Chương 2 : Cơ sở lý thuyết
2.2:Lựa chọn thiết bị điều khiển
2.2.1: Lựa chọn thiết bị:
* Pin năng lượng mặt trời * PLC FX3U
* Module truyền thông FX3U-485ADP-MB * Module analog FX2N-4AD
* Động cơ servo J2S-40A, J4-40A * Mạch cảm biến quang
* 1 Máy tính
2.2.2: Sơ lược về các thiết bị sử dụng:
*PLC FX3U-48MT
- Điện áp hoạt đông : 220V/50Hz - Ngõ vào : 24 ngõ vào 24VDC
- Ngõ ra : 24 ngõ ra tranzito, trong đó 3 ngõ ra phát xung tốc độ cao (200kHz) * Module truyền thông FX3U-485ADP-MB
-FX3U-485ADP-MB thường gọi là 485ADP-MB là một bộ chuyển đổi đặc biệt để liên lạc RS-485 với khối đầu cuối. 485ADP-MB là đơn vị trao đổi tín hiệu riêng biệt của truyền thông dữ liệu nối tiếp RS-485 giữa thiết bị PLC và RS-485.
-FX3U-485ADP-MB có tất cả các chức năng có sẵn với FX3U485ADP, ngoại trừ việc nó cũng có sẵn giao tiếp MODBUS.
- Chức Năng:
+Mạng N: N truyền dữ liệu giữa tối đa tám PLC dòng FX chương trình đơn giản. +Liên kết song song truyền dữ liệu giữa hai PLC dòng FX trạm chủ / slave station. +Liên kết máy tính truyền dữ liệu qua giao thức chuyên dụng giữa PLC và máy tính.
Phạm Phú Lê Khương +FX3U-485ADP-MB không giao thức giao tiếp: Giao tiếp nối tiếp qua phi giao thức giữa PLC và Thiết bị RS-485.
+Biến tần giao tiếp Điều khiển biến tần FREQROL của Mitsubishi bằng biến tần hướng dẫn giao tiếp.
+MODBUS truyền thông Truyền dữ liệu cho tối đa 32 slave station được điều khiển bởi một chủ.
* Module analog FX2N-4AD
- Module Analog FX2N-4AD được thiết kế với 4 ngõ Analog Input 12bit - Kết nối tín hiệu analog từ 0-10VDC hoặc 4-20mA
* Động cơ servo J2S-40A, J4-40A J2-40A
- Công suất 400W
- Nguồn cấp 3-phase 200 đến 230VAC 50/60Hz - Độ phân giải 131072
J4-40A
Công suất 400W
Nguồn cấp 3-phase 200 đến 230VAC 50/60Hz Độ phân giải 4194304
Phạm Phú Lê Khương
2.3: Cài đặt thiết bị và lập trình 2.3.1: Lập trình PLC FX3U 2.3.1: Lập trình PLC FX3U
2.3.1.1: Phần mềm lập trình:
- Phần mềm lập trình GX-DEVELOPER hoặc GX Work2 - Phần mềm GX-DEVELOPER:
+ Cách tạo chương trình: ở giao diện chính của phần mềm chọn Project → New project.
Phạm Phú Lê Khương + Bảng New project hiện ra, ta chọn đúng loại PLC rồi nhấn OK
Phạm Phú Lê Khương + Cách nạp chương trình : Chọn Online → Transfer Setup, Bảng Transfer hiện ra ta chọn Serial USB rồi chọn cổng Com tương ứng với PLC và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nhân OK.
Hình 2.7: Cách nạp chương trình Sau đó nhấn Connection test → Ok
Phạm Phú Lê Khương Các thiết bị của PLC Relay phù trợ Dạng chung M0 đến M499 Dạng chốt ( thay đổi) M500 đến M1023 Dạng chốt ( cố định) M1024 đến M7679 Dạng đặc biệt M8000 đến M8511 Relay trạng thái
Trạng thái ban đầu ( dạng chung, thay đổi)
S0 đến S9
Dạng chung (thay đổi ) S10 đến S499 Dạng chốt ( thay đổi ) S500 đến S899 Bộ cảnh báo (thay đổi) S900 đến S999
Dạng chốt (cố định) S1000 đến S4095
Timer
100ms T0 đến T191
100ms ( cho ngắt chương trình con) T192 đến T199
10ms T200 đến T245
Khả nhớ 1ms T246 đến 249
Khả nhớ 100ms T250 đến 255
1 ms T256 đến T511
Counter
Dạng chung đếm lên (16 bit,thay đổi) C0 đén C99 Đếm lên có chốt (16 bits, thay đổi) C100 đến C199 Dạng chung 2 chiều đếm (32 bits, thay
đổi)
C200 đến C199
Dạng chung 2 chiều đếm có chốt (32 bits, thay đổi)
C220 đến C234
Thanh ghi dữ liệu
Phạm Phú Lê Khương Dạng chốt (16 bit, thay đổi) D200 đến D511
Dạng chốt (16 bit) thanh ghi tài liệu D512 đến D7999 Loại đặc biệt (16 bit) D8000 đến D8511 Loại chỉ mục (16 bit) V0 đến V7,Z0 đến Z7
Các thiết bị của PLC
2.3.1.2: Các lệnh cơ bản
- Lệnh LD (Load) : Dùng để đặt một công tắc logic thường mở vào chương trình.
VD :
Hình 2.8: Ví dụ lệnh LD
- Lệnh LDI : Dùng để đặt 1 công tắc logic thường đóng vào chương trình. VD:
Hình 2.9: Ví dụ lệnh LDI (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lệnh OUT : Dùng để đặt một rơ le logic vào chương trình. VD:
Phạm Phú Lê Khương - Lệnh AND và OR: là các công tắc thường hở mắc nối tiếp hay mắc song song.
VD:
Hình 2.11: Ví dụ lệnh AND
Hình 2.12: Ví dụ lệnh OR
- Lệnh SET : Dùng để đặt trạng thái của tham số lệnh ( chỉ cho phép toán hạng bit) lên logic 1 vĩnh viễn ( chốt trạng thái 1).
VD:
Phạm Phú Lê Khương - Lệnh RST : Dùng để đặt trạng thái của tham số lệnh ( chỉ cho phép toán hạng bit) lên logic 0 vĩnh viễn ( chốt trạng thái 0).
Hình 2.14: Ví dụ lệnh RST
- Lệnh MOV : Gán giá trị từ vùng nhớ này sáng vùng nhớ khác. Cú pháp : MOV S1 S2
S1: giá trị cần gán vào S2: Thanh ghi gán dữ liệu
VD: Hình 2.15: Ví dụ lệnh MOV - Lệnh CMP : Dùng để so sánh Cú pháp: CMP S1 S2 D : so sánh S1 và S2 (S1>S2 D ON, S1=S2 D+1 ON, S1<S2 D+2 ON) VD: Hình 2.16: Ví dụ lệnh CMP
Phạm Phú Lê Khương Khi X0 được nhấn lệnh bắt đầu được thực thi:
Nếu : K100 > D10 thì Y0 ON K100 = D10 thì Y1 ON K100 < D10 thì Y2 ON Lệnh ZCP : so sánh vùng dữ liệu Cú Pháp : ZCP S1 S2 S D so sánh S với S1 và S2( S1>S D ON,S1<=S<=S2 D+1 ON,S< S2 D+2 ON) VD: Hình 2.17: Ví dụ lệnh ZCP Khi X0 được nhấn lệnh bắt đầu được thực thi: Nếu: K100 > D0 thì Y0 ON
K100<= D0<= K200 thì Y1 ON K200 < D0 thì Y2 ON
Phạm Phú Lê Khương
2.3.2: FX3U-485ADP-MB 2.3.2.1: Lắp đặt.
- Chọn kênh :
PLC Thiết bị truyền thông
FX3U
Khi sử dụng kênh 1
CH1
FX3U-CNV-BD FX3U-485ADP
Khi sửa dụng kênh 2
Các kênh PLC
Chú ý : FX3u-485ADP-MB có điện trở đầu cuối tích hợp,ta sẽ lựa chọn cơng tắt điện trở đầu cuối phù hợp.
Phạm Phú Lê Khương - Sơ đồ nối dây cho MODBUS RS485
+Kiểu 1 cặp dây :
Hình 2.18: Sơ đồ nối dây cho MODBUS RS485 kiểu 1 +Kiểu 2 cặp dây : +Kiểu 2 cặp dây :
Phạm Phú Lê Khương (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.2.2: MODBUS-RTU
2.3.2.2.1 * Cấu hình truyền thơng modbus :
- Các thanh ghi : +Cài đặt cho Master:
CH1 CH2 Chức năng
D8400 D8420 Định dạng truyền thông D8401 D8421 Protocol
D8409 D8429 Timeout
D8410 D8430 Thời gian gữi lại D8411 D8431 Thời gian gữi tin D8412 D8432 Số lần gữi lại
D8415 D8435 Cài đặt trạng thái giao tiếp
D8416 D8436 Cài đặt thiết bị lưu trữ trạng thái giao tiếp
Các thanh ghi cài đặt cho Master
+Cài đặt cho slave:
Các thanh ghi cài đặt cho slave
CH1 CH2 Chức năng
D8400 D8420 Định dạng truyền thông D8401 D8421 Protocol
D8411 D8431 Thời gian gữi tin D8414 D8434 Địa chỉ trạm
D8415 D8435 Cài đặt trạng thái giao tiếp
Phạm Phú Lê Khương
2.3.2.2.2 * Cài đặt giá trị cho các thanh ghi:
- D8400 và D8420:
Bit No. Name
Contents
0(bit = OFF) 1(bit = ON)
B0 Data
length 7-bit 8-bit
B1 B2 Parity B2 B1 0 0 None 0 1 ODD 1 1 EVEN
B3 Stop bit 1-bit 2-bit
B4 B5 B6 B7 Baud rate (bps) B7 B6 B5 B4 0 0 1 1 300bps 0 1 0 0 600bps 0 1 0 1 1200bps 0 1 1 0 2400bps 0 1 1 1 4800bps 1 0 0 0 9600bps 1 0 0 1 19200bps B8-11 Reserved B12 H/W type RS232C RS485 B13-15 Reserved
Phạm Phú Lê Khương - D8401 và D8421 :
Bit
No. Tên 0 (bit = OFF) 1 (bit =ON) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B0 Giao thức Giao tiếp khác giao thức MODBUS serial line B1-3 Không sử
dụng
B4 Master/Slave MODBUS Master MODBUS Slave
B5-7 Không sử dụng
B8 RTU/ASCII RTU ASCII
B9-15 Không sử dụng
Bảng thông số cài đặt D8401 và D8421
CH1 CH2
D8409 D8429 Timeout Giá trị từ 0 đến 32767 ms
Giá trị 0 tương ứng với 3s(mặc định) D8410 D8430 Thời gian gữi lại Giá trị từ 0 đến 32767 ms
Giá trị 0 tương ứng với 400ms(mặc định) D8411 D8431 Thời gian gữi tin Giá trị từ 0 đến 16382
dD8412 D8432 Số lần gữi lại Giá trị từ 0 đến 20 lần
D8414 D8434 Đia chỉ Slave Giá trị từ 1 đến 247
D8415 D8435 Cài đặt trạng thái giao tiếp
D8416 D8436 Cài đặt thiết bị lưu trữ trạng thái giao tiếp
Bảng thông số cài đặt
Phạm Phú Lê Khương
ADPRW S S1 S2 S3 S4/D
Trong đó : S là địa chỉ slave S1 là mã lệnh
S2 là địa chỉ thiết bị cần ghi hoặc đọc
S3 là số thiết bị cần ghi hoặc đọc bắt đầu từ địa chỉ S2 S4/D : lưu trữ giá trị ghi hoặc đọc
- Mã lệnh :
Mã lệnh truyền thông
- Địa chỉ của thiết bị bit (FX3U)
Thiết bị Địa chỉ ( chỉ đọc) Địa chỉ (Đọc và ghi)
M0-M7679 0x0000-0x1DFF 0x0000-0x1DFF M8000-M8511 0x1E00-0x1FFF 0x1E00-0x1FFF S0-S4095 0x2000-0x2FFF 0x2000-0x2FFF TS0-TS511 0x3000-0x31FF 0x3000-0x31FF CS0-CS255 0x3200-0x32FF 0x3200-0x32FF Y0-Y377 0x3300-0x33FF 0x3300-0x33FF X0-X377 0x3400-0x34FF
Địa chỉ của thiết bị bit (FX3U)
- Địa chỉ thiết bị Word (FX3U)
01H Đọc cuộn dây
02H Đọc cuộn dây đầu vào (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
03H Đọc giá trị thanh ghi
04H Đọc giá trị thanh ghi đầu vào
05H Ghi lên cuộn dây
Phạm Phú Lê Khương Thiết bị Địa chỉ ( chỉ đọc) Địa chỉ (Đọc và ghi)
D0-D7999 0x0000-0x1F3F 0x0000-0x1F3F D8000-D8511 0x1F40-0x213F 0x1F40-0x213F R0-R32767 0x1F40-0x213F 0x1F40-0x213F TN0-TN511 0xA140-0xA33F 0xA140-0xA33F CN0-CN199 0xA340-0xA407 0xA340-0xA407 CN200-CN255*1 0xA408-0xA477 0xA408-0xA477 M0-M7679 0xA478-0xA657 0xA478-0xA657 M8000-M8511 0xA658-0xA677 0xA658-0xA677 S0-S4095 0xA678-0xA777 0xA678-0xA777 TS0-TS511 0xA778-0xA797 0xA778-0xA797 CS0-CS255 0xA798-0xA7A7 0xA798-0xA7A7
Y0-Y377 0xA7A8-0xA7B7 0xA7A8-0xA7B7
X0-X377 0xA7B8-0xA7C7
Phạm Phú Lê Khương
2.3.3: FX2N-4AD
2.3.3.1: Các thông số cơ bản module:
Phạm Phú Lê Khương - Bộ nhớ Buffer (BFM#)
BFM
#0 Chọn kênh, Mặc định = H0000
#1 Kênh 1
Số lượng mẫu trung bình
#2 Kênh 2
#3 Kênh 3
#4 Kênh 4
#5 Kênh 1 Thanh ghi chứa giá trị số được chuyển đổi từ tín hiệu tương tự ở các ngõ vào các kênh tương ứng CH1, CH2, CH3,CH4. Đây là giá trị được lấy mẫu và chia trung bình trong module FX2N-4AD
#6 Kênh 2
#7 Kênh 3
#8 Kênh 4
#9 Kênh 1
Thanh ghi chứa giá trị số được chuyển đổi tức thời từ tín hiệu tương tự ở các ngõ vào các kênh tương ứng CH1, CH2, CH3,CH4 #10 Kênh 2 #11 Kênh 3 #12 Kênh 4 #13*#14 Không sử dụng. #15 Lựa chọn tốc độ chuyển đổi
Khi được đặt thành 0, tốc độ bình thường được chọn là 15ms / ch (mặc định)
Khi được đặt thành 1, tốc độ cao được chọn là 6ms / ch #16*#19 Không sử dụng #20 Đặt về lại mặc định #23 Hệ số bù #24 Hệ số nhân #25*#28 Không sử dụng #29 Trạng thái lỗi #30 Mã nhận dạng (K2010) #31 Không sử dụng Bộ nhớ Buffer (BFM#) - cài đặt cho: BFM#0
Phạm Phú Lê Khương + Lựa chọn kênh tương ứng với 4 số Hex được lưu trong BFM#0 (H0000). Theo thứ tự từ phải sang trái lần lượt là CH1,CH2,CH3,CH4.
Các giá trị cài đặt như sau : O = 0 : -10V đến +10V O = 1 : +4mA đến 20mA O = 2: -20mA đến 20mA O = 3: tắt VD:H3310 CH1: -10V đến +10V CH2: +4mA đến 20mA CH3,CH4: tắt
Phạm Phú Lê Khương
2.3.3.2: Cài đặt và lập trình điều khiển module (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Module FX2N-4AD được gắn vào PLC, theo đó module gần nhất sẽ có địa chỉ là 0, các module tiếp theo sẽ lần lượt là 1, 2, 3, 4, 5, 6,7.
- Lệnh giao tiếp với PLC là TO( viết dữ liệu xuống module annalog), FROM(Đọc dữ liệu từ module annalog)
- Trong phạm vi đồ án ta cấu hình như sau :
Phạm Phú Lê Khương
2.3.4: Driver J2S-40A
2.3.4.1: Các chế độ làm việc,Parameter
- Có 3 chế độ làm việc: + Position control mode: +Speed control mode +Torque control mode - Parameter
No. Ký hiệu
Tên và chức năng Giá trị
mặc định
0 STY Chọn chế độ điều khiển 0000
1 OP1 Lựa chọn chức năng 1 0002
2 ATU Auto tuning 0105
3 CMX Tử số hộp số điện tử 1
4 CDV Mẫu số hộp số điện tử 1
5 INP Phạm vi vị trí 100
6 PG1 Kiểm sốt vị trí đạt được 1 35
7 PST Hằng số thời gian tăng tốc/ thời gian giảm tốc 3
8 SC1 Lệnh tốc độ bên trong 1 100
Giới hạn tốc độ bên trong 1 100
9 SC2 Lệnh tốc độ bên trong 2 500
Giới hạn tốc độ bên trong 2 500
10 SC3 Lệnh tốc độ bên trong 3 1000
Giới hạn tốc độ bên trong 3 1000
11 STA Thời gian tăng tốc không đổi 0
12 STB Thời gian giảm tốc không đổi 0
13 STC Hằng số thời gian tăng / giảm tốc độ mẫu S 0 14 TQC Thời gian lệnh momen xoắn không đội 0
Phạm Phú Lê Khương
15 SNO Cài đặt số trạm 0
16 BPS Lựa chọn chức năng giao tiếp nối tiếp 0000 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
17 MOD Đầu ra analog 0100
18 DMD Lựa chọn hiển thị trạng thái 0000
19 BLK Mở rộng Parameter 0000
20 OP2 Lựa chọn chức năng 2 0000
21 OP3 Lựa chọn chức năng 3 0000
22 OP4 Lựa chọn chức năng 4 0000
23 FFC Đặt mức tăng chuyển tiếp 0
24 ZSP Tốc độ về Zero 50
25 VCM Lệnh tốc độ tối đa analog 0
Giới hạn tốc độ analog 0
26 TLC Analog lệnh momen xoắn đầu ra tối đa 100
27 ENR Xung ngõ ra encoder 4000
28 TL1 Giới hạn momen xoắn bên trong 1 100
29 VCO Lệnh bù tốc độ analog 0
Giới hạn tốc độ bù analog 0
30 TLO Lệnh bù momen analog 0
Giới hạn momen bù analog 0
31 MO1 Giá trị bù của analog 1 0
32 MO2 Giá trị bù của analog 2 0
33 MBR Đầu ra phanh điện từ 100
34 GD2 Tỷ số momen quán tính tải với momen quán tính motor
70
35 PG2 Kiểm sốt vị trí đạt được 2 35
36 VG1 Kiểm soát tốc độ đạt được 1 177
37 VG2 Kiểm soát tốc độ đạt được 2 817
38 VIC Tốc độ bù tích phân 48
Phạm Phú Lê Khương
41 DIA Chọn tín hiệu đầu vào tự động bật 0000
42 DI1 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 1 0003
43 DI2 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 2 0111 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
44 DI3 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 3 0222
45 DI4 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 4 0665
46 DI5 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 5 0770
47 DI6 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 6 0883
48 DI7 Lựa chọn tín hiệu đầu vào 7 0994
49 DO1 Lựa chọn tín hiệu đầu ra 1 0000
51 OP6 Lựa chọn chức năng 6 0000
53 OP8 Lựa chọn chức năng 8 0000
54 OP9 Lựa chọn chức năng 9 0000
55 OPA Lựa chọn chức năng A 0000
56 SIC Lựa chọn thời gian chờ truyền thông 0
58 NH1 Bộ lọc triệt tiêu cộng hưởng máy 1 0000
59 NH2 Bộ lọc triệt tiêu cộng hưởng máy 2 0000
60 LPF Bộ lọc thông thấp, điều khiển triệt tiêu rung động thích ứng
0000
61 GD2B Tỷ số mơ men qn tính tải cho mơ men qn tính mơ men quán tính 2
70
62 PG2B Kiểm sốt vị trí đạt được 2 tỷ lệ thay đổi 100 63 VG2B Kiểm soát tốc độ đạt được 2 tỷ lệ thay đổi 100 64 VICB Tỷ lệ thay đổi bù tích phân tốc độ 100
65 CDP Thay đổi lựa chọn 0000
66 CDS Đạt được điều kiện thay đổi 10
67 CDT Đạt được thời gian thay đổi liên tục 1
69 CMX2 Đặt hệ số nhân cho lệnh xung 2 1
70 CMX3 Đặt hệ số nhân cho lệnh xung 3 1
Phạm Phú Lê Khương
72 SC4 Lệnh tốc độ bên trong 4 200
Giới hạn tốc độ bên trong 4
73 SC5 Lệnh tốc độ bên trong 5 300
Giới hạn tốc độ bên trong 5
74 SC6 Lệnh tốc độ bên trong 6 500
Giới hạn tốc độ bên trong 6 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
75 SC7 Lệnh tốc độ bên trong 7 800