Báo cáo thực tập tự động hóa

đây là báo cáo thực tập tại công ty chuyên về sản xuất máy điện tự động hóa.trong tài liệu có báo cáo về các loại PLC, HMI C(Csharp) các loại cảm biến, hệ thống khí nén thủy lực gồm 71 đáp ứng được nhu cầu về lượng kiến thức cần đạt được trong quá trình thực tập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN -

BÁO CÁO

THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

TỰ ĐỘNG HÓA

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đăng Khang

Sinh viên thực hiện : Mai Công Sơn

Chương 2: Nội dung chuyên môn thực tập 7

2.1 Tìm hiểu về PLC 7 2.1.1 Tổng quan về PLC 7 2.1.1.1 Giới thiệu về PLC _7 2.1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động. 8 2.1.2.1 Cấu trúc _8 2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC _9 2.1.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC _12 2.1.3.1 Xử lý chương trình _12 2.1.3.2 Xử lý nhập xuất _13 2.1.4 Các hãng sản xuất PLC _13 2.2 Ví dụ về PLC 14 2.2.1 PLC Mitsubishi 14 2.2.1.1 So sánh một số loại Model PLC _14 2.2.1.2 Sơ đồ đấu nối 16 2.2.1.3 Các tập lệnh thường dùng trong lập trình PLC mitsubishi 17 2.2.1.4 Phần mềm GX-Developer _18 2.2.2 PLC Delta DVP-14SS2 20 2.2.2.1 Tổng quan về PLC Delta DVP-14SS2 20 2.2.2.2 Sơ đồ đấu nối 21 2.2.2.3 Lập trình PLC Delta _21 2.3 Tìm hiểu về biến tần 24 2.3.1 Giới thiệu về biến tần _24 2.3.2 Phân loại biến tần 24 2.3.3 Ứng dụng của biến tần 25 2.3.4 Nguyên lý hoạt động của biến tần _26 2.3.5 Các hãng biến tần lớn _27 2.4 Ví dụ về biến tần _27 2.4.1 Biến tần LS-IC5 _28 2.4.2 Biến tần Mitsubishi E720S _33 2.5 Tìm hiểu về HMI _37

2.5.4 Quy trình xây dựng hệ thống HMI 40 2.5.4.1 Lựa chọn phần cứng: _40 2.5.4.2 Xây dựng giao diện: 40 2.5.5 Các thuật ngữ _40 2.5.5.1 Màn hình _40 2.5.5.2 Thẻ liên kết biến số(Tags) _41 2.5.5.3 Kiểu biến _41 2.5.5.4 Chương trình Script 41 2.5.5.5 Trend 42 2.5.5.6 Cảnh báo(Alarm) 42 2.5.5.7 Đồ thị(Bar Graph) _42 2.6 Ví dụ về HMI 42 2.6.1 HMI Weintek MT6071IP 42 2.6.2 HMI Delta DOP-B07S411 _48 2.7 Tìm hiểu hệ thống khí nén và cảm biến 53 2.7.1 Hệ thống khí nén _53 2.7.2 Các loại cảm biến 56 2.7.2.1 Cảm biến từ _56 2.7.2.2 Cảm biến quang _57 2.7.2.3 Cảm biến tiệm cận _57 2.8 Lập trình Winform C# 58 2.8.1 Giới thiệu _58 2.8.2 Ứng dụng Winform _58 2.8.3 Một số thuộc tính của form 59 2.8.4 Các control thông dụng _60 2.8.5 Ví dụ Form đăng nhập 62 2.9 Tìm hiểu về giao thức truyền thông RS232/RS485 _63 2.9.1 Giao thức truyền thông RS232 _63 2.9.2 Giao thức truyền thông RS-485 _65

Chương 3: Tự đánh giá và đưa ra những cải tiên nâng cao kỹ thuật 68

3.1 Tự đánh giá bản thân 68 3.2 Kết quả đạt được sau quá trình thực tập 68 3.3 Đề xuất cải tiến nâng cao kỹ thuật nơi làm việc 68

Chương 4: Kết luận _69 Tài liệu tham khảo: 70

Lời nói đầu

Thực tập tốt nghiệp là một yêu cầu bắt buộc đối với sinh viên trường Đạihọc Công nghiệp Hà Nội trước khi kết thúc 4 năm học tập tại trường Một mặt

là yêu cầu, nhưng mặt khác đây cũng là giai đoạn hết sức ý nghĩa giúp sinhviên làm quen với công việc thực tế

Để giúp chúng em có thể nắm chắc kiến thức và tiếp cận với thực tế nhàtường đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội thực tập trải nghiệm thực tế tạicác công ty, xí nghiệp Sau hơn 2 tháng thực tập dưới sự giúp đỡ tận tình củathầy giáo Nguyễn Đăng Khang, các anh chị trong Công ty cổ phần tự động hóaPMTT và các bạn cho đến nay kỳ thực tập của em đã hoàn thành Nhưng donhững hạn chế về kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế chưa có nhiềunên báo cáo thực tập của em còn nhiều sai sót Em rất mong nhận được sự chỉbảo, giúp đỡ và những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo để khóa luận tốtnghiệp sắp tới của em được hoàn thiện hơn Điều quan trọng là những ý kiếncủa các thầy cô giáo sẽ giúp em có thể tiếp cận thực tế một cách vững vànghơn

Em chân thành cảm ơn!

Chương 1: Giới thiệu chung về Công ty cổ phần

tự động hóa PMTT

1.1 Khái quát về công ty

Công ty cổ phần tự động hóa PMTT – PMTT Automation Joint Stock

Company (PMTT AU ) tiền thân là phòng tự động hóa của công ty Cổ phần

cơ khí chính xác và chuyển giao công nghệ (PMTT) Nay trực thuộc PMTTGROUP Được thành lập vào ngày 28/09/2011 với giấy phép kinh doanh số

0105529538 do sở kế hoạch và đầu tư thành phố Hà Nội cấp PMTT AU hoạt

động trong lĩnh vực phụ trợ công nghiệp cho các công ty có vốn đầu tư FDItại Việt Nam

Trong suốt quá trình hội nhập và phát triển, dựa vào tiềm lực sẵn có

của PMTT GROUP, PMTT AU đã và đang hoàn thiện khẳng định thương

hiệu lọt TOP các công ty phụ trợ công nghiệp hàng đầu tại Việt Nam Với

phương châm “ luôn đặt chữ tín lên hàng đầu”, “ tận tâm trong từng sản

phẩm” chúng tôi cố gắng mang đến cho khách hàng những sản phẩm chấtlượng tốt với giá cả cạnh tranh Đội ngũ nhân viên trẻ tâm huyết với nghề, tốtnghiệp từ các trường đại học hàng đầu, có trình độ cao Liên tục được đào tạo,bồi dưỡng về thiết kế cơ khí, lập trình PLC, Vi điều khiển, quản lý, bóc tách

dự án- sẵn sàng đáp ứng và đưa ra giải pháp tối ưu nhất cho từng dự án

Với việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2008, hiệnnay PMTT AU đã nhận được sự tín nhiệm của nhiều khách hàng trong vàngoài nước đặc biệt là các công ty trong các khu công nghiệp Công ty chúngtôi đã trở thành một trong những đơn vị hàng đầu chuyên cung cấp các giảipháp phần mềm và hệ thống quản lý sản xuất, thiết kế chế tạo máy, tự độnghóa dây chuyền sản xuất, kinh doanh các sản phẩm thiết bị công nghiệp, bảngđiện tử dùng vi xử lý, máy móc dây chuyền dùng PLC, gia công các sản phẩm

cơ khí, cơ khí chính xác, các loại đồ gá, xe đẩy, bàn thao tác, băng tải, dàncon lăn, Jig, v.v

Với sứ mệnh tạo ra những sản phẩm tự động hóa chất lượng tốt nhất, làmthỏa mãn nhu cầu của khách hàng, chúng tôi rất mong nhận được sự hợp tác.

Để đạt được mục tiêu trên, PMTT thực hiện Hệ thống quản lý chất lượngdựa trên các yêu cầu về tiêu chuẩn của Tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001:2008,đồng thời không ngừng cải tiến phương pháp quản lý, nâng cao trình độ củacán bộ công nhân viên, nâng cao năng lực máy móc, thiết bị và đổi mới côngnghệ sản xuất nhằm đạt được chất lượng cao nhất cho sản phẩm

PMTT cũng luôn xác định sứ mệnh lịch sử của mình là phát triển bềnvững, chuyên nghiệp với khách hàng bằng những sản phẩm chất lượng caonhất và dịch vụ khách hàng tốt nhất Chúng tôi cam kết và phổ biến tiêuchuẩn đến toàn bộ nhân viên công ty thấu hiểu chính sách này, làm việc hếtkhả năng của mình vì uy tín và sự phát triển bền vững của công ty

1.3 Quy trình sản xuất

Hình 1.1: Quy trình sản xuất của công ty

1.4 Một số sản phẩm nổi bật

Hình 1.2: Hệ thống băng tải sấy

Hình 1.3: Hệ thống nắp ráp tai nghe

Hình 1.5: Bảng check tĩnh điện

Hình 1.6: Bảng điện tử quản lý sản xuất

Hình 1.7: Phần mềm giám sát dữ liệu phòng coil

Chương 2: Nội dung chuyên môn thực tập

1 loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kíchthích ( ngõ vào ) tác động vào PLC hoặc các hoạt động có trễ như thời gianđịnh thì hay các sự kiện được đếm Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự,

nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý.Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp trong chương trình do người sửdụng lập ra chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm

đã lập trình

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điềukhiển bằng relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thõa mãn các yêu cầusau:

 Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

 Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

 Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa các chương trình phức tạp

 Hoàn toàn tin cậy trong mô trường công nghiệp

 Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng,các modulee mở rộng

 Giá cả cạnh tranh được

Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng relay dây nối vàcác Logic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tang cường dunglượng nhớ và tính để dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý cũng

PLC trong công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơngiản đến các lệnh đếm, định thời thanh ghi dịch…sau đó là các chức nănglàm toán trên các máy lớn…Sự phát triển các máy tính lớn, số lượng I/Onhều hơn.

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quátrình điều khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thựchiện sẽ được xác định bởi 1 chương trình Chương trình này được nạp sẵnvào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trìnhnày Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiệnmột cách dễ dàng mà không cần 1 sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dâynối hay relay

2.1.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động.

2.1.2.1 Cấu trúc

Về cơ bản, PLC có thể được chia làm 5 phần chính như sau :

 Phần giao diện đầu vào ( Input )

 Phần giao diện đầu ra ( Output )

 Bộ xử lý trung tâm ( CPU )

 Bộ nhớ dữ liệu và chương trình ( Memory )

 Nguồn cung cấp cho hệ thống ( Power Supply )

Sơ đồ cấu trúc :

Page | 8

Nguồn cung cấp (Power Supply) biến đổi điện cung cấp từ bênngoài thành mức thích hợp cho các mạch điện tử bên trong PLC (thôngthường là 220VAC→ 12VDC hoặc 24VDC)

Phần giao diện đầu vào biến đổi các đại lượng điện đầu vào thànhcác mức tín hiệu số (digital) và cấp vào cho CPU xử lý

Bộ nhớ (Memory) lưu chương trình điều khiển được lập bởi ngườidùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnhđiều khiển đầu ra, Nội dung của bộ nhớ được mã hoá dưới dạng mã nhịphân

Bộ xử lý trung tâm (CPU) tuần tự thực thi các lệnh trong chươngtrình lưu trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và đưa ra kết quả kết xuất hoặcđiều khiển cho phần giao diện đầu ra (output)

Phần giao diện đầu ra thực hiện biến đổi các lệnh điều khiển ở mứctín hiệu số bên trong PLC thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngoàinhư đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số-tương tự,

Thông thường PLC có kiến trúc kiểu modulee hoá với các thànhphần chính ở trên có thể được đặt trên một modulee riêng và có thể ghépvới nhau tạo thành một hệ thống PLC hoàn chỉnh

2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC

 Đơn vị xử lý trung tâm

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểmtra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từnglệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấyđược phát tới các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt độngthực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộnhớ

Data bus : Bus dùng để truyền dự liệu.

Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điềukhiển đồng thời các hoạt động trong PLC

Trong PLC các dữ liệu được trao đổi giữa các bộ vi xử lý và cácmodulee vào ra thồng qua Data Bus, Address Bus và Data Bus gồm 8đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồngthời hay song song

Nếu 1 modulee đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó

sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu 1 địa chỉbyte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽnhận được dữ liệu từ Data Bus, Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điềukhiển và theo dõi chu trình hoạt động của PLC

Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong thờigian hạn chế

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/

O Bên cạnh đó, CPU được cung cấp 1 xung Clock có tần số từ 1÷8 MHz.Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố vềđịnh thời, đồng hồ của hệ thống

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :

Làm bộ nhớ định thời cho các kênh trạng thái I/O

Làm bộ đếm trạng thái các chức năng trong PLC như thời điểm ghi cácrelay

Mỗi lệnh của chương trình có 1 vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vịtrí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộnhớ

Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi 1 bộ đếm địa chỉ ở bêntrong bộ vi xử lý Bộ xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên 1 trước khi xử

lý lệnh tiếp theo Với 1 dịa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuấthiện ở đầu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc

Bộ nhớ bên trong trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vimạch này có khả năng chứa 2000÷16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch.Trong PLC các bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng

RAM có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung bất kì lúcnào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi mất Để tránh tìnhtrạng này các PLC đều được trang bị 1 pin khô, có khả năng cung cấpnăng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tếRAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướnghiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn

EPROM là bộ nhớ mà người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứkhong ghi nội dung vào được Nội dung của EPROM không bị mất khimất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuất nạp và chứa

hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉdùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Pragramer) có sẵn chỗ

Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụngtrong máy lập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nênthường được dùng để lưu trữ những chương trình lớn trong 1 thời giandài.

Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử

lý là 12/24VDC hoặc 100/240 VAC

Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái củacác kênh I/O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm choviệc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản hơn

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thựchiện việc đóng hay ngắt ở đầu ra

2.1.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC

2.1.3.1 Xử lý chương trình

Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽđược trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ.

PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bêntrong bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện 1 cách tuần tự từng lệnh 1, từđầu cho tới cuối chương trình Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đếncuối gọi là 1 chu kì thực hiện Thời gian thực hiện 1 chu kì tùy thuộc vàotốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình Một chu kì thực hiệnbao gồm 3 giai đoạn nối tiếp nhau:

 Đầu tiên , bộ vi xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào Phần chươngtrình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điềuhành

 Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh môt trong chươngtrình Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu cácđầu vào, thực hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác địnhtrạng thái của các đầu ra

 Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gắn các trạng thái mới cho các đầu ra tại cácmodul đầu ra

 Chụp ảnh quá trình xuất nhập

Hầu hết các PLC loại lớn có thể có vài trăm I/O, vì thế CPU chỉ có thể

xử lý 1 lệnh ở 1 thời điểm Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗingõ nhập phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nótrong chương trình Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nêntổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên rất dài và tang theo sốngõ vào

Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/Ođược copy tiêu biểu là vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộcvào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng mỗi lệnh mất khoảng 1÷

Đây là loại PLC có kích thước vật lý nhỏ gọn, phù hợp với các ứngvới số lượng I/O nhỏ hơn 30 cổng, với việc sử dụng bộ nhớ chươngtrình bằng EEPROM cho phép dữ liệu chương trình được lưu lại trong

bộ nhớ khi mất nguồn đột xuất Dòng FX0 được tích hợp sẵn bên trongcác bộ đếm tốc độ cao và các bộ tọa ngắt cho phép xử lý một số lệnhphức tạp

Nhược điểm của dòng này là không có khả năng mở rộng số lượngI/O được quản lý, không có khả năng nối mạng, không có khả năng kếtnối với các module chuyên dùng, thời gian thực hiện chuyên dùng lâu

 Model FX1N

PLC FX1N thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầuvào ra khoảng 14-60 I/O Tuy nhiên khi sử dụng module mở rộng,FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O FX1N đượctăng cường truyền thông, nối mạng, cho phép tham gia trong nhiềucấu trúc mạng khác nha như Ethernet, Profilebus, cc-Link, Canopen,Devicenet FX1N có thể làm việc với cá module analog, các bộ điềuchỉnh nhiệt độ Đặc biệt FX1N được tăng cường chức năng điều khiển

vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao, 2 bộ phát xung đầu ra với tần số điềukhiển tối đa là 100kHz

FX1N có cơ cấu máy nhỏ gọn, chi phí thấp, module màn hình vàkhối mở rộng có hệ thống dễ dàng nâng cấp Vận hành tốc độ cao với

Hình 2.2: Model PLC Mitsubishi FX0

Hình 2.3: Model PLC Mitsubishi FX1N

độ xử lý từ 3,7 đến vài trăm us/lệnh Bộ nhớ EEPROM cho phép 8000steps Dễ dàng lập trình với phần mềm GX Developer hoặc FX-PCS/WIN-E Software.

 Model FX2N

Đây là một trong những dòng PLC có tính năng mạnh nhất trongdòng FX FX2N được trang bị tất cả tính năng của dòng FX1N nhưngtốc độ xử lý được tăng cường, thời gian xử lý các lệnh cơ bản giảmxuống cỡ 0,08us/lệnh FX2N thích hợp với các bài toán với số lượngđầu vào ra khoảng 16-128 I/O, trong trường hợp cần thiết FX2N cóthể mở rộng đến 256 I/O Bộ nhớ FX2N là 8ksteps, bộ nhớ RAM cóthể mở rộng đến 16ksteps cho phép thực hiện các bài toán điều khiểnphức tạp Ngoài ra FX2N còn được trang bị các hàm cử lý PID vớitính năng tự chỉnh, các hầm xử lý số thực cùng đồng hồ thời gian thựctích sẵn bên trong

FX2N thích hợp với các bài toán điều khiển dây chuyền sản xuất,

xử lý nước thải, các hệ thống xử lý môi trường, điều khiển các máydệt, trong các dây chuyền đóng ráp tàu biển

2.2.1.2 Sơ đồ đấu nối

 Đấu nối ngõ vào

Hình 2.4: Model PLC Mitsubishi FX2N

Có nhiệm vụ logic khởi tạo loại

Hình 2.5: Sơ đồ đấu nỗi ngõ vào PLC FX1N

Hình 2.6: Sơ đồ đấu nỗi ngõ ra relay PLC FX1N

Hình 2.7: Sơ đồ đấu nỗi ngõ ra Transitor PLC FX1N

Hoạt động khi có xung chuyển

LDF

(Load

Falling

pulse)

Hoạt động khi có xung chuyển

SET

(Set)

Set một bit lên ON vĩnh viễn đến khi gặp lệnh reset Y,M,SRST

(Reset)

Reset một bit về OFF vĩnh viễn đến khi gặp lệnh set

T,M.S,D,V,Z,T,CCMP

(Compare

So sánh dữ liệu của S1 vơi S2Nếu S2<S1 thì D = ON

(Move) Sao chép dữ liệ từ bit S vào D

2.2.1.4 Phần mềm GX-Developer

Hình 2.8: Giao diện phần mềm GX Developer

2.2.2 PLC Delta DVP-14SS2

2.2.2.1 Tổng quan về PLC Delta DVP-14SS2

PLC Delta DVP-14SS2 với lợi thế giá thành rẻ, kích thước nhỏgọn, đáp ứng được hầu hết các yêu cầu cơ bản của một PLC thế nênđược sử dụng rất phổ biến Trong mọi lĩnh vực nếu không yêu cầu cótính năng gì đặc biệt như phát xung tốc độ cao, tích hợp ngõ vào ratương tự, hỗ trợ truyền thông Ethernet thì hoàn toàn có thể sử dụngDVP-14SS2 để thiết kế hệ thống điều khiển của mình

Đặc điểm chung của PLC Delta DVP-SS2 Series:

Điện áp nguồn cung cấp: 24 Vdc

Loại ngõ ra: Relay hoặc Transistor

Phát xung tốc độ cao: max = 10 KHz

Tổng I/O: 14 (8DI, 6DO)

2.2.2.2 Sơ đồ đấu nối

 Sơ đồ đấu nối đầu vào

Hình 2.10: Sơ đồ đấu nối đầu vào DVP-14SS2

 Sơ đồ đấu nối đầu ra

2.2.2.3 Lập trình PLC Delta

Tập lệnh lập trình PLC Delta cũng gần giống như tạp lệnh lập trình củaPLC Mitsubishi nhưng để lập trình cho PLC Delta ta cần dùng phần mềmWPLSoft

Nối ghép giữa PLC và thiết bị ngoại vi:

Để PLC có thể giao tiếp được với thiết bị ngoại vi qua cổng USBPeripheral Port, chỉ cần 1 cáp nối USB thông thường (2)

Khi nối bằng cáp USB chỉ cho phép kết nối 1 máy tính với 1 PLC Khôngnên rút cáp nối ra khỏi PLC hay máy tính trong khi đang online, nếu không

tự động hóa với PLC làm bộ não hệ thống

Hình 2.12: Ghép nối PLC với máy tính

 Tạo và quản lý các dựán (project) tự động hóa (tức các chươngtrình)

 Kết nối với PLC qua nhiều đường giao tiếp

 Cho phép thực hiện các thao tác chỉnh sửa & theo dõi khi đangonline (như force set/reset, online edit, monitoring, )

 Đặt thông số hoạt động cho PLC

 Cấu hình đường truyền mạng

 Hỗ trợ nhiều chương trình, nhiều PLC trong 1 cùng project &nhiều section trong 1 chương trình

Trong quá trình làm việc với WPLSoft, người sử dụng có thể bật hoặc tắtcác cửa sổ phụ Các cửa sổ này hiển thị các thông tin có liên quan đến cácđối tượng & công việc đang được thực thi

2.3 Tìm hiểu về biến tần

2.3.1 Giới thiệu về biến tần

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều từ tần số này sang dòngđiện xoay chiều tần số khác có thể thay đổi được Đối với các biến tần dùngtrong việc điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều thì ngoài việc thay đổi tần

số thì nó còn có thể thay đổi điện áp ra khác với điện áp cấp vào biến tần

2.3.2 Phân loại biến tần

 Biến tần gián tiếp

Hình 2.13: Giao diện phần mềm WPLSoft

Biến đổi tần số thông qua 1 khâu trung gian 1 chiều, vì vậy có tên là biếntần gián tiếp

2.3.3 Ứng dụng của biến tần

Biến tần có chức năng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ cho phép người

sử dụng điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu và mục đích sử dụng

Biến tần giúp các dây chuyền hoạt động tối ưu : tiết kiệm điện năng, đồng

bộ các thiết bị ( động cơ ) hoạt động trơn tru, thân thiện với người sử dụng

và giảm thiểu chi phí bảo trì- bảo dưỡng

Trong thực tế có rất nhiều hoạt động trong công nghiệp có liên quan đếntốc độ động cơ điện đôi lúc có thể xem sự ổn định cửa tốc độ động cơ mangyếu tố sống còn của chất lượng sản phẩm, sự ổn định của hệ thống vì vậyviệc điều khiển và ổn định tốc độ động cơ được xem là vấn đề chính của các

hệ thống điều khiển trong công nghiệp

Điều chỉnh tốc độ động cơ là dùng các biện pháp nhân tạo để thay đổi cácthong số nguồn như điện áp hay thong số mạch như điện trở phụ, thay đổi từthong… Từ đó tạo ra các đặc tính cơ mới để có những tốc độ làm việc mớiphù hợp với yêu cầu của phụ tải động cơ Có 2 phương pháp điều khiển tốc

Như tên gọi, bộ biến tần sử dụng trong hệ truyền động, chức năng chính làthay đổi tần số nguồn cung cấp cho động cơ để thay dổi tốc độ đông cơ,

nhưng nếu chỉ thay đổi tần số nguồn cung cấp thì có thể thực hiện việc biếnđổi này theo nhiều phương thức khác nhau, không dung mạch điện tử Trướckia, khi công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn chưa phát triển, người ta chủyếu sử dụng các nghịch lưu dùng máy biến áp Ưu điểm chính của các thiết

bị dạng này là song dạng điện áp ngõ ra rất tốt và công suất lớn ( so với biếntần hai bậc dùng linh kiện bán dẫn ) nhưng còn nhiều hạn chế như:

o Giá thành cao do phải sử dụng máy biến áp công suất lớn

o Tổn thất trên máy biến áp chiếm 50% tổng tổn thất trên hệ thống nghịchlưu

o Chiếm diện tích lắp đặt lớn, dẫn đến khó khan trong việc lắp đặt, duy tu,bảo trì cũng như thay mới

o Điều khiển khó khan, khoảng điều khiển không rộng và dễ bị quá điện ápngõ ra do có hiện tượng bão hòa từ của lõi thép máy biến áp Ngoài ra,các hệ thống còn nhiều thông số khác cần được thay đổi, giám sát như:điện áp, dòng điện, khởi động êm, tích chất tải … mà chỉ có bộ biến tần

sử dụng các thiết bị bán dẫn là thích hợp nhất trong trường hợp này

2.3.4 Nguyên lý hoạt động của biến tần

Tín hiệu vào là điện áp xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha Bộ chỉnh lưu cónhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành 1 chiều

Bộ lọc có nhiệm vụ san phẳng điện áp 1 chiều sau chỉnh lưu

Nghịch lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp 1 chiều thành điện áp xoay chiều

có tần số có thể thay đổi được Điện áp 1 chiều được thành đổi thành điện ápxoay chiều nhờ việc điều khiển mở hoặc khóa các van công suất theo 1 quyluật nhất định

Bộ điều khiển có nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển theo 1 luật điều khiểnnào đó đưa đến các van công suất trong bộ nghịch lưu Ngoài ra nó còn cóchức năng sau:

o Theo dõi sự cố lúc vận hành

o Xác định thời gian tăng tốc, giảm tốc hay hãm

o Xác định đặc tính momen, tốc độ

o Xử lý thông tin từ các mạch thu thập dữ liệu

o Kết nối với máy tính

Mạch kích là bộ phận tạo tín hiệu phù hợp để điều khiển trực tiếp các vancông suất trong mạch nghịch lưu Mạch cách ly có nhiệm vụ cách ly giữamạch công suất với mạch điều khiển để bảo vệ mạch điều khiển

Màn hình hiển thị và điều khiển có nhiệm vụ hiển thị thông tin hệ thống nhưtần số, dòng điện, điện áp,… và để người sử dụng có thể đặt lại thông số cho

2.4 Ví dụ về biến tần

2.4.1 Biến tần LS-IC5

 Điều khiển theo vectơ cảm biến

IC5 sử dụng thuật toán điều khiển theo vectơ không cảm biến, và nó đượccải tiến để không chỉ điều chỉnh được các đặc tuyến momen mà còn điềuchỉnh tốc độ trong điều kiện không ổn định do phụ tải thay đổi

 Tự động dò thông số

Thuật toán tự động dò thông số trong iC5 đặt các hệ số động cơ tự độnglàm cho những cản trở chủ yếu ở tốc độ thấp do sự thay đổi của tải vàmomen thấp sản sinh để duy trì ổn định

 Chuyển đổi tín hiệu PNP và NPN

IC5 thiết lập tín hiệu PNP và NPN cho các bộ điều khiển bên ngoài

Nó làm việc ở điện áp 24VDC mà không phụ thuộc vào dạng tín hiệu PLChay các thiết bị khác

Hình 2.14: Biến tần LS-IC5

IC5 cung ứng giao tiếp bề mặt, ModBus-RTU thông dụng nhất, cho điềukhiển từ xa bằng PLC hoặc các thiết bị khác

 Quy trình điều khiển PID

Quy trình điều khiển PID được sử dụng trong iC5 làm tốc độ hiệu chỉnhnhanh với độ chính xác của sự vọt lố và dao động cho điều khiển lưu lượng,nhiệt độ, áp suất…

 Các mẫu sản phẩm

 Đặc điểm kĩ thuật

Hình 2.15: Các mẫu biến tần LS-IC5

Hình 2.16: Thông số kỹ thuật biến tần LS-IC5

Hình 2.17: Sơ đồ chân đấu biến tần LS-IC5

Hình 2.18: Các thông số chương trình và cách cài đặt

2.4.2 Biến tần Mitsubishi E720S

 Thông số kỹ thuật

Công suất: 0.1- 2.2 kW

Dải tần số ngõ ra: 0.2…400Hz

Nguồn cung cấp: 220 VAC, 50/60 Hz

Phương pháp điều khiển: V/F, Sensorless Vector

Tính năng Tự động dò tìm tham số động cơ

Có sẵn biến trở điều khiển tốc độ

8 cấp tốc độ điều khiển

1 ngõ vào Analog 4…20mA

1 ngõ vào Analog 0…5V hoặc 0…10V

Truyền thông: RS-485

Hình 2.19: Biến tần E720S

Khả năng quá tải: 150% trong 60s, 200% trong 0.5s…

Cấp độ bảo vệ: IP 20

 Sơ đồ mạch điều khiển

Bảng 2.2: Sơ đồ chân biến tần E720S