báo, chuông, van điện, động cơ không điều khiển tốc độ
Ngõ ra AO kết nối với các cơ cấu chấp hành cần tín hiệu điều khiển liên tục: biến tần,
van tuyến tính
Hình 2. 1 Cấu trúc cơ bản của PLC
2.1.2 Đặc điểm và vai trò của PLC
2.1.2.1 Đặc điểm
Ưu điểm
- Khả năng điều khiển chương trình linh hoạt. Khi cần thay đổi yêu cầu, đối tượng
điều khiển chỉ cần thay đổi chương trình thông qua việc lập trình.
- Số lượng Timer, Counter, Relay trung gian rất lớn. PLC còn hỗ trợ nhiều khối
hàm có chức năng chuyên dụng: phát xung tốc độ cao, bộ đếm tốc độ cao, bộ điều khiển
PID…
- Tiết kiệm thời gian nối dây, mạch điều khiển lúc này đã được thay thế hoàn toàn
bằng chương trình PLC.
- Cấu trúc dạng Module giúp PLC có tính năng mềm dẻo, không bị cứng hóa về
phần cứng. Người dùng dễ dàng lựa chọn những module nào cần thiết với yêu cầu điều
khiển hiện tại giúp tiết kiệm chi phí. Cấu trúc dạng module của PLC giúp việc mở rộng
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5
quy mô điều khiển đơn giản, tiết kiệm, không cần phải trang bị CPU mới. Tuy nhiên khi
mở rộng cần chú ý tới khả năng kết nối tối đa của CPU.
- Khả năng truyền thông, nối mạng với máy tính hay với PLC khác. Khả năng này
đáp ứng yêu cầu điều khiển, giám sát từ xa, xây dựng hệ thống SCADA.
- Hoạt động với độ tin cậy cao, tuổi thọ cao, chống nhiễu tốt trong môi trường công
nghiệp.
Nhược điểm
- Phạm vi ứng dụng hạn chế do giá thành cao nên không đáp ứng các yêu cầu điều
khiển đơn giản. Với những yêu cầu này thì bộ điều khiển tiếp điểm sẽ hiệu quả kinh tế
hơn.
- Yêu cầu người lắp đặt ban đầu, lập trình phải có hiểu biết chuyên môn về PLC.
2.1.2.2 Vai trò
Với những ưu nhược điểm như đã nêu trên, PLC thể hiện ưu điểm vượt trội và hiện
nay đã thay thế hệ thống điều khiển tiếp điểm truyền thống trong các nhà máy, dây
chuyền công nghệ. Việc thay thế này giúp hệ thống hoạt động tin cậy và hiệu quả hơn,
tiết kiệm nhân công và tránh những thao tác sai của người vận hành.
2.1.3 PLC dòng A của hãng Mitsubishi
Dạng module
PLC dòng A được coi là sản phẩm đầu tiên khoảng năm 1980 của hãng Mitsubishi chỉ
sau K-series. Dù là đã ra đời từ lâu nhưng không phải vì thế mà không được lựa chọn sử
dụng cho các thiết bị công nghiệp hiện nay. PLC dòng A vẫn được kết hợp đầy đủ mọi
tính năng, module đi kèm, sự hoạt động nhạy bén của nó vẫn được người dùng ưa
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6
chuộng. Có lẻ thuộc dạng module đầu tiên nên độ cồng kềnh hơn so với cái dòng sau
như Q, Fx. [2]
Khả năng đa dạng
Có thể phối hợp PLC CPU (cơ bản & nâng cao), Motion, Process Controllers và ngay
cả PC vào trong một hệ thống duy nhất lên đến 4 CPU khác nhau. Điều này tạo cho
người sử dụng sự chọn lựa hướng điều khiển, ngôn ngữ lập trình – tất cả cùng chung
trên một nền tảng duy nhất.[2]
Linh động và phân cấp là đặc tính thiết kế chủ chốt làm cho dòng Q thực sự là một nền
tảng tự động hóa duy nhất. Người dùng có thể sử dụng trong điều khiển đơn giản các
loại máy móc riêng lẻ hoặc quản lý toàn bộ thiết bị tất cả cùng trên một nền tảng phần
cứng.[2]
Hình 2. 2 Lịch sử phát triển của các dòng PLC Mitsubishi
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7
2.1.3.2 Những tính năng chính
 Tốc độ xử lý lên đến 0,33us/LD.
 Điều khiển tiến trình, lập trình online.
 Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT
 Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC-link, MELSECNET-H
 Khả năng mở rộng đến 4096 I/O.
 Điều khiển tiến trình, lập trình online.
 Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT
 Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC-link, MELSECNET-H
 Khả năng mở rộng đến 4096 I/O.
 Bước lập trình max 30K steps.
 Timer (T): 256 điểm
 Counter (C): 256 điểm
2.1.2.3 Dãy sản phẩm
Kiểu CPU Bộ nhớ CT Số điểm vào/ra
CPU DÒNG AnSHCPU
A1SJHCPU 8k Steps 4096 points
A1SHCPU 8k steps 4096 points
A2SHCPU 14k steps 4096 points
A2SHCPU-S1 30k steps 4096 points
Bảng 2. 1 Các Module CPU
 Các module nguồn cung cấp:
Tên module Đầu vào Đầu ra
A1S61P 100V - 240VAC 5VDC 5A
A1S62P 100V - 240VAC
5VDC 3A/24VDC
0.6A
A1S63P 24VDC 5VDC 5A
A1S61PEU 200-240VAC 5VDC 5A
A1S62PEU 200-240VAC
5VDC 3A/24VDC
0.6A
A1S61PN 100-240VAC 5VDC 5A
A1S62PN 100-240VAC
5VDC 3A/24VDC
0.6A
Bảng 2. 2 Các Module nguồn cung cấp
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8
 Các module ngõ vào:
Số
ngõ
vào
100 đến
120V AC
100 đến
220V AC
24V DC
12/24V
DC/AC
5VDC
12/24V
DC
8
A1SX48Y18*
A1SX48Y58*
16
A1SX10
A1SX10EU
A1SX20
A1SX20EU
A1SX40-S1
A1SX40-S2
A1SX80-S1
A1SX80-S2
A1SX30
A1SX40
A1SX80
32
A1SX41-S2
A1SX81-S2 A1SX71
A1SX41
A1SX71
A1SX81
A1SH42*
64 A1SX42-S2 A1SX42
Bảng 2. 3 Các module ngõ vào
*1: thông số kỹ thuật ngõ vào cho các module tích hợp I/O.
Số
ngõ
ra
Transit
or 5 đến
24VDC
Triac 100
đến
240VAC
Transistor
12 đến
24VDC
(Sink)
Transistor
5 đến
48VDC
(Sink/source)
Transistor
24VDC
(Sink)
Transisto
r
12 đến
24VDC
(Source)
8
A1SX48
Y58*
16
A1SY60
E
A1SY22
A1SY28A
A1SY28A
UE
A1SY40
A1SY50
A1SY68A
A1SY60
A1SY80
32 A1SY41
QY71
A1SY81
A1SH42*
64
A1SY42
Bảng 2. 4 Các module ngõ ra
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9
*2: Thông số kỹ thuật ngõ ra cho các module tích hợp I/O.
2.1.2.4 Các loại bộ nhớ
Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ lưu chương trình và tham số cho một module CPU
hoạt động, một chương trình hoạt động được thực thi bằng việc đưa chương trình được
lưu trong bộ nhớ chương trình đến bộ nhớ cache chương trình.
Bộ nhớ cache: Một bộ nhớ cho chương trình hoạt động. Một chương trình hoạt
động được thực thi bằng việc đưa chương trình được lưu trong bộ nhớ chương trình đến
bộ nhớ cache chương trình.
RAM tiêu chuẩn: Một bộ nhớ dùng để sử dụng thanh ghi tệp, biến cục bộ, lấy mẫu
truy dấu mà không cần thẻ nhớ. Sử dụng RAM tiêu chuẩn như là một thanh ghi tệp tạo
khả năng truy nhập tốc độ cao như ghi dữ liệu. RAM tiêu chuẩn còn được sử dụng để
lưu trữ cho module thu thập lịch sử lỗi.
Standard ROM: Một bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu như các tham số và chương
trình.
Thẻ nhớ (RAM): Dùng để lưu trữ trên biến cục bộ, gỡ lỗi dữ liệu, dữ liệu truy dấu
SFC, và dữ liệu lịch sử lỗi với các tham số và chương trình.
Thẻ nhớ (ROM): Card flash dùng để lưu trữ tham số, chương trình và thanh ghi
tệp. Một card ATA lưu trữ các tham số, chương trình, và dữ liệu người dùng của bộ điều
khiển khả trình (tệp bình thường).
2.2 Hệ thống khí nén
2.2.1 Nguồn khí nén
2.2.1.1 Máy nén khí
Khái niệm: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lượng cơ học của
động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén
và nhiệt năng.
Phân loại:
 Theo áp suất:
o Máy nén khí áp suất thấp: p<=15 bar
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10
o Máy nén khí áp suất cao: p>=15 bar
o Máy nén khí áp suất rất cao: p>=30 bar
 Theo nguyên lý hoạt động:
o Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu
pittong, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén
khí kiểu trục vít.
o Máy nén khí kiểu tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khi theo
chiều trục.
Hình 2. 3 Máy nén khí
2.2.1.2 Bình trích chứa nén khí
Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phận lưu
trữ để sử dụng. Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy
nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11
Hình 2. 4 Bình lọc khí
2.2.2 Các phần tử mạch điều khiển
2.2.2.1 Van đảo chiều
Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng, mới hay
chuyển đổi vị trí, để thay đổi vị trí, để thay đổi hướng của dòng năng lượng.
Hình 2. 5 Van 5/2
Khi chưa cấp điện vào cổng điều khiển 14, dưới tác dụng của lực lò xo van hoạt
động ở vị trí bên phải, lúc đó cửa số 1 thông với cửa số 2 và cửa 4 thông với cửa 5, cửa
số 3 bị chặn. Khi ta cấp điện vào cửa điều khiển 14 van 5/2 đảo trạng thái làm cửa 1
thông với cửa 4, cửa 2 thông với cửa 3 và cửa 5 bị chặn. [9]
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12
Hình 2. 6 Hình ảnh van điện từ thực tế
2.2.2.2 Van tiết lưu
Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức là điều chỉnh vận
tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lưu cũng có nhiệm vụ
điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều. Nguyên lý làm việc của van
tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện.
Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay.
Nguyên lý hoạt động:
Tiết diện chảy Ax thay đổi bằng điều chỉnh vít điều chỉnh bằng tay. Khi dòng khí nén từ
A qua B, lò xo đẩy màng chắn xuống và dòng khí nén chỉ đi qua tiết diện Ax. Khi dòng
khí nén đi từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lò xo đẩy màng chắn lên và như vậy
dòng khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa màn chắn, lưu lượng không
được điều chỉnh.
Hình 2. 7 Hình ảnh van tiết lưu
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 13
2.2.2.3 Xylanh khí nén
Xi lanh khí nén là dạng cơ cấu vận hành có chức năng biến đổi năng lượng tích lũy
trong khí nén thành động năng cung cấp cho các chuyển động. Xi lanh khí nén hay còn
được gọi là pen khí nén là các thiết bị cơ học tạo ra lực, thường kết hợp với chuyển động,
và được cung cấp bởi khí nén (lấy từ máy nén khí thông thường).
Để thực hiện chức năng của mình, xy lanh khí nén truyền một lực lượng bằng cách
chuyển năng lượng tiềm năng của khí nén vào động năng. Điều này đạt được bởi khí
nén có khả năng nở rộng, không có đầu vào năng lượng bên ngoài, mà chính nó xảy ra
do áp lực được thiết lập bởi khí nén đang ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển. Sự giãn
nở không khí này làm cho piston di chuyển theo hướng mong muốn.
Xi lanh khí nén cũng có nhìu loại thiết kế khác nhau cho phù hợp yêu cầu chế tạo
máy như xi lanh vuông, xi lanh tròn, xi lanh kẹp, xi lanh compact, xi lanh xoay, xi lanh
trượt...
Hình 2. 8 Xi lanh kẹp Artac
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 14
Hình 2. 9 Xi lanh xoay
Hình 2. 10 Xi lanh 1 tia
Hình 2. 11 Xi lanh 2 tia
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 15
2.3 Biến tần
2.3.1 Tìm hiểu về biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện
xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.
2.3.2 Nguyên lý hoạt động của biến tần
Sau đây là trình tự hoạt động cơ bản của biến tần. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều
1 phase hay 3 phase được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn
này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất
cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.
Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 phase đối
xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực
có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của
công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể
lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt
động cơ. [6]
Hình 2. 12 Sơ đồ nguyên lý biến tần cơ bản
Hệ thống điện áp xoay chiều 3 phase ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần
số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật
nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp -
tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp
là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù
hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện
áp.[6]
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 16
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện
bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ
xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.[6]
Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù
hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích
hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám
sát trong hệ thống SCADA.[6]
2.3.3 Các tham số cài đặt
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 17
Bảng 2. 5 Bảng tham số cài đặt biến tần Mitsubishi FR-E500
Hình 2. 13 Biến tần Mitsubishi E500
2.4 Relay trung gian (Rơ le)
2.4.1 Khát quát về Relay
Relay trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp
điểm. Relay trung gian còn gọi là relay kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng
điện. Gọi là một công tắc vì relay có hai trạng thái ON và OFF. Relay ở trạng thái ON
hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua relay hay không.[7]
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 18
Hình 2. 14 Relay trung gian thực tế
Các loại relay trung gian:
 Relay trung gian 12V.
 Relay trung gian 8 chân.
 Relay trung gian 14 chân.
 Relay trung gian 220V.
2.4.2 Nguyên lý hoạt động
o Cấu tạo của relay trung gian:
Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn
dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp
và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều
chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.[7]
o Nguyên lý hoạt động:
 Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên
trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên
trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái
của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy vào thiết
kế.[7]
 Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn
dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển
rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát
có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.[7]
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 19
o Công dụng của relay trung gian:
Công dụng của Rơle trung gian là làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch
điện cho một thiết bị khác.
2.5 Cảm biến quang
2.5.1 Giới thiệu về cảm biến quang
Cảm biến quang điện được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy công
nghiệp để phát hiện từ xa vật thể, đo lường khoảng cách hoặc tốc độ di chuyển của đối
tượng. Tín hiệu quang được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử
ở cực catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào. Có thể hiểu cảm biến Quang
điện (Photoelectric Sensor, PES) nói một cách nôm na, thực chất chúng là do các linh
kiện quang điện tạo thành. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của cảm biến
quang, chúng sẽ thay đổi tính chất.[8]
2.5.2 Nguyên lý hoạt động
Hình 2. 15 Mô tả hoạt động cảm biến quang
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 20
Hình 2. 16 Lượng ánh sáng nhận về sẽ được chuyển tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc
dòng điện) và sau đó được khuếch đại.
Hình 2. 17 Sensor xuất tín hiệu ra báo có vật nếu mức điện áp lớn hơn mức
ngưỡng
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 21
2.5.3 Điều chỉnh độ nhạy của cảm biến quang
% Chỉnh
Cài đặt độ nhạy chỉ bằng cách chạm một nút. Khi giá trị cường độ ánh sáng dao
động do bụi hoặc độ lệch, bạn có thể điều độ nhạy theo phần trăm cố định. (+/-
99%).
Chức năng chuyển đổi
Điều chỉnh cường độ ánh sáng nhận hiện tại đến "0". Ví dụ. bạn có thể chỉnh cường
độ ánh sáng nhận được là 0 từ một cảm biến phản xạ để vùng nền hiển thị "0". Chức
năng này hiệu quả khi chỉ có khác biệt nhỏ giữa các mục tiêu và cường độ ánh sáng nhận
được.
Xác định tỉ lệ màn hình hiển thị
Điều chỉnh cường độ ánh sáng trên màn hình hiển thị. Theo cách này, mỗi bộ
khuếch đại có thể hiển thị cùng giá trị cho cùng mục tiêu. (Chỉ 1 loại ngõ ra).
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 22
Ngõ vào dừng truyền phát sợi quang
Khi kích hoạt ngõ vào phụ, sẽ dừng truyền phát đèn LED trên thiết bị chính và tất
cả khối con đã kết nối. Xử lý sự cố khi khởi động cảm biến, ngăn nhiễu với các cảm
biến khác.
Điều chỉnh ngoại vi
Có thể cài đặt ngoại vi độ nhạy bằng PLC. Ngõ vào phụ hoạt động giống như nút
SET.
Chức năng khóa mật khẩu
Có chức năng khóa mật khẩu, chỉ người vận hành đã xác thực mới có thể chỉnh sửa
cài đặt trong FS-V30. Vì có thể lựa chọn mức mật khẩu, nên có thể ngăn lỗi vận hành.
Cài đặt giá
trị ngưỡng
Cài đặt
MENU
Chế độ
nguồn/Bật
sáng/Bật tối
Mức 1 Khóa Khóa Khóa
Mức 2 Mở khóa Khóa Khóa
Mức 3 Mở khóa Mở khóa Khóa
Bảng 2. 6 Set up cảm biến
2.6 Băng tải
Băng tải công nghiệp là một hệ thống máy móc được sử dụng nhiều trong các nhà
máy cơ sở sản xuất tiết kiệm sức lao động, nhân công, thời gian và tăng hiệu quả rõ rệt
đó chính là băng tải, băng chuyền.
Băng tải, băng tải công nghiệp, hệ thống băng tải, băng tải là một trong những bộ
phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các doanh nghiệp, nhà máy trong
cả nước. Góp phần tạo nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng
sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 23
Hình 2. 18 Băng tải ngoài thực tế
2.7 Động cơ xoay chiều 3 pha quay băng tải
2.7.1 Giới thiệu về động cơ
Động cơ điện xoay chiều hay Động cơ AC là động cơ điện được dẫn động
bằng dòng điện xoay chiều (AC). Động cơ AC thường bao gồm hai phần cơ bản,
một stator bên ngoài có các cuộn dây được cấp dòng xoay chiều để tạo ra từ trường quay
và một rô-tobên trong được gắn vào trục đầu ra tạo ra từ trường quay thứ hai. Từ trường
rôto có thể được tạo ra bởi các nam châm vĩnh cửu, sự lồi từ trở, hoặc cuộn dây điện DC
hoặc AC.
Hình 2. 19 Động cơ 3 pha cỡ nhỏ
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 24
2.7.2 Nguyên lý hoạt động
Hai loại động cơ AC chính là động cơ cảm ứng điện từ và động cơ đồng bộ. Động
cơ cảm ứng điện từ (hoặc động cơ không đồng bộ) luôn phụ thuộc vào sự khác biệt nhỏ
về tốc độ giữa từ trường quay stator và tốc độ trục rotor được gọi là sự trượt tạo ra dòng
điện cảm ứng trong cuộn dây rotor. Kết quả là, động cơ cảm ứng điện từ không thể tạo
ra mô-men xoắn bằng với tốc độ đồng bộ khi hiện tượng cảm ứng (hoặc trượt) không
liên quan hoặc ngừng tồn tại. Ngược lại, động cơ đồng bộ không phụ thuộc vào cảm ứng
điện từ - trượt trong hoạt động và sử dụng nam châm vĩnh cửu, các cực từ lồi hoặc cuộn
dây rôto độc lập. Động cơ đồng bộ tạo ra mô-men xoắn danh định bằng chính xác với
tốc độ đồng bộ. Hệ thống động cơ đồng bộ nguồn đôi rô-to dây quấn không chổi than có
một cuộn dây rôto độc lập được kích thích không phụ thuộc vào nguyên tắc cảm ứng -
trượt của dòng điện. Động cơ đồng bộ nguồn đôi rô-to dây quấn không chổi than là động
cơ đồng bộ có thể hoạt động bằng chính xác tần số nguồn cấp hay bằng bội số của tần
số cung cấp.
2.8 Domino
Domino là thiết bị được sử dụng trong các công trình công nghiệp, là trung gian
giữa thiết bị và dây điện. Domino giúp cho việc lắp đặt và sửa chữa được dễ dàng hơn,
và làm tăng thêm tính thẩm mỹ cho tủ điện, tụ bù...
Hình 2. 20 Domino công nghiệp
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 25
2.9 Nguồn cung cấp
2.9.1 Nguồn xoay chiều
Dòng điện xoay chiều viết tắt là AC – Alternating Current. Nghĩa là chiều của dòng
điện trong mạch luôn luôn thay đổi theo thời gian. Khác với dòng điện DC (Direct
Current), dòng chảy trong mạch chỉ theo một chiều nhất định. Dòng điện đang được sử
dụng trong nhà chúng ta là AC, có điện áp hiệu dụng là 220V.
Thông thường, dây điện khi kéo từ nhà máy điện đến nhà thường có 2 dây dẫn, ở
Việt Nam, ta thường gọi là dây nóng (hay dây pha) và dây nguội (hay còn gọi là dây
trung tính).
Dây nóng: có ký hiệu chuẩn là P hoặc L, là dây luôn luôn có điện và chiều dòng
điện luôn luôn thay đổi theo thời gian. Biểu đồ bên dưới mô tả sự thay đổi điện áp này:
Hình 2. 21 Mô tả điện áp
Để PLC hoạt động ta cấp nguồn 1 phase 220V trực tiếp từ nguồn điện sẵn có và
cấp cho bộ nguồn DC để nuôi toàn bộ hệ thống.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 26
2.9.2 Nguồn một chiều
Hệ thống chủ yếu dùng van điện từ và relay trung gian 24V nên ta cần một bộ
chuyển áp từ nguồn 1 phase 220V xuống DC 24V.
Hình 2. 22 Nguồn 24V DC 10Ampe
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 27
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu
Đề tài “Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi” có các
yêu cầu như sau:
Có giao diện quan sát chu trình hoạt động của mô hình và bảng điều khiển hệ
thống bằng tay.
Mô hình có thể mô tả được quy trình lắp đặt phôi.
Với những yêu cầu trên, nhóm sẽ thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống và tính toán lựa chọn
thuật toán phù hợp.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 28
3.2 Thiết kế sơ đồ khối
POWER SUPPLY MASTER STATION
BĂNG TẢI
KHỐI GẮP PHÔI
KHỐI CUNG C P
PHÔI
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
KHỐI GIÁM SÁT
KHỐI VAN ĐIỆN T
KHÍ NÉN
KHỐI CẢM BIẾN
KHỐI CHẶN KHUÔN
Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống
Hình 3.1 mô tả các giai đoạn để xây dựng mô hình điều khiển và giám sát quy trình
lắp đặt phôi. Khối Master Station là khối gồm PLC nhận tín hiệu từ khối cảm biến và
khối điều khiển, từ đó đưa ra các tín hiệu ở ngõ ra để điều khiển các thiết bị như van
điện từ, khối băng tải, giám sát, gắp phôi và cung cấp phôi.
Khối Power Supply: cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động.
Khối Master Station: gồm các thiết bị CPU, các modul giao tiếp IO với thiết bị
ngoài để truyền giữ liệu về bộ xử lý.
Khối điều khiển: gồm các nút nhấn và đèn hiển thị để cho phép điều khiển hệ
thống và quan sát quy trình.
Khối giám sát: giám sát quy trình hệ thống mô phỏng trên màn hỉnh máy tính.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 29
Khối băng tải: gồm có biến tần có thể điều khiển tốc độ động cơ 3 phase, di
chuyển những sản phẩm phôi đã được hoàn tất.
Khối gắp phôi: gắp những phôi đã được sản xuất đưa đến phần băng tải để di
chuyển.
Khối cung cấp phôi: cung cấp phôi đã có sẵn.
Khối chặn khuôn: gồm 2 xi lanh để chặn khuôn khi được vận chuyển trên băng
tải, nhằm đảm bảo cho vị khí dừng của khuôn được chính xác.
Khối van điện từ khí nén: gồm các van điện từ đóng mở các đường ống dẫn khí
cung cấp vào xi lanh.
3.3 Thiết kế và thi công các trạm trong hệ thống
3.3.1 Trạm Master
3.3.1.1 Các module có trong trạm master
 Các module được lựa chọn dưới đây đều phụ thuộc vào các thiết bị có sẵn trong
phòng thí nghiệm và nghiên cứu. Nên những phần dưới đây là thông số và tính
năng của các thiết bị đã được lựa chọn.
CPU SLOT 0
MELSEC A1SJHCPU A1SH42
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 30
3.3.1.2 Thông số kỹ thuật của các module
Đặc điểm Hình ảnh
Số điểm I/O: 256
Số thiết thị I/O: 2048 * 2
Dung lượng chương trình: 8k steps
Dung lượng bộ nhớ ( ram tích hợp sẵn) :
64k bytes
Timer (T) : 256
Counter ( C) : 256
Tốc độ lệnh (LD): Trực tiếp
0,33us -2,3us/step.
Ban đầu: 0,33us/step.
Cổng kết nối : Sử dụng cáp DB25
Bảng 3. 1 Module A1SJHCPU
Bảng 3. 2 Module A1SH42
Đặc điểm Hình ảnh
Số ngõ vào 32 ( DC souring )
Số ngõ ra : 32 ( transistor souring )
Phương pháp cách ly: Photocoupler
Áp /dòng đầu vào: 12/24VDC (2mA/5mA).
Áp /dòng đầu ra : 12/24VDC (0.1mA hoặc
nhỏ hơn)
Tổng số chân kết nối
:
40
Thời gian đáp ứng OFFON: 2ms hoặc
nhỏ hơn
ONOFF: 2ms hoặc
nhỏ hơn
Cầu chì bảo vệ
output:
cầu chì 3.2A ( 1
viên/common )
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 31
Bảng 3. 3 Sơ đồ chân module A1SH42
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 32
Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý module A1SH42
3.2.1.3 Thiết kế trạm master
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 33
3.3.2 Trạm điều khiển
Bài toán đặt ra trong mô hình này là có thể điều khiển mô hình từ các thiết bị như
là nút nhấn, swich, đèn hiển thị báo tình trạng hoạt động. Từ yêu cầu đặt ra thì nhóm
em đã lựa chọn những thiết bị để có thể thiết kế khối điều khiển gồm:
3.3.2.1 Các module có trong trạm điều khiển
Nút nhấn Công tắc xoay 2 vị trí Đèn báo hiển thị
3.3.2.2 Thông số kỹ thuật của các module
Đặc điểm Hình ảnh
Điện áp: 24VDC
Dòng điện tiếp điểm ( max ) :
5A
Số tiếp điểm : 1NO/1NC
Bảng 3. 4 Thiết bị nút nhấn
Hình 3. 3 Sơ đồ chân nút nhấn
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 34
Bảng 3. 5 Thiết bị đèn
Hình 3. 4 Sơ đồ chân đèn
Bảng 3. 6 Thiết bị công tắc xoay 2 vị trí
Đặc điểm Hình ảnh
Điện áp: 24VDC
Dòng điện tiếp điểm :
<20mA
Số tiếp điểm : 1NO
Đặc điểm Hình ảnh
Điện áp: 600V
Dòng điện tiếp điểm : 40A
Số tiếp điểm : 1NO/1NC
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 35
3.3.2.3 Thiết kế trạm điều khiển
 Với yêu cầu như nhóm em đã đặt ra bảng điều khiển gồm các nút nhấn, công tắc
gạt, các đèn hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống. Nhóm em vẽ bản thiết kế
của bảng điều khiển như hình 3.6 bảng điều khiển có diện tích là 35x24cm. Trên
bảng có đầy đủ các đèn, nút, công tắc gạt, các số liệu của từng nút hoặc đèn nhóm
Hình 3. 5 Sơ đồ chân công tắc xoay 2 vị trí
Hình 3. 6 Bản vẽ thiết kế trạm điều khiển (35x24cm)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 36
chúng em đều đo trên thiết bị thực để thiết kế bản vẽ này và sau đó đem đi gia
công trên mặt mica.
Hình 3. 7 Mô hình trạm điều khiển
3.3.3 Trạm giám sát
Trong phần này là các bước để thiết kế giao diện HMI một cách ngắn gọn, để biết
đầy đủ và chi tiết các thao tác phần mềm GT Designer3  tài liệu tham khảo [4].
Màn hình giới thiệu: chứa thông tin tên trường, khoa, đề tài, giáo viên hướng dẫn,
nhóm sinh viên thực hiện và một nút để dẫn đến màn hình giám sát.
B1: tạo 1 new screen đặt tên là “màn hình giới thiệu”.
B2: Sử dụng Text để ghi các thông tin vào màn hình.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 37
B3: tạo một nút BẢNG ĐIỀU KHIỂN để vào trang chính sử dụng Go To Screen
Switch:
Double click vào nút vừa tạo chon trang màn hình muốn chuyển đến -> click
“OK”.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 38
Giao diện màn hình chính
Màn hình giám sát gồm:
Nút nhấn để di chuyên về màn hình chính.
Một Numberical Display: hiển thị số phôi đã hoàn thành.
Một Numberical Input: nhập số phôi muốn sản xuất.
Các đèn hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 39
3.3.4 Băng tải
3.3.4.1 Cơ cấu truyền động băng tải.
 Cơ cấu truyền động băng tải nhằm di chuyển những vật từ nơi sản xuất đến
vị trí mình mong muốn một cách dễ dàng nhất. Cơ cấu truyền động băng tải
được kéo bởi 1 động cơ 3 pha có thể điều chỉnh tốc độ bằng biến tần. Sau
đây nhóm em sẽ thiết kế phần khung băng tải và khớp nối giữa động cơ và
trục kéo của băng tải .Vì phần khuôn được gia công với độ rộng 90mm nên
phần độ rộng của khung băng tải phải có độ rộng tương đương như vậy. Sau
đây là bản vẽ đã phác họa trên phần mềm:
Hình 3. 8 Một bên của bộ khớp nối giữa băng tải và động cơ
Hình 3. 9 Mặt chiếu đứng của khung băng tải
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 40
3.3.4.2 Cơ cấu động cơ kéo băng tải
Hình 3. 10 Dây đai đã được kết nối vô khớp nối
Hình 3. 11 Mô phỏng 3D cơ cấu kéo của động cơ
3.3.5 Trạm gắp phôi
3.3.5.1 Các cơ cấu có trong trạm gắp phôi
3.3.5.1.1 Cơ cấu cánh tay quay gắp phôi:
Cơ cấu này chịu trách nhiệm là mặt gắn giữa xi lanh xoay và xi lanh tay gắp phôi.
Sau khi đo đạc ở các thiết bị xi lanh khí nén có sẵn, đo đặc khoảng cách từ phần cấp
phôi cho tới phần vị trí khuôn thực tế là 230mm. Phần tay quay nhóm chúng em thiết
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 41
kế phần nối với xi lanh xoay có dạng hình tròn bán kính 55mm để có thể tạo lực đỡ
nhiều hơn nếu thiết kế bằng với mặt xi lanh thực tế thì lực đỡ giữa khớp nối xi lanh xoay
sẽ khó đỡ được xi lanh tay gắp và sẽ làm cong tay quay. Tay quay được thiết kế dài hơn,
không chỉ từ phần xi lanh xoay tới bộ phận cấp phôi mà dài hơn 120mm để tạo độ thăng
băng cho tay quay, giúp tay quay không bị cong. Phần cuối tay quay có thiết kế một lỗ
để có thể luồn ống khí, tạo cho mô hình thẩm mỹ hơn. Sau đây là phần thiết kế của
nhóm em.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 42
Hình 3. 12 Bản vẽ cánh tay quay
3.3.5.1.2 Cơ cấu nâng cánh tay xoay gắp phôi
Do phải kết hợp giữa 2 xi lanh đẩy và xoay nên nhóm em thiết kế một khớp
nối giữa 2 xi lanh. Sau khi đo đạc trên thực tế thì có bản vẽ như sau :
Hình 3. 13 Khớp nối giữa xi lanh đẩy và xoay
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 43
3.3.5.2 Phác thảo phần cơ khí
Hình 3. 14 Cánh tay quay
Hình 3. 15 Tay gắp phôi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 44
3.2.6 Trạm cung cấp phôi
3.3.6.1 Các cơ cấu có trong trạm cung cấp phôi
3.3.6.1.1 Mặt bệ đẩy phôi
Mặt bệ đẩy phôi được thiết kế dùng để đẩy phôi đã có sẵn trên ống phôi ra
vị trí đặt trước chờ tay gắp phôi, gắp đưa đến khuôn trên băng tải. Nhóm chúng em có
thiết kê một đường ray có độ rộng 26mm để đặt vừa phôi. Phôi sẽ được di chuyển trên
đường ray này làm tăng độ chính xác, không bị chệch đi đường khác. Sau khi đo đạc
kích thước xi lanh, phôi thực tế thì nhóm em đã thiết kế mặt bệ đẩy phôi như bản vẽ sau
đây.
Hình 3. 16 Cơ cấu nâng tay gắp phôi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 45
Hình 3. 17 Bản vẽ mặt bệ đẩy phôi.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 46
3.3.6.1.2 Ống cung cấp phôi
 Phôi được thiết kế với đường kính hình tròn là 27mm, chiều cao 35mm.
Nên phần ống cấp phôi nhóm em thiết kế tương tự như vậy để có thể đặt
vừa phôi.
Hình 3. 18 Bản vẽ ống cung cấp phôi
3.3.6.1.3 Cơ cấu đẩy phôi
 Cơ cấu đảy phôi làm nhiệm vụ khi có tín hiệu cảm biến thì cơ cấu này
gắn vào một xi lanh đẩy để đẩy phôi trong ống đựng phôi ra vị trí ngoài
để chờ phần gắp phôi. Vì khi đẩy ra phải giữ những phôi còn lại trong
ống cấp phôi nên phần cơ cấu phải cao bằng phần phôi đã được thiết kế
để đảm bảo không bị đẩy nhầm phôi. Phần đầu cơ cấu đẩy phôi được
thiết kế cong theo phôi để có thể ôm trọn phôi tránh việc bị đẩy nhầm.
Dưới đây là bản phác họa của nhóm em sau khi đã đo đặc thực thế.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 47
3.3.6.2 Phác thảo phần cơ khí
Hình 3. 20 Mặt bệ đẩy phôi
Hình 3. 19 Bản vẽ cơ cấu đẩy phôi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48
Hình 3. 21 Ống cung cấp phôi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 49
Hình 3. 22 Cơ cấu đẩy phôi
Hình 3. 23 Cơ cầu chặn khuôn bằng 2 xi lanh
3.3.7 Thiết kế phần khuôn và phôi
 Phần khuôn và phôi nhóm em tự thiết kế để phù hợp với các vật dụng có sẵn
ngoài thị trường. Như phần phôi vì nếu mang đi đặt gia công như thiết kế thì giá
cả rất mắc vì đồ án dùng để nghiên cứu và làm mô hình số lượng đặt ít nên nhóm
chúng em đã thiết kế bản vẽ như các vật dụng có sẵn như phôi.
 Phần khuôn để đặt phôi nhóm em thiết bản dựa vào số liệu của phôi sẵn có để tạo
hình thành khuôn.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50
Hình 3. 24 Bản vẽ khuôn
Hình 3. 25 Bản vẽ phôi
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51
3.3.8 Trạm biến tần FR- E500
Hình 3. 26 Biến tần Mitsubishi FR-E500
Ứng dụng của biến tần
Mitsubishi FR-E500
Cầu trục và các máy nâng hạ, băng chuyền, máy nén khí,
máy đùn ép, máy cuộn, hệ thống nhà kho tự động, máy
nhấn chòm và các máy cần tính năng điều khiển vị trí
chính xác
Nguồn cấp 1 pha 200-240VAC, 50/60Hz; 3 pha 200-240VAC,
50/60Hz
Công suất
1 pha: 0,1-2,2kW
3 pha: 0,1 - 15kW
Dòng điện
1 pha: 0.8 (0.8) - 11 (10) A
3 pha: 0.8 (0.8) - 60 (57) A
Dải tần số 0.2-400Hz
Momen khởi động
200%hoặc hơn tại 0.5 Hz khi từ tính điều khiển vector từ
thông được nâng cao.
Khả năng quá tải 150%/ 60 giây, 200%/ 3 giây
Phanh hãm -
Ngõ vào
Analog
Digital
Ngõ ra
Open collector hở
Relay
Chức năng bảo vệ
Động cơ, quá dòng tức thời, quá tải, quá áp, thấp áp, mất
áp, quá nhiệt, quá nhiệt điện trở phanh, ngăn chặn sụt
Chức năng chính
Thiết lập tối đa, tối thiểu tần số, lựa chọn đầu vào rơ le
nhiệt
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52
Chức năng tự động dò tốc độ động cơ khi mất nguồn sử
dụng cảm biến tốc độ
Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID, liên kết máy tính (RS-
485)…
Truyền thông
Hỗ trợ các chuẩn truyền thông PU,USB, Modbus-RTU,
Profibus, CC-Link, CAN open và SSCNET III
Thiết bị mở rộng
Tiêu chuẩn: Tích hợp sẵn bộ lọc EMC, PLC
Lựa chọn: Bộ truyền thông, Cáp kết nối, DC reactor, AC
reactor, điện trở xả, bộ phanh, bộ điện trở..
Cấp bảo vệ IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)
Bảng 3. 7 Thông số kỹ thuật biến tần FR-E500
Ký hiệu chân Tên chân Mô tả
R / L1,
S / L2,
T / L3 ∗ 1
Đầu vào nguồn AC Kết nối với nguồn điện thương mại
U, V, W Đầu ra biến tần Kết nối động cơ lồng sóc ba pha.
Nối đất
Cho nối đất (nối đất) khung máy
biến tần. Phải được nối đất (nối đất).
Bảng 3. 8 Chức năng chân của biến tần
3.3.9 Các thiết bị ngoại vi
3.3.9.1 Động cơ Oriental 4IK25GN-SWM
 Vì khối lượng của khuôn và phôi khoảng 500gram, chiều dài băng tải 850mm,
độ rộng khuôn 90mm. Và thử nghiệm chạy thử động cơ 25W phù hợp với yêu
cầu của đề bài đặt ra nên chúng em đã chọn động cơ Oriental 4LK25GN-SWM
để làm động cơ kéo băng tải.
Hình 3. 27 Động cơ OM 4IK25GN-SWM
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 53
Dòng sản phẩm Oriental Motor ®
Loại động cơ Phanh điện từ - Cảm ứng
Công suất ngõ ra 25W (1/30HP)
Điện áp (VAC) 3 pha 200/220/230 VAC
Tần số 60-50 Hz
Lớp cách nhiệt Loại B (266 ° F [130 ° C])
IP bảo vệ IP20
Bảng 3. 9 Thông số kỹ thuật động cơ
3.3.9.2 Relay trung gian Omron
Hình 3. 28 Cụm relay trung gian
Tên sản phẩm: Rơ le trung gian 8 chân
Mã sản phẩm (Model / Code / Part No.): MY2N-GS 24VDC
Thương hiệu: Omron
Đơn vị tính: Cái
Điện áp: 24 VDC
Loại: 8 chân dẹp, có đèn
Tiếp điểm: DPDT 5A
Kiểu lắp đặt: Bắt vít, chân cắm, chân hàn
Tiêu chuẩn: ROHS, UL, CSA, IEC, VDE
Trọng lượng: 100g
Bảng 3. 10 Thông số relay
3.3.9.3 Cảm biến lazer KEYENCE LV-11SA
Hình 3. 29 Cụm cảm biến
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54
Model LV-11SA
Type Main unit
Main unit/expansion unit
Applicable model LV-S61/S41/S41L/S31/S71/S72
Control output NPN open-collector × 2 channels,
40 VDC maximum, 100 mA or les
s per output
Response time ExceptLV-
S31
ULTRA 4 ms
SUPER 2 ms
TURBO 500 µs
FINE 250 µs
HSP 80 µs
LV-S31standard mode 500 µs
LV-S31stan
dard mode
SPED2 2 ms
SPED3 8 ms
SPED4 32 ms
LV-S31High-speed mode 250 µs
Bảng 3. 11 Thông số cảm biến lazer
Control input Light emission stop input, external calibr
ation, set value bank selection input, or re
ceived light intensity shift input
Number of interf
erence preventio
n units
ULTRA
SUPER
TURBO
FINE
HSP
Unit expansion
Rating Power voltage 12 to 24 VDC, Ripple (P-P) 10 % or less,
Class2*1
Normal 1.5 W or less (62.5 mA or less at 24 V)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55
Ratings Power
consumption
Eco-
Half
Eco-
All
1.35 W or less (57.3 mA or less at 24 V)
Environmental
resistance
Ambient temperature -10 to +55 °C 14 to 131 °F (No freezing)*
2
Vibration resistance 10 to 55 Hz, Double amplitude 1.5 mm 0.
06", 2 hours in each of the X, Y, and Z ax
is
Material Main unit Main body, cover: Polycarbonate
Weight Approx. 80 g (including 2 m 6.6' cable)
Bảng 3. 12 Thông số cảm biến lazer
3.3.10 Trạm van điện từ
Với yêu cầu đề ra của mô hình cần điều khiển 6 van xy lanh khí nén -> cần 6 van
điện từ khí nén để điều khiển đóng mở các xy lanh. Sau khi tìm hiểu về nguyên lý van
điện từ khí nén nhóm em đã quyết định sử dụng van điện từ 5/2 1 đầu coil điện.
Hình 3. 30 Sơ đồ đấu nối đường khi van điện từ
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56
3.3.11 Nguồn
Mô hình khi hoạt động tối đa gồm: 3 van điện từ (20W) 24VDC, 2 đèn báo
(0.4W) 24VDC từ đó ta tính được dòng tối thiểu để mô hình hoạt động: 2.5A.
Từ đó nhóm em chọn nguồn 24VDC-10A:
Hình 3. 31 Nguồn 24VDC-10A
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57
3.3.12 Sơ đồ bố trí các trạm trên mô hình
Hình 3. 32 Sơ đồ bố trí trên mô hình
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
4.1 Giới thiệu
Phần này nhóm em sẽ giới thiệu quá trình thi công mô hình, lắp ráp các module để
có được hệ thống hoàn thiện, đồng thời hướng dẫn các bước lập trình để có thể đạt được
mục tiêu đề ra. Và cuối cùng hướng dẫn sử dụng và qui tắc vận hành hệ thống.
4.2 Thi công hệ thống
4.2.1 Thi công phần điện hệ thống.
 Sơ đồ phần điện của hệ thống.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59
L
N
L
N
com
com
24v
24v
A1SJ
HCPU A1SH42
L
N
LG
FG
X
0
X
1
X
2
X
3
X
4
X
5
X
6
X
7
2
4
V
X
0
E
X
0
D
X
0
C
X
0
B
X
0
A
X
9
X
8
Y
0
Y
1
Y
2
Y
3
Y
4
Y
5
Y
6
Y
7
2
4
V
C
O
M
Y
0
A
Y
9
Y
8
STO
P
STA
RT
AUT
O
MAN
U
+-
+-
+-
+-
+-
+-
ON
XL
4
XL
3
OFF
XL
6
XL
5
BG
TAI
XL
1
XL
2
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
AUTO
MANU
M
BiếntầnE720
UVW
L1L2L3
ST
F
SD
+
-
+
-
+
-
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
Relay 24v
14 chân
8
1
4
1
3
4
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
Relay 24v
14 chân
4
8
1
4
1
3
Cảm biến khuôn 1
Cảm biến khuôn 2
Cảm biến phôi nhỏ
NLCOM24
COM24
VAN
ĐIỆN
T
NL
Hình 4. 1 Sơ đồ điện toàn hệ thống
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60
4.2.2 Thi công phần mô hình.
4.2.2.1 Thi công phần băng tải
Hình 4. 2 Mô hình băng tải sau khi hoàn tất
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61
4.2.2.2 Thi công khối cung cấp phôi
4.2.2.3 Thi công khối gắp phôi.
Hình 4. 3 Mô hình cung cấp phôi
Hình 4. 4 Mô hình khối gắp phôi
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62
4.2.2.4 Thi công khối van điện từ.
4.2.2.5 Thi công phần khuôn.
Hình 4. 5 Khối van điện từ
Hình 4. 6 Khuôn sau khi gia công
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63
Hình 4. 7 Mô hình phôi thực tế
4.2.2.6 Tổng quan mô hình.
Hình 4. 8 Toàn bộ mô hình sau khi được lắp ráp
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64
4.2.3 Lập trình hệ thống.
4.2.3.1 Yêu cầu hệ thống.
 Với hệ thống như sơ đồ khối hình 3.1:
 Có các thiết bị ngoại vi như sau :
+ Khối điều khiển gồm: Nút ON, nút OFF, nút chặn phôi 1, nút chăn phôi 2,
nút đẩy phôi, nút băng tải, nút đẩy trục, nút xoay trục, nút gắp phôi, swich
gạt auto và manual, đèn start, đèn auto, đèn stop.
+ Khối băng tải gồm: Động cơ 3 pha, biến tần.
+ Khối cấp phôi: 1 xy lanh đẩy phôi.
+ Khối gắp phôi: 1 xi lanh đẩy, 1 xi lanh xoay, 1 xi lanh gắp.
+ Khối chặn khuôn: 1 xi lanh chặn khuôn 1, 1 xi lanh chặn khuôn 2.
+ Khối cảm biến: 1 cảm biến phát hiện phôi nhỏ, 1 cảm biến phát hiện khuôn
ở vị trí 1, 1 cảm biến phát hiện khuôn ở vị trí 2.
 Yêu cầu :
 Khi gạt swich về chế độ auto đèn auto sáng, đèn stop sáng. Cho phép nhập
số khuôn muốn sản xuất. Khi nhấn ON động cơ chạy dưới sự điều khiển
tốc độ bởi biến tần, xi lanh chặn ở vị trí 1 được tác động . Khi cảm biến
phát hiện khuôn ở vị trí 1 có tín hiệu thì  Động cơ dừng, xi lanh chặn
khuôn ngừng hoạt động  xi lanh đẩy phôi hoạt động  khi cảm biến
phôi nhỏ có tín hiệu thì khối gắp phôi hoạt động. Sau khi đã gắp phôi vào
khuôn  động cơ tiếp tục hoạt động, xi lanh chặn khuôn 2 được tác động
 khi cảm biến phát hiện khuôn 2 có tín hiệu thì động cơ dừng hoạt động,
xi lanh chặn khuôn 2 dừng  xi lanh đẩy phôi hoạt động  khi cảm biến
phát hiện phôi nhỏ có tín hiệu thì khối gắp phôi hoạt động. Sau khi đã gắp
phôi vào khuôn xong  tiếp tục quay lại như ban đầu cho đến khi số
khuôn đặt được bằng với số khuôn sản xuất.
 Khi nhấn OFF thì toàn bộ hệ thống ngưng hoạt động.
 Giao diện hiển thị trên màn hình HMI thể hiện sự hoạt động của hệ thống.
 Khi gạt swich về manual thì đèn manual sáng có thể sử dụng các nút đề
điều khiển từng thiết bị một.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65
4.2.3.2 Danh sách thiết bị.
Bảng 4. 1 Danh sách thiết bị
4.2.3.3 Lưu đồ thuật toán.
Chương trình chính.
 Giải thích lưu đồ :
+ Đầu tiên ta nhập giá trị vào màn hình điều khiển muốn sản xuất bao
nhiêu khuôn.
+ Sau đó ta sẽ kiểm tra muốn chạy chế đệ auto hoặc chế độ bằng tay.
THIẾT BỊ ĐỊA CHỈ TÊN
Băng tải Y4 Motor
Xi lanh chặn khuôn 1 Y5 XL1
Xi lanh chặn khuôn 2 Y6 XL2
Xi lanh đẩy phôi Y0 XL3
Xi lanh kẹp Y2 XL4
Xi lanh xoay Y3 XL5
Xi lanh nâng trục Y1 XL6
Nút on X0 On
Nút off X7 Off
Nút auto X5 Auto
Nút manual X6 Manu
Nút băng tải X0C Motor tay
Nút xi lanh chặn khuôn 1 X0D Chặn 1
Nút xi lanh chặn khuôn 2 X0E Chặn 2
Nút xi lanh đẩy phôi X8 Đẩy phôi
Nút xi lanh kẹp X9 Kẹp phôi
Nút xi lanh xoay X0B Xoay trục
Nút xi lanh nâng trục X0A Đẩy trục
Đèn start Y7 Đèn 1
Đèn stop Y8 Đèn 2
Đèn auto Y9 Đèn 3
Đèn manual Y0A Đèn 4
Cảm biến khuôn 1 X3 CB 1
Cảm biến khuôn 2 X4 CB 2
Cảm biến phôi nhỏ X1 CB 3
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 66
BẮT Đ U
NHẬP GIÁ
TRỊ BAN
Đ U
KI M TRA Đ
NHẬP GIÁ TRỊ
CHẾ ĐỘ TỰ
ĐỘNG
CHẾ ĐỘ
BĂNG TAY
Đ NG
KẾT TH C
MANUAL
Đ NG
SAI
SAI
Hình 4. 9 Lưu đồ chương trình chính
Lưu đồ con chế độ tự động.
 Giải thích lưu đồ:
+ Khi nhấn nút On băng tải bắt đầu chạy, xi lanh 1 được tác động để nâng
lên chặn phôi. Nếu cảm biến phát hiện vị trí khuôn đã đúng vị trí thì
bằng tải sẽ dừng và xi lanh 1 ngừng tác động.
+ Xi lanh 3 được kích hoạt đẩy phôi ra vị trí gắp.
+ Khi cảm biến phôi nhỏ phát hiện thì khối gắp phôi hoạt động
+ Sau khi gắp phôi xong thì khối gắp phôi nhỏ hoạt động.
+ Kiểm tra nếu nút Off được nhấn từ hệ thống ngừng hoạt động nếu
không quay lại ban đầu và làm việc tiếp.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 67
ON
BĂNG TẢI CHẠY
XI LANH 1 NÂNG
Đ NG
CẢM BIẾN KHUÔN
1
BĂNG TẢI NG NG
XI LANH 3 Đ Y PHÔI RA
XI LANH 1 HẠ XUỐNG
CẢM BIẾN PHÔI
NH
Đ NG
Đ NG
BEGIN
GẮP PHÔI
SAI
OFF
END
GẮP PHÔI
NH Đ T 2
SAI
Đ NG
SAI
SAI
Hình 4. 10 Lưu đồ chế độ tự động
Lưu đồ con chế độ bằng tay.
 Giải thích lưu đồ:
+ Nếu có sự tác động từ các nút nhấn bên ngoài như băng tải, chặn 1,
chặn 2, đẩy phôi, xi lanh kẹp, xi lanh xoay, xi lanh nâng thì các xi
lanh khí đó sẽ được hoạt động
+ Nếu không có tự tác động thì các xi lanh khí đứng yên.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 68
BEGIN
Đ Y PHÔI XI LANH K P XI LANH XOAY XI LANH NÂNGMOTOR CH N 1 CH N 2
BĂNG TẢI
CHẠY
XI LANH 1
HOẠT ĐỘNG
XI LANH 2
HOẠT ĐỘNG
XI LANH 3
HOẠT ĐỘNG
XI LANH 4
HOẠT ĐỘNG
XI LANH 5
HOẠT ĐỘNG
XI LANH 6
HOẠT ĐỘNG
NG NG NG NG NG NG NG
END
Sai
SAISAI SAI SAI SAI SAI
MOTOR CHẶN 1 CHẶN 2 Đ Y PHÔI XI LANH K P XI LANH XOAY XI LANH NÂNG
NG
NG
BĂNG TẢI
NG NG
NG
XI LANH 1
NG NG
XI LANH 2
NG NG
XI LANH 3
NG NG
XI LANH 4
NG NG
XI LANH 5
NG NG
XI LANH 6
NG NG
NG NGNG
NG
MANUAL
SAI
NG
Hình 4. 11 Lưu đồ chương trình con chạy tay
Lưu đồ con phần gắp phôi nhỏ đợt 2:
 Giải thích lưu đồ:
+ Sau khi khối gắp phôi hoạt động xong thì tiếp tục cho đợt gắp phôi lần
2.
+ Băng tải tiếp tục chạy, xi lanh chặn khuôn 2 được tác động, nếu cảm
biến phát hiện vị trí thứ 2 của khuôn có tín hiệu thì băng tải ngừng, xi
lanh chặn 2 ngừng tác động. Xi lanh đẩy phôi hoạt động.
+ Nếu cảm biến phôi nhỏ phát hiện phôi thì khối gắp phôi được gọi ra.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 69
BĂNG TẢI CHẠY
XI LANH 2 NÂNG LÊN
CẢM BIẾN KHUÔN
2
BĂNG TẢI NG NG
XI LANH 3 Đ Y PHÔI RA
XI LANH 2 HẠ XUỐNG
CẢM BIẾN PHÔI
NH
KHỐI GẮP
PHÔI
BEGIN
Đ NG
Đ NG
SAI
SAI
END
Hình 4. 12 Lưu đồ chương trình con gắp phôi đợt 2.
Lưu đồ chương trình phần gắp phôi:
 Giải thích lưu đồ :
+ Nếu chương trình này được kích hoạt thì sẽ hoạt động như sau:
+ Xi lanh 6 được kích để hạ xuống hết hành trình của nó.
+ Xi lanh 4 sẽ kẹp phôi lại và giữ nguyên như vậy.
+ Khi xi lanh 4 đã kẹp xong phôi thì xi lanh 6 không còn được kích nữa
và trở lại trạng thái ban đầu.
+ Xi lanh 5 sẽ xoay hết hành trình của nó đến vị trí thả phôi.
+ Xi lanh 6 sẽ được kích lại để hạ phần gắp phôi xuống.
+ Xi lanh 4 sẽ nhả tay kẹp ra để thả phôi vào đúng vị trí.
+ Khi đã xong thì các xi lanh quay về ban đầu xi lanh 6 ở vị trí hết hành
trình, xi lanh tay kẹp đã mở, xi lanh 5 xoay về vị trí chờ phôi nhỏ.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 70
XI LANH 6 HẠ XUỐNG
XI LANH 4 K P PHÔI LẠI
XI LANH 6 NÂNG LÊN
XI LANH 5 XOAY HẾT HÀNH TRÌNH
XI LANH 6 HẠ XUỐNG
XI LANH 4 MỞ K P NHẢ PHÔI
QUAY LẠI CHỜ Đ T TIẾP
BEGIN
END
Hình 4. 13 Lưu đồ chương trình con gắp phôi
4.2.3.4 Phần mềm lập trình PLC Mitsubishi.
Giới thiệu.
 Khảo sát cơ bản phần mềm lập trình và ngôn ngữ lập trình, cách tạo project,
viết và biên dịch với mục đích chỉ dẫn cách sử dụng cho người đọc sau này.
 GX Developer là một công cụ phần mềm phát triển của hãng Mitsubishi, cho
phép lập trình cho PLC Mitsubishi các dòng như QCPU (A mode, B mode),
LCPU, QSCPU, QnACPU, ACPU, các dòng FX.
 Phần mềm tương đối sử dụng dễ dàng, dung lượng cài đặt nhẹ hơn so với các
phần mềm lập trình PLC khác, tích hợp đầy đủ các dòng PLC của Mitsubishi.
Kếp hợp đầy đủ cả tính năng mô phỏng rất tiện lợi.
 Có đầy đủ các loại ngôn như như Ladder, SFC, …
 Cài đặt phần mềm ở trang https://plcmitsubishi.com/phan-mem-lap-trinh-plc-
mitsubishi-gx-developer.html và làm theo hướng dẫn.
Cách sử dụng phần mềm.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 71
 Nhấp đúp vào biểu tượng của chương trình Gx Developer giao diện sẽ
xuất hiện như sau:
 Để soạn chương trình mới chọn Project.
 Sau đó chọn New project  sau đó màn hình sẽ hiên ra bảng để chọn Module
PLC dòng PLC mà mình sử dụng lập trình.
Hình 4. 14 Giao diện chính phần mềm
Hình 4. 15 Giao diện tạo dự án mới
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 72
 Chọn dòng PLC và loại PLC cho phù hợp với mình  OK để vào màn hình chính
lập trình.
 Giao diện màn hình lập trình.
 Giới thiệu thanh công cụ mà phần mềm sử dụng các lệnh khi lập trình.
Hình 4. 16 Giao diện chon các loại PLC
Hình 4. 17 Giao diện lập trình
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 73
o F5 ngõ vào thường hở.
o F5 ngõ vào thường hở .
o F6 ngõ vào thường đóng.
o F7 cuộn dây ngõ ra .
o F8 lệnh đặc biệt trong chương trình sử dụng cho như SET, RESET, MOV,
PLS, PLF, …
 Setup cài đặt module và cổng kết nối khi nạp chương trình.
 Chọn online  Transfer Setup sẽ hiện ra hình trên chọn Serial là cổng kết nối
giữa PLC và máy tính sau đó chon PLC module chọn loại PLC mà mình sử dụng.
Hình 4. 18 Cài đặt setup cách liên kết với PLC
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 74
Sau đó nhấn Connection test  nếu thiết bị đã kết nối thì máy tính sẽ báo OK
mình có thể nạp chương trình viết xong vào PLC để test.
Viết chương trình cho mô hình.
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 75
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 76
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 77
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78
CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79
4.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng
B1: Cấp nguồn cho hệ thống. Gạt CP nguồn lên vị trí ON.
B2: Chọn chế độ vận hành AUTO-MANUAL.
B3: Nếu chọn chế độ AUTO phải đặt số khuôn muốn sản xuất trên màn hình máy tính
bằng cách nhấp vào ô số khuôn đặt trước. Nếu chọn MANUAL thì không cần đặt trước
số khuôn trên màn hình máy tính.
B4: Nếu chọn chế độ AUTO  nhấn Start  mô hình sẽ hoạt động theo chu trình đã
viết trước đèn Start hiển thị. Nếu muốn ngừng thì nhấn OFF mô hình sẽ ngừng hoạt động
đèn Stop hiển thị.
B5: Sau khi chạy hết số khuôn đã đặt trước. Nếu muốn sản xuất tiếp thì phải nhấn nút
Reset trên màn hình để có thể đặt tiếp số khuôn muốn sản xuất tiếp.
B6: Nếu chọn chế độ MANUAL. Sử dụng các nút trên bảng điều khiển để điều khiển
từng thiết bị một. Nhấn giữ cho thiết hoạt động nếu nhả ra thiết bị ngưng hoạt động.
B7: Khi đã sử dụng xong gạt CP nguồn về vị trí OFF để đảm bảo an toàn.
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 80
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
5.1 Giới thiệu
Sau hơn 15 tuần tìm hiểu tài liệu chuyên môn, tài liệu trên Internet cùng với sự
giúp đỡ tận tình của Giáo viên hướng dẫn, nhóm thực hiện đề tài: “ỨNG DỤNG PLC
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM LẮP ĐẶT PHÔI” đã hoàn thành xong theo yêu
cầu đã đặt ra và đúng thời gian quy định với những nội dung sau:
 Nắm được kiến thức cơ bản và có thể lập trình cho PLC Mitsubishi dòng A.
 Xây dựng được giao diện trên phần mềm thiết kế GT Designer 3 giám sát
chu trình.
 Mô hình sau khi hoàn thành hoạt động ổn định, dữ liệu truyền nhận đầy đủ,
không bị mất dữ liệu trong quá trình truyền nhận, có khả năng đáp ứng
nhanh nhu cầu của người dùng.
5.2 Kết quả đạt được
5.2.1 Giao diện giám sát
Người dùng có thể quan sát hệ thống đang làm việc, kết quả sản xuất. Có thể
đặt trước số khuôn muốn sản xuất. Tuy nhiên đồ họa của phần mềm này không được
đẹp đó củng là điểm yếu của phần mềm này, cho nên muốn vẽ một chu trình hoạt
động thì rất khó cho người dùng hiểu.
Hình 5. 1 Giao diện màn hình giám sát
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 81
5.2.2 Bảng điều khiển
Bảng điều khiển được nhóm em làm từ mica cứng, có các nút, và đèn để hiển thị
trạng thái hoạt động, người dùng có thể dễ dàng thao tác trên các nút nhấn và swich gạt.
Hình 5. 2 Màn hình chính giao diện giám sát
Hình 5. 3 Bảng điều khiển sau khi đã thi công xong
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82
5.2.3 Kết quả mô hình
Sau khi hoàn thành mạch điều khiển và tiến hành thi công lắp ráp mô hình cho hợp
lý, thì kết quả thu được như sau:
Hình 5. 4 Phôi đã được xi lanh đẩy ra chờ
Hình 5. 5 Phôi được xi lanh kẹp gắp đi
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 83
5.3 Nhận xét – đánh giá
 Các nội dụng đạt được so với yêu cầu đặt ra:
 Tìm hiểu về PLC Mitsubishi.
 Thiết kế và gia công phần cứng mô hình.
 Thiết kế được giao diệm giám sát mô hình trên máy tính.
 Lắp đặt mô hình theo như bản vẽ đề ra.
 Tùy nhiên vẵn còn gặp một số hạn chế như sau:
 Độ chính xác khuôn và phôi chưa cao khiến việc gắp phôi sai lệch.
 Chất liệu gia công không được tốt.
Hình 5. 6 Phôi được đưa đến vị trí khuôn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu với sự giúp đỡ của thầy Trần Văn Sỹ và bạn bè,
nhóm đã hoàn thành sản phẩm và các thiết bị đã đáp ứng các yêu cầu đề ra. Các khối
chức năng hoạt động đúng, cập nhật tín hiệu cảm biến, chế độ hoạt động chính xác, san
phâm chạy ổn định trong thời gian dài.
 Ưu điểm của sản phẩm
 Hoạt động ổn định trong các môi trường khác nhau trong thời
gian dài.
 Tính an toàn, thân thiện với người dùng.
 Giao diện điều khiển đơn giản, dễ sử dụng.
 Nhược điểm của sản phẩm
 Không có nguồn độc lập khi mất điện.
 Cần có sự gia công chi tiết cao.
6.2 Hướng phát triển
Trong đề tài này, nhóm điều khiển thiết bị bằng module IO, giao diện giám sát trên
màn hình máy tính.để phát triên đề tài nhóm em có các ý tưởng sau:
- Điều khiển các thiết bị qua module CC link có thể điều khiển được ở nhiều
nơi.
- Có thể bỏ bảng điều khiền cơ khí thay vào đó điều khiển và giám sát toàn bộ
hệ thống bằng màn hình HMI.
- Phát triển đề tài lên thành một chuỗi hệ thống cung cấp phôi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Support Type A1SJHCPU User’s Manual (Hardware). Internet:
http://suport.siriustrading.ro/02.DocArh/01.PLC/03.Modulare/05.MELSEC%20
AnS,QnAS/01.Unitati%20centrale/01.AnS/A1SJHCPU%20-
%20User's%20Manual%20(Hardware)%20IB(NA)-66469-P%20(06.14).pdf
[2] PLC Mitsubishi MELSEC- A Series. Internet :
http://www.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/plca/pmerit/concept/index.ht
ml , 2006.
[3] Cài đặt biến tần Fr E500. Internet:
https://dailythietbidiencongnghiep.com/huong-dan-cai-dat-bien-tan-mitsubishi/
, 2018.
[4] GT Designer 3 Version 1 Screen Design Manual- hướng dẫn sử dụng GT
Designer 3. Internet:
https://www.automationsystemsandcontrols.net.au/PDF's%20Mitsubishi/Manua
ls/GOT/GT%20Designer3%20Version1%20Screen%20Design%20Manual%20
(Functions).pdf , 2014
[5] Đinh Văn Vinh, “Máy dập tự động”, Đồ án môn học công nghệ thủy lực – khí
nén, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vinh, http://luanvan.net.vn/luan-van/do-
an-may-dap-tu-dong-
63490/?fbclid=IwAR1KEDm9pzjvmUfQL9iLVozcDmJtCjj4gKwI22S9QLdPy
OG1kIlU4Funp00, 2011.
[6] Huỳnh Phan Trung Hiếu và Trần Văn Bình,” Tìm Hiều Về Biến Tần”, Trường
Đại học Công nghiệp TPHCM,Internet: http://luanvan.net.vn/luan-van/de-tai-
tim-hieu-ve-bien-tan-44670/?fbclid=IwAR2ueAPfHKhf2YzF8c8OTZ-
X67jwbYF2LavW7YE2lw1Zt69Q10LfpX2bmsM, 2013.
[7] Tìm hiểu về Relay, Internet: https://tailieu.vn/doc/thuyet-trinh-tim-hieu-ve-ro-
le-
1883559.html?fbclid=IwAR35UPcmsKUrA3QIwaytn6q7HSsqi8aXkqrp74dV1
o3s3u960CrbSrhVjGA, 2016.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 86
[8] Cảm biến quang, Internet: https://sieuthivattudien.com/cam-bien-quang-dien-la-
gi-cong-dung-va-vai-tro-cua-no/?fbclid=IwAR2oeA3_jGQt2hXWQItOYObnp-
4-h4-uSeRX621eAv9HS_AYo1nA8eYH7yM, 2017.
[9] Van điện từ khí nén, Internet: https://vankhinen.vn/van-dien-tu-khi-nen-la-gi-
solenoid-valve-la-gi-bid93.html, 2016

Đề tài: Ứng dụng plc điều khiển và giám sát trạm lắp đặt phôi

  • 1.
    TRƯỜNG ĐH SPKTTP. 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: Kiều Minh Thiện MSSV: 14141299 Phạm Thanh Tuấn MSSV: 14141354 Chuyên ngành: Điện tử Công nghiệp Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2014 Lớp: 14141DT3A I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM LẮP ĐẶT PHÔI II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Các tài liệu về PLC, các module, thiết bị. Mô hình mẫu trạm lắp đặt phôi lấy từ nguồn Internet. 2. Nội dung thực hiện: Tìm hiểu về PLC Mitsubishi dòng A, tìm hiểu về mô hình thủy lực khí nén. Tìm hiểu về các loại mô hình trạm lắp đặt phôi và lựa chọn mô hình. Lắp đặt phần cứng mô hình sau khi đã lựa chọn. Viết chương trình chạy mô hình điều khiển và giám sát trạm lắp đặt phôi. Hoàn thành mô hình. Đánh giá kết quả thực hiện. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/10/2018 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/01/2019 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Trần Văn Sỹ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
  • 2.
    TRƯỜNG ĐH SPKTTP. 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: Kiều Minh Thiện Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141299 Họ tên sinh viên 2: Phạm Thanh Tuấn Lớp: 14141DT3A..........................................................MSSV: 14141354 Tên đề tài: Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi. Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD 1-6/10 Chọn đề tài 07-13/10 Viết đề cương chi tiết 14-20/10 Tìm hiểu mô hình lắp đặt phôi thực tế 21-25/10 Tìm hiểu sơ lược về khí nén 26-31/10 Tìm hiểu về PLC và các module 1/11-20/11 Tiến hành lắp đặt phần cứng 21-27/11 Viết code thực hiện chương trình 28/11-15/12 Chạy thử nghiệm mô hình và chỉnh sửa 16/12-20/12 Thiết kế giao diện trên GT Designer 3 21/12-7/1 Viết báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) Ths. Trần Văn Sỹ
  • 3.
    i LỜI CAM ĐOAN Chúngtôi – Kiều Minh Thiên và Phạm Thanh Tuấn cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chúng tôi dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Văn Sỹ. Các số liệu, kết quả nêu trong ĐATN là trung thực và không được sao chép từ bất cứ công trình nào khác. SV thực hiện đề tài Kiều Minh Thiện Phạm Thanh Tuấn
  • 4.
    ii LỜI CẢM ƠN Tậpthể nhóm xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Điện Tử Công Nghiệp đã trang bị cho chúng em kiến thức và giúp đỡ chúng em giải quyết những khó khăn trong quá trình làm đồ án. Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Văn Sỹ đã tận tình giúp đỡ trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiện. Nhóm xin được phép gửi đến thầy lòng biết ơn và lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất. Kiến thức và cái tâm nghề nghiệp của thầy đã không những giúp đỡ nhóm em hoàn thành đồ án tốt nghiệp mà còn là tấm gương sáng để nhóm em noi theo. Cuối cùng, mặc dù đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đảm bảo thời hạn nhưng do kiến thức còn hạn hẹp chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót, mong Thầy/cô và các bạn sinh viên thông cảm. Nhóm mong nhận được những lời ý kiến của Thầy/cô và các bạn sinh viên. Nhóm chân thành cảm ơn!!! SV thực hiện đồ án Kiều Minh Thiện Phạm Thanh Tuấn
  • 5.
    iii MỤC LỤC LỜI CAMĐOAN.............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii MỤC LỤC..................................................................................................................... iii MỤC LỤC HÌNH ........................................................................................................ viii MỤC LỤC BẢNG..........................................................................................................xi TÓM TẮT........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................................................1 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu..................................................................1 1.2 Mục đích đề tài ................................................................................................1 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài......................................................................1 1.3.1 Nhiệm vụ.....................................................................................................1 1.3.2 Giới hạn.......................................................................................................2 1.4 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................2 1.5 Tóm tắt đề tài...................................................................................................2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................3 2.2.1 Giới thiệu chung về PLC.................................................................................3 2.1.1 Tổng quan về PLC..........................................................................................3 2.1.1.1 Định nghĩa ...............................................................................................3 2.1.1.2 Cấu tạo.....................................................................................................3 2.1.2 Đặc điểm và vai trò của PLC..........................................................................4 2.1.2.1 Đặc điểm..................................................................................................4 2.1.2.2 Vai trò......................................................................................................5 2.1.3 PLC dòng A của hãng Mitsubishi ..................................................................5 2.1.3.2 Những tính năng chính ............................................................................7 2.1.2.3 Dãy sản phẩm ..........................................................................................7
  • 6.
    iv 2.1.2.4 Các loạibộ nhớ........................................................................................9 2.2 Hệ thống khí nén .............................................................................................9 2.2.1 Nguồn khí nén.............................................................................................9 2.2.1.1 Máy nén khí..........................................................................................9 2.2.1.2 Bình trích chứa nén khí ......................................................................10 2.2.2 Các phần tử mạch điều khiển....................................................................11 2.2.2.1 Van đảo chiều........................................................................................11 2.2.2.2 Van tiết lưu............................................................................................12 2.3 Biến tần..........................................................................................................15 2.3.1 Tìm hiểu về biến tần..................................................................................15 2.3.2 Nguyên lý hoạt động của biến tần.............................................................15 2.3.3 Các tham số cài đặt ...................................................................................16 2.4 Relay trung gian (Rơ le) ................................................................................17 2.4.1 Khát quát về Relay....................................................................................17 2.4.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................18 2.5 Cảm biến quang.............................................................................................19 2.5.1 Giới thiệu về cảm biến quang ...................................................................19 2.5.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................19 2.5.3 Điều chỉnh độ nhạy của cảm biến quang ..................................................21 2.6 Băng tải..........................................................................................................22 2.7 Động cơ xoay chiều 3 pha quay băng tải ......................................................23 2.7.1 Giới thiệu về động cơ................................................................................23 2.7.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................24 2.8 Domino ..........................................................................................................24 2.9 Nguồn cung cấp.............................................................................................25 2.9.1 Nguồn xoay chiều .....................................................................................25 2.9.2 Nguồn một chiều.......................................................................................26
  • 7.
    v CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH...............................................27 3.1 Giới thiệu.............................................................................................................27 3.2 Thiết kế sơ đồ khối ..............................................................................................28 3.3 Thiết kế và thi công các trạm trong hệ thống......................................................29 3.3.1 Trạm Master .................................................................................................29 3.3.1.1 Các module có trong trạm master..........................................................29 3.3.1.2 Thông số kỹ thuật của các module ........................................................30 3.2.1.3 Thiết kế trạm master..............................................................................32 3.3.2 Trạm điều khiển............................................................................................33 3.3.2.1 Các module có trong trạm điều khiển ...................................................33 3.3.2.2 Thông số kỹ thuật của các module ........................................................33 3.3.2.3 Thiết kế trạm điều khiển........................................................................35 3.3.3 Trạm giám sát...............................................................................................36 3.3.4 Băng tải.........................................................................................................39 3.3.4.1 Cơ cấu truyền động băng tải..................................................................39 3.3.4.2 Cơ cấu động cơ kéo băng tải .................................................................40 3.3.5 Trạm gắp phôi...............................................................................................40 3.3.5.1 Các cơ cấu có trong trạm gắp phôi........................................................40 3.3.5.1.1 Cơ cấu cánh tay quay gắp phôi: ...................................................40 3.3.5.1.2 Cơ cấu nâng cánh tay xoay gắp phôi ...........................................42 3.3.5.2 Phác thảo phần cơ khí............................................................................43 3.2.6 Trạm cung cấp phôi......................................................................................44 3.3.6.1 Các cơ cấu có trong trạm cung cấp phôi ...............................................44 3.3.6.1.1 Mặt bệ đẩy phôi............................................................................44 3.3.6.1.2 Ống cung cấp phôi .......................................................................46 3.3.6.1.3 Cơ cấu đẩy phôi ...........................................................................46 3.3.7 Thiết kế phần khuôn và phôi ........................................................................49
  • 8.
    vi 3.3.8 Trạm biếntần FR- E500...............................................................................51 3.3.9 Các thiết bị ngoại 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 Nguồn .........................................................................................................56 3.3.12 Sơ đồ bố trí các trạm trên mô hình.............................................................57 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ........................................................................58 4.1 Giới thiệu.......................................................................................................58 4.2 Thi công hệ thống..........................................................................................58 4.2.2 Thi công phần mô hình. ............................................................................60 4.2.2.1 Thi công phần băng tải .......................................................................60 4.2.2.2 Thi công khối cung cấp phôi ..............................................................61 4.2.2.3 Thi công khối gắp phôi.......................................................................61 4.2.2.4 Thi công khối van điện từ...................................................................62 4.2.2.5 Thi công phần khuôn..........................................................................62 4.2.2.6 Tổng quan mô hình.............................................................................63 4.2.3 Lập trình hệ thống. ....................................................................................64 4.2.3.1 Yêu cầu hệ thống................................................................................64 4.2.3.2 Danh sách thiết bị...............................................................................65 4.2.3.3 Lưu đồ thuật toán................................................................................65 4.2.3.4 Phần mềm lập trình PLC Mitsubishi..................................................70 4.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng...........................................................................79 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ ...............................................80 5.1 Giới thiệu.......................................................................................................80 5.2 Kết quả đạt được............................................................................................80 5.2.1 Giao diện giám sát.....................................................................................80
  • 9.
    vii 5.2.2 Bảng điềukhiển.........................................................................................81 5.2.3 Kết quả mô hình........................................................................................82 5.3 Nhận xét – đánh giá.......................................................................................83 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..............................................84 6.1 Kết luận..........................................................................................................84 6.2 Hướng phát triển............................................................................................84 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................85
  • 10.
    viii MỤC LỤC HÌNH Hình2. 1 Cấu trúc cơ bản của PLC.................................................................................4 Hình 2. 2 Lịch sử phát triển của các dòng PLC Mitsubishi ............................................6 Hình 2. 3 Máy nén khí...................................................................................................10 Hình 2. 4 Bình lọc khí ...................................................................................................11 Hình 2. 5 Van 5/2 ..........................................................................................................11 Hình 2. 6 Hình ảnh van điện từ thực tế .........................................................................12 Hình 2. 7 Hình ảnh van tiết lưu .....................................................................................12 Hình 2. 8 Xi lanh kẹp Artac...........................................................................................13 Hình 2. 9 Xi lanh xoay ..................................................................................................14 Hình 2. 10 Xi lanh 1 tia .................................................................................................14 Hình 2. 11 Xi lanh 2 tia .................................................................................................14 Hình 2. 12 Sơ đồ nguyên lý biến tần cơ bản .................................................................15 Hình 2. 13 Biến tần Mitsubishi E500 ............................................................................17 Hình 2. 14 Relay trung gian thực tế ..............................................................................18 Hình 2. 15 Mô tả hoạt động cảm biến quang ................................................................19 Hình 2. 16 Lượng ánh sáng nhận về sẽ được chuyển tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc dòng điện) và sau đó được khuếch đại. .........................................................................20 Hình 2. 17 Sensor xuất tín hiệu ra báo có vật nếu mức điện áp lớn hơn mức ngưỡng .20 Hình 2. 18 Băng tải ngoài thực tế..................................................................................23 Hình 2. 19 Động cơ 3 pha cỡ nhỏ..................................................................................23 Hình 2. 20 Domino công nghiệp ...................................................................................24 Hình 2. 21 Mô tả điện áp...............................................................................................25 Hình 2. 22 Nguồn 24V DC 10.......................................................................................26 Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống ................................................................................28 Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý module A1SH42.................................................................32 Hình 3. 3 Sơ đồ chân nút nhấn ......................................................................................33 Hình 3. 4 Sơ đồ chân đèn ..............................................................................................34 Hình 3. 5 Sơ đồ chân công tắc xoay 2 vị trí ..................................................................35 Hình 3. 6 Bản vẽ thiết kế trạm điều khiển (35x24cm) ..................................................35 Hình 3. 7 Mô hình trạm điều khiển ...............................................................................36 Hình 3. 8 Một bên của bộ khớp nối giữa băng tải và động cơ ......................................39
  • 11.
    ix Hình 3. 9Mặt chiếu đứng của khung băng tải ..............................................................39 Hình 3. 10 Dây đai đã được kết nối vô khớp nối ..........................................................40 Hình 3. 11 Mô phỏng 3D cơ cấu kéo của động cơ........................................................40 Hình 3. 12 Bản vẽ cánh tay quay...................................................................................42 Hình 3. 13 Khớp nối giữa xi lanh đẩy và xoay..............................................................42 Hình 3. 14 Cánh tay quay gắp phôi ...............................................................................43 Hình 3. 15 Tay gắp ........................................................................................................43 Hình 3. 16 Cơ cấu nâng tay gắp phôi ............................................................................44 Hình 3. 17 Bản vẽ mặt bệ đẩy phôi. ..............................................................................45 Hình 3. 18 Bản vẽ ống cung cấp phôi ...........................................................................46 Hình 3. 19 Bản vẽ cơ cấu đẩy phôi................................................................................47 Hình 3. 20 Mặt bệ đẩy phôi...........................................................................................47 Hình 3. 21 Ống cung cấp phôi.......................................................................................48 Hình 3. 22 Cơ cấu đẩy phôi...........................................................................................49 Hình 3. 23 Cơ cầu chặn khuôn bằng 2 xi lanh ..............................................................49 Hình 3. 24 Biến tần Mitsubishi FR-E500......................................................................51 Hình 3. 25 Động cơ OM 4IK25GN-SWM....................................................................52 Hình 3. 26 Cụm relay trung gian...................................................................................53 Hình 3. 27 Cụm cảm biến..............................................................................................53 Hình 3. 28 Sơ đồ đấu nối đường khi van điện từ ..........................................................55 Hình 3. 29 Nguồn 24VDC-10A.....................................................................................56 Hình 3. 30 Sơ đồ bố trí trên mô hình.............................................................................57 Hình 4. 1 Sơ đồ điện toàn hệ thống ...............................................................................59 Hình 4. 2 Mô hình băng tải sau khi hoàn tất .................................................................60 Hình 4. 3 Mô hình cung cấp phôi..................................................................................61 Hình 4. 4 Mô hình khối gắp phôi ..................................................................................61 Hình 4. 5 Khối van điện từ ............................................................................................62 Hình 4. 8 Khuôn sau khi gia công .................................................................................62 Hình 4. 9 Mô hình phôi thực tế .....................................................................................63 Hình 4. 10 Toàn bộ mô hình sau khi được lắp ráp........................................................63 Hình 4. 11 Lưu đồ chương trình chính..........................................................................66 Hình 4. 12 Lưu đồ chế độ tự động.................................................................................67
  • 12.
    x Hình 4. 13Lưu đồ chương trình con chạy tay...............................................................68 Hình 4. 14 Lưu đồ chương trình con gắp phôi đợt 2.....................................................69 Hình 4. 15 Lưu đồ chương trình con gắp phôi ..............................................................70 Hình 4. 16 Giao diện chính phần mềm..........................................................................71 Hình 4. 17 Giao diện tạo dự án mới ..............................................................................71 Hình 4. 18 Giao diện chon các loại PLC.......................................................................72 Hình 4. 19 Giao diện lập trình.......................................................................................72 Hình 4. 20 Cài đặt setup cách liên kết với PLC ............................................................73 Hình 5. 1 Giao diện màn hình giám sát.........................................................................80 Hình 5. 2 Màn hình chính giao diện giám sát ...............................................................81 Hình 5. 3 Bảng điều khiển sau khi đã thi công xong.....................................................81 Hình 5. 4 Phôi đã được xi lanh đẩy ra chờ ....................................................................82 Hình 5. 5 Phôi được xi lanh kẹp gắp đi.........................................................................82 Hình 5. 6 Phôi được đưa đến vị trí khuôn .....................................................................83
  • 13.
    xi MỤC LỤC BẢNG Bảng2. 1 Các Module CPU ............................................................................................7 Bảng 2. 2 Các Module nguồn cung cấp...........................................................................7 Bảng 2. 3 Các module ngõ vào........................................................................................8 Bảng 2. 4 Các module ngõ ra ..........................................................................................8 Bảng 2. 5 Bảng tham số cài đặt biến tần Mitsubishi FR-E500 .....................................17 Bảng 2. 6 Set up cảm biến.............................................................................................22 Bảng 3. 1 Module A1SJHCPU......................................................................................30 Bảng 3. 2 Module A1SH42 ...........................................................................................30 Bảng 3. 3 Sơ đồ chân module A1SH42.........................................................................31 Bảng 3. 4 Thiết bị nút nhấn ...........................................................................................33 Bảng 3. 5 Thiết bị đèn ...................................................................................................34 Bảng 3. 6 Thiết bị công tắc xoay 2 vị trí .......................................................................34 Bảng 3. 7 Thông số kỹ thuật biến tần FR-E500 ............................................................52 Bảng 3. 8 Chức năng chân của biến tần ........................................................................52 Bảng 3. 9 Thông số kỹ thuật động cơ............................................................................53 Bảng 3. 10 Thông số relay.............................................................................................53 Bảng 3. 11 Thông số cảm biến lazer .............................................................................54 Bảng 3. 12 Thông số cảm biến lazer .............................................................................55 Bảng 4. 1 Danh sách thiết bị..........................................................................................65
  • 14.
    CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1 TÓM TẮT Ngày nay, trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước thì vai trò của tự động hóa được xem là một trong những lĩnh vực chủ đạo nhận được sự quan tâm lớn. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tự động hóa ngày nay không chỉ gói gọn ở một ngành như cơ khí, điện, điện tử, tin học… Mà là sự kết hợp hài hòa của tất cả các ngành trên. Chính sự kết hợp hài hòa đó tự động hóa đã đạt được nhiều thành tích cao. Hãng Festo (Đức) đã chế tạo ra mô hình trạm MPS (Modular Production System). Trạm MPS là một hệ thống gồm có 9 trạm, nó là một quá trình sản xuất gia công có tính chất liên tục, từ việc cấp phôi, gia công, lắp rắp đến phân loại sản phẩm, gắn liền với quá trình sản xuất trên thực tế. Trạm MPS là sự kết hợp hài hòa giữa điện, điện tử, cơ khí, tin học, thủy lực, khí nén và kỹ thuật lập trình PLC mô phỏng và giám sát… Với những ưu điểm trên nhóm thực hiện chọn đề tài “Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi” để nghiên cứu, mở rộng và trau dồi kiến thức chuyên ngành. Trong đề tài trên nhóm sẽ nghiên cứu về một phần của hệ thống trạm MPS để thiết kế hệ thống lắp đặt phôi điều bằng PLC kết hợp phần mềm GT Designer 3 để giám sát trạng thái của hệ thống.
  • 15.
    CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu Trong bối cảnh khoa học công nghệ ngày càng phát triển, tự động hóa cũng là lĩnh vực được chú trọng phát triển và luôn giữ một vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Đòi hỏi tay nghề kỹ sư ngày càng cao, hiểu biết sâu rộng về nhiều lĩnh vực điện, điện tử, cơ khí, tin học, thủy lực, khí nén. Để tiếp cận với những với những lĩnh vực đó nhóm đã chọn thiết kế một phần của hệ thống MPS. 1.2 Mục đích đề tài Khảo sát hệ thống MPS và xây dựng hệ thống trạm lắp đặt phôi. Thiết kế và thi công được mô hình dùng PLC Mitsubishi, trạm điều khiển kết hợp PC để làm giao diện giám sát hệ thống. 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ  Khảo sát dòng sản phẩm tự động hóa của Mitsubishi:  Phần cứng : + Tìm hiểu PLC Mitsubishi dòng A. + Tìm hiểu hệ thống thủy lực khí nén. + Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của động cơ 3 phase, biến tần Mitsubishi dòng E, cảm biến quang và hệ thống đóng cắt điện qua relay trung gian.  Phần mềm : + Phần mềm lập trình cho PLC Mitsubishi: GX Developer. + Phầm mềm GT Designer 3 lập trình giao diện cho trên PC. + Thiết kế và thi công phần cơ mô hình trạm lắp đặt phôi. + Thiết kế giao diện điều khiển trên PC và lập trình điều khiển.
  • 16.
    CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2 1.3.2 Giới hạn Mô hình được thiết kế với những thông số cơ bản: kích thước mô hình, lựa chọn thiết bị đáp ứng nhu cầu vận hành về quy trình phục vụ cho chương trình điều khiển và giám sát mà không đi sâu vào tính toán dòng điện, điện áp để lựa chọn thiết bị cũng như tính toán về cơ khí. 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp:  Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.  Phương pháp thực nghiệm khoa học.  Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm. 1.5 Tóm tắt đề tài Với mục tiêu đã đề ra như trên, đề tài tốt nghiệp được xây dựng với bố cục như sau:  Chương 1: Tổng quan về đề tài.  Chương 2: Cơ sở lý thuyết.  Chương 3: Tính toán và thiết kế và thi công mô hình thực tập.  Chương 4: Thi công hệ thống.  Chương 5: Kết quả-nhận xét-đánh giá.  Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.
  • 17.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2.1 Giới thiệu chung về PLC 2.1.1 Tổng quan về PLC 2.1.1.1 Định nghĩa PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic khả trình thuộc loại điều khiển bán dẫn tự động theo chương trình người dùng. PLC sử dụng bộ nhớ khả trình để lưu trữ chương trình và thực hiện yêu cầu điều khiển. PLC có thể coi là một máy tính được thiết kế hoạt động tin cậy trong môi trường công nghiệp. 2.1.1.2 Cấu tạo Bộ xử lý (CPU) Để đáp ứng được yêu cầu đã nêu thì PLC cần phải có CPU như một máy tính thực thụ. CPU được xem là bộ não của PLC, nó quyết định tốc độ xử lý cũng như khả năng điều khiển chuyên biệt của PLC. CPU là nơi đọc tín hiệu ngõ vào từ khối vào, xử lý và xuất tín hiệu tới khối ra. CPU còn chứa các khối chứa năng phổ biến như Counter, Timer, lệnh toán học, chuyển đổi dữ liệu… và các hàm chuyên dụng. Khối vào (Module Input) Có hai loại ngõ vào là ngõ vào số DI (Digital Input) và ngõ vào tương tự AI (Analog Input). Ngõ vào DI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu dạng nhị phân như: công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến quang, cảm biến tiệm cận. Ngõ vào AI kết nối với các thiết bị tạo ra tín hiệu liên tục như: các loại cảm biến nhiệt độ, áp suất, khoảng cách, độ ẩm. Khi kết nối cần chú ý đến sự tương thích giữa tín hiệu ngõ ra cảm biến với tín hiệu vào mà module AI có thể đọc được. Mỗi module AI sẽ có khả năng đọc tín hiệu tương tự khác nhau: đọc dòng điện, điện áp, tổng trở. Một thông số quan trọng khác của các module AI là độ phân giải, thông số này cho biết độ chính xác khi thực hiện chuyển đổi ADC.
  • 18.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 Khối ra Có 2 loại ngõ ra là ngõ ra số DO (Digital Output) và ngõ ra tương tự AO (Analog Output). Ngõ ra DO kết nối với các cơ cấu chấp hành điều khiển theo quy tắc On/Off như: đèn báo, chuông, van điện, động cơ không điều khiển tốc độ Ngõ ra AO kết nối với các cơ cấu chấp hành cần tín hiệu điều khiển liên tục: biến tần, van tuyến tính Hình 2. 1 Cấu trúc cơ bản của PLC 2.1.2 Đặc điểm và vai trò của PLC 2.1.2.1 Đặc điểm Ưu điểm - Khả năng điều khiển chương trình linh hoạt. Khi cần thay đổi yêu cầu, đối tượng điều khiển chỉ cần thay đổi chương trình thông qua việc lập trình. - Số lượng Timer, Counter, Relay trung gian rất lớn. PLC còn hỗ trợ nhiều khối hàm có chức năng chuyên dụng: phát xung tốc độ cao, bộ đếm tốc độ cao, bộ điều khiển PID… - Tiết kiệm thời gian nối dây, mạch điều khiển lúc này đã được thay thế hoàn toàn bằng chương trình PLC. - Cấu trúc dạng Module giúp PLC có tính năng mềm dẻo, không bị cứng hóa về phần cứng. Người dùng dễ dàng lựa chọn những module nào cần thiết với yêu cầu điều khiển hiện tại giúp tiết kiệm chi phí. Cấu trúc dạng module của PLC giúp việc mở rộng
  • 19.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 quy mô điều khiển đơn giản, tiết kiệm, không cần phải trang bị CPU mới. Tuy nhiên khi mở rộng cần chú ý tới khả năng kết nối tối đa của CPU. - Khả năng truyền thông, nối mạng với máy tính hay với PLC khác. Khả năng này đáp ứng yêu cầu điều khiển, giám sát từ xa, xây dựng hệ thống SCADA. - Hoạt động với độ tin cậy cao, tuổi thọ cao, chống nhiễu tốt trong môi trường công nghiệp. Nhược điểm - Phạm vi ứng dụng hạn chế do giá thành cao nên không đáp ứng các yêu cầu điều khiển đơn giản. Với những yêu cầu này thì bộ điều khiển tiếp điểm sẽ hiệu quả kinh tế hơn. - Yêu cầu người lắp đặt ban đầu, lập trình phải có hiểu biết chuyên môn về PLC. 2.1.2.2 Vai trò Với những ưu nhược điểm như đã nêu trên, PLC thể hiện ưu điểm vượt trội và hiện nay đã thay thế hệ thống điều khiển tiếp điểm truyền thống trong các nhà máy, dây chuyền công nghệ. Việc thay thế này giúp hệ thống hoạt động tin cậy và hiệu quả hơn, tiết kiệm nhân công và tránh những thao tác sai của người vận hành. 2.1.3 PLC dòng A của hãng Mitsubishi Dạng module PLC dòng A được coi là sản phẩm đầu tiên khoảng năm 1980 của hãng Mitsubishi chỉ sau K-series. Dù là đã ra đời từ lâu nhưng không phải vì thế mà không được lựa chọn sử dụng cho các thiết bị công nghiệp hiện nay. PLC dòng A vẫn được kết hợp đầy đủ mọi tính năng, module đi kèm, sự hoạt động nhạy bén của nó vẫn được người dùng ưa
  • 20.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 chuộng. Có lẻ thuộc dạng module đầu tiên nên độ cồng kềnh hơn so với cái dòng sau như Q, Fx. [2] Khả năng đa dạng Có thể phối hợp PLC CPU (cơ bản & nâng cao), Motion, Process Controllers và ngay cả PC vào trong một hệ thống duy nhất lên đến 4 CPU khác nhau. Điều này tạo cho người sử dụng sự chọn lựa hướng điều khiển, ngôn ngữ lập trình – tất cả cùng chung trên một nền tảng duy nhất.[2] Linh động và phân cấp là đặc tính thiết kế chủ chốt làm cho dòng Q thực sự là một nền tảng tự động hóa duy nhất. Người dùng có thể sử dụng trong điều khiển đơn giản các loại máy móc riêng lẻ hoặc quản lý toàn bộ thiết bị tất cả cùng trên một nền tảng phần cứng.[2] Hình 2. 2 Lịch sử phát triển của các dòng PLC Mitsubishi
  • 21.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 2.1.3.2 Những tính năng chính  Tốc độ xử lý lên đến 0,33us/LD.  Điều khiển tiến trình, lập trình online.  Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT  Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC-link, MELSECNET-H  Khả năng mở rộng đến 4096 I/O.  Điều khiển tiến trình, lập trình online.  Hỗ trợ hoàn toàn trong các ứng dụng phần mềm MELSOFT  Đầy đủ các ứng dụng mạng như: CC-link, MELSECNET-H  Khả năng mở rộng đến 4096 I/O.  Bước lập trình max 30K steps.  Timer (T): 256 điểm  Counter (C): 256 điểm 2.1.2.3 Dãy sản phẩm Kiểu CPU Bộ nhớ CT Số điểm vào/ra CPU DÒNG AnSHCPU A1SJHCPU 8k Steps 4096 points A1SHCPU 8k steps 4096 points A2SHCPU 14k steps 4096 points A2SHCPU-S1 30k steps 4096 points Bảng 2. 1 Các Module CPU  Các module nguồn cung cấp: Tên module Đầu vào Đầu ra A1S61P 100V - 240VAC 5VDC 5A A1S62P 100V - 240VAC 5VDC 3A/24VDC 0.6A A1S63P 24VDC 5VDC 5A A1S61PEU 200-240VAC 5VDC 5A A1S62PEU 200-240VAC 5VDC 3A/24VDC 0.6A A1S61PN 100-240VAC 5VDC 5A A1S62PN 100-240VAC 5VDC 3A/24VDC 0.6A Bảng 2. 2 Các Module nguồn cung cấp
  • 22.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8  Các module ngõ vào: Số ngõ vào 100 đến 120V AC 100 đến 220V AC 24V DC 12/24V DC/AC 5VDC 12/24V DC 8 A1SX48Y18* A1SX48Y58* 16 A1SX10 A1SX10EU A1SX20 A1SX20EU A1SX40-S1 A1SX40-S2 A1SX80-S1 A1SX80-S2 A1SX30 A1SX40 A1SX80 32 A1SX41-S2 A1SX81-S2 A1SX71 A1SX41 A1SX71 A1SX81 A1SH42* 64 A1SX42-S2 A1SX42 Bảng 2. 3 Các module ngõ vào *1: thông số kỹ thuật ngõ vào cho các module tích hợp I/O. Số ngõ ra Transit or 5 đến 24VDC Triac 100 đến 240VAC Transistor 12 đến 24VDC (Sink) Transistor 5 đến 48VDC (Sink/source) Transistor 24VDC (Sink) Transisto r 12 đến 24VDC (Source) 8 A1SX48 Y58* 16 A1SY60 E A1SY22 A1SY28A A1SY28A UE A1SY40 A1SY50 A1SY68A A1SY60 A1SY80 32 A1SY41 QY71 A1SY81 A1SH42* 64 A1SY42 Bảng 2. 4 Các module ngõ ra
  • 23.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 *2: Thông số kỹ thuật ngõ ra cho các module tích hợp I/O. 2.1.2.4 Các loại bộ nhớ Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ lưu chương trình và tham số cho một module CPU hoạt động, một chương trình hoạt động được thực thi bằng việc đưa chương trình được lưu trong bộ nhớ chương trình đến bộ nhớ cache chương trình. Bộ nhớ cache: Một bộ nhớ cho chương trình hoạt động. Một chương trình hoạt động được thực thi bằng việc đưa chương trình được lưu trong bộ nhớ chương trình đến bộ nhớ cache chương trình. RAM tiêu chuẩn: Một bộ nhớ dùng để sử dụng thanh ghi tệp, biến cục bộ, lấy mẫu truy dấu mà không cần thẻ nhớ. Sử dụng RAM tiêu chuẩn như là một thanh ghi tệp tạo khả năng truy nhập tốc độ cao như ghi dữ liệu. RAM tiêu chuẩn còn được sử dụng để lưu trữ cho module thu thập lịch sử lỗi. Standard ROM: Một bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu như các tham số và chương trình. Thẻ nhớ (RAM): Dùng để lưu trữ trên biến cục bộ, gỡ lỗi dữ liệu, dữ liệu truy dấu SFC, và dữ liệu lịch sử lỗi với các tham số và chương trình. Thẻ nhớ (ROM): Card flash dùng để lưu trữ tham số, chương trình và thanh ghi tệp. Một card ATA lưu trữ các tham số, chương trình, và dữ liệu người dùng của bộ điều khiển khả trình (tệp bình thường). 2.2 Hệ thống khí nén 2.2.1 Nguồn khí nén 2.2.1.1 Máy nén khí Khái niệm: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Phân loại:  Theo áp suất: o Máy nén khí áp suất thấp: p<=15 bar
  • 24.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 o Máy nén khí áp suất cao: p>=15 bar o Máy nén khí áp suất rất cao: p>=30 bar  Theo nguyên lý hoạt động: o Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu pittong, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. o Máy nén khí kiểu tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khi theo chiều trục. Hình 2. 3 Máy nén khí 2.2.1.2 Bình trích chứa nén khí Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phận lưu trữ để sử dụng. Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước.
  • 25.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 Hình 2. 4 Bình lọc khí 2.2.2 Các phần tử mạch điều khiển 2.2.2.1 Van đảo chiều Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng, mới hay chuyển đổi vị trí, để thay đổi vị trí, để thay đổi hướng của dòng năng lượng. Hình 2. 5 Van 5/2 Khi chưa cấp điện vào cổng điều khiển 14, dưới tác dụng của lực lò xo van hoạt động ở vị trí bên phải, lúc đó cửa số 1 thông với cửa số 2 và cửa 4 thông với cửa 5, cửa số 3 bị chặn. Khi ta cấp điện vào cửa điều khiển 14 van 5/2 đảo trạng thái làm cửa 1 thông với cửa 4, cửa 2 thông với cửa 3 và cửa 5 bị chặn. [9]
  • 26.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 Hình 2. 6 Hình ảnh van điện từ thực tế 2.2.2.2 Van tiết lưu Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lưu cũng có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều. Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện. Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay. Nguyên lý hoạt động: Tiết diện chảy Ax thay đổi bằng điều chỉnh vít điều chỉnh bằng tay. Khi dòng khí nén từ A qua B, lò xo đẩy màng chắn xuống và dòng khí nén chỉ đi qua tiết diện Ax. Khi dòng khí nén đi từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lò xo đẩy màng chắn lên và như vậy dòng khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa màn chắn, lưu lượng không được điều chỉnh. Hình 2. 7 Hình ảnh van tiết lưu
  • 27.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 13 2.2.2.3 Xylanh khí nén Xi lanh khí nén là dạng cơ cấu vận hành có chức năng biến đổi năng lượng tích lũy trong khí nén thành động năng cung cấp cho các chuyển động. Xi lanh khí nén hay còn được gọi là pen khí nén là các thiết bị cơ học tạo ra lực, thường kết hợp với chuyển động, và được cung cấp bởi khí nén (lấy từ máy nén khí thông thường). Để thực hiện chức năng của mình, xy lanh khí nén truyền một lực lượng bằng cách chuyển năng lượng tiềm năng của khí nén vào động năng. Điều này đạt được bởi khí nén có khả năng nở rộng, không có đầu vào năng lượng bên ngoài, mà chính nó xảy ra do áp lực được thiết lập bởi khí nén đang ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển. Sự giãn nở không khí này làm cho piston di chuyển theo hướng mong muốn. Xi lanh khí nén cũng có nhìu loại thiết kế khác nhau cho phù hợp yêu cầu chế tạo máy như xi lanh vuông, xi lanh tròn, xi lanh kẹp, xi lanh compact, xi lanh xoay, xi lanh trượt... Hình 2. 8 Xi lanh kẹp Artac
  • 28.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 14 Hình 2. 9 Xi lanh xoay Hình 2. 10 Xi lanh 1 tia Hình 2. 11 Xi lanh 2 tia
  • 29.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 15 2.3 Biến tần 2.3.1 Tìm hiểu về biến tần Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được. 2.3.2 Nguyên lý hoạt động của biến tần Sau đây là trình tự hoạt động cơ bản của biến tần. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 phase hay 3 phase được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 phase đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ. [6] Hình 2. 12 Sơ đồ nguyên lý biến tần cơ bản Hệ thống điện áp xoay chiều 3 phase ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.[6]
  • 30.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 16 Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.[6] Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA.[6] 2.3.3 Các tham số cài đặt
  • 31.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 17 Bảng 2. 5 Bảng tham số cài đặt biến tần Mitsubishi FR-E500 Hình 2. 13 Biến tần Mitsubishi E500 2.4 Relay trung gian (Rơ le) 2.4.1 Khát quát về Relay Relay trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm. Relay trung gian còn gọi là relay kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Gọi là một công tắc vì relay có hai trạng thái ON và OFF. Relay ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua relay hay không.[7]
  • 32.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 18 Hình 2. 14 Relay trung gian thực tế Các loại relay trung gian:  Relay trung gian 12V.  Relay trung gian 8 chân.  Relay trung gian 14 chân.  Relay trung gian 220V. 2.4.2 Nguyên lý hoạt động o Cấu tạo của relay trung gian: Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn cường độ. Lõi thép động được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm bao gồm tiếp điểm nghịch và tiếp điểm nghịch.[7] o Nguyên lý hoạt động:  Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơ le. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.[7]  Rơ le có 2 mạch độc lập nhau họạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơ le hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.[7]
  • 33.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 19 o Công dụng của relay trung gian: Công dụng của Rơle trung gian là làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch điện cho một thiết bị khác. 2.5 Cảm biến quang 2.5.1 Giới thiệu về cảm biến quang Cảm biến quang điện được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy công nghiệp để phát hiện từ xa vật thể, đo lường khoảng cách hoặc tốc độ di chuyển của đối tượng. Tín hiệu quang được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào. Có thể hiểu cảm biến Quang điện (Photoelectric Sensor, PES) nói một cách nôm na, thực chất chúng là do các linh kiện quang điện tạo thành. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của cảm biến quang, chúng sẽ thay đổi tính chất.[8] 2.5.2 Nguyên lý hoạt động Hình 2. 15 Mô tả hoạt động cảm biến quang
  • 34.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 20 Hình 2. 16 Lượng ánh sáng nhận về sẽ được chuyển tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc dòng điện) và sau đó được khuếch đại. Hình 2. 17 Sensor xuất tín hiệu ra báo có vật nếu mức điện áp lớn hơn mức ngưỡng
  • 35.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 21 2.5.3 Điều chỉnh độ nhạy của cảm biến quang % Chỉnh Cài đặt độ nhạy chỉ bằng cách chạm một nút. Khi giá trị cường độ ánh sáng dao động do bụi hoặc độ lệch, bạn có thể điều độ nhạy theo phần trăm cố định. (+/- 99%). Chức năng chuyển đổi Điều chỉnh cường độ ánh sáng nhận hiện tại đến "0". Ví dụ. bạn có thể chỉnh cường độ ánh sáng nhận được là 0 từ một cảm biến phản xạ để vùng nền hiển thị "0". Chức năng này hiệu quả khi chỉ có khác biệt nhỏ giữa các mục tiêu và cường độ ánh sáng nhận được. Xác định tỉ lệ màn hình hiển thị Điều chỉnh cường độ ánh sáng trên màn hình hiển thị. Theo cách này, mỗi bộ khuếch đại có thể hiển thị cùng giá trị cho cùng mục tiêu. (Chỉ 1 loại ngõ ra).
  • 36.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 22 Ngõ vào dừng truyền phát sợi quang Khi kích hoạt ngõ vào phụ, sẽ dừng truyền phát đèn LED trên thiết bị chính và tất cả khối con đã kết nối. Xử lý sự cố khi khởi động cảm biến, ngăn nhiễu với các cảm biến khác. Điều chỉnh ngoại vi Có thể cài đặt ngoại vi độ nhạy bằng PLC. Ngõ vào phụ hoạt động giống như nút SET. Chức năng khóa mật khẩu Có chức năng khóa mật khẩu, chỉ người vận hành đã xác thực mới có thể chỉnh sửa cài đặt trong FS-V30. Vì có thể lựa chọn mức mật khẩu, nên có thể ngăn lỗi vận hành. Cài đặt giá trị ngưỡng Cài đặt MENU Chế độ nguồn/Bật sáng/Bật tối Mức 1 Khóa Khóa Khóa Mức 2 Mở khóa Khóa Khóa Mức 3 Mở khóa Mở khóa Khóa Bảng 2. 6 Set up cảm biến 2.6 Băng tải Băng tải công nghiệp là một hệ thống máy móc được sử dụng nhiều trong các nhà máy cơ sở sản xuất tiết kiệm sức lao động, nhân công, thời gian và tăng hiệu quả rõ rệt đó chính là băng tải, băng chuyền. Băng tải, băng tải công nghiệp, hệ thống băng tải, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các doanh nghiệp, nhà máy trong cả nước. Góp phần tạo nên một môi trường sản xuất năng động, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao.
  • 37.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 23 Hình 2. 18 Băng tải ngoài thực tế 2.7 Động cơ xoay chiều 3 pha quay băng tải 2.7.1 Giới thiệu về động cơ Động cơ điện xoay chiều hay Động cơ AC là động cơ điện được dẫn động bằng dòng điện xoay chiều (AC). Động cơ AC thường bao gồm hai phần cơ bản, một stator bên ngoài có các cuộn dây được cấp dòng xoay chiều để tạo ra từ trường quay và một rô-tobên trong được gắn vào trục đầu ra tạo ra từ trường quay thứ hai. Từ trường rôto có thể được tạo ra bởi các nam châm vĩnh cửu, sự lồi từ trở, hoặc cuộn dây điện DC hoặc AC. Hình 2. 19 Động cơ 3 pha cỡ nhỏ
  • 38.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 24 2.7.2 Nguyên lý hoạt động Hai loại động cơ AC chính là động cơ cảm ứng điện từ và động cơ đồng bộ. Động cơ cảm ứng điện từ (hoặc động cơ không đồng bộ) luôn phụ thuộc vào sự khác biệt nhỏ về tốc độ giữa từ trường quay stator và tốc độ trục rotor được gọi là sự trượt tạo ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây rotor. Kết quả là, động cơ cảm ứng điện từ không thể tạo ra mô-men xoắn bằng với tốc độ đồng bộ khi hiện tượng cảm ứng (hoặc trượt) không liên quan hoặc ngừng tồn tại. Ngược lại, động cơ đồng bộ không phụ thuộc vào cảm ứng điện từ - trượt trong hoạt động và sử dụng nam châm vĩnh cửu, các cực từ lồi hoặc cuộn dây rôto độc lập. Động cơ đồng bộ tạo ra mô-men xoắn danh định bằng chính xác với tốc độ đồng bộ. Hệ thống động cơ đồng bộ nguồn đôi rô-to dây quấn không chổi than có một cuộn dây rôto độc lập được kích thích không phụ thuộc vào nguyên tắc cảm ứng - trượt của dòng điện. Động cơ đồng bộ nguồn đôi rô-to dây quấn không chổi than là động cơ đồng bộ có thể hoạt động bằng chính xác tần số nguồn cấp hay bằng bội số của tần số cung cấp. 2.8 Domino Domino là thiết bị được sử dụng trong các công trình công nghiệp, là trung gian giữa thiết bị và dây điện. Domino giúp cho việc lắp đặt và sửa chữa được dễ dàng hơn, và làm tăng thêm tính thẩm mỹ cho tủ điện, tụ bù... Hình 2. 20 Domino công nghiệp
  • 39.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 25 2.9 Nguồn cung cấp 2.9.1 Nguồn xoay chiều Dòng điện xoay chiều viết tắt là AC – Alternating Current. Nghĩa là chiều của dòng điện trong mạch luôn luôn thay đổi theo thời gian. Khác với dòng điện DC (Direct Current), dòng chảy trong mạch chỉ theo một chiều nhất định. Dòng điện đang được sử dụng trong nhà chúng ta là AC, có điện áp hiệu dụng là 220V. Thông thường, dây điện khi kéo từ nhà máy điện đến nhà thường có 2 dây dẫn, ở Việt Nam, ta thường gọi là dây nóng (hay dây pha) và dây nguội (hay còn gọi là dây trung tính). Dây nóng: có ký hiệu chuẩn là P hoặc L, là dây luôn luôn có điện và chiều dòng điện luôn luôn thay đổi theo thời gian. Biểu đồ bên dưới mô tả sự thay đổi điện áp này: Hình 2. 21 Mô tả điện áp Để PLC hoạt động ta cấp nguồn 1 phase 220V trực tiếp từ nguồn điện sẵn có và cấp cho bộ nguồn DC để nuôi toàn bộ hệ thống.
  • 40.
    CHƯƠNG 2: CƠSỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 26 2.9.2 Nguồn một chiều Hệ thống chủ yếu dùng van điện từ và relay trung gian 24V nên ta cần một bộ chuyển áp từ nguồn 1 phase 220V xuống DC 24V. Hình 2. 22 Nguồn 24V DC 10Ampe
  • 41.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 27 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3.1 Giới thiệu Đề tài “Ứng dụng PLC điều khiển và giám sát mô hình trạm lắp đặt phôi” có các yêu cầu như sau: Có giao diện quan sát chu trình hoạt động của mô hình và bảng điều khiển hệ thống bằng tay. Mô hình có thể mô tả được quy trình lắp đặt phôi. Với những yêu cầu trên, nhóm sẽ thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống và tính toán lựa chọn thuật toán phù hợp.
  • 42.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 28 3.2 Thiết kế sơ đồ khối POWER SUPPLY MASTER STATION BĂNG TẢI KHỐI GẮP PHÔI KHỐI CUNG C P PHÔI KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI GIÁM SÁT KHỐI VAN ĐIỆN T KHÍ NÉN KHỐI CẢM BIẾN KHỐI CHẶN KHUÔN Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống Hình 3.1 mô tả các giai đoạn để xây dựng mô hình điều khiển và giám sát quy trình lắp đặt phôi. Khối Master Station là khối gồm PLC nhận tín hiệu từ khối cảm biến và khối điều khiển, từ đó đưa ra các tín hiệu ở ngõ ra để điều khiển các thiết bị như van điện từ, khối băng tải, giám sát, gắp phôi và cung cấp phôi. Khối Power Supply: cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động. Khối Master Station: gồm các thiết bị CPU, các modul giao tiếp IO với thiết bị ngoài để truyền giữ liệu về bộ xử lý. Khối điều khiển: gồm các nút nhấn và đèn hiển thị để cho phép điều khiển hệ thống và quan sát quy trình. Khối giám sát: giám sát quy trình hệ thống mô phỏng trên màn hỉnh máy tính.
  • 43.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 29 Khối băng tải: gồm có biến tần có thể điều khiển tốc độ động cơ 3 phase, di chuyển những sản phẩm phôi đã được hoàn tất. Khối gắp phôi: gắp những phôi đã được sản xuất đưa đến phần băng tải để di chuyển. Khối cung cấp phôi: cung cấp phôi đã có sẵn. Khối chặn khuôn: gồm 2 xi lanh để chặn khuôn khi được vận chuyển trên băng tải, nhằm đảm bảo cho vị khí dừng của khuôn được chính xác. Khối van điện từ khí nén: gồm các van điện từ đóng mở các đường ống dẫn khí cung cấp vào xi lanh. 3.3 Thiết kế và thi công các trạm trong hệ thống 3.3.1 Trạm Master 3.3.1.1 Các module có trong trạm master  Các module được lựa chọn dưới đây đều phụ thuộc vào các thiết bị có sẵn trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu. Nên những phần dưới đây là thông số và tính năng của các thiết bị đã được lựa chọn. CPU SLOT 0 MELSEC A1SJHCPU A1SH42
  • 44.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 30 3.3.1.2 Thông số kỹ thuật của các module Đặc điểm Hình ảnh Số điểm I/O: 256 Số thiết thị I/O: 2048 * 2 Dung lượng chương trình: 8k steps Dung lượng bộ nhớ ( ram tích hợp sẵn) : 64k bytes Timer (T) : 256 Counter ( C) : 256 Tốc độ lệnh (LD): Trực tiếp 0,33us -2,3us/step. Ban đầu: 0,33us/step. Cổng kết nối : Sử dụng cáp DB25 Bảng 3. 1 Module A1SJHCPU Bảng 3. 2 Module A1SH42 Đặc điểm Hình ảnh Số ngõ vào 32 ( DC souring ) Số ngõ ra : 32 ( transistor souring ) Phương pháp cách ly: Photocoupler Áp /dòng đầu vào: 12/24VDC (2mA/5mA). Áp /dòng đầu ra : 12/24VDC (0.1mA hoặc nhỏ hơn) Tổng số chân kết nối : 40 Thời gian đáp ứng OFFON: 2ms hoặc nhỏ hơn ONOFF: 2ms hoặc nhỏ hơn Cầu chì bảo vệ output: cầu chì 3.2A ( 1 viên/common )
  • 45.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 31 Bảng 3. 3 Sơ đồ chân module A1SH42
  • 46.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 32 Hình 3. 2 Sơ đồ nguyên lý module A1SH42 3.2.1.3 Thiết kế trạm master
  • 47.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 33 3.3.2 Trạm điều khiển Bài toán đặt ra trong mô hình này là có thể điều khiển mô hình từ các thiết bị như là nút nhấn, swich, đèn hiển thị báo tình trạng hoạt động. Từ yêu cầu đặt ra thì nhóm em đã lựa chọn những thiết bị để có thể thiết kế khối điều khiển gồm: 3.3.2.1 Các module có trong trạm điều khiển Nút nhấn Công tắc xoay 2 vị trí Đèn báo hiển thị 3.3.2.2 Thông số kỹ thuật của các module Đặc điểm Hình ảnh Điện áp: 24VDC Dòng điện tiếp điểm ( max ) : 5A Số tiếp điểm : 1NO/1NC Bảng 3. 4 Thiết bị nút nhấn Hình 3. 3 Sơ đồ chân nút nhấn
  • 48.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 34 Bảng 3. 5 Thiết bị đèn Hình 3. 4 Sơ đồ chân đèn Bảng 3. 6 Thiết bị công tắc xoay 2 vị trí Đặc điểm Hình ảnh Điện áp: 24VDC Dòng điện tiếp điểm : <20mA Số tiếp điểm : 1NO Đặc điểm Hình ảnh Điện áp: 600V Dòng điện tiếp điểm : 40A Số tiếp điểm : 1NO/1NC
  • 49.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 35 3.3.2.3 Thiết kế trạm điều khiển  Với yêu cầu như nhóm em đã đặt ra bảng điều khiển gồm các nút nhấn, công tắc gạt, các đèn hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống. Nhóm em vẽ bản thiết kế của bảng điều khiển như hình 3.6 bảng điều khiển có diện tích là 35x24cm. Trên bảng có đầy đủ các đèn, nút, công tắc gạt, các số liệu của từng nút hoặc đèn nhóm Hình 3. 5 Sơ đồ chân công tắc xoay 2 vị trí Hình 3. 6 Bản vẽ thiết kế trạm điều khiển (35x24cm)
  • 50.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 36 chúng em đều đo trên thiết bị thực để thiết kế bản vẽ này và sau đó đem đi gia công trên mặt mica. Hình 3. 7 Mô hình trạm điều khiển 3.3.3 Trạm giám sát Trong phần này là các bước để thiết kế giao diện HMI một cách ngắn gọn, để biết đầy đủ và chi tiết các thao tác phần mềm GT Designer3  tài liệu tham khảo [4]. Màn hình giới thiệu: chứa thông tin tên trường, khoa, đề tài, giáo viên hướng dẫn, nhóm sinh viên thực hiện và một nút để dẫn đến màn hình giám sát. B1: tạo 1 new screen đặt tên là “màn hình giới thiệu”. B2: Sử dụng Text để ghi các thông tin vào màn hình.
  • 51.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 37 B3: tạo một nút BẢNG ĐIỀU KHIỂN để vào trang chính sử dụng Go To Screen Switch: Double click vào nút vừa tạo chon trang màn hình muốn chuyển đến -> click “OK”.
  • 52.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 38 Giao diện màn hình chính Màn hình giám sát gồm: Nút nhấn để di chuyên về màn hình chính. Một Numberical Display: hiển thị số phôi đã hoàn thành. Một Numberical Input: nhập số phôi muốn sản xuất. Các đèn hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị.
  • 53.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 39 3.3.4 Băng tải 3.3.4.1 Cơ cấu truyền động băng tải.  Cơ cấu truyền động băng tải nhằm di chuyển những vật từ nơi sản xuất đến vị trí mình mong muốn một cách dễ dàng nhất. Cơ cấu truyền động băng tải được kéo bởi 1 động cơ 3 pha có thể điều chỉnh tốc độ bằng biến tần. Sau đây nhóm em sẽ thiết kế phần khung băng tải và khớp nối giữa động cơ và trục kéo của băng tải .Vì phần khuôn được gia công với độ rộng 90mm nên phần độ rộng của khung băng tải phải có độ rộng tương đương như vậy. Sau đây là bản vẽ đã phác họa trên phần mềm: Hình 3. 8 Một bên của bộ khớp nối giữa băng tải và động cơ Hình 3. 9 Mặt chiếu đứng của khung băng tải
  • 54.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 40 3.3.4.2 Cơ cấu động cơ kéo băng tải Hình 3. 10 Dây đai đã được kết nối vô khớp nối Hình 3. 11 Mô phỏng 3D cơ cấu kéo của động cơ 3.3.5 Trạm gắp phôi 3.3.5.1 Các cơ cấu có trong trạm gắp phôi 3.3.5.1.1 Cơ cấu cánh tay quay gắp phôi: Cơ cấu này chịu trách nhiệm là mặt gắn giữa xi lanh xoay và xi lanh tay gắp phôi. Sau khi đo đạc ở các thiết bị xi lanh khí nén có sẵn, đo đặc khoảng cách từ phần cấp phôi cho tới phần vị trí khuôn thực tế là 230mm. Phần tay quay nhóm chúng em thiết
  • 55.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 41 kế phần nối với xi lanh xoay có dạng hình tròn bán kính 55mm để có thể tạo lực đỡ nhiều hơn nếu thiết kế bằng với mặt xi lanh thực tế thì lực đỡ giữa khớp nối xi lanh xoay sẽ khó đỡ được xi lanh tay gắp và sẽ làm cong tay quay. Tay quay được thiết kế dài hơn, không chỉ từ phần xi lanh xoay tới bộ phận cấp phôi mà dài hơn 120mm để tạo độ thăng băng cho tay quay, giúp tay quay không bị cong. Phần cuối tay quay có thiết kế một lỗ để có thể luồn ống khí, tạo cho mô hình thẩm mỹ hơn. Sau đây là phần thiết kế của nhóm em.
  • 56.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 42 Hình 3. 12 Bản vẽ cánh tay quay 3.3.5.1.2 Cơ cấu nâng cánh tay xoay gắp phôi Do phải kết hợp giữa 2 xi lanh đẩy và xoay nên nhóm em thiết kế một khớp nối giữa 2 xi lanh. Sau khi đo đạc trên thực tế thì có bản vẽ như sau : Hình 3. 13 Khớp nối giữa xi lanh đẩy và xoay
  • 57.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 43 3.3.5.2 Phác thảo phần cơ khí Hình 3. 14 Cánh tay quay Hình 3. 15 Tay gắp phôi
  • 58.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 44 3.2.6 Trạm cung cấp phôi 3.3.6.1 Các cơ cấu có trong trạm cung cấp phôi 3.3.6.1.1 Mặt bệ đẩy phôi Mặt bệ đẩy phôi được thiết kế dùng để đẩy phôi đã có sẵn trên ống phôi ra vị trí đặt trước chờ tay gắp phôi, gắp đưa đến khuôn trên băng tải. Nhóm chúng em có thiết kê một đường ray có độ rộng 26mm để đặt vừa phôi. Phôi sẽ được di chuyển trên đường ray này làm tăng độ chính xác, không bị chệch đi đường khác. Sau khi đo đạc kích thước xi lanh, phôi thực tế thì nhóm em đã thiết kế mặt bệ đẩy phôi như bản vẽ sau đây. Hình 3. 16 Cơ cấu nâng tay gắp phôi
  • 59.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 45 Hình 3. 17 Bản vẽ mặt bệ đẩy phôi.
  • 60.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 46 3.3.6.1.2 Ống cung cấp phôi  Phôi được thiết kế với đường kính hình tròn là 27mm, chiều cao 35mm. Nên phần ống cấp phôi nhóm em thiết kế tương tự như vậy để có thể đặt vừa phôi. Hình 3. 18 Bản vẽ ống cung cấp phôi 3.3.6.1.3 Cơ cấu đẩy phôi  Cơ cấu đảy phôi làm nhiệm vụ khi có tín hiệu cảm biến thì cơ cấu này gắn vào một xi lanh đẩy để đẩy phôi trong ống đựng phôi ra vị trí ngoài để chờ phần gắp phôi. Vì khi đẩy ra phải giữ những phôi còn lại trong ống cấp phôi nên phần cơ cấu phải cao bằng phần phôi đã được thiết kế để đảm bảo không bị đẩy nhầm phôi. Phần đầu cơ cấu đẩy phôi được thiết kế cong theo phôi để có thể ôm trọn phôi tránh việc bị đẩy nhầm. Dưới đây là bản phác họa của nhóm em sau khi đã đo đặc thực thế.
  • 61.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 47 3.3.6.2 Phác thảo phần cơ khí Hình 3. 20 Mặt bệ đẩy phôi Hình 3. 19 Bản vẽ cơ cấu đẩy phôi
  • 62.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48 Hình 3. 21 Ống cung cấp phôi
  • 63.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 49 Hình 3. 22 Cơ cấu đẩy phôi Hình 3. 23 Cơ cầu chặn khuôn bằng 2 xi lanh 3.3.7 Thiết kế phần khuôn và phôi  Phần khuôn và phôi nhóm em tự thiết kế để phù hợp với các vật dụng có sẵn ngoài thị trường. Như phần phôi vì nếu mang đi đặt gia công như thiết kế thì giá cả rất mắc vì đồ án dùng để nghiên cứu và làm mô hình số lượng đặt ít nên nhóm chúng em đã thiết kế bản vẽ như các vật dụng có sẵn như phôi.  Phần khuôn để đặt phôi nhóm em thiết bản dựa vào số liệu của phôi sẵn có để tạo hình thành khuôn.
  • 64.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50 Hình 3. 24 Bản vẽ khuôn Hình 3. 25 Bản vẽ phôi
  • 65.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51 3.3.8 Trạm biến tần FR- E500 Hình 3. 26 Biến tần Mitsubishi FR-E500 Ứng dụng của biến tần Mitsubishi FR-E500 Cầu trục và các máy nâng hạ, băng chuyền, máy nén khí, máy đùn ép, máy cuộn, hệ thống nhà kho tự động, máy nhấn chòm và các máy cần tính năng điều khiển vị trí chính xác Nguồn cấp 1 pha 200-240VAC, 50/60Hz; 3 pha 200-240VAC, 50/60Hz Công suất 1 pha: 0,1-2,2kW 3 pha: 0,1 - 15kW Dòng điện 1 pha: 0.8 (0.8) - 11 (10) A 3 pha: 0.8 (0.8) - 60 (57) A Dải tần số 0.2-400Hz Momen khởi động 200%hoặc hơn tại 0.5 Hz khi từ tính điều khiển vector từ thông được nâng cao. Khả năng quá tải 150%/ 60 giây, 200%/ 3 giây Phanh hãm - Ngõ vào Analog Digital Ngõ ra Open collector hở Relay Chức năng bảo vệ Động cơ, quá dòng tức thời, quá tải, quá áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, quá nhiệt điện trở phanh, ngăn chặn sụt Chức năng chính Thiết lập tối đa, tối thiểu tần số, lựa chọn đầu vào rơ le nhiệt
  • 66.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52 Chức năng tự động dò tốc độ động cơ khi mất nguồn sử dụng cảm biến tốc độ Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID, liên kết máy tính (RS- 485)… Truyền thông Hỗ trợ các chuẩn truyền thông PU,USB, Modbus-RTU, Profibus, CC-Link, CAN open và SSCNET III Thiết bị mở rộng Tiêu chuẩn: Tích hợp sẵn bộ lọc EMC, PLC Lựa chọn: Bộ truyền thông, Cáp kết nối, DC reactor, AC reactor, điện trở xả, bộ phanh, bộ điện trở.. Cấp bảo vệ IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp) Bảng 3. 7 Thông số kỹ thuật biến tần FR-E500 Ký hiệu chân Tên chân Mô tả R / L1, S / L2, T / L3 ∗ 1 Đầu vào nguồn AC Kết nối với nguồn điện thương mại U, V, W Đầu ra biến tần Kết nối động cơ lồng sóc ba pha. Nối đất Cho nối đất (nối đất) khung máy biến tần. Phải được nối đất (nối đất). Bảng 3. 8 Chức năng chân của biến tần 3.3.9 Các thiết bị ngoại vi 3.3.9.1 Động cơ Oriental 4IK25GN-SWM  Vì khối lượng của khuôn và phôi khoảng 500gram, chiều dài băng tải 850mm, độ rộng khuôn 90mm. Và thử nghiệm chạy thử động cơ 25W phù hợp với yêu cầu của đề bài đặt ra nên chúng em đã chọn động cơ Oriental 4LK25GN-SWM để làm động cơ kéo băng tải. Hình 3. 27 Động cơ OM 4IK25GN-SWM
  • 67.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 53 Dòng sản phẩm Oriental Motor ® Loại động cơ Phanh điện từ - Cảm ứng Công suất ngõ ra 25W (1/30HP) Điện áp (VAC) 3 pha 200/220/230 VAC Tần số 60-50 Hz Lớp cách nhiệt Loại B (266 ° F [130 ° C]) IP bảo vệ IP20 Bảng 3. 9 Thông số kỹ thuật động cơ 3.3.9.2 Relay trung gian Omron Hình 3. 28 Cụm relay trung gian Tên sản phẩm: Rơ le trung gian 8 chân Mã sản phẩm (Model / Code / Part No.): MY2N-GS 24VDC Thương hiệu: Omron Đơn vị tính: Cái Điện áp: 24 VDC Loại: 8 chân dẹp, có đèn Tiếp điểm: DPDT 5A Kiểu lắp đặt: Bắt vít, chân cắm, chân hàn Tiêu chuẩn: ROHS, UL, CSA, IEC, VDE Trọng lượng: 100g Bảng 3. 10 Thông số relay 3.3.9.3 Cảm biến lazer KEYENCE LV-11SA Hình 3. 29 Cụm cảm biến
  • 68.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54 Model LV-11SA Type Main unit Main unit/expansion unit Applicable model LV-S61/S41/S41L/S31/S71/S72 Control output NPN open-collector × 2 channels, 40 VDC maximum, 100 mA or les s per output Response time ExceptLV- S31 ULTRA 4 ms SUPER 2 ms TURBO 500 µs FINE 250 µs HSP 80 µs LV-S31standard mode 500 µs LV-S31stan dard mode SPED2 2 ms SPED3 8 ms SPED4 32 ms LV-S31High-speed mode 250 µs Bảng 3. 11 Thông số cảm biến lazer Control input Light emission stop input, external calibr ation, set value bank selection input, or re ceived light intensity shift input Number of interf erence preventio n units ULTRA SUPER TURBO FINE HSP Unit expansion Rating Power voltage 12 to 24 VDC, Ripple (P-P) 10 % or less, Class2*1 Normal 1.5 W or less (62.5 mA or less at 24 V)
  • 69.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55 Ratings Power consumption Eco- Half Eco- All 1.35 W or less (57.3 mA or less at 24 V) Environmental resistance Ambient temperature -10 to +55 °C 14 to 131 °F (No freezing)* 2 Vibration resistance 10 to 55 Hz, Double amplitude 1.5 mm 0. 06", 2 hours in each of the X, Y, and Z ax is Material Main unit Main body, cover: Polycarbonate Weight Approx. 80 g (including 2 m 6.6' cable) Bảng 3. 12 Thông số cảm biến lazer 3.3.10 Trạm van điện từ Với yêu cầu đề ra của mô hình cần điều khiển 6 van xy lanh khí nén -> cần 6 van điện từ khí nén để điều khiển đóng mở các xy lanh. Sau khi tìm hiểu về nguyên lý van điện từ khí nén nhóm em đã quyết định sử dụng van điện từ 5/2 1 đầu coil điện. Hình 3. 30 Sơ đồ đấu nối đường khi van điện từ
  • 70.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 3.3.11 Nguồn Mô hình khi hoạt động tối đa gồm: 3 van điện từ (20W) 24VDC, 2 đèn báo (0.4W) 24VDC từ đó ta tính được dòng tối thiểu để mô hình hoạt động: 2.5A. Từ đó nhóm em chọn nguồn 24VDC-10A: Hình 3. 31 Nguồn 24VDC-10A
  • 71.
    CHƯƠNG 3: TÍNHTOÁN VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 3.3.12 Sơ đồ bố trí các trạm trên mô hình Hình 3. 32 Sơ đồ bố trí trên mô hình
  • 72.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 Giới thiệu Phần này nhóm em sẽ giới thiệu quá trình thi công mô hình, lắp ráp các module để có được hệ thống hoàn thiện, đồng thời hướng dẫn các bước lập trình để có thể đạt được mục tiêu đề ra. Và cuối cùng hướng dẫn sử dụng và qui tắc vận hành hệ thống. 4.2 Thi công hệ thống 4.2.1 Thi công phần điện hệ thống.  Sơ đồ phần điện của hệ thống.
  • 73.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 L N L N com com 24v 24v A1SJ HCPU A1SH42 L N LG FG X 0 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 2 4 V X 0 E X 0 D X 0 C X 0 B X 0 A X 9 X 8 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 2 4 V C O M Y 0 A Y 9 Y 8 STO P STA RT AUT O MAN U +- +- +- +- +- +- ON XL 4 XL 3 OFF XL 6 XL 5 BG TAI XL 1 XL 2 Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 AUTO MANU M BiếntầnE720 UVW L1L2L3 ST F SD + - + - + - Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 Relay 24v 14 chân 8 1 4 1 3 4 Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 Relay 24v 14 chân 4 8 1 4 1 3 Cảm biến khuôn 1 Cảm biến khuôn 2 Cảm biến phôi nhỏ NLCOM24 COM24 VAN ĐIỆN T NL Hình 4. 1 Sơ đồ điện toàn hệ thống
  • 74.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 4.2.2 Thi công phần mô hình. 4.2.2.1 Thi công phần băng tải Hình 4. 2 Mô hình băng tải sau khi hoàn tất
  • 75.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 4.2.2.2 Thi công khối cung cấp phôi 4.2.2.3 Thi công khối gắp phôi. Hình 4. 3 Mô hình cung cấp phôi Hình 4. 4 Mô hình khối gắp phôi
  • 76.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 4.2.2.4 Thi công khối van điện từ. 4.2.2.5 Thi công phần khuôn. Hình 4. 5 Khối van điện từ Hình 4. 6 Khuôn sau khi gia công
  • 77.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 Hình 4. 7 Mô hình phôi thực tế 4.2.2.6 Tổng quan mô hình. Hình 4. 8 Toàn bộ mô hình sau khi được lắp ráp
  • 78.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 4.2.3 Lập trình hệ thống. 4.2.3.1 Yêu cầu hệ thống.  Với hệ thống như sơ đồ khối hình 3.1:  Có các thiết bị ngoại vi như sau : + Khối điều khiển gồm: Nút ON, nút OFF, nút chặn phôi 1, nút chăn phôi 2, nút đẩy phôi, nút băng tải, nút đẩy trục, nút xoay trục, nút gắp phôi, swich gạt auto và manual, đèn start, đèn auto, đèn stop. + Khối băng tải gồm: Động cơ 3 pha, biến tần. + Khối cấp phôi: 1 xy lanh đẩy phôi. + Khối gắp phôi: 1 xi lanh đẩy, 1 xi lanh xoay, 1 xi lanh gắp. + Khối chặn khuôn: 1 xi lanh chặn khuôn 1, 1 xi lanh chặn khuôn 2. + Khối cảm biến: 1 cảm biến phát hiện phôi nhỏ, 1 cảm biến phát hiện khuôn ở vị trí 1, 1 cảm biến phát hiện khuôn ở vị trí 2.  Yêu cầu :  Khi gạt swich về chế độ auto đèn auto sáng, đèn stop sáng. Cho phép nhập số khuôn muốn sản xuất. Khi nhấn ON động cơ chạy dưới sự điều khiển tốc độ bởi biến tần, xi lanh chặn ở vị trí 1 được tác động . Khi cảm biến phát hiện khuôn ở vị trí 1 có tín hiệu thì  Động cơ dừng, xi lanh chặn khuôn ngừng hoạt động  xi lanh đẩy phôi hoạt động  khi cảm biến phôi nhỏ có tín hiệu thì khối gắp phôi hoạt động. Sau khi đã gắp phôi vào khuôn  động cơ tiếp tục hoạt động, xi lanh chặn khuôn 2 được tác động  khi cảm biến phát hiện khuôn 2 có tín hiệu thì động cơ dừng hoạt động, xi lanh chặn khuôn 2 dừng  xi lanh đẩy phôi hoạt động  khi cảm biến phát hiện phôi nhỏ có tín hiệu thì khối gắp phôi hoạt động. Sau khi đã gắp phôi vào khuôn xong  tiếp tục quay lại như ban đầu cho đến khi số khuôn đặt được bằng với số khuôn sản xuất.  Khi nhấn OFF thì toàn bộ hệ thống ngưng hoạt động.  Giao diện hiển thị trên màn hình HMI thể hiện sự hoạt động của hệ thống.  Khi gạt swich về manual thì đèn manual sáng có thể sử dụng các nút đề điều khiển từng thiết bị một.
  • 79.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65 4.2.3.2 Danh sách thiết bị. Bảng 4. 1 Danh sách thiết bị 4.2.3.3 Lưu đồ thuật toán. Chương trình chính.  Giải thích lưu đồ : + Đầu tiên ta nhập giá trị vào màn hình điều khiển muốn sản xuất bao nhiêu khuôn. + Sau đó ta sẽ kiểm tra muốn chạy chế đệ auto hoặc chế độ bằng tay. THIẾT BỊ ĐỊA CHỈ TÊN Băng tải Y4 Motor Xi lanh chặn khuôn 1 Y5 XL1 Xi lanh chặn khuôn 2 Y6 XL2 Xi lanh đẩy phôi Y0 XL3 Xi lanh kẹp Y2 XL4 Xi lanh xoay Y3 XL5 Xi lanh nâng trục Y1 XL6 Nút on X0 On Nút off X7 Off Nút auto X5 Auto Nút manual X6 Manu Nút băng tải X0C Motor tay Nút xi lanh chặn khuôn 1 X0D Chặn 1 Nút xi lanh chặn khuôn 2 X0E Chặn 2 Nút xi lanh đẩy phôi X8 Đẩy phôi Nút xi lanh kẹp X9 Kẹp phôi Nút xi lanh xoay X0B Xoay trục Nút xi lanh nâng trục X0A Đẩy trục Đèn start Y7 Đèn 1 Đèn stop Y8 Đèn 2 Đèn auto Y9 Đèn 3 Đèn manual Y0A Đèn 4 Cảm biến khuôn 1 X3 CB 1 Cảm biến khuôn 2 X4 CB 2 Cảm biến phôi nhỏ X1 CB 3
  • 80.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 66 BẮT Đ U NHẬP GIÁ TRỊ BAN Đ U KI M TRA Đ NHẬP GIÁ TRỊ CHẾ ĐỘ TỰ ĐỘNG CHẾ ĐỘ BĂNG TAY Đ NG KẾT TH C MANUAL Đ NG SAI SAI Hình 4. 9 Lưu đồ chương trình chính Lưu đồ con chế độ tự động.  Giải thích lưu đồ: + Khi nhấn nút On băng tải bắt đầu chạy, xi lanh 1 được tác động để nâng lên chặn phôi. Nếu cảm biến phát hiện vị trí khuôn đã đúng vị trí thì bằng tải sẽ dừng và xi lanh 1 ngừng tác động. + Xi lanh 3 được kích hoạt đẩy phôi ra vị trí gắp. + Khi cảm biến phôi nhỏ phát hiện thì khối gắp phôi hoạt động + Sau khi gắp phôi xong thì khối gắp phôi nhỏ hoạt động. + Kiểm tra nếu nút Off được nhấn từ hệ thống ngừng hoạt động nếu không quay lại ban đầu và làm việc tiếp.
  • 81.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 67 ON BĂNG TẢI CHẠY XI LANH 1 NÂNG Đ NG CẢM BIẾN KHUÔN 1 BĂNG TẢI NG NG XI LANH 3 Đ Y PHÔI RA XI LANH 1 HẠ XUỐNG CẢM BIẾN PHÔI NH Đ NG Đ NG BEGIN GẮP PHÔI SAI OFF END GẮP PHÔI NH Đ T 2 SAI Đ NG SAI SAI Hình 4. 10 Lưu đồ chế độ tự động Lưu đồ con chế độ bằng tay.  Giải thích lưu đồ: + Nếu có sự tác động từ các nút nhấn bên ngoài như băng tải, chặn 1, chặn 2, đẩy phôi, xi lanh kẹp, xi lanh xoay, xi lanh nâng thì các xi lanh khí đó sẽ được hoạt động + Nếu không có tự tác động thì các xi lanh khí đứng yên.
  • 82.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 68 BEGIN Đ Y PHÔI XI LANH K P XI LANH XOAY XI LANH NÂNGMOTOR CH N 1 CH N 2 BĂNG TẢI CHẠY XI LANH 1 HOẠT ĐỘNG XI LANH 2 HOẠT ĐỘNG XI LANH 3 HOẠT ĐỘNG XI LANH 4 HOẠT ĐỘNG XI LANH 5 HOẠT ĐỘNG XI LANH 6 HOẠT ĐỘNG NG NG NG NG NG NG NG END Sai SAISAI SAI SAI SAI SAI MOTOR CHẶN 1 CHẶN 2 Đ Y PHÔI XI LANH K P XI LANH XOAY XI LANH NÂNG NG NG BĂNG TẢI NG NG NG XI LANH 1 NG NG XI LANH 2 NG NG XI LANH 3 NG NG XI LANH 4 NG NG XI LANH 5 NG NG XI LANH 6 NG NG NG NGNG NG MANUAL SAI NG Hình 4. 11 Lưu đồ chương trình con chạy tay Lưu đồ con phần gắp phôi nhỏ đợt 2:  Giải thích lưu đồ: + Sau khi khối gắp phôi hoạt động xong thì tiếp tục cho đợt gắp phôi lần 2. + Băng tải tiếp tục chạy, xi lanh chặn khuôn 2 được tác động, nếu cảm biến phát hiện vị trí thứ 2 của khuôn có tín hiệu thì băng tải ngừng, xi lanh chặn 2 ngừng tác động. Xi lanh đẩy phôi hoạt động. + Nếu cảm biến phôi nhỏ phát hiện phôi thì khối gắp phôi được gọi ra.
  • 83.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 69 BĂNG TẢI CHẠY XI LANH 2 NÂNG LÊN CẢM BIẾN KHUÔN 2 BĂNG TẢI NG NG XI LANH 3 Đ Y PHÔI RA XI LANH 2 HẠ XUỐNG CẢM BIẾN PHÔI NH KHỐI GẮP PHÔI BEGIN Đ NG Đ NG SAI SAI END Hình 4. 12 Lưu đồ chương trình con gắp phôi đợt 2. Lưu đồ chương trình phần gắp phôi:  Giải thích lưu đồ : + Nếu chương trình này được kích hoạt thì sẽ hoạt động như sau: + Xi lanh 6 được kích để hạ xuống hết hành trình của nó. + Xi lanh 4 sẽ kẹp phôi lại và giữ nguyên như vậy. + Khi xi lanh 4 đã kẹp xong phôi thì xi lanh 6 không còn được kích nữa và trở lại trạng thái ban đầu. + Xi lanh 5 sẽ xoay hết hành trình của nó đến vị trí thả phôi. + Xi lanh 6 sẽ được kích lại để hạ phần gắp phôi xuống. + Xi lanh 4 sẽ nhả tay kẹp ra để thả phôi vào đúng vị trí. + Khi đã xong thì các xi lanh quay về ban đầu xi lanh 6 ở vị trí hết hành trình, xi lanh tay kẹp đã mở, xi lanh 5 xoay về vị trí chờ phôi nhỏ.
  • 84.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 70 XI LANH 6 HẠ XUỐNG XI LANH 4 K P PHÔI LẠI XI LANH 6 NÂNG LÊN XI LANH 5 XOAY HẾT HÀNH TRÌNH XI LANH 6 HẠ XUỐNG XI LANH 4 MỞ K P NHẢ PHÔI QUAY LẠI CHỜ Đ T TIẾP BEGIN END Hình 4. 13 Lưu đồ chương trình con gắp phôi 4.2.3.4 Phần mềm lập trình PLC Mitsubishi. Giới thiệu.  Khảo sát cơ bản phần mềm lập trình và ngôn ngữ lập trình, cách tạo project, viết và biên dịch với mục đích chỉ dẫn cách sử dụng cho người đọc sau này.  GX Developer là một công cụ phần mềm phát triển của hãng Mitsubishi, cho phép lập trình cho PLC Mitsubishi các dòng như QCPU (A mode, B mode), LCPU, QSCPU, QnACPU, ACPU, các dòng FX.  Phần mềm tương đối sử dụng dễ dàng, dung lượng cài đặt nhẹ hơn so với các phần mềm lập trình PLC khác, tích hợp đầy đủ các dòng PLC của Mitsubishi. Kếp hợp đầy đủ cả tính năng mô phỏng rất tiện lợi.  Có đầy đủ các loại ngôn như như Ladder, SFC, …  Cài đặt phần mềm ở trang https://plcmitsubishi.com/phan-mem-lap-trinh-plc- mitsubishi-gx-developer.html và làm theo hướng dẫn. Cách sử dụng phần mềm.
  • 85.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 71  Nhấp đúp vào biểu tượng của chương trình Gx Developer giao diện sẽ xuất hiện như sau:  Để soạn chương trình mới chọn Project.  Sau đó chọn New project  sau đó màn hình sẽ hiên ra bảng để chọn Module PLC dòng PLC mà mình sử dụng lập trình. Hình 4. 14 Giao diện chính phần mềm Hình 4. 15 Giao diện tạo dự án mới
  • 86.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 72  Chọn dòng PLC và loại PLC cho phù hợp với mình  OK để vào màn hình chính lập trình.  Giao diện màn hình lập trình.  Giới thiệu thanh công cụ mà phần mềm sử dụng các lệnh khi lập trình. Hình 4. 16 Giao diện chon các loại PLC Hình 4. 17 Giao diện lập trình
  • 87.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 73 o F5 ngõ vào thường hở. o F5 ngõ vào thường hở . o F6 ngõ vào thường đóng. o F7 cuộn dây ngõ ra . o F8 lệnh đặc biệt trong chương trình sử dụng cho như SET, RESET, MOV, PLS, PLF, …  Setup cài đặt module và cổng kết nối khi nạp chương trình.  Chọn online  Transfer Setup sẽ hiện ra hình trên chọn Serial là cổng kết nối giữa PLC và máy tính sau đó chon PLC module chọn loại PLC mà mình sử dụng. Hình 4. 18 Cài đặt setup cách liên kết với PLC
  • 88.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 74 Sau đó nhấn Connection test  nếu thiết bị đã kết nối thì máy tính sẽ báo OK mình có thể nạp chương trình viết xong vào PLC để test. Viết chương trình cho mô hình.
  • 89.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 75
  • 90.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 76
  • 91.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 77
  • 92.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78
  • 93.
    CHƯƠNG 4: THICÔNG HỆ THỐNG BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79 4.3 Tài liệu hướng dẫn sử dụng B1: Cấp nguồn cho hệ thống. Gạt CP nguồn lên vị trí ON. B2: Chọn chế độ vận hành AUTO-MANUAL. B3: Nếu chọn chế độ AUTO phải đặt số khuôn muốn sản xuất trên màn hình máy tính bằng cách nhấp vào ô số khuôn đặt trước. Nếu chọn MANUAL thì không cần đặt trước số khuôn trên màn hình máy tính. B4: Nếu chọn chế độ AUTO  nhấn Start  mô hình sẽ hoạt động theo chu trình đã viết trước đèn Start hiển thị. Nếu muốn ngừng thì nhấn OFF mô hình sẽ ngừng hoạt động đèn Stop hiển thị. B5: Sau khi chạy hết số khuôn đã đặt trước. Nếu muốn sản xuất tiếp thì phải nhấn nút Reset trên màn hình để có thể đặt tiếp số khuôn muốn sản xuất tiếp. B6: Nếu chọn chế độ MANUAL. Sử dụng các nút trên bảng điều khiển để điều khiển từng thiết bị một. Nhấn giữ cho thiết hoạt động nếu nhả ra thiết bị ngưng hoạt động. B7: Khi đã sử dụng xong gạt CP nguồn về vị trí OFF để đảm bảo an toàn.
  • 94.
    CHƯƠNG 5: KẾTQUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 80 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.1 Giới thiệu Sau hơn 15 tuần tìm hiểu tài liệu chuyên môn, tài liệu trên Internet cùng với sự giúp đỡ tận tình của Giáo viên hướng dẫn, nhóm thực hiện đề tài: “ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM LẮP ĐẶT PHÔI” đã hoàn thành xong theo yêu cầu đã đặt ra và đúng thời gian quy định với những nội dung sau:  Nắm được kiến thức cơ bản và có thể lập trình cho PLC Mitsubishi dòng A.  Xây dựng được giao diện trên phần mềm thiết kế GT Designer 3 giám sát chu trình.  Mô hình sau khi hoàn thành hoạt động ổn định, dữ liệu truyền nhận đầy đủ, không bị mất dữ liệu trong quá trình truyền nhận, có khả năng đáp ứng nhanh nhu cầu của người dùng. 5.2 Kết quả đạt được 5.2.1 Giao diện giám sát Người dùng có thể quan sát hệ thống đang làm việc, kết quả sản xuất. Có thể đặt trước số khuôn muốn sản xuất. Tuy nhiên đồ họa của phần mềm này không được đẹp đó củng là điểm yếu của phần mềm này, cho nên muốn vẽ một chu trình hoạt động thì rất khó cho người dùng hiểu. Hình 5. 1 Giao diện màn hình giám sát
  • 95.
    CHƯƠNG 5: KẾTQUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 81 5.2.2 Bảng điều khiển Bảng điều khiển được nhóm em làm từ mica cứng, có các nút, và đèn để hiển thị trạng thái hoạt động, người dùng có thể dễ dàng thao tác trên các nút nhấn và swich gạt. Hình 5. 2 Màn hình chính giao diện giám sát Hình 5. 3 Bảng điều khiển sau khi đã thi công xong
  • 96.
    CHƯƠNG 5: KẾTQUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82 5.2.3 Kết quả mô hình Sau khi hoàn thành mạch điều khiển và tiến hành thi công lắp ráp mô hình cho hợp lý, thì kết quả thu được như sau: Hình 5. 4 Phôi đã được xi lanh đẩy ra chờ Hình 5. 5 Phôi được xi lanh kẹp gắp đi
  • 97.
    CHƯƠNG 5: KẾTQUẢ – NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 83 5.3 Nhận xét – đánh giá  Các nội dụng đạt được so với yêu cầu đặt ra:  Tìm hiểu về PLC Mitsubishi.  Thiết kế và gia công phần cứng mô hình.  Thiết kế được giao diệm giám sát mô hình trên máy tính.  Lắp đặt mô hình theo như bản vẽ đề ra.  Tùy nhiên vẵn còn gặp một số hạn chế như sau:  Độ chính xác khuôn và phôi chưa cao khiến việc gắp phôi sai lệch.  Chất liệu gia công không được tốt. Hình 5. 6 Phôi được đưa đến vị trí khuôn
  • 98.
    TÀI LIỆU THAMKHẢO BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu với sự giúp đỡ của thầy Trần Văn Sỹ và bạn bè, nhóm đã hoàn thành sản phẩm và các thiết bị đã đáp ứng các yêu cầu đề ra. Các khối chức năng hoạt động đúng, cập nhật tín hiệu cảm biến, chế độ hoạt động chính xác, san phâm chạy ổn định trong thời gian dài.  Ưu điểm của sản phẩm  Hoạt động ổn định trong các môi trường khác nhau trong thời gian dài.  Tính an toàn, thân thiện với người dùng.  Giao diện điều khiển đơn giản, dễ sử dụng.  Nhược điểm của sản phẩm  Không có nguồn độc lập khi mất điện.  Cần có sự gia công chi tiết cao. 6.2 Hướng phát triển Trong đề tài này, nhóm điều khiển thiết bị bằng module IO, giao diện giám sát trên màn hình máy tính.để phát triên đề tài nhóm em có các ý tưởng sau: - Điều khiển các thiết bị qua module CC link có thể điều khiển được ở nhiều nơi. - Có thể bỏ bảng điều khiền cơ khí thay vào đó điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống bằng màn hình HMI. - Phát triển đề tài lên thành một chuỗi hệ thống cung cấp phôi.
  • 99.
    TÀI LIỆU THAMKHẢO BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Support Type A1SJHCPU User’s Manual (Hardware). Internet: http://suport.siriustrading.ro/02.DocArh/01.PLC/03.Modulare/05.MELSEC%20 AnS,QnAS/01.Unitati%20centrale/01.AnS/A1SJHCPU%20- %20User's%20Manual%20(Hardware)%20IB(NA)-66469-P%20(06.14).pdf [2] PLC Mitsubishi MELSEC- A Series. Internet : http://www.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/plca/pmerit/concept/index.ht ml , 2006. [3] Cài đặt biến tần Fr E500. Internet: https://dailythietbidiencongnghiep.com/huong-dan-cai-dat-bien-tan-mitsubishi/ , 2018. [4] GT Designer 3 Version 1 Screen Design Manual- hướng dẫn sử dụng GT Designer 3. Internet: https://www.automationsystemsandcontrols.net.au/PDF's%20Mitsubishi/Manua ls/GOT/GT%20Designer3%20Version1%20Screen%20Design%20Manual%20 (Functions).pdf , 2014 [5] Đinh Văn Vinh, “Máy dập tự động”, Đồ án môn học công nghệ thủy lực – khí nén, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vinh, http://luanvan.net.vn/luan-van/do- an-may-dap-tu-dong- 63490/?fbclid=IwAR1KEDm9pzjvmUfQL9iLVozcDmJtCjj4gKwI22S9QLdPy OG1kIlU4Funp00, 2011. [6] Huỳnh Phan Trung Hiếu và Trần Văn Bình,” Tìm Hiều Về Biến Tần”, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM,Internet: http://luanvan.net.vn/luan-van/de-tai- tim-hieu-ve-bien-tan-44670/?fbclid=IwAR2ueAPfHKhf2YzF8c8OTZ- X67jwbYF2LavW7YE2lw1Zt69Q10LfpX2bmsM, 2013. [7] Tìm hiểu về Relay, Internet: https://tailieu.vn/doc/thuyet-trinh-tim-hieu-ve-ro- le- 1883559.html?fbclid=IwAR35UPcmsKUrA3QIwaytn6q7HSsqi8aXkqrp74dV1 o3s3u960CrbSrhVjGA, 2016.
  • 100.
    TÀI LIỆU THAMKHẢO BỘ MÔN ĐIÊN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 86 [8] Cảm biến quang, Internet: https://sieuthivattudien.com/cam-bien-quang-dien-la- gi-cong-dung-va-vai-tro-cua-no/?fbclid=IwAR2oeA3_jGQt2hXWQItOYObnp- 4-h4-uSeRX621eAv9HS_AYo1nA8eYH7yM, 2017. [9] Van điện từ khí nén, Internet: https://vankhinen.vn/van-dien-tu-khi-nen-la-gi- solenoid-valve-la-gi-bid93.html, 2016