ỨNG DỤNG PLC FX5U TRONG QUÁ TRÌNH sản XUẤT

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN ỨNG DỤNG PLC FX5U TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GVHD: Lê Long Hồ THÀNH VIÊN NHÓM - Nguyễn Cảnh Dinh - Nguyễn Thuận Duy - Nguyễn Phương Nam : 18072611 LỚP: DHDKTD 14B BÀI TIỂU LUẬN THI CUỐI KÌ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ THÔNG TIN CHUNG Họ tên sinh viên Lớp Chuyên ngành SĐT Email Địa liên hệ Tên đề tài/tiểu luận : ỨNG DỤNG PLC TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2021 Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.2.1 Bài 1: PHÁT HIỆN LỖI CH 1.2.2 Bài 2: GIA CƠNG THÉP HÌ CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC NÓI CHUNG VÀ MITSUBISHI FX5U NÓ 12 2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ FX5U 2.1.2 HÌNH DẠNG BÊN NGOÀI 2.1.3 CẤU TRÚC BÊN TRONG 2.1.4 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 2.1.5 CÁC CHỦNG LOẠI PLC VÀ 2.1.6 CÁC MODULE MỞ RỘNG 2.1.7 NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH 2.1.8 THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ LẬ 2.1 TỔNG QUAN BIẾN TẦN 2.1.2 BIẾN TẦN (NÓI CHUNG) 2.1.3 BIẾN TẦN MITSUBISHI FR_E500( NÓI RIÊNG) 2.2 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN SỬ DỤNG 2.2.1 CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRO 2.2.2 CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRO 2.3 TỔNG QUAN MÀN HÌNH SỬ DỤNG CHO CẢ BÀI CHƯƠNG LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG PLC FX5U 3.1 ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI KIỂM TRA HÀNG HÓA Mơn PLC GVHD : Lê Long Hồ 3.1.1 MƠ HÌNH THIẾT KẾ PHẦ 3.1.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG 3.1.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨ 3.1.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀ 3.1.5 CODE BÀI VIẾT TRONG 3.2 ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI HỆ THỐNG GIA CÔNG SẮT T MUỐN 3.2.1 MƠ HÌNH THIẾT KẾ PHẦ 3.2.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG 3.2.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨ 3.2.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀ 3.2.5 CODE BÀI VIẾT TRONG CHƯƠNG KẾT LUẬN 4.1 Kết đạt 4.2 Hạn chế đề tài 4.3 Hướng phát triển tương lai 4.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO Mơn PLC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: SƠ ĐỒ HỆ ĐIỀU KHIỂN LOGIC DÙNG PLC Hình 2: PLC MITSUBISHI Hình 3: PLC OMRON Hình 4: PLC SIEMENS Hình 5: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA PLC Hình 6: SƠ ĐỒ MODULE VÀO SƠ ĐỒ MODULE RA Hình 7: SƠ ĐỒ VỊNG QT THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH CỦA PLC Hình 8: PLC DẠNG NHỎ LOẠI CỐ ĐỊNH Hình 9: PLC LOẠI VỪA VÀ LỚN DẠNG MODULE Hình 10: KHỐI IN/OUT Hình 11: CHƯƠNG TRÌNH KIỂU DANH SÁCH LỆNH - INSTRUCTION LIST Hình 12: CHƯƠNG TRÌNH KIỂU CẤU TRÚC – STRUCTURED TEXT Hình 13: Ngôn ngữ LADDER Hình 14: QUY TRÌNH CÀI ĐẶT BIẾN TẦN FR-E500 Hình 15: VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN FR_E500 BẰNG CƠNG TẮC BIẾN TRỞ NGỒI Hình 16: CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG Hình 17: CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ Hình 18: MÀN HÌNH HMI GT 1455 MITSUBISHI Hình19: MƠ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORKS BÀI Hình 20: SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRÊN PHẦN MỀM VISIO BÀI Hình 21: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀI Hình 22: CODE BÀI Hình 23: MƠ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORK BÀI Hình 24: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VẼ TRÊN PHẦN MỀM VISIO MƠ HÌNH BÀI Hình 25: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT MƠ HÌNH MƠ PHỎNG Hình 26: CODE BÀI DANH MỤC BẢNG BIỂ Bảng 1: NHĨM THƠNG SỐ CÀI ĐẶT BIẾN TẦN CƠ BẢN Bảng 2: NHĨM THƠNG SỐ ĐỘNG CƠ Bảng 3: NHÓM CHỨC NĂNG NGÕ VÀO VÀ RA Bảng 4: BẢNG THÔNG SỐ BẢO VỆ Bảng 5: BẢNG CÁC NGÕ VÀO RA MƠ HÌNH BÀI Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Bảng 6: BẢNG CÁC NGÕ VÀO RA MƠ HÌNH BÀI 55 STT KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT PLC CB…X1,2,3,4 NO NC Đ( Trong lưu đồ) S( Trong lưu đồ) I/O DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ LỜI NÓI ĐẦU - Cùng với tiến khoa học kĩ thuật phát triển mạnh mẽ kĩ thuật máy tính, cho đời thiết bị điều khiển số :CNC, PLC… Các thiết bị cho phép khắc phục nhiều nhược điểm hệ thống điều khiển trước đó, giải yêu cầu suất kinh tế kĩ thuật sản xuất - Với phát triển khoa học cơng nghệ việc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa q trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chấ lượng sản phẩm vấn đề cấp thiết có tính thời cao - Trong q trình tiến hành làm tiểu luận thành viên nhóm em cố gắng tìm hiểu thực tế, tham khảo tài liệu, thời gian kinh nghiệm hạn chế nên tiểu luận không tránh khỏi thiếu sót Do đó, chúng em mong nhận ý kiếm đóng góp, nhận xét, đánh giá quý báu thầy để chúng em hoàn thiện - Chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giảng dạy tận tình chu đáo giảng viên hướng dẫn Lê Long Hồ giúp đỡ chúng em để hoàn thành tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Qua nhìn nhận thực tế PLC chưa ứng dụng nhiều vào thực tiễn đời sống hàng ngày, lao động lẫn sản xuất Nhu cầu tại, đâu thực cần áp dụng thành tựu khoa học kĩ thuật vào sản xuất nhằm nâng cao tính đồng chất lượng sản phẩm, khai thác hiệu thiết bị tự động khơng mang lại lợi ích cho cá nhân tổ chức, mà cịn đóng góp lớn cho cơng đại hóa , góp phần làm cho đất nước giàu mạnh, xã hội phát triển 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu tổng quát dịng PLC hành Tìm hiểu vận dụng tập lệnh PLC Mitsubishi áp dụng vào lập trình giải tốn lập trình ngơn ngữ lập trình ladder - Tìm hiểu cấu tạo & nguyên tắc hoạt động PLC Tìm hiểu cách thức giao tiếp, cách kết nối PLC với thiết bị I/O bản: cảm biến, encoder,… - Tìm hiểu phương thức cài đặt thơng số cho biến tần điều khiển động Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ 1.2.1 Bài 1: PHÁT HIỆN LỖI CHIẾT RÓT Lý chọn đề hệ thống phát lỗi chiết rót Hiện với tốc độ cơng nghiệp hóa đại hóa sâu rộng cách mạng công nghiệp 4.0 diễn tồn giới Nền sản xuất cơng nghiệp chuyển đổi từ lao động chân tay sang dây chuyền sản xuất đại với mức độ tự động hóa ngày cao Việc tự động hóa trình sản suất phân phối sản phẩm giúp xuất lao động tăng lên gấp nhiều lần qua tiết kiệm sức lao động người Mặt khác nhiều khâu sản xuất việc áp dụng dây chuyền máy móc giúp giảm thiểu tối đa lỗi xảy q trình hồn thiện sản phẩm Trong dây truyền sản xuất việc kiểm tra rà soát loại bỏ sản phẩm lỗi trước đưa thị trường, phân phối tới tay người tiêu dùng công đoạn quan trọng q trình sản xuất Việc để sót đưa sản phẩm lỗi thị trường có tác động xấu đến uy tín sản phẩm, uy tín cơng ty, đánh lịng tin người tiêu dùng sản phẩm Thực tế có nhiều vụ việc người tiêu dùng tẩy chay công ty, dịng sản phẩm sản phẩm tới tay họ sản phẩm lỗi, thiếu hàng hóa so với quy chuẩn bao bì Xuất phát từ nhu cầu thực tế nhóm chúng em nảy ý tưởng thiết kế, lập trình dây chuyền kiểm tra loại bỏ chai dung dịch bị lỗi thiếu khơng có lượng sản phẩn tiêu chuẩn Tiếp đóng gói sản phẩm theo số lượng mong muốn người vận hành Dây chuyền sử dụng, lắp ráp nhiều nhà máy khác như: nhà máy sản xuất bia, nhà máy sản xuất đóng gói nước đóng chai, nhà máy sản xuất sữa, nhà máy đóng gói dược phẩm, thực phẩm đóng hộp…… Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ ĐỀ BÀI: Điều khiển hệ thống kiểm tra chiết rót - Cho hệ thống kiểm tra dây chuyền chiết rót sản phẩm thuốc (dung dịch) vào hộp nhựa kín sau đóng nắp hình vẽ, để phát hộp thuốc chiết rót bị lỗi (khơng chiết rót) - Nhấn nút START, hệ thống bắt đầu hoạt động, băng tải chạy, cảm biến phát hộp thuốc lỗi băng tải dừng cho xilanh đẩy bỏ hộp lỗi ra, delay 1.5s rút về,băng tải tiếp tục chạy Bất kì lúc nhấn nút STOP hệ thống dừng hệ thống đếm đủ số lượng hộp thuốc tự động dừng lại 1.2.2 Bài 2: GIA CƠNG THÉP HÌNH VNG Lí chọn đề hệ thống gia công thép Cùng với phát triển đất nước công nghiệp việc xây dựng sở hạ tầng, nhà ngày tăng làm cho việc định hình thép để làm cốt bê tơng tăng Hiện cốt bê tơng đa số làm nhà máy vận chuyển cơng trình cơng làm gia tăng chi phí vận chuyển, hay xây 10 Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Hình 23: MƠ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORK BÀI 3.2.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG BÀI MÁY GIA CƠNG THÉP Quy trình hoạt động chế độ auto - Thanh thép đưa vào máy động quay đưa thép vào vị trí với độ dài cài đặt trước ,piston chốt sau piston uốn uốn thép giữ giây piston chốt piston uốn vào động quay đưa thép đủ độ dài piston piston chốt sau piston uốn uốn thép giữ giây piston chốt piston uốn vào động quay đến thép có hình vng động quay đưa thép đủ độ dài sau piston dao xuống cắt thép lên nút stop nhấn kết quy trình kết thúc, nút stop khơng quy trình tiếp tục Môn PLC - GVHD : Lê Long Hồ  Chọn thiết bị: - PLC Fx-5u Mitsubishi - Encoder 500xung/vòng( 1mm/1 Xung) - Cảm biến kim loại PNP - Piston thủy lực - Piston khí nén tự phục hồi - Biến tần FR-E500 - Moto pha - HMI GOT 1455  Thông số cài đặt biến tần Pr.79 = : biến tần điều khiến nút nhấn tần số đặt bảng điều khiển biến tần - Pr.80 : Cài thông số công suất động - Pr.84: Tần số định mức động - Pr.7: Thời gian tăng tốc - Pr.8 = : Thời gian giảm tốc - Pr.1: Tần số ngõ cao - Pr.2: Tần số ngõ thấp - Pr.72: tần số PWM biến tần - Pr.150: Bảo vệ dòng động - Pr.22: Bảo vệ dòng hoạt động - Pr.251: Bật bảo vệ pha Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Bảng I/O Ngõ Vào X0 Chân A encoder X1 Cảm biến kim loại X2 Công tắt hành trì ngồi Piston X3 Cơng tắt hành trì Piston X4 Cơng tắt hành trì ngồi Piston X5 X6 X7 Cơng tắt hành trì Piston Cơng tắt hành trì ngồi Piston Start X1 Stop X1 Emergency STOP X1 Công tắc Maunal/Auto X1 Nút nhấn MOTOR STF X1 Nút nhấn MOTOR STR X1 Nút nhấn PISTON X1 Nút nhấn PISTON X1 Nút nhấn PISTON 5 Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Bảng 6: BẢNG CÁC NGÕ VÀO RA MƠ HÌNH BÀI 3.2.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN CỨNG BÀI GOT1455 L1 L2 L3 R L S T Y0 V+ Cảm biến Kim loại PNP +24v PISTON NGOAI PISTON TRONG PISTON NGOAI PISTON TRONG PISTON NGOAI START STOP V+ PLC MITSHUBISHI FX - 5U 48MR Encoder PNP Y1 Y2 Y3 COM Y4 Y5 Y6 K1.1 Y7 K1.2 COM Y10 K2.1 Y11 K2.2 Y12 D1 Y13 D2 Emergency STOP COM Maunal/Auto Y14 MOTOR STF Y15 MOTOR STR Y16 PISTON Y17 PISTON D3 D4 D5 K3 0V COM PISTON Hình 24: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VẼ TRÊN PHẦN MỀM VISIO MƠ HÌNH BÀI Mơn PLC GVHD : Lê Long Hồ 3.2.4 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT BÀI AUTO (P1) Begin X12 =0 ZRST M0 M9 Bật Đèn Auto Bật Đèn Stop LDI X12 AUTO (P1) Start (X7) MOV D0 D1 MOV D2 D3 X12 =1 LD X12 ZRST Y10 Y12 Bật Đèn Maunal Maun al (P2) D1>D3 END Bật Động Cơ (SET Y0) Couter C236 D1 (C236 = D1) Tắt Động Cơ (RST Y0) Piston uốn (SET Y4) Delay 5s (T0 k50) Piston uốn vào (RST Y4) Couter C2 K3 (C2 = 3) Bật Động Cơ (SET Y0) Couter C236 D1 (C236 = D1) Tắt Động Cơ (RST Y0) Piston (SET Y5) Piston vào (RST Y5) STOP RET Hình 25: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT MƠ HÌNH MƠ PHỎNG Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ 3.2.5 CODE BÀI VIẾT TRONG PHẦN MỀM GX WORKS3 Cài đặt High Speed Counter Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ 60 Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ Hình 26: CODE BÀI 61 Môn PLC CHƯƠNG 4.1 GVHD : Lê Long Hồ KẾT LUẬN Kết đạt Qua tiểu luận nhóm chúng em hiểu dòng PLC hãng sản xuất giới như: Simens, Mitsubishi, Delta… Hiểu cấu tạo PLC cách lập trình ngôn ngữ ladder Chúng em biết cách kết nối, cấp nguồn vận hành PLC, nắm cách thức mà PLC giao tiếp, kết nối với thiết bị ngoại vi khác để đến xây dựng hệ thống tự động vận hành PLC Các thành viên hiểu tâp lệnh PLC FX5U Mitsubishi từ vận dụng vào lập trình thiết kế hai hệ thống phần mềm GX work Biết cách kết hợp PLC với thiết bị khác động cơ, cảm biến, encoder, biến tần… để giải toán thực tế Sử dụng phần mềm GX works để lập trình mơ ngun lý hoạt động, VISIO để thiết kế vẽ sơ đồ đấu dây, vẽ lưu đồ giải thuật & phần mềm SOLIDWORKS để vẽ thiết kế phần cứng, trình trình học tập chúng em khơng tránh thiếu sót kính mong góp ý thầy( cơ) để chúng em hồn thiện Chúng em xin trân thành cảm ơn! 62 Môn PLC GVHD : Lê Long Hồ 4.2 Hạn chế đề tài Do hạn chế kiến thức kinh nghiệm lập trình, thiết kế hệ thống thực tế nên đề tài chúng em có tính thực tế dừng lại việc mơ lý thuyết cịn nhiều điểm sai xót, chưa thể thực hóa mơ hình ngồi thực tế Cấu trúc trương trình cịn đơn giản, chưa tìm hiểu sâu, vận dụng hết tập lệnh, chức PLC FX5U Nhưng giới hạn cho phép chúng em kinh tế tình trạng dịch bệnh kéo dài nên chúng em dừng lại mức nghiên cứu lý thuyết, 4.3 Hướng phát triển tương lai Đề tài phát sản phẩm lỗi sau cơng đoạn chiết rót dung dịch Đối với đề tài phát lỗi chiết rót tương lai chúng em kết hợp thêm tính khác cho hệ thống kết hợp xử lý ảnh để phát lỗi bề mặt sản phẩm Nâng cao độ xác công đoạn phát sản phẩm cải tiến thêm phát sản phẩm khác dung dịch ví dụ ngũ cốc hộp, sữa bột, sản phẩm khác… Mở rộng kết hợp thêm cơng đoạn khác chiết rót, đóng lắp, rán nhãn, lưu kho để hoàn thiện dây chuyền sản xuất thực tế Đề tài gia công khung sắt theo yêu cầu Hiện hệ thống gia cơng khung sắt theo hình dạng cố định hình vng, hình chữ nhật để phục vụ nhu cầu xây dựng Trong thời gian tới hệ thống nâng cấp, cải tiến thêm để gia công hình dạng phong phú hơn, sản xuất sản phẩm cho lĩnh vực trang trí nội thất 63 Mơn PLC GVHD : Lê Long Hồ 4.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO  GIÁO TRÌNH TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH SẢN SUẤT( KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP)  BÀI GIẢNG MÔN PLC( CỦA THẦY LÊ LONG HỒ)  BÀI GIẢNG MÔN THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG( CỦA GV:TS NGÔ THANH QUYỀN )  TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG FX5U( CỦA MITSUBISHI 64 ... bao gồm hệ điều hành chương trình ứng dụng Hệ điều hành nhà sản xuất cung cấp cài sẵn rong nhớ cảu PLC Chương trình ứng dụng người sử dụng lập ngơn ngữ lập trình PLC để thực thuật toán (algorithm)... Môn PLC CHƯƠNG 3.1 GVHD : Lê Long Hồ LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG PLC FX5U ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BÀI KIỂM TRA HÀNG HĨA 3.1.1 MƠ HÌNH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TRONG SOLIDWORKS Hình19: MƠ HÌNH PHẦN CỨNG THIẾT KẾ TRONG. .. CÁC CHỦNG LOẠI PLC VÀ ỨNG DỤNG - PLC có nhiều chủng loại nhiều nhà sản xuất cung cấp Một số nhà sản xuất tích hợp hệ thống sử dụng PLC họ chế tạo.Nó thành phần cấu thành hệ thống sử dụng phạm vi