ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET IIIH

TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H. II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: - Tìm hiểu về động cơ servo cũng như cách điều khiển - Tìm hiểu về bộ động cơ servo và driver MR-J4-B của Mitsubishi - Tìm hiểu về điều khiển vị trí - Tìm hiểu về các hệ thống đồng bộ trong công nghiệp 2. Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống đồng bộ - Thiết kế cơ khí cho mô hình - Thiết kế phần điều khiển cho hệ thống - Viết chương trình điều khiển cho Q-motion CPU - Viết chương trình điều ladder cho CPU dòng Q series - Cài đặt các thông số theo cơ khí đã thiết kế và điều chỉnh máy - Thiết kế lập trình cho màn hình HMI GOT 1000 - Chạy thử nhiều lần, ghi nhận lại các qua trình chạy và rút ra sai số

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 Sinh viên: TRẦN ĐÌNH SANG MSSV: 15151208 HỒ XUÂN THANH MSSV: 15151215 Hướng dẫn: Th.S LÊ HỒNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH – 07/2019 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 04 tháng 07 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: TRẦN ĐÌNH SANG MSSV: 15151208 Họ tên sinh viên 2: HỒ XUÂN THANH MSSV: 15151215 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2015 – 2019 Lớp: 151511 I TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: - Tìm hiểu động servo cách điều khiển - Tìm hiểu động servo driver MR-J4-B Mitsubishi - Tìm hiểu điều khiển vị trí - Tìm hiểu hệ thống đồng công nghiệp Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống đồng - Thiết kế khí cho mơ hình - Thiết kế phần điều khiển cho hệ thống - Viết chương trình điều khiển cho Q-motion CPU - Viết chương trình điều ladder cho CPU dịng Q series - Cài đặt thơng số theo khí thiết kế điều chỉnh máy - Thiết kế lập trình cho hình HMI GOT 1000 - Chạy thử nhiều lần, ghi nhận lại qua trình chạy rút sai số - Nhận xét kết luận III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/07/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S LÊ HOÀNG LÂM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN (Ký tên & đóng dấu) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: TRẦN ĐÌNH SANG MSSV: 15151208 Họ tên sinh viên 2: HỒ XUÂN THANH MSSV: 15151215 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H Tuần/ngày Nội dung Xét duyệt đề tài đề cương Tìm hiểu sơ lược hệ thống, lựa chọn thiết bị, cảm biến, động cơ, Driver Tìm hiểu điều khiển động Servo, điều khiển vị trí, điều khiển tốc độ Tìm hiểu mạng quản lý động Servo – SSCNET III/IV Tìm hiểu chương trình SFC, viết chương trình SFC Tìm hiểu khí ảo, cách đồng động phần mềm MT Developer hãng Mitsubishi Viết chương trình điều khiển tốc độ, vị trí động Viết chương trình điều khiển đồng tốc độ động Servo Tính tốn, thiết kế phần khí 10 Hồn thành phần khí Xác nhận GVHD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11 Tính tốn thiết kế phần điện 12 Hồn thành phần điện 13 Viết chương trình điều khiển hồn chỉnh cho mơ hình 14 Kiểm tra giải thuật, sửa lỗi, tăng tốc độ đồng 15 Hoàn thành mơ hình, viết báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 04 tháng 07 năm 2019 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên 1: TRẦN ĐÌNH SANG MSSV: 15151208 Họ tên sinh viên 2: HỒ XUÂN THANH MSSV: 15151215 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2015 – 2019 Lớp: 151511 Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ HOÀNG LÂM Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: .) TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 07 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 04 tháng 07 năm 2019 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên 1: TRẦN ĐÌNH SANG MSSV: 15151208 Họ tên sinh viên 2: HỒ XUÂN THANH MSSV: 15151215 Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2015 – 2019 Lớp: 151511 Họ tên Giáo viên phản biện: Th.S TRẦN VĂN SỸ Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: .) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 04 tháng 07 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Chúng cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Người thực đề tài LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Luận văn hoàn thành trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM thời gian tháng Trong 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 Lê Hồng Lâm tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho nhóm suốt q trình thực luận văn tốt nghiệp 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 Xin gửi lời cảm ơn bạn bè bạn sinh viên lớp 151511 động viên, giúp đỡ nhóm q trình làm luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn đến người xung quanh, gia đình, người thân, bạn bè thầy bên cạnh, ủng hộ chung em đường học tập, làm việc tìm hướng tương lai Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2019 Nhóm sinh viên thực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.11: Cấu hình cho Axis thơng số đồng Thơng số Giải thích Trục dẫn động lựa chọn trục Ly hợp bắt nhờ tín hiệu từ trục Input đến địa cài đặt BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cài đặt độ trượt cho ly hợp với khoảng trượt để đạt tốc độ trục đầu với trục 50mm Cài đặt trục đầu cho trục Trục đầu sử dụng hệ theo cài đặt ban đâu hệ thống servo data parameter Chu kì vịng cam so với trục 10 mm Tương ứng với chu kì trục dịch chuyển 10 mm trục đầu dịch chuyển 10 mm để tốc độ trục Bảng 4.4: Giải thích thơng số cài đặt đồng Axis theo Axis Bước 5: Cài đặt Servo Data cho việc điều khiển Servo Liên quan đến việc lập trình ngơn ngữ SFC bước Hình 4.12: Servo Data cho yêu cầu Home trục Hình 4.14: Servo Data cho yêu cầu thay đổi giá trị trục Hình 4.15: Servo Data cho yêu cầu trục chạy tới vị trí lồng BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.3.4 Bước – Chương trình SFC Mở đầu chương trình điều khiển cho mơ hình Điểm lặp lại chương trình Gọi vị trí Home cho trục động Delay khoảng thời gian 100ms Chờ cho động thực trình Home Chờ tín hiệu tốc độ rpm động Cho trục chạy khoảng cách vùng nhớ D6000 với vận tốc 200.00 mm/min tới vị trí bánh lồng Chờ trục chạy xong Thay đổi giá trị current trục động dựa vào tốn tính Chờ hồn thành Chờ tín hiệu Ready trục Đặt giá trị tốc độ đồng mong muốn cho mơ hình On bit đồng cho trục trục Chờ tín hiệu đồng ý động khí ảo D7030 = biểu thị đồng với tốc độ 50 rpm BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chờ tín hiệu clutch ON Chờ tín hiệu báo smooth clutch Set bit M6803 báo hiệu cho động Linear bắt đầu chạy Delay khoảng thời gian 10ms Reset bit M6803 Giá trị trục lớn 300000 cho chuyển sang đồng tốc độ lớn Tăng giá trị D7030 lên báo hiệu tăng tốc độ Tăng giá trị tốc độ muốn đồng Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước Lặp lại trình với bước BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 97 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.3.5 Thiết kế HMI điều khiển Hình 4.16: Giao điện đăng nhập HMI BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 99 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.17: Giao diện chạy Auto mơ hình BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 100 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.18: Giao diện chạy Manual mơ hình CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT QUẢ Sau hồn thành mơ hình nhóm thực thí nghiệm tốc độ tối đa chuyển động thu kết sau Tên dạng chuyển động Tốc động bồng Max Yêu cầu ban đầu Flying shear 1500 rpm Hoàn thành Speed up concurrently 2500 rpm Hoàn thành Linear motor 20000 mm/min Hoàn thành Bảng 5.1: Kết thí nghiệm chuyển động mơ hình 5.2 KẾT LUẬN Sau q trình tìm hiểu thi cơng mơ hình đồng động Servo sử dụng mạng SSCNET III/H, với nội dung mục tiêu đặt ban đầu, nhóm hồn thành tương đối tốt Thuật tốn điều khiển đồng cho mơ hình đáp ứng nhanh, ổn định, kiểm sốt tốt khiến q trình đồng khơng gặp lỗi q trình vận hành, dễ dàng điều khiển với chế độ tự động Manual Các kết mà nhóm đạt sau:  Về mặt lý thuyết Đã có tìm hiểu nắm bắt tổng thể nguyên lý hoạt động, lý thuyết điều khiển mơ hình đồng bộ, khí ảo, động Servo, động Linear, Encoder tuyệt đối Encoder tương đối Tìm hiểu cách thức giao tiếp, truyền tín hiệu CPU hệ thống Multiple CPU, mạng quản lý động Servo SSCNET III/H  Về phần cứng - Phần cứng chắn, chịu áp lực động Servo quay tốc độ cao BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 101 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Ít bị ảnh hưởng bới yếu tố bên - Kết cấu dễ dàng tháo lắp, an toàn với người vận hành  Về phần mềm - Chương trình viết cách hoàn chỉnh, điều khiển dễ dàng cho người vận hành - Hệ thống giám sát HIM GOT 1000 thị thơng số tốc độ, vị trí giúp theo dõi trạng thái động Servo động Linear - Nhóm đặt mục tiêu điều khiển là: Đồng tốc độ cao 2000 rpm Thời gian đáp ứng nhanh Dễ điều khiển, ứng dụng cho chương trình giảng dạy Kết quả, nhóm đạt mục tiêu 100% với yêu cầu đặt Giải thuật ứng dụng toán chiết rót chất lỏng, tốn Cut to length (Flying Shear) Hình 5.1: Mơ tốn Cut to length (Flying Shear) 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đối với mơ hình sau nhóm thi thi cơng nhận thấy hướng phát triển sau:  Tăng số lượng động đồng  Áp dụng dạng chuyển động phức tạp để đồng ví dụ chuyển động nội suy cung tròn  Tiến hành ứng dụng để giải tốn địi hỏi chuyển động đồng Xây dựng, thiết kế hệ thống ứng dụng cơng nghiệp BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 102 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mitsubishi Electric (2014) , “Servo Motion Controller Basics (Basic Model: SFC)” [2] Mitsubishi Electric, “ Melservo – J3 series ; SSCNET III interface , MR-J3-B Servo Amplifier ; Instruction Manual ” [3] Mitsubishi Electric, “ Q173D(S)CPU/Q172D(S)CPU User's Manual” [4] Mitsubishi Electric (20011), “ Melsec System Q ; Program Logic Controllers” [5] Mitsubishi Electric (2004), “Q173DSCPU/Q172DSCPU Motion Controller” [6] Mitsubishi Electric (2009), Misubishi Programmable Controller Melsec Q series; QCPU Programming Manual Common Instruction ½” [7] Mitsubishi Fatec (2009), “ AC Servo School Textbook – AC Servo Practice Course” [8] Mitsubishi Electric, “ Q173DSCPU/Q172DSCPU Motion Controller (SV22) Programming Manual (Advanced Synchronous Control)” [9] Mitsubishi Electric(2016), “ GT1055-QSBD, GT1050-QBBD, GT10 General Description” [10] Mitsubishi Melsoft(2012), “ Integrated FA Software, GT Designer3, Screen Design Manual Function ½” [11] Q173D(S)CPU/Q172D(S)CPU Motion Controller (SV13/SV22) Programming Manual (REAL MODE) [12] [13] Programmable Controllers MELSEC-Q series [QnU] Q173D(S)CPU/Q172D(S)CPU Motion Controller (SV22) Programming Manual (VIRTUAL MODE) [14] Khóa học MOTION CONTROLLER (Phần cứng) [15] Ứng dụng BỘ ĐIỀU KHIẾN CHUYẾN ĐỘNG (Chế độ ảo) [16] Khóa học MOTION CONTROLLER (Real Mode:SFC) [17] Mitsubishi Electric, “ MELSERVO Solutions For all of your production needs Flying Shear” [18] Emerson Industrial Automation, “ User guide – Flying shear – Application software” [19] ABB Motion Control Products Application note Flying shear BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 103 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC  Chương trình PLC Q04UDH BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 104 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 105 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 106 Trang | ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 107 Trang | ... mà BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Trang | 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 .3. 3 Chức AC Servo có khả thực ba loại điều khiển: điều khiển vị trí, điều khiển tốc độ, điều khiển momen  Điều khiển vị trí: AC Servo. .. Tiến hành thực động trục động Servo tốc độ cao Điều khiển xác vị trí vận hành tốc độ theo yêu cầu Xây dựng mô hình điều khiển giám sát bao gồm trục động Servo, trục động Linear thông qua hình HMI... Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2015 – 2019 Lớp: 151511 I TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ CAO ĐỘNG CƠ AC SERVO THÔNG QUA MẠNG SSCNET III/H II NHIỆM