điều khiển đồng bộ tốc độ cao động cơ ac servo thông qua mạng sscnet iiih

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THƠNG QUA MẠNG SSCNET III/H Ngành Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .2 1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 2.1.1 Tổng quan PLC 2.1.2 Đặc điểm vai trò PLC .5 2.1.3 Vai trò .6 2.2 PLC DÒNG Q CỦA HÃNG MITSUBISHI .6 2.3 ĐỘNG CƠ SERVO .10 2.3.1 Giới thiệu Servo .10 2.3.2 Phân loại động Servo 10 2.3.3 Chức 12 2.3.4 Cấu tạo 12 2.4 DRIVER SERVO 12 2.5 ENCODER 14 2.5.1 Khái niệm Encoder 14 2.5.2 Phân loại Encoder .15 2.6 HMI GOT 1000 16 2.7 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SERVO 17 2.7.1 Thiết lập truyền động điện tử .17 2.8 HỆ THỐNG CƠ KHÍ ẢO .20 2.8.1 Điều khiển đồng 20 2.8.2 Module truyền động – trục đầu vào 21 2.8.3 Các Module dẫn động 22 2.8.4 Module đầu – đĩa CAM 23 2.9 NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH MOTION SFC 25 2.9.1 Sơ lược việc sử dụng ngôn ngữ SFC 25 2.9.2 Cơ cấu chương trình SFC chuyển động 26 2.9.3 Bảng biểu tượng biểu đồ Motion SFC 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.9.4 Cách điều khiển chuyển động 29 2.9.5 Cách điều khiển quy trình 30 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 31 3.1 GIỚI THIỆU 31 3.2 PHẦN CƠ KHÍ 31 3.2.1 Yêu cầu phần cứng .31 3.2.2 Trục truyền động 32 3.2.3 Phần khung mơ hình 32 3.2.4 Phần bánh đồ 33 3.3 PHẦN ĐIỆN 37 3.3.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 37 3.3.2 Linh kiện sử dụng hệ thống 38 3.3.2.1 Trạm CPU 38 3.2.3 Màn hình HMI GOT 1000 53 3.2.4 Động Linear Servo 54 3.2.5 Nguồn 24VDC 5VDC .58 3.2.6 Cảm biến tiệm cận Omron EE-SX 772C 58 3.3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 64 3.3.1 Mạch động lực .64 3.3.2 Mạch kết nối động Servo 65 3.3.3 Mạch điều khiển 66 3.4 THI CƠNG MƠ HÌNH 70 3.4.1 Phần khí 70 3.4.2 Thi công phần điện .71 CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .73 4.1 MÔ TẢ HỆ THỐNG 73 4.2 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA MƠ HÌNH VÀ GIẢI THUẬT 73 4.2.1 Mơ tả hoạt động mơ hình 73 4.2.1 Giải thuật điều khiển 74 4.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 80 4.3.1 Phần mềm cài đặt .80 4.4 Bước – Chương trình SFC .95 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 101 5.1 KẾT LUẬN 101 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Cấu trúc Motion Hình 2.2: Một hệ thống PLC động Servo hãng Mitsubishi 10 Hình 2.3: Một Driver Servo Mitsubishi Hình 2.4: Encoder 2.5: dùng Đĩa hãng 13 nghiệp Hình cơng 15 Encoder tuyệt đối 16 Hình 2.6: Đĩa Encoder tương đối Hình 2.7: Màn hình 17 HIM GOT 1000 17 Hình 2.8: Minh họa chiều quay Hình 2.9: Giới hạn 19 hành trình cấu Hình 2.10: Về động cho 19 Home cho hệ thống 19 Hình 2.11: Tổng quan ảo Hình 2.12: Kí hiệu hệ thống khí 20 trục Servo trục Servo thực 21 Hình 2.13: Kí hiệu phụ 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.14: Kí hiệu trục Servo thực 22 Hình 2.15: Ly hợp cách động Hình 2.16: Kí hiệu Module thức hoạt 23 đầu – đĩa cam 24 Hình 2.17: Cấu trúc chương PLC Hình 2.18: Mơ trình Hình 2.19: Cơ cấu cấu trình CPU 25 trúc chương SFC chuyển quạt thiết 26 chương trình động 27 Hình 3.1: Kích thước cánh kế 34 Hình 3.2: Mơ đồng khí phần mềm Solid Works Hình 3.3: 34 Sơ đồ khối hệ thống 34 Hình 3.4: Một vài vẽ mơ tả vị trí ngõ vào Driver Motion 36 Hình 3.5: Phần đế mơ hình chứa động Linear trục Servo đồng 36 Hình 3.6: Bảng bố trí thiết bị quan trọng gắn giá đỡ mơ hình Hình đồ khối thống 37 Bảng 3.7: 36 3.1: Cấu Tên trúc sơ CPU thành 39 phần toàn hệ trạm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.8: Cách bố trí thiết Q38DB Hình 3.9: Hình bị Base 39 ảnh thực tế trước trước khiển Q04UDHCPU 40 Hình 3.10: Mặt sau mặt Q173DSCPU 41 Hình 3.11: Mặt sau mặt QD75D2N Bảng 3.7: Các thông số 45 điều QD75D2N 46 Hình 3.12: Nguyên lý điều QD75D2N Hình 3.13: Sơ khiển hoạt động Module 46 đồ ngõ giao điến Module sau module Q75D2N 47 Hình 3.14: Mặt trước QX42 Hình 3.15: Mặt trước mặt 48 thông số QX42 48 Hình 3.16: Sơ đồ chân QX42 Module Input 49 Hình 3.17: Mặt trước mặt sau Module QY41P giống với QX41 50 Hình 3.18: Mặt trước thông số QY41P Hình 3.19: Ví dụ 51 cách QY41P Hình 3.20: kết nối ngõ Module 51 Sơ đồ chân Module 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.21: Màn hình GOT 1000 Hình 3.23: Bộ nguồn tổ 24VDC Hình 3.24: Cảm biến 52 Omron ong 57 EE-SX 772 57 Hình 3.25: Bản vẽ mạch PLC Hình 3.26: động lực cấp cho Driver 58 Mạch kết nối với Servo động 59 Hình 3.27: Mạch cung cấp điện áp cho chân EM hình HMI 60 Hình 3.28: Mạch điều khiển giao tiếp Module QD75D2N Driver Linear 61 Hình 3.29: Mạch điều khiển Module QD75D2N Driver Encoder Linear 62 Hình Mạch 3.30: điều khiển QX42 Hình 3.31: Mạch điều ngõ vào 62 khiển QY42P ngõ 62 Hình 3.32: Sơ đồ cấu hình động Servo qua mạng SSCNET III/H Hình 63 3.33: bánh in 3D Hình 3.34: Cố định trục đế Hình 3.35: Gắn module hình bánh 64 lên phần 65 lên 65 trục giá đỡ mơ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.36: Đi dây I/O cho QD75D2N Hình 3.37: Đi dây CPU phần 3.38: 66 động hình Hình Q04UDH lực cho mơ 66 Hồn thành phần điện 66 Hình 4.1: Biểu đồ thời gian chuyển động thẳng 69 Hình 4.2: Biểu đồ thời gian chuyển động thẳng nhanh dần 69 Hình 4.3: giãn đồ thời gian biểu thị tốc độ trục theo thời gian 72 Hình 4.4: Lưu đồ Hình 4.5: Cách chia vùng CPU Hình 4.6: Bên tốn đồng 74 nhớ Multiple 76 Positioning_Axis_# 76 Hình 4.7: Bên Auto_Refesh 77 Hình 4.9: Giải thích cách Dogless Hình 4.10: Giải thích Home Home 84 cách Dogless 85 Hình thơng 4.11: Cấu hình cho Axis 87 số đồng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.3.4: Servo Data cho yêu cầu thay đổi giá trị trục 88 Hình 4.13: Servo Data cho yêu cầu trục chạy tới vị trí lồng 88 Hình 5.1: Mơ tốn Cut to length (Flying Shear) 91 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Các kí hiệu PLC dịng Q series Bảng 2.2: Các loại thiết bị có Bảng 2.3: Các loại Bảng 2.4: Các cung cấp 2.5: module ngõ Các module ngõ Bảng 2.6: Nguyên lý phát cho vào Bảng nguồn CPU CPU xung điều khiển động Servo .18 Bảng 2.7: Các module dẫn động 22 ... thức điều khiển thiết bị muốn xây dựng mô hình mơ tả hoạt động, nhóm định lựa chọn đề tài ? ?Điều khiển mơ hình đồng tốc độ cao động AC Servo thông qua mạng SSCNET III/H” BỘ Trang | MÔN ĐIỀU KHIỂN... 2.2: Một động Servo hãng Mitsubishi 2.3.2 Phân loại động Servo Động Servo thông thường phân làm hai loại là: động AC Servo động DC Servo Đối với DC servo: nguồn cấp cho động nguồn chiều DC servo. .. điều khiển để phát lệnh điều khiển Bộ điều khiển gửi lệnh tới khuếch đại Servo, sau nhận lệnh, khuếch đại Servo truyền lệnh tới động Servo Sau động Servo phát lực dẫn động theo lệnh Động Servo