Các bộ điều khiển lập trình PLC của Mitsubishi rất phong phú về chủng loại. Điều này đôi khi có thể dẫn đến những khó khăn nhất định đối với người sử dụng trong việc lựa chọn bộ PLC có cấu hình phù hợp với ứng dụng của mình. Tuy nhiên, mỗi loại PLC đều có những ưu điểm riêng và phù hợp với những ứng dụng riêng. Căn cứ vào những đặc điểm đó, người sử dụng có thể dễ dàng đưa ra cấu hình phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Sau đây, em xin trình bày đặc điểm của một số loại PLC Mitsubishi :
1. PLC Mitsubishi FX1N:
PLC Mitsubishi FX1N thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 14-60 I/O (14,24,40,60 I/O). Tuy nhiên nó có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O.
FX1N có thể mở rộng thêm module I/O, module Analog và Module nhiệt độ Đặc biệt, PLC FX1N thực hiện tốt chức năng điều khiển vị trí với hai bộ phát xung đầu ra với tần số phát tối đa là 100kHz, Điều này cho phép nó có thể điều khiển
độc lập hai động cơ Servo cùng lúc. Ngoài ra FX1N còn tích hợp 6 bộ đếm tốc độ cao (tần số tối đa 60kHz).
Nhìn chung, FX1N là PLC Mitsubishi thích hợp cho các ứng dụng dùng trong công nghiệp chế biến gỗ, trong các hệ thống điều khiển cửa, hệ thống máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, hệ thống điều hoà không khí trong các nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt…
2. PLC Mitsubishi FX2N:
PLC Mitsubishi FX2N thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 16-128 đầu vào ra, và nó có thể mở rộng đến 256 đầu vào ra.
FX2N được trang bị tất cả các tính năng của dòng FX1N nhưng có tốc độ xử lý được tăng cường hơn, thời gian thi hành các lệnh cơ bản giảm xuống thấp hơn, cỡ 0.08us.
Ngoài ra, PLC Mitsubishi FX2N còn được trang bị các hàm xử lý PID với tính năng tự chỉnh, các hàm xử lý số thực cùng đồng hồ thời gian thực tích hợp sẵn bên trong.
Những tính năng vượt trội trên cùng với khả năng truyền thông, nối mạng nói chung của dòng FX1N đã đưa FX2N lên vị trí hàng đầu trong dòng FX, có thể đáp ứng tốt các đòi hỏi khắt khe nhất đối với các ứng dụng sử dụng trong các hệ thống điều khiển cấp nhỏ và trung bình.
FX2N thích hợp với các bài toán điều khiển sử dụng trong các dây chuyền sơn, các dây chuyền đóng gói, xử lý nước thải, các hệ thống xử lý môi trường, điều khiển các máy dệt, trong các dây truyền đóng, lắp ráp tàu biển...
3. PLC Mitsubishi FX3U:
PLC Mitsubishi FX3U có số I/O vào ra: 16 / 32 / 48 / 64 / 80 / 128 I/O và có thể mở rộng lên 256 I/O thông qua module hoặc 384 I/O thông qua mạng CC-Link
Nó có khả năng mở rộng Module I/O, Module chức năng như là analog / nhiệt độ / truyền thông / nối mạng…vv để đáp ứng được đa dạng các yêu cầu của bài toán hơn.
FX3U được cải tiến từ dòng PLC Mitsubishi FX2N, nó được kế thừa tất cả những tính năng của dòng PLC FX trước đó cộng lại, kết hợp với sự tiến bộ vượt bậc của dòng PLC thế hệ FX3, nó đã có sự đổi mới công nghệ mang đến cho người dùng sự ổn định và tính linh hoạt cao hơn.
Tốc độ xử lý một lệnh đơn logic là 0.065 µs, Bộ nhớ chương trình 64K bước lệnh, thêm vào đó bộ nhớ thanh ghi, timer, counter ...tất cả đều được mở rộng hơn so với thế hệ trước.
PLC Mitsubishi FX3U được trang bị bộ đếm tốc độ cao max 100 Khz với CPU tích hợp sẵn, 200kHz với Module chức năng
FX3U có 3 ngõ ra phát xung độc lập tốc độ cao max 100 Khz, nếu sử dụng module chức năng thì tốc độ có thể lên tới 200kHz hoặc 1Mhz rất phù hợp cho các bài toán phát xung điều khiển vị trí.
Qua những đặc điểm đã nêu ở trên và dựa theo những yêu cầu của đề tài , em sẽ chọn PLC Mitsubishi FX1N 14MT. Tuy nhiên, do chỉ mượn được FX1N 40MT, nên em sẽ lấy loại này để sử dụng trong đồ án
3.1.8. Đặc tính và thông số PLC Mitsubishi FX 1N
a) Đặc tính:
Bảng 3.1: Đặc tính của PLC FX 1N
MỤC ĐẶC ĐIỂM GHI CHÚ
Xử lý chương trình Thực hiện quét chương trình tuần hoàn Phương pháp xử lý vào/ra
(I/O)
Cập nhật ở đầu và cuối chu kì quét
Thời gian xử lý lệnh Đối với các lệnh cơ bản: 0,55 ÷ 0,7µs Đối với các lệnh ứng dụng: 3,7 ÷ khoảng 100 µs Ngôn ngữ lập trình Ngôn ngữ Ladder và Instruction Có thể tạo chương trình
loại SFC Cấu hình Vào/Ra (I/O)
Phần cứng có tối đa 128 ngõ Vào /Ra, tùy thuộc vào người sử dụng chọn
(Phần mềm có tối đa 128 đầu vào, 128 đầu ra) Rơ le phụ
(M)
Thông thường Số lượng: 384 T ừ M0 ÷ M383
Chốt Số lượng: 1152 Từ M384 ÷ M1535
Đặc biệt Số lượng: 256 Từ M8000 ÷ M8255 Rơ le trạng
thái (S)
Khởi tạo Số lượng: 10 (tập con) Từ S0 ÷ S9
Chốt Số lượng: 1000 Từ S0 ÷ S999
Bộ định thì Timer (T)
100 mili giây Khoảng định thì: 0 ÷ 3276,7 giây
Số lượng: 200 Từ T0 ÷ T199 10 mili giây Khoảng định thì: 0 ÷ 327,67 giây
Số lượng: 46 Từ T200 ÷ T245 1 mili giây duy
trì Khoảng định thì: 0 ÷ 32,767 giây Số lượng: 4 T246 ÷ T249 100 mili giây duy trì Khoảng định thì:0÷3276,7 giây Số lượng: 6 T250 ÷ T255 Bộ đếm (C) Thông thường 16 bit Khoảng đếm: 1 đến 32767 Số lượng: 16 Từ C0 ÷ C15
Loại: bộ đếm lên 16 bit Chốt 16 bit Khoảng đếm: 1 đến 32767 Số lượng: 184 Từ C16 ÷ C199
Loại: bộ đếm lên 16 bit Thông thường 32 bit Khoảng đếm: -2.147.483.648 đến 2.147.483.647 Số lượng: 20 Từ C200 ÷ C219 Loại: bộ đếm lên/xuống 32 bit Chốt 32 bit Khoảng đếm: -2.147.483.648 đến 2.147.483.647 Số lượng: 15 Từ C220 ÷ C234 Loại: bộ đếm lên/xuống 32 bit
Bộ đếm tốc độ cao (HSC) 1 pha Khoảng đếm: -2.147.483.648 ÷ 2.147.483.647 1 pha:
Tối đa 60kHz cho phần cứng của HSC (C235, C236, C246)
Tối đa 10kHz cho phần mềm của HSC (C237 ÷ C245, C247 ÷ C250) 2 pha:
Tối đa 30kHz cho phần cứng của HSC (C251)
Tối đa 5kHz cho phần
mềm của HSC (C252 ÷ C255) Từ C235 ÷ C240 1 pha hoạt động bằng ngõ vào Từ C241 ÷ C245 2 pha Từ C246 ÷ C250 Pha A/B Từ C251 ÷ C255 Thanh ghi dữ liệu (D)
Thông thường Số lượng: 128
Từ D0 ÷ D127
Loại: cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit
Chốt Số lượng: 7872
Từ D128 ÷ D7999 Loại: cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit
b) Thông số FX1N 40MT : Số ngõ vào: 24
Số ngõ ra: 16 (Transitor)
Nguồn cung cấp 110 – 240 VAC Đồng hồ thời gian thực
Có thể mở rộng 14 đến 128 ngõ vào/ra Truyền thông RS232, RS485
Xuất xứ: Nhật Bản
Hình 3.3: PLC Misubishi FX1N-40MT
3.2. Quy trình và sơ đồ công nghệ của dây chuyền
3.2.1. Quy trình
Ấn nút START, động cơ kéo băng tải chạy. Nếu có vật cao đưa vào thì khi đi qua cảm biến 1 sẽ được xilanh 1 tác động đẩy vật cao xuống. . Nếu có vật trung bình đưa vào thì khi đi qua cảm biến 2 sẽ được xilanh 2 tác động đẩy vật cao xuống. Nếu có vật thấp đưa vào thì đi thẳng đến cuối băng tải, không xi lanh nào tác động. Khi cả 3 loại đạt đủ số sản phẩm thì dây chuyền sẽ dừng.
3.2.2. Sơ đồ công nghệ
Hình 3.4: Sơ đồ công nghệ
* Chú thích: Cảm biến 1, cảm biến 2 và cảm biến 3 dùng để phát hiện và đếm sản phẩm
3.3 Sơ đồ đấu nối
Hình 3.5: Sơ đồ đấu nối đầu vào
Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối đầu ra
Hình 3.8: Sơ đồ đấu nối động cơ và xi lanh qua rơle
3.4 Tổng quan về phần mêm lập trình cho PLC misubishi
3.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trinh GX work 2
GX Work 2 là phần mềm được Mitsubishi nâng cấp thay thế cho GX Developer với giao diện trực quan đẹp hơn và có hỗ trợ thêm các ngôn ngữ lập trình khác như FBD (Function Block Diagram), SFC (Sequential Function Chart)
3.4.2 Các bước lập trình
Hình 3.9: Biểu tượng phần mềm GX Work 2
Sau khi khởi động phần mềm có giao diện như hình bên dưới :
Hình 3.10: Giao diện phần mềm GX Work 2
Để tạo chương trình mới, vào Project chọn New :
Hình 3.11: Tạo Project
Cửa sổ Project hiện lên, bấm vào Series để chọn dòng PLC, Type để chọn mã PLC, Project Type để chọn kiểu project, Language để chọn ngôn ngữ lập trình
Hình 3.12: Lựa chọn dòng và loại PLC
Bấm OK, màn hình sẽ xuất hiện giao diện chương mới như sau :
Hình 3.13: Giao diện phần lập trình
3.4.3 Lập trình
* Đầu vào:
Hình 3.14: Đầu vào
* Lưu ý :
Câu lệnh: OUT Tx D Trong đó:
+ Tx là tên Timer, tùy theo từng dòng sản phẩm sẽ quy định vùng timer khác nhau + D là hệ số thời gian hoặc thanh ghi lưu hệ số thời gian nạp cho timer.
Thời gian timer đếm được tính theo công thức:
Thời gian = Độ phân giải timer x Hệ số thời gian Ví dụ ta chọn OUT T1 K10
Thời gian timer đếm được tính bằng 100*10= 1000 ms= 1s
CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG MÀN HÌNH HMI VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH 4.1. Giới thiệu về màn hình và phần mềm mô phỏng HMI của Misubishi
4.1.1. Khái niệm về màn hình HMI của misubishi
HMI trong misubishi còn được gọi là GOT (Graphic Operation Terminal) có thể xem là một bảng vận hành điện tử mà có thể tạo trên đó màn hình giám sát, các nút vận hành, đèn báo, vùng hiển thị dữ liệu cùng các chức năng khác .
GOT là một Panel vận hành hệ thống điện tử, mà có thể đặt lên đó mọi thứ cần thiết cho việc vận hành một cách linh hoạt, dễ thay đổi, dễ sửa chữa và tiết kiệm hơn so với các Panel truyền thống.
Hình 4.1: Panel truyền thống và GOT
4.1.2. Phần mềm lập trình cho GOT
Màn hình hiển thị trên GOT được tạo ra trên máy tính nhờ phần mềm chuyên dụng GT Designer. Sử dụng GT Designer ta có thể tạo ra các chức năng cho GOT bằng cách tạo các thành phần có chức năng tương ứng như: công tắc, đèn, hiển thị số, …Và các đối tượng khác. Sau đó, ta thực hiện cài đặt các thuộc tính, chức năng hoạt
động kết nối với PLC. Màn hình hiển thị đã được tạo ra trên PC sẽ được đổ vào GOT qua cáp RS-232C
4.2. Lập trình trên GT designer
4.2.1. Các bước tạo giao diện
Khởi động phần mềm GT designer có biểu tượng như sau:
Hinh 4.2: Biểu tượng phần mềm GT designer
Sau khi khởi động phần mềm có giao diện như hình bên dưới:
Bấm vào new rồi chọn next sẽ ra giao diện như sau:
Hình 4.4: Lựa chọn loại màn hình và kích cỡ
Cửa sổ project hiện lên, bấm vào Series để chọn dòng HMI mà mình cần sử dụng, GOT type để chọn kích cỡ màn hinh. Sau khi chọn xong thì bấm next hai lần sẽ hiện ra giao diện sau :
Hình 4.5: Lựa chọn kiểu điều khiển và nhà sản xuất
Manuafacturer để lựa chọn nhà sản suất, controller type là loại điều khiển. Sau khi chọn xong thì bấm next để chọn kiểu kết nối sau đó bấm next bốn lần rồi bấm finish
Hình 4.6: Lựa chọn kiểu kết nối
Hình 4.7: Giao diện màn hình chính
4.2.2. Một số tính năng của GT designer
Để thay đồi màu nền của màn hình ta bấm vào Set screen background rồi chọn yes, sau đó bấm vào Pattem collor để thay đổi màu sắc:
Hình 4.8: Lựa chọn màu cho Screen
Để viết chữ bấm vào biểu tượng chữ A phía góc phải màn hình:
Hình 4.9: Tạo Text
Sau đó xuất hiện giao diện như hình. Ở đây ta có thể chọn kiểu chữ, kích cỡ chữ màu sắc chữ mà chúng ta muốn
Hình 4.10: Giao diện tạo Text
Để tạo nút bấm chọn biểu tượng bên góc phải:
Hình 4.11: Tạo nút bấm
Hình 4.12: Giao diện tạo nút bấm
Chọn bit để cài đặt kiều tác động và địa chỉ của nút bấm:
Momentary là kiểu nhấn nhả nghĩa là bấm vào thì bật còn nhả ra thì tắt Altermate là kiểu nhấn giữ bấm lần đầu thì bật lần hai thì tắt
Set và Reset thì cần có hai nút để tác động được với nhau
Style để chọn hình dạng nút bấm và màu sắc của nút khi được tác động Text để kí hiệu chữ lên nút nhấn
Để tạo đèn thì cách làm cũng tượng tự như nút bấm ta chọn vào biểu tượng
Hình 4.13: Tạo đèn
Sau khi bấm vào biểu tưởng sẽ xuất hiện giao diện như sau:
Hình 4.14: Giao diện tạo đèn
Ta gán địa chỉ cho đèn ở Device, đổi hình dạng đèn ở phần Shape và thay đổi màu sắc của đèn khi được tác động ở shape color
4.3 Mô phỏng:
Trước khi mô phỏng màn hình ta cần phải chạy Simulation cho chương trình ở bên phần mềm GX Work 2 trước thì mới có thể chạy mô phỏng màn hình bên GT Designer được
Để chạy Simulation ta bấm vào Debug bên phần mềm GX Work 2 rồi chọn như hinh dưới đây:
Hình 4.15: Chạy Simulation
Sau khi đã chạy Simulation ta chuyển sang phần mềm GT Designer rồi bấm Ctrl + F10 sẽ xuất màn hình mà ta đã lập trình để mô phỏng trước đó:
Hình 4.16: Màn hình mô phỏng
Sau khi bấm Start có sản phẩm cao (trung bình) đi vào thì xi lanh tương ứng sẽ đẩy ra, còn vật thấp đi vào sẽ đi thẳng
Hình 4.18: Vật trung bình đi vào
Hình 4.19: Vật thấp đi vào
Hình 4.20: Thông báo không có sản phẩm
Hình 4.21: Bảng số liệu
Hình 4.22: Bảng báo lỗi
4.4. Mô hình
Hình 4.23: Mô hình
KẾT LUẬN
Sau quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn của thầy TS.Vũ Minh Quang. Em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế bộ điều khiển dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC MISUBISHI”.
Do khả năng còn hạn chế, kinh nghiệm còn ít nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận đựoc sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô để đề tài của em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục tiêu đã đặt ra. Cuối cùng em xin cảm ơn thầy TS.Vũ Minh Quang là người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện và hoàn thành đồ án này
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hòa, Nguyễn Vũ Thanh. Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện. Nhà xuất bản giáo dục.
[2]. Hardware manual fx1N series programmable controllers
[3]. Https://plcmitsubishi.com/tai-lieu-lap-trinh-plc-mitsubishi-tieng-viet.html [4]. Https://dtech.vn/ro-le-nhiet-va-cach-chon-ro-le-nhiet
[5]. MELSEC F Series Programmable Controllers MELSEC Controllers CAD