PLC fx3u và mô hình máy ép nhựa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỰ ĐỘNG HOÁ ====o0o==== ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hà nội, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỰ ĐỘNG HOÁ ====o0o==== ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VÀ LẬP TRÌN.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỰ ĐỘNG HỐ ====o0o==== ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hà nội, … -2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỰ ĐỘNG HỐ ====o0o==== ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC FX3U CHO MƠ HÌNH MÁY ÉP NHỰA Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Danh Huy Sinh viên thực : Nguyễn Hữu Hùng - 20200440P Nguyễn Xuân Hiền - 20200464P Nguyễn Văn Hoàng - 20200427P Lớp : LT-BK-KTĐK&TĐH(DB)-K65 Hà nội, … -2022 LỜI CÁM ƠN Chúng em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Điện truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô nên đề tài nghiên cứu chúng em hồn thiện tốt đẹp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Danh Huy – người trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt báo cáo thời gian qua Chúng em xin chân thành cảm ơn! Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP PHUN NHỰA 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Vấn đề đặt 1.3 Phân loại máy ép phun nhựa 1.4 Giới thiệu mơ hình máy ép phun nhựa 1.4.1 Cấu tạo mơ hình máy ép phun nhựa 1.4.2 Quy trình công nghệ 1.4.3 Nguyên lí hoạt động Chương TÌM HIỂU VỀ PLC 2.1 Khái niệm PLC 2.2 Các thành phần PLC 2.2.2 Bộ nhớ 2.2.3 Nguồn 2.2.4 Các module vào/ra 2.2.5 Nguyên tắc hoạt động 10 2.3 Ứng dụng PLC 10 2.4 Giới thiệu PLC FX3U – 32MT/ES-A 11 2.4.1 Sơ lược PLC FX3U 11 2.4.2 Bộ điều khiển PLC FX3u-32MT/ES-A 12 2.5 Lập trình cho PLC Mitsubishi 14 Chương 21 TẠO CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 21 3.1 Bài toán đề 21 3.2 Sơ đồ GRAFCET 21 3.3 Lập trình điều khiển 22 3.4 Chương trình Ladder 22 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHỤ LỤC 25 Danh mục hình ảnh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Máy ép nhựa trục ngang Hình Máy ép nhựa trục đứng Hình Mơ hình máy ép phun nhựa Hình Quy trình cơng nghệ Hình Thành phần PLC……………………………………………….8 Hình 2 Chu kỳ quét PLC 10 Hình Sơ đồ đấu nối input FX3U-32MT/ES-A 12 Hình Sơ đồ đấu nối output (Sink Source) 12 Hình Giao diện khởi động GX Works 14 Hình Cửa sổ tạo New Project 15 Hình Tab ghi địa tên biến 15 Hình Biên dịch chương trình 16 Hình Nạp chương trình cho PLC 17 Hình 10 Cửa sổ write to PLC 20 Hình 11 Cửa sổ hồn tất Write to PLC 20 Hình Sơ đồ GRAFCET Error! Bookmark not defined i Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng Thông số kỹ thuật PLC FX3U-32MT/ES-A 13 Bảng 2 Một số lệnh GX Works 16 Bảng Phân cổng vào PLC…………………………………………………… 22 iii Danh mục từ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PLC Programmable Logic Controller Thiết bị điều khiển khả trình I/O In put/Out put Đầu vào/Đầu CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm HMI Human Machine Interface Thiết bị giao tiếp người máy móc FBD Function Block Diagram Phương pháp lập trình khối hàm SFC Sequential Function Chart Ngôn ngữ mô tả lược đồ hàm GOT Graphic Operation Terminal Thiết bị đầu cuối hiển thị hoạt động iv LỜI NĨI ĐẦU Hiện cơng nghiệp đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao áp dụng đời sống sinh hoạt, sản xuất ( yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ) Mặt khác, nhờ công nghệ thông tin công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển khả trình PLC Thiết bị giải nhiều toán cho hệ thống điều khiển phục vụ cho trình sản xuất điều khiển tự động Với mục đích giảm sức lao động, tăng độ xác, suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm Là sinh viên ngành Tự động hóa Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tốt nghiệp, em giao đề tài: “Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC FX3U cho mơ hình máy ép nhựa dùng PLC ” Để từ đó, em hiểu rõ điều khiển PLC nói chung, dịng PLC FX3U Mitsubshi nói riêng thiết kế hệ thống máy ép nhựa Trong trình làm đồ án, thân em cố gắng đọc hiểu tài liệu máy ép phun nhựa, thời gian kinh nghiệm hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá quý báu thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình chu đáo giảng viên TS Nguyễn Danh Huy giúp đỡ em nhiều để hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Chương TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP PHUN NHỰA 1.1 Giới thiệu chung Hiện nay, sản phẩm nhựa sử dụng rộng rãi quốc phịng, điện tử, tơ, giao thơng vận tải, vật liệu xây dựng, bao bì nơng nghiệp, văn hóa, vệ sinh hàng ngày, tất lĩnh vực đời sống Công nghệ ép phun ứng dụng rộng rãi lĩnh vực sản xuất sản phẩm nhựa Ép phun nhựa thích ứng tốt với đa dạng sản phẩm, lực sản xuất cao, dễ dàng tự động hóa Ngày với phát triển nhanh ngành công nghiệp nhựa, số lượng máy ép phun cơng nghệ sản xuất đóng vai trị quan trọng tăng trưởng ngành nhựa Lợi ích sử dụng máy ép phun nhựa tự động: • Tạo sản phẩm có kích thước lớn với suất, độ xác cao • Giảm đáng kể tiếng ồn môi trường làm việc sach • Q trình tự động hóa địi hỏi sức lao động thấp • Lượng phế phẩm tái sử dụng nên tiết kiệm chi phí nguyên liệu 1.2 Vấn đề đặt Các máy ép phun nhựa nhiều hãng như: Mitsubishi, Toshiba, JSW,Arburg… thiết kế cách hồn thiện Vì sử dụng cho sản xuất nhựa quy mơ lớn Ở đây, với mơ hình phịng thí nghiệm, em cịn nhiều vấn đề cần giải như: • Xây dựng thuật toán điều khiển phương pháp điều khiển máy phải đảm bảo cho máy hoạt động theo ngun lí, lập trình đơn giản • Tính tốn lựa chọn thiết bị trước mua 1.3 Phân loại máy ép phun nhựa Có loại máy ép phun nhựa máy ép nhựa trục ngang máy ép nhựa trục dọc: Về phần thông số kỹ thuật cụ thể sau: Bảng Thông số kỹ thuật PLC FX3U-32MT/ES-A Tên sản phẩm PLC FX3U-32MT/ES-A Dòng sản phẩm FX3U Số đầu vào/ra 32 Dải điện áp 100~240VAC Kiểu đầu Tranzitor Số đầu vào 16 Số đầu 16 Kiểu đầu vào Sink/Source Kiểu đầu Sink Tín hiệu điện áp đầu vào 24VDC ±10% Kiểu lắp đặt Rãnh DIN Thời gian đáp ứng 0.065µs Dung lượng chương trình 64000 bước Ngơn ngữ lập trình Ladder Nhiệt độ hoạt động tối đa +55oC Bộ nhớ 64000 bước Giao diện lập trình HMI, Máy tính Nhiệt độ hoạt động tối thiểu 0oC Kiểu kết nối USB, RS232C, RS485 13 Cáp kết nối FX-USB-AW, USB-SC09, USB-SC09-FX Điện tiêu thụ 35VA Kích thước (Dài x Rộng x Sâu) 150x90x86 mm Dòng điện đầu 800mA Trọng lượng 0.65kg Và loại PLC kết nối với mơ đun mở rộng khác 2.5 Lập trình cho PLC Mitsubishi Để lập trình cho PLC FX3U ta sử dụng phần mềm GX Works Phần mềm GX Works phiên nâng cấp thay cho GX Deverloper lập trình PLC Mitsubishi dịng FX1N, FX2N, FX3G, FX3U, PLC dịng A cpu, Qcpu, L cpu… Ở đây, ta nên dùng GX Works để lập trình lập trình nhanh nhiều so với GX Deverloper Đặc điểm trội GX Works khả quản lý Project trực quan Có tùy chọn ngơn ngữ lập trình là: Ladder, FBD/LD, SFC khiến việc lập trình đa dạng Hình Giao diện khởi động GX Works Để tạo project ta chọn “new”, cửa sổ “ New Project” lên Và ta chọn loại PLC mà ta cần lập trình Ngồi ra, ta thấy có kiểu Project Simple Structured 14 • Trong Simple Project bạn tạo chương trình sử dụng hướng dẫn cho PLC Mitsubishi Simple Project tạo GX Developer Project sử dụng ngơn ngữ hình Ladder, SFC ngơn ngữ kí tự ST • Trong Structured Project cách chia điều khiển nội dung chung thành phần nhỏ hơn, bạn tạo chương trình dễ dàng để hiểu áp dụng với nhiều trường hợp khác Project sử dụng ngơn ngữ hình Ladder, SFC, FBD ngơn ngữ kí tự ST Hình Cửa sổ tạo New Project Hình Tab ghi địa tên biến 15 Dưới số lệnh để lập trình Ladder: Bảng 2 Một số lệnh GX Works Tên Hiển thị Tiếp điểm mở Đặt thiết bị Tiếp điểm đóng Đặt thiết bị Bắt xung lên Đặt thiết bị Tiếp điểm nhánh mở Đặt thiết bị Cuộn dây Đặt thiết bị Bộ ứng dụng Nhập ứng dụng Đường dọc Đặt số đường dọc Sau lập trình xong ta đến bước biên dịch chương trình: Hình Biên dịch chương trình 16 Tiếp tục để nạp chương trình vào PLC ta cần có máy tính cáp kết nối với PLC qua cổng USB Hình Nạp chương trình cho PLC Sau thiết lập cài đặt truyền thông: Click vào “Connection Destination” phần project cửa sổ điều hướng để hiển thị mục Click đúp “Connection1” phần Current Connection Connection Destination để hiển thị hình thiết lập truyền thơng Click đúp (USB nối tiếp) “PLC side I/F” để hiển thị hình cài đặt PC side IF 17 Cài đặt PC side I/F Sau cài đặt, click nút OK để hồn thành cài đặt đóng lại Các cài đặt • Chọn “USB” Click ( mơ đun PLC) “PLC side I/F” để chọn giao diện sử dụng Click nút để kiểm tra xử lý truyền thông với điều khiển khả trình qua kênh kết nối riêng biệt 18 Khi kết nối truyền thông với điều khiển khả trình hồn thành ổn định, cửa sổ bên trái xuất hiện, mục “ PLC Type” hiển thị tên cpu điều khiển khả trình Click nút để đóng lại Nếu truyền thơng thiết lập khơng thành cơng, hình bên trái xuất Kiểm tra lại điểm đến kết nối, cáp kết nối,… Click nút để hoàn tất thiết lập truyền thơng đóng lại 19 Tiếp theo để nạp chương trình ta vào mục Online click “Write to PLC” Khi cửa sổ lên, ta chọn vào “Parameter + Program” → “Execute”, sau đợi Load thành cơng chọn “Close” Hình 10 Cửa sổ write to PLC Hình 11 Cửa sổ hồn tất Write to PLC 20 Chương TẠO CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 3.1 Bài tốn đề u cầu: Dựa theo mơ hình phịng LAB, thiết kế mạch điều khiển cấu đóng mở khn 3.2 Sơ đồ GRAFCET Hình 3.1 Sơ đồ GRAFCET 21 3.3 Lập trình điều khiển Bảng Phân cổng vào PLC STT Địa Ký hiệu Đầu vào X01 EMG Stop x X02 Start x X03 Stop x X04 Cảm biến cửa an toàn x X05 Cảm biến mở khn (A0) x X06 Cảm biến đóng khuôn (A1) x X07 Cảm biến lùi chốt (B0) x X10 Cảm biến tiến chốt (B1) x X11 Cảm biến lùi đài phun (D0) x 10 X12 Cảm biến tiến đài phun (D1) x 11 Y00 Đóng khuôn x 12 Y01 Mở khuôn x 13 Y02 Đẩy chốt x 14 Y03 Lùi chốt x 15 Y04 Tiến đài phun x 16 Y05 Lùi đài phun x 3.4 Chương trình Ladder Xem phần phụ lục (P1) 22 Đầu Kết luận KẾT LUẬN Qua thời gian thực làm đồ án, hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Nguyễn Danh Huy, em cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp theo yêu cầu thời gian quy định Qua đồ án này, em học hỏi hiểu thêm nhiều công nghệ máy ép phun nhựa điều khiển PLC Mitsubishi: • Về phần lý thuyết: - Tìm hiểu quy trình cơng nghệ ép phun nhựa - Tìm hiểu thiết bị điện để xây dựng nên mơ hình - Tìm hiểu điều khiển lập trình PLC Mitsubishi FX3U • Về phần thi công: - Xây dựng sơ đồ khối - Thiết kế vẽ - Viết chương trình điều khiển Mặc dù cố gắng, kiến thức thời gian cịn hạn chế nên áp dụng mơ hình phịng thí nghiệm, chưa đủ tồn diện để sử dụng thực tế Và em không tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn, kính mong thầy đóng góp ý kiến để em hồn thiện đồ án tốt Em bổ sung cho đồ án hoàn chỉnh để đáp ứng yêu cầu thực tế Em xin chân thành cảm ơn! 23 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Danh Huy, Slide giảng khí nén-thủy lực, Bộ mơn TĐH XNCN, 2012 [2] Hà Tất Thắng, Bài giảng PLC cho tự động hóa, Bộ mơn TĐH XNCN, 2007 [3] Mitsubishi, Sổ tay lập trình – tài liệu hướng dẫn ứng dụng Bộ điều khiển lập trình FX3U/FX3UC 24 Phụ lục PHỤ LỤC P1 Chương trình điều khiển 25 Phụ lục 26 Phụ lục 27 ... Phân loại máy ép phun nhựa Có loại máy ép phun nhựa máy ép nhựa trục ngang máy ép nhựa trục dọc: Hình 1 Máy ép nhựa trục ngang Hình Máy ép nhựa trục đứng ➢ Máy ép nhựa trục ngang: Đây loại máy phổ... Danh mục hình ảnh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Máy ép nhựa trục ngang Hình Máy ép nhựa trục đứng Hình Mơ hình máy ép phun nhựa Hình Quy trình cơng nghệ Hình. .. vào sản phẩm nhựa đồng Sản phẩm lấy không dễ dàng phải thực tay, khó thực hoạt động tự động 1.4 Giới thiệu mô hình máy ép phun nhựa 1.4.1 Cấu tạo mơ hình máy ép phun nhựa 11 10 Hình Mơ hình máy