4.4.1 Mô tả hệ thống
Hệ thống gồm nhiều mô-đun hoạt động riêng lẻ hay có thể ghép nối nhiều mô-đun lại với nhau thành một hệ thống theo yêu cầu của bài học.
4.4.2.1 Phần mềm GX Works2
GX Works2 là công cụ lập trình dùng để thiết kế, gỡ lỗi và duy trì chương trình trên Window. GX Works2 quản lí các chương trình và thông số đầu vào của dự án cho mỗi CPU điều khiển khả trình. Do đề tài có nhiều mô-đun khác nhau nên nhóm chọn 1 mô-đun để giới thiệu các phần mềm lập trình.
Sau đây nhóm sẽ trình bày cách sử dụng phần mềm thông qua mô hình điều khiển trục bằng mô-đun định vị QD75M4:
Thiết lập thông số
Khởi động GX Works2, nhấn New hoặc Cttl+N để tạo Project mới, xuất hiện cửa sổ như bên dưới, chọn loại CPU sử dụng và ngôn ngữ lập trình ,sau đó nhấn OK để tiếp tục.
Hình 4.14:Thiết lập PLC
Trong cửa sổ Navigation chọn Parameter → PLC Parameter. Sau đó chọn thẻ I/0 Assignment. Xuất hiện của sổ sau:
Hình 4.15:Giao diện thiết lập mô-đun
- PLC 1: nhấn Select PLC type, chọn Q02H.
-Intelligent: chọn module QD75M4
-Input : Chọn QX40
-Output : Chọn QY10
Base setting: Nhấn Select module name
- Base name chọn: Standard type, Type name: Q38B.
Hình 4.16:Thiết lập mô-đun
Cửa sổ I/O Assignment sau khi khai báo xong. Nhấn Check để kiểm tra lỗi, sau đó nhấn End để kết thúc. Hình dưới mô tả sau khi đã thiết lập thông số.
Sau khi thiết lập thành công thì sẽ xuất hiện module interlligent, nhấp vào đó nếu xuất hiện như ảnh trên thì đã cấu hình thành công.
Hình 4.18: Cấu hình Parameter
Sau khi cấu hình Parameter xong thì tiến hành cấu hình cho Servo. Vào Servo_Parameter.
Hình 4.19: Cấu hình cho Servo_Parameter
4.4.2.2 Thiết kế giao diện HMI
GT Designer3 là phần mềm hỗ trợ cho người dùng lập trình thiết kế giao diện mà hình GOT trên máy tính. Sau đó, thực hiện việc đổ chương trình đã thiết kế từ PC vào GOT để vận
hành. Ngoài ra GT Designer còn cho phép import dữ liệu có sẵn trên GOT vào máy tính để chỉnh sửa hoặc import từ một project khác.
Thiết kế giao diện HMI
Bước 1: Tạo 1 new screen đặt tên “màn hình giới thiệu”.
Bước 2: Sử dụng Text để ghi các thông tin vào màn hình.
Bước 3: Tạo nút nhấn START để vào trang màn hình làm việc chính sử dụng Go To Screen Switch. Double click vào nút nhấn vừa tạo, chọn trang màn hình cần chuyển → click “OK”.
Màn hình giới thiệu
Màn hình giới thiệu chứa thông tin tên trường, khoa, đề tài, giáo viên hướng dẫn, nhóm sinh viên thực hiện và một nút CONTROL để vào trang màn hình chính. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.20: Giao diện màn hình chính
Màn hình điều khiển
Có bảng điều khiển và bảng hiển thị trạng thái. Bảng điều khiển gồm có nút START, STOP, MANUAL, AUTO. Nút START khởi động mô hình hoạt động. Nút STOP dừng mô hình lại. Nút MANUAL đưa chương trình qua giao diện MANUAL thực hiện chức năng. Nút AUTO chuyển sang giao diện màn hình AUTO thực hiện chức năng. Bảng hiện thị trạng thái gồm các đèn thông báo các chức năng đang thực hiện.
Như đèn QD75M4 sáng thì module đã kết nối thành công với CPU. Đèn Servo sáng thì Motor sẳn sang hoạt động.
Hình 4.21: Giao diện điều khiển
Màn hình MANUAL
Màn hình thể hiện vị trí và tốc độ của các trục khi mô hình hoạt động. Có các nút nhấn như Poin, Jog, Return home, Stop. Nút Poin là chế độ điểm của trên đĩa. Với 4 vị trí đã được đánh dấu, nhấn vị trí thì trục sẽ theo vị trí đó với các cấp tốc độ khác nhau. Nút Jog, chuyển mô hình sang giao diện Jog. Nút Return home đưa trục XY và đĩa xoay về vị trí home. Nút nhấn Stop thì dừng mô hình lại.
Chế độ poin
Nhấn nút này thì chuyển sang chế độ bắt các điểm trên đĩa, do người dùng tùy ý người dùng muốn trục bắt theo điểm nào.
Màn hình JOG
Hình 4.23: Chế độ bắt điểm
Giao diện điều khiển bằng tay các trục. Chọn tốc độ cho trục, nhấp JOG+ hay JOG-. Khi nhấn JOG+ các trục sẽ chạy thuận và JOG- thì các trục sẽ chạy nghịch. Đối với trục thì JOG+ thì xoay theo chiều kim đồng hồ, JOG- thì xoay theo chiều ngược kim đồng hồ. Nút nhấn
Màn hình JOG POSITION
Gọi data chạy với 2 cách là ABS và INC dành cho 2 trục. Ở đó người dùng có thể cài đặt tốc độ và vị trí chạy cho 2 trục. Cài đặt xong thì nhấn jog để mô hình bắt đầu hoạt động
Màn hình AUTO
Hình 4.25: Giao diện JOG POSITION
Giao diện AUTO cho phép người dùng hoạt động mô hình với chế độ tự động. Để bắt đầu hoạt động thì nhấn nút Auto để bắt đầu chế độ. Sau đó nhấn Start auto để bắt đầu chế độ. Nhấn Stop thì dừng lại chế độ. Muốn đưa mô hình về vị trí home thì nhấn Return home.
Hình 4.26: Giao diện chế độ Auto
4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH
Bài 1: Chương trình điều khiển biến tần 1. Mục đích
Nhằm cho sinh viên có điều kiện thực hành thực kế nắm bắt được chức năng biến tần, cách hoạt động .
Cách cài đặt setup biến tần
Cách đấu dây nối mạch biến tần thông qua datasheet . Cách vận hành biến tần thông qua màn hình HMI. Cấu hình mạng cclink trong điều khiển biến tần . 2. Yêu cầu .
Bài thực hành trực quan trên mô hình thực tế yêu cầu sv phải kết nối dây theo sơ đồ, lập trình giao tiếp với biến tần thông qua mang cclink ,đồng thời điều khiển qua HMI.
3. Chuẩn đầu ra.
Sinh viên sau khi học xong bài thực hành sẽ nắm rõ được cách kết nối với biến tần điều khiển động cơ .
Module CCLINK
PLC Biến tần
4. Nội dung thực hành
a) Hướng dẫn kết nối phần cứng và đấu dây. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hướng dẫn kết nối phần cứng
Hình 4.27: Sơ đồ khối hệ thống
Hình 4.28: Sơ đồ kết nối biến tần với module chủ
Việc kết nối giữa biến tần với module chủ được thực hiện thông qua các chữ viết tắt trên mô hình.
Hình 4.29: sơ đồ kết nối nguồn của biến tần
Sơ đồ đấu dây
b) Hướng dẫn cấu hình và lập trình .
Hướng dẩn cấu hình
Để cấu hình cho mạng cclink cho sử dụng biến tần sinh viên thực hiện các bước bên dưới
Mở chương trình và chọn vào mục cclink chọn cấu hình như hướng dẫn bên dưới
Hình 4.31 Giao diện cho GXWork 2
Cấu hình địa chỉ phần cứng module trong mục start IO
Type chọn kiểu trạm thường là master stasion
Remote input là giá trị sử dụng bắt đầu ngõ vào trong module
Remote output là giá trị sử dụng bắt đầu ngõ ra trong module c) Chương trình .
Hình 4.33: Chương trình cài đặt biến tần
5. Chú ý :
Không cắm trái nguồn khác với yêu cầu . Các chân phải cắm đúng theo hướng dẫn trên .
6. Kết quả sau khi thực hành . ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Bài 2: Chương trình kết nối IO qua mạng CClink.
1. Mục đích :
Nhằm cho sinh viên có điều kiện thực hành thực kế nắm bắt được chức năng của module CClink.
Cách cài đặt mudule cclink với module IO. Cách đấu dây nối mạch qua mạng cclink. Cấu hình mạng cclink trong GX work. 2. Yêu cầu .
Giúp sinh viên hiểu rõ chức năng từng khối trong cấu hình cclink , đồng thời nắm rõ được chức năng từng module trong kết nối , trạm chủ tớ , trạm cục bộ
Kết nối trực tiếp cảm biến , nút nhấn thực hiện chức năng IO
Kết nối module output với ngõ ra đến đèn nhằm thực hiện chức năng ngõ ra . 3. Chuẩn đầu ra.
Sau khi thực hành bài kết nối IO với mạng cclink sing viên sẽ có kiến thức về các module IO và các kết nối vào ra với module này thong qua mạng cclink .
4. Nội dung thực hành :
a. Hướng dẫn kết nối phần cứng và đấu dây. Hướng dẫn kết nối phần cứng:
Đặt module cần thí nghiệm lên bảng mô hình kết nối trực tiếp dùng giắc cắm nối các ký tự giống nhau giữa biến tần và module trên panel.
Module CCLINK (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
PLC Khối IO
Hình 4.35: Sơ đồ kết nối nhà cung cấp
Hình 4.36: Sơ đồ khối kết nối thực tế trên mô hình
b. Hướng dẫn cấu hình và lập trình .
Hình 4.37: Chọn giao tiếp dùng mạng cclink
Hình 4.38: Cài đặt giá trị tham số ban đầu cho mạng cclink
Hình 4.39: Chương trình giao tiếp IO
5. Chú ý :
Không cắm trái nguồn khác với yêu cầu . Các chân phải cắm đúng theo hướng dẫn trên .
Các panel chứa module ứng dụng phải đặt vào trên bảng thẳng hàng . 6. Kết quả sau khi thực hành .
……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Bài 3: Chương trình kết nối và sử dụng module QD75M4
1. Mục đích
Nhằm cho sinh viên có điều kiện thực hành thực kế chức năng của module control motion Cách cài đặt ban đầu khi vận hành
Cách đấu dây từ mô hình đến bộ motion Các bước cài đặt servo kết nối servo . Các chức năng chuyên sâu trên module . 2. Yêu cầu .
Sinh viên phải tự đấu nối trực tiếp trên mô hình đến bộ control motion , đấu nối đến mô hình.
Tự cấu hình được cho bộ motion điều khiển các chuyển động cơ bản , hiểu được chức năng IO của module , các vùng nhớ cho phép điều khiển motion, các lệnh cơ bản cho chức năng motion.
3. Chuẩn đầu ra.
Sau khi thực hành bài module QD75M4 sinh viên nắm đươc chức năng của module các cách kết nối , hiểu được các chức năng motion trên module , sử dụng được các lệnh cơ bản .
Module QD75M4
PLC Khối motion
4. Nội dung thực hành :
a. Hướng dẫn kết nối phần cứng và đấu dây.
Hướng dẫn kết nối phần cứng
Hình 4.40: Sơ đồ khối hệ thống
Sơ đồ đấu dây .
Hình 4.41: Sơ đồ kết nối và các tín hiệu trong QD75M4
Hình 4.42 Sơ đồ kết nối với driver trong motion
b. Hướng dẫn cấu hình và lập trình . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hướng dẩn cấu hình .
QD75M4 là module diều khiển 4 trục hỗ trợ các chuyển động cơ bản và các hàm nội suy như : nội suy tuyến tính nội suy cung tròn …
Cho phép cấu hình chức năng khi sử dụng
Hổ trợ mạng SSCNET cho phép lien kết với thiết bị bên ngoài
Các bước cấu hình và sử dụng QD75M4
Hình 4.43 Chọn vào module QD75M4
Hình 4.44 Các thông số cơ bản QD75M4
Cài đặt đơn vị chuyển động trong mục unit setting
Số xung trên một vòng quay
Khoảng dịch chuyển trên một vòng quay .
Cài dặt tham số servo
Chọn loại servo cần giao tiếp
Chọn tốc độ cao nhất của motor .
Set up parameter lần lượt theo nhu cầu sử dụng
Chọn mục đếm xung hồi tiếp .
Cài đặt tham số các trục theo yêu cầu
Vào mục operater pattern chọn kiểu hoạt động End là thoát sau khi xong chu trình
Cont hoạt động tiếp tục Location hoạt động cục bộ .
Mục control system chọn kiểu điều khiển bao gồm các phương pháp nội suy .
Mục axis interporlar : chọn trục được nội suy Sau khi cài đặt tất cả các trục tiến hành lưu lại c. Chương trình .
5. Chú ý :
Không cắm trái nguồn khác với yêu cầu . Các chân phải cắm đúng theo hướng dẫn trên .
Các panel chứa module ứng dụng phải đặt vào trên bảng thẳng hàng . 6. Kết quả sau khi thực hành .
……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
CHƯƠNG 5
KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 5.1 KẾT QUẢ
Sau 3 tháng nghiên cứu và thực hiện đề tài nhóm chúng em đã thực hiện được các kết quả như sau:
- Thiết kế và thi công được mô hình dạy học PLC MITSHUBISHI hoàn thiện với nhiều mô-đun giúp khai thác nhiều chứa năng của PLC như điều khiển biến tần, mạng cc-link, định vị,...
- Sử dụng được các phần mềm lập trình PLC MITSHUBISHI và phần mềm thiết kế giao diện HMI.
- Thành thạo các tính năng và cài đặt được một số thiết bị như biến tần, cảm biến, cc- link... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.2 NHẬN XÉT
- Ưu điểm:
+ Mô hình hoạt động ổn định với nhiều mô-đun đa dạng phong phú.
+ Đảm bảo tính thẩm mỹ, tiện lợi trong việc nâng cấp, thay thế, sữa chữa và tháo lắp dễ dàng.
+ Người học có thể
+ Thông qua mô hình người học sẽ biết cách bố trí các thiết bị điện trên khung giá, nhận dạng được thiết bị, quan sát và tìm hiểu trực quan về cấu trúc một bộ điều khiển lập trình PLC.Biết cách kết nối các thiết bị với nguồn điện cho phép, ghép nối các bộ cảm biến với các bộ chuyển đổi, ghép nối các tín hiệu vào cho các bộ điều khiển lập trình PLC....ghép nối tín hiệu ra, kết nối truyền thông giữa các thiết bị điều khiển HMI, Cc-clink, Biến tần, Máy tính,...
+ Sách hướng dẫn viết còn đơn giản.
5.3 ĐÁNH GIÁ
Nhìn chung mô hình được thiết kế và thi công đúng tiến độ, đạt được các chỉ tiêu, yêu cầu ban đầu đề ra.
CHƯƠNG 6
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN
Thiết kế và thi công hoàn thiện mô hình dạy học để đưa ra ứng dụng phục vụ học tập và trong thực tế.
Điều khiển và giám sát hoạt động của mô hình thông qua màn hình HMI.
Kết nối và điều khiển được các thiết bị khác bên ngoài như điều khiển động cơ 3 pha qua biến tần, điều khiển được động cơ sevor thông qua mô-đun định vị vị trí.
Tìm hiểu và nghiên cứu phát triển sâu hơn về mô hình PLC MITSUBISHI trong thực tế.
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN
- Có thể nâng cấp thêm mô-đun điều khiển thiết bị thông qua mạng không dây như: internet, bluetooth, ...
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E-learning AC Servos-MELSERVO (hardware)
http://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-learning/pdf/vie/4- MOTION_Basics_HW_fod_vie.pdf
[2] E-learning AC Servos-MELSERVO (real mode SFC) http://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-learning/pdf/vie/4- MOTION_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