CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH THIẾT KẾ
3.2. Xây dựng một số bài thực hành mẫu
3.2.2. Bài thực hành mô hình đo chiều dài sản phẩm
Thanh Ke SP
M
X1 Cảm biến th©n xi lanh
ENCODER Xi lanh
Hình 3.6: Sơ đồ mô hình băng tải đo chiều dài sản phẩm 3.2.2.1. Tên bài thực hành
Bài thực hành đo chiều dài sản phẩm bằng Encoder 1. Mục tiêu bài thực hành
Sau bài thực hành này người học có khả năng.
- Hiều và nắm bắt được quy trình thiết kế lập trình cho một hệ thống tự động hóa - Lắp đặt được sơ đồ nguyên lý
- Sử dụng thành thạo các phần mềm lập trình.
- Hình thành thói quen trong tư duy lập trình một hệ thống theo trình tự các bước như đã trình bày trên.
- Nắm vững được bộ đếm tốc độ cao High Speed Counter trong PLC 2. Đồ dùng và các thiết bị chuẩn bị cho bài thực hành
- Các dây nối có gắn đầu cốt.
- Phần mềm lập trình PLC-FX GX-Developer, phần mềm thiết kế giao diện HMI Got GT- Designer, và phần mềm giao tiếp máy tính, GT- Soft Got2.
- Tài liệu về PLC và Biến Tần của hãng Mitsubishi và các tài liệu liên quan nếu có.
3.2.2.2. Hướng dẫn thực hành 1. Hướng dẫn mở đầu
Được xây dựng theo các bước thực hành tiêu chuẩn đã nêu.
a) Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ bài thực hành.
Bài thực hành yêu cầu như sau: Khi băng tải chạy được 0.5m thì băng tải dừng trong 3s đồng thời Pittong đóng xuống, sau đó băng tải chạy tiếp, pittong rút lên. Quá trình được lặp lại một cách tuần tự . Như vậy bài thực hành vừa đo chiều dài băng tải 0.5m thì xi lanh đóng xuống, bài thực hành đòi hỏi biến tần phải dừng băng tải ngay để tránh sai số chiều dài băng tải.
b) Bước 2: Xác định các tín hiệu điều khiển, các tín hiệu I/O
Sinh viên cần phân tích các tín hiệu điều khiển có trong bài thực hành. Các tín hiệu điều khiển gồm
- Điều khiển cho băng tải chạy: Bằng biến tần thông qua tín hiệu từ PLC - Điều khiển cho Pittong và Encorder đếm xung thông qua PLC
Bảng các thông số I/O được dùng trong mô hình:
Bảng 3.2: Các tín hiệu I/O trong chương trình
Loại Địa chỉ thiết bị Tên thiết bị Hoạt động
X0 Ngõ vào A từ Encoder Dạng xung
X1 Ngõ vào B của Encoder Dạng xung
X2
Tín hiệu khởi đông, Nút
nhấn ON, băng tải chạy
Ngõ vào
X3 Tín hiệu dừng, Nút nhấn OF, băng tải dừng
Y0 Biến tần Băng tải chạy
Ngõ ra
Y1 Pittong Đóng xuống
c) Bước 3: Thiết lập lưu đồ thuật toán cho bài thực hành
Từ yêu cầu về công nghệ ta xây dựng nên sơ đồ thuật toán như sau
START
BĂNG TảI CHạY X2
BĂNG TảI CHạY đ−ợc 0.5m
BĂNG TảI dõng
pittong
đóng xuống
sau 3 gi©y
KÕt thóc X3
DõNG CH¦¥NG TR×NH Cã KH¤NG
Hình 3.7: Lưu đồ thuật toán cho băng tải dán nhãn sản phẩm d) Bước 4: Lập trình cho bài thực hành
Để lập trình cho bài thực hành cần chia làm ba phần:
- Lập trình cài đặt cho biến tần bằng tay trên phím điều khiển - Lập trình cho PLC bằng phần mềm GX-Developer
- Thiết kế giao diện HMI bằng GT- Designer.
*) Lập trình cài đặt cho biến tần FR E-500
Tiến hành cài đặt cho biến tần FR E-500 bằng các phím nhấn trên bảng điều khiển.
Yêu cầu sinh viên cài những thông số chính. Tốc độ băng tải chạy vừa phải.Thời gian giảm tốc bằng 0 và phải sử dụng đến hãm động năng để dừng tức thì băng tải. Có như vậy băng tải mới đo được chính xác. Sinh viên cần tham khảo catalog các thông số cài đặt của biến tần.
Có thể cài đặt thông số mẫu cho biến tần như sau:
- Pr 1:Tần số lớn nhất đặt bằng 100Hz - Pr 2: Tần số nhỏ nhất đặt bằng 10Hz - Pr 3: Tần số chạy cơ bản đặt bằng 50Hz - Pr 7 :Thời gian tăng tốc đặt bằng 0.5s
- Pr 8 : Thời gian giảm tốc đặt bằng 0.1s
- Pr 10:Tần số hãm động năng cài bằng tần số hoạt động - Pr 11: Thời gian hãm động năng cài =2s
- Pr 12: Điện áp hãm đặt bằng 20% U
- Pr 79 : Lựa chon chế độ hoạt động, chọn Pr79=4, ở chế độ này là chế độ hoạt động chỉnh chế độ khởi động và dừng bằng công tác của biến tần
*) Lập trình cho PLC bằng phần mền GX-Developer :
Sinh viên phải tự suy nghĩ để lập trình ra chương trình bằng nhiều cách khác nhau. Các chương trình phải đảm báo tính logic, đơn giản, ngắn gọn và dễ hiểu. Vì yêu cầu bài toán là băng tải chạy 0.5m=500mm nên đối với Encoder 1mm/xung ta phải đạt được 500 xung.
Sau đây là chương trình mẫu Ladder Diagram được viết bằng GX-Developer:
Trong chương trình này sử dụng bộ đếm tốc độ cao C251 để đếm xung. Khi băng tải chạy Y000 có điện, tiếp điểm Y000 duy trì cho C251. Khi C251 đếm đủ 500 xung tương ứng với 0.5m băng tải tiếp điểm C251 thường đóng mở ra, băng tải dừng tức thì đồng thời tiếp điểm thường đóng C251 đóng lại làm Y001 đóng xuống T0 K30 đếm
băng tải tiếp tục chạy. Quá trìn lặp lại cho đến khi ta nhấn X003 làm reset C215 và làm băng tải dừng
*) Thiết kế màn hình HMI giám sát hoạt động băng tải phân loại sảm phẩm Sử dụng phần mềm GT- Designer để thiết kế giao diện HMI cho băng tải vừa lập trình.
Có nhiều cách khai thác giao diện. Sinh viên cần thành thạo phần mềm và thiết kế nên những giao diện đẹp mắt. Khi sử dụng phần mềm cần khai báo đúng loại màn hình GOT và kiểu PLC thì chương trình mới chạy. Đồng thời yêu cầu các giao diện phải đơn giản sát với chương trình vừa lập trình.
Phần mềm GT-Designer tương đối thân thiện và dễ sử dụng. Sinh viên có thể đọc thêm trên sổ tay hướng dẫn của hãng.
Đây là một màn hình GOT mẫu. Có thể cho sinh viên tham khảo.
Hình 3.8: Màn hình GOT-HMI cho băng tải dán nhãn sản phẩm
e)Bước 5: Kết nối các thiết bị vào ra cho PLC
Sau khi đã lập trình song và kiểm tra lại chương trình kỹ càng. Giáo viên sẽ cho sinh viên đấu nối các thiết bị. Trong quá trình đấu nối cần giám sát kỹ càng và kiểm tra lại đảm bảo tính an toàn cho mô hình cũng như sinh viên. Sinh viên bắt buộc phải đấu nối theo sơ đồ sau:
L N S\S X0 X1 X2
C0 Y0 C1 Y1 C2 Y2
M
AC ~220V
AC ~220V
R S STF STR
RH RM
RL SD
U V W X3 X4 X5 X6 X7
Y3 C3
N©u 0V
Y4 Y5 Y6 Y7
§en
L N 0V 24VDC
X10 X11 X12 X13 X14 X15
C4 Y10 Y11
Trắng Xanh
24VDC 0V
Encorder
Pittong
BiÕn tÇn
Động cơ
băng tải
Hình 3.9: Sơ đồ kết nối các thiết bị f) Bước 6: Chạy chương trình.
- Sau khi đã hoàn tất công việc đấu dây, sinh viên tiến hành nạp chương trình vào PLC và tiến hành chạy thử chương trình. Nếu thấy sai thì dừng quá trình và sửa lại chương trình.
2. Hướng dẫn thường xuyên
- Trong quá trình thực hành đưa ra những câu hỏi sáng tạo. Những gợi mở khác nhau để sinh viên sáng tạo ra nhưng chương trình mới.
- Thay đổi cách đấu dây để sinh viên linh hoạt hơn trong chương trình của mình.
3. Rút kinh nghiệm
- Sau khi bài thực hành kết thúc, sinh viên cần đúc rút ra kinh nghiệm lập trình cho các bài thực hành tiếp theo.
- Suy nghĩ các hướng lập trình khác đơn giản hơn, tối ưu hơn.