ĐIỀU KHIỂN MÁY ÉP PHUN NHỰA BẰNG PLC MITSUBISHI FX3U

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà nội, 6-2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN MÁY ÉP PHUN NHỰA BẰNG PLC MITSUBISHI FX3U Trưởng môn : PGS.TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Trần Trọng Minh Sinh viên thực : Đỗ Quang Trường Lớp : CN ĐK & TĐH 01 - K59 MSSV : 20146752 Giáo viên duyệt : Hà nội, 6-2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài: “Điều khiển máy ép phun nhựa PLC MITSUBISHI FX3U” em tự làm, khơng chép tài liệu liên quan Các số liệu kết hoàn toàn trung thực, với thực tế kiểm duyệt giáo viên hướng dẫn Nếu phát có chép em xin chịu hồn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2018 Sinh viên thực Đỗ Quang Trường MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP PHUN NHỰA .2 1.1 Giới thiệu chung .2 1.2 Vấn đề đặt 1.3 Phân loại máy ép phun nhựa .2 1.4 Giới thiệu mơ hình máy ép phun nhựa 1.4.1 Cấu tạo mô hình máy ép phun nhựa 1.4.2 Quy trình cơng nghệ 1.4.3 Nguyên lí hoạt động Chương 2: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ .7 2.1 Thiết bị động lực .7 2.1.1 Aptomat .7 2.1.2 Nguồn 2.1.3 Rơ le 2.1.4 Xi lanh .11 2.1.5 Van tiết lưu 14 2.1.6 Van phân phối 14 2.1.7 Cảm biến điện từ .17 2.1.8 Cảm biến tiệm cận .18 2.1.9 Nút nhấn 19 2.1.10 Động 22 2.2 Thiết bị gia nhiệt 23 2.2.1 Nhiệt độ nguyên liệu 23 2.2.2 Các thành phần hệ thống gia nhiệt 23 2.4 Thiết bị điều khiển 26 2.4.1 Thiết bị điều khiển động .26 2.4.2 Thiết bị điều khiển logic PLC 28 Chương 3: 31 TÌM HIỂU VỀ PLC 31 3.1 Khái niệm PLC 31 3.2 Các thành phần PLC 31 3.2.2 Bộ nhớ .32 3.2.3 Nguồn 32 3.2.4 Các module vào/ra .32 3.2.5 Nguyên tắc hoạt động 33 3.3 Ứng dụng PLC 33 3.4 Giới thiệu PLC FX3U – 32MT/ES-A 34 3.4.1 Sơ lược PLC FX3U 34 3.4.2 Bộ điều khiển PLC FX3u-32MT/ES-A .35 3.5 Lập trình cho PLC Mitsubishi 37 Chương 4: 44 THIẾT KẾ MẠCH LỰC, MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 44 4.1 Sơ đồ bố trí thiết bị 44 4.2 Sơ đồ mạch lực 45 4.3 Sơ đồ mạch điều khiển 46 4.3.1 Sơ đồ đấu nối input PLC .47 4.3.2 Sơ đồ đấu nối output PLC 48 4.4 Sơ đồ hệ thống gia nhiệt 49 4.5 Sơ đồ mạch khí nén 50 4.6 Lập trình điều khiển hệ thống máy ép phun nhựa 50 4.6.1 Lưu đồ thuật toán 50 4.6.2 Phân cổng vào/ra .52 4.6.3 Chương trình Ladder 54 4.6.4 Thiết kế giám sát hệ thống HMI 54 4.7 Thực nghiệm 57 4.7.1.Kiểm tra thiết bị 57 4.7.2.Kiểm tra sơ đồ đấu nối thiết bị 57 4.7.3.Mơ hình thực tế 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC 62 Danh mục hình ảnh DANH MỤC HÌN Hình 1 Máy ép nhựa trục ngang Hình Máy ép nhựa trục đứng .3 Hình Mơ hình máy ép phun nhựa Hình Quy trình cơng nghệ YHình Aptomat…………………………………………………………………… Hình 2 Bộ nguồn meanwell DR-60-24 Hình Cấu trúc rơ le trung gian .9 Hình Rơ le trung gian MY2N 10 Hình Xi lanh AIRTAC – 32x150S 12 Hình Xi lanh AIRTAC – 16x100 13 Hình Xi lanh AIRTAC – 16x50 13 Hình Van tiết lưu 14 Hình Van 5/3 vị trí trung gian 15 Hình 10 Van 5/3 vị trí bên trái 15 Hình 11 Van 5/3 vị trí bên phải 15 Hình 12 Van phân phối 5/3 AIRTAC 4V230-08 16 Hình 13 Cảm biến từ AIRTAC CS1-U 18 Hình 14 Cảm biến LJI2A3-4-Z/BX 19 Hình 15 Nút bấm YS AP12-11 20 Hình 16 Nút bấm khẩn cấp YSSEP 323-11RA .21 Hình 17 Nút chuyển YS AR3-211LB 22 Hình 18 Động xoay chiều pha .22 Hình 19 Cấu tạo cặp nhiệt điện .24 Hình 20 Sơ đồ nối dây đồng hồ điều khiển nhiệt độ E5CZ 25 Hình 21 Nguyên lý hoạt động biến tần 27 Hình 22 Biến tần VFD-L 27 Hình 23 Sơ đồ đấu nối biến tần .28 Hình 24 PLC Mitsubishi FX3U-32M 29 Hình 25 Modun FX3U 485 ADP-MB 30 Danh mục hình ảnh YHình Thành phần PLC……………………………………………….31 Hình Chu kỳ quét PLC 33 Hình 3 Sơ đồ đấu nối input FX3U-32MT/ES-A .35 Hình Sơ đồ đấu nối output (Sink Source) 35 Hình Giao diện khởi động GX Works .37 Hình Cửa sổ tạo New Project .38 Hình Tab ghi địa tên biến .39 Hình Biên dịch chương trình 40 Hình Nạp chương trình cho PLC .40 Hình 10 Cửa sổ write to PLC 43 Hình 11 Cửa sổ hồn tất Write to PLC 43 YHình Sơ đồ panel điều khiển 44 Hình Sơ đồ bố trí thiết bị .45 Hình Sơ đồ mạch lực 46 Hình 4 Sơ đồ đấu nối input 47 Hình Sơ đồ đấu nối output 48 Hình Sơ đồ hệ thống gia nhiệt 49 Hình Sơ đồ mạch khí nén 50 Hình Lưu đồ thuật tốn 51 Hình Các cổng kết nối HMI 55 Hình 10 Màn hình chọn chế độ điều khiển 56 Hình 11 Màn hình chế độ Auto .56 Hình 12 Màn hình chế độ Manual 56 Hình 13 Màn hình báo lỗi hành trình xi lanh 57 Hình 14 Mơ hình máy ép phun nhựa thực tế 58 Hình 15 Nút bấm bảng điều khiển 58 Hình 16 Giao diện HMI Got1000 bảng điều khiển 59 Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ L Bảng Thông số Aptomat Huyndai Bảng 2 Thông số nguồn .8 Bảng Thông số rơ le OMRON MY2N 10 Bảng Thông số loại xi lanh .13 Bảng Thông số van AIRTAC 4V230-08 16 Bảng Thông số cảm biến từ AIRTAC CS1-U .17 Bảng Thông số cảm biến LJIA3-4-Z/BX 18 Bảng Thông số nút bấn YS AP12-11 20 Bảng Thông số nút bấm YSSEP 323-11RA .20 Bảng 10 Thông số nút chuyển YS AR3-211LB 21 Bảng 11 Thông số động .23 Bảng 12 Thông số kĩ thuật đồng hồ gia nhiệt E5CZ – R2MT 25 Bảng 13 Thông số kỹ thuật biến tần VFD-L 28 YBảng Thông số kỹ thuật PLC FX3U-32MT/ES- A 36 Bảng Một số lệnh GX Works .39 YBảng Phân cổng vào PLC…………………………………………………… 52 Danh mục từ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PLC I/O CPU Programmable Logic Controller Thiết bị điều khiển khả trình In put/Out put Đầu vào/Đầu HMI Central Processing Unit Human Machine Interface FBD Function Block Diagram SFC Sequential Function Chart GOT Graphic Operation Terminal Bộ xử lý trung tâm Thiết bị giao tiếp người máy móc Phương pháp lập trình khối hàm Ngơn ngữ mơ tả lược đồ hàm Thiết bị đầu cuối hiển thị hoạt động Chương 4: Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển chương trình điều khiển Hình Các cổng kết nối HMI c) Màn hình giám sát điều khiển Hình 10 Màn hình chọn chế độ điều khiển Hình 11 Màn hình chế độ Auto 56 Chương 4: Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển chương trình điều khiển Hình 12 Màn hình chế độ Manual Hình 13 Màn hình báo lỗi hành trình xi lanh 4.7 Thực nghiệm 4.7.1 Kiểm tra thiết bị - Kiểm tra lại toàn thiết bị có mơ nút nhấn, rơ le, đèn báo, khối nguồn, cảm biến, động cơ,… - Bật máy nén khí kiểm tra nút nhấn van phân phối 5/3 tay xem có bị rị khí ngồi khơng - Kiểm tra hành trình xi lanh kiểm tra xi lanh hoạt động vào có bình thường khơng 57 Chương 4: Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển chương trình điều khiển 4.7.2 Kiểm tra sơ đồ đấu nối thiết bị - Kiểm tra sơ đồ đấu dây khối nguồn, cảm biến, nút ấn, rơ le, động cơ, van điện từ - Kiểm tra lại sơ đồ đấu nối đầu vào PLC, đấu nối lại đầu vào PLC cho hợp lí 4.7.3 Mơ hình thực tế Sau thời gian kiểm tra, sửa chữa thiết bị mơ hình, tìm hiểu nguyên lí hoạt động máy ép phun nhựa lập trình lại cho máy ép phun nhựa chạy theo ngun lí đó, ta chạy thực nghiệm thành cơng mơ hình theo ngun lí hoạt động máy ép phun nhựa, nhiên mơ hình mang tính lí thuyết chưa áp dụng vào chạy thực tiễn: Hình 14 Mơ hình máy ép phun nhựa thực tế 58 Chương 4: Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển chương trình điều khiển Hình 15 Nút bấm bảng điều khiển Hình 16 Giao diện HMI Got1000 bảng điều khiển 59 Kết luận KẾT LUẬN Qua thời gian thực làm đồ án, hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Trọng Minh Th.S Nguyễn Danh Huy, em cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp theo yêu cầu thời gian quy định Qua đồ án này, em học hỏi hiểu thêm nhiều công nghệ máy ép phun nhựa điều khiển PLC Mitsubishi:  Về phần lý thuyết: - Tìm hiểu quy trình cơng nghệ ép phun nhựa - Tìm hiểu thiết bị điện để xây dựng nên mơ hình - Tìm hiểu điều khiển lập trình PLC Mitsubishi FX3U  Về phần thi công: - Xây dựng sơ đồ khối - Thiết kế vẽ - Viết chương trình điều khiển Mặc dù cố gắng, kiến thức thời gian cịn hạn chế nên áp dụng mơ hình phịng thí nghiệm, chưa đủ tồn diện để sử dụng thực tế Và em khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn, kính mong thầy đóng góp ý kiến để em hoàn thiện đồ án tốt Em bổ sung cho đồ án hoàn chỉnh để đáp ứng yêu cầu thực tế Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2018 Sinh viên thực Đỗ Quang Trường 60 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Danh Huy, Slide giảng khí nén-thủy lực, Bộ mơn TĐH XNCN, 2012 [2] Hà Tất Thắng, Bài giảng PLC cho tự động hóa, Bộ môn TĐH XNCN, 2007 [3] Mitsubishi, Sổ tay lập trình – tài liệu hướng dẫn ứng dụng Bộ điều khiển lập trình FX3U/FX3UC [4] http://www.moldviet.com/, truy cập cuối ngày 20/5/2108 [5] http://doc.edu.vn/tai-lieu/bao-cao-thuc-tap-tai-cong-ty-co-phan-nhua-sai-gon43610/, truy cập cuối ngày 4/6/2018 [6] http://plcvietnam.com.vn/forum/, truy cập cuối ngày 3/6/2018 61 Phụ lục PHỤ LỤC P1 Chương trình điều khiển 62 Phụ lục 63 Phụ lục 64 Phụ lục 65 Phụ lục 66 Phụ lục 67 Phụ lục 68 Phụ lục 69 Phụ lục 70 ... máy ép phun nhựa Có loại máy ép phun nhựa máy ép nhựa trục ngang máy ép nhựa trục dọc: Hình 1 Máy ép nhựa trục ngang Hình Máy ép nhựa trục đứng Chương 1: Tổng quan máy ép phun nhựa  Máy ép nhựa. .. em giao đề tài “ Điều khiển máy ép phun nhựa PLC MITSUBISHI FX3U ” Để từ đó, em hiểu rõ điều khiển PLC nói chung, dịng PLC FX3U Mitsubshi nói riêng thiết kế hệ thống máy ép nhựa Trong trình làm... phẩm nhựa đồng Sản phẩm lấy không dễ dàng phải thực tay, khó thực hoạt động tự động 1.4 Giới thiệu mơ hình máy ép phun nhựa 1.4.1 Cấu tạo mơ hình máy ép phun nhựa Hình Mơ hình máy ép phun nhựa