CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
3.2 Tính tốn và thiết kế cơ cấu cơ khí của hệ thống
3.2.16 Bộ lập trình MISUBISHI FX1S – 30MR
- Vì nhu cầu ngõ vào và ngõ ra ít và dễ dàng tìm kiếm thiết bị thay thế và sửa chữa giá thành rẻ nên nhóm quyết định lựa chọn PLC MITSUBISHI FX1S- 30MR
➢ Giới thiệu PLC Mitsubishi Fx1s – 30MR
Với quy mơ máy đóng nắp sử dụng PLC Mitsubishi FX1S là hợp lý nhất, bởi nó phù hợp cho khơng gian và chi phí giá thành hợp lý.
a. Đặc điểm
PLC FX1S có khả năng quản lý số lượng I/O trong khoảng 10-34 I/O. Cũng giống như FX0S, FX1S khơng có khả năng mở rộng hệ thống. Tuy nhiên, FX1S được tăng cường thêm một số tính năng đặc biệt: tăng cường hiệu năng tính tốn, khả năng làm việc với các đầu vào ra tương tự thông qua các card chuyển đổi, cải thiện tính năng bộ đếm tốc cao, tăng cường 6 đầu vào xử lý ngắt; trang bị thêm các chức năng truyền thông thông qua các card truyền thông lắp thêm trên bề mặt cho phép FX1S có thể tham gia truyền thơng trong mạng (giới hạn số lượng trạm tối đa 8 trạm) hay giao tiếp với các bộ HMI đi kèm.
68
Hình 3. 44: PLC MITSUBISHI FX1S- 30MR - Đặc tính kĩ thuật - Đặc tính kĩ thuật
69
70 c. Tên gọi
Hình 3. 45: Kí hiệu tên PLC A) Loại PLC: FX1S A) Loại PLC: FX1S
71 C) MPU – Đơn vị chính
D) R – Relay T – Transistor
E) Omit : Nguồn xoay chiều AC, tiêu chuẩn Nhật Bản D : Nguồn 1 chiều DC, tiêu chuẩn Nhật Bản
DS : Nguồn 1 chiều DC, tiêu chuẩn quốc tế, đầu ra rơ le, đã đăng kí CE & UL DSS : Nguồn 1 chiều, tiêu chuẩn quốc tế, đầu ra transistor nguồn 1 chiều DC, đã đăng kí CE & UL
ES : Nguồn xoay chiều AC, tiêu chuẩn quốc tế, đầu ra relay
ESS : Nguồn xoay chiều AC, tiêu chuẩn quốc tế, đầu ra transistor nguồn 1 chiều DC
F) UL : Đã đăng kí sản phẩm CE, UL d. Giao diện của FX1S 30MR – ES/UL
72
- Đặc trưng của PLC FX1S
Hình 3. 47: Mặt chính PLC FX1S 1) Lỗ lắp trực tiếp ( đường kính 4.5mm < 0.17’’) 1) Lỗ lắp trực tiếp ( đường kính 4.5mm < 0.17’’)
2) Thiết bị đầu vào (24VDC) và thiết bị đầu cuối cung cấp điện 3) Thiết bị đầu ra và nguồn cung cấp điện kết thúc
4) Đèn báo trạng thái đầu vào 5) Đèn báo trạng thái đầu ra
6) Báo các trang thái PLC ( nguồn, chạy, lỗi) 7) Kẹp gắn ray DIN
8) Nhãn
9) Cổng thiết bị tùy chọn – băng ghi nhớ 10) Cổng lập trình
11) Chậu tương tự, D8030 đọc từ VR1, ở trên. D8031 đọc từ VR2, ở dưới cùng 12) Nút chạy/ dừng
f. Đấu ngõ vào PLC MITSUBISHI
Hiện nay trên thị trường PLC MITSUBISHI đều có 2 cách đấu dây ngõ vào số kiểu Sink và Source, nhưng những phiên bản cũ của hãng này chỉ dùng 1 kiểu sink.
73
Hình 3. 48: Tiêu chuẩn quốc tế/ nhật bản
Trong máy đóng nắp em sử dụng PLC FX1S 30MR ES/UL vì thế trên đầu vào PLC sẽ có chân S/S ( cịn dịng PLC khơng có đi hoặc có đi 001 thì sẽ là chân COM), chân S/S sẽ có thể đấu tùy ý +24 hoặc 0V. Nếu đấu vào chân 24V thì PLC kích âm (đấu kiểu sink), cịn đấu vào chân 0V thì PLC kích dương ( đấu kiểu source)
+ Đấu kiểu Source
Hình 3. 49: Kiểu đấu Source Chân SS là chân chung được đấu với nguồn 0VDC Chân SS là chân chung được đấu với nguồn 0VDC
Tại (2) là kiểu đấu thường dùng cho các loại cảm biến ví dụ như cảm biến tiệm cận loại PNP
Tại (4) là kiểu đấu thường dùng cho các loại nút nhấn, chuyển mạch, công tắc hành trình..
74
Hình 3. 50: Kiểu đấu Sink Chân SS là chân chung được đấu với nguồn +24VDC Chân SS là chân chung được đấu với nguồn +24VDC
Tại (3) là kiểu đấu thường dùng cho các loại cảm biến ví dụ như cảm biến tiệm cận loại NPN
Tại (4) là kiểu đấu thường dùng cho các loại nút nhấn, chuyển mạch, cơng tắc hành trình..
Để có thể đạt được hiệu quả trong q trình lấy tín hiệu từ cảm biến thì em sử dụng cảm biến có tín hiệu NPN. Tín hiệu NPN cho kết quả chính xác nhất khi tín hiệu kích âm (0V) khi đo động cơ khi chạy, nếu sử dụng tín hiệu PNP kích dương thì tín hiệu bắt buộc phải đủ 24V thì cảm biến mới nhận được, trong thực nghiệm khi quay động cơ với tốc độ cao thì nguồn điện chỉ dao động mức 20V khơng đủ để cảm biến nhận được, ngồi ra sử dụng dạng NPN tức là khơng có điện áp trên tiếp điểm sẽ giúp hạn chế khả năng cháy nổ khi xảy ra sự cố.
g. Đấu ngõ ra PLC MITSUBISHI
Đối với plc mitsubishi thì ngõ ra tín hiệu thường có hai dạng là MR( ngõ ra relay) và MT( ngõ ra transisotor).
75
Hình 3. 51: Dạng Relay
Dạng ngõ ra MR sử dụng tiếp điểm relay để đóng ngắt tín hiệu nên thường có tần số ngõ ra tối đa khoảng 1-5Hz trở lại.
Trên ngõ ra PLC sẽ chia ra các cổng COM tương ứng với một hoặc một nhóm ngõ ra dùng chung mức điện áp. Ngõ ra dạng relay được đấu nối như sau: COM0 và Y0 sẽ đóng vai trị như một tiếp điểm thường hở của relay, khi OUT tín hiệu ra Y0 thì hai điểm này sẽ nối nhau. Hoàn toàn tương tự với các cặp tiếp điểm khác như COM1-Y1, COM2-Y2, COM2-Y3, COM2-Y4, COM2-Y5... cũng tương tự. Khi đó với việc có nguồn ni bên ngồi, mạch điện sẽ trở thành một mạch điện khép kín và có dịng điện chạy qua tải.
Với sơ đồ hình 3.33:
+ COM0 và COM1 đấu chung với chân dương của nguồn điện 1 chiều, đầu ra Y0 và Y1 đấu vào chân dương của tải.
+ COM2 đấu với nguồn xoay chiều, các đầu ra Y2 Y3 Y4 Y5 đấu với tải xoay chiều.
76
➢ Dạng transistor
Hình 3. 52: Dạng transistor
Loại ngõ ra Transistor đóng ngắt bằng linh kiện bán dẫn nên có tốc độ đóng ngắt nhanh, có thể dùng để phát xung tốc độ cao lên tới 100Khz, 200Khz, 500Khz. Nó chịu được số lần đóng ngắt lớn, tuổi thọ tính theo số lần đóng ngắt thì lớn hơn ngõ ra Rơ-le rất nhiều. Khả năng chịu dòng của chân này rất thấp, dịng qua nó chịu giới hạn dưới 0.5A nên bắt buộc sử dụng thêm rơ le trung gian.
Chân COM0 và Y0 sẽ được nối nhau bằng 1 transistor. Khi out ra Y0 thì transistor sẽ dẫn và chân Y0 nối với COM0, lúc này sẽ có nguồn chảy qua tải. Tương tự đối với COM1 và Y1. Các chân còn lại sử dụng chung chân COM2. Bởi vì tín hiệu ngõ ra PLC để điều khiển van khí nén đóng mở xi lanh hơi và điều khiển biến tần của máy đóng nắp thường có tần số thấp nên em lựa chọn PLC dạng relay, bên cạnh đó mỗi ngõ ra PLC em đều sẽ dùng relay trung gian nối trước khi kết nối đến các van điện, biến tần và bộ điều khiển để đảm bảo an toàn và độ bền
77