MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU10Chương 1: Tổng quan về màn hình cảm ứng HMI11I.Tổng quan HMI111.Khái niệm112.Sự phát triển của HMI trong điều khiển quá trình123.Cấu trúc144.Nhiệm vụ cơ bản của HMI175.Các thành phần của HMI186.Các thông số đặc trưng của HMI187.Quy trình xây dựng hệ thống HMI198.Các thuật ngữ và khái niệm cơ bản của HMI199.Phần mềm lập trình của HMI20II.Một số sản phẩm HMI tiêu biểu tại thị trường Việt Nam211.GP3000 Series212.Delta HMI223.NS Omron224.HMI Advantech235.HMI GT16 Mitsubishi24III.Tìm hiểu về màn hình HMI Panasonic GT11251.Giới thiệu về màn hình Panasonic GT1126Chương 2: Hệ truyền Xung áp – Động cơ động một chiều31I. Khái quát chung hệ truyền động điện31II. Các phương pháp điều chỉnh tốc dộ động cơ 1 chiều321. Khái niệm chung322. Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng:323.Hệ truyền động điều chỉnh xung áp động cơ một chiều.354.Phương pháp điều khiển bộ biến đổi xung áp38Chương 3: Phân tích và lựa chọn hướng giải quyết42I.Vấn đề và phương án giải quyết421.Vấn đề đặt ra422.Lựa chọn phương án433.Phần mềm lập trình44Chương 4: Tính toán và lựa chọn thiết bị59I.PLC CPM2C32CDTD591.Cấu trúc604. Cấu hình hệ thống645. Đặc tính656.Đặc điểm kỹ thuật66II. Encoder Autonic ENB 36031691. Đặc tính kỹ thuật692. Các đặc điểm cơ khí73Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm75I.Kết nối phần cứng751.Kết nối giữa PLC với hệ Xung áp – Động cơ752.Kết nối giữa PLC và màn hình HMI763.Kết nối cpu với encoder77II.Chương trình phần mềm7879Chương 6: Đánh giá kết quả80I.Kết quả đạt được801.Khảo sát lý thuyết802.Nội dung80II.Đánh giá kết quả811.Ưu điểm812.Nhược điểm813.Hướng phát triển82KẾT LUẬN83
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 10 Chương 1: Tổng quan hình cảm ứng HMI .11 I.Tổng quan HMI .11 1.Khái niệm 11 2.Sự phát triển HMI điều khiển trình 12 3.Cấu trúc .14 I Khái quát chung hệ truyền động điện 30 Khái niệm chung .31 Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng: 31 3.Hệ truyền động điều chỉnh xung áp - động chiều 34 4.Phương pháp điều khiển biến đổi xung áp 36 Chương 3: Phân tích lựa chọn hướng giải 40 I.Vấn đề phương án giải .41 1.Vấn đề đặt .41 2.Lựa chọn phương án 41 Chương 4: Tính toán lựa chọn thiết bị 57 Cấu hình hệ thống 62 5.Đặc tính 63 6.Đặc điểm kỹ thuật 64 Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm 73 2.Kết nối PLC hình HMI 74 II.Chương trình phần mềm .76 .77 Chương 6: Đánh giá kết 78 I.Kết đạt 78 1.Khảo sát lý thuyết 78 2.Nội dung 78 II.Đánh giá kết 79 2.Nhược điểm .79 Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang Đồ án tốt nghiệp Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa GVHD: Nguyễn Đức Quang trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang LỜI NÓI ĐẦU Hiện nước phát triển nước phát triển có xu hướng áp dụng công nghệ đại thực tự động hóa vào dây truyền sản suất Tự động hóa trình sản xuất góp phần vào việc giải phóng sức lao động người mà đóng vai trò quan trọng việc nâng cao hiệu quả, suất sản xuất chất lượng sản phẩm HMI thuật ngữ viết tắt cụm từ: “Human Machine Interface” tạm dịch là: “Giao tiếp người máy móc” khái niệm hệ thống điều khiển xu hướng chung, nhiều dây truyền sản xuất tự động trang bị HMI, điều cho phép người sử dụng giao tiếp trực tiếp với máy móc từ thao tác, điều khiển, giám sát trình làm việc cách dễ dàng, tiện lợi Hiệu HMI đánh giá nhiều yếu tố, khả học suất, gọi chung tính khả dụng Nhận thấy yêu cầu cần thiết ngành công nghiệp nên nhóm em chọn đề tài “ Nghiên cứu tính ứng dụng HMI hệ thống điều khiển” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp nhóm Về nội dung, đồ án nhóm em bao gồm chương : Chương 1: Tổng quan hình cảm ứng HMI Chương 2: Hệ truyền Xung áp – Động động chiều Chương 3: Phân tích lựa chọn phương án giải Chương 4: Tính toán lựa chọn thiết bị Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm Chương 6: Đánh giá kết Trong trình thực đồ án tốt nghiệp này, chúng em nhận hướng dẫn tận tình Th.S Nguyễn Đức Quang thầy cô môn Tự Động Hóa Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù nhóm đề tài cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót Nhóm đề tài kính mong nhận thông cảm tận tình đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn Nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn! Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Chương 1: Tổng quan hình cảm ứng HMI I.Tổng quan HMI 1.Khái niệm HMI (Human Machine Interface) có nghĩa thiết bị giao tiếp người điều hành với máy móc thiết bị Là hệ thống dùng để người dùng giao tiếp, thông tin qua lại với hệ thống điều khiển thông qua hình thức HMI cho phép người dùng theo dõi, lệnh điều khiển toàn hệ thống HMI có giao diện đồ họa, giúp cho người dùng có nhìn trực quan tình trạng hệ thống Nói cách xác, cách mà người “giao diện” với máy móc HMI Hệ thống số điều khiển máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa TV HMI,… Bộ truyền cảm biến trước HMI, nhiều thiết bị số chí HMI đơn giản hiển thị đơn Rất nhiều số hiển thị, với tín hiệu đầu Một số HMI thô sơ: hiển thị ASC II đơn hai dòng ASCII với tập hợp arrow cho lập trình, 10 phím nhỏ Có thiết bị trường, cảm biến phân tích có bảng HMI thực có khả cung cấp hình ảnh đồ Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang họa tốt, có cách thức nhập liệu lệnh đơn giản, dễ hiểu, đồng thời cung cấp cửa sổ có độ phân giải cao cho trình HMI sử dụng toàn máy tính hình hiển thị hạn chế phòng điều khiển mạch máy tính, hình ổ đĩa dễ hỏng Vỏ bọc phát triển để giúp cho HMI sử dụng máy tính định vị bên sàn nhà máy, rộng, kềnh dễ hỏng sức nóng, độ ẩm, rửa trôi cố khác sàn nhà máy HMI máy tính trước tiêu thụ nhiều điện Một máy tính “desktop” thông thường năm 80 kỷ 20 có công suất 200 W 2.Sự phát triển HMI điều khiển trình Công nghệ HMI tạo “bộ mặt” hoàn toàn để hiển thị thông tin hệ thống điều khiển, đồng thời loại bỏ lỗi người khỏi hệ thống nâng cao độ an toàn cho công việc Công nghiệp trình có nhiều thay đổi nhận thức hiểu biết vai trò giao diện người máy (HMI — Human Machine Interface) ngành Những HMI cho công nghiệp trình thời kỳ tự động hóa sơ khai loại panel khí nén Chúng bố trí hợp lý Mỗi HMI đảm nhiệm tác vụ chuyên biệt giúp vận hành viên đạt tối đa hiệu suất công việc Nhưng, trường hợp panel không bố cục hợp lý, nhiều khả vận hành viên phải chạy tới chạy lui để kiểm tra tình trạng hoạt động chúng Thế hệ panel cho phép vận hành viên quản lý thiết bị chuyên dụng ví dụ nồi hay lò nung vị trí định mà nắm rõ tác vụ điều khiển Ví dụ, hệ thống khí nhiên liệu cấp nước cho cho nồi gộp vào nhóm để tiện theo dõi Hệ thống kích hoạt bố trí với cảnh báo liên quan chế khóa liên động vị trí dễ dàng tiếp cận Những panel mô toàn diện trình, chúng thường nhanh chóng trở nên lỗi thời Bước vào năm 1970, hệ panel sơ khai thay hệ DCS, hệ đầu tiên, đặc tính tổng quan cho phép vận hành viên truy cập tới nhóm gồm điều khiển Mỗi nhóm chia nhỏ thành nhiều trình duyệt, vận hành viên phải cố gắng ghi nhớ vị trí điều khiển trình duyệt Đối với vận hành viên không thông thạo phải dựa vào bảng điều khiển đặc biệt để dẫn tới nhóm cần sử dụng Đây khó khăn cho nhân viên vận hành Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 12 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Đôi khi, có điều khiển trình duyệt, nên nhóm cần hiển thị thông tin lại bị ẩn có cố xảy ra, vận hành viên phải dùng đến trình duyệt khác để giải Có trường hợp vận hành viên phải thông qua trình duyệt khác để tìm đến trình duyệt chứa thông tin cần tìm Nhưng trình chuyển trình duyệt, họ quên vị trí trình duyệt thông tin trước DCS hệ đời với nhiều khả mạnh mẽ Nó cho phép thiếp lập nhiều cảnh báo điều khiển điểm hệ DCS hệ cung cấp giao diện đồ họa đơn giản Đồ họa giai đoạn đơn sơ có độ phân giải tương đối thấp Thiết kế chúng dựa P&ID nhà máy Rất lâu trước giao diện đồ họa nâng cấp, nhiều vận hành viên phàn nàn nó, không đem lại tiện lợi cho nhân viên vận hành mà làm tác vụ Do vậy, nhu cầu cải tiến giao diện đồ họa thiết Sau đó, đồ họa HMI thay đổi từ đen truyền thống sang xám để giảm bớt phản quang Nền đen giúp vận hành viên dễ dàng vận hành điều kiện đèn phòng điều khiển tắt hết, việc sử dụng nhiều màu sáng đen làm tăng thêm độ phức tạp Đồ thị trở nên dễ đọc nhà phát triển chuyển sang xám sáng giảm việc sử dụng màu sắc phụ nhờ sử dụng màu sắc độ có cường độ cao thấp Ánh sáng ánh phản xạ giảm, vấn đề tiềm tàng phát sinh Chuyển sang màu sáng làm xuất vấn đề đèn phòng điều khiển tắt Phòng điều khiển nên thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho thao tác viên cảnh giác, đặc biệt với ca làm việc 12 tiếng cách chiếu sáng phòng điều khiển khoảng 500 — 800 LUX Như đề cập trên, việc sử dụng màu xám cho đường kẻ ống cho phép nhà phát triển đặt thông tin cố định vào đồ thị đưa thông tin biến vào vị trí bật Giữ nguyên màu sắc hạn chế việc sử dụng màu sắc đồ thị cho phép xác nhận dễ dàng hoạt động khác thường sử dụng màu xám cho điều kiện bình thường màu sắc để thu hút ý Khi cảnh báo xuất hình, xuất đồ thị Và cảnh báo tiếp nhận, cường độ màu sắc giảm xuống nửa Khi nhìn thấy cảnh báo không gây ý nhiều Giờ công nghệ cho phép tích hợp thông tin bên DCS, chẳng hạn tài liệu Microsoft Word/ Excel tích hợp đồ thị Nhờ sử dụng trình đơn Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang (menu) sổ xuống, ta sử dụng hay nhiều tài liệu để lấy thông tin phép tính, bảng tra cứu, quy trình thông tin chẩn đoán Trong bao gồm thông tin cảnh báo, nêu rõ mục đích cảnh báo, vấn đề điển hình làm xuất cảnh báo, hành động hiệu chỉnh sử dụng, hậu việc không hành động thông tin hỗ trợ khác hữu ích cho vận hành viên Hệ thống mà hình đồ họa tương lai có xu hướng nhúng vào hiển thị, vận hành viên sử dụng trend để tiên đoán trạng thái không bình thường phụ thuộc nhiều vào cảnh báo Hệ thống khai thác kỹ thuật định hướng mới, định hướng có cấp bậc, chuyển từ chế độ xem tổng quan sang chi tiết cuối xem chẩn đoán vùng thay đổi điều khiển Dạng định hướng cho phép sử dụng kỹ thuật nối kết (yoking) Điều giúp thiết lập hình tự động vào việc lựa chọn điểm phát triển hiển thị khác với thông tin thích đáng liên quan đến điểm từ tổng quan tới chi tiết liệu cảnh báo 3.Cấu trúc Cấu trúc HMI gồm hai phần: - Ngõ vào: Cho phép người sử dụng thao tác hệ thống, giá trị, liệu thu thập từ điều khiển (giá trị ghi PLC giá trị thực tế trình sản xuất, giá trị đặt mặc định ) hay từ thiết bị nối trực tiếp để lưu trữ, hiển thị - Ngõ ra: Truyền tín hiệu điều khiển nối kèm để điều khiển thực tác vụ điều khiển HMI đơn giao tiếp thực công việc điểu khiển a Các thiết bị HMI truyền thống - Cấu trúc: • Thiết bị nhập thông tin: công tắc chuyển mạch, nút bấm… • Thiết bị xuất thông tin: đèn báo, còi, đồng hồ đo, tự ghi dùng giấy Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang - Nhược điểm: • Thông tin không đầy đủ • Thông tin không xác • Khả lưu trữ thông tin hạn chế • Độ tin cậy ổn định thấp • Đối với hệ thống rộng phức tạp: độ phức tạp cao khó mở rộng b Các thiết bị HMI đại - Cấu trúc: • HMI PC Windows/MAC: SCADA • HMI máy tính nhúng: HMI chuyên dụng • Ngoài a có số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm, PoketPC Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 15 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang - Ưu điểm: • Tính đầy đủ kịp thời xác thông tin • Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thông tin cần thiết • Tính đơn giản hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành sửa chữa • Tính “Mở”: có khả kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị nhiều loại giao thức • Khả lưu trữ cao c.Vị trí HMI hệ thống tự động hoá đại HMI ngày đảm nhiệm nhiều thuộc tính ứng dụng SCADA truyền thống đồng thời thực nhiều chức phân tích phức tạp Hiện nay, phần cứng phần mềm HMI thực chức IT, trì sở liệu quản lý tài sản sử dụng khả dịch vụ web để làm cầu nối hệ thống sàn máy phần mềm IT Khi công nghệ mạng viễn thông ngày trở nên đa dạng, vấn đề quản lý trở nên phức tạp Sự phức tạp đòi hỏi giao diện hệ thống quản lý mạng chuẩn hóa phải tăng chất lượng dịch vụ Mục đích việc làm nhằm nâng cao hiệu suất hiệu tương tác hệ thống quản lý người vận hành chúng Hiệu HMI đánh giá nhiều yếu tố, khả học suất, gọi chung tính khả dụng HMI đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, bật là: • Dễ học dễ nhớ • Khó gây lỗi • Hoàn thành mục tiêu hiệu • Sử dụng dễ chịu Thiết lập yêu cầu cài đặt thông số kỹ thuật cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp Resource công cụ để đạt mức độ đồng giao diện người sử dụng Điều tạo nhiều lợi ích người sử dụng học mô hình hệ thống quản lý ngày Các nhà phát triển giao diện người sử dụng (UI) lĩnh vực tài nguyên dịch vụ lợi từ nguồn thông tin vốn từ vựng ổn định ứng dụng giao diện người sử dụng 4.Nhiệm vụ HMI - Hiển thị trình: Khi trình sàn nhà máy tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển cần có thêm nhiều thông tin trình, yêu cầu hiển thị điều khiển nội trở nên phức tạp Một đặc điểm tiến lĩnh vực hiển thị dạng cảm ứng Điều giúp cho người điều khiển cần đơn giản ấn phần Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 16 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang hiển thị có “nút ảo” thiết bị để thực hoạt động hay nhận hiển thị Nó loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập trình phức tạp gặp thực trình rửa trôi Một ưu điểm khác hiển thị dạng tinh thể lỏng Nó chiếm không gian hơn, mỏng hiển thị dạng CRT, sử dụng không gian nhỏ Ưu điểm lớn máy tính nhúng có hình dạng nhỏ gọn giúp thay hiển thị đường công cụ thông thường hay truyền với HMI có đầy đủ tính Người điều khiển làm việc không gian hạn chế sản nhà máy Đôi chỗ cho họ, công cụ, phụ tùng HMI cỡ lớn nên họ cần có HMI di chuyển - Điều khiển vận hành trình Người vận hành điều khiển trình GUI Ví dụ, người vận hành đặt trước giá trị tham khảo cho điều khiển hay khởi động động - Hiển thị cảnh báo Các trình nghiêm trọng tự động khởi phát báo động, ví dụ, giá trị đặt vượt - Lưu trữ giá trị cảnh báo trình Hệ thống HMI ghi lại cảnh báo giá trị trình Tính cho phép bạn lưu giữ dãy trình lấy liệu sản xuất từ trước - Ghi chép cảnh báo giá trị trình Hệ thống HMI đưa báo cáo giá trị trình cảnh báo Tính cho phép bạn in liệu sản xuất cuối ca làm việc - Quản lí thông số máy móc trình Hệ thống HMI lưu giữ thông số trình máy móc dạng công thức Ví dụ, bạn download thông số đường dẫn từ thiết bị HMI tới PLC để thay đổi toàn kiểu sản xuất sản phẩm 5.Các thành phần HMI - Phần cứng: • Màn hình • Các phím bấm • Chíp: CPU, ROM,RAM, EPROM/Flash, … - Phần Firmware: • Các đối tượng • Các hàm lệnh Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 17 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang • Cuộn dây (coil): ( ) biểu tượng mô tả rơle, mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơ le • Hộp (Box): biểu tượng mô tả hàm khác nhau, làm việc có dòng điện chạy đến hộp Những dạng hàm thường biểu diễn hộp thời gian (Timer), đếm (counter) hàm toán học Cuộn dây hộp phải mắc chiều dòng điện • Mạng LAD: Là đường nối phần tử thành mạch hoàn thiện, từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái dây pha, đường nguồn bên phải dây trung tính đường trở nguồn cung cấp (thường dùng chương trình STEP MICRO / DOS STEP – MICRO/WIN Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng cuộn dây hộp trở bên phải nguồn - Phương pháp STL Phương pháp liệt kê lệnh (STL) phương pháp thể chương trình dạng tập hợp câu lệnh Mỗi câu lệnh chương trình biểu diễn chức PLC Phương pháp lập trình LAD phù hợp cho người lập trình quen suy luận kỹ thuật, STL phù hợp cho người lập trình quen suy luận tin học - Phương pháp FBD II Encoder Autonic ENB 360-3-1 Đặc tính kỹ thuật a Quy định mã sản phẩm ENB 360-3-1 ENB360 Dòng sản phẩm Đường kính trục 360 Số xung/vò ng Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa N Số pha đầu Loại đầu ra 24 Nguồn Page 67 Đồ án tốt nghiệp Loại mm trục có đường kính 50 mm GVHD: Nguyễn Đức Quang Tối đa 2:A,B 8000 3:A,B,Z xung/vò 4:A, ,B, ng 6:A, ,B, , Z, T:cực Totem 12N:NPN hở 24VDC collector V:Áp L:Line driver b Bảng đặc tính kĩ thuật Đặc tính Độ phân giải (v/p) Pha đầu Lệch pha đầu Totem Đầu điều khiển NPN hở collector Điện áp Line driver Thông số 1, 2, 5, 10, 12, 15, 20, 23, 25, 30, 35, 40 ,45, 50, 60, 75, 100 , 120, 125, 150, 192, 200, 240 , 250, 256, 300, 360, 400, 500, 512, 600, 800, 1000, 1024, 1200, 1500, 1800, 2000, 2048, 2500, 3000, 3600, 5000, 6000, 8000 A, B, Z (đối với đầu line driver: A, , B, , Z, ) Lệch pha A B: (T chu kì pha A) Mức thấp – Dòng tải Max: 30mA, Điện áp dư Max: 0.4 VDC Mức cao – Dòng tải Max: 10mA, Điện áp (với nguồn 5VDC: Min (Nguồn – 2.0)VDC, Điện áp (với nguồn 12-24VDC): Min (Nguồn – 3.0)VDC Dòng tải: Max 30mA, Điện áp dư Max 0.4 VDC Dòng tải: Max 10mA, Điện áp dư Max 0.4 VDC Mức thấp – Dòng tải Max 20mA, Điện áp dư Max: 0.5 VDC Mức cao – Dòng tải Max -20mA, Điện áp (với nguồn 5VDC): Min 2.5 VDC, Điện áp (với nguồn 12-24VDC): Min (Nguồn – 3.0) VDC Thời Totem gian NPN hở đáp collector ứng (sườn Điện áp lên/ Line sườn driver xuống) Tần số đáp ứng Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Max Max 0.5 (Độ dài cáp: 2m) (Độ dài cáp: 2m) 300 kHz Page 68 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Max Nguồn Dòng tiêu thụ Trở kháng cách ly Cường độ điện môi Momen khởi động Momen quán tính Độ rung Độ sóc Nhiệt độ hoạt động Độ ẩm hoạt động Bảo vệ Cáp Phụ kiện Khối lượng VDC 5% (độ gợn sóng P – P: max 5%) 12 – 24 VDC 5% (độ gợn sóng P – P: max 5%) Max 80mA (Không tải), Đối với Line driver Max 50mA (Không tải) Min 100MΩ 750 VAC 50/60 Hz phút Max 70 gf.cm (0.007 N.m) Max 800 gf.cm (0.08 N.m) Max 80 g.cm2 (8 x 10-6kg.m2) Max 400 g.cm2 (4 x 10-5kg.m2) Biên độ 1.5mm giải tần 10 tới 55Hz theo hướng X, Y, Z tiếng Max 75G -10 tới 70 , Bảo quản: -25 tới 85 35 tới 85%RH, Bảo quản: 35 tới 90%RH Loại thông thường, loại rắc nối ngoài: IP50 (tiêu chuẩn IEC) Loại tích hợp rắc nối: IP65 (tiêu chuẩn IEC) Đường kính 5mm, 5P, Dài: 2m, Cáp bảo vệ (đới với line driver: đường kính 5mm, 8P) (AWG24, Đường kính dây lõi: 0.08 mm, Số dây lõi: 40, Đường kính cách điện: 1mm) Trục nối đường kính 8mm, đai kẹp Xấp xỉ 275g, loại tích hợp rắc nối: 180g Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 69 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang c.Sơ đồ đầu Đầu Totem Đầu NPN hở collector Đầu điện áp Đầu Line Driver d.Dạng sóng đầu Đầu Totem / NPN hở collector / Điện áp Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Đầu Line driver Page 70 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Các đặc điểm khí a Sơ đồ chân Đầu Totem / NPN hở collector / Điện áp Đầu Line Driver Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 71 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang b Kích thước Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 72 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Chương 5: Xây dựng mô hình thực nghiệm I.Kết nối phần cứng 1.Kết nối PLC với hệ Xung áp – Động -Chân COM chân 24V PLC đấu với chân COM chân V2 nguồn -Chân OUT00 đấu với chân phát xung MCD-02 -Chân OUT01 đấu với chân chiều quay MCD-02 Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 73 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang 2.Kết nối PLC hình HMI Sơ đồ đấu nối PLC với hình HMI Địa HMI Địa PLC Chức +, Port1 (RS232) Chân nguồn nuôi cấp cho HMI 24VDC lấy từ adapter COM1 (RS232) Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Cáp chuyển đổi RS232, giao tiếp PLC với HMI Page 74 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang 3.Kết nối cpu với encoder -Chân phát xung encoder đấu với chân IN01 đầu vào plc CPM2C-32CDT-D Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 75 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang II.Chương trình phần mềm PLC a Bảng địa Địa đầu vào Chức 00.01 Đọc tín Encoder Địa đầu hiệu từ 10.00 Chức Phát xung 10.02 Start 10.03 Stop 11.00 Đảo chiều b Chương trình điều khiển Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 76 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang MÀN HÌNH HMI a Vùng nhớ Địa Kiểu liệu Chức DM100 Real Tốc độ đặt DM101 Real Tốc độ phản hồi Q10.02 Bit Chạy Q10.03 Bit Dừng b Giao diện lập trình Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 77 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang Chương 6: Đánh giá kết I.Kết đạt Qua thời gian thực hiện, hướng dẫn tận tình Thầy giáo- Th.S Nguyễn Đức Quang giúp đỡ quý thầy cô khoa Điện trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, nhóm cố gắng hoàn thành yêu cầu thời gian quy định Trong đồ án tốt nghiệp này, chúng em thực công việc sau: 1.Khảo sát lý thuyết - Giới thiệu tổng quan hình cảm ứng HMI: • Tổng quan HMI: Khái niệm, phát triển, cấu trúc, thành phần thông số đặc trưng • Phần mềm lập trình HMI • Một số sản phẩm tiêu biểu thị trường Việt Nam • Tìm hiểu sản phẩm HMI GT11 - Tính toán, lựa chọn thiết bị khác vào toán điều khiển động cơ: • Giới thiệu tổng quan PLC CPM2C • Encoder Autonic ENB-360-3-1 2.Nội dung - Nghiên cứu tính ứng dụng hình cảm ứng HMI hệ thống điều khiển - Tìm hiểu chi tiết sản phẩm HMI GT11: • Đặc điểm hình HMI GT11: Đặc tính kĩ thuật Môi trường hoạt đông Hình dáng, kích thước • Kết nối GT11 với CPM2C Cấu hình cho HMI Cấu hình cho PLC Kết nối HMI PLC • Phần mềm lập trình cho hình HMI GT11: GTWIN - Viết chương trình cho PLC HMI điều khiển động - Lắp ráp mô hình thực tế: Mô hình thực tế áp dụng cho toán điều khiển giám sát động Bằng việc sử dụng hình cảm ứng HMI, chúng em điều khiển động chạy thuận, chạy ngược, nhắp thuận, nhắp ngược đồng thời hãm, dừng động cơ, thay đổi tốc độ động Bên cạnh đó, hình HMI có hiển thị thông số động cơ, thông số hình HMI đồng thời đọc đồ thị tốc độ, tốc độ đặt Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 78 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang II.Đánh giá kết - - 1.Ưu điểm Màn hình đơn giản, dễ thiết lập kết nối với PLC máy tính Nhiều HMI / PLC kết nối mạng thông qua cổng Ethernet, trao đổi liệu với tốc độ nhanh Phần mềm lập trình GTWIN với giao diện bắt mắt ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ sử dụng, hỗ trợ tải về/tải lên dự án thông qua cáp USB Chức điều khiển chương trình thay đổi dễ dàng thiết bị lập trình( máy tính) Mô hình với toán: “Điều khiển giám sát động Xung áp – chiều thông qua PLC CPM2C ” chạy ổn định, dễ dàng thay đổi chương trình thông qua máy tính 2.Nhược điểm Chưa tận dụng hết khả phần mềm GTWIN Khả đọc tốc độ cao encoder hạn chế Thời gian đáp ứng hệ thống chậm Khả cảm ứng hình hạn chế Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 79 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang 3.Hướng phát triển Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật đất nước ta dần công nghiệp hóa- đại hóa đất nước, đó, để đáp ứng với nhu cầu thực tế, cần nghiên cứu thêm tính ứng dụng sản phẩm HMI vào hệ thống điều khiển, giúp người điều khiển, giám sát trình làm việc ngày dễ dàng hơn, nâng cao hiệu quả, suất chất lượng sản phẩm Các sản phẩm HMI ngày ứng dụng rộng rãi công nghiệp HMI tương lai ngày có nhiều khả khai thác liệu hơn, hình HMI kết nối với hình HMI khác, hình HMI điều khiển nhiều PLC, tính đồ họa phần mềm hình ngày cải thiện Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 80 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu Internet, nhóm em thành đồ án tốt nghiệp với nội dung đề tài: “Nghiên cứu tính ứng dụng HMI hệ thống điều khiển”, đồng thời xây dựng mô hình thực tế với toán: “ Điều khiển giám sát động hệ Xung áp – động chiều thông qua PLC Omron CPM2C – 32CTD ” Qua trình hoàn đồ án tốt nghiệp, chúng em hiểu hình cảm ứng HMI, đặc biệt hình HMI Panasonic GT11, phần mềm lập trình GTWIN kết nối HMI PLC Tuy nhiên, chúng em chắn nhiều thiếu sót, mong đóng góp thầy thầy cô, đặc biệt thầy Th.S Nguyễn Đức Quang bạn để chúng em hoàn thiện Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ góp ý tận tình thầy Th.S Nguyễn Đức Quang thầy cô môn Tự Động Hóa trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội để chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Trương Hà Anh Trần Văn Đức Chu Văn Minh Nguyễn Ngọc Sự Phạm Đức Thuận Khoa điện-Bộ môn Tự Động Hóa Page 81 [...]... điện tự động điều chỉnh mô men, lực kéo, và hệ truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí Trong hệ này có thể là hệ truyền động điện tự động nhiều động cơ - Theo cấu trúc và tín hiệu điều khiển mà ta có hệ truyền động điện tự động điều khiển số, hệ truyền động điện tự động điều khiển tương tự, hệ truyền động điện tự động điều khiển theo chương trình - Theo đặc điểm truyền động ta có hệ truyền động... • Điều khiển và giám sát động cơ thông qua màn hình HMI 2.Lựa chọn phương án Dưới đây là sơ đồ khối của hệ thống điều khiển và giám sát điều chỉnh tốc độ động cơ, hệ thống có thể chia ra thành 3 cấp như sau: - Cập trường: Động cơ 1 chiều Khoa Điện-Bộ môn Tự Động Hóa trang 41 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Đức Quang - Cấp điều khiển: hệ xung áp ,PLC - Cấp điều khiển giám sát: Màn hình HMI Sơ đồ khối của. .. các lệnh điều khiển tới các khối chức năng Ngoài ra, trong hệ thống này, PLC còn có vai trò trao đổi dữ liệu và nhận lệnh điều khiển từ người điều khiển thông qua màn hình HMI Ở đây, ta sử dụng PLC CPM2C-32CDT-D - Màn hình HMI: đúng như tên gọi giao diện giữa người và máy (Human Machine Interface), vai trò chủ đạo của khối này là giúp người điều khiển có được cái nhìn trực quan hơn về hệ thống, có... thì phụ thuộc vào giá trị điện áp điều khiển Uđk của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh này là triệt để - Để xác định giải điều chỉnh tốc độ ta để ý rằng tốc độ lớn I của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ tự nhiên, là đặc tính ứng với giá trị điện áp phần ứng định mức và từ thông cũng ở giá trị định mức Tốc độ nhỏ I của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen... Quang Phương pháp điều khiển bộ băm xung có đảo chiều Nguyên tắc điều khiển: Theo phương pháp điều khiển này các cặp van S1 và S2; S3 và S4 lập thành hai cặp van mà trong mỗi cặp thì hai van được điều khiển đóng cắt đồng thời Tín hiệu điều khiển được tạo ra bằng cách so sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa (thường là dạng xung tam giác): -Nếu Udk>utua thì S1 và S2 được kích dẫn; S3 và S4 được kích... giám sát: Màn hình HMI Sơ đồ khối của hệ thống Lựa chọn thiết bị: - Động cơ: Đây chính là đối tượng chính cần quan tâm nhất của hệ thống mà ta xây dựng Ở đây, ta sử dụng động cơ do Việt Nam sản xuất 0,6 kW - Như vậy, trong hệ thống này, ta đã sử dụng tới phương pháp thay đổi độ rộng xung để điều khiển tốc độ động cơ Cụ thể, ta sử dụng - PLC: Đóng vai trò là khối điều khiển trung tâm, xử lý các tín hiệu... lập 2 hệ thống chính: hệ thống CRM và Yêu cầu Dịch vụ thông tin phản hồi Panasonic không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng hoàn toàn, nó vượt xa tiêu chuẩn của khách hàng đối với độ tin cậy của sản phẩm 1.Giới thiệu về màn hình Panasonic GT11 GT11 là dòng sản phẩm HMI được sản xuất của hãng Panasonic Với kiểu dáng thiết kế đáp ứng sự hài lòng của người sử dụng cùng với các thống số sử dụng dễ... thời một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự động khác hoặc với máy tính điều khiển Phân loại hệ thống truyền động điện tự động: - Truyền động điện không điều chỉnh: thường chỉ có động cơ nối trực tiếp với lưới điện, quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định - Truyền động có điều chỉnh: tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ta có hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ, hệ truyền động... cổng USB tốc độ cao trên bảng điều khiển phía trước cho phép người dùng lưu và khôi phục dữ liệu dự án và chương trình PLC thông qua tiêu chuẩn thẻ nhớ USB Điều này là rất hữu ích nếu CPU PLC cần phải được trao đổi Chương trình PLC có thể được lưu và khôi phục bằng cách sử dụng cổng USB của GT16 Từ xa màn hình thao tác / điều khiển và chức năng chẩn đoán như theo dõi và thay đổi giá trị tất cả sự giúp... hướng tới tiêu chí điều khiển và giám sát cả hệ thống điều khiển tốc độ động cơ này thông qua màn hình HMI Như vậy, ngoài việc đáp ứng được yêu cầu về phương diện kĩ thuật chúng ta còn có đạt được yêu cầu về phương diện theo dõi quản lý đối tượng - Đối tượng điều khiển: Động cơ điện 1 chiều: • Điện áp: 24 V • Hiệu suất: 80% • Dòng điện:2,1 A - Các chỉ tiêu cần hướng tới: • Điều khiển trơn tốc độ • ... dễ dàng tiếp cận Những panel mô toàn diện trình, chúng thường nhanh chóng trở nên lỗi thời Bước vào năm 1970, hệ panel sơ khai thay hệ DCS, hệ đầu tiên, đặc tính tổng quan cho phép vận hành viên... công tắc, liệu, đồ thị thanh, đồng hồ, bàn phím, đồ thị dòng, danh sách báo động phần Các chức khác Công thức, hình hiển thị dòng chảy, viết thiết bị, hồ sơ báo thức, danh sách báo động, chuyển... qui, pin) biến thiên (đầu chỉnh lưu), tải thay đổi.Với giá trị điện vào cho trước, điện trung bình đầu điều khiển theo hai cách: - Thay đổi độ rộng xung - Thay đổi tần số băm xung Khoa Điện-Bộ môn