Nội dung thực hiện: Phương thức truyền thông CCLink. Phương thức truyền thông RS485 Vận hành mô hình MPS Thiết kế và thi công phần cứng, kết nối dây giữa các trạm Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên máy tính bằng phần mềm GTDesigner 3. Viết chương trình PLC cho hệ thống. Chạy thử nghiệm mô hình. Cân chỉnh lại mô hình và chương trình. Viết báo cáo đề tài tốt nghiệp. Báo cáo đề tài tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -⸙∆⸙ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CC-LINK GVHD: Th.S TRẦN VĂN SỸ SVTH: HỒ QUỐC TUẤN 15151239 HUỲNH MINH HÒA 15151152 Tp Hồ Chí Minh tháng năm 2019 i TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: HỒ QUỐC TUẤN MSSV: 15151239 Họ tên sinh viên 2: HUỲNH MINH HÒA MSSV: 15151152 Chuyên ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2015 Lớp: 151512 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH DẠY HỌC MẠNG TRUYỀN THƠNG CC-LINK II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: - Nhóm tiến hành tìm hiểu PLC Q2AS1-CPU, phần mềm Gx Developer - Tiến hành tìm hiểu, đọc tài liệu chuẩn truyền thơng CC-link RS-485 - Tìm tài liệu manual module truyền thông CC-link RS-485 Nội dung thực hiện: - Phương thức truyền thông CC-Link - Phương thức truyền thông RS-485 - Vận hành mô hình MPS - Thiết kế thi cơng phần cứng, kết nối dây trạm - Thiết kế giao diện giám sát điều khiển máy tính phần mềm GT Designer - Viết chương trình PLC cho hệ thống - Chạy thử nghiệm mơ hình - Cân chỉnh lại mơ hình chương trình - Viết báo cáo đề tài tốt nghiệp - Báo cáo đề tài tốt nghiệp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/03/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/07/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths.TRẦN VĂN SỸ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: HỒ QUỐC TUẤN Họ tên sinh viên 2: HUỲNH MINH HÒA Tên đề tài: MSSV: 15151239 MSSV: 15151152 THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CCLINK Tuần/ngày Tuần Nội dung Xác nhận GVHD Gặp GVHD phổ biến đề tài (11/03-17/03) Tuần Viết đề cương đồ án tốt nghiệp (18/03-24/03) Tuần Tìm hiểu quy trình vận hành hệ thống (25/03-31/03) Tuần (01/04-7/04) Tìm hiểu PLC MITSUBISHI phần mềm GT Developer (8/04-21/04) Tìm hiểu phương thức truyền thông từ PLC tới biến tần module CC-Link Tuần 7,8 Tìm hiểu phương thức truyền thơng RS-485 Tuần 5,6 (22/04-05/05) Tuần 9,10 (06/05-19/05) Tuần 11,12 (20/05-02/06) Tuần 13 (03/06-09/06) Tuần 14 Thiết kế phần cứng Thiêt kế hình HMI Hồn thiện phần cứng Chạy chương trình CC-Link,RS-485 Truyền thơng CC-Link biến tần Kiểm tra vận hành hệ thống Chạy chương trình tồn hệ thống iii (10/06-16/06) Viết báo cáo Tuần 15 Viết báo cáo (17/06-23/06) Thảo luận với GVHD báo cáo sửa chữa lỗi Tuần 16 GVHD ký báo cáo (24/06-30/06) Chuẩn bị phản biện GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iv CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Hồ Quốc Tuấn MSSV: 15151239 Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Minh Hòa MSSV: 15151152 Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CC-LINK Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS TRẦN VĂN SỸ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) v TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Chúng xin cam kết đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài vi LỜI CẢM ƠN Lời chúng em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến với thầy TRẦN VĂN SỸ - giảng viên Khoa Điện – Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, tận tình giúp đỡ, hỗ trợ chúng em hồn thành đồ án Chúng em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy cô khoa Điện – Điện Tử nói riêng thầy giáo trường nói chung giảng dạy, tiếp bước chúng em trình chúng em học tập trường Sư Phạm Kỹ Thuật thật máy trường mơ ước với đầy đủ trang thiết bị, vật chất để chúng em phát triển khả khám phá cơng nghệ, tiếp cận với kỹ thuật tiên tiến, hòa nhập, bước vào đời Thật khó để thấy khơng gian xanh, rộng mở, mang nét cổ kính lòng thành phố mang theo tảng công nghệ tiên tiến giới Kiến thức chúng em nhận từ giảng dạy tận tình thầy cô tảng cốt lõi nhất, tạo tiền đề để chúng em phát triển đề tài tốt nghiệp Người thực đề tài vii MỤC LỤC Trang bìa i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN v LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢNG xiv TÓM TẮT xv Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung PLC MITSUBISHI 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Nguyên lý hoạt động PLC 2.1.3 Bộ nhớ 2.2 Các dòng PLC MITSUBISHI 2.2.1 PLC MITSUBISHI FX3G 2.2.2 PLC MITSUBISHI dòng A 2.2.3 PLC MITSUBISHI dòng Q 2.3 Tổng quan mạng truyền thông CC-Link 2.4 Phần mềm GX-Developer 12 2.4.1 Chi tiết 12 2.4.2 Mở phần mềm tạo dự án mới: 15 2.4.3 Kết nối với PLC 17 2.5 Tổng quan mạng truyền thông RS-485 19 Chương 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 20 viii 3.1 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN 20 3.1.1 Sơ đồ khối mơ hình truyền thơng CC-Link 20 3.1.2 Quy trình hoạt động mơ hình truyền thơng CC-Link: 21 3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống 22 3.2.1 Lựa chọn thiết bị 22 3.2.1.1 Giới thiệu PLC Q2ACPU-S1 22 3.2.1.2 Module Input AX-24 24 3.2.1.3 Module ngõ AY-42 25 3.2.2 Module truyền thông CC-Link AJ61QBT11 26 3.2.3 Module truyền thông AJ71QC24N-R4 30 3.3 Giới thiệu tủ điều khiển MPS 31 3.3.1 Cảm biến từ PRL18-8DN 32 3.3.2 Cảm biến quang BS5-T2M 32 3.3.3 Van điện từ DV 1120 33 3.3.4 Bộ tách nước khí nén TPC PP2-02BG 34 3.3.5 Relay trung gian omron LY2N 34 3.4 Biến tần Mitsubishi E700 35 Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 37 4.1 Giới thiệu hệ thống 37 4.2 Thi công hệ thống 37 4.2.1 Thi công phần cứng 37 4.2.2 PLC trạm Local điều khiển mơ hình MPS 38 4.3 Thực giao tiếp CC-Link hai PLC MITSUBISHI Q2A-S1 40 4.4 Truyền thông RS-485 hai PLC 46 4.4.1 Module gửi 46 4.4.2 Module nhận 48 4.5.Truyền thông PLC biến tần 48 4.6 Thiết kế giao diện HMI 52 Chương 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 64 5.1 Kết 64 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỀN 66 6.1 Kết luận: 66 6.1.1 Kết thu được: 66 ix 6.1.2 Ưu điểm đề tài: 66 6.1.3 Hạn chế đề tài: 66 6.1.4 Những khó khăn gặp phải hướng giải thực đề tài: 66 6.2 Hướng phát triển đề tài: 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC x CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.32: Chọn kết nối PLC với HMI Hình 4.33: Chọn Diriver cho kết nối BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 55 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG o Thơng tin kết nối HMI: Hình 4.34: Thơng tin kết nối HMI BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 56 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Sau hồn thành báo ta sổ tổng hợp thơng số nhấn Finish để hồn thành khai báo Hình 4.35: Cửa sổ tổng hợp tham số - Giao diện làm việc: Hình 4.36: Giao diện làm việc BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 57 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Những thiết bị sử dụng hệ thống: nút nhấn, đèn báo Hình 4.37: Thiết bị sử dụng hệ thống o Những nút nhấn: Switch, Go to screen Switch Bit Switch: PLC tác động vào địa chương trình Ví dụ: nút ON địa X91 chương trình điều khiển ta viết vào ô Device Trong cửa sổ Bit Switch có tap Style để thiết kế hình ảnh nút nhấn, Text để viết tên giao diện nút nhấn,… Hình 4.38: Cửa sổ Bit Switch BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 58 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Nút ON sau thiết kế: Go to screen Switch: nhiều trang chương có tác dụng chuyển hình có trình giao diện Ví dụ: nút TRANG CHỦ để tới hình “trang chủ” ta cài đặt số thứ tự hình Screen No Trong cửa sổ Go to screen Switch có tap Style để thiết kế hình ảnh nút nhấn, Text để viết tên giao diện nút nhấn,… Hình 4.39: Cửa sổ Go to screen Switch Vị trí hình Trang chủ giao diện thiết kế: Hình 4.40: Màn hình Trang chủ giao diện thiết kế BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 59 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Nút TRANG CHỦ sau thiết kế: o Đèn báo: Bit Lamp đèn báo có tác dụng nhận tín hiệu từ chương trình PLC để hiển thị HMI Ví dụ: tạo đèn hiển thị cho nút ON với địa đèn báo YD9 Hình 4.41: Cửa sổ Bit Lamp Đèn sau thiết kế: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 60 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG Giao diện thiết kế hồn chỉnh với hình: Trang chủ: Hình 4.42: Giao diện Trang chủ sau thiết kế Điều khiển: Hình 4.43: Giao diện điều khiển sau thiết kế BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 61 CHƯƠNG 4: THI CƠNG HỆ THỐNG Giới thiệu: Hình 4.44: Giao diện Giới thiệu sau thiết kế - Tải chương trình tạo lên HMI: o Kết nối HMI với máy tính qua cáp Mini USB o Thanh cơng cụ Communication chọn Write to GOT (hoặc tổ hợp phím Shift+F11) để sổ Communicate Configuration Hình 4.45: Nạp chương trình từ máy tính xuống HMI BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 62 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG o Trong cửa sổ Communicate Configuration gồm kết nối với HMI từ máy tính chọn USB nhấn test để kiểm tra kết nối sau nhấn OK cửa sổ Communicate with GOT Hình 4.46: Cửa sổ Communicate Configuration o Trong cửa sổ Communicate with GOT ấn dấu tick vào phần cần tải lên HMI thường bao gồm: Base Screen, Common Settings, Communicate Settings, Communicate Settings with GOT/ IP List Tiếp nhấn GOT Write để tải chương trình lên HMI Hình 4.47: Tải chương trình lên HMI - Kết nối với PLC cáp RS422 khởi động lại HMI để sử dụng BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 63 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Chương 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 5.1 Kết Hình 5.1: Xây dựng mơ hình PLC truyền thơng cho biến tần Hình 5.2: PLC trạm Loacal điều khiển mơ hình MPS BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 64 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 5.3: PLC kết nối với biến tần Hình 5.4: Mơ hình hồn thiện hệ thống BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 65 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỀN 6.1 Kết luận: 6.1.1 Kết thu được: - Mơ hình MPS hoạt động ổn định - Truyền thông CC-link hai PLC Q2AS1-CPU hoạt động ổn định, tốc độ truyền thông đáp ứng yêu cầu thời gian hệ thống - Mạng truyền thơng dự phòng RS-485 hai PLC Q2AS1-CPU hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu tốc độ độ ổn định đặt - Truyền thông CC-link PLC Q2AS1-CPU biến tần hoạt động tốt, cài đặt tốc độ thông số biến tần từ PLC - Giao tiếp mô hình HMI, cài đặt kiểm sốt thông số cần thiết hệ thống từ HMI 6.1.2 Ưu điểm đề tài: - Hệ thống hoạt động hiệu quả, đạt độ xác cao - Tốc độ độ ổn định chuẩn truyền thông đạt yêu cầu - Hệ thống giao tiếp trực quan với người sử dụng thông qua giao diện HMI 6.1.3 Hạn chế đề tài: - Các chuẩn truyền thông không sử dụng cáp chuyên dụng nên tốc độ truyền khoảng cách truyền không tối ưu - Tính thẩm mỹ hệ thống khơng đánh giá cao 6.1.4 Những khó khăn gặp phải và hướng giải thực đề tài: Khó khăn: - Khó khăn trước tiếp xúc với PLC Mitsubishi phần mềm lập trình GX-Developer - Có tài liệu clip hướng dẫn truyền thơng lập trình PLC Q2AS1CPU mạng xã hội - Rất khó tìm kiếm linh kiện để thay linh kiện hư hỏng mơ hình MPS BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Hướng giải quyết: - Đọc nhiều tài liệu dòng PLC Mitsubishi phần mềm lập trình, học hỏi video lập trình mạng - Tìm tài liệu đọc kĩ manual module liên quan đến hệ thống 6.2 Hướng phát triển đề tài: Do thời gian thực kiến thức nhóm hạn chế nên đề tài chưa thể hết công dụng chuẩn truyền thông CC-link Để áp dụng vào thực tế mơ hình cần phải cải thiện tốc độ khoảng cách truyền thông, tăng số trạm truyền thông mạng truyền thơng BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tài lệu mạng CC-Link tiếng việt - Tập lệnh PLC dòng Q đầy đủ - AJ71QC24N(-R2,R4) - User's Manual (Modem Function) - MITSUBISHI PLC,Q2A(S1),Q3A,Q4ACPU - User's Manual (Hardware) - CC-Link System Master/ Local Modlue Type AJ61QBT11/A1SJ61QBT11 User’s Manual - E-700 Manual BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN PHỤ LỤC PHỤ LỤC - Cam-bien-quang-Autonics-dong-BS5-Datasheet 28092017082140 1-DV1000-3000-4000 Cảm biến quang BS5-T2M-NPN Autonics-PR18-8DN-datasheet BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN