Nghiên cứu điều khiển băng chuyền phân loại mạch in trong dây chuyền sản xuất mạch in điện tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ   ́ ́ KHUÂT ĐƯC DƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI MẠCH IN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT MẠCH IN ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ   ́ ́ KHUÂT ĐƯC DƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI MẠCH IN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT MẠCH IN ĐIỆN TỬ NGÀNH: CƠ HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CƠ HỌC KỸ THUẬT MÃ SỐ: 60.52.01.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Pha ̣m Ma ̣nh Thắ ng Hà Nội - 2015 MỤC LỤC ̀ ̉ MƠ ĐÂU 11 CHƢƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI MẠCH IN VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN Error! Bookmark not defined 1.1 Xây dựng mô hình dây chuyền phân loại mạch inError! Bookmark not defined 1.1.1 Mô hinh dây chuyề n Error! Bookmark not defined ̀ 1.1.2 Các chức chính Error! Bookmark not defined 1.2 Nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của băng chuyề n Error! Bookmark not defined 1.3 Mục tiêu kỹ thuật hệ thống Error! Bookmark not defined 1.4 Cấ u hinh chung bô ̣ điề u khiể n PLC Error! Bookmark not defined ̀ 1.4.1 Cấu trúc PLC (Programmable Logic Controller - gọi tắt PLC): Error! Bookmark not defined 1.4.2 Hoạt động PLC Error! Bookmark not defined 1.4.3 Các bit đầu vào PLC các tín hiệu điện bên ngoàiError! Bookmark not defined 1.4.4 Các bit đầu PLC các thiết bị điện bên ngoàiError! Bookmark not defined 1.4.5 Các địa nhớ CP1L/1H Error! Bookmark not defined 1.5 Màn hình cảm ứng Graphic Panel SBD0 giao thức truyền thôngError! Bookmark 1.5.1 Đặc điểm: GP 2480 SBD0 Error! Bookmark not defined 1.5.2 Kích thƣớc Error! Bookmark not defined 1.5.3 Thông số kỹ thuật Error! Bookmark not defined 1.5.4 Mô tả các phần Error! Bookmark not defined 1.5.5 Giới thiệu giao thức truyền thông nối tiếp Error! Bookmark not defined 1.5.6 Chuẩn giao tiếp RS232 Error! Bookmark not defined 1.5.7 Chuẩn giao tiếp RS485 Error! Bookmark not defined 1.6 Động AC servo Error! Bookmark not defined 1.6.1 Cấu tạo Error! Bookmark not defined 1.6.2 Nguyên lý hoạt động Error! Bookmark not defined 1.6.3 Các đặc tính động servo Error! Bookmark not defined 1.7 Động bƣớc Error! Bookmark not defined 1.7.1 Cấu tạo Error! Bookmark not defined 1.7.2 Nguyên lý hoạt động Error! Bookmark not defined 1.8 Cảm biến quang điê ̣n Error! Bookmark not defined 1.8.1 Đặc điểm Error! Bookmark not defined 1.8.2 Thông số kỹ thuâ ̣t Error! Bookmark not defined 1.8.3 Sơ đồ ngõ điề u khiể n Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG .25 2.1 Giới thiệu băng truyền Error! Bookmark not defined 2.2 Sơ đồ khối phần cứng hệ thống dây chuyền phân loại mạch inError! Bookmark not 2.3 Nguyên tác hoạt động Error! Bookmark not defined 2.4 Các thành phần hệ thống dây chuyền phân loại mạch inError! Bookmark not d 2.4.1 PLC Panasonic FP0R Error! Bookmark not defined 2.4.2 Driver động AC servo Error! Bookmark not defined 2.4.3 Driver động bƣớc Error! Bookmark not defined 2.4.4 Màn hình điều khiển Error! Bookmark not defined 2.4.5 Cảm biến Error! Bookmark not defined 2.4.6 Khối nguồn Error! Bookmark not defined 2.4.7 Sơ đồ kết nối phần cứng Error! Bookmark not defined ̀ ́ CHƢƠNG 3: PHÂN MỀM VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HÊ ̣ THÔNG Error! Bookmark not defined 3.1 Điều khiển động bƣớc Error! Bookmark not defined 3.1.1 Sơ đồ điều khiển Error! Bookmark not defined 3.1.2 Một số hàm điều khiển Error! Bookmark not defined 3.2 Điều khiển động servo Error! Bookmark not defined 3.2.1 Sơ đồ điều khiển Error! Bookmark not defined 3.2.2 Các hàm sử dụng chƣơng trình Error! Bookmark not defined 3.3 Đầu vào PLC FP0R Error! Bookmark not defined 3.3.1 Đầu vào PLC Error! Bookmark not defined 3.4 Lập trình hình cảm ứng Graphic Panel SBD0Error! Bookmark not defined 3.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trình GP Editor Error! Bookmark not defined 3.4 Chƣơng trình điều khiển Error! Bookmark not defined 3.5 Lƣu đồ giải thuật điều khiển hệ thống Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ ĐA ̣T ĐƢỢC Error! Bookmark not defined Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Mô hinh dây chuyề n Error! Bookmark not defined ̀ Hình 1.2 Nguyên lý ghép kết hợp sản suất Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Nguyên lý kiể m tra lỗi ma ̣ch in Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc PLC Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Lƣu đồ thƣ̣c hiê ̣n PLC Error! Bookmark not defined Hình1.6 Các bít đầu vào Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Các bit đầu thiết bị điện bên Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Ký hiệu địa dạng Bit Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Kích thƣớc Graphic Panel SBD0 Error! Bookmark not defined Hình 1.10 Mô tả các phần Graphic Panel SBD0 Error! Bookmark not defined Hình 1.11 Cổng giao tiếp RS 232 Error! Bookmark not defined Hình 1.12 Sơ đồ chân cable tín hiệu RS232 Error! Bookmark not defined Hình 1.13 Hình ảnh động AC servo đƣợc bán thị trƣờngError! Bookmark not defined Hình 1.14 Stator động servo Error! Bookmark not defined Hình 1.15 Encoder tuyệt đối Error! Bookmark not defined Hình 1.16 Encoder loại số gia Error! Bookmark not defined Hình 1.17 Nguyên lý hoạt động động servo Error! Bookmark not defined Hình 1.18 Cấu tạo động bƣớc Error! Bookmark not defined Hình 1.19 Điều khiển động bƣớc xung Error! Bookmark not defined Hình 1.20 Sơ đồ điề u khiể n ngõ Error! Bookmark not defined Hình 1.21 Sơ đồ kế t nố i Error! Bookmark not defined Hình 1.22 Chế đô ̣ hoa ̣t đô ̣ng Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Nguyên lý ghép dòng mạch in 32 Hình 2.2 Nguyên lý kiểm tra lỗi mạch in Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Sơ đồ điều khiển băng chuyền Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Chế độ điều khiển tay Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Chế đô ̣ tƣ̣ đô ̣ng Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Lƣu đồ giải thuật điều khiển Error! Bookmark not defined Hình 2.7 PLC FP0R – C32 CT Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Động driver servo sử dụng băng chuyềnError! Bookmark not defined Hình 2.9 Động bƣớc pha AH8K Error! Bookmark not defined Hình 2.10 Driver động bƣớc ngũ giác KR-5MC Error! Bookmark not defined Hình 2.11 Màn hình điều khiển GP-2480 Error! Bookmark not defined Hình 2.12 Cảm biến quang sử dụng băng chuyềnError! Bookmark not defined Hình 2.13 Sơ đồ khối nguồn 36 Hình 2.14 Sơ đồ lắp đặt khối nguồn Error! Bookmark not defined Hình 2.15 Rơ-le chân Error! Bookmark not defined Hình 2.16 Rơ-le 14 chân Error! Bookmark not defined Hình 2.17 Rơ-le cách ly Error! Bookmark not defined Hình 2.18 Sơ đồ kết nối driver secvo Error! Bookmark not defined Hình 2.19 Servo CN X5 - PLC Error! Bookmark not defined Hình 2.21 Kết nối step driver KR – 5MC Error! Bookmark not defined Hình 2.22 Kế t nố i PLC Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Sơ đồ điề u khiể n Error! Bookmark not defined Hình3.2 Hàm đếm tốc độ cao F166 Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Hàm phát xung Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Hàm phát xung PWM F170 Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Biểu đồ thời gian hàm Timer Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Ví dụ hàm Timer Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển băng chuyền Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Code điều khiển Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Khởi tạo Project Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Thiết lập loại PLC Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Thiết lập các tham số Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Màn hình khởi động GP Editor Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Kết nối GP với máy tính Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Khai báo cổng truyền thông nối tiếp Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Khai báo tốc độ truyền liệu bit Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Quá trình truyền tải liệu Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Màn hình GP sau nạp code Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Lƣu đồ giải thuâ ̣t Error! Bookmark not defined Hình 4.1 Sơ đồ tổ ng thể ma ̣ch điề u khiể n Error! Bookmark not defined Hình 4.2 Driver đô ̣ng Servo driver động bƣớcError! Bookmark not defined Hình 4.3 Thiế t bi ̣băng chuyề n Error! Bookmark not defined Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 Đặc điểm kỹ thuật Graphic Panel SBD0 Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật Graphic Panel SBD0 Error! Bookmark not defined Bảng 2.3 Chức các chân cổng COM Error! Bookmark not defined Bảng 2.4 Các thông số RS485 Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Tham số hàm Timer Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Các hàm sử dụng chƣơng trình Error! Bookmark not defined DANH MỤC KÝ HIỆU – VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa PLC Bộ điều khiển logic lập trình – Programable logic controller PCB GP Mạch in – Printed Circuit Board Graphic Panel LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn PGS TS Phạm Mạnh Thắng, thầy không quản khó khăn vất vả, tận tình bảo, giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô môn hết sức nhiệt tình hƣớng dẫn giúp đỡ em trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn quan tâm nhà trƣờng các thầy cô khoa Cơ học kỹ thuật Tự động hóa tận tình dìu dắt, tạo điều kiện tốt cho chúng em suốt thời gian học tập trƣờng Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè ủng hộ, động viên giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Khuất Đức Dƣơng LỜI CAM ĐOAN Luâ ̣n văn tốt nghiệp kết quả, kiến thức mà em thu nhận đƣợc trình rèn luyện, học tập trƣờng Em xin cam đoan luâ ̣n văn đƣợc hoàn thành quá trình học tập, nghiên cứu, tích lũy nỗ lực thân em Trong luâ ̣n văn em có sử dụng số tài liệu, datasheet số trang web đƣợc đƣa phần Tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2015 Sinh viên Khuấ t Đƣ́c Dƣơng 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đoàn Hiệp, Điểu khiển động bƣớc, Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh năm 2010 [2] Phạm Mạnh Thắng, Hoàng Văn Mạnh, Vũ Thị Thùy Anh, Lập trình PLC theo ngôn ngữ bậc thang, nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ năm 2013, chƣơng [3] Mô ̣t số đồ án tố t nghiê ̣p của sinh viên thầ y PGS TS Pha ̣m Ma ̣nh Thắ ng hƣớng dẫn Trang Web [4] http://nhanhoanghia.com.vn/tin-tuc/hmi-la-gi.html [5] http://www.dientuvietnam.net/forums/lap-trinh-plc-va-ung-dung-65/ Tiếng Anh [6] GP Series User Manual [7] PANASONIC – FP0R manual v2, tr.15-24 [8] 5_Phase_Stepping_Motor_Driver