PLC Siemens và mạng truyền thông Profinet – biến tần và Tìm hiểu, lập trình mô hình YL-335B

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Thu Yến Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Hùng

(Phiếu này được đóng vào trong cuốn báo cáo)

1 Họ và tên sinh viên

Hà Nội, ngày … tháng … năm ……….

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

những kinh nghiệm quý báu để hoàn thành tốt kì thực tập này cững như viết lên bài

báo cáo cuối kỳ Em xin chân thành cảm ơn.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường

những thiếu sót, rất mong sự góp ý quý thầy cô, để em rút kinh nghiệm và hoàn

thành tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Tp.Hà Nội, ngày , tháng , năm 2024 Sinh viên thực tập

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây với tốc độ phát triển kinh tế cao, sản xuất hàng hóa đẩy mạnh đòi hỏi phải thay đổi công nghệ sản xuất, chuyển hóa công nghệ, áp dụng công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa vào trong sản xuất và đời sống xã hội Trước thực tế của sản xuất và xã hội như vậy đòi hỏi ngành kĩ thuật phải có những bước phát triển vượt bậc đáp ứng các nhu cầu sản xuất và xã hội bắt kịp xu thế xã hội

Chúng em những sinh viên ngành kỹ thuật ngoài kiến thức đã được nắm bắt ở trường cần phải có những kiến thức thực tế ngoài xã hôi Thời gian thực tập chính là cơ hội và thử thách giúp chúng em áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế

Thực tập là giai đoạn quan trọng trong quá trình học tập, đó là thời gian chúng em có thể hiểu rõ và sâu hơn, thực tế hóa lý thuyết được học trong trường và được bổ xung những kiến thức mới, có thêm kinh nghiệm trong cộng việc

Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ Trong quá trình phát triển đó, công nghệ kỹ thuật

điều khiển và tự động hóa đóng vai trò rất quan trọng Được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau: Dây truyền sản xuất tự động, gia công cơ khí, dây chuyền lắp ráp, đáp ứng kiểm soát chất lượng,… Các hệ thống điều khiển thường dùng để vẫn hành quá trình sản xuất bao gồm servo, PLC, mạch điển tử, G code… Các hệ điều khiển này có thể bao gồm việc điều khiển từ đơn giản đến các thuật toán phức tạp, điều khiển những máy móc đơn giản cho đến những hệ thống công nghiệp lớn.

NỘI DUNG

Nội dung của bản Báo cáo thực tập gồm 3 nội dung chính:

Phần 1 : Giới thiệu về cơ sở thực tập (Trường Đại học Kinh tế Kỹ

Thuật Công nghiệp)

-Giới thiệu chung về trường

-Một số bài tập về truyền thông Profinet – biến tần

Phần 3 : Tìm hiểu, lập trình mô hình YL-335B:

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CƠ SỞ THỰC TẬP

I Giới thiệu chung về Trường Đại học Kinh tế – Kỹ thuật Công nghiệp

Tên trường: Đại học Kinh tế Kỹ thuật - Công nghiệp (Cơ sở Hà Nội)

Tên tiếng Anh: University of Economic and Technical Industries (UNETI) Mã trường: DKK

Loại trường: Công lập Hệ đào tạo: Đại học

Địa chỉ 1: Số 456 Minh Khai, P.Vĩnh Tuy, Q.Hai Bà Trưng, TP.Hà Nội Địa chỉ 2: Số 218 Đường Lĩnh Nam, Q.Hoàng Mai, TP.Hà Nội

Địa chỉ 3: Số 353 Trần Hưng Đạo, P.Bà Triệu, TP.Nam Định SĐT: 024.38621504 - 024.38623938

Email: web@uneti.edu.vn

Website: http://uneti.edu.vn/, http://www.tuyensinh.uneti.edu.vn/ Facebook: www.facebook.com/daihocktktcn.hanoi

II Lịch sử và quá trình hình thành và phát triển

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp được thành lập theo Quyết định số 1206/QĐ-TTg ngày 11 tháng 9 năm 2007 của Thủ tướng Chính phủ, trên cơ sở nâng cấp Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp I, tiền thân là Trường Trung cấp Kỹ thuật III, được thành lập năm 1956.

Trải qua hơn nửa thế kỷ, tập thể lãnh đạo, cán bộ, giáo viên, công nhân, viên chức và học sinh sinh viên của Nhà trường đã bền bỉ phấn đấu, tập trung trí tuệ và sáng tạo, vượt qua mọi khó khăn thử thách để đưa Nhà trường liên tục phát triển bền vững với những thành tích vẻ vang trong sự nghiệp đào tạo, phát triển nguồn nhân lực cho đất nước.

Năm 2021 đánh dấu mốc quan trọng khi Trường kỷ niệm 65 năm thành lập Với truyền thống 65 năm hình thành và phát triển, Nhà trường đã đào tạo hàng trăm ngàn học viên và sinh viên góp phần cung ứng nguồn nhân lực có trình độ và chất lượng cao cho xã hội.

Tính đến thời điểm hiện tại Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp có trên 85% chương trình đào tạo được công nhận đạt chuẩn kiểm định chất lượng, là một trong các trường có tỷ lệ chương trình đào tạo đã kiểm định nhiều nhất toàn quốc, từ đó đã tạo dựng uy tín của Nhà trường đối với đông đảo phụ huynh và học sinh, sinh viên.

Nhà trường đạt được giấy chứng nhận kiểm định cơ sở giáo dục đại học năm 2018

Đáp ứng nhu cầu đa dạng của người học trong việc chọn ngành, chọn nghề là mục tiêu hàng đầu mà Nhà trường luôn hướng đến Với 17 ngành đào tạo, nhiều năm qua, sinh viên của Trường Đại học Kinh tế -

Kỹ thuật Công nghiệp luôn nhận được sự đánh giá cao của các cơ quan, doanh nghiệp, đơn vị sản xuất,… vì khả năng làm việc, thích ứng và sáng tạo.

Chất lượng đào tạo là yếu tố có ý nghĩa quyết định đối với sự phát triển lâu dài của một đơn vị giáo dục Nhận thức được điều đó, Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã đẩy mạnh việc nâng đầu tư cơ sở vật chất Hiện nay, Nhà trường có 4 cơ sở đào tạo tại Hà Nội và Nam Định với hệ thống phòng học khang trang, thư viện hiện đại, phòng thí nghiệm và xưởng thực hành đầy đủ trang thiết bị, máy móc, …

Sinh viên thực tập trên dây chuyền thiết bị hiện đại

Bên cạnh đầu tư cơ sở vật chất đáp ứng tốt nhu cầu dạy, học của thầy và trò, Nhà trường còn tập trung bồi dưỡng tốt đội ngũ giảng viên trẻ và giảng viên có kinh nghiệm, mời các nhà quản lý, các nhà khoa học tham gia tư vấn, giảng dạy các học phần chính khóa, góp phần thúc đẩy chất lượng đào tạo gắn với thực tiễn nhu cầu doanh nghiệp.

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã ký kết nhiều biên bản ghi nhớ, hợp tác với các trường đại học hàng đầu châu Á đến từ các nước Hàn quốc, Nhật Bản, Đài Loan, trong việc trao đổi sinh viên thực tập, kiến tập và giới thiệu cơ hội việc làm cho sinh viên sau khi tốt nghiệp.

Lễ ký kết hợp tác giữa Nhà trường và Trường Đại học Bách khoa Hàn Quốc (KPU)

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp với sứ mạng là cơ sở giáo dục đại học định hướng ứng dụng hoạt động theo cơ chế tự chủ; thực hiện các chức năng Giáo dục - Đào tạo, nghiên cứu khoa học, phục vụ cộng đồng đáp ứng mục tiêu xã hội hóa và yêu cầu công

nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Tầm nhìn đến năm 2030 trở thành trường đại học định hướng ứng dụng uy tín, nằm trong nhóm các

trường đại học ứng dụng hàng đầu cả nước.

Mô hình 6

Thiết bị:  Nút ấn

 Màn hình HMI KTP400 6AV6 647-0AK11-3AX0 Version 14.0.0  Đồ hồ đo điện đa năng SELEC MFM383A: V, A Hz, Pf (chuyển

đổi diện dung), kW (công suất), kVA (công suất biểu kiến ( S ) trong mạch điện xoay chiều), kVAr (công suất phản kháng) và đo kWh (năng lượng tiêu thụ do tiêu thụ điện năng 1kW trong 1 giờ),

 Module nguồn SIMATIC S7-1200 PM 1207 Đầu vào nguồn ổn định: 120/230 V AC, đầu ra: DC 24 V / 2,5 A

 Module truyền thông rs485

 MODULE ĐẦU VÀO ANALOG INPUT OUTPUT SM 1232 AQ

 Mô-đun chuyển mạch nhỏ gọn Siemens CSM 1277 - 6GK7277-1AA10-0AA0

 PLC S7 1200 có 1 cổng truyền thông Profinet  Biến tần Siemens: Sinamics G120C PN

15

Chương 3: Tìm hiểu, lập trình mô hình YL-335B2.1 Tổng quan về lập trình PLC Mitsubishi

A.khái niệm:

- PLC là bộ điều khiển lập trình “ Programmable Logic Controller”

- Bộ điều khiển lập trình là một thiết bị mà người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt hay trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích “ngõ vào “ tác động vào PC hoặc qua các hoạt động trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.Một khi sự kiện được kích hoạt, nó ở trạng thái ON hoặc OF.Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập trình ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại thời điểm đã lập trình.

- Cấu trúc của bộ điều khiển lập trình có thể được phân thành các thành phần.Bộ phận mà chương trình được nạp vào lưu trữ và xử lý thường được gọi là Main processing hay còn gọi là CPU.

Vậy, lập trình cho một PLC là đi tìm điều kiện tín hiệu ngõ vào tác động lên đối tượng điều khiển cho tín hiệu ngõ ra tương ứng.

B Giới thiệu chung về PLC Misubishi:

-PLC FX là một loại PLC micro của hãng MISUBISHI nhưng có nhiều tính năng mạnh

mẽ Loại PLC này được tích hợp sẵn các I/O trên CPU.

chương trình có thể từ 2kStep đến 8kStep (hoặc 64kStep khi gắn thêm bộ nhớ ngoài).Tổng số I/O đối với các loại này có thể lên đến 256 I/O, riêng đối với

FX3U(C) có thể lên đến 384 I/O Số Module mở rộng có thể lên đến 8 Module.

Loại PLC FX tích hợp nhiều chức năng trên CPU (Main Unit) như ngõ ra xung hai tọa độ, bộ đếm tốc độ cao (HSC), PID, đồng hồ thời gian thực…

Để lập trình PLC ta có thể sử dụng các phần mền sau: FXGP_WIN_E, GX_Developer, GX- work 2 ,GX-work 3

Các phương pháp lập trình như: Ladder, Instruction, SFC

2.1.1 Sơ đồ đấu dây ngõ vào

 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi theo kiểu SINK Chân SS là chân chung được đấu với nguồn

Hình 11 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi theo kiểu SINK

2.1.2 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi theo kiểu SOURCE

Chân SS là chân chung được đấu với nguồn 0VDC

Tại (2) là kiểu đấu thường dùng cho các loại cảm biến ví dụ như cảm biến tiệm cận loại PNP

Tại (4) là kiểu đấu thường dùng cho các loại nút nhấn, chuyển mạch, công tắc hành trình.

Hình 12 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi theo kiểu SOURCE

2.1.3 Đấu dây ngõ ra

 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi dạng relay

Hình 13 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi dạng relay

Trên ngõ ra PLC sẽ chia ra các cổng COM Tương ứng với một hoặc một nhóm ngõ ra dùng chung mức điện áp Khi viết chương trình PLC, ví dụ chuyển Y0 lên mức tích cực thì tiếp điểm Rơ-le giữa COM0 và Y0 sẽ đóng, hoàn toàn tương tự với các cặp tiếp điểm khách như: COM1-Y1, Y2, Y3, Y4, COM2-Y5… cũng tương tự Khi đó với việc có nguồn nuôi bên ngoài, mạch điện sẽ trở thành một mạch điện khép kín và có dòng điện chạy qua tải

 Đấu dây ngõ vào số của PLC Misubishi dạng transitor

PLC Mitsubishi ngõ ra Transistor còn có 2 loại là loại ngõ ra Sink và Source Đối với loại ngõ ra Sink, chân COM0 COM1 COM2… luôn đấu với chân 0V của nguồn 1 chiều.

Đối với loại ngõ ra Source, chân +V0 +V1 +V2… luôn đấu với chân dương của nguồn 1 chiều.

Khi các đầu ra lên mức tích cực, các chân đầu ra PLC sẽ nối với các chân COM hoặc +V tương ứng Khi đó với việc có nguồn nuôi bên ngoài, mạch điện sẽ trở thành một mạch điện khép kín và có dòng điện chạy qua tải như hình bên dưới.

Hình 14 Đấu dây ngõ ra Source

Hình 15 Đấu dây ngõ ra Sink

Kết luận : Đối với Ngõ Ra Số Của PLC Mitsubishi dạng Transitor sẽ có tần số đóng

ngắt cao hơn so với Ngõ Ra Số Của PLC Mitsubishi dạng Relay (Gõ ra relay có tần số đóng cắt khoảng dưới 1Hz là tối đa) Với một số ngõ ra cần tần số đóng cắt cao như để điều khiển Step, Servo thì PLC có thể được tích hợp ngõ ra Transistor có tần số đóng ngắt từ 100-200Hz sẽ được ứng dụng trong khi điều khiển.

2.1.4 Phần mềm lập trình GX Works2

GX Works2 là phần mềm cấu hình và lập trình thế hệ kế tiếp cho điều khiển FX và Q Series GX Works2 cho phép nhà phát triển có thể trộn và kết hợp từ năm ngôn ngữ lập trình khác nhau, phù hợp với các phong cách lập trình khác nhau.

 Cách tạo một project : Bước 1 Kích vào biểu tượng

Bước 2 : Tiếp theo ta click chuột vào Project sau đó chọn New hoặc click vào biểu tượng new để tạo một project mới hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl + N

Bước 3 : ta chọn đúng tên đúng dòng PLC đang lập trình

 Cách dowload /upload chương trình

-Bước 1: Ta phải cài driver cho cáp nạp và xem cáp đang nằm ở COM mấy bằng cách click chuột phải vào Computer -> Properties -> Device Manager -> Ports

-Bước 2: Sau khi đã biết cáp nạp nằm ở COM mấy rồi, ta mở GX Works2, tiến hành cài đặt cổng COM trên GX Works2 như sau :

Bước 3: Ta download chương trình xuống CPU như sau: Chọn Write to PLC rồi -> Tích vào chương trình main -> Execute

Tên: LOAD INVERSE

Chức năng: Tiếp điểm khởi tạo hoạt động logic loại NC (thường đóng) Thiết bị áp dụng: X,Y,M,S,D.b,T,C

 Lệnh OUT

Chức năng : điều khiển cuộn dây Thiết bị áp dụng : Y,M,S,T,C

 Lệnh RESET :

Chức năng : Các thiết bị thay đổi trạng thái từ ON sang OFF

 Lệnh TIMER :

Chức năng : Thi hành các thiết bị bộ định thời

Khi tiếp điểm X0 được tác động lên mức ON TIMER T0 bắt đầu chạy sau 10s thì tiếp điểm T0 đóng lại tác động cho Y0 ON

 Lệnh COUNTER :

Chức năng : Thi hành các thiết bị bộ đếm

Khi tiếp điểm X0 được tác động lên mức ON COUNTER C0 bắt đầu đếm đến 5 thì tiếp điểm C0 đóng lại tác động cho Y0 ON

 Các kiểu dữ liệu

Về cơ bản thì trong plc mitsubishi sẽ chia là 2 kiểu dữ liệu đó là bit và thanh ghi:

 Bit dùng để ghi nhận trạng thái 0 hoặc 1 của các tiếp điểm Ví dụ như tiếp điểm ngõ vào X, ngõ ra Y, trung gian M.

 Thanh ghi dùng để lưu giá trị như vùng nhớ D, C( counter), T( timer)  Các bit đặc biệt :

- M8000: Luôn On khi PLC bắt đầu RUN - M8001: Luôn Off thi PLC RUN.

- M8002 :On 1 lần khi PLC bắt đầu chạy - M8003: Off 1 lần sau khi PLC bắt đầu chạy - M8004: Báo có lỗi.

- M8011: Xung với chu kỳ 10ms - M8012: Xung với chu kỳ 100ms - M8013: Xung với chu kỳ 1s - M8014: Xung với chu kỳ 1 phút - M8015: Xung với chu kỳ 1 giờ

2.1.6 Phần mềm GT DESIGNER 3

GT Works 3 V1.217 (GT Designer3) là phần mềm thiết kế HMI chuyên nghiệp và mới nhất của Mitsubishi chỉ với một cú click chuột Phần mềm này hỗ trợ thiết kế tất cả các dòng HMI cũ như GOT1000 và HMI mới như GOT2000 và GS-2000 …

5.1 Hình ảnh phần mềm Tạo giao diện HMI trên GT Designer 3 và

liên kết GX Works 2: Bước 1: ta mở phần mềm chọn new để tạo

dự án mới

Bước 2: thiết lập dự án

+lựa chọn dự án với các gợi ý :

+ Chọn loại màn hình sẽ sử dụng ở đây là GS Series (GS2107-WTBD)

+ Lựa chọn thông số màn hình và đồng ý

+ Lựa chọn kết nối Driver dòng PLC FX

+ Lựa chọn chuẩn giao tiếp kết nối giữa HMI và PLC

+ Lựa chọn Driver MELSEC-FX

+ Xác nhận các thông số cài đặt cho màn hình của dự án

Tạo tên giao diện màn hình

+ Lựa chọn 1 Template có sẵn để tiến hành thiết kế HMI

+Xác nhận thông tin cấu hình của dự án và tiến hành kết thúc quá trình tạo

Bước 3: Tiến hành thiết kế trên giao diện điều khiển màn hình chính

Tạo các nút ấn

Gắn tag name cho nút ấn :

+Lấy thiết bị đèn và cấu hình gắn tag name cho đèn

Bước 3: Tiến hành mô phỏng +Kích hoạt chức năng simulator trên GX Works 2 bằng

biểu tượng +Chương trình sẽ được tải xuống PLC ảo

+Thực hiện chức năng monitor online bằng phím tắt F3 +Tiến hành cấu hình giao tiếp giữa HMI với GX-Simulator 2

+ Chọn giao thức kết nối mô phỏng với GX Simulator 2

2.2 Giới thiệu tổng quan về mô hình YL-335B

YL-335B bao gồm 5 đơn vị thành phần được lắp đặt trên một bàn được ghép bởi các thanh nhôm: cụ thể là trạm cung cấp, trạm gia công, trạm lắp ráp, trạm vận chuyển và trạm phân loại Tại mỗi trạm, một PLC được lắp đặt để thực hiện chức năng điều khiển Kết nối giữa PLC được thực hiện thông qua truyền thông nối tiếp RS485, tạo thành một hệ thống điều khiển kiểu phân phối

Hình 16.Hình ảnh toàn mô hình YL-335B

2.2.1 Trạm cấp phôi

2.2.1.1 Giới thiệu trạm

Trạm cung cấp phôi là đơn vị đầu tiên của YL-335B, trong toàn bộ hệ thống, nó đóng một vai trò trong việc cung cấp phôi (nguyên liệu) cho các đơn vị khác

Hình 17 Chú thích các bộ phận trạm cấp phôi2.2.1.2 Thiết bị sử dụng

 Cảm biến từ xi lanh

Cảm biến từ xilanh là một thiết bị có chức năng nhận biết được sự thay đổi, sự có mặt trong môi trường gắn nó Và sau đó sẽ truyền tín hiệu nhận biết để thông báo cho con người biết về sự thay đổi, có mặt đó Trong công nghiệp, người ta chế tạo rất nhiều loại cảm biến dựa trên sự thay đổi về: Nhiệt độ, ánh sáng, vị trí, áp suất, vòng quay, độ ẩm… Tùy theo đặc điểm công việc cũng như nhu cầu mà con người có thể lựa chọn: cảm biến quang, áp suất, tiệm cận, vị trí xi lanh…

Hình 18 Cảm biến xi-lanh

 Cảm biến quang

Cảm biến quang (Photoelectric sensor) hay còn được gọi là mắt thần Được dùng để phát hiện vật cản hoặc phát hiện màu Cảm biến quang phát ra một tia sáng, khi có vật cản tia sáng này thì cảm biến phát ra tín hiệu để báo về trung tâm điều khiển Nó được dùng nhiều trong các dây chuyền tự động hóa Cảm biến quang như con mắt trong dây chuyền đó, vì vậy nó đóng vay trò rất quang trọng trong công nghiệp.

 Van điện từ

Hình 19 Cảm biến quang

Van điện từ: Hai van điện từ được gắn trên đế van Một bộ giảm thanh được kết nối với hai đầu của hai cổng xả trong ống góp, và chức năng của bộ giảm âm là giảm tiếng ồn của khí nén khi nó được thải ra khí quyển Sự tích hợp của nhiều van, được hình thành bằng cách tập trung nhiều van cùng với bộ giảm thanh, ống góp, v.v., được gọi là khối van và mỗi chức năng của van là độc lập với nhau

 Cảm biến quang khuếch tán:

Hình 20 Van điện từ

Dùng để phát hiện sự thiếu hụt phôi hoặc sự hiện diện hoặc không có phôi

Hình 21 Cảm biến khuếch tán

2.2.1.3 Nguyên lý hoạt động

Khi trạm cung cấp được cấp phôi (nếu chưa được cấp phôi thì đèn HL2 sáng tắt theo chu kỳ 1s) và cảm biến báo phôi vị trí đó “X010” đã nhận được (với phôi là phi kim) và cảm biến“X010”, cảm biến “X012” nhận được (với phôi là kim loại), xy lanh giữ phôi sẽ được đẩy ra để giữ phôi bên trên, đến khi trạm hành trình max của nó, công tắc từ “X007” sáng lên Khi đó xy lanh đẩy phôi sẽ đẩy ra đến khi công tác từ “X006” và cảm biến báo phôi đã được đẩy ra “X013” sáng lên thì xy lanh sẽ được thu về đến khi trạm hành trình MIN của nó công tác từ “X005” sáng lên sẽ reset cho xy lanh giữ phôi trên mở ra chờ cấp phôi cho chu trình tiếp theo

2.2.1.4 Tín hiệu vào ra

STT Tên Chức năng

TT Tên Chức năng

3 X002 Nút dưng khẩn Y002 Van điện từ cho xi lanh đẩy