Dòng điện làm việc < 20 mA Loại cảm biến Đo áp suất
Tầm đo 0 – 1 kgf/
Áp lực chịu được 490 kPa
Ngõ ra Loại NPN
Dòng tải cực đại 80 mA Điện áp ngõ ra cực đại 30 VDC
CHƢƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 40
Cảm biến mực nƣớc
Để giám sát lượng sơn còn lại trong bồn chứa, em sử dụng cảm biến mực nước Funduno. Do em chỉ thi cơng mơ hình mơ phỏng, nên cảm biến chỉ phát hiện mực nước tương đối thấp.
Bảng 3.11. Thông số kỹ thuật của cảm biến mực nước Funduno
Mục Thơng số kỹ thuật Hình ảnh Nguồn áp 3.3 – 5 VDC Hình 3.22. Cảm biến mức nước Dòng điện làm việc < 20 mA Tầm đo 0 – 40 mm Nhiệt độ làm việc 10 – 30 C Điện áp ngõ ra 0 – 4.2 VDC Ngõ ra Analog Van khí AIRTAC 4V110 – 06
Để kiểm sốt được khí nén khi phun sơn, em sử dụng van để điều khiển khí nén. Khi van mở, sẽ có khí tạo áp lực để đẩy sơn ra ngồi đầu phun và phun lên tấm gỗ.
Bảng 3.12. Thông số kỹ thuật của Van khí AIRTAC 4V110 – 06
Mục Thơng số kỹ thuật Hình ảnh
Loại van 5/2
Hình 3.23. Van khí 4V110
Áp suất vận hành 0.15 – 0.8 MPa Áp suất tối đa 1.2 MPa
Điện áp điều khiển 24 VDC
Công suất 2.5 W
Chuẩn bảo vệ IP 65 Thời gian kích tối thiểu 0.05 s Nhiệt độ làm việc 5 – 50 C
f.Cách nối dây giữa Module QD75D2 và Driver Servo:
Nối dây giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Dirive Mitsubishi:
Hình 3.24. Nối dây giữa QD75D2 và CN1A
Chức năng các chân của QD75D2 mà em sử dụng:
Chân 15,16 của QD75D2: Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay thuận.
Chân 17,18 của QD75D2 Phát xung để điều khiển động cơ Servo quay nghịch.
Chân 11,12 của QD75D2: Có chức năng báo động cơ Servo đã sẵn sàng để hoạt động.
Chân 6,7 của QD75D2: Chân COM nối 0V. Chân 1,2 của QD75D2: Cấp nguồn 24V.
CHƢƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 42
Nối dây giữa Module QD75D2 với của Drive Panasonic:
Cách nối dây cũng tương tự như kết nối giữa giữa Module QD75D2 với cổng CN1A của Drive Mitsubishi, chỉ khác về thứ tự chân trên Drive Panasonic.
Hình 3.25. Nối dây giữa QD75D2 và Servo Panasonic
g.Mơ hình máy phun sơn
Hình 3.26. Mơ hình tổng quan máy phun sơn
Nơi để thiết bị điều khiển: em sẽ làm một ngăn kéo để có thể đưa các thiết bị ra vào để kiểm tra sửa chữa.
Bàn để gỗ thì em sử dụng hai miếng nhơm mặt bàn ghép lại.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 44
Chƣơng 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
4.1 GIỚI THIỆU
Ở chương này, em sẽ trình bày về các hệ thống mà đã thiết kế ở chương 3 tính tốn thiết kế. Em sẽ trình bày về các linh kiện mà em sử dụng để thi công, cách lắp linh kiện, cách đấu nối dây, lập trình điều khiển và giám sát.
4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG
4.2.1 Thi công trạm “CONTROL STATION”
Bảng 4.1. Danh sách các linh kiện trạm CONTROL STATION
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG
1 Module nguồn Q61P 01 2 Module CPU Q12H 01 3 Đế gắn Module 12 I/O 01 4 Module QX40 01 5 Module QY41P 01 6 Module QJ61BT11N 01 7 Module QD75D2 01
8 Jack bắp chuối cái 54
9 CB 01
10 Nút dừng khẳn cấp 01
11 Đèn báo điện 220V 01
Quy trình lắp ráp:
- Dùng vít để gắn cố định đế gắn các Module chức năng mà em sử dụng. - Gắn CB để lấy nguồn 220V để cấp cho Module nguồn của PLC.
- Gắn nút dừng khẩn cấp.
- Gắn các Module cần sử dụng lên đế, sau đó nối dây từ Module ra và đánh dấu dây để đấu vào các Jack bắp chuối.
- Nối dây từ Module vào các Jack bắp chuối theo đúng vị trí.
- Nối dây nguồn 220V và 24V. Nguồn 220V sẽ được lấy từ điện lưới quốc gia, nguồn 24V sẽ được lấy từ nguồn tổ ong 24V.
- Sau đó tiến hành hàn chì để cố định.
Hình 4.1. Trạm CONTROL STATION sau thi cơng
Sau q trình thi cơng thì em có một số lưu ý: Trong q trình nối dây giữa các Module và Jack thì phải chú ý tỉ mỉ và chính xác, đảm bảo sự chắc chắn. Phải đo thông mạch và kiểm tra kỹ càng sau đó mới cấp nguồn.
4.2.2 Thi cơng Trạm “AJ65VBTCU-68ADVN”:
Bảng 4.2. Danh sách linh kiện trạm AJ65VBTCU-68ADVN
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG
1 Module AJ65VBTCU-68ADVN 1
2 Jack bắp chuối cái 33
Quy trình:
- Dùng vít để cố định thanh ray gắn Module AJ65VBTCU-68ADVN
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 46
- Nối dây từ Module đến các kênh cảm biến từ CH1 đến CH8.
- Nối dây nguồn và tín hiệu đến các Jack bắp chuối tại vùng SIGNAL VÀ SOURCE.
- Hàn dây để cố định dây.
- Nguồn cung cấp cho Module sẽ được lấy từ trạm “CONTROL STATION”.
Hình 4.2. trạm AJ65VBTCU-68ADVN sau thi cơng
Sau khi thi cơng thì em có một số lưu ý: Khi nối dây thì phải chú ý sự chuẩn xác. Phải kiểm tra kỹ càng mới cấp nguồn. Đầu đọc tín hiệu có dây ra khó nhỏ nên cần chú ý khi nối dây.
4.2.3 Thi cơng màn hình HMI”:
Bảng 4.3. Danh sách linh kiện màn hình HMI
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG
1 Màn hình HMI GOT1000 1
2 Jack bắp chuối cái 12
3 Đèn báo nguồn 220V 1
Quy trình:
- Lắp các Jack bắp chuối theo đúng vị trí thiết kế. - Lắp đèn báo nguồn 220V.
- Lắp màn hình HMI.
- Nối dây từ HMI ra Jack nguồn 220V.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48
Viết phần mềm cho màn hình HMI:
Hình 4.4. Màn hình hiển thị HMI thực tế
Về quá trình thiết kế màn hình HMI trên phần mềm Designer 3 thì em sẽ trình bày ở phần 4.4.3
4.2.4Thi cơng Trạm “CONTROL AND MONITORING”:
Bảng 4.4. Danh sách linh kiện trạm CONTROL AND MONITORING
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG
1 Nút nhấn 8
2 Đèn 24V 6
3 Công tắc 1
Quy trình:
- Lắp các nút nhấn, đèn, cơng tắc và các Jack bắp chuối theo đúng thiết kế. - Sau đó nối dây từ Nút nhấn, đèn, cơng tắc ra các Jack bắp chuối.
Hình 4.5. Trạm CONTROL AND MONITORING sau thi cơng
CHƢƠNG 4. THI CƠNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50
4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH
4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển
Vì em định hướng đề tài theo hướng sư phạm nên bộ điều khiển em đặt trên mica và các ngõ ra để dễ dàng sử dụng và dễ dàng phát triển sau này. Ta chỉ cần nối dây giữa các trạm đúng theo sơ đồ thì sẽ điều khiển được mơ hình.
4.3.2 Thi cơng mơ hình phun sơn
Bảng 4.5. Danh sách linh kiện sử dụng thi cơng mơ hình phun sơn
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG
1 Nhơm định hình 20x20 2m
2 Nhơm mặt bàn 50x50cm
3 Thanh trượt bi 2 cây x50cm
4 Mica để gắn Driver servo điều khiển và nguồn 50x50cm
5 ống đi dây điện 5cm 2m
6 ống đi dây điện 6cm 2m
7 Domino 1 cái
8 Nguồn tổ ong 24 5A 1 cái
9 Bồn chứa sơn đường kính 15cm 1 cái
10 Trục vít me 2 cái
11 Dây khí nén 8mm 3m
12 Dây khí nén 6mm 1m
13 Van điện từ 1 cái
14 Đầu phun 1 cái
15 Nối ống hơi 8 cái
16 Bộ chỉnh áp 1 cái
17 Cảm biến áp suất 1 cái
18 Cảm biến quang 2 cái
29 Drive Servo Mitsubishi 1 cái 20 Motor Servo Mitsubishi 1 cái
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52
a.Khối nguồn
Em sử dụng ba nguồn là 220VAC, 24VDC. 5VDC.
Đối với nguồn 220VAC em sử dụng để cấp nguồn cho hai Drive Servo, PLC và HMI, nguồn tổ ong 24VDC.
Hình 4.7. Nguồn cấp cho mơ hình điều khiển
Đối với nguồn tổ ong 24VDC thì sẽ cung cấp cho các cảm biến quang và cảm biến áp suất, các dây tín hiệu trong Drive Servo, nguồn cho các Module QX40, QY41P, QJ61BT11, QD75D2, AJ65VBTCU-68ADVN.
Nguồn Adapter 5VDC:
Vì cảm biến mức nước sử dụng điện áp 5VDC nên em sử dụng Adapter 5VDC để cấp nguồn cho cảm biến.
Hình 4.9. Adapter 5VDC
b.Cảm biến quang
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 54
Hình 4.11. Cảm biến quang lấy Home cho động cơ Servo hai
Hai cảm biến quang đặt tại vị trí HOME để mà động cơ Servo chạy về HOME, khi cảm biến bị tác động thì động cơ Servo sẽ ngay lập tức dừng lại để tránh các hư hỏng. Nguồn cấp cho hai cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong.
c.Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất được gắn gần bộ chỉnh áp để khi có sự thay đổi áp suất thì tín hiệu báo về sẽ nhanh nhất. Ngõ vào được gắn ống dẫn khí để đo áp suất. Bình thường thì sẽ đo được áp suất khơng khí khoảng 22kPa. Nguồn sử dụng cho cảm biến là 24VDC lấy từ nguồn tổ ong.
Hình 4.12. Cảm biến áp suất
d.Van điện từ
Hình 4.13. Van điện từ
Đối với van này thì em chỉ cho khí chạy một chiều từ P đến B. Đầu P là ngõ vào gắn với máy nén khí. Đầu ra B là ngõ ra gắn với bộ chỉnh áp. Khi có áp 24VDC thì van sẽ mở cho khí chạy từ P sang B. Khi khơng có áp thì van sẽ đóng lại.
CHƢƠNG 4. THI CƠNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56
e.Bộ chỉnh áp
Hình 4.14. Bộ chỉnh áp suất
Dùng để điều chỉnh áp suất khí sao cho phù hợp với hệ thống bằng cách vặn núm tròn trên cùng của thiết bị. Một đầu sẽ được gắn với van điện từ. Một đầu sẽ được gắn với cảm biến áp suất và vịi phun. Vì ngịn vào và ngõ ra sử dụng kích thước đầu là 6mm nên phải sử dụng bộ nối 6-8 để nối dây dẫn khí.
f.Bồn chứa sơn
Được gắn ở vị trí cao nhất để sơn ln chảy xuống. Vì em chỉ dừng lại dạng mơ hình nên em dùng một van để khóa khơng cho nước chảy xuống. Khi khí chạy qua sẽ đẩy sơn ra ngoài phun lên tấm gỗ. Trong bồn sơn em có gắn một cảm biến mực nước để giám sát mức sơn còn trong bồn chứa.
Hình 4.15. Bồn chứa sơn
g.Trục ngang
Hình 4.16. Trục ngang của mơ hình phun sơn
Động cơ Servo được cố định bằng vít và gắn với trục vít me bằng Puli để truyền động. Động cơ này sẽ kéo toàn bộ trực dọc và đầu phun sơn. Trục vít me sẽ được cố định trong thanh nhơm định hình và cố định bằng hai vịng bi. Trục này sẽ
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58
h.Trục dọc
Cấu tạo cũng tương tự như trục ngang. Chỉ khác là trục này chỉ kéo đầu phun sơn.
Hình 4.17. Trục dọc của mơ hình phun sơn
i.Relay
Relay điều khiển vị trí Home
Vì điện áp ngõ ra của cảm biến quang khoảng 5VDC nên không thể kích được cho chân 03 của Module QD75D2 nên ta phải dùng Relay dẫn điện áp 24VDC kích cho chân 03 của Module QD75D2.
Relay điều khiển Van:
Vì ngõ ra của PLC có điện áp khoảng từ 4 đến 5VDC nên khơng đủ áp để kích cho Van điện từ mở. Vì vậy, ta phải dùng Relay để kéo áp 24VDC điều khiển Van.
Hình 4.19. Relay điều khiển Van điện từ
j.Đầu phun
Vì em chỉ dừng lại ở dạng mơ hình nên em sử dụng đầu phun sương thay thế cho đầu phun sơn. Đối với đầu phun sương thì đã có sẵn đầu nối dây hơi. Ta chỉ cần gắn dây hơi là có thể sử dụng được.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60
Hình 4.20. Đầu phun sơn
4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
4.4.1 Lƣu đồ giải thuật
Lưu đồ chương trình chính: Có hai phần là phần điều khiển và giám sát. Pần điều khiển sẽ có hai chế độ là chế độ Auto và chế độ Manual.
Bắt đầu XA (Switch Auto/Man) Giá m sát Chế độ Manual Chế độ Auto Kết thúc Đúng Sai
Lƣu đồ ở chế độ Auto: Chế độ AutoBắt đầu M80 = ON Nhấn X0 40x20 Nhấn X1 20x20 Nhấn X3 Stop Trục 1, Trục 2 dừng M80 = OFF Kết thúc 40x20 20x20 Sai Đúng Đúng Sai Sai Đúng Nhấn X2 Home Sai Đúng M80 = ON Đúng Sai Home
Chương trình sẽ so sánh đã nhấn nút X2(Home) chưa. Nếu chưa nhấn thì biến M80 sẽ OFF và hệ thống sẽ chờ đến khi nút X2 được nhấn. Khi nút X2 được nhấn thì động cơ Servo trục 1 và trục 2 sẽ di chuyển về Home. Sau khi đã về Home thì biến M80 sẽ On và cho phép nhấn các nút chọn kích thước phun là X1(kích thước 20x20) và X2(40x20).
Nếu nhấn STOP thì biến M80(biến cho phép hoạt động) sẽ OFF và hai động cơ Servo ở hai trục sẽ dừng.
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62
Lƣu đồ chƣơng trình khi động cơ Servo trục một và trục hai di chuyển về Home Bật Y20 Đóng Relay Trục 1 Chạy chế độ OPR Tác động chân DOG A03 của QD75D2 Trục 1 dừng Vị trí tọa độ được đặt thành 0 Bật Y21 Đóng Relay Trục 2 Chạy chế độ OPR Tác động chân DOG B03 của QD75D2 Trục 2 dừng Vị trí tọa độ được đặt thành 0 HomeBắt đầu Cảm biến quang Trục 1 phát hiện Cảm biến quang Trục 2 phát hiện Kết thúc ĐúngĐúng SaiSai Trục 1 dừng Trục 2 dừng Đúng Sai
Trục 1 sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 1 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y20 để đóng Relay tác động lên chân A03 của Module QD75D2. Sau đó trục 1 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0.
Trục 2 cũng sẽ chạy chế độ OPR. Khi nào cảm biến quang ở trục 2 phát hiện thì sẽ bật ngõ ra Y21 để đóng Relay tác động lên chận B03 của Module QD75D2. Sau đó trục 2 sẽ dừng và vị trí tọa độ được đặt thành 0.
Lƣu đồ chƣơng trình sau khi nhấn nút X0 chọn chế độ 40x20. Trục 1 chạy Vị trí định vị 1 Tọa độ 40 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 1 Tọa độ 5 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 2 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 2 Tọa độ 10 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 5 Tọa độ 40 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 3 Tọa độ 40 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 3 Tọa độ 15 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 4 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 4 Tọa độ 20 cm Trục 1 chạy Vị trí định vị 6 Tọa độ 0 cm Trục 2 chạy Vị trí định vị 5 Tọa độ 0 cm 40x20 Bắt đầu Mở van Khóa van Kết thúc
Khi nhấn nút X0(kích thước sơn là 40x20) thì hai động cơ sẽ chạy tuần tự như sau:
1. Trục một sẽ chạy vị trí định vị một ở tọa độ 40cm.
2. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị một có tọa độ là 5cm.
3. Trục một sẽ chạy vị trí định vị hai ở tọa độ 0cm.
4. Trục hai sẽ chạy vị trí định vị hai có tọa độ là 10cm.