Lời mở đầu 3 Chương 1 Tổng quan đề tài 4 1 1 PLC 4 1 2 Ưu điểm PLC 4 1 3 Ứng dụng trong công nghiêp 4 1 4 Lý do chọn đề tài 5 Chương 2 Các thiết bị chính trong mô hình 6 2 1 PLC Mitsubishi 6 2 1 1 Cấu[.]
Lời mở đầu Chương 1: Tổng quan đề tài 1.1 PLC 1.2 Ưu điểm PLC .4 1.3 Ứng dụng công nghiêp 1.4 Lý chọn đề tài Chương 2: Các thiết bị mơ hình 2.1 PLC Mitsubishi 2.1.1 Cấu trúc .6 2.1.2 PLC hãng MISUBISHI Fx1N-24mt 2.1.3: Đặc tính kỹ thuật 2.1.5: Cách đấu nối PLC FX1N-24MT .14 2.1.5.1:Cách đấu dây ngõ vào số PLC Mitsubishi theo kiểu SINK 14 2.1.5.2: Cách đấu dây ngõ vào số PLC Mitsubishi theo kiểu SOURCE 14 2.2 Cảm biến hình ảnh 15 2.2.1 Kết nối điện 16 2.2.2 Sơ đồ thời gian 17 2.2.3 Vận hành và hiển thị 21 2.2.4 Các chỉ số hoạt động 22 2.3 Driver và động trục vitme 23 2.3.1 Driver MR-J3-20A 23 2.2.1.2 Kích thước MR-J3-20A 24 2.3.2 Trục vit me .36 2.3.3 Động HF-KP23 .38 2.4 Driver động mâm xoay 39 2.4.1. Động cơ mâm xoay dòng PS 39 2.4.2. Bộ điều khiển EDC 44 2.4.2.1: Chế độ điều khiển 45 2.4.2.2 Cấu hình hệ thống 47 Chương Lập trình điều khiển mơ hình .61 3.1 Yêu cầu toán: 61 3.2 Thiết bị sử dụng mơ hình .62 3.3: Sơ đồ kết nối 69 Chương 4: Kết luận hướng phát triển đề tài 71 Lời mở đầu Thị giác máy kỹ thuật thiết lập tốt nhiều ngành công nghiệp, nâng cao chất lượng hiệu lĩnh vực sản xuất chế biến Ứng dụng Machine Vision ngày nhiều phổ biến khâu xử lý hình ảnh việc phân tích hình ảnh máy Một số nhiệm vụ phổ biến cho kỹ thuật bao gồm đảm bảo chất lượng, xếp xử lý liệu cho tất loại cải tiến quy trình Nếu kết hợp với hệ thống điều khiển có độ xác cao động giúp tăng cường tính tự động hóa quy mơ sản xuất Trong tời gian học tập nghiên cứu ,được học tập nghiên cứu động servo ứng dụng lĩnh vực hệ thống sản xuất đại.Vì để nắm vững phần lý thuyết áp dụng kiến thức vào thực tế chúng em nhận đồ án môn học với đề tài :” Thiết kế mơ hình điều khiển ứng dụng PLC nhận dạng xử lý ảnh công nghiệp”.Với việc đề tài giao,chúng em vận dụng kiến thức để tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết ,đặc biệt chúng em tìm hiểu sâu vào nghiên cứu cách vận hành để hồn thành tốt đồ án sau Dưới hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy với cố gắng, nỗ lực thành viên nhóm chúng em hồn thành xong đồ án mình.Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế cộng với việc dịch bệnh phức tạp nên khơng tránh thiếu sót thực đồ án Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá, góp ý thầy bạn bè để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Chương 1: Tổng quan đề tài 1.1 PLC PLC được viết tắt từ Programmable Logical Controller (hay điều khiển tự động có lập trình) Trong PLC chương trình xác định chức điều khiển cần thực hiện, chương trình sau nạp vào nhớ PLC Khi đó, PLC thực q trình điều khiển dựa vào chương trình nạp sẵn trước Cấu trúc sơ đồ đấu dây điều khiển PLC khơng phụ thuộc vào chức hay q trình hoạt động Tất linh kiện cần thiết để thiết kế mạch nhà sản xuất lập trình sẵn PLC như: Công tắc, nút nhấn tất cấu chấp hành rơle thời gian, rơle trung gian, đếm, cuộn dây… Trường hợp muốn thay đổi hay mở rộng chức quy trình cơng nghệ ta cần thay đổi chương trình bên PLC mà không cần phải đấu nối mạch điện 1.2 Ưu điểm PLC Sự đời lớn mạnh hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển khái niệm thiết kế mạch điện Hệ điều khiển dùng PLC có ưu điểm sau: – Số lượng rơle, timer, dây đấu nối giảm; – Công suất tiêu thụ nhỏ; – Phát lỗi hệ điều khiển nhanh; – Chức lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học Thay đổi chức điều khiển nhanh thiết bị lập trình Khi có u cầu thay đổi cơng nghệ cần thêm tín hiệu đầu vào/ra, ta cần thêm module mở rộng; – Số lượng tiếp điểm sử dụng chương trình khơng giới hạn; – Đáp ứng nhanh hiệu nhờ vòng quét để chu trình điều khiển vài ms; – Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, việc bảo trì sửa chữa hệ thống thuận lợi; – Dung lượng chương trình lớn, chứa nhiều chương trình phức tạp; – Kết nối với thiết bị thông minh khác như: Máy tính, kết nối mạng Internet, Module mở rộng 1.3 Ứng dụng công nghiêp Từ ưu điểm trên, PLC đã ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghiệp như: – Giám sát trình nhà máy nhiệt điện, thủy điện; – Dây chuyền đóng gói; – Dây chuyền sản xuất bia, rượu; – Dây chuyền sản xuất xi măng; – Hệ thống nâng, vận chuyển; – Hệ thống bơm nước sinh hoạt, xử lý nước thải; – Quản lý tự động bãi đậu xe; – Điều khiển thang máy; – Dây chuyền công nghệ chế biến thực phẩm, may mặc; – Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy; – Hệ thống báo động… Ngồi ra, người ta cịn sử dụng PLC ứng dụng giám sát trình nhà máy cán tôn, cán thép, dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử nhà máy, robot, dây chuyền kiểm tra chất lượng sản phẩm… cơng tắc hành trình sensor nhiều ứng dụng 1.4 Lý chọn đề tài Sự phát triển khoa học kĩ thuật ngày nhanh góp phần nâng cao xuất lao động Đặc biệt đời phát triển công nghệ chế tạo PLC nhằm điều khiển tự động trình sản xuất nhằm giảm sức lao dộng chân tay người lao động Đối với nước ngồi PLC nghiên cứu chế tạo để ứng dụng vào sản xuất công nghiệp từ trước Riêng nước ta lĩnh vực mẻ Tuy có đầu tư để nghiên cứu cịn hạn chế, dùng mơ hình điều khiển PLC để phục vụ trực tiếp cho công viêc giảng dạy trường nhằm giúp sinh viên hiểu rõ lý thuyết, tạo điều khiện cho việc dạy học sinh động Từ nhu cầu tìm hiểu mâm xoay từ thân người yêu thích lĩnh vực này, nhóm bắt tay vào thực nghiên cứu đề tài :” Thiết kế mô hình điều khiển ứng dụng PLC nhận dạng xử lý ảnh công nghiệp” Chương 2: Các thiết bị mơ hình 2.1 PLC Mitsubishi 2.1.1 Cấu trúc a) Đơn vị điều khiển trung tâm CPU(Central Processing Unit) điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thá in gõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi Và tồn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ b) Bợ nhớ Dùng để chứa chương trình số liệu, đơn vị nhỏ bit Bộ nhớ vùng nắm giữ hệ điều hành vùng nhớ người sử dụng (hệ điều hành phần mềm hệ thống kểt nối với PLC để PLC thực hoạt động được) Có nhiều loại nhớ khác Để PLC hoạt động được, cần thiết phải có nhớ để lưu trữ chương trình Đôi cần mở rộng nhớ để thực chức khác như: - Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái trạng thái kênh xuất – nhập gọi RAM xuất – nhập - Lưu trữ tạm thời trạng thái chức bên trong: Các định (Timer), đếm (Counter), Role Bộ nhớ gồm có loại sau đây: - Bộ nhớ đọc (ROM: ReadOnlyMemory) ROM khơng phải nhớ khả biến, lập trình lần Do khơng thích hợp cho việc điều khiển “mềm” PLC phổ biến so với loại nhớ khác - Bộ nhớ ghi đọc (RAM: Random Access Memory) Bộ nhớ PLC CMOSRAM, tiêu tốn lượng ít, cấp pin dự phịng nguồn Nhờ liệu khơng bị - Bộ nhớ đọc chương trình xóa (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory) EPROM lưu trữ liệu giống ROM, nhiên nội dung xóa bị ảnh hưởng tia tử ngoại Khi phải viết lại chương trình cho bộnhớ - Bộ nhớ đọc chương trình xóa điện (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory) Nội dung EEPROM bị xóa lập trình điện, nhiên giới hạn số lần định c) Các mô-đun kết nối I/O(Input/Output) Khối xuất – nhập đóng vai trị mạch giao tiếp vi mạch điện tử bên PLC với mạch Module nhập nhận tín hiệu từ sensor đưa vào CPU, module xuất đưa tín hiệu điều khiển từ CPU cấu chấp hành Mọi hoạt động xử lý tín hiệutừ bên PLC có mức điện áp từ – 15 VDC, tín hiệu bên ngồi lớn nhiều Ta có nhiều loại ngõ như: ngõ dùng role, dùng transistor, ngõ dùng triac 2.1.2 PLC hãng MISUBISHI Fx1N-24mt - PLC Mitsubishi FX1N thích hợp với toán điều khiển với số lượng đầu vào khoảng 14-60 I/O (14,24,40,60 I/O) Tuy nhiên tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O - FX1N mở rộng thêm module I/O, module Analog và Module nhiệt độ - Đặc biệt, PLC FX1N thực tốt chức năng điều khiển vị trí với hai phát xung đầu với tần số phát tối đa 100kHz, Điều cho phép điều khiển độc lập hai động Servo lúc Ngồi FX1N cịn tích hợp đếm tốc độ cao (tần số tối đa 60kHz) - Nhìn chung, FX1N là PLC Mitsubishi thích hợp cho ứng dụng dùng công nghiệp chế biến gỗ, hệ thống điều khiển cửa, hệ thống máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, hệ thống điều hồ khơng khí nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt… Đặc biệt hệ thống điều khiển ứng dụng PLC nhận dạng xử lý ảnh công nghiệp *Thông số kỹ thuật PLC Mitsubishi FX1N-24MT-001 Điện áp nguồn cung cấp: 100 – 230 VAC Cấu hình: 14 DI / 10 DO Loại ngõ : Transistor Bộ nhớ chương trình: 8000 bước Kết nối truyền thơng: RS422 , Hỗ trợ Board mở rộng RS485 / RS232 Bộ đếm tốc độ cao: phase: đầu vào max 60KHZ, phases: đầu vào max 30KHZ Phát xung tốc độ cao: chân phát xung max.100khz Tổng I/O: 14, 24, 40, 60 I/O Có thể mở rộng lên tới 132 I/O thơng qua module Có thể mở rộng tối đa lên tới module chức Hình 2.1: PLC fx1n-24mt 2.1.3: Đặc tính kỹ thuật MỤC ĐẶC ĐIỂM GHI CHÚ Xử lý chương trình Phương pháp xử lý vào/ra (I/O) Thời gian xử lý lệnh Thực qt chương trình tuần hồn Ngơn ngữ lập trình Ngơn ngữ Ladder Instruction Dung lượng chương trình 8000 bước EEPROM Có thể tạo chương trình loại SFC Có thể chọn tùy ý nhớ (như FX1N-EEPROM-8L) Số lệnh bản: 27 Số lệnh Có tối đa 177 lệnh ứng dụng Cập nhật đầu cuối chu kì qt (khi lệnh END thi hành) Có lệnh làm ngõ Đối với lệnh bản: 0,55, 0,7µs Đối với lệnh ứng dụng 3,7, khoảng 100 µs Số lệnh Cấu hình Vào/Ra (I/O) Rơ le phụ trợ (M) Rơ le trạng thái (S) Ladder: thi hành Số lệnh ứng dụng: 89 Phần cứng có tối đa 128 ngõ Vào/Ra, tùy thuộc vào người sử dụng chọn (Phần mềm có tối đa 128 đầu vào, 128 đầu ra) Thông thường Số lượng: 384 Từ M0 ¸ M383 Chốt Số lượng: 1152 Từ M384 ¸ M1535 Đặc biệt Số lượng: 256 Từ M8000 ¸ M8255 Chốt Số lượng: 1000 Từ S0 ¸ S999 Khởi tạo Số lượng: 10 (tập con) Khoảng định thì: ¸ 3276,7 giây Số lượng: 200 Khoảng định thì: ¸ 327,67 giây Số lượng: 46 Khoảng định thì: ¸ 32,767 giây Số lượng: Khoảng định thì: ¸ 3276,7 giây Số lượng: Khoảng đếm: đến 32767 Số lượng: 16 Số lượng: 184 100 mili giây 10 mili giây mili giây trì Bộ định Timer (T) 100 mili giây trì Thơng thường 16 bit Chốt 16 bit Thông thường 32 bit Khoảng đếm: 2.147.483.648 đến 2.147.483.647 Số lượng: 20 Khoảng đếm: 2.147.483.648 đến 2.147.483.647 Bộ đếm (C) Chốt 32 bit Từ S0 ¸ S9 Từ T0 ¸ T199 Từ T200 ¸ T245 T246 ¸ T249 T250 ¸ T255 Từ C0 ¸ C15 Loại: đếm lên 16 bit Từ C16 ¸ C199 Loại: đếm lên 16 bit Từ C200 ¸ C219 Loại: đếm lên/xuống 32 bit Từ C220 ¸ C234 Loại: đếm lên/xuống 32 bit pha pha hoạt động ngõ vào Bộ đếm tốc độ cao (HSC) Số lượng: 15 Khoảng đếm: 2.147.483.648 đến 2.147.483.647 pha: w Tối đa 60kHz cho phần cứng HSC (C235, C236, C246) Tối đa 10kHz cho phần mềm HSC (C237 ¸ C245, C247 ¸ C250) pha: w Tối đa 30kHz cho phần cứng HSC (C251) Tối đa 5kHz cho phần mềm HSC (C252 ¸ C255) pha Từ C235 ¸ C240 Từ C241 ¸ C245 Từ C246 ¸ C250 Từ C251 ¸ C255 Pha A/B Thông thường Số lượng: 128 Thanh ghi liệu (D) Chốt 10 Từ D0 ¸ D127 Loại: cặp ghi lưu trữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit Từ D128 ¸ Số lượng: 7872 D7999 Loại: cặp ghi lưu trữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit Từ D1000 ¸ ... servo ứng dụng lĩnh vực hệ thống sản xuất đại.Vì để nắm vững phần lý thuyết áp dụng kiến thức vào thực tế chúng em nhận đồ án môn học với đề tài :” Thiết kế mơ hình điều khiển ứng dụng PLC nhận dạng. .. cấu hình đơn vị tương ứng, bốn ứng dụng chọn thông qua hai đầu vào chuyển mạch Hình 2.9: Trình tự chọn ứng dụng Ví dụ: Ứng dụng lựa chọn → ứng dụng → ứng dụng 17 Đối với việc lựa chọn ứng dụng, ... kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt… Đặc biệt hệ thống điều khiển ứng dụng PLC nhận dạng xử lý ảnh công nghiệp *Thông số kỹ thuật PLC Mitsubishi FX1N-24MT-001