Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho các thành phần của hệ thống băng chuyền. Nguồn cung cấp trong thiết bị băng chuyền là nguồn DC 24V - 2.1A, là chuẩn nguồn đƣợc sử dụng tƣơng đối rộng rãi trong công nghiệp, nhằm cung cấp năng lƣợng cho khối sử lý trung tâm PLC, màn hình cảm ứng, các động cơ và cảm biến.
Trong đó:
ELB: Bật tắt nguồn EPB1, EPB2: Ngắt cứng
PB1_off, PB1_on: Bật tắt nguồn chính FU1: Cầu chì bảo vệ mạch
NF1: Bộ lọc nhiễu (Noise Filter) RY0: Rơ-le đóng/ngắt nguồn chính RY1: Rơ-le đóng/ngắt các động cơ AC PE: Tiếp đất
2.4.7 Sơ đồ kết nối phần cứng
Hình2.14 Sơ đồ lắp đặt khối nguồn
Hình 2.16 Rơ-le 14 chân
Hình 2.18 Sơ đồ kết nối driver secvo
CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 3.1 Điều khiển động cơ bƣớc
3.1.1 Sơ đồ điều khiển
.
Hình 3.1 Sơ đồ điều khiển
Trong dây chuyền sản xuất mạch in sử dụng hai động cơ là động cơ bƣớc và động cơ servo nhằm mục đích tạo chuyển động trong băng chuyền. Động cơ bƣớc đƣợc sử dụng để di chuyển vị trí băng chuyền nhằm mục đích vận chuyển mạch in đến các vị trí phân loại khác nhau hay di chuyển đến vị trí tiếp nhận từ băng chuyền phía trƣớc.
3.1.2 Một số hàm điều khiển [8] Các hàm đếm Các hàm đếm
F166_HighSpeedCounter_Set
Khi giá trị đếm đạt đến giá trị đặt trƣớc (s_diTargetValue), thì lối ra (d_Y) sẽ ở trạng thái ON, đồng thời hàm cũng ngừng đếm xung vào. Đầu vào đếm xung đƣợc chọn từ X0 đến X3. Khối xử lý trung tâm PLC Băng chuyền (SERVO, ĐC bƣớc..) Đầu vào PCB Màn hình ĐK Ngƣời ĐK
Hình3.2 Hàm đếm tốc độ cao F166
Các hàm phát xung
F171_PulseOutput_Home, Home return
Khi đầu vào Home input ở mức ON, PLC sẽ ngừng phát xung.
Cấu hình cho kênh 0 của dòng FPΣ: CW: Y0-Y2, CCW:X1-X3, Home input: X2
Hình 3.3 Hàm phát xung
F170_PulseOutput_PWM, PWM output Hàm phát xung PWM với các biến:
n_iPulseOuputChannel: kênh phát xung (0=Y0, 1=Y1)
Hình 3.4 Hàm phát xung PWM F170
Hàm định thời
Hình 3.5 Biểu đồ thời gian hàm Timer
1: Q đƣợc thiết lập trễ trong khoảng thời gian chỉ định trong PT.
2: Nếu đầu vào IN chỉ thiết lập cho giai đoạn trễ trong PT hoặc một thời gian ngắn hơn trong khoảng t3 – t2 < PT thì Q sẽ không đƣợc cài đặt.
Bảng 3.1 Tham số của hàm Timer
Data type I/O Function
IN Đầu vào Thời gian bắt đầu đƣợc
tính khi có xung sƣờn trái lên
PT Đầu vào Chuyển sang trễ
Q Đầu ra Tín hiệu ra đƣợc thiết lập
nếu PT = ET
ET Đẩu ra Thời gian tính
3.2 Điều khiển động cơ servo [1], [2]
3.2.1 Sơ đồ điều khiển
Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển của băng chuyền
Trong dây chuyền sản xuất mạch in sử dụng hai động cơ là động cơ bƣớc và động cơ servo nhằm mục đích tạo chuyển động trong băng chuyền. Động cơ servo đƣợc sử dụng để di chuyển bề rọng băng chuyền theo kích thƣớc khác nhau của mạch in PCB đƣợc vận chuyển trong băng chuyền.
3.2.2 Các hàm sử dụng trong chương trình
FPWIN PRO là phần mềm lập trình cho các loại PLC và tƣơng thích với với nhiều dòng chuẩn IEC nên phần mềm bao gồm tất các các hàm và khối hàm quen thuộc trong các phần mềm lập trình PLC tƣơng thích với chuẩn này. Ngoài ra FPWIN PRO còn bao gồm thƣ viện các hàm riêng có. Các hàm này đƣợc sử dụng để khai thác các chức năng đặc biệt có trong các dòng PLC của PANASONIC.
Bảng 3.2 Các hàm sử dụng trong chƣơng trình
Tên Hình Mô tả
DIV Chia hai số cùng dạng
F172_PulseOput_Jog Hàm điều khiển xung.
Greater or equal Hàm so sánh ( bằng
hoặc lớn hơn)
INT_TO_DINT Hàm chuyển kiểu dữ
liệu từ INT sang DINT
MOVE Hàm di chuyển dữ liệu
TON Hàm thời gian
SUB Hàm tính hiệu 2 số
3.3 Đầu vào ra PLC FP0R [2]
3.3.1 Đầu vào của PLC
%IX0.0 (Limit+): Cảm biến xác định hành trình chuyển động của băng chuyền. %IX0.1 (Limit-): Cảm biến xác định hành trình chuyển động của băng chuyền %IX0.2 (Home ): Cảm biến xác định hành trình chuyển động của băng chuyền %IX0.5 (PCB in): Cảm biến xác định hành trình chuyển động của băng chuyền %IX0.6 (PCB out): Cảm biến xác định vị trí mạch in đã ra khỏi băng chuyền %IX0.7 (PCBSafety): Cảm biến xác định vị trí mạch in.
%IX2.3 (Awa_home): Cảm biến xác định hành trình cuối động cơ bƣớc.
Đầu vào từ driver AC servo
%IX2.0 (ServoReady): Tín hiệu sẵn sàng làm việc của driver.
%IX2.1 (ServoAlarm): Cảnh báo khi có lỗi xảy ra với driver.
Đầu vào truyền thông
%IX0.8 (PCB_transfer_pass): Tín hiệu nhận từ máy kiểm lỗi, mạch in không có lỗi.
%IX0.9 (PCB_transfer_fail): Tín hiệu nhận từ máy kiểm lỗi, mạch in có lỗi. %IX0.11 (PCB_request): Tín hiệu sẵn sàng nhận mạch in của dây chuyền phí sau
Khác
%IX0.15 (EMG): Cảnh báo khi nút ngắt cứng đƣợc kích hoạt
3.3.2. Đầu ra của PLC Đầu ra driver AC servo
%QX0.0 : Đầu ra điều khiển vị trí băng chuyền. %QX0.1 : Đầu ra điều khiển vị trí băng chuyền.
%QX2.0 (servo_on) : Đầu ra kích hoạt điều khiển driver servo. %QX2.1 (servo_alarm_clear) : Đầu ra reset driver khi cảnh báo lỗi .
Đầu ra động cơ bước
%QX0.2 : đầu ra điều khiển vị trí động cơ bƣớc. %QX0.3 : đầu ra điều khiển vị trí động cơ bƣớc.
Đầu ra truyền thông
%QX0.9 (PCB_transfer): Đầu ra báo sẵn sàng phân loại mạch in.
Khác
X0.6 (conveyor run): Đầu ra động cơ mặt đệm băng chuyền.
Hình 3.8 Code điều khiển
3.4 Lập trình màn hình cảm ứng Graphic Panel SBD0 [6]
3.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trình GP Editor 4
GP Editor là phần mềm cá nhân, nó có thể chỉnh sửa các dữ liệu về màn hình sử dụng. Chỉnh sửa giao diện màn hình nhƣ: hình dạng, vị trí, thuộc tính về từ khóa và download dữ liệu đến bộ nhớ của man hình cảm ứng. Sau đó GP bắt đầu tiến hành giám sát, điều khiển hệ thống.
Màn hình cảm ứng là một thiết bị giao diện nhằm theo dõi các chỉ số của bộ điều khiển trung tâm nhƣ PLC hay vi xử lý. Đây là một trong những giao thức truyền thông trong công nghiệp. Nó đƣợc sử dụng để tìm ra giá trị hiện tại và tình trạng của quá trình giữa bộ điều khiển và sử dụng, Nó cũng đƣợc sử dụng để hiển thị hay giám sát các tham số điều khiển trên màn hình LCD, chuyển đổi màn hình cảm ứng hoặc thiết lập một tùy biến. Thông tin lẫn nhau giữa GP và điều khiển đƣợc truyền qua giao tiếp nối tiếp. Biến của bộ điều khiển đƣợc hiển thị nhƣ thẻ, ví dụ, các biến thể là một nhiệt độ, nó đƣợc hiển thị nhƣ phƣơng pháp số với các thẻ và nó có sẵn để có thể theo dõi sự thay đổi về nhiệt độ và đƣa ra xu hƣớng dƣới dạng đồ thị. Tất cả dữ liệu của
ngƣời sử dụng màn hình GP đƣợc chỉnh sửa trong phần mềm tin GP Editor. Sau khi chỉnh sửa dữ liệu màn hình bao gồm các hình thức, sắp xếp, ghi của thẻ, tải về thẻ với GP, nó bắt đầu theo dõi dữ liệu bởi các màn hình.
Bắt đầu với GP Editor
Hình 3.9 Khởi tạo Project Chọn tạo Project hoặc load project…
New Project: Tạo quá trình mới. Ta chọn 'new', một hộp thoại để thiết lập "GP / PLC" đƣợc xuất hiện ..
Open project: Tải các quá trình đã lƣu. Ta chọn 'Open', một hộp thoại hộp đƣợc xuất hiện, và bắt đầu chỉnh sửa dự án với quy trình khác.
: Nếu không kiểm tra sẽ kiểm tra hộp, hộp thoại này - ô này không xuất hiện
Hình 3.10 Thiết lập loại PLC
Thiết lập chính xác loại GP/PLC nếu muốn sử dụng GP GP type:
Lựa chọn để sử dụng chế độ model GP, trong phiên bản này ta chỉnh sửa: “ GP – 2480”
Setup CH1: Ta thiết lập nhóm hoặc loại CH2 cho việc truyền tải đến GP. Chọn NAIS FP0R SERIES.
Link device configuration: thiết lập bên trong word device (UV) cho việc
truyền tải với CH2, khi muốn sử dụng CH2.
CH2: nếu truyền tải nhƣ PLC1 – GP - PLC2, thì sử dụng 2 chanel, thiết lập CH2 cho việc truyền tải tới GP.
CH1: Sử dụng kết nối tổng quát với GP.
Thiết lập hình dạng cơ bản cho việc truyền tải dữ liệu, ngôn ngữ, điều khiển của project.
Hình 3.11 Thiết lập các tham số cơ bản
Basic tab: Thiết lập hiển thị key window, con trỏ và điều khiển chỉnh sửa. Configure key window/cursor display: Hình dạng và hiển thị con trỏ.
Application if serial port, setup, menu key, configuration: nếu muốn sử dụng các port, cài đặt, key thì cần chỉnh sửa các hộp thoại bên trên hình.
Form: Chỉ định việc điều khiển thiết thập màn hình, kích thƣớc: 240 x 80 hoặc 80 x 240.
Key window: chọn key window cho đầu vào: hệ số 10, 16, mã ascii. Language tab: thiết lập ngôn ngữ và font.
Language setting: thiết lập ngon ngữ trong các tab ví dụ nhƣ: Korean, English…
Display date form: thiết lập hiển thị ngày sử dụng [environment]-[current time] trên màn hình hệ thống. chọn các loại hiển thị: YY/MM/DD, DD/MM/YY…
Serial Port tab: Thiết lập các cổng nối tiếp về GP với biên tập, đầu đọc mã vạch, in…
Hình 3.12 Màn hình khởi động GP Editor
Các thành phần được thể hiện như trong hình dưới đây, trong GP Editor.
Title bar: Hiển thị số và tiêu đề của màn hình làm việc.
Main menu: Menu cho việc chỉnh sửa các hàm trong GP Editor. System tool: Tool cho project và màn hình.
View tool: Tool cho các hình ảnh, hình nền trên màn hình. Graphic tool: Tool cho việc vẽ các hình đồ họa.
Tag tool: Tool cho việc tạo các từ khóa.
Edit tool: Tool cho việc lựa chọn object, stack và các nhóm. Workspace: hiển thị màn hình làm việc.
Drawing tool: tool cho hình dạng của đƣờng, mảng, chữ, vật thể. Status bar: Hiển thị loại/kích thƣớc của việc chọn object, vị trí con trỏ. Preview: hiển thị thiết bị với 100% tỉ lệ mở rộng.
Edit area: giá trị diện tích màn hình đƣợc chỉ định, dữ liệu và việc download đến thiết bị.
Non – edit area: Khu vực không có sẵn với dữ liệu màn hình có thể đƣợc sắp xếp nhƣ vấn đề hoạt động.
GP Editor sử dụng cable RS232 để truyền tín hiệu
Hình 3.13 Kết nối GP với máy tính 1: PC.
2: Cable truyền tải dữ liệu RS232 3: GP – 2480.
3.4 Chương trình điều khiển
Tại Project Auxiliary Property: chọn loại kết nối với máy tính là RS232.
Hình 3.15 Khai báo tốc độ truyền và dữ liệu bit
Tại tab Setup ta lực chọn:
Baud rate: chọn tốc độ truyền. Handshaking: Chỏ tay.
Parity: ngang hang.
Data bit: 8bit.
Stop bit: 1bit.
Sau khi đã có chương trình và khai báo cấu hình cho PLC thì ta tiến hành việc download:
Hình 3.16 Quá trình truyền tải dữ liệu
Kết quả:
3.5 Lƣu đồ giải thuật điều khiển hệ thống
Hình 3.18 Lƣu đồ giải thuâ ̣t
Quay động cơ AC, nhận PCB. Di chuyển PCB
Có tín hiệu sẵn sàng nhận PCB
Đúng
Di chuyển băng chuyền đến hàng sau. Gửi yêu cầu tới dây chuyền phía
sau. PCB không lỗi
Gửi yêu cầu tới dây chuyền phía sau.
Đúng
Start
Động cơ Servo hoạt động, di chuyển băng chuyền về vị trí mặc
định và sẵn sàng nhận PCB Động cơ AC hoạt động nhận PCB Sẵn sàng nhận PCB Đúng sai sai
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ ĐA ̣T ĐƢỢC
Trong quá trình thực hiện luận văn NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI MẠCH IN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT MẠCH IN ĐIỆN TỬ, luận văn đã đạt đƣợc các kết quả sau:
Nghiên cƣ́u đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t mô ̣t số loa ̣i băng chuyề n phân loa ̣i ma ̣ch in trong điều khiển phân loa ̣i ma ̣ch in và đã n ắm đƣợc cơ bản về cấu trúc một số loại băng chuyền cũng nhƣ nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng . Tƣ̀ đó xây dƣ̣ng đi ̣nh hƣớng mô hình băng chuyền sƣ̉ du ̣ng trong luâ ̣n văn của mình cơ bản gồm 2 chƣ́c năng. Ghép dòng mạch in và phân loại mạch in.
Nghiên cƣ́u cấu hình các loa ̣i PLC của Panssonic và phần mềm lâ ̣p trình FPWin Pro 6 sƣ̉ du ̣ng trong lâ ̣p trình điều khiển các cơ cấu chấp hành trong thiết bi ̣ băng chuyền. Nắm đƣơ ̣c các chƣ́c năng cơ bản của PLC FP 0R – C32 CT về cấu trúc, sơ đồ kết nối, ngõ vào ra của PLC và một số lệnh cơ bản sử dụng trong điều khiển động cơ , xƣ̉ lý tín hiê ̣u của cảm biến.
Nghiên cƣ́u đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t , nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của đô ̣ng cơ bƣớc , đô ̣ng cơ servo và driver của các động cơ đƣợc sử dụng trong thiết bị băng chuyền trong đề tài ứng dụng để điều khiển vị trí và tốc độ của băng chuyền .
Nghiên cƣ́u đă ̣c tính nghiên lý hoa ̣t đô ̣ng của mô ̣t số loa ̣i cảm biến quang sƣ̉ dụng trong luận v ăn nhằm xác đi ̣nh vi ̣ trí của thiết bi ̣ băng chuyền sƣ̉ du ̣ng trong dây chuyền phân loa ̣i ma ̣ch in PCB.
Nghiên cƣ́u đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t , nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng màn hình cảm ƣ́ng Graphic Panel SBD0 và giao thức truyền thông ngƣời và máy . Tín hiệu vào ra của màn hình cảm ứng và lập tr ình giao diện sử dụng cho mà n hình Graphic Panel SBD 0 giao tiếp giữa ngƣời và dây chuyền sản x uất ma ̣ch in . Màn hình Graphic Panel SBD 0 giao tiếp trƣ̣c tiếp với con ngƣời để gƣ̉i các mã lệnh và tín hiệu điều khiển cũng nhƣ hiển thị tình trạng của thiết bị băng chuyền.
Thiết kế chế ta ̣o phần cƣ́ng của thiế t bi ̣ băng chuyền trong sản x uất ma ̣ch in, khối nguồn, công tắc.. sơ đồ kết nối tín hiê ̣u tƣ̀ đô ̣ng cơ, driver và bô ̣ xƣ̉ lý PLC
Xây dƣ̣ng thành công phần mềm điều khiển cho PLC điều khiển các đô ̣ng cơ servo, đô ̣ng cơ bƣớc và xƣ̉ lý tín hiê ̣u tƣ̀ cảm biến quang . Kết hợp với modul truyền thông và màn hình điều khiển … .. Màn hình cảm ứng đƣợc sử dụng rộng dãi trong giao tiếp ngƣời và máy hiê ̣n nay đă ̣c biê ̣t trong công nghiê ̣p nhằm mang la ̣i sƣ̣ thuâ ̣n tiê ̣n, hiê ̣u quả cao trong giao tiếp ngƣời và thiết bi ̣ công nghiê ̣p.
Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể ma ̣ch điều khiển
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Đoàn Hiệp, Điểu khiển động cơ bƣớc, Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh năm 2010.
[2] Phạm Mạnh Thắng, Hoàng Văn Mạnh, Vũ Thị Thùy Anh, Lập trình PLC
theo ngôn ngữ bậc thang, nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ năm
2013, chƣơng 4.
[3] Mô ̣t số đồ án tốt nghiê ̣p của sinh viên do thầ y PGS .TS Pha ̣m Ma ̣nh Thắng hƣớng dẫn.
Trang Web
[4] http://nhanhoanghia.com.vn/tin-tuc/hmi-la-gi.html.
[5] http://www.dientuvietnam.net/forums/lap-trinh-plc-va-ung-dung-65/
Tiếng Anh
[6]GP Series User Manual.
[7] PANASONIC – FP0R manual v2, tr.15-24. [8] 5_Phase_Stepping_Motor_Driver.
