THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH DẠY HỌC DÙNG PLC MITSUBISHI.................................................................................................................................................................................................................................................................
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC DÙNG PLC MITSUBISHI GVHD: ThS Nguyễn Thới SVTH: Nguyễn Ngọc Long 16341013 Nguyễn Thanh Tùng 10901077 Tp Hồ Chí Minh - 12/2019 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH DẠY HỌC DÙNG PLC MITSUBISHI GVHD: ThS Nguyễn Thới SVTH: Nguyễn Ngọc Long 16341013 Nguyễn Thanh Tùng 10901077 Tp Hồ Chí Minh - 12/2019 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 10 tháng 12 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Nguyễn Ngọc Long MSSV: 16341013 Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Đại học quy Mã hệ: 2016 Lớp: 1634101A Nguyễn Thanh Tùng MSSV: 10901077 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2010 Lớp: 109010A I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC DÙNG PLC MISHUBISHI II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Tìm hiểu khảo sát mơ hình thực tế chọn hướng thiết kế phù hợp Đọc nguyên cứu tài liệu plc mitsubishi, hình HMI , module Chọn module sử dụng phù hợp với thực tế mơ hình Ttiến hành viết luận văn Nội dung thực hiện: Thi công hệ thống panel để cắm dây thực hành Thiết kế thi công khung bàn cho dể sử dụng Tìm hiểu hệ thống controle motion thiết kế thi cơng hệ thống Viết chương trình cho hệ thống Chạy chương trình quay video báo cáo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/09/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/12/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Thới BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÔ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 03 tháng 09 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ( cho GVHD theo dõi tiến độ) Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN NGỌC LONG MSSV: 16341013 Họ tên sinh viên 2: NGUYỄN THANH TÙNG MSSV: 10901077 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH DẠY HỌC DÙNG PLC MITSUBISHI Tuần/ngày Nội dung Kết dự kiến Tuần (02/09 – 07/09) Nhận đề tài tốt nghiệp Đề tài Đề cương DATN Viết đề cương Tuần (09/09 – 14/09) Thiết kế khí Bản vẽ 3D Tuần (16/09 – 21/09) Thiết kế khí Bản vẽ 3D Tuần (23/09 – 28/09) Gia cơng khí Kết nối chi tiết khí Tuần (30/09 – 05/10) Thiết kế, thi công hệ thống điện Bản vẽ kết nối thiết bị điện Tuần (07/10 – 12/10) Lập trình PLC Code PLC Tuần (14/10 – 19/10) Giao diện HMI Thiết kế giao diện HMI,I/O,mạng vào giám sát phân tán Tuần (21/10 – 26/10) Lắp đặt hệ thống chạy thử nghiệm Lắp đặt Tuần 10 (28/10 – 02/11) Lắp đặt hệ thống chạy thử nghiệm Chạy thử nghiệm Tuần 11 (04/11 – 09/11) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần sở lý thuyết Tuần 12 (11/11 – 16/11) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần tính tốn Tuần (26/08 – 31/08) Xác nhận GVHD Tuần 13 (18/11 – 23/11) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thiết kế Tuần 14 (25/11 – 30/11) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thực Tuần 15 (02/12 – 07/12) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thực Tuần 16 (09/12 – 14/12) Viết báo cáo + cân chỉnh hệ thống Báo cáo phần thực Tuần 17 (16/12 – 21/12) Hoàn thành ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI LỜI CAM ĐOAN Đề tài nhóm tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Nguyễn Thanh Tùng Nguyễn Ngọc Long -6- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM thời gian tháng Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp, nhóm sinh viên nhận nhiều giúp đỡ để hoàn thành luận văn Trước tiên nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn – ThS Nguyễn Thới tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho nhóm suốt q trình thực luận văn tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn Thầy Trần Văn Sỹ góp ý chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cho em thực tốt đề tài Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Điện- Điện tử , Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM, người truyền đạt kiến thức tảng quý báu cho nhóm suốt thời gian học tập vừa qua Sau xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ nhóm q trình làm luận văn Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến anh (chị) đáp viên nhiệt tình trả lời câu hỏi thắc mắc giúp nhóm hồn thành luận văn tốt nghiệp Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Nguyễn Ngọc Long Nguyễn Thanh Tùng -7- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình iii Cam đoan iv Lời cảm ơn .v Mục lục vi Liệt kê hình vẽ ix Liệt kê bảng vẽ …………………………………………………………………… xi Tóm tắt xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn 1.5 Bố cục CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thực trạng 2.2 Cơ sở lý thuyết đề tài 2.2.1 Master station CPU 2.2.1.2 Module QD75M4 11 2.2.1.3Module IO QH42P .13 2.2.1.4 Module CCLink QJ61BT11N .15 2.2.2 Màn hình HMI 16 -8- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI 2.2.3 Module chuyển đổi ADC .23 2.3 Cơ sở lý thuyết giảng dạy 25 2.3.1 Quá trình thực hành 25 2.3.2 Một số thực hành mơ hình 26 2.4 Cơ sở lý thuyết thực hành 26 2.4.1 Kỹ thực hành PLC 26 2.4.2 Kỹ thực hành biến tần 27 2.4.3 Kỹ thực hành cảm biến 27 2.4.2 Kỹ thực hành giao diện HMI 27 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 28 3.1 Yêu cầu chung hệ thống 28 3.2 Tính tốn thiết kế phần khung 28 3.2.1 Bàn khung giá 28 3.2.2 phần bảng mica thiết bị 29 3.3 Tính tốn thiết kế phần giao diện điều khiển 33 3.3.1 Sơ đồ khối hệ thống .33 3.3.2 Sơ đồ khối module CCLink 34 3.3.3 Sơ đồ biến tần 34 3.3.4 Sơ đồ định vị 35 3.4 Tính tốn chọn thiết bị 35 3.4.1 Trạm CPU .35 3.4.2 Màn hình HMI 41 3.4.3 Bộ nguồn OMRON 43 3.4.4 Module ngõ vào AJ65SBTB1-16DI .44 -9- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI 3.4.5 Module ngõ AJ65SBTB1-16DO .45 3.4.6 Module biến tần RF-E700 .45 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 47 4.1 Giới thiệu .47 4.1.1 Thi công phần khung 47 4.1.2 Thi công phần điện 47 4.2 Thi công hệ thống 53 4.2.1 Thi công phần khung 53 4.2.2 Thi công phần điện 53 4.3 Thi cơng mơ hình 53 4.3.1 Thi cơng mơ hình điều khiển bàn xoay kết hợp dùng module QD75M4 53 4.3.2 Thi cơng mơ hình động pha dùng biến tần .54 4.4 Lập trình hệ thống 54 4.4.1 Mô tả hệ thống 54 4.4.2 Phần mềm lập trình 54 4.4.2.1 Phần mềm GX work2 55 4.4.2.2 Thiết kế giao diện HMI 58 4.5 Tài liệu hướng dẫn thực hành 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 79 5.1 Kết .79 5.2 Nhận xét 79 5.3 Đánh giá 80 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 81 6.1 Kết luận .81 6.2 Hướng phát triển 81 -10- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cách cài đặt mudule cclink với module IO GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Cách đấu dây nối mạch qua mạng cclink Cấu hình mạng cclink GX work Yêu cầu Giúp sinh viên hiểu rõ chức khối cấu hình cclink , đồng thời nắm rõ chức module kết nối , trạm chủ tớ , trạm cục Kết nối trực tiếp cảm biến , nút nhấn thực chức IO Kết nối module output với ngõ đến đèn nhằm thực chức ngõ Chuẩn đầu Sau thực hành kết nối IO với mạng cclink sing viên có kiến thức module IO kết nối vào với module thong qua mạng cclink Nội dung thực hành : a Hướng dẫn kết nối phần cứng đấu dây Hướng dẫn kết nối phần cứng: Đặt module cần thí nghiệm lên bảng mơ hình kết nối trực tiếp dùng giắc cắm nối ký tự giống biến tần module panel Hình 4.34: Sơ đồ nối dây -85- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Hình 4.35: Sơ đồ kết nối nhà cung cấp PLC Module CCLINK Hình 4.36: Sơ đồ khối kết nối thực tế mơ hình b Hướng dẫn cấu hình lập trình Hình 4.37: Chọn giao tiếp dùng mạng cclink Vào mục cclink mở cửa sổ cấu hình -86- Khối IO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Hình 4.38: Cài đặt giá trị tham số ban đầu cho mạng cclink c Chương trình -87- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Hình 4.39: Chương trình giao tiếp IO Chú ý : Khơng cắm trái nguồn khác với yêu cầu Các chân phải cắm theo hướng dẫn Các panel chứa module ứng dụng phải đặt vào bảng thẳng hàng Kết sau thực hành …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… -88- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Bài 3: Chương trình kết nối sử dụng module QD75M4 Mục đích Nhằm cho sinh viên có điều kiện thực hành thực kế chức module control motion Cách cài đặt ban đầu vận hành Cách đấu dây từ mơ hình đến motion Các bước cài đặt servo kết nối servo Các chức chuyên sâu module Yêu cầu Sinh viên phải tự đấu nối trực tiếp mơ hình đến control motion , đấu nối đến mơ hình Tự cấu hình cho motion điều khiển chuyển động , hiểu chức IO module , vùng nhớ cho phép điều khiển motion, lệnh cho chức motion Chuẩn đầu Sau thực hành module QD75M4 sinh viên nắm đươc chức module cách kết nối , hiểu chức motion module , sử dụng lệnh -89- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội dung thực hành : a Hướng dẫn kết nối phần cứng đấu dây Hướng dẫn kết nối phần cứng PLC GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Module QD75M4 Khối motion Hình 4.40: Sơ đồ khối hệ thống Sơ đồ đấu dây Hình 4.41: Sơ đồ kết nối tín hiệu QD75M4 -90- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Hình 4.42 Sơ đồ kết nối với driver motion b Hướng dẫn cấu hình lập trình Hướng dẩn cấu hình QD75M4 module diều khiển trục hỗ trợ chuyển động hàm nội suy : nội suy tuyến tính nội suy cung trịn … Cho phép cấu hình chức sử dụng Hổ trợ mạng SSCNET cho phép lien kết với thiết bị bên ngồi Các bước cấu hình sử dụng QD75M4 Hình 4.43 Chọn vào module QD75M4 Cấu hình tham số -91- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Hình 4.44 Các thơng số QD75M4 Cài đặt đơn vị chuyển động mục unit setting Số xung vòng quay Khoảng dịch chuyển vòng quay Cài dặt tham số servo Chọn loại servo cần giao tiếp Chọn tốc độ cao motor Set up parameter theo nhu cầu sử dụng Chọn mục đếm xung hồi tiếp Cài đặt tham số trục theo yêu cầu Vào mục operater pattern chọn kiểu hoạt động End sau xong chu trình Cont hoạt động tiếp tục Location hoạt động cục -92- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Mục control system chọn kiểu điều khiển bao gồm phương pháp nội suy Mục axis interporlar : chọn trục nội suy Sau cài đặt tất trục tiến hành lưu lại c Chương trình -93- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI Chú ý : Không cắm trái nguồn khác với yêu cầu Các chân phải cắm theo hướng dẫn Các panel chứa module ứng dụng phải đặt vào bảng thẳng hàng Kết sau thực hành …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… -94- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI CHƯƠNG KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ Sau tháng nghiên cứu thực đề tài nhóm chúng em thực kết sau: - Thiết kế thi cơng mơ hình dạy học PLC MITSHUBISHI hồn thiện với nhiều mơ-đun giúp khai thác nhiều chứa PLC điều khiển biến tần, mạng cc-link, định vị, - Sử dụng phần mềm lập trình PLC MITSHUBISHI phần mềm thiết kế giao diện HMI - Thành thạo tính cài đặt số thiết bị biến tần, cảm biến, cclink 5.2 NHẬN XÉT - Ưu điểm: + Mơ hình hoạt động ổn định với nhiều mơ-đun đa dạng phong phú + Đảm bảo tính thẩm mỹ, tiện lợi việc nâng cấp, thay thế, sữa chữa tháo lắp dễ dàng + Người học + Thơng qua mơ hình người học biết cách bố trí thiết bị điện khung giá, nhận dạng thiết bị, quan sát tìm hiểu trực quan cấu trúc điều khiển lập trình PLC.Biết cách kết nối thiết bị với nguồn điện cho phép, ghép nối cảm biến với chuyển đổi, ghép nối tín hiệu vào cho điều khiển lập trình PLC ghép nối tín hiệu ra, kết nối truyền thông thiết bị điều khiển HMI, Cc-clink, Biến tần, Máy tính, - Nhược điểm: -95- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Sách hướng dẫn viết đơn giản GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI 5.3 ĐÁNH GIÁ Nhìn chung mơ hình thiết kế thi công tiến độ, đạt tiêu, yêu cầu ban đầu đề -96- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Thiết kế thi công hồn thiện mơ hình dạy học để đưa ứng dụng phục vụ học tập thực tế Điều khiển giám sát hoạt động mơ hình thơng qua hình HMI Kết nối điều khiển thiết bị khác bên điều khiển động pha qua biến tần, điều khiển động sevor thơng qua mơ-đun định vị vị trí Tìm hiểu nghiên cứu phát triển sâu mô hình PLC MITSUBISHI thực tế 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Có thể nâng cấp thêm mơ-đun điều khiển thiết bị thông qua mạng không dây như: internet, bluetooth, -97- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E-learning AC Servos-MELSERVO (hardware) http://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-learning/pdf/vie/4MOTION_Basics_HW_fod_vie.pdf [2] E-learning AC Servos-MELSERVO (real mode SFC) http://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-learning/pdf/vie/4MOTION_Basics_Real_Mode_SFC_fod_vie.pdf http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/servo/sh030051/sh030051g.pdf [3] I/O Module Type Building Block User's Manual http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/sh080042/sh080042ad.pdf [4] QCPU User's Manual (Hardware Design, Maintenance and Inspection) http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/plc/sh080483eng/sh080483engat.p df http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/ssc/ib0300113/ib0300113b.pdf [5] Qd75M4 manual https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/manual/ssc/ib0300062/ib0300062c.pdf -98- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN THỚI PHỤ LỤC -99- ... PLC I/O modules sau: - Digital modules; - Analog modules; - Special modules; - Communication processors; - Fail-safe I/O modules; - -3 0- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2.1.4 Modun CC-Link QJ61BT11N GVHD:... THỚI Hệ thống bao gồm module chức sau: PLC SIMATIC S 7-2 00: CPU-224 Out Digital Module: EM-222 4-In/1-Out Analog Module: EM-235 Cáp PC-PPI/RS485: PPI-PC Bộ nguồn cho thi? ??t bị Bộ nút nhấn,... PLC S 7-3 00 Bảng thí nghiệm cho PLC, bao gồm: Bục nguồn:CB+ổ 220V,Bảng hộp gắn PLC+ I/O Module có chốt PLC S 7-3 00:CPU-312+MMC 64KB Module S 7-3 00, DI, DO, 24V DC, 0.5A, 20 PIN Module S 7-3 00,