(Đồ án hcmute) thiết kế, thi công mô hình điều khiển chuyển động bằng plc mitsubishi và module q173h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PLC MITSUBISHI VÀ MODULE Q173HCPU GVHD:Th.S TRẦN VĂN SỸ SVTH: NGUYỄN KHÁNH DUY MSSV:15151012 SVTH: BÙI THIÊN THUẬN MSSV:15151083 SKL 0 8 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2020 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Khánh MSSV: 15151012 Bùi Thiên Thuận MSSV: 15151083 Ngành: CNKT Điều khiển Tự động hóa Lớp: 15151CL3A Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Văn Sỹ ĐT: 0909 342 362 Ngày nhận đề tài: 16/09/2019 Ngày nộp đề tài: 3/1/2020 Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình điều khiển chuyển động PLC Mitsubishi module Q173HCPU Các số liệu ban đầu: Khơng có Nội dung thực đề tài: Thiết kế thi công mô hình phần cứng, viết chương trình phần mềm điều khiển, viết chương trình hình HMI, vận hành sửa lỗi, viết báo cáo Sản phẩm: mơ hình phần cứng, phần mềm điều khiển, báo cáo Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM v an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Khánh Duy MSSV: 15151012 Bùi Thiên Thuận MSSV: 15151083 Ngành: CNKT Điều khiển Tự động hóa, Khoa CLC Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình điều khiển chuyển động PLC Mitsubishi module Q173HCPU Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Văn Sỹ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Sinh viên hoàn thành mục tiêu đề tài đặt theo tiến độ: - Thi cơng hồn chỉnh mơ hình trục điều khiển động servo - Thiết kế lưu đồ giải thuật, chương trình điều khiển giám sát vị trí, tốc độ trục mơ hình Ưu điểm: -Mơ hình chắn.Chương trình điều khiển giám sát thiết kế tốt - Mơ hình dùng giảng dạy - Áp dụng kiến thức học vào ứng dụng điều khiển chuyển động đồng ba trục servo Khuyết điểm: - Mơ hình chưa ổn định tốc độ cao khí chưa tốt - Cơ cấu truyền động ồn Đề nghị cho bảo vệ hay không? Giáo viên hướng dẫn đồng ý cho sinh viên bảo vệ đề tài Đánh giá loại: Giỏi Điểm: Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 07 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vi an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Khánh Duy MSSV: 15151012 Bùi Thiên Thuận MSSV: 15151083 Ngành: CNKT Điều khiển tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế, thi cơng mơ hình điều khiển chuyển động PLC Mitsubishi module Q173HCPU Họ tên Giáo viên phản biện: Ths Phùng Sơn Thanh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: -Nội dung đồ án đầy đủ, mức Khá Ưu điểm: -Giải pháp đưa có tính -Phương pháp nghiên cứu đầy đủ -Đồ án có tham khảo từ nguồn khác có trích dẫn đầy đủ Khuyết điểm: -Tính ứng dụng trung bình Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? -Được bảo không cần chỉnh sửa Đánh giá loại: -Đồ án trình bày rõ ràng,ở múc Khá Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vi an LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình thực đề tài, nhóm thực đề tài xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy Th.S Trần Văn Sỹ tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho nhóm suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa Điện – Điện Tử trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Các Thầy Cơ truyền đạt kiến thức, đóng góp ý kiến tạo điều kiện giúp đỡ giúp đỡ nhóm chúng em có thắc mắc liên quan đến đề tài Xin cám ơn tập thể lớp 15151CL3 tập thể bạn thực Đồ Án Tốt Nghiệp phòng VSPKT - 04, bạn có ý kiến đóng góp thiết thực giúp đỡ q trình thiết kế thi công đề tài Xin cám ơn gia đình ln bên cạnh động viên ủng hộ Nhóm thực đề tài xin chân thành cám ơn! Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vi an Tóm tắt Đồ Án Tốt Nghiệp Về vấn đề cần nghiên cứu: để thực ĐATN, nhóm chúng em tìm đọc tài liệu PLC dịng Mitsubishi, module Motion control Q173HCPU, nghiên cứu cách cài đặt parameter thiết bị Đồng thời nghiên cứu phần mềm liên quan để thuận lợi cho việc cài đặt điều khiển Về hướng tiếp cận: ban đầu,nhóm thực chúng em tìm xem youtube mơ hình chuyển động để biết thêm nguyên lý hoạt động.Tiếp đển nhóm tụi em tìm đọc tài liệu trang chủ Mitsubishielectric, sau tìm hiểu thơng qua datasheet phần mềm tự học module Q173HCPU Ngoài ra, kiến thức từ bạn bè thầy cô giúp nhóm nghiên cứu nhiều q trình thực ĐATN Về phương pháp giải vấn đề: q trình làm ĐATN khơng tránh khỏi việc gặp lỗi vấn đề khó khăn phần cứng lẫn phần mềm Khi gặp trở ngại, nhóm chúng em tự nghiên cứu nguyên nhân tìm cách khắc phục, thời gian làm đề tài có giới hạn, nên từ 2-3 ngày khó khăn chưa tìm hướng giải quyết, nhóm chúng em hỏi tìm hiểu từ người có kinh nghiệm kiến thức, từ rút học cho thân Về kết đạt được: Phần khí: thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển vị trí động servo, kết nối thiết bị đấu dây gọn gàng Phần mềm: cài đặt parameter cho PLC Mitsubishi, module Motion contol Q173HCPU động Nghiên cứu viết chương trình vận hành mơ hình hoạt động theo yêu cầu ban đầu đặt Phần kỹ năng: học cách giải vấn đề khó khăn, kỹ lên kế hoạch thực kế hoạch, kỹ làm việc nhóm số kỹ giao tiếp khác Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vi an The summary of Final Project About research issues: In order to perform the final project, I had read the documentation of the Mitsubishi PLC product, the Motion control module Q173HCPU, and studied how to set the device parameters Also studied related software to facilitate installation and control About the approaches: At first, I read the documents on the Mitsubishielectric, then explore through the data sheet and self-learning software of the Q173HCPU module In addition, knowledge from friends and teachers also helped me a lot in the process of implementing this final project About methods to solve problems: in the process of implementing final project, it is inevitable to encounter errors and difficult hardware and software problems When I have a problem, I will study the cause and find a way to overcome it myself, but because of the limited time of the project, if I have not found a solution for 2-3 days, I will ask and learn from people who has experience and knowledge, thereby drawing lessons for myself About the results achieved: Mechanical: design and construction of the servo motor position control model, connecting equipment and wiring neatly Software: set parameters for Mitsubishi PLC, module Motion contol Q173HCPU and motors Researching and writing programs that operate correctly with initials requirements Skills: learning how to solve difficult problems, planning and implementing skills, teamwork skills and some other communication skill Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vi an MỤC LỤC Trang phụ bìa TRANG Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn ii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iii Họ tên sinh viên: Nguyễn Khánh Bùi Thiên Thuận MSSV: 15151012 .1 MSSV: 15151083 LỜI CÁM ƠN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Đặt vấn đề 1.2.Mục tiêu đề tài 1.3.Giới hạn đề tài 1.4.Nội dung đề tài .2 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 Giới thiệu chung PLC 2.1.1 Tổng quan PLC 2.1.2 Đặc điểm vai trò PLC 2.1.3 PLC dòng Q hãng Mitsubishi 2.2 Giới thiệu điều khiển Q173HCPU 2.2.1 Các chức Q173H 2.2.2 Cơ chế điều khiển chuyển động 12 2.2.3 Tổng quan chức điều khiển chuyển động 13 CHƯƠNG 20 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 20 3.1 Phần khí 20 3.1.1 Yêu cầu thiết kế phần cứng 20 3.1.2 Sơ đồ khối phần khí 20 3.1.3 Thơng số kích thước phần 20 3.2 Phần điện 21 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vii an 3.2.1 Yêu cầu thiết kế phần điện 21 3.2.2 Sơ đồ khối 21 3.2.3 Chọn thiết bị 23 CHƯƠNG 45 THI CÔNG HỆ THỐNG 45 4.1 Thi công phần cứng 45 4.1.1 Thi cơng phần khí 45 4.1.2 Cố định thiết bị lên mơ hình 49 4.1.3 Sơ đồ kết nối 50 4.1.4 Mơ hình phần cứng hồn chỉnh 52 4.2 Giải thuật chương trình điều khiển 53 4.2.1 Mơ tả hoạt động mơ hình 53 4.2.2 Giải thuật điều khiển 54 4.2.3 Lưu đồ giải thuật 54 4.3 Phần mềm cài đặt 55 4.3.1 Phần mềm GX Works2 55 4.3.2 Thiết kế giao diện HMI 62 4.4 Chương trình nạp vào PLC Module Position 66 CHƯƠNG 67 KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 67 5.1 Kết 67 5.1.1 Về PLC Mitsubishi điều khiển vị trí Q173H 67 5.1.2 Về kỹ thuật điện 67 5.1.3 Về động Servo 67 5.1.4 Về cách làm việc 67 5.1.5 Những lỗi gặp 68 5.2 Nhận xét đánh giá 72 CHƯƠNG 72 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 6.1 Kết luận 72 6.2 Hướng phát triển 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vii an PHỤ LỤC 76 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM vii an 87 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 88 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 89 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 90 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 91 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 92 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 93 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an Code nạp vào PLC: 94 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 95 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 96 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 97 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an Chương trình nạp vào HMI: 98 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an 99 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an Tiến độ thi công: Tuần thực Công việc cần thực Nhận xét Tuần Đăng ký đề tài Hoàn thành tiến độ Tuần 2-3 Nhận đề tài, tìm nghiên cứu Hồn thành tiến độ tài liệu liên quan Tuần 4-5 Thi công phần cứng Hoàn thành tiến độ Tuần 6-8 Kết nối phần cứng bản, chạy Hoàn thành tiến độ JOG thử Tuần 9-14 Lập trình phần mềm điều khiển Hồn thành tiến độ mơ hình chạy theo u cầu đề (mơ hình cịn lệch) Tuần 15 – Kết thúc Kiểm tra, hiệu chỉnh, viết báo cáo Hoàn thành tiến độ 100 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM an an ... trục Chuyển động tốc độ không đổi ,điều khiển dao động tốc độ cao 2.2.1.2 Nhiều chức điều khiển chuyển động Một loạt chức điều khiển chuyển động cần thi? ??t cho hệ thống chuyển động hỗ trợ: chuyển động. .. Nguyễn Khánh Duy MSSV: 15151012 Bùi Thi? ?n Thuận MSSV: 15151083 Ngành: CNKT Điều khiển tự động hóa Tên đề tài: Thi? ??t kế, thi cơng mơ hình điều khiển chuyển động PLC Mitsubishi module Q173HCPU... Nguyễn Khánh Duy MSSV: 15151012 Bùi Thi? ?n Thuận MSSV: 15151083 Ngành: CNKT Điều khiển Tự động hóa, Khoa CLC Tên đề tài: Thi? ??t kế, thi cơng mơ hình điều khiển chuyển động PLC Mitsubishi module Q173HCPU