Chương 1: GIỚI THIỆU CƠ CẤU CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG CHO MÁY ĐÔT LỖ Hiện máy đột lỗ ứng dụng rộng rãi ngành khí gia công chúng ta, ứng dụng để đột lỗ sản phẫm sắt hay sắt hộp…Thường máy đột cấp phôi tay hay cấu hệ thống truyền động thủy lực …thì suất không cao khoảng cách lỗ đột không xác Đồ Án Tốt Nghiệp em xin giới thiệu cấu cấp phôi tự động cho máy đột lỗ dùng PLC , SERVO hình giao diện để điều khiển cấu cấp phôi cho máy đột ứng dụng để đột lỗ sắt hộp có khoảng cách lỗ giống chiều dài thẳng hàng Khoảng cách lỗ điều chỉnh phù hợp với sản phẫm đột khác nhờ hình giao diện gắn trực tiếp tủ điều khiển Trong mô hình em sử dụng số thiết bị sau: • • • • • •  PLC FX1S 14MR hãng Mitsubishi SERVO- SGD- 01AP hãng Yaskawa MÀN HÌNH GIAO DIỆN OP320A Của hãng Touch Win Cơ cấu vít me để truyền động đẩy cấp phôi cho máy đột Xy lanh khí nén dùng để kẹp phôi đột điều khiển đầu đột Van solenoid khí nén để điều khiển xy lanh khí nén Trong mô hình em dùng xy lanh khí nén điều khiển đầu đột lên xuống thay cho máy đột Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ LẬP TRÌNH PLC Các điều khiển lập trình PLC Mitsubishi phong phú chủng loại Điều dẫn đến khó khăn định người sử dụng việc lựa chọn PLC có cấu hình phù hợp với ứng dụng Tuy nhiên, loại PLC có Page ưu điểm riêng phù hợp với ứng dụng riêng Căn vào đặc điểm đó, người sử dụng dễ dàng đưa cấu hình phù hợp cho ứng dụng cụ thể Sau em xin giới thiệu PLC FX1S dòng FX hãng Mitsubishi: 2.1 PLC FX 1S : 2.1.1 Đặc điểm: PLC FX1S có số lượng I/O khoảng 10-34 I/O Cũng giống FX0S, FX1S khả mở rộng hệ thống Tuy nhiên, FX1S tăng cường thêm số tính đặc biệt: tăng cường hiệu tính toán, khả làm việc với đầu vào tương tự thông qua card chuyển đổi, cải thiện tính đếm tốc cao, tăng cường đầu vào xử lý ngắt; trang bị thêm chức truyền thông thông qua card truyền thông lắp thêm bề mặt cho phép FX1S tham gia truyền thông mạng (giới hạn số lượng trạm tối đa trạm) hay giao tiếp với HMI kèm Nói chung, FX1S thích hợp với ứng dụng công nghiệp chế biến gỗ, đóng gói sản phẩm, điều khiển động cơ, máy móc, hay hệ thống quản lý môi trường 2.1.2 Đặc tính kỹ thuật: MỤC ĐẶC ĐIỂM GHI CHÚ Xử lý chương trình Thực quét chương trình tuần hoàn Phương pháp xử lý vào/ra Cập nhật đầu cuối chu kì Có lệnh làm tươi (I/O) quét (khi lệnh END thi hành) ngõ Đối với lệnh bản: 0,55 ÷ 0,7µs Thời gian xử lý lệnh Đối với lệnh ứng dụng: 3,7 ÷ khoảng 100 µs Có thể tạo chương Ngôn ngữ lập trình Ngôn ngữ Ladder Instruction trình loại SFC Có thể chọn tùy ý nhớ (như Dung lượng chương trình 2000 bước EEPROM FX1N-EEPROM8L) Số lệnh bản: 27 Có tối đa 167 lệnh Số lệnh Số lệnh Ladder: ứng dụng thi hành Số lệnh ứng dụng: 85 Page Cấu hình Vào/Ra (I/O) Tổng ngõ Vào/Ra nạp chương trình xử lý (Max, total I/O set by Main Processing Unit) Thông thường Rơ le phụ Chốt trợ (M) Đặc biệt Số lượng: 384 Số lượng: 128 Rơ le trạng Thông thường thái (S) Khởi tạo Số lượng: 128 Số lượng: 10 (tập con) 100 mili giây Bộ định 10 mili giây Timer (T) mili giây Bộ (C) Số lượng: 256 Khoảng định thì: ÷ 3276,7 giây Số lượng: 63 Khoảng định thì: ÷ 327,67 giây Số lượng: 31 (tập con) Khoảng định thì: 0,001 ÷ 32,767 giây Số lượng: Thông thường Khoảng đếm: đến 32767 Số lượng: 16 Chốt Khoảng đếm: đến 32767 Số lượng: 16 đếm Khoảng đếm: -2.147.483.648 đến 2.147.483.647 pha: Tối đa 60kHz cho phần cứng HSC (C235, C236, pha hoạt động C246) ngõ vào Tối đa 10kHz cho phần Bộ đếm tốc mềm HSC (C237 ÷ C245, độ cao C247 ÷ C250) (HSC) pha pha: Tối đa 30kHz cho phần cứng HSC (C251) Tối đa 5kHz cho phần Pha A/B mềm HSC (C252 ÷ C255) pha Page Từ M0 ÷ M383 Từ M384 ÷ M511 Từ M8000 ÷ M8255 Từ S0 ÷ S127 Từ S0 ÷ S9 Từ T0 ÷ T62 Từ T32 ÷ T62 (khi M8028 = ON) T63 Từ C0 ÷ C15 Loại: đếm lên 16 bit Từ C16 ÷ C31 Loại: đếm lên 16 bit Từ C235 ÷ C240 Từ C241 ÷ C245 Từ C246 ÷ C250 Từ C251 ÷ C255 Từ D0 ÷ D127 Loại: cặp ghi lưu trữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit Số lượng: 128 Thông thường Từ D128 ÷ D255 Chốt Loại: cặp ghi lưu trữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit Số lượng: 128 Dữ liệu chuyển từ biến trở điều chỉnh Thanh ghi Được điều chỉnh Trong khoảng: ÷ 255 điện áp đặt liệu (D) bên Số lượng: vào ghi D8030 D8031 Từ D8000 ÷ Số lượng: 256 (kể D8030, D8255 Đặc biệt D8031) Loại: ghi lưu trữ liệu 16 bit Từ V0 ÷ V7 Z0 ÷ Z7 Chỉ mục Số lượng: 16 Loại: ghi liệu 16 bit Dùng với lệnh Số lượng: 64 Từ P0 ÷ P63 CALL 100 đến 150 Con trỏ (P) Dùng với (kích cạnh lên Số lượng: ngắt =1, kích cạnh xuống =0) Số mức Dùng với lệnh lồng Số lượng: Từ N0 ÷ N7 MC/MCR (N) Thập phân 16 bit: -32768 đến 32767 (K) 32 bit: -2.147.483.648 đến 2.147.483.647 Hằng số Thập lục phân 16 bit: 0000 đến FFFF (H) 32 bit: 00000000 đến FFFFFFFF 2.1.3 Các loại PLC FX1S: Nguồn AC, đầu vào 24 VDC FX1S Ngõ vào Ngõ Page Tổng ngõ Số lượng Loại Số lượng Loại Vào/Ra Rơ le Sink/Source FX1S-10MT-ESS/UL Transistor (Source) FX1S-14MR-ES/UL Rơ le 14 Sink/Source FX1S-14MT-ESS/UL Transistor (Source) FX1S-20MR-ES/UL Rơ le 20 12 Sink/Source FX1S-20MT-ESS/UL Transistor (Source) FX1S-30MR-ES/UL Rơ le 30 16 Sink/Source 14 FX1S-30MT-ESS/UL Transistor (Source) FX1S-10MR-DS Rơ le 10 Sink/Source FX1S-10MT-DSS Transistor (Source) FX1S-14MR-DS Rơ le 14 Sink/Source FX1S-14MT-DSS Transistor (Source) FX1S-20MR-DS Rơ le 20 12 Sink/Source FX1S-20MT-DSS Transistor (Source) FX1S-30MR-DS Rơ le 30 (Dài × Rộng × FX1S-10MR-ES/UL 10 Kích thước 16 Sink/Source 14 FX1S-30MT-DSS Transistor (Source) 2.2 LẬP TRÌNH PLC MITSUBISHI VỚI CÁC LỆNH CƠ BẢN 2.2.1 Định nghĩa Chương Trình: Page Cao) (mm) 60 × 75 × 90 60 × 75 × 90 75 × 75 × 90 100 × 75 × 90 60 × 49 × 90 60 × 49 × 90 75 × 49 × 90 100 × 49 × 90 Chương trình chuỗi lệnh nối tiếp viết theo ngôn ngữ mà PLC hiểu Có ba dạng chương trình: Instruction, Ladder SFC/STL Không phải tất công cụ lập trình đề làm việc ba dạng Nói chung lập trình cầm tay làm việc với dạng Instruction hầu hết công cụ lập trình đồ họa làm việc dạng Instruction Ladder Các phần mềm chuyên dùng cho phép làm việc dạng SFC Hinh 2.1 Cấu trúc dạng chương trình PLC 2.2.2.Các thiết bị dùng lập trình: Có thiết bị lập trình Mỗi thiết bị có công dụng riêng Để dể dàng xác định thiết bị gán cho kí tự: • X: dùng để ngõ vào vât lý gắn trực tiếp vào PLC • Y: dùng để ngõ nối trực tiếp từ PLC • T: dùng để xác định thiết bị định có PLC • C: dùng để xác định thiết bị đếm có PLC • M S: dùng cờ hoạt động bên PLC Tất thiết bị gọi “Thiết bị bit”, nghĩa thiết bị có trạng thái: ON OFF, 2.2.3 Ngôn ngữ lập trình Instruction Ladder: Ngôn ngữ Instruction, ngôn ngữ dòng lệnh, xem ngôn ngữ lập trình dễ học, dễ dùng, phải nhiều thời gian kiểm tra đối chiếu để tìm mối quan hệ giai đoạn chương trình lớn với chức thể Hơn nữa, ngôn ngữ instruction nhà chế tạo PLC có cấu trúc khác (đây trường hợp phổ biến ) việc sử dụng lẫn lộn dẫn đến kết phải làm việc tập lệnh ngôn ngữ instruction không đồng Một ngôn ngữ khác ưa chuộng Ladder, ngôn ngữ bậc thang Ngôn ngữ có dạng đồ họa cho phép nhập chương trình có dạng sơ đồ mạch điện logic, Page dùng ký hiệu điện để biểu diễn công tác logic ngõ vào relay logic ngõ (hình 2.1) Ngôn ngữ gần với hơn ngôn ngữ Instruction xem ngôn ngữ cấp cao Phần mềm lập trình biên dịch ký hiệu logic thành mã máy lưu vào nhớ PLC Sau đó, PLC thực tác vụ điều khiển theo logic thể chương trình 2.2.4 Các lệnh • Lệnh LD (load) Lệnh LD dùng để đặt công tắc logic thường mở vào chương trình Trong chương trình dạng Instruction, lệnh LD luôn xuất vị trí dòng chương trình mở đầu cho khối logic (sẽ trình bày phần lệnh khối) Trong chương trình dạng ladder, lệnh LD thể công tắc logic thường mở nối trực tiếp với đường bus bên trái nhánh chương trình hay công tắc thường mở khối logic Ví dụ: LD X000 OUT Y000 Hình 2.2: Lệnh LD công tắc thường mở vào đường bus trái Ngõ Y000 đóng công tắc X000 đóng, hay ngõ vào X000 = • Lệnh LDI (Load Inverse) Lệnh LDI dùng để đặt công tắc logic thường đóng vào chương trình Trong chương trình Instruction, lệnh LDI luôn xuất vị trí dòng chương trình mở đầu cho khối logic (sẽ trình bày sau phần lệnh khối) Trong chương trình ladder lệnh LD thể công tắc logic thường đóng nối trực tiếp với đường bus bên trái nhánh logic công tắc thường đóng đẩu tiên khối logic Ví dụ: Page LDI X001 OUT Y000 Hình 2.3: Lệnh đặt công tắc thường đóng vào đường bus trái • Lệnh OUT Lệnh OUT dùng để đặt relay logic vào chương trình Trong chương trình dạng ladder, lệnh OUT ký hiệu “( )” nối trực tiếp với đường bus phải Lệnh OUT thực điều khiển phía bên trái thỏa mãn Tham số (toán hạng bit) lệnh OUT không trì trạng thái (không chốt); trạng thái giống với trạng thái nhánh công tắc điều khiển Ví dụ: LDI X001 OUT Y000 Hình 2.4 : Lệnh OUT đặt relay logic vào đường bus phải Ngõ Y000 = ON công tắc logic thường đóng X001 đóng (X001 = 0); ngõ Y00 = OFF công tắc logic thường đóng X001 hở (X001 = ON) • Lệnh AND OR Ơ dạng ladder công tắc thường mở mắc nối tiếp hay mắc song song thể dạng Instruction lệnh AND hay OR AND LD X000 AND X001 AND X002 OUT Y001 OR LD X000 OR X001 Page OR X002 OUT Y001 Hình 2.5 : Lệnh đặt công tắc nối tiếp song song • Lệnh ANI ORI Ở dạng ladder công tắc logic thường đóng mắc nối tiếp hay song song thể dạng Instruction lệnh ANI hay ORI NAND LDI X000 ANI X001 ANI X002 OUT Y000 NOR LDI X000 ORI X001 ORI X002 OUT Y001 Hình 2.6 :Lập trình cho công tắc logic thường đóng hay thường mở mắc song song • Cổng logic EXCLUSIVE-OR Cổng logic khác với cổng OR chỗ cho logic hai ngõ vào có logic 1, hai ngõ vào có logic cho logic logic thực hai nhánh song song, nhánh mạch nối tiếp ngõ vào đảo ngõ lại Vì lệnh thể cho logic nên biểu diễn tổ hợp logic EX-OR LD X000 ANI X001 Page LDI X000 AND X001 ORB OUT Y000 Hình 2.7: Lập trình cho cổng logic EXCLUSIVE-OR Lưu ý:Trong chương trình Instruction có dùng lệnh ORB (OR Block).Ban đầu lập trình cho nhánh đầu tiên, sau nhánh Lúc CPU hiểu có hai khối đọc lệnh ORB Lệnh thực OR hai khối với lệnh OUT kích ngõ tương ứng • Lệnh ORB Lệnh ORB (OR Block)không có tham số Lệnh dùng để tạo nhiều nhánh song song phức tạp gồm nhiều khối logic song song với Lệnh ORB mô tả rõ chuỗi công tất bắt đầu lệnh LD (LDI)song song với nhánh trước Ví dụ: LD X002 ANI M10 AND X003 LD Y000 ORI M10 AND M11 AND X004 ORB OUT Y000 Hình 2.8: Mắc song song hai khối logic Ngõ Y000 co logic khi: Hoặc X002 X003 ON M10 có logic Hoặc Y000, M1 X004 có logic Hoặc M11 X004 ON M10 có logic • Lệnh ANB Lệnh ANB (AND block) tham số Lệnh ANB dùng đề tạo nhánh nối liên tiếp phức tạp gồm nhiều nhánh nối tiếp với Lệnh ANB mô tả rõ thực nối tiếp nhiều khối có nhiều công tắc mác song song Page 10 6.2.1 Thiết bị bên tủ điều khiển: Page 109       Bộ Drive điều khiển motor servo Bộ nguồn 220VAC/24VDC cấp nguồn cho tủ điều khiển Bộ PLC Mitsubishi FX1S 14MR điều khiển cho cấu cấp phôi Relay trung gian điều khiển van solenoid khí nén Contactor đóng mở cấp nguồn cho tủ điều khiển CB đóng mở nguồn cho tủ điều khiển 6.2 Mặt tủ điều khiển : Page 110 6.2.3 Thiết bị mô hình Page 111     Bộ điều chỉnh áp lực khí nén Van solenoid đóng mở xy lanh khí Xy lanh khí nén kẹp giữ sản phẫm đột Đế ổ bi cấu truyền động vít me 6.2.4 Đầu đột mô hình Page 112     Xy lanh đột Xy lanh giữ sản phẫm đột Cơ cấu vít me Sản phẫm đột 6.2.5 Hình đầu mô hình để đưa phôi vào Page 113     Đầu đột Cơ cấu vít me truyền động Hướng đưa sản phẫm đột vào Sắt hộp bắt cấu đẩy phôi 6.3 Máy đột cấu cấp phôi thực tế có chiều dài (6m) : Page 114      Máy đột lỗ Cơ cấp cấp phôi Động servo hộp giãm tốc truyền động Hướng đưa phôi vào để đột Sản phẫm phôi dùng để đột lỗ 6.3.1 Cơ cấu đầu đột khuôn đột 1: Page 115       Khuôn đột Tuy dẫn hướng phôi đột (có gắn khuôn đột) Đế máy đột để gắn khuôn đột Đầu đột Mang cá trượt máy đột Tủ điện điều khiển 6.3.2 Cơ cấu đầu đột phôi đột 2: Page 116     Tủ điện điều khiển Sản phẫm phôi đột Đầu đột Cử giữ phôi đột 6.3.3 Cơ cấu truyền động dẫn hướng bi: Page 117  Cơ cấu dẫn hướng trượt ổ bi  Thanh truyền động  Dầm chữ H gắn cấu đẩy phôi 6.3.4 Sắt hộp dùng để đột lỗ : Page 118 6.3.5 Sản phẫm sắt hộp đột xong: Page 119 6.3.6 Sản phẫm sắt hộp đột xong sơn hoàn thiện: Page 120  Hướng phát triển thêm cho cấu cấp phôi: Từ kết đạt ta phát triển thêm để cấu cấp phôi hoàn chỉnh ( thành cấu cấp phôi hoàn toàn tự động ): • • Phát triển thêm cấu đưa phôi tự động vào máy cho cấu đẩy phôi Phát triển thêm cấu lấy phôi tự động sản phẫm đột xong Page 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO LÊ HOÀI QUỐC ,CHUNG TẤN LÂM, “BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH VẬN HÀNH VÀ ỨNG DỤNG” , Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1999 MITSUBISHI SỔ TAY HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH điều khiển lập trình họ FX 1996 MITSUBISHI FX SERIES PROGRAMMABLE CONTROLLERS 2003 NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG , “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN” Nhà xuất giáo dục 1998 YASKAWA ∑ SERIES AC SERVO DRIVES SGM/SGD OP SERIES DISPLAY XINJE ELECTRONIC CO.,Ltd Page 122 [...]... X000 là 1 ( nhấn nút ) thì Y001 = 1 thực hiện việc duy trì cho công tắc X000 trong khi đó, công tắc thường đóng X000 hở vì X000 vẩn là 1, không cho phép bộ định thì hoạt động cho đến khi không tác động vào nút nhấn nữa X000 = 0 bộ định thì T0 sẽ định thì 19 giây Khi hết đến thời gian định thì, công tắc T0 ở nhánh đầu tiên hở, ngắt đường hoạt động cho Y000 và T0 ( hình 3.4 ) Hình 3.4 : Mạch định thì loại... sẽ bị khởi động lại Hình 3.5 Lập trình cơ bản bộ đếm Trường hợp mất nguồn cung cấp điện, ta thường phải dùng bộ đếm có khả năng nhớ (được nuôi bằng pin) nhắm tránh trường hợp mất dữ liệu quan trọng Hoạt động mạch đếm sau khi mất nguồn Trong các ứng dụng thực tế ta cần bộ đếm có khả năng lưu lại trong bộ nhớ các thông tin đếm được khi mất nguồn cấp điện cho PLC để việc điều khiển có thể hoạt động tiếp... lập trình được 5 vòng lấp FOR_NEXT NEXT Hoạt động: Các lệnh FOR và NEXT cho phép một chương trình được lập lại S lần Hình 4.3 Ứng dụng lệnh FOR và NEXT trong chương trình Page 23 Lưu ý:  Vì lệnh FOR hoạt động ở chế độ 16 bit, cho nên giá trị của toán hạng S có thể nằm trong một khoảng 1 đến 32,767 Nếu giá trị S nằm trong khoảng – 32.768 và 0 thì nó tự động được thay thế bằng giá trị 1, nghĩa là vòng... tiếp vào thanh ghi và có thể xử lý ngay Hoạt động Giá trị nhị phân của toán hạng nguồn S được chuyển đổi thành BCD tương ứng và kết quả chuyển đổi lưu vào toán hạng đích D Nếu số BCD vượt quá dãy hoạt động đến 0 đến 9.999 đối với hoạt động 16 bit hoặc 0 đến 99.999.999 đối với hoạt động 32 bit thì sẽ gây lỗi lệnh này có thể được dùng để xuất số liệu trực tiếp cho đèn 7 đoạn Hình 4.7 Ứng dụng lệnh BCD trong... Toán hạng S1 S2 S3 D K,H, KnX, KnY, KnM, So Sánh một giá Y, M, S KnS, T, C, D, V, Z trị với khoảng Lưu Ý: ba toán hạng kế Lưu Ý: S1 phải nhỏ hơn giá trị cho kết tiếp nhau tự động được sử S2 quả dụng để lưu kết quả Chức Năng Hoạt động Hoạt động giống như lệnh CMP chỉ khác là giá trị (S3) được so sánh với một khoảng giá trị (S1 – S2) Page 25  Nếu S3 nhỏ hơn ( ... D8191 D8192 D8193 D8194 D8195 Mã lỗi tác vụ Mã lỗi tác vụ Số thứ tự bước có lỗi tác vụ Số thứ tự bước có lỗi tác vụ Số thứ tự bước tìm thấy lỗi Số thứ tự bước tìm thấy lỗi tương tương ứng với cờ M8065... motor Cơ cấu điều khiển vòng hở, nửa kín hay vòng kín Page 49 Ưu điểm cấu độ xác đáp ứng tốc độ cao, dễ dàng thay đổi vị trí đich tốc độ cấu chấp hành 3.2.3 Cơ cấu chuyển động định hướng Cơ cấu. .. độ Sau số ví dụ cấu định vị: 3.2.1 Cơ cấu định vị đơn giản : Các vị dụ cấu xy lanh hay trục cam hay ly hợp phanh hãm Ưu điểm cấu đơn giản, rẻ tiền, hoạt động tốc độ cao 3.2.2 Cơ cấu định vị linh