ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM TRA ĐỘ CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM TRA ĐỘ CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI Họ và tên sinh v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM

TRA ĐỘ CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI

Họ và tên sinh viên : NGUYỄN THANH CẢNH

Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Niên khóa: 2007-2011

Tháng 05 năm 2011

ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM TRA ĐỘ

CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI

ii

LỜI CẢM ƠN

Để có được như ngày hôm nay em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, những người đã tận tâm truyền đạt cho em những kinh nghiệm cũng như những bài học hết sức quý báu trong suốt thời gian em học tại trường

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô Khoa Cơ Khí –Công Nghệ nói chung và các thầy, cô bộ môn Điều Khển Tự Động nói riêng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để cho em hoàn thành tốt luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy ThS Lê Văn Bạn –trưởng bộ môn Điều Khiển

Tự Động đã giúp đỡ, hướng dẫn trong suốt quá trình em thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cán bộ hướng dẫn: KS Nguyễn Đức Dân và cán bộ công nhân viên trong công ty Cổ Phần Kỹ Thuật Công Nghệ HOÀNG VIỆT đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DH07TD, và đặc biệt

là cha mẹ những bậc sinh thành đã nuôi dưỡng và dạy dỗ, luôn bên cạnh em là chỗ dựa vững chắc để em có được như ngày hôm nay

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2011

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thanh Cảnh

iii

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “ ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM TRA ĐỘ CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI ”

Tiến hành tại: công ty Cổ Phần Kỹ Thuật Công Nghệ HOÀNG VIỆT

Thời gian từ 21 tháng 03 năm 2011 đến 27 tháng 05 năm 2011

Trình tự thực hiện đề tài kiểm tra độ cong vênh của ngói như sau:

 Vẽ sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói

 Vẽ sơ đồ khí nén

 Thiết kế sơ đồ mạch động lực dựa theo nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói

 Thiết kế mạch điều khiển

 Thi công mạch động lực, kết nối các thiết bị điều khiển

 Kết nối PLC Mitsubishi họ FX, Encoder Omron vào mạch điều khiển

 Vẽ lưu đồ giải thuật cho PLC Mitsubishi

 Lập trình cho máy hoạt động bằng phần mềm FX-WIN-E

Kết quả:

 Chạy chương trình trên máy kiểm tra ngói

 Cho máy hoạt động và theo dõi các thông số máy, độ chính xác

iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii 

TÓM TẮT iii 

MỤC LỤC iv 

DANH SÁCH HÌNH vii 

Chữ viết tắt ix 

TRANG  Chương 1 1 

MỞ ĐẦU 1 

1.1.  Đặt vấn đề: 1 

1.2.  Lý do chọn đề tài: 2 

1.3.  Mục đích của đề tài: 2 

1.4.  Giới hạn của đề tài: 2 

Chương 2 3 

TỔNG QUAN –TÌM TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 

2.1.  Tổng quan về máy kiểm tra ngói: 3 

2.1.1.  Khái niệm chung về máy kiểm tra ngói: 3 

2.1.2.  Ý nghĩa của việc kiểm tra ngói: 3 

2.2.  Tổng quan về khí nén: 3 

2.2.1.  Phần tử đưa tín hiệu: 3 

2.2.2.  Phần tử xử lý tín hiệu: 4 

2.2.3.  Cơ cấu chấp hành: 5 

2.3.  Tìm hiểu về Encoder: 5 

2.3.1.  Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của encoder: 6 

2.3.2.  Cách đấu dây: 8 

2.4.  Động cơ xoay chiều 3 phase: 8 

2.5.  Công tắc hành trình: 9 

v

2.6.  Bộ nguồn 24VDC_ Power Supply: 10 

2.7.  Bộ ly hợp từ: 11 

2.8.  Bộ đếm sản phẩm: 12 

2.9.  Giới thiệu tổng quan về PLC Mitsubishi họ FX1N-24MR: 12 

2.9.1.  Khái quát về bộ lập trình PLC: 12 

2.9.2.  Ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC: 13 

2.9.3.  Cấu trúc phần cứng PLC họ FX của hãng Mitsubishi: 13 

2.10.  Giới thiệu về PLC họ FX_1N-24MR: 15 

2.10.1.  Giới thiệu: 15 

2.10.2.  Đặc điểm: 16 

2.11.  Giới thiệu về phần mềm FXGP –WINE: 16 

Chương 3 18 

PHƯƠNG PHÁP –PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 18 

3.1.  Địa điểm : 18 

3.2.  Thời gian : 18 

3.3.  Đối tượng và thiết bị nghiên cứu: 18 

3.3.1.  Đối tượng nghiên cứu: 18 

3.3.2.  Thiết bị nghiên cứu: 18 

3.4.  Phương pháp thực hiện đề tài: 19 

3.4.1.  Lựa chọn phương pháp kiểm tra ngói: 19 

3.4.2.  Phương pháp thực hiện phần điện –điện tử: 19 

3.4.3.  Phương pháp thực hiện phần mềm: 19 

3.4.4.  Các tài liệu nghiên cứu liên quan: 19 

Chương 4 19 

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 

4.1.  Thực hiện phần mềm cho máy kiểm tra độ cong vênh của viên ngói bằng PLC và Encoder: 19 

4.2.  Phần cứng: 21 

4.3.  Phần điện –khí nén: 22 

4.4.  Thiết kế hệ thống điện cho máy kiểm tra ngói: 23 

vi

4.4.1.  Sơ đồ mạch động lực của máy kiểm tra ngói: 23 

4.4.2.  Phần tủ điện: 24 

4.5.  Thiết kế phần điện -điều khiển hệ thống bằng PLC: 26 

4.5.1.  Bảng bố trí thiết bị trên ngõ vào và ngõ ra của PLC Mitsubishi: 26 

4.5.2.  Thực hiện nối dây cho các thiết bị: 27 

4.6.  Sơ đồ kết nối PLC, Encoder vào mạch điều khiển: 30 

4.7.  Thực hiện phần mềm: 31 

4.7.1.  Lưu đồ giải thuật cho PLC: 31 

4.7.2.  Lập trình PLC FX1N -24MR cho máy kiểm tra ngói: 32 

4.7.3.  Viết chương trình PLC điều khiển máy kiểm tra ngói: 34 

4.8.  Chạy chương trình trên máy kiểm tra ngói: 43 

4.8.1.  Chạy thử nghiệm: 43 

4.8.2.  Kết quả kiểm tra 44 

Chương 5 46 

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46 

5.1.  Kết luận: 46 

5.2.  Đề nghị: 46 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vii

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: cấu tạo, kí hiệu của van 5/2 4 

Hình 2.2: cấu tạo và kí hiệu của bộ ổn áp khí nén 4 

Hình 2.3: Cấu tạo xi lanh tác dụng 2 chiều và kí hiệu 5 

Hình 2.4: Encoder 5 

Hình 2.5: Cấu tạo trong của encoder 6 

Hình 2.6: Encoder tương đối (incremental encoder) 6 

Hình 2.7: Đĩa quay encoder 7 

Hình 2.8: Cách đấu dây encoder 8 

Hình 2.9:Tín hiệu xung ra của encoder 8 

Hình 2.10: Cấu tạo và ký hiệu động cơ 3 phase 9 

Hình 2.11:Một số loại công tắc hành trình 10 

Hình 2.12: Bộ nguồn 24 VDC 10 

Hình 2.13: Mạch bộ nguồn điện tử 24 VDC_PLC 11 

Hình 2.14: Bộ kích từ 11 

Hình 2.15: Mạch điện tử của bộ đếm 12 

Hình 2.16: Cấu trúc của PLC 14 

Hình 2.17: PLC họ FX1N 15 

Hình 2.18: Phần mềm FX 17 

Hình 2.19:PLC type setting 17 

Hình 4.1:Máy kiểm tra ngói 19 

Hình 4.2:Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói 19 

Hình 4.3: Vị trí 4 encoder trên máy 21 

Hình 4.4: Bộ truyền bánh răng 21 

Hình 4.5:Sơ đồ mạch khí nén 22 

Hình 4.6:Sơ đồ điện khí nén 23 

Hình 4.7: Mạch động lực 23 

Hình 4.8:Mặt ngoài tủ điện 1 24 

Hình 4.9:Sơ đồ bên trong tủ điện 1 24 

viii

Hình 4.10: Mặt ngoài tủ điện 2 25 

Hình 4.11:Mặt trong tủ điện 2 25 

Hình 4.12: Input cho PLC 27 

Hình 4.13: Input kết nối Encoder với PLC 28 

Hình 4.14: Output của PLC 29 

Hình 4.15: Output điều khiển thiết bị 29 

Hình 4.16: Relay 2 tiếp điểm 29 

Hình 4.17: Sơ đồ kết nối PLC, Encoder, các thiết bị vào ra 30 

Hình 4.18: Lưu đồ giải thuật 31 

Hình 4.19: Phần mềm lập trình PLC FX_win-E v3.0 33 

Hình 4.20: Tạo một Project mới 33 

Hình 4.21: Bánh răng Encoder 44 

ix

Chữ viết tắt

Viết tắt Viết đầy đủ

LED Light Emitting Diode

P/R Pulse/Round

VDC Volts of Direct Current (continuous current) VAC Voltage in Alternating Current

CPU Central Processing Unit

CNC Computerized Cumeric Control

VOM Volt-Ohm-Miliampere

MCCB Molded case circuit breaker

Việc nghiên cứu chế tạo các hệ thống tự động ở Việt Nam còn đang là lĩnh vực cần được phát triển Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngày nay trong sản xuất nhu cầu nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm là rất quan trọng, vì vậy việc sử dụng các thiết bị tự động trong sản xuất là rất cần thiết

Với những yêu cầu phát triển của nền công nghiệp Việt Nam, để có thể tiến hành thành công sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, chúng ta không thể không áp dụng các hệ thống tự động trong các lĩnh vực sản xuất nhằm đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội Trên cơ sở kế thừa những thành tựu về khoa học công nghệ, chúng ta cần đẩy mạnh nghiên cứu các vấn đề về cơ khí hóa và tự động hóa sản xuất, đặc biệt cần quan tâm việc đào tạo các lĩnh vực kỹ thuật mới trong các trường kỹ thuật Ngói là một trong những vật liệu xây dựng được sử dụng nhiều trong xây dựng dân dụng Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật nói chung và ngành xây dựng nói riêng, công nghệ sản xuất ngói đã phát triển rất mạnh tạo ra được những sản phẩm với tính năng ngày càng đa dạng và chất lượng ngày càng cao

2

1.2 Lý do chọn đề tài:

Chất lượng của vật liệu xây dựng có ảnh hưởng tới chất lượng và tuổi thọ của công trình, vì vậy trước khi xuất khỏi nhà máy đến nơi sử dụng vật liệu cần được kiểm tra về chất lượng

Việc kiểm tra sản phẩm hiện nay thường thực hiện bằng tay và quan sát bằng mắt nên năng suất thấp, có thể thiếu chính xác vì các yếu tố chủ quan, vì vậy cần tự động hóa khâu kiểm tra sản phẩm trong quá trình sản xuất

Việc nghiên cứu chế tạo các thiết bị tự động kiểm tra kích thước chi tiết, độ cong vênh là việc còn mới mẻ trong điều kiện ở nước ta

Để có thể hiểu hơn và đi sâu vào vấn đề này em đã chọn thực hiện đề tài: “ỨNG DỤNG PLC VÀ KẾT NỐI ENCODER VÀO VIỆC KIỂM TRA ĐỘ CONG VÊNH CỦA VIÊN NGÓI” Thiết bị này sẽ giúp ta chọn những viên ngói đạt tiêu chuẩn, loại những viên ngói không đạt tiêu chuẩn về độ cong vênh

1.3 Mục đích của đề tài:

 Tìm hiểu nguyên lí hoạt động của máy kiểm tra ngói

 Thiết kế mạch động lực cho máy kiểm tra ngói

 Thiết kế mạch điều khiển bằng PLC cho toàn bộ hệ thống

 Kiểm tra được độ cong vênh của viên ngói

Được sự cho phép của Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ và sự hướng dẫn của KS Nguyễn Đức Dân, em tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng PLC và kết nối Encoder vào việc kiểm tra độ cong vênh của viên ngói” với mục đích chính là thực hiện phần mềm của “máy kiểm tra độ cong vênh của ngói”

Do trình độ có hạn và mức độ dừng lại ở đề tài tốt nghiệp cũng như hạn chế về thời gian nên khóa luận cũng không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô

và bạn đọc đóng góp ý kiến để khóa luận được hoàn thiện hơn Em xin cảm ơn

1.4 Giới hạn của đề tài:

Việc khảo sát Máy kiểm tra độ cong vênh của ngói gồm 2 phần chính :

 Phần cứng (phần cơ khí)

 Phần mềm (phần hệ thống điện-điều khiển)

Trong đề tài này em sẽ thực hiện phần mềm (phần hệ thống điện-điều khiển)

3

Chương 2

TỔNG QUAN –TÌM TÀI LIỆU THAM KHẢO

2.1 Tổng quan về máy kiểm tra ngói:

2.1.1 Khái niệm chung về máy kiểm tra ngói:

Máy kiểm tra độ cong vênh của ngói là một thiết bị tự động hóa hỗ trợ cho khâu kiểm tra chất lượng ( tiêu chuẩn về độ cong vênh ) của ngói trước khi xuất khỏi nhà máy đưa đi thiêu thụ

Máy kiểm tra độ cong vênh của ngói, được sử dụng ở khâu kiểm tra chất lượng đầu ra của sản phẩm ngói trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất ngói với quy mô công nghiệp có ứng dụng công nghệ mới, những hệ thống tự động hóa

Máy kiểm tra ngói giao tiếp và điều khiển thông qua PLC Mitsubishi, viên ngói sẽ được đặt trên băng tải, máy sẽ tự động đo và kiểm tra sản phẩm

2.1.2 Ý nghĩa của việc kiểm tra ngói:

Hệ thống kiểm tra ngói tự động trước hết phải nằm trong các hệ thống sản xuất mang tính tự động từng phần hay toàn phần

Quá trình kiểm tra ngói có những ưu điểm như sau:

- Sử dụng máy để tăng năng suất và chất lượng trong khâu kiểm tra độ cong vênh của ngói nhằm loại bỏ những viên ngói không đạt tiêu chuẩn về độ cong vênh

- Giảm chi phí thuê nhân công

- Tiết kiệm mặt bằng nhà xưởng

- Tăng mức độ ổn định trong khâu kiểm tra độ cong vênh

2.2 Tổng quan về khí nén:

2.2.1 Phần tử đưa tín hiệu:

Có nhiệm vụ nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng vào để đưa qua phần tử xử lý Ví dụ: công tắc, nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến…

4

2.2.2 Phần tử xử lý tín hiệu:

Có nhiệm vụ xử lý tín hiệu vào theo một quy tắc logic xác định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic AND, OR…

Một số loại van đảo chiều:

Hình 2.1: cấu tạo, kí hiệu của van 5/2

Bộ ổn áp khí nén:

Hình 2.2: cấu tạo và kí hiệu của bộ ổn áp khí nén

4 2

5 1 3

6

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của encoder:

Encoder gồm có đĩa tròn xoay được đục lỗ ở giữa có trục Đĩa này quay quanh trục Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh) đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua Phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu Với những tín hiệu sáng tối xen kẽ nhau, đĩa sẽ được mã hóa để xung có thể tạo ra khi đĩa quay

Hình 2.5: Cấu tạo trong của encoder

Bao gồm một đĩa plastic hoặc thủy tinh quay giữa một hoặc nhiều nguồn sáng (led) và một hoặc nhiều photo-transistor nhận

Có 2 loại encoder chính là : Absolute (tuyệt đối), Incremental (tương đối)

Loại encoder tương đối (Incremental encoder)

Thường gồm 3 kênh (A,B,Z) Không có khả năng mã hóa vị trí

Hình 2.6: Encoder tương đối (incremental encoder)

Đĩa mã hóa gồm nhiều vòng lỗ

- Mỗi vòng lỗ có 1 cảm biến quang

- Trả về chính xác vị trí theo mã nhị phân

Hình 2.7: Đĩa quay encoder

Ưu điểm :

- Dễ dàng tính toán vị trí và chiều quay

- Mã hóa được vị trí của motor

- Độ phân giải cao

Nhược điểm :

- Khó sử dụng, đòi hỏi ngõ vào PLC lớn

8

2.3.2 Cách đấu dây:

Hình 2.8: Cách đấu dây encoder

Tín hiệu xung ra:

Hình 2.9:Tín hiệu xung ra của encoder

2.4 Động cơ xoay chiều 3 phase:

Động cơ gồm có hai phần chính là stator và rotor Stato gồm các cuộn dây điện quấn trên các lõi sắt để tạo ra từ trường quay đi trong mạch Rôto hình trụ có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép

9

Hình 2.10: Cấu tạo và ký hiệu động cơ 3 phase

Động cơ 3 pha: Từ trường quay của phần cảm quét qua phần ứng thì trong các thanh dẫn phần ứng xuất hiện cảm ứng điện từ Từ trường quay do stato gây ra tác dụng vào rôto này một từ lực có chiều xác định và tạo ra momen làm quay phần cảm (rôto) theo chiều quay của từ trường quay Chuyển động quay của rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác Do cấu tạo được kích bởi 3 pha nên có thể đạt được công suất lớn được sử dụng nhiều trong công nghiệp

Ưu điểm:

- Sử dụng nguồn trực tiếp từ mạng điện lưới xoay chiều

- Đa dạng và rất phong phú về chủng loại và công suất

- Giá thành rẻ có sẵn ở thị trường trong nước

Có thể đạt được công suất lớn, sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

Bộ ly hợp từ có tác dụng truyền momen từ bánh truyền động đến bánh bị dẫn động

mà không gây ra tiếng ồn và rung lắc

Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây kích từ sẽ sinh ra từ trường điện từ hút đĩa sắt nối liền 2 trục quay với nhau, hình thành momen truyền động giữa 2 bánh Khi cuộn dây không có điện thì từ trường mất 2 trục sẽ tách rời ra, momen truyền động sẽ bị

12

ngắt giữa 2 bánh Và cuộn dây thắng cũng hoạt động tương tự như bộ kích nhưng thay

vì nối 2 trục thì nó sẽ ngắt và giữ cứng trục bánh bị dẫn động Hai cuộn dây này luôn khóa chéo nhau

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

13

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 người thiết kế

2.9.2 Ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC:

TT Chỉ tiêu so sánh Relay Mạch số (Vi xử lý) PLC

Mất thời gian để thiết kế

Lập trình

và lắp đặt đơn giản

6 Khả năng điều khiển các

Ta nhận thấy được bộ điều khiển lập trình PLC với những ưu điểm về phần cứng

và phần mềm có thể đáp ứng được hầu hết các yêu cầu

Mặt khác, PLC có khả năng kết nối mạng và kết nối các thiết bị ngoại vi rất cao

giúp cho việc điều khiển được dễ dàng

2.9.3 Cấu trúc phần cứng PLC họ FX của hãng Mitsubishi:

Cấu trúc của PLC được phân thành các phần sau:

a Đơn vị điều khiển trung tâm ( CPU : Central Processing Unit ) Là bộ vi xử lý

thực hiện các lệnh trong bộ nhớ chương trình Nhập dữ liệu ở ngõ vào, xử lý chương trình, nhớ chương trình, xử lý các kết quả trung gian và các kết quả này được truyền trực tiếp đến cơ cấu chấp hành để thực hiện chương trình xuất dữ liệu ra các ngõ ra

b Bộ nhớ (Memory) : Dùng để chứa chương trình số liệu, đơn vị nhỏ nhất là bit

Bộ nhớ là vùng nắm giữ hệ điều hành và vùng nhớ của người sử dụng (hệ điều hành là một phần mềm hệ thống mà nó kết nối PLC để PLC thực sự hoạt động được)

Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau Để PLC có thể hoạt động được, cần thiết phải có

bộ nhớ để lưu trữ chương trình Đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như :

 Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất - nhập được gọi là RAM xuất -nhập

 Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong : các bộ định thì(Timer), các bộ đếm (Counter), các Rơle

c Các Module xuất-nhập ( Input – Output ) : Khối xuất – nhập đóng vai trò là

mạch giao tiếp giữa vi mạch điện tử bên trong PLC với mạch ngoài Module nhập nhận tín hiệu từ sensor và đưa vào CPU, module xuất đưa tín hiệu điều khiển từ CPU

ra cơ cấu chấp hành

15

d Hệ thống BUS : là hệ thống tập hợp một số dây dẫn kết nối các module trong

PLC gọi là BUS, đây là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều tín hiệu song song

Đặc biệt, FX1N được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao, hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tố đa là 100KHz (dùng để phát xung

16

cho động cơ servo chạy) Điều này cho phép các bộ điều khiển lập trình thuộc dòng FX1N có thể cùng một lúc điều khiển một cách độc lập hai động cơ servo hay tham gia các bài toán điều khiển vị trí

- Dãy thiết bị dụng cụ đa năng như: role phụ trợ 1536 điểm, bộ đệm thì 256 điểm,

bộ đếm 235 điểm, thanh ghi dữ liệu 8000 điểm

- Phần mền cơ bản: chương trình sẽ được chạy nhanh chóng và dể dàng với phần

mềm GX Developer hoặc FX-PCS/WIN-E Software

- Vị trí và xung chức năng ngõ ra:

2.11 Giới thiệu về phần mềm FXGP –WINE:

Phần mềm lập trình cho PLC của MITSUBISHI ELECTRIC là phần mềm WINE Phần mềm này cho phép lập trình trên các cơ cấu sản xuất thực tế.Đây là phần mềm ứng dụng dựa trên WINDOWS Ngoài ra hãng MITSUBISHI còn có phần mềm

FXGP-mô phỏng dựa trên các cơ cấu sản xuất thực tế ,nhằm giúp chúng ta có một cái nhìn khái quát hơn

-Dung lượng của FX_WINE 1,38 MB

-Cài đặt trên tất cả các hệ điều hành WINDOWS

-Bộ nhớ 8MB hoặc lớn hơn

-Display 640x480 hoặc cao hơn

17

-Cổng kết nối từ PLC đến máy tính, cáp truyền RS-232C nên máy tính cần ít nhất một

cổng COM1 hoặc nhiều hơn

Khởi tạo phần mềm FX_WINE:

18

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP –PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm :

Công ty cổ phần kỹ thuật công nghệ Hoàng Việt

- Địa chỉ: 177, đường Tam Bình, Tam Phú, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

- Điện thoại: (08)2218589 Fax: (08)3296345

- Ngành nghề kinh doanh :

- Thiết kế, chế tạo máy Chế tạo khuôn mẫu

- Lắp đặt, chế tạo hệ thống điều khiển tự động hóa

- Sửa chữa, bảo trì máy ép nhựa máy, CNC và các loại máy công nghiệp Sản xuất các sản phẩm nhựa tiêu dùng

3.2 Thời gian :

- Đề tài được tiến hành : từ ngày 21 tháng 03 năm 2011

đến ngày 27 tháng 05 năm 2011

- Tìm hiểu đề tài và nghiên cứu lý thuyết (tài liệu): từ ngày 21/03 đến 31/03

- Tiến hành thực hiện đề tài: từ ngày 01/04 đến 06/05

- Lập trình và khảo nghiệm máy: từ ngày 07/05 đến 14/05

- Viết luận văn: từ ngày 15/05 đến 27/05

- Tổng thời gian thực hiện đề tài là 09 tuần

3.3 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu:

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Máy kiểm tra độ cong vênh của viên ngói Nghiên cứu nguyên lý vận hành máy

Từ mô hình thực tế đó, thiết kế và viết chương trình lập trình cho máy kiểm tra ngói theo yêu cầu đặt ra ban đầu

3.3.2 Thiết bị nghiên cứu:

19

Các thiết bị điện –điện tử công nghiệp như: PLC Mitsubishi, Encoder Omron, Relay 8 chân, bộ nguồn 24VDC,…

Các thiết bị khí nén bao gồm: Máy nén, xylanh, van phân phối

Các thiết bị dẫn động: động cơ 3 pha, bộ kích từ

Các thiết bị kiểm tra : Đồng hồ VOM, thước kẹp,…

Các dụng cụ dùng cho tháo lắp : hàn chì, cờ lê, kìm, tu – vít các loại …

Máy vi tính và các phần mềm hỗ trợ : khí nén ( Festo pluidsim )

Phần mềm lập trình Mitsubishi: FXGP_WIN-E Lập trình bằng ngôn ngữ STL Và một số phương tiện hỗ trợ khác

3.4 Phương pháp thực hiện đề tài:

3.4.1 Lựa chọn phương pháp kiểm tra ngói:

Các thông số chuẩn được lập trình vào PLC và được quy đổi thành số xung tham chiếu Khi viên ngói di chuyển đến vị trí có encoder, số xung đọc từ encoder bằng bộ đếm tốc độ cao sẽ được so sánh với số xung tham chiếu chuẩn Việc này sẽ xác định được viên ngói đạt hay không đạt

3.4.2 Phương pháp thực hiện phần điện –điện tử:

Thiết kế sơ đồ đấu dây điều khiển

3.4.4 Các tài liệu nghiên cứu liên quan:

Tài liệu về PLC Mitsubishi, Encoder OMRON… được cung cấp trên trang chủ của các hãng sản suất

Tài liệu về phần mềm lập trình FXGP-WIN-E

Tài liệu về hệ thống khí nén Tham khảo và tìm trên Internet

19

Chương 4

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Thực hiện phần mềm cho máy kiểm tra độ cong vênh của viên ngói bằng PLC

và Encoder:

Máy kiểm tra ngói thực tế như sau:

Hình 4.1:Máy kiểm tra ngói

Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói

Hình 4.2:Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói

20

Nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra ngói:

Khởi động hệ thống Động cơ hoạt động, kích từ có nhiệm vụ nối truyền động của động cơ với băng tải kéo băng tải hoạt động Viên ngói sẽ được đặt vào băng tải Sau khi viên ngói đi đến và chạm vào công tắc hành trình cuối đồng thời viên ngói cũng tác động vào bánh lăn encoder Khi công tắc hành trình cuối báo tín hiệu đến PLC Lúc này PLC sẽ điều khiển ngắt kích từ kéo theo dừng băng tải lại (băng tải dừng đúng

vị trí nhờ bộ thắng từ gắn chung với bộ kích từ) và kích điện cho van phân phối khí nén 5/2 tác động đến xylanh, đẩy xy lanh chạy ra và kẹp chặt viên ngói lại (định vị viên ngói cố định đúng vị trí)

Sau khi viên ngói được kẹp chặt thì 4 encoder phát tín hiệu xung ở 4 góc về PLC thông qua sự thay đổi của bánh quay tương ứng với từng xung trong encoder Xung Encoder này được kiểm tra và so sánh với xung chuẩn thông qua PLC xem có nằm trong phạm vi cho phép hay không Đồng thời PLC sẽ báo tín hiệu vào bộ đếm

Khi viên ngói kiểm tra xong Van phân phối khí nén 5/2 tác động cho xylanh trở

về vị trí ban đầu, viên ngói không bị kẹp chặt PLC sẽ kích hoạt cho kích từ kéo băng tải đẩy viên ngói đi ra ngoài qua khâu kế tiếp

Ở khâu kế tiếp, vì trước đó viên ngói đã được kiểm tra chuẩn hay không chuẩn rồi nên khâu này chỉ có nhiệm vụ phân loại viên ngói

Các phần chính của máy kiểm tra ngói bao gồm:

21

4.2 Phần cứng:

Vị trí bố trí 4 encoder trên máy kiểm tra ngói:

Hình 4.3: Vị trí 4 encoder trên máy

4 Encoder này tại mỗi trục đều gắn bánh răng nối với bánh lăn Khi viên ngói tác dụng vào bánh lăn, bánh lăn truyền chuyển động lên trục của encoder thông qua bộ truyền bánh răng với răng thẳng Việc này làm thay đổi xung mà encoder phát ra

Hình 4.4: Bộ truyền bánh răng