hệ thống bãi đỗ xe tự động đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

Nguồn chỉnh lưu AC-DC 24V Thông số kỹ thuật của bộ nguồn AC-DC 24V: 932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PMHe thong bai do xe tu dong Do an t

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

93Monday, June 10, 20242:34:40 PM2:34:40 PM93Monday, June 10, 20242:34:40 PM2:34:40 PM93Monday, June 10, 20242:34:40 PM2:34:40 PM

He thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe Dien

He thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe Dien

93He thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienMonday, June 10, 2024

Trang 2

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

4 Kết quả

Nhóm đã cơ bản hoàn thiện yêu cầu đã đặt ra, chế tạo thành công mô hình thí nghiệm bãi đỗ xe, điều khiển được 3 Servo bằng PLC FX5U, kết hợp điều khiển giữa LabView, PLC, và HMI

Giảng viên hướng dẫn

Ngô Thanh Quyền

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

He thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe DienHe thong bai do xe tu dong Do an tot nghiep khoa Cong nghe Dien

Trang 5

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii

2.2 Giới thiệu chung về cơ cấu Servo 5

2.2.1 Giới thiệu chung 5

2.2.2 Ứng dụng 6

2.2.3 Động cơ Servo 7

2.3 Bộ động cơ Servo Panasonic Minas A5 9

2.3.1 Driver Servo MBDHT2510 9

2.3.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo MBDHT2510 11

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 6

2.5 Bộ động cơ Servo Omron 18

2.5.1 Driver Servo Omron R88D-UEP04V 18

2.5.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo Omron 20

2.6 Bộ điều khiển ( PLC – FX5U ) 22

2.6.1 PLC là gì? 22

2.6.2 Sự ra đời và phát triển của PLC 22

2.6.3 Sơ lược về Seri Melsec IQ-F 24

2.6.4 Các tính năng có sẵn trên IQ-F (FX-5U) 26

2.6.5 Những cải tiến trên FX-5U 32

2.6.6 Cấu hình Seri FX5U 34

Trang 7

3.6.2 Kết nối KEPServerEX Version 6 với PLC FX – 5U 54

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 63

Trang 8

Trang 9

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Cảm biến quang tiệm cận 3

Hình 2.2 Cấu trúc cảm biến quang 3

Hình 2.3 Nguồn chỉnh lưu AC-DC 24V 5

Hình 2.4 Cấu tạo động cơ Servo 7

Hình 2.5 Động cơ servo 8

Hình 2.6 Bộ động cơ Servo Minas A5 9

Hình 2.7 Driver Servo Panasonic MBDHT2510 9

Hình 2.8 Sơ đồ đấu nối động lực cho Driver Panasonic Minas A5 11

Hình 2.9 Sơ đồ kết nối các cổng trên Driver Panasonic Minas A5 12

Hình 2.10 Sơ đồ điều khiển vị trí Servo Panasonic Minas A5 13

Hình 2.11 Bộ ServoPack SGDA-02AP 14

Hình 2.12 Driver ServoPack SGDA-02AP 14

Hình 2.13 Sơ đồ nguồn của Driver ServoPack 16

Hình 2.14 Sơ đồ điều khiển ServoPack 17

Hình 2.15 Bộ Servo Omron 100W 18

Hình 2.16 Driver Servo Omron R88D-UEP04V 18

Hình 2.17 Sơ đồ đấu nối động lực cho Servo Omron 20

Hình 2.18 Sơ đồ kết nối điều khiển vị trí của Driver Servo Omron 21

Hình 2.19 PLC IQ-F (FX5U) 24932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 10

Hình 2.23 Ví dụ về chứ năng khóa bảo mật 29

Hình 2.24 Socket Truyền thông 30

Hình 2.25 Bảo trì từ xa 30

Hình 2.26 Giao tiếp SLMP 31

Hình 2.27 Chức năng điều khiển vị trí của PLC - FX5U 31

Hình 2.28 Module điều khiển vị trí 32

Hình 2.29 Vùng nhớ PLC 33

Hình 2.30 Tổng quan cấu hình PLC FX-5U 34

Hình 2.31 HMI-GOT 1000 36

Hình 3.1 Phần mềm GX-Works3 37

Hình 3.2 Giao diện GX-Works3 38

Hình 3.3 Giao diện phần mềm GT Designer 3 40

Hình 3.4 Phần mềm SigmaWin+ 46

Hình 3.5 Giao diện Parameter của PANATERM 6.0 47

Hình 3.6 Giao diện Monitor của PANATERM 6.0 48

Hình 3.7 Giao diện Alarm của PANATERM 6.0 49

Hình 3.8 Giao diện WaveGraphic của PANATERM 6.0 50

Hình 3.9 Giao diện Trial Run của PANATERM 6.0 51

Hình 3.10 Phần mềm KEPServerEX Version 6 52

Hình 3.11 Cài đặt port Ethernet trên GX-Works3 54

Hình 3.12 Đặt địa chỉ IP cho port Ethernet 55932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 11

Hình 3.16 Chọn kiểu kết nối phù hợp cho Kepware 6.0 58

Hình 3.17 Chọn dòng PLC phù hợp với dự án 59

Hình 3.18 Đặt địa chỉ IP cần kết nối 60

Hình 3.19 Chọn giao thức và nhập số Port cần kết nối 61

Hình 3.20 Giao diện tạo Tagname cho Kepware 6.0 62

Hình 3.21 Giao diện kết nối Kepware 62

Hình 4.1 Mặt trước của mô hình thí nghiệm 63

Hình 4.2 Mặt bên của mô hình thí nghiệm 64

Hình 4.3 Ốp Mica đen 65

Hình 3.4 Ốp mica trong 66

Hình 3.5 Ốp mica dán Poster 66

Hình 4.6 Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị 67

Hình 3.7 Sơ đồ động lực của tủ điện 68

Hình 4.8 Sơ đồ điện trên cửa tủ 69

Hình 4.9 Sơ đồ cấu trúc điều khiển 70

Hình 4.10 Lưu đồ giải thuật cất xe 71

Hình 4.11 Lưu đô giải thuật lấy xe 72

Hình 4.12 Thi công phần cứng mô hình thí nghiệm 73

Hình 4.13 Thi công lắp đấu dây dẫn điện 74

Hình 4.14 Tiến hành lập trình hệ thống 75932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 12

Trang 13

CHƯƠNG 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, tình trạng dân số Việt Nam đang đạt ngưỡng hơn 96 triệu dân Năm 2018, Việt Nam đã gia nhập TPP (Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement), tạo ra bước ngoặc lớn cho kinh tế Việt Nam, đặt biệt là ngành kinh doanh mua bán ô-tô Khi Việt Nam gia nhập TPP thì giá thuế ô tô sẽ giảm mạnh so với trước đó Với một dân số đông như vậy cộng với nhu cầu đi lại thì trong nhiều năm tới, trung bình mỗi hộ dân cư sẽ trang bị cho chính mình một chiếc ô tô, thì sẽ dẫn đến tình trạng khan hiếm nơi để gửi xe Hơn nữa xu thế của thế giới là công nghệ 4.0, sự phát triển ồ ạt của các thiết bị tư động hóa đã đưa nền công nghiệp lên một tầm cao mới Nắm được tình hình đó, nhóm em phát triển đề tài: Bãi giữ xe thông minh

Để thiết kế được một bãi giữ xe tiết kiệm diện tích chúng ta phải làm gì? Ý tưởng của nhóm chính là một bãi giữ xe với các tầng như một dự án chung cư Như đã biết, chung cư là một dự án nhà ở tiết kiệm diện tích được xây dựng ở các thành phố lớn.Vì vậy ta cũng có thể hình thành một bãi giữ xe như vậy, để có thể tiết kiệm được diện tích đáng kể Để thực hiện được ý tưởng đó, chúng tôi phải tìm các thiết bị phù hợp Qua quá trình tìm hiểu chúng tôi đã sử dụng PLC - FX5U của hãng MITSHUBISHI

PLC là một thiết bị được xử dụng rộng rãi trong công nghiệp, vì khả năng đáp ứng thời gian thực và chống nhiễu rất tốt Ngoài ra chúng tôi còn kết hợp với một phần mềm rất mới và đang được phát triển ở Châu Âu là National Instruments LabVIEW Phần mềm này cho chúng ta một chức năng đó là xử lý ảnh nhận diện biển số xe đặc biệt là có thể tạo một giao diện giám sát và thu thập dữ liệu

Trong quá trình thực hiện đề tài, sẽ có nhiều sai sót mắc phải Đặc biệt là những thiếu sót khi chúng em chưa có kinh nghiệm thực tế Mong giảng viên sẽ tận tình chỉ bảo, để tạo ra một sản phẩm hoàn hảo, góp phần tạo nên một đất nước vững mạnh với

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 14

Nhiệm vụ đặt ra: - Lập trình PLC-FX5U - Lập trình LabVIEW

- Kết nối truyền thông giữa PLC và LabVIEW - Điều khiển động cơ Servo

- Thiết kế giao diện người và máy HMI GOT1000

- Thiết kế giao diện giám sát và thu thập dữ liệu SCADA trên LABVIEW - Làm nên một mô hình thu nhỏ mô phỏng

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 15

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG 2.1 Cảm biến, nguồn DC

2.1.1 Cảm biến quang tiệm cận

Khái niệm: Một Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc

đơn giản là “PROX”) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm

Cấu trúc thiết kế: Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành

Trang 16

a) Bộ phát sáng

Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode) Ánh sáng được phát ra theo xung Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng) Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED lazer Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá Ngoài ra cũng có LED vàng

b) Bộ thu sáng

Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (tranzito quang) Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit) Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC) Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán)

c) Mạch xử lý tín hiệu ra

Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang thành tín hiệu ON/OFF được khuếch đại Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay) vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN) Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 17

2.1.2 Nguồn chỉnh lưu

Hình 2.3 Nguồn chỉnh lưu AC-DC 24V

Thông số kỹ thuật của bộ nguồn AC-DC 24V:

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 18

Thuật ngữ này chỉ áp dụng một cách chính xác đối với những hệ thống mà các thông tin phản hồi hoặc các tín hiệu điều chỉnh sai số giúp điều khiển vị trí cơ khí, tốc độ hay các thông số khác Ví dụ, một điều khiển cửa sổ điện của ô tô không phải là một cơ cấu servo, vì không có thông tin phản hồi tự động để điều khiển vị trí-người vận hành thực hiện điều này bằng cách quan sát bằng mắt thường Ngược lại điều khiển hành trình của xe ô tô sử dụng phản hồi vòng kín, thì được xếp vào như là một cơ cấu servo

2.2.2 Ứng dụng

a) Điều khiển vị trí

Một loại servo phổ biến có hỗ trợ điều khiển vị trí Thông thường, các cơ cấu

servo có thể là điện, thủy lực hoặc khí nén Chúng hoạt động trên nguyên lý phản hồi âm, trong đó đầu vào điều khiển được so sánh với vị trí thực tế của hệ thống cơ khí được đo lường bằng một số loại cảm biến tại đầu ra Khoản chênh lệch giữa giá trị thực tế và giá trị mong muốn (một "tín hiệu sai số") được khuếch đại (và chuyển đổi) và được dùng để điều khiển hệ thống theo hướng cần thiết để giảm hoặc loại bỏ sai số Quá trình này là một trong những ứng dụng được sử dụng rộng rãi của lý thuyết điều khiển Các servo điển hình có thể cung cấp một đầu ra là chuyển động tròn (góc quay) hoặc đầu ra chuyển động thẳng

b) Điều khiển tốc độ

Điều khiển tốc độ thông qua một thiết bị điều tốc là một loại cơ cấu servo khác Động cơ hơi nước sử dụng các thiết bị điều tốc cơ khí; một ứng dụng ban đầu khác là để điều chỉnh tốc độ của bánh xe nước Trước Thế chiến thứ II cánh quạt tốc độ không đổi được phát triển để điều khiển tốc độ động cơ máy bay Điều khiển nhiên liệu cho động cơ tuabin khí sử dụng bộ điều tốc điện hoặc thuỷ lực

c) Ứng dụng khác

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 19

cụ tự động, ăng-ten theo dõi vệ tinh, máy bay điều khiển từ xa, hệ thống định vị tự động trên tàu thuyền và máy bay, và hệ thống điều khiển súng phòng không Những ví dụ khác là những hệ thống điều khiển bay trong máy bay, sử dụng các servo để phát động các bề mặt điều khiển của máy bay, và các mô hình điều khiển bằng radio sử dụng các RC servo với cùng mục đích Nhiều máy ảnh tự động lấy nét cũng sử dụng một cơ cấu servo để di chuyển các ống kính một cách chính xác Một ổ đĩa cứng có một hệ thống servo từ tính với độ định vị chính xác đến micromet Trong các máy móc công nghiệp, servo được sử dụng để thực hiện các chuyển động phức tạp, trong nhiều ứng dụng

2.2.3 Động cơ Servo 2.2.3.1 Cấu tạo

Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện - từ thì giống như các loại động cơ bình thường (nghĩa là cũng có phần cảm ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây, v.v.) nhưng có sự khác biệt về cấu trúc cơ học, đó là động cơ servo có hình dáng dài, đường kính trục và rotor nhỏ hơn động cơ bình thường cùng công suất, momen

Hình 2.4 Cấu tạo động cơ Servo

Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay, đó là động cơ servo AC dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóc; Động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC; và động cơ servo AC không chổi than dựa trên nền tảng động cơ không đồng bộ và động

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 20

Hình 2.5 Động cơ servo

2.2.3.2 Đặc tính của động cơ Servo

- Tăng tốc độ đáp ứng - Tăng khả năng đáp ứng - Mở rộng vùng điều khiển - Khả năng ổn định tốc độ

- Tăng khả năng chịu đựng của động cơ

2.2.3.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo

Động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ quay liên tục nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90o-180o Điều khiển động cơ là điều khiển độ rộng xung

2.2.3.4 Nguyên lý hoạt động của Encoder

Encoder dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kì thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc

Encoder tuyệt đối chỉ rõ ràng vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của encoder, encoder có 1,2 hoặc tối đa là 3 vòng lỗ Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1 Do vậy, encoder loại này có tên incremental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị), do đó không thể cho ta biết chính xác vị trí

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 21

2.3 Bộ động cơ Servo Panasonic Minas A5

Hình 2.6 Bộ động cơ Servo Minas A5

Trang 22

 Phương thức điều khiển: IGBT PWM Sinusoidal wave driver

 Encoder: tương đối 20-bit (1048576 xung/vòng)

 Các dạng điều khiển: - Control signal - Analog signal - Pulse signal

 Chuẩn giao tiếp: USB, RS232, RS485

 Panel điều khiển: MODE, SET, UP, DOWN, SHIFT

 Các chế độ điều khiển: - Điều khiển vị trí - Điều khiển tốc độ - Điều khiển momen

- Điều khiển vị trí và vận tốc - Điều khiển vị trí và momen - Điều khiển vận tốc và momen - Điều khiển đóng kín

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 23

2.3.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo MBDHT2510

Hình 2.8 Sơ đồ đấu nối động lực cho Driver Panasonic Minas A5

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 24

Hình 2.9 Sơ đồ kết nối các cổng trên Driver Panasonic Minas A5

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 25

Hình 2.10 Sơ đồ điều khiển vị trí Servo Panasonic Minas A5

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 26

2.4 Bộ động cơ SERVOPACK

Hình 2.11 Bộ ServoPack SGDA-02AP

2.4.1 Driver ServoPack Yakawa SGDA-02AP

Hình 2.12 Driver ServoPack SGDA-02AP

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 27

Các thông số kỹ thuật chính:

 Công suất: 200W

 Input Power: 1 pha 230V ±10%, 50Hz~60Hz

 Phương thức điều khiển: Single-phase, full-wave rectification IGBT-PWM

 Encoder: Tương đối 2048 xung/vòng

 Các dạng điều khiển: - Pulse signal - Analog

 Chuẩn giao tiếp: RS232

 Các phương thức điều khiển: - Điều khiển vị trí - Điều khiển tốc độ - Điều khiển momen

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 28

2.4.2 Sơ đồ đấu nối ServoPack

Hình 2.13 Sơ đồ nguồn của Driver ServoPack

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 29

Hình 2.14 Sơ đồ điều khiển ServoPack

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 30

2.5 Bộ động cơ Servo Omron

Trang 31

Các thông số kỹ thuật chính:

 Công suất: 100W

 Input Power: 1 pha 230V ±10%, 50Hz~60Hz

 Phương thức điều khiển: PWM method based on IGBT

 Encoder: Tuyệt đối 1024 xung/vòng

 Các dạng điều khiển: - Pulse signal - Analog

 Chuẩn giao tiếp: RS232

 Các phương thức điều khiển: - Điều khiển vị trí - Điều khiển tốc độ - Điều khiển momen

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 32

2.5.2 Sơ đồ đấu nối Driver Servo Omron

Hình 2.17 Sơ đồ đấu nối động lực cho Servo Omron

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 33

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 34

2.6 Bộ điều khiển ( PLC – FX5U ) 2.6.1 PLC là gì?

PLC là từ viết tắt của Programmable Logical Controller ( chương trình điều khiển tự động có lập trình), chương trình này được lưu trữ trong bộ nhớ ROM và được nạp vào thông qua máy vi tính cá nhân

Trong PLC chức năng bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình, chương trình này được nạp vào bộ nhớ PLC Khi đó PLC sẽ thực hiện quá trình điều khiển dựa vào chương trình đã được nạp sẵn Cấu trúc và sơ đồ đấu dây của bộ điều khiển không phụ thuộc vào chức năng hay quá trình hoạt động Tất cả các linh kiện cần thiết cho việc thiết kế mạch đều được lập trình sẵn trong bộ PLC như : sensor, công tắc, nút nhấn, tế bào quang điện, và tất cả các cơ cấu chấp hành như cuộn dây, đèn tín hiệu, bộ định thì, role trung gian, … đều được nối vào PLC Nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ PLC Điều này rất tiện ích cho các kỹ sư thiết kế

2.6.2 Sự ra đời và phát triển của PLC

Tự động ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp Ngày nay, ngành tự động đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển tự động, tiến bộ của những ngành khác như điện tử, tin học… Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộ điều khiển PLC

Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC là ý tưởng của nhóm kỹ sư hãng General Motors vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển như sau :

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 35

 Cấu trúc dạng Module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa

 Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp

 Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên phải có kích thước nhỏ gọn hơn mạch role mà chức năng vẫn tương đương

 Giá cả cạnh tranh

Những chỉ tiêu này đã tạo được sự quan tâm của những kỹ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu khả năng ứng dụng PLC trong công nghiệp Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra thêm một số các chỉ tiêu cần phải có trong chức năng của PLC :

a) Về phần mềm :

Từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác vụ đếm Sau đó là các lệnh về xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung ở tốc độ cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lý thời gian thực, đọc mã vạch…

b) Về phần cứng :

 Bộ nhớ lớn hơn

 Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn

 Nhiều loại module chuyên dùng hơn

Đến năm 1976 thì PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào, ngõ ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông ( khoảng 200 mét ) Sự gia tăng những ứng dụng của PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất hoàn chỉnh kỹ thuật của các họ PLC với mức độ khác nhau về khả năng tốc độ xử lý và hiệu suất

Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào / ra và dung lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các họ PLC có cấu trúc module nhằm làm dễ dàng hơn cho việc mở rộng thêm chức năng chuyên dùng như :

 Xử lý tín hiệu liên tục

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 36

Với cấu trúc module cho phép mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều khiển PLC với chi phí và công sức thấp nhất Riêng nước ta, hàng rào thuế quan khu vực đang dần dần được loại bỏ, kinh tế mở cửa hợp tác với nước ngoài Trước tình hình đó, nền công nghiệp sẽ gặp không ít khó khăn vì còn khá nhiều dây chuyền công nghệ lạc hậu Nhà nước cần phải chú trọng đến những ứng dụng và phát triển của tự động trong sản xuất công nghiệp, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, cũng như giá thành sản phẩm hạ Một trong những phương án tốt nhất và được sử dụng rộng rãi ngày nay là thay thế những công nghệ cũ bằng những hệ thống điều khiển tự động dùng PLC

2.6.3 Sơ lược về Seri Melsec IQ-F

Hình 2.19 PLC IQ-F (FX5U)

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 37

Bộ điều khiển khả trình của Mishubishi Electric Corporation được phát triển thành thiết bị tự động và thường được gọi là PLC

Được phát triển trên những tính năng vượt trội, điều khiển định vị tốt hơn và lập trình lấy người dùng làm trung tâm, sê-ri MELSEC F của misubishi đã được thiết kế lại thành sê-ri MELSEC IQ-F

Từ sử dụng riêng lẻ cho đến ứng dụng trong hệ thống mạng, sê-ri MELSEC IQ-F nâng tầm doanh nghiệp của bạn lên nấc thang mới trong nghành

* Hiệu suất vượt trội

- Tuyến hệ thống tốc độ cao - Các chức năng mở rộng gắn sẵn - Chức năng bảo mật tăng cường - Không có pin

* Điều khiển dẫn động cao cấp

- Định vị gắn sẵn dễ dng (4-trục 200Kpps) - Chức năng nội suy đơn giản

- Điều khiển đồng bộ 4 trục với mơ đun Chuyển động Đơn giản (khơng cần phần mềm định vị chuyên dụng)

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 38

* Môi trường lập trình trực quan

- Lập trình dễ dàng bằng cách kéo và thả - Giảm thời gian phát triển với module FB

- Thiết lập parameter cho nhiều chức năng khác nhau

2.6.4 Các tính năng có sẵn trên IQ-F (FX-5U) 2.6.4.1 Hiệu suất CPU

Động cơ thực hiện trình tự mới là cốt lõi của MELSEC IQ-F, có khả năng chạy các chương trình có cấu trúc và nhiều chương trình, cũng như hỗ trợ văn bản có cấu trúc và các khối chức năng ,v.v

a) Đầu vào/ra Analog gắn sẵn

FX5U được trang bị đầu vào analog 2ch 12-bit và đầu ra analog 1ch Với thiết lập parameters, không cần lập trình

Chuyển dịch giá trị, mở rộng và đầu ra báo động cũng có thể được thiết lập dễ dàng bằng các parameters

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 39

Hình 2.20 Ví dụ về điều khiển biến tần với đầu ra analog

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM

Trang 40

e) Cổng RS-485 gắn sẵn (với chức năng MODBUS®)

Kết nối với các thiết bị nối tiếp xa đến 50 m với cổng RS-485 gắn sẵn Có thể điều khiển đến 16 biến tần Mitsubishi với lệnh giao tiếp biến tần chuyên dụng Chức năng MODBUS hỗ trợ kết nối lên đến 32 bộ ngoại vi gồm các PLC, bộ cảm biến và bộ điều chỉnh nhiệt

Hình 2.21 Ví dụ về sản xuất hàng loạt các thiết bị sử dụng thẻ SD

932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM932410062:34:39 PM2:34:39 PM