Xõy dựng một số bài thực hành mẫu

- Chọn màn hỡnh HMI F940GOTLWDE

6. Xylanh (Pittong)

3.2. Xõy dựng một số bài thực hành mẫu

Dựa trờn đề xuất trờn, tỏc giả xin xõy dựng một số bài thực hành mẫu sau

3.2.1. Xõy dựng bài thực hành mẫu trờn mụ hỡnh băng tải phõn loại sản phẩm.

Thanh Ke SP PITTONG X7 X4 X3 X2 X1 M X10 X5 X11 X6 X12

3.2.1.1. Tờn bài thực hành

Bài thực hành phõn loại sản phẩm theo kớch thước.

1. Mục tiờu bài thực hành

Sau bài thực hành này người học cú khả năng.

- Hiều và nắm bắt được quy trỡnh thiết kế lập trỡnh cho một hệ thống tự động húa - Lắp đặt được sơ đồ nguyờn lý

- Sử dụng thành thạo cỏc phần mềm lập trỡnh.

- Hỡnh thành thúi quen trong tư duy lập trỡnh một hệ thống theo trỡnh tự cỏc bước như đó trỡnh bày trờn.

2. Đồ dựng và cỏc thiết bị chuẩn bị cho bài thực hành

- Cỏc dõy nối cú gắn đầu cốt.

- Phần mềm lập trỡnh PLC-FX GX-Developer, phần mềm thiết kế giao diện HMI Got GT- Designer, và phần mềm giao tiếp mỏy tớnh, GT- Soft Got2.

- Tài liệu về PLC và Biến Tần của hóng Mitsubishi và cỏc tài liệu liờn quan nếu cú.

3.2.1.2. Hướng dẫn thực hành 1. Hướng dẫn mở đầu

Được xõy dựng theo cỏc bước thực hành tiờu chuẩn đú nờu.

a) Bước 1: Phõn tớch yờu cầu cụng nghệ.

Bài thực hành yờu cầu điều khiển băng tải chuyển động và phõn loại sản phẩm theo kớch cỡ bằng cảm biến tiệm cận và cảm biến quang, đồng thời đẩy sản phẩm ra khỏi băng tải bằng pittong nếu phỏt hiện đỳng loại sản phẩm.

- Sản phẩm to: Sẽ được cảm biến tiệm cận X1, X2, X3 phỏt hiện sau đú di chuyển trờn băng tải đến vị trớ cảm biến X4 thỡ băng tải dừng và Pittong số 1 đẩy ra. Khi Pittong đẩy ra đến cuối hành trỡnh cảm biến từ X10 phỏt hiện, Pittong lại thu về vị trớ ban đầu. - Sản phẩm trung bỡnh: Sẽ được cảm biến tiệm cận X1, X2 phỏt hiện sau đú di chuyển trờn băng tải đến vị trớ cảm biến X5 thỡ băng tải dừng và Pittong số 2 đẩy ra. Khi Pittong đẩy ra đến cuối hành trỡnh cảm biến từ X11 phỏt hiện, Pittong lại thu về vị trớ ban đầu.

- Sản phẩm nhỏ: Sẽ được cảm biến tiệm cận X1 phỏt hiện sau đú di chuyển trờn băng tải đến vị trớ cảm biến X6 thỡ băng tải dừng và Pittong số 3 đẩy ra. Khi Pittong đẩy ra đến cuối hành trỡnh cảm biến từ X12 phỏt hiện, Pittong lại thu về vị trớ ban đầu.

- Sản phẩm lỗi: Kớch thước quỏ nhỏ khụng được phỏt hiện bởi cỏc cảm biến trờn sẽ di chuyển theo băng tải đến cuối hành trỡnh gặp cảm biến X7 thỡ băng tải dừng.

b) Bước 2: Xỏc định cỏc tớn hiệu điều khiển, cỏc tớn hiệu I/O

Dựa trờn phõn tớch yờu cầu cụng nghệ trờn, cú thể phõn ra cỏc tớn hiệu điều khiển sau: - Điều khiển cho băng tải chạy bằng cỏc tớn hiệu điều khiển cài đặt trờn biến tần. Cỏc tớn hiệu cần điều khiển băng tải đú là: Tần số chạy, thời gian tăng tốc, thời gian giảm tốc, chế độ điều khiển ngoài, hóm động năng…

- Điều khiển hành trỡnh bằng PLC thụng qua cảm biến tiệm cận và quang. Bảng cỏc tớn hiệu I/O cho PLC:

Bảng 3.1: Cỏc tớn hiệu I/O

Loại Địa chỉ

thiết bị Tờn thiết bị Hoạt động

Ngừ vào

X0 Tin hiệu khởi động

Nỳt nhấn ON băng tải chạy X13 Tớn hiệu dừng dạng

Nỳt nhấn ON băng tải dừng

X1 CB thấp ON khi sản phẩm được phỏt hiện

X2 CB trung bỡnh ON khi sản phẩm được phỏt hiện X3 CB cao ON khi sản phẩm được phỏt hiện X4 CB xylanh Y1 ON khi sản phẩm được phỏt hiện ở đầu

xylanh 1

X5 CB xylanh Y2 ON khi sản phẩm được phỏt hiện ở đầu xylanh 2

X6 CB xylanh Y3 ON khi sản phẩm được phỏt hiện ở đầu xylanh 3

X7 CB cuối băng tải ON khi sản phẩm được phỏt hiện ở cuối băng tải

X10 CB thõn xylanh 1 ON khi xylanh 1 đẩy ra hết X11 CB thõn xylanh 2 ON khi xylanh 2 đẩy ra hết X12 CB thõn xylanh 3 ON khi xylanh 3 đẩy ra hết

Ngừ ra Y0 Biến tần Khi Y0 ON động cơ băng tải quay Y1 Cơ cấu đẩy SP Đẩy SP nhỏ ra khỏi băng tải Y2 Cơ cấu đẩy SP Đẩy SP trung bỡnh ra khỏi băng tải Y3 Cơ cấu đẩy SP Đẩy SP lớn ra khỏi băng tải

c) Bước 3: Thiết lập lưu đồ thuật toỏn cho bài thực hành

START BĂNG TảI CHạY SảN PHẩM TRUNG BìNH SảN PHẩM NHỏ SảN PHẩM LớN X0 X1,X2,X3 X1,X2 X1 X4 X5 X6 PITTONG 1 qUAY TRở LạI PITTONG 2 QUAY TRở LạI PITTONG 3 qUAY TRở LạI X10 X11 X12 bĂNG TảI DừNG PITTONG 1 ĐẩY SảN PHẩM RA bĂNG TảI DừNG PITTONG 2 ĐẩY SảN PHẩM RA bĂNG TảI DừNG PITTONG 3 ĐẩY SảN PHẩM RA BĂNG TảI DừNG X13 SảN PHẩM lỗI X7 bĂNG TảI DừNG LấY SảN PHẩM RA DừNG CHƯƠNG TRìNH Có KHÔNG

Hỡnh 3.3: Lưu đồ thuật toỏn cho băng tải phõn loại sản phẩm

d) Bước 4: Lập trỡnh cho bài thực hành

Để lập trỡnh cho bài thực hành cần chia làm ba phần:

- Lập trỡnh cài đặt cho biến tần bằng tay trờn phớm điều khiển - Lập trỡnh cho PLC bằng phần mềm GX-Developer

- Thiết kế giao diện HMI bằng GT- Designer.

Tiến hành cài đặt cho biến tần FR E-500 bằng cỏc phớm nhấn trờn bảng điều khiển. Yờu cầu sinh viờn cài những thụng số chớnh. Tốc độ băng tải chạy vừa phải. Thời gian tăng tốc và giảm tốc nhỏ để trỏnh quỏn tớnh khi vật thể đi qua cảm biến

Cỏc thụng số cần quang tõm: - Pr1: Tần số lớn nhất. - Pr2: Tần số nhỏ nhất. - Pr3: Tần số chạy cơ bản. - Pr7: Thời gian tăng tốc. - Pr8: Thời gian giảm tốc.

- Pr79: Lựa chọn chế độ hoạt động:

* Pr79 = 1: Chế độ hoạt động bằng phớm nhấn. - Tần số cài đặt bằng phớm nhấn trờn thừn biến tần. - Tớn hiệu khởi động bằng phớm nhấn forward, reverse. * Pr79 = 2: Chế độ hoạt động ngoài.

- Tần số chạy điều chỉnh bằng biến trở.

- Tớn hiệu khời động bờn ngoài bằng STF,STR. * Pr79 = 3: Chế độ kết hợp

- Tần số cài đặt bằng phớm nhấn trờn thừn biến tần. - Tớn hiệu khởi động bờn ngoài bằng STF,STR. * Pr79 = 4: Chế độ kết hợp

- Tần số chạy điều chỉnh bằng biến trở.

- Tớn hiệu khời động bằng nỳt forward, reverse.

Cú thể cài đặt thụng số mẫu cho biến tần như sau:

- Pr1 = 100Hz - Pr2 = 10Hz - Pr3 = 50Hz - Pr7 = 0,5 S - Pr8 = 0,5 S - Pr79 = 2( hoặc 3)

*) Lập trỡnh cho PLC bằng phần mền GX-Developer :

Sinh viờn phải tự suy nghĩ để lập trỡnh ra chương trỡnh bằng nhiều cỏch khỏc nhau. Cỏc chương trỡnh phải đảm bỏo tớnh logic, đơn giản, ngắn gọn và dễ hiểu.

*) Thiết kế màn hỡnh HMI giỏm sỏt hoạt động băng tải phõn loại sảm phẩm

Sử dụng phần mềm GT- Designer để thiết kế giao diện HMI cho băng tải vừa lập trỡnh. Cú nhiều cỏch khai thỏc giao diện. Sinh viờn cần thành thạo phần mềm và thiết kế nờn những giao diện đẹp mắt. Khi sử dụng phần mềm cần khai bỏo đỳng loại màn hỡnh GOT và kiểu PLC thỡ chương trỡnh mới chạy. Đồng thời yờu cầu cỏc giao diện phải đơn giản sỏt với chương trỡnh vừa lập trỡnh.

Phần mềm GT-Designer tương đối thõn thiện và dễ sử dụng. Sinh viờn cú thể đọc thờm trờn sổ tay hướng dẫn của hóng.

Đõy là một màn hỡnh GOT mẫu. Cú thể cho sinh viờn tham khảo.

Hỡnh 3.4: Màn hỡnh lập trỡnh HMI-GOT e)Bước 5: Kết nối cỏc thiết bị vào ra cho PLC:

Sau khi đó lập trỡnh song và kiểm tra lại chương trỡnh kỹ càng. Giỏo viờn sẽ cho sinh viờn đấu nối cỏc thiết bị. Trong quỏ trỡnh đấu nối cần giỏm sỏt kỹ càng và kiểm tra lại đảm bảo tớnh an toàn cho mụ hỡnh cũng như sinh viờn

Sinh viờn 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 Nâu C ảm B iế n 0V 24VDC Y4 Y5 Y6 Y7 X an h Đen L N 0V 24VDC X10 X11 X12 X13 X14 X15 C4 Y10 Y11 Nâu C ảm B iế n X an h 24VDC 24VDC 0VDC

Cảm biến thân xi lanh

Van diện từ

Nút nhấn

L N

Hỡnh 3.5: Sơ đồ đấu dõy f) Bước 6: Chạy chương trỡnh.

- Sau khi đó hoàn tất cụng việc đấu dõy, sinh viờn tiến hành nạp chương trỡnh vào PLC và tiến hành chạy thử chương trỡnh. Nếu thấy sai thỡ dừng quỏ trỡnh và sửa lại chương trỡnh.

2. Hướng dẫn thường xuyờn

- Trong quỏ trỡnh thực hành đưa ra những cõu hỏi sỏng tạo. Những gợi mở khỏc nhau để sinh viờn sỏng tạo ra nhưng chương trỡnh mới.

- Thay đổi cỏch đấu dõy để sinh viờn linh hoạt hơn trong chương trỡnh của mỡnh.

3. Rỳt kinh nghiệm

- Sau khi bài thực hành kết thỳc, sinh viờn cần đỳc rỳt ra kinh nghiệm lập trỡnh cho cỏc bài thực hành tiếp theo.

3.2.2. Bài thực hành mụ hình đo chiờ̀u dài sản phõ̉m Thanh Ke SP M X1 Cảm biến thân xi lanh ENCODER Xi lanh

Hỡnh 3.6: Sơ đồ mụ hỡnh băng tải đo chiều dài sản phẩm 3.2.2.1. Tờn bài thực hành

Bài thực hành đo chiều dài sản phẩm bằng Encoder

1. Mục tiờu bài thực hành

Sau bài thực hành này người học cú khả năng.

- Hiều và nắm bắt được quy trỡnh thiết kế lập trỡnh cho một hệ thống tự động húa - Lắp đặt được sơ đồ nguyờn lý

- Sử dụng thành thạo cỏc phần mềm lập trỡnh.

- Hỡnh thành thúi quen trong tư duy lập trỡnh một hệ thống theo trỡnh tự cỏc bước như đó trỡnh bày trờn.

- Nắm vững được bộ đếm tốc độ cao High Speed Counter trong PLC

2. Đồ dựng và cỏc thiết bị chuẩn bị cho bài thực hành

- Cỏc dõy nối cú gắn đầu cốt.

- Phần mềm lập trỡnh PLC-FX GX-Developer, phần mềm thiết kế giao diện HMI Got GT- Designer, và phần mềm giao tiếp mỏy tớnh, GT- Soft Got2.

- Tài liệu về PLC và Biến Tần của hóng Mitsubishi và cỏc tài liệu liờn quan nếu cú.

3.2.2.2. Hướng dẫn thực hành 1. Hướng dẫn mở đầu

a) Bước 1: Phõn tớch yờu cầu cụng nghệ bài thực hành.

Bài thực hành yờu cầu như sau: Khi băng tải chạy được 0.5m thỡ băng tải dừng trong 3s đồng thời Pittong đúng xuống, sau đú băng tải chạy tiếp, pittong rỳt lờn. Quỏ trỡnh được lặp lại một cỏch tuần tự . Như vậy bài thực hành vừa đo chiều dài băng tải 0.5m thỡ xi lanh đúng xuống, bài thực hành đũi hỏi biến tần phải dừng băng tải ngay để trỏnh sai số chiều dài băng tải.

b) Bước 2: Xỏc định cỏc tớn hiệu điều khiển, cỏc tớn hiệu I/O

Sinh viờn cần phõn tớch cỏc tớn hiệu điều khiển cú trong bài thực hành. Cỏc tớn hiệu điều khiển gồm

- Điều khiển cho băng tải chạy: Bằng biến tần thụng qua tớn hiệu từ PLC - Điều khiển cho Pittong và Encorder đếm xung thụng qua PLC

Bảng cỏc thụng số I/O được dựng trong mụ hỡnh:

Bảng 3.2: Cỏc tớn hiệu I/O trong chương trỡnh

Loại Địa chỉ thiết bị Tờn thiết bị Hoạt động

Ngừ vào

X0 Ngừ vào A từ Encoder Dạng xung

X1 Ngừ vào B của Encoder Dạng xung

Tớn hiệu khởi đụng, Nỳt

nhấn ON, băng tải chạy

X3 Tớn hiệu dừng, Nỳt nhấn OF, băng tải dừng

Ngừ ra Y0 Biến tần Băng tải chạy

Y1 Pittong Đúng xuống

c) Bước 3: Thiết lập lưu đồ thuật toỏn cho bài thực hành

START BĂNG TảI CHạY X2 BĂNG TảI CHạY được 0.5m BĂNG TảI dừng pittong đóng xuống sau 3 giây Kết thúc X3 DừNG CHƯƠNG TRìNH Có KHÔNG

Hỡnh 3.7: Lưu đồ thuật toỏn cho băng tải dỏn nhón sản phẩm d) Bước 4: Lập trỡnh cho bài thực hành

Để lập trỡnh cho bài thực hành cần chia làm ba phần:

- Lập trỡnh cài đặt cho biến tần bằng tay trờn phớm điều khiển - Lập trỡnh cho PLC bằng phần mềm GX-Developer

- Thiết kế giao diện HMI bằng GT- Designer.

*) Lập trỡnh cài đặt cho biến tần FR E-500

Tiến hành cài đặt cho biến tần FR E-500 bằng cỏc phớm nhấn trờn bảng điều khiển. Yờu cầu sinh viờn cài những thụng số chớnh. Tốc độ băng tải chạy vừa phải.Thời gian giảm tốc bằng 0 và phải sử dụng đến hóm động năng để dừng tức thỡ băng tải. Cú như vậy băng tải mới đo được chớnh xỏc. Sinh viờn cần tham khảo catalog cỏc thụng số cài đặt của biến tần.

Cú thể cài đặt thụng 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 hóm động năng cài bằng tần số hoạt động - Pr 11: Thời gian hóm động năng cài =2s

- Pr 12: Điện ỏp hóm đặt bằng 20% U

- Pr 79 : Lựa chon chế độ hoạt động, chọn Pr79=4, ở chờ́ đụ̣ này là chờ́ đụ̣ hoạt đụ̣ng chỉnh chờ́ đụ̣ khởi đụ̣ng và dừng bằng cụng tác của biờ́n từ̀n

*) Lập trỡnh cho PLC bằng phần mền GX-Developer :

Sinh viờn phải tự suy nghĩ để lập trỡnh ra chương trỡnh bằng nhiều cỏch khỏc nhau. Cỏc chương trỡnh phải đảm bỏo tớnh logic, đơn giản, ngắn gọn và dễ hiểu. Vỡ yờu cầu bài toỏn là băng tải chạy 0.5m=500mm nờn đối với Encoder 1mm/xung ta phải đạt được 500 xung.

Sau đõy là chương trỡnh mẫu Ladder Diagram được viết bằng GX-Developer:

Trong chương trỡnh này sử dụng bộ đếm tốc độ cao C251 để đếm xung. Khi băng tải chạy Y000 cú điện, tiếp điểm Y000 duy trỡ cho C251. Khi C251 đếm đủ 500 xung tương ứng với 0.5m băng tải tiếp điểm C251 thường đúng mở ra, băng tải dừng tức thỡ đồng thời tiếp điểm thường đúng C251 đúng lại làm Y001 đúng xuống T0 K30 đếm thời gian trong 3s, khi đủ 3s, T0 thường mở đúng lại, reset C251 và đúng M0 làm cho

băng tải tiếp tục chạy. Quỏ trỡn lặp lại cho đến khi ta nhấn X003 làm reset C215 và làm băng tải dừng

*) Thiết kế màn hỡnh HMI giỏm sỏt hoạt động băng tải phõn loại sảm phẩm

Phần mềm GT-Designer tương đối thõn thiện và dễ sử dụng. Sinh viờn cú thể đọc thờm trờn sổ tay hướng dẫn của hóng.

Đõy là một màn hỡnh GOT mẫu. Cú thể cho sinh viờn tham khảo.

e)Bước 5: Kết nối cỏc thiết bị vào ra cho PLC

Sau khi đó lập trỡnh song và kiểm tra lại chương trỡnh kỹ càng. Giỏo viờn sẽ cho sinh viờn đấu nối cỏc thiết bị. Trong quỏ trỡnh đấu nối cần giỏm sỏt kỹ càng và kiểm tra lại