đồ án tự động hóa Kit thực nghiệm MSP430FG4618F2013 của Texas Intrusments

Trong những năm vừa qua, công ty PTM J.S.C đã chế tạo nhiều bộ khuôn mẫu, sản xuất các sản phẩm nhựa phục vụ cho chương trình nội địa hóa xe gắn máy, các sản phẩm nhựa cho công ty LG – M

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo TS Tạ Cao Minh –

Bộ môn Tự động hóa XNCN đã giới thiệu cho em thực tập tại công ty Cổ phần khuôn mẫu chính xác và máy CNC ( PTM J.S.C ) cũng như đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho

em có thể tập trung nghiên cứu bộ KIT thực nghiệm MSP430FG4618/F013 của hãng Texas Instruments tại bộ môn Tự động hoá

Ngoài ra, em cũng xin cảm ơn sự tạo điều kiện của bộ môn Tự động hóa XNCN để

em có được giấy giới thiệu của trường Đại học Bách khoa tới thực tập tại công ty PTM J.S.C

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu của các cán bộ và các kỹ

sư khác của công ty Cổ phần khuôn mẫu chính xác và máy CNC Đặc biệt là sự giúp

đỡ hết sức nhiệt tình của anh Toàn, anh Hiếu cũng như phòng Thiết kế của công ti - đơn vị trực tiếp quản lý quá trình thực tập của em Nhờ vậy em đã hoàn thành tốt đợt thực tập và thu nhận được nhiều kiến thức thực tế bổ ích trước khi ra trường

Hà nội, ngày 18 tháng 2 năm 2009

LỜI NÓI ĐẦU

Quá trình thực tập tốt nghiệp là quãng thời gian hết sức cần thiết cho bất kì một sinh viên sắp ra trường nào được tiếp cận và làm quen với môi trường làm việc thực tế Đặc biệt, với một sinh viên ngành Tự động hoá, việc tiếp xúc, tìm hiểu và áp dụng các kiến thức được học ở trường vào trong thực tế lao động và sản xuất lại càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Chính vì thế, đây là một cơ hội quí báu mà bất kì sinh viên nào cũng phải nắm lấy để tự mình rút ra được những bài học kinh nghiệm, tự rèn luyện tính độc lập, chủ động trong công việc, tránh những bỡ ngỡ khi chính thức ra công tác

Với lí do đó, cộng thêm sự giúp đỡ và tạo điều kiện của bộ môn Tự động hóa XNCN, em đã được tham gia thực tập tại phòng Thiết Kế của Công ty cổ phần khuôn mẫu chính xác và máy CNC Tại công ty, em được nghiên cứu về máy cắt Plasma CP

31120 CNC – một sản phẩm được chế tạo và sản xuất tại công ty Quá trình thực tập tuy không dài nhưng đã giúp em nắm được một phần về những công việc mà mình sẽ làm trong tương lai – một kỹ sư Điện Tự động hóa

Trong thời gian cuối về bộ môn, em được nghiên cứu về Kit thực nghiệm MSP430FG4618/F2013 của Texas Intrusments Đây là một họ vi điều khiển mới với nhiều chế độ tiết kiệm năng lượng và hỗ trợ hiển thị LCD rất tốt Nhờ vậy, nó được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng đo lường vào điều khiển

Do quá trình thực tập không lâu và kiến thức còn hạn chế nên những tìm hiểu của

em không tránh khỏi những sai sót Mong sự thông cảm và góp ý của các thầy cô để giúp em hoàn thiện hơn bản báo cáo thực tập này Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 18 tháng 2 năm 2009 Sinh viên

Phạm Tuân Anh

MỤC LỤC

Chương I Giới thiệu tổng quan về công ty PTM J.S.C……….4

Chương II Hệ thống cung cấp điện của Nhà máy ……… 10

Chương III Giới thiệu tổng quan về các máy CNC ………11

Chương IV Máy cắt Plasma CP 31120 CNC ……… 13

Chương V Tổng quan về họ vi điều khiển MSP430FG46XX và bộ Kit thực nghiệm MSP-EXP430FG4618 ………31

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG

TY PTM J.S.C.

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY:

“Công ty cổ phần khuôn mẫu chính xác và máy CNC” có tên giao dịch là “The Precision Tools and CNC Machine J.S.C” , ( viết tắt là PTM J.S.C ) Công ty PTM J.S.C được thành lập dưới hình thức góp vốn cổ phần của các thành viên là Viện máy

và Dụng cụ công nghiệp ( IMI Holdings), Công ty TNHH Tràng An, Công ty nhựa Thiếu niên Tiền Phong tại văn bản thoả thuận thành lập Công ty Cổ phần Khuôn mẫu chính xác và Nhựa kỹ thuật ngày 22/02/2000 Ngày 20 tháng 5 năm 2004 Công ty TNHH Tràng An đã chuyển nhượng lại hết số cổ phần đóng góp vào Công ty Cổ phần Khuôn mẫu chính xác và máy CNC là 5000 cổ phần cho Viện máy và Dụng cụ công nghiệp theo hợp đồng chuyển nhượng cổ phần số 56-05/HĐCN

Công ty PTM J.S.C có tổng số vốn điều lệ là 13 tỷ đồng Tổng số cán bộ công nhân viên trong công ty : 67 người, trong đó có 27 kỹ sư Tổng diện tích 2.460 m2 Theo Giấy đăng ký kinh doanh số 0103000269 ngày 09 tháng 03 năm 2001 và đăng ký thay đổi lần thứ 6 ngày 13 tháng 3 năm 2008, các hoạt động kinh doanh chính của công ty

là:

• Đại lí độc quyền cung cấp các giải pháp CAD/CAM của hang DELCAM (Vương quốc Anh)

• Đại lí độc quyền phân phối máy công cụ của hãng LILIAN – Đài Loan

• Sản xuất, lắp ráp máy công cụ

• Sản xuất, kinh doanh khuôn mẫu chính xác cho ngành nhựa và gia công KL

• Sản xuất vật liệu xây dựng

• Sản xuất, kinh doanh các sản phẩm nhựa kỹ thuật

• Sản xuất, kinh doanh vật tư, máy, các thiết bị công nghiệp và hàng cơ khí tiêu dùng.

• Sản xuất kinh doanh vật liệu xây dựng tấm ốp tường nhôm, nhựa compozit

Trong những năm vừa qua, công ty PTM J.S.C đã chế tạo nhiều bộ khuôn mẫu, sản xuất các sản phẩm nhựa phục vụ cho chương trình nội địa hóa xe gắn máy, các sản phẩm nhựa cho công ty LG – MECA Electronics, sản phẩm mắc áo, sản phẩm ghế mẫu giáo xuất khẩu cho công ty Nam Hoa,các sản phẩm của công ty hợp doanh DAIWA, sản phẩm vỏ nhựa bình nước nóng cho Công ty LORENZI VN, các loại khuôn thổi chai nhựa PET cho công ty TNHH Bảo Vân, Công ty Rạng Đông, Công ty Vital, Công

ty Volex Cable, v.v

Công ty PTM J.S.C cũng đã cung cấp các máy công cụ, các thiết bị gia công cho các dự án như Công ty Gang thép Thái Nguyên, công ty Khóa Việt Tiệp, Học Viện Kĩ Thuật Quân Sự, Công ty vận tải thủy Cần Thơ, Công ty Liên doanh Soecon Meverfa, máy cắt CNC cho các Nhà máy đóng tàu và kết cấu thép Ngoài ra, công ty sản xuất và cung cấp tấm nhôm compozit cho nhiều khách hàng trong nước như công ty Huy Anh, công ty SHINEC, công ty xây dựng số 2, công trình cải tạo Nhà Hát Tuổi Trẻ

Công ty PTM J.S.C đã nhận được chứng chỉ Quốc tế: tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 Trụ sở chính của công ty ở 256 Kim Giang, Thôn Kim Lũ – Đại Kim – Hoàng Mai –

Hà nội Website : www.ptmjsc.com, email : ptpjsc@hn.vnn.vn Người đại diện của công ty là ông Phạm Thi Chương

II NĂNG LỰC THIẾT BỊ CỦA CÔNG TY PTM J.S.C:

II.1 Phân xưởng sản xuất khuôn mẫu và tấm ốp tường Nhôm - Compozit:

1 Máy phay SEIKI có đài dao Yasunaga/JapanSeiki/ 6 ME-II 1 10

2 Máy phay SEIKI

không có đài dao

8 Máy phay giường Marufuku/

NHÓM MÁY MÀI

1 Máy mài phẳng LAM Tool/ Denmark 1832 CNCJacobsen 1 10

2 Máy mài phẳng Stankoiport/

– Anlagenbau

SFBE

6 Máy mài hai đá Stankoimport/

NHÓM MÁY XUNG

NHÓM MÁY KHOAN

1 Máy khoan đứng Stankoimport/

NHÓM MÁY KHÁC

1 Hệ thống máy nén khí Warning/ Taiwan VA – 100 1 3

2 Máy nén khí di

II.2 Phòng thiết kế:

Phòng thiết kế của công ty PTM J.S.C được trang bị một hệ thống gồm 10 máy tính

PC được nối mạng LAN, với các gói phần mềm chuyên dụng cho công việc thiết kế như AutoCAD, DELCAM, Cimatron, LadderWorks…

II.3 Phòng đo lường:

Phòng đo lường được trang bị đầy đủ các dụng cụ để phục vụ tốt nhất cho công việc đo lường, chuẩn hoá và kiểm định chất lượng của các sản phẩm :

• Các thiết bị đo kiểm tra cơ khí: 1 bộ

• Các thiết bị đo kiểm khối lượng: 1 bộ

• Máy đo 3D kiểu khớp quay có kết nối máy tính: 1 bộ

• Dụng cụ đo gồm:

13 Máy đo độ cứng Theo mẫu 0 – 120HRB0 – 90HRC 1052 Tiệp Khắc

CHƯƠNG II HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA

NHÀ MÁY.

Công ty PTM J.S.C là một hộ tiêu thụ điện loại 2, nhận điện từ lưới 6 kV lấy từ trạm biến áp khu vực Các phụ tải của công ty bao gồm dãy nhà văn phòng, phân xưởng cơ khí, và khu xưởng sản xuất tấm ốp tường nhôm – compozit

Công suất định mức của công ty vào khoảng 400 kW Toàn bộ hệ thống điện được cấp từ trạm biết áp của công ty Trạm biến áp là một máy biến áp 6/0,4 kV, công suất

650 kVA Máy biến áp để ngoài trời, làm mát bằng dầu

Vì đây là hệ thống cung cấp điện cho phụ tải tương đối quan trọng nên điện áp lưới 6kV trước khi vào phía sơ cấp của máy biến áp phải qua máy cắt 6kV và các dao cách

ly Dao cách ly được dùng để phục vụ cho quá trình sửa chữa máy biến áp Dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang nên không dùng để đóng cắt mạch điện mà chỉ dùng

để tạo khoảng hở nhìn thấy được khi sửa chữa Chính vì vậy nên dao cách ly cần phải được đóng trước khi đóng máy cắt và được cắt sau khi đã cắt máy cắt Sau khi qua máy biến áp, điện áp được hạ xuống 0,4 kV ở phía thứ cấp Trước thanh cái là Aptomat tổng loại 1000 A Từ thanh cái đi là hệ thống đường dây dẫn về các tủ phân phối của các khu phân xưởng và văn phòng Từ các tủ phân phối này, điện năng được đưa về các tủ động lực và tủ chiếu sáng Từ tủ động lực có đầu ra cấp điện cho các máy và từ

tủ chiếu sáng có đầu ra cấp điện cho các bóng đèn

CHƯƠNG III GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

VỀ CÁC MÁY CNC.

Với đặc điểm là công ty chuyên chế tạo khuôn mẫu chính xác và đồ gá, công ty PTM J.S.C có rất nhiều loại máy gia công kim loại điều khiển số CNC ( Computer Numerical Control) khác nhau như máy tiện, máy phay, máy cắt, máy khoan … Điển hình là một số máy như : Máy khoan CNC VCM – 1050A, máy xung, máy cắt dây.Ngoài ra, công ty còn nhập các linh kiện điện tử, linh kiện điều khiển và chế tạo khung máy để sản xuất các máy CNC Sản phẩm nổi tiếng của công ty là máy cắt Plasma CNC có tên là CP 31120, với giá thành hợp lí đã được xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới

III.1 MÁY XUNG ARISTECH E.D.M CNC 580:

Là loại máy được sử dụng để gia công khe, rãnh mà các loại máy khác như máy tiện, máy phay, … không làm được Nguyên tắc của máy là sử dụng điện cực đồng ( Cu ) dùng để ăn mòn mặt tiếp xúc là kim loại dẫn điện kém hơn ( Al hoặc Fe )

Người ta chế tạo điện cực Cu có hình dạng giống hình khe, rãnh của sản phẩm Sau

đó cho tiếp xúc với bề mặt sản phẩm cẩn gia công và có dòng điện với cường độ cao chạy qua Sau một khoảng thời gian (1-2 s) thì lại nhấc điện cực Cu lên Sau đó lại hạ điện cực Cu xuống bề mặt kim loại cần gia công, … Chu trình cứ tiếp tục như vậy và kim loại bị ăn mòn dần Đến khi được sản phẩm yêu cầu thì ngừng máy

III.2 MÁY CẮT DÂY W – CUT II:

Cũng dùng để gia công khe kẽ và có nguyên tắc hoạt động cũng dựa trên hiện tương

ăn mòn điện cực như máy xung Aristech E.D.M CNC 580 Chỉ khác là điện cực bằng đồng đã được thay bằng một dây đẫn điện cực tốt và bền

Đầu tiên, khoan lỗ qua tấm kim loại để luồn dây qua Sau đó cho dây cứa qua cứa lại với dòng điện cường độ lớn luôn chạy qua dây Chính vì vậy, nhờ hiện tượng ăn mòn điện cực và kim loại dẫn điện kém dây nên sẽ bị ăn mòn dần.

III.3 MÁY KHOAN CNC VCM – 1050A:

Là một trong những loại máy kiếm tiền chủ yếu cho công ty Nó tạo ra các sản phẩm phục vụ cho chế tạo khuôn mẫu và đồ gá Máy CNC VCM – 1050A là loại máy nhập nguyên bộ từ Đài Loan, sử dụng máy tính công nghiệp để điểu khiển với bộ điều khiển Anilam 6300M của Mỹ Máy lập trình dựa trên mã lệnh G – tương đồng với mã Assembler Chương trình được đổ vào máy thông qua ổ mềm A , cổng truyền thông nối tiếp RS – 232 hay được viết trực tiếp trên màn hình máy tính công nghiệp ( đối với những chương trình đơn giản )

III.4 MÁY CẮT PLASMA CP 31120 CNC:

Là loại máy cắt Plasma Ga – Oxi sử dụng để cắt những tấm kim loại theo hình dạng mong muốn Máy cắt là sản phẩm chế tạo ra của công ty PTM và phục vụ cho công nghiệp đóng tàu, hàng không, các xưởng cơ khí, …

Việc ra đời của máy cắt Plasma đã góp phần giải phóng sức lao động, nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và hạ giá thành sản phẩm Máy đã được trao giải thưởng khoa học công nghệ Việt nam ( VIFOTEC ) năm 1999, đạt huy chương vàng tại Techmart Vietnam 2003 và được giới thiệu tại Techmart Vietnam 2007

CHƯƠNG IV MÁY CẮT PLASMA

CP 31120 – CNC.

IV.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT PLASMA CP 31120 – CNC :

Hình IV.1 Máy cắt Plasma CP 31120 – CNC

Máy cắt Plasma CP 31120 – CNC là loại máy cắt kim loại tấm điều khiển CNC, sử dụng nhiệt độ cao của khí gas cháy trong Oxy để cắt các tấm nguyên vật liệu thành những hình dạng mong muốn, phục vụ chủ yếu cho các ngành công nghiệp như tàu thuỷ, hàng không, các xưởng cơ khí… Năng suất cắt của máy có thể đạt tới 3.000mm/phút Chất lượng vết cắt đẹp, độ chính xác cao Các thông tin về chương trình làm việc của máy đều được lưu giữ, tạo điều kiện cho việc quản lý dễ dàng Nhờ ứng dụng công nghệ này, thời gian đóng mới 1 chiếc tàu có tải trọng 6.500 tấn của Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng rút ngắn còn 1/3

Hệ thống máy này nhanh chóng được các nhà máy đóng tàu lớn chấp nhận và đưa vào sử dụng Chỉ trong một thời gian ngắn, hơn 20 sản phẩm đã được đưa vào sử dụng tại nhà máy đóng tàu Hạ Long, nhà máy đóng tàu Nam Triệu – Sông Gấm, nhà máy

chế tạo thép kết cấu Đông Anh… Ngoài ra, công ty PTM J.S.C còn xuất khẩu máy cắt

CP 31120 đi các nước trong khu vực và trên thế giới như Thái Lan, Bangladesh và Đan Mạch

Ưu điểm của máy cắt CNC CP31120 đó là người vận hành có thể lập trình trực tiếp hoặc gián tiếp biên dạng chi tiết ngay trên máy Máy có khả năng tự động mồi lửa, tự động điều chỉnh chiều cao bằng cơ khí hoặc điện tử Ngoài ra máy còn có khả năng gắn thêm các cụm đầu gas, plasma, laser, axetilen, đầu lấy dấu bằng bột kẽm Việc sử dụng máy tính PC để điều khiển thay vì máy tính công nghiệp cũng là một yếu tố giúp hạ giá thành của máy (bằng 60 – 70% giá thành nhập ngoại) đủ sức để cạnh tranh trên thị trường Hiện nay máy cắt Plasma điều khiển CNC do Công ty sản xuất đã chiếm được khoảng 40% thị phần trên thị trường Thêm nữa, máy sử dụng bộ điều khiển CNC của hãng Softservo – Mỹ và Servo drive SN2000 của hang Suquang – Trung quốc mang lại chất lượng điều khiển có độ chính xác cao với giá cả hợp lý

IV.2 QUY TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP MÁY:

IV.3 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA MÁY CẮT PLASMA CP 31120 – CNC:

Máy cắt có yêu cầu về công nghệ cắt đó là đầu cắt của máy phải chuyển động theo

cả ba trục X, Y, Z Trong đó chuyển động lên xuống theo trục Z không cần điều khiển tốc độ còn huyển động theo hai trục X, Y được điều khiển theo vị trí

Quá trình cắt xảy ra bắt đầu là sự di chuyển nhanh của đầu cắt đến điểm cần cắt đã được lập trình sẵn trong máy tính Khi đầu cắt được hạ xuống thấp thì ga mồi được phun ra và bộ phận đánh lửa được khởi động để đốt cháy ga mồi Sau đó, van ga nung được mở để tiến hành nung cắt điểm đầu tiên Quá trình này diễn ra trong khoảng 1 – 2

s tùy vào chiều dày phôi thì van ga xả được mở để thổi xỉ xuống dưới Khi thổi, để đảm bảo xỉ không bị bắt lên làm hỏng đầu cắt thì đầu cắt được nhấc lên Sau đó, đầu cắt tiếp tục được hạ xuống để tiến hành cắt phôi theo biên dạng mong muốn Trong suốt quá trình cắt, ga nung, Oxy và ga xả liên tục được phun để cắt và thổi xỉ xuống, tránh bám lại trên thành miệng vết cắt Khi cắt xong một hình, đầu cắt được nâng lên

và di chuyển nhanh đến gốc của hình mới để bắt đầu cắt một chi tiết mới

Máy cắt Plasma CP 31120 tuy không có chế độ chống mất lửa nhưng lại có chế độ chạy ngược lại theo vị trí đã đi Nhờ đó khi mất lửa, ta có thể mồi lại lửa và cho máy chạy ngược lại đến vị trí bắt đầu mất lửa (vị trí chưa được cắt) để tiếp tục từ đó cắt tiếp Ngoài ra, máy cắt còn được liên kết với PC qua hệ thống VersioBus được cắm vào khe PCI của PC Nhờ vậy, PC có thể điều khiển, tương tác dễ dàng với máy Chương trình CNC được PC chuyển thành các tín hiệu điều khiển vị trí thông qua VersioBus truyền xuống để điều khiển đầu cắt di chuyển chính xác đến vị trí để cắt sản phẩm

Từ những yêu cầu công nghệ nêu trên, những đặc điểm chính của truyền động máy cắt CP 31120 – CNC :

• Không có yêu cầu của phụ tải ( do đầu cắt chuyển động tự do mà không mang tải ) => Không cần bộ điều khiển Momen ( bộ điều khiển dòng điện ).

• Chuyển động của đầu cắt theo cả ba trục, trong đó:

o Chuyển động lên xuống theo trục Z không cần bộ điều khiển

o Chuyển động theo trục X, Y yêu cầu cần điều khiển vị trí chính xác

IV.4 CÁC PHẦN TỬ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH CỦA MÁY CẮT PLASMA:

IV.6.1 ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG TRỤC X VÀ Y:

Do cần điều khiển vị trí nên động cơ truyền động của trục X và Y được sử dụng là loại động cơ xoay chiều không chổi than có gắn Encoder để xác định tốc độ và vị trí Hai động cơ này được điều khiển thông qua một ServoDrive có tên là SN 2000 của Suquang SN 2000 này thu thập tín và xử lý tín hiệu từ Encoder về để truyền lên bộ điều khiển, động thời nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển để điều khiển Motor Động cơ này có các thông số :

d/dt

Motor

Encoder

w

Hình IV.2 Sơ đồ bộ điều khiển hai mạch vòng động cơ trục X và Y

IV.6.2 ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG TRỤC Z:

Do không cần bộ điều khiển mà chỉ cần đảo chiều quay nên động cơ truyền động trục Z được sử dụng là động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha và được điều khiển đảo chiều bằng đảo chiều hai trong ba pha điện áp cung cấp thông qua hai công tắc tơ K1 và K2 Động cơ này có các thông số :

IV.6.3 CÁC TÍN HIỆU BẢO VỆ VÀ LIÊN ĐỘNG:

Thực hiện bảo vệ quá dòng và ngắn mạch cho động cơ bằng các Aptomat (Q2, Q3…) đấu trực tiếp vào nguồn cấp Khi động cơ bị ngắn mạch, Aptomat được tác động cắt động cơ ra khỏi lưới

Thực hiện bảo vệ quá tải bằng Role nhiệt RT1, RT2… Tiếp điểm các Role này nối trực tiếp với nguồn cấp cho cuộn dây các công tắc tơ động lực K1, K2, K3, K4 Khi bị quá tải, Role nhiệt tác động, cắt nguồn cung cấp cho cuộn dây của các công tắc tơ trên,

từ đó cắt nguồn cấp tới motor

Ngoài ra, cầu chì còn được sử dụng để bảo vệ những đoạn mạch cung cấp điện cho các thiết bị phụ như : quạt mát, Adapter…

Tín hiệu liên động từ các công tắc giới hạn hành trình X+, X-, Y+, Y- được đưa đến nguồn cung cấp cho cuộn dây công tắc tơ K Tiếp điểm của K dùng để đóng cắt nguồn

động lực cấp đến hai motor truyền động trục X và Y thông qua bộ điều khiển ServoDrive SN2000

IV.5 HỆ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG SERVOWORKS MC-QUAD:

Máy cắt Plasma CP31120 sử dụng hệ thống điều khiển truyền động ServoWorks MC-Quad của hang Soft Servo Systems, Inc Đây là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp các sản phẩm phần mềm, các thiết bị phục vụ các vấn đề liên quan đến truyền động và CNC cho các kĩ sư và những người sử dụng máy móc công nghiệp Được sáng lập bởi các giáo sư MIT vào tháng 2 năm 1998, Soft Servo Systems

đã cung cấp những bộ điều khiển truyền động và các giải pháp CNC đáng tin cậy, có hiệu suất cao cho khách hàng

Bộ điều khiển của SoftServo phát huy mạnh mẽ khả năng xử lý của PC vào trong lĩnh vực CNC ServoWorks được cài đặt trong một máy chủ CPU đơn nhất để thực hiện tất cả các nhiệm vụ servo thời gian thực và CNC, bao gồm vòng lặp tín hiệu phản hồi, tăng tốc/ giảm tốc, đa trục tọa độ, xử lý lệnh G code trong CNC, tính toán đường dẫn NC và PLC cũng như tạo ra một giao diện đồ họa, biên dịch, tải chương trình, quản lý file, thực thi xử lý dữ liệu, kết nối mạng Các bộ điều khiển ServoWorks CNC đều có thể chạy được trên nền của Windows 2000, XP, hoặc Linux Hiện tại có bốn công nghệ kết nối servo đang được ServoWorks sử dụng là VersioBus™, Panasonic Realtime Express™ (RTEX), MECHATROLINK™, và Mitsubishi SSCNET

IV.6.1 TỔNG QUAN VỀ LADDERWORKS PLC:

LadderWorks PLC là một modul tích hợp phần mềm PLC được cài đặt cùng với tất

cả các sản phẩm CNC cùng với các phần mềm kiểm tra, dò thông số: ServoWorks MotionLite, và những tiện ích khác phục vụ cho quá trình giám sát, điều khiển servo Trong hệ thống ServoWork CNC hay SMP, quá trình điều khiển được thực hiện nhờ LadderWorks PLC Engine – là một phần trong LadderWorks PLC

ServoWorks CNC Engine hay SMP Motion Engine là những ứng dụng điều khiển hiệu suất cao, vòng lặp đa trục Dựa trên những tín hiệu phản hồi trong quá trình điều khiển, nó có thể phát lệnh cho máy tăng hay giảm tốc độ.

LadderWorks PLC Engine có thể truy cập vào tất cả thông tin không chỉ về hệ thống ServoWorks PLC hay SMP ( cả phần cứng và phần mềm ) mà còn cả các thông tin về đầu vào và đầu ra của máy móc Do vậy, nó là một nhân tố có thể giúp truy cập vào tất cả mọi thông tin về hệ thống ServoWorks CNC hay SMP Ví dụ nó có chức năng như một bộ điều khiển tổng thể cho tất cả những quyết định về chuyển động của máy móc hay điều khiển tuần tự cho servo motor

Mối quan hệ giữa phần mềm ứng dụng ServoWorks CNC/SMP, ServoWorks CNC Engine/SMP Motion Engine, LadderWorks PLC Engine, và hệ thống BUS giao tiếp VersioBus được chỉ ra trong sơ đồ sau:

Hình IV.3 Tổng quan về LadderWorks PLC

IV.6.1.1 LadderWorks PLC Engine:

LadderWorks PLC Engine có nhiệm vụ thực thi các chương trình tuần tự mang tính chu kỳ LadderWorks PLC Engine có một Timer và sử dụng nó để chạy PLC theo những chu kỳ quét ( thời gian quét mặc định là 5ms cho cả SMP và ServoWorks CNC, ngoại trừ ServoWorks S – 100T được mặc định là 8 ms).

LadderWorks PLC Engine thi hành quét tất cả đầu vào của cả ServoWorks CNC Engine lẫn SMP Motion Engine và các đầu vào của máy ( đầu đi vào trong ServoWorks CNC Engine / SMP Motion Engine ) Hay nói cách khác, nó kiểm tra trạng thái mỗi BIT ( 0 hoặc 1 ) cho mỗi đầu vào tín hiệu F và X

LadderWorks PLC Engine chạy những chương trình tuần tự dựa trên những giá trị mới của tín hiệu đầu vào Nó thực thi chương trình bởi đọc và thực thi những lệnh tuần

tự ở tốc độ cao Các lệnh này có thể là đọc, ghi các đầu vào – ra hay thi hành những lệnh Logic như AND, OR, … ( quá trình xử lý số học )

LadderWorks PLC Engine gửi lệnh được phát sinh ra bởi chương trình tuần tự đến ServoWorks CNC Engine/ SMP Motion Engine hoặc tới máy móc ( sử dụng đầu ra tín hiệu G và Y ) qua ServoWorks CNC Engine/ SMP Motion Engine

Trong mỗi vòng quét, một chương trình tuần tự được thực thi, tạo ra lệnh ở đầu ra được lặp lại sau 5 hoặc 8 ms Sauk hi thực thi xong, nó bắt đầu một chương trình mới gần như ngay lập tức Điều này có nghĩa là LadderWorks PLC Engine đáp ứng rất nhanh tới bất kỳ một tín hiệu đầu vào hay lệnh điều khiển

Ví dụ, một máy tiện vận hành để đưa ra một lệnh ( sử dụng chương trình ServoWorks S – 100T ) để bắt đầu một vòng quay của nó Lệnh này được chuyển tiếp qua S – 100T CNC Engine để tới LadderWorks PLC Engine LadderWorks PLC Engine nhận lệnh này bởi dạng tín hiệu F Tiếp theo, nó quét tất cả các đầu vào của S – 100T CNC Engine và máy LadderWorks PLC Engine sau đó thực thi chương trình tuần tự ( kiểm tra máy đóng chưa, đai ốc đúng vị trí chưa, … thông qua việc kiểm tra

LadderWorks PLC Engine sẽ chỉ thị một lệnh đến S – 100T CNC Engine, lệnh này sẽ được gửi đến máy ( trong dạng tín hiệu Y ) để bắt đầu vòng quay cho máy tiện.

IV.6.1.2 Hệ thống VersioBus:

VersioBus là hệ thống bus trường cáp quang cho Servo Drive truyền thống và I/O,

sử dụng công nghệ giao tiếp cáp quang số 10 Mbps Hệ thống này bao gồm phần mềm, một adapter board đa chức năng ( ISA, PCI, hay PC104 ) – có thể dễ dàng kết nối được với PC và một hoặc nhiều module giao tiếp chung và module I/O tùy chọn ( kết nối với cáp quang )

Hệ thống VersioBus được thiết kế để giao tiếp với bất kỳ Servo Drive tương tự nào

sử dụng giao tiếp truyền thống chỉ duy nhất một cáp quang Công nghệ này là lý tưởng cho những ứng dụng yêu cầu cao về khả năng kháng nhiễu ồn Bởi vì hệ thống VersioBus tương thích với hầu hết các động cơ và Encoder Nó cũng là sự lựa chọn lý tưởng cho giao tiếp servo được trang bị thêm những bộ phận mới cho máy móc

Hình IV.3 Hệ thống VersioBus

 Những điểm mạnh của hệ thống sử dụng VerisoBus :

• Hệ thống không bị ảnh hưởng bởi nhiễu ồn

• Điều khiển phân tán và module giao tiếp I/O

• Cáp quang với khoảng cách tối đa 10 m được sử dụng rộng rãi trong điều khiển phân tán ( cáp có thể dài hơn nếu cần ).

• Chỉ sử dụng một cáp quang thay thế cho cáp Encoder và cáp tương tự để kết hợp với máy chủ

• Kết nối nhanh chóng và đơn giản, giảm giá thành và thời gian

• Không phải bảo trì bất kì một kết nối nào, do đó giúp giảm tổng vốn đầu tư Nếu sử dụng cáp cũ phải bảo dưỡng mất rất nhiều thời gian và tiền

• Độ bền, độ tin cậy, và tuổi thọ cao

• Có 16 BIT đầu ra tương tự trên một trục

 Các đầu I/O của VersioBus :

• Mỗi VersioBus adapter board có 32 đầu vào / ra cách li quang cơ sở ( 16 đầu vào và 16 đầu ra )

• Mỗi modul giao tiếp servo DC – 150 đều có 16 đầu vào và 16 đầu ra độc lập được cách li quang

• Mỗi modul IM – 300 đều có 64 đầu vào / ra số Có thể có tất cả tối đa 4 modul IM – 300 kết nối làm việc cùng nhau, mở rộng số cổng vào ra I/O lên tới 256 cổng

Hình IV.4 Kết nối phần cứng trong hệ thống VersioBus

IV.6.1.3 PLC IM – 300 :

IM-300 là PLC được sử dụng để điều khiển máy hoạt động theo đúng công nghệ Trong CP – 31120, nó có tác dụng điều khiển đóng cắt các van khí ( ga, ô xi, khí xả, ga mồi ), nâng hạ mũi cắt bằng cách đảo chiều động cơ truyền động trục Z, điều khiển liên động và bảo vệ, …

 Cấu hình các cổng vào điều khiển:

• I0.0 ( X20.0 ) : Chọn mỏ số một

• I0.1 ( X20.1 ) : Chọn mỏ số hai

• I0.2 ( X20.2 ) : Power ON/OFF

• I0.3 ( X20.3 ) : Thời gian nung

• I0.4 ( X20.4 ) : Cho phép chuyển động đi lên cả 2 mỏ

• I0.5 ( X20.5 ) : Cho phép chuyển động đi xuống cả 2 mỏ