NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC Mitshubishi TRONG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH TÍN HIỆU SỐ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA : ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC Mitshubishi TRONG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH TÍN HIỆU SỐ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN HỒNG TIẾN LỚP : 11212121 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật đường cơng nghiệp hố đại hố đất nước Ngành điện tử nói chung có bước tiến vượt bậc mang lại thành đáng kể Để thúc đẩy kinh tế đất nước ngày phát triển, giàu mạnh phải đào tạo cho hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo phải đưa phương tiện dạy học đại vào giảng đường, trường học có trình độ người ngày cao đáp ứng nhu xã hội Trường ĐHSPKT Hưng Yên số trường trọng đến việc đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu giúp sinh viên có khả thực tế cao Để sinh viên có tăng khả tư làm quen với công việc thiết kế chế tạo chúng em giao cho thực đồ án: "Nghiên cứu ứng dung PLC Mitshubishi điều khiển lập trình xử lí tín hiệu số" nhằm củng cố mặt kiến thức trình thực tế Sau nhận đề tài, nhờ giúp đỡ tận tình giảng viên hướng dẫn với nỗ lực cố gắng nhóm, tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, đến đồ án chúng em mặt hồn thành Trong q trình thực dù cố gắng trình độ cịn hạn chế kinh nghiệm cịn nên khơng thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận bảo giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy giáo khoa để đồ án chúng em ngày hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG1: Tổng Quan Về Đề Tài 1.1 Lý chọn đề tài Từ ngành công nghiệp sản xuất bắt đầu phát triển, để điều khiển dây chuyền, thiết bị máy móc cơng nghiệp người ta thường thực kết nối linh kiện điều khiển riêng lẻ (Rơle, timer, contactor …) lại với tuỳ theo mức độ yêu cầu thành hệ thống điện điều khiển đáp ứng nhu cầu mà tốn cơng nghệ đặt Công việc diễn phức tạp thi cơng phải thao tác chủ yếu việc đấu nối, lắp đặt nhiều thời gian mà hiệu lại khơng cao thiết bị cần lấy tín hiệu nhiều lần mà số lượng lại hạn chế, lượng vật tư nhiều đặc biệt trình sửa chữa bảo trì, hay cần thay đổi quy trình sản xuất gặp nhiều khó khăn nhiều thời gian việc tìm kiếm hư hỏng lại dây suất lao động giảm rõ rệt Với nhược điểm nhà khoa học, nhà nghiên cứu nỗ lực để tìm giải pháp điều khiển tối ưu đáp ứng mong mỏi ngành cơng nghiệp đại tự động hố q trình sản xuất làm giảm sức lao động, giúp người lao động làm việc khu vực nguy hiểm, độc hại ….mà suất lao động lại tăng cao gấp nhiều lần Một hệ thống điều khiển ưu việt mà cần phải chọn để điều khiển cho ngành công nghiệp đại cần phải hội tụ đủ yếu tố sau: Tính tự động cao, kích thước khối lượng nhỏ gọn, giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt … Từ hệ thống điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Control) đời năm 1968 (Công ty General Moto – Mỹ) Tuy nhiên điều khiển đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành hệ thống, qua nhiều năm cải tiến phát triển khơng ngừng khắc phục nhược điểm cịn tồn để có điều khiển PLC ngày nay, giải vấn đề nêu với ưu việt sau: • Là điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán điều khiển • Có khả mở rộng module vào cần thiết • Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu thích hợp với nhiều đối tượng lập trình • Có khả truyền thơng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh với máy tính, PLC khác, thiết bị giám sát, điều khiển… • Có khả chống nhiễu với độ tin cậy cao có nhiều ưu điểm khác Hiện giới song hành có nhiều hãng PLC khác phát triển hãnh Omron, Misubishi, Hitachi, ABB, Siemen, Unitronics,…và có nhiều hãng khác chúng có chung nguyên lý có vài điểm khác biệt với mặt mạnh riêng ngành mà người sử dụng định nên dùng hãng PLC cho thích hợp với mà thơi - Có thể kể đến hãng PLC sau a Siemen – Đức Siemens thức có mặt Việt Nam vào năm 1993, chuyên cung cấp dịch vụ sản phẩm công nghệ điện, điện tử Trong đó, PLC Siemens trở thành dấu ấn ngành công nghiệp Việt Nam Nổi tiếng với dòng sản phẩm PLC: Logo, S7200, S7-1200, S7-300, S7-1500, S7-400 (hiện dòng S7-1200 dòng nâng cao thay dòng S7-200) b Mitshubishi – Nhật Bản Mitsubishi Electric thức có mặt Việt Nam vào năm 2011, chủ yếu tập trung vào lĩnh vực điều hịa khơng khí dự án, hệ thống thang máy, thang cuốn, hàng thiết bị gia dụng tự động hóa cơng nghiệp Trong q trình phát triển Việt Nam, đến thời điểm PLC Mitsubishi trở nên phổ biến Các dòng sản phẩm PLC Mitsubishi biết đến đầu đời như: FX Series “FX1N, FX1S, FX2N, FX3G, FX3U, FX3S, FX3GE, FX3UC, FX5U, FX3GA, FX3GC, FX3SA”, ngồi cịn có dịng khác phát triển sau như: iQ-R Series, iQ-F Series, Q Series, L Series, QS/WS Series, A Series c Unitronicos – Israel UNITRONICS thành lập vào năm 1989, với hàng chục năm làm việc với dự án: hệ thống đỗ xe, đóng gói xếp hàng tự động; cung cấp, lắp đặt thiết bị tự động cho nhà máy lượng, HVAC, thực phẩm, sữa, hóa chất, nước thải, cơng nghiệp nồi lĩnh vực khác [PLC+HMI] All-in-One cung ứng thị trường 20 năm liên tục nhận phản hồi tích cực từ đơn vị sử dụng [PLC+HMI] All-in-One giành giải thưởng ngành: 2013, 2014, 2015, 2016, 2017,2018 2019 Với dòng sản phẩm PLC Unitronics tiếng như: PLC UniStream, [PLC+HMI] UniStream, [PLC+HMI] Vision, [PLC+HMI] Samba, [PLC+HMI] Jazz & M91 d Delta – Đài Loan Các dòng sản phẩm PLC Delta biết đến như: AH Series, AS Series, DVP Series “DVP14SS2, DVP12SA2, DVP20SX2, DVP12SE, DVP12SC, DVP28SV2, DVP-ES2, DVP-EX2, DVP-EC3, DVP-PH2/PH3, DVP-PM” e Omron – Nhật Bản Omron thức có mặt Việt Nam vào năm 1996, thương hiệu tiếng với sản phẩm lĩnh vực y tế công nghiệp Trong lĩnh vực tự động hóa cơng nghiệp Omron cung cấp nhiều sản phẩm biến tần, động Servo, lập trình điều khiển logic, hình HMI hay phần mềm SCADA Omron thức có mặt Việt Nam vào năm 1996, PLC Omron tương đối phổ biến Việt Nam với dòng như: NX1 Series, NX1P Series, NJ Series, CP Series, CJ1 Series, CJ2 Series, CS1 Series, CPM Series f Shneider – Pháp Schneider thức hoạt động Việt Nam vào năm 1994 Tính đến thời điểm tại, dịng PLC Schneider phổ biến thị trường biết đến: Zelio Logic (Smart relays), Twido, Modicon M171/M172, Modicon M221, Modicon M238, Modicon M251, Modicon M258, Modicon MC80, Modicon TSX Micro, Preventa XPS MF g LS – Hàn Quốc LS với tiền thân tập đoàn LG Industrial, sau 30 năm hoạt động tách vào năm 2003 thương hiệu LS ( chuyên sản xuất thiết bị điện cơng nghiệp, điện tử ) để chun mơn hóa ngành nghề, có sức cạnh tranh tồn cầu Các dòng sản phẩm PLC LS phổ biến thị trường biết đến như: XGT Series (XGK, XGI, XGR), XGB Series, MASTER-K Series, GLOFA-GM Series, XMC Motion h Panasonic – Nhật Bản Panasonic thức có văn phịng đại diện Việt Nam vào năm 1994 PLC Panasonic phổ biến thị trường biết đến như: FP-X, FP-XH, FP-X0, FP2 Series, FP7 Series i ABB – Thuỵ Sỹ ABB thức có mặt Việt Nam vào năm 1993 Các dòng PLC ABB phổ biến thị trường biết đến như: AC500, AC500-eCo, AC500-S AC500-XC - 1.2 Nhưng mức độ phổ biến PLC Mitshubishi phổ biến Ứng dụng đề tài -Bộ lập trình PLC ứng dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, nhiều loại máy móc như: máy in, máy đóng gói, máy đánh sợi, máy se chỉ, máy chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, hệ thống phân bổ giám sát dây chuyền sản xuất, bơm, xử lý nước thải, giám sát lượng, hệ thống điện, dây chuyền đóng gói Ngõ Y0 Đèn đỏ X1 Đèn vàng Y1 Đèn xanh Bật sáng Y0 ON Bật sáng Y1 – ON Bật sáng Y2 ON 3.2.2 Bài toán 2: Đơn vị phục vụ a Mơ hình hoạt động: b Bảng khai báo thiết bị: Dạng Địa thiết bị Tên thiết bị Sự hoạt động X0 Nút nhấn N1 ON/OFF tức thời X1 Nút nhấn N2 ON/OFF tức thời X2 Nút nhấn OFF ON dừng hoạt động Y0 Đèn báo Đ1 Sáng Y0 – ON Y1 Đèn báo Đ2 Sáng Y1 - ON Ngõ vào Ngõ c Mục đích điều khiển: Điều khiển đơn vị phục vụ nhà hàng lệnh d Những đặc tính điều khiển: ➢ Khi nút nhấn N1 bàn nhấn, đèn báo Đ1 – Y0 tường bật sáng Nếu thả nút nhấn N1, đèn báo Đ1 – Y0 sáng ➢ Khi nút nhấn N2 bàn nhấn, đèn báo Đ2 – Y1 tường bật sáng Nếu thả nút nhấn N2, đèn báo Đ2 – Y0 sáng ➢ Khi đèn báo Đ1 – Y0 đèn báo Đ2 – Y1 bật sáng đèn báo hiệu Đ3– Y2 bảng điều khiển bật sáng ➢ Khi nút nhấn OFF nhấn, đèn báo Đ1 – Y0, đèn báo Đ2 – Y1 đèn báo hiệu Đ3 – Y2 tắt e Sơ đồ nguyên lý f Chương trình mẫu ladder 3.2.3 Bài toán 3: Phát dùng cảm biến quang a Mơ hình hoạt động 30 b Bảng khai báo thiết bị Dạng Địa thiết bị Tên thiết bị Sự hoạt động ON phát có người X0 Vào cổng (người) vào Ngõ vào X1 Ra cổng (người) ON phát có người X2 Vào cổng (xe) ON phát có xe vào X3 Ra cổng (xe) ON phát có xe Đèn xanh Đ1 Y0 Bật sáng Y0 - ON (người) Ngõ Y2 Đèn xanh Đ2 (xe) Bật sáng Y2 – ON Y3 Đèn đỏ Đ3 (xe) Bật sáng Y3 – ON Y7 Còi báo Kêu lên Y7 ON c Mục đích điều khiển - Bật tia sáng lên phát có người hay xe qua Sử dụng lệnh định d Những đặc tính điều khiển 31 Phía người: ➢ Khi cảm biến vào cổng X0 phát có người vào đèn xanh Y0 bật lên ➢ Khi cảm biến cổng X1 phát có người qua sau 5s đèn xanh Y1 tắt Phía xe: ➢ Khi cảm biến vào cổng X2 phát có xe vào đèn xanh Y2 bật lên ➢ Khi cảm biến cổng X3 phát có xe qua sau 5s đèn xanh Y2 tắt ➢ Nếu xe không băng qua vùng cảm biến vào cổng X2 cổng X3 10s, đèn đỏ Y3 bật sáng còi báo Y7 vang lên ➢ Ngay xe băng qua cảm biến cổng X3 đèn đỏ Y3 tắt cịi báo Y7 ngừng e Sơ đồ nguyên lý 32 g Chương trình ladder mẫu: 33 3.3.4 Bài toán 4: Kiểm tra mức nước thùng chưa Chương trình viết OB1 dùng thêm khối FC105 nằm thư viện chuẩn chương trình STEP7 FC105 có ngõ vào/ra sau: + EN: ngõ vào cho phép FC105 hoạt động + ENO: ngõ có mức logic FC105 hoạt động khơng có lỗi + IN: ngõ vào dang số ngun dùng để đọc tín hiệu vào Có thể đọc trực tiếp từ modul Analog qua giao tiếp dạng số nguyên + LO_LIM, HI_LIM: giới hạn dùng để chuyển đổi đại lượng vật lý đặt ngõ + OUT: ngõ chứa giá trị đọc từ ngõ vào có dạng số thực + BIPOLAR: xác định giá trị âm giá trị dương chuyển đổi BIPOLAR=0 chuyển đổi giá trị dương BIPOLAR=1 chuyển đổi giá trị âm + RET_VAL: ngõ có giá trị lệnh hoạt động khơng có lỗi 34 35 3.3.5 Bài tốn 5: Khởi động/dùng băng tải a.Mơ hình hoạt động: b Những đặc tính điều khiển: ➢ Khi nút nhấn START nhấn bảng điều khiển, đèn vàng Y0 bật sáng còi báo Y1 vang lên 5s, đèn vàng Y0 sáng ➢ Sau đèn vàng Y0 tắt còi báo Y1 ngừng, băng tải Y2 di chuyển phía trước Đèn xanh Y3 bật sáng băng tải Y2 hoạt động ➢ Khi nút nhấn STOP nhấn bảng điều khiển, hoạt động bước bước ngừng Hoạt động lập lại q trình mơ tả bước thi hành 36 c Bảng khai báo thiết bị: Dạng Địa thiết bị Tên thiết bị Sự hoạt động X0 Nút nhấn START ON trình hoạt động X1 Nút nhấn STOP ON trình ngừng hoạt động Y0 Đèn vàng Bật sáng Y0 ON Y1 Còi báo Vang lên Y1 ON Ngõ vào Băng tải chạy Ngõ Y2 Băng tải chạy Y2 ON phía trước Y3 Đèn xanh Bật sáng Y3 ON 37 d.Sơ đồ nguyên lý e Chương trình ladder mẫu: 38 KẾT LUẬN Như vậy, sau hai tháng nhận thực đồ môn học với đề tài : “Nghiên cứu ứng dung PLC Mitshubishi điều khiển lập trình xử lí tín hiệu số” phần tử bán dẫn cơng suất chúng em hồn thành Cùng với nỗ lực cố gắng thân, giúp đỡ bạn bè lớp, đặc biệt với giúp đỡ nhiệt tình, tận tâm Thầy giáo: Lê Thành Sơn chúng em thực cách tương đối tốt yêu cầu mà đề tài đặt Nhưng bên cạnh đó, thời gian thực đề tài, với trình độ kiến thức cịn có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Do chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô giáo bạn để đề tài chúng em ngày hoàn thiện Chúng em xin cảm ơn tất thầy, cô giáo thuộc môn ‘Điện tử công suất truyền động điện’ giúp đỡ chúng em, tận tình bảo để chúng em hồn thiện đề tài đồ án Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên… tháng … năm 2021 Nhóm sinh viên thực đồ án: Nguyễn Văn Trường Nguyễn Hoàng Tiến Tạ Quang Tùng 39 ... chỉnh tự động chất ứng với tỉ lệ đặt trước dựa sở vòng lặp điều chỉnh c Ứng dụng PLC điều khiển trình d Ứng dụng PLC mạng thu nhận liệu từ biến tần: Để điều khiển biến tần thông qua PLC người ta thường... Với dòng sản phẩm PLC Unitronics tiếng như: PLC UniStream, [PLC+ HMI] UniStream, [PLC+ HMI] Vision, [PLC+ HMI] Samba, [PLC+ HMI] Jazz & M91 d Delta – Đài Loan Các dòng sản phẩm PLC Delta biết đến... như: AC500, AC500-eCo, AC500-S AC500-XC - 1.2 Nhưng mức độ phổ biến PLC Mitshubishi phổ biến Ứng dụng đề tài -Bộ lập trình PLC ứng dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, nhiều loại máy móc như: