Lập trình ứng dụng điều khiển động cơ servo mitsubishi với plc họ iq r đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO MITSUBISHI VỚI PLC HỌ iQ-R SINH VIÊN : NGUYỄN HỮU LỢI MSSV : 14029311 LỚP : DHDKTD10A GVHD : THS NGUYỄN ANH TUẤN TPHCM, NĂM 2018 PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài NGUYỄN HỮU LỢI, MSSV : 14029311 Tên đề tài LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO MITSUBISHI VỚI PLC HỌ iQ-R Nội dung Nghiên cứu thực nghiêm mô mơ đun PLC họ iQ-R, tính nắng mô đun điều khiển động cợ servo động servo Cài đặt thơng số lập trình điều khiển động servo dùng ngôn ngữ SFC Kết - Thu thập vốn kiến thức tìm tòi, đọc hiểu tài liệu, datasheet băng tiếng anh - Hiểu rõ tính mơ đun PLC họ iQ-R - Thấy hết tầm quan trọng ứng dụng tự động hóa q trình sản xuất - Lập trình điều khiển trục X Y động servo Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên i năm 2018 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn ii năm 2018 MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH v DANH SÁCH CÁC BẢNG vii LỜI MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Mô tả hoạt động trạm 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp thừa kế 1.4.2 Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thiết bị điều khiển PLC MELSEC iQ-R 2.1.1 Giới thiệu sê ri PLC MELSEC iQ-R 2.1.2 Các Mô đun sử dụng 2.1.2.1 Mô đun CPU .6 2.1.2.2 Mô đun Input Output 21 2.1.2.3 Mô đun đếm xung tốc độ cao 25 2.1.2.4 Mơ đun tính hiệu tương tự 33 2.1.2.5 Servo Driver Mitsubishi MR-J4 động Servo 40 2.1.2.6 Mô đun nguồn 53 2.1.2.7 Lựa chọn Base unit 54 2.1.3 Lập trình Cơng cụ lập trình 55 2.1.3.1 Phần mềm GX Works3 55 2.1.3.2 Phần mềm MT Developer2 61 2.2 Thiết bị điện 76 iii 2.2.1 Bộ nguồn 76 2.2.2 Các thiết bị đóng ngắt, thiết bị bảo vệ kết nối vào 77 2.2.3 Nút nhấn công tắc bảng điều khiển 79 2.2.4 Cơng tắc hành trình 79 CHƯƠNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH CNC HAI TRỤC 81 3.1 Mơ hình CNC hai trục 81 3.2 Cơ cấu 82 3.2.1 Các thiết bị 82 3.2.2 Sơ đồ đấu dây toàn hệ thống 83 3.2.3 Nguyên lí hoạt động 84 3.2.4 Lưu đồ giải thuật chương trình 84 3.2.5 Chương trình 85 3.2.6 Chương trình 86 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 88 4.1 Kết luận 88 4.2 Hướng phát triển 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 iv DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 : Ưu điểm iQ-R Hình 2.2 : Mơ đun iQ-R R04CPU Hình 2.3 : Mơ đun iQ-R R16MTCPU 15 Hình 2.4 : Ngõ vào input nhận tín hiệu từ bên 19 Hình 2.5 : Mơ đun Input RX42C4 21 Hình 2.6 : Sơ đồ đấu dây 32 chân bên trái mô đun input 23 Hình 2.7 : Mơ đun Output RY42NT2P 24 Hình 2.8 : Sơ đồ mạch mô đun Output 25 Hình 2.9 : Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2 26 Hình 2.10 : Kết nối Encoder với Mô đun đếm xung tốc độ cao 28 Hình 2.11 : Linear counter 29 Hình 2.12 : Ring counter function 29 Hình 2.13 : Mơ đun R60AD4 33 Hình 2.14 : Đấu dây cho mơ đun R60AD4 36 Hình 2.15 : Mơ đun R60DA4 37 Hình 2.16 : Sơ đồ đấu dây cho mô đun R60DA4 40 Hình 2.17 : Giới thiệu Mô đun MR-J4-10B 40 Hình 2.18 : Tên gọi phân động servo 43 Hình 2.19 : Dịng sản phẩm điều khiển servo MR-J4 45 Hình 2.20 : Dịng sản phẩm động servo quay 46 Hình 2.21 : Dịng sản phẩm động servo tuyến tính 47 Hình 2.22 : Dòng sản phẩm động dẫn động trực tiếp 47 Hình 2.23 : Nối đất điều khiển servo 49 Hình 2.24 : Đấu dây tín hiệu I/O với điều khiển servo 49 Hình 2.25 : Đấu dây dạng Sink/Source 50 Hình 2.26 : Đấu dây điều khiển servo vào động servo 51 Hình 2.27 : Đấu dây nguồn điện điều khiển servo 52 Hình 2.28 : Kết nối SSCNET III/H 52 Hình 2.29 : Mô đun cấp nguồn 53 v Hình 2.30 : Main base unit 54 Hình 2.31 : Bộ nguồn MEAN WELL 77 Hình 2.32 : Circuit Breaker 77 Hình 2.33 : Contactor 77 Hình 2.34 : Relay 78 Hình 2.35 : Kết nối vào 78 Hình 2.36 : Công tắc nút nhấn 79 Hình 2.37 : Cơng tắc hành trình 79 Hình 2.38 : Động servo 80 Hình 3.1 : Mơ hình CNC hai trục thực tế 81 Hình 3.2 : Sơ đồ đấu dây CNC trục 83 Hình 3.3 : Lưu đồ giải thuật mơ hình CNC trục 84 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 : Miêu tả CPU R04CPU Bảng 2.2 : Thông số kỹ thuật R04CPU 12 Bảng 2.3 : Bảng miêu tả R16MTCPU 15 Bảng 2.4 : Bảng thông số R16MTCPU 17 Bảng 2.5 : Bảng cải đặt chuyển đổi quay chế độ hoạt động R16MTCPU 18 Bảng 2.6 : Miêu tả Module Input RX42C4 22 Bảng 2.7 : Thông số kỹ thuật Module Input RX42C4 23 Bảng 2.8 : Cài đặt thời gian đáp ứng ngõ vào 24 Bảng 2.9 : Thông số kỹ thuật Module Output RY42NT2P 24 Bảng 2.10 : Miêu tả Module RD62P2 26 Bảng 2.11 : Thông số kỹ thuật Module RD62P2 27 Bảng 2.12 : Sơ đồ chân đấu dây Module RD62P2 30 Bảng 2.13 : Bảng miêu tả R60AD4 34 Bảng 2.14 : Thông số kỹ thuật Module R60AD4 35 Bảng 2.15 : Miêu tả Module R60DA4 37 Bảng 2.16 : Thông số kỹ thuật R60DA4 38 Bảng 2.17 : Giới thiệu Mô đun MR-J4-10B 41 Bảng 2.18 : Bảng mô tả pin kết nối tín hiệu I/O 50 Bảng 2.19 : Thông số kỹ thuật Module nguồn R62P 53 Bảng 2.20 : Bộ lệnh so sánh 59 Bảng 2.21 : Bộ lệnh tính tốn 60 Bảng 3.1 : Liệt kê thiết bị mơ hình CNC trục 82 vii LỜI MỞ ĐẦU Hiện tiến khoa học kỹ thuật giới diễn nhanh chóng, với đời hàng loạt sản phẩm ứng dụng thành tựu khoa học Đặc biệt năm gần kĩ thuật điển khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều cơng nghệ điều khiển đời để thay cho công nghệ lỗi thời Nhằm đáp ứng nhu cầu đổi đó, Mitsubishi Electric cho đời sản phẩm vào năm 2014 MELSEC iQ-R series điều khiển hệ mang tính mạng mới, mở kỹ nguyên tự động hóa hệ thống điều khiển có quy mơ trung bình lớn MECLSEC iQ-R phát triển dựa vấn đề mà khách hàng phải đối mặt thay đổi hợp lý lĩnh vực : Năng suất, Kỹ thuật, Bảo trì, Chất lượng, Kết nối, Bảo mật, Tương thích Mitsubishi electric giải vấn đề : Giảm TCO ( tổng chi phí ), Tăng độ tin cậy, Tái sử dụng sản phẩm trước Trong trường đại học, cao đẳng đưa thiết bị đại có khả điều khiển vào giảng dạy Một loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ đảm bảo độ tin cậy cao hệ thống điều khiển tự động PLC Trước trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh có giảng dạy dịng Mitsubishi trước FX1N hay FX3U… Với đề tài “ Lập trình ứng dụng điều khiển động Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R ”, em tiếp xúc với dòng điều khiển tự động PLC Mitsubishi electric Sau trình học tập rèn luyện nghiên cứu trường chúng em tích lũy số kiến thức đễ thực đề tài Cùng với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Anh Tuấn thầy cô giáo khoa bạn sinh viên khóa, đến em hồn thành đề tài Do thời gian nghiên cứu có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong nhận góp ý, dẫn thêm thầy (cơ) để đề tài em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ mục tiêu đặt Em xin chân thành cảm ơn ! viii Đồ Án Tốt Nghiệp SV : Nguyễn Hữu Lợi CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Ngày với phát triễn mạnh mẽ không ngừng khoa học kĩ thuật Ngành điện trước bước, khơng thể thiếu q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đặc biệt với đất nước phát triển Việt Nam ngành điện đóng vai trò quan trọng việc đưa nước ta sánh ngang với nước có cơng nghiệp đại giới Muốn đạt điều ngành tự động hóa phải phát triển đại hóa Khơng ngừng tiếp thu cơng nghệ đại giới đào tạo đội ngũ kĩ sư tự động hóa có trình độ cao để chủ động làm chủ công nghệ Ngành điện tự động Việt Nam phát triển ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất Ưu điểm lớn tự động hóa sản xuất làm việt với độ xác cao, hiệu Có thể giảm chi phí lao động, nâng cao nâng suất sản xuất Xuất phát từ vấn đề với việc thực nhiệm vụ học tập nhà trường Em nhận thấy đề tài “Lập trình ứng dụng điều khiển động Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R” thiết thực có khả ứng dụng rộng rãi tương lai Vì em định thực đề tài “Lập trình ứng dụng điều khiển động Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R” 1.2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đạt sau hồn thành đề tài: Áp dụng quy trình cơng nghệ vào mơ hình CNC trục Hiểu q trình làm việc mơ hình hệ thống, từ hiểu ứng dụng cách làm việc thiết bị điều khiển khả trình PLC MELSEC iQ-R thiết bị tự động hóa khác servo, cảm biến,… ... Mitsubishi trước FX1N hay FX3U… Với đề tài “ Lập trình ứng dụng điều khiển động Servo Mitsubishi với PLC họ iQ- R ”, em tiếp xúc với dòng điều khiển tự động PLC Mitsubishi electric Sau trình học... ứng dụng r? ??ng r? ?i tương lai Vì em định thực đề tài ? ?Lập trình ứng dụng điều khiển động Servo Mitsubishi với PLC họ iQ- R? ?? 1.2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đạt sau hoàn thành đề tài: Áp dụng quy trình. .. mở r? ??ng Đồ Án Tốt Nghiệp SV : Nguyễn Hữu Lợi CHƯƠNG CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thiết bị điều khiển PLC MELSEC iQ- R 2.1.1 Giới thiệu sê ri PLC MELSEC iQ- R Khái niệm PLC dòng iQ- R PLC điều khiển lập trình