Lập trình hệ thống tự động hóa sản xuất ứng dụng PLC IQ - R Series :Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ Điện

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

------------0o0------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN

XUẤT ỨNG DỤNG PLC iQ – R Series

SINH VIÊN : PHAN NHƢ KHA

MSSV : 14022821

LỚP : DHDKTD10A

GVHD : THS. NGUYỄN ANH TUẤN

TP. HCM, NĂM 2018

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài.

PHAN NHƢ KHA, MSSV: 14022821

2. Tên đề tài.

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT DỤNG PLC IQ-R

Sever

3. Nội dung.

Trình bày tóm tắt nội dung thực hiện :

- Nghiên cứu và thực nghiêm trên mô mình các mô đun PLC họ iQ-R, các

tính năng module, tìm hiểu mạng truyền thông công nghiệp và thiết kế giao

diện SCADA.

4. Kết quả

Trình bày tóm tắt kết quả đạt đƣợc:

- Hiểu cơ bản về mạng truyền thông công nghiệp.

- Hiều đƣợc cơ bản về hệ thống hoạt động của SCADA và thiết kế đƣợc giao

diện điều khiển cơ bản của SCADA bằng phần mềm MC Works.

- Mắm đƣợc cơ bản về PLC dòng IQ –R và các tính năng cua nó cũng nhƣ

các Module

- Học đƣợc cách giao tiếp giũa PLC với phần mềm SCADA thông qua phần

mềm OPC Sever.

Giảng viên hƣớng dẫn Tp. HCM, ngày tháng năm 20..

Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

......................................................................................................

TP.HCM ngày …. Tháng 06 năm 2018

Giáo viên hƣớng dẫn

iii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

......................................................................................................

TP.HCM ngày …. Tháng 06 năm 2018

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ...................................................i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ...........................................................ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN..............................................................iii

MỤC LỤC.....................................................................................................................iv

DANH MỤC HÌNH......................................................................................................vii

DANH MỤC BẢNG. ....................................................................................................ix

DANH MỤC VIẾT TẮT...............................................................................................ix

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................1

LỜI NÓI MỞ ĐẦU ........................................................................................................2

CHƢƠNG I.....................................................................................................................3

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................................................3

1.1. Đặt vấn đề. ........................................................................................................3

1.2. Mục tiêu của đề tài............................................................................................3

1.3. Mô tả hoạt động của trạm. ................................................................................3

1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu. .................................................................................4

1.4.1. Phƣơng pháp kế thừa..................................................................................4

1.4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm kiểm chứng. ....................................................4

1.5. Ƣu điểm và thiếu sót khi thực hiện đề tài. ........................................................4

1.6. Ý nghĩa khoa học khi thực hiện đề tài. .............................................................4

1.7. Thực trạng hiện nay. .........................................................................................4

1.7.1. Thực trạng ở Việt Nam. .............................................................................4

1.7.2. Thực trạng ở Thế Giới................................................................................4

CHƢƠNG II ...................................................................................................................5

CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ....................................................................................................5

2.1. Giới thiệu về PLC họ IQ – R Series và các Module trong hệ thống. ...............5

2.1.1. Khái niệm sê-ri MELSEC iQ-R.................................................................5

2.1.2. Các module trong hệ thống ........................................................................7

2.1.2.1. Module CPU........................................................................................7

2.1.2.2. Module Input OutPut.........................................................................12

2.1.2.3. Module đếm xung tốc độ cao ............................................................15

2.1.2.4. Module tín hiệu tƣơng tự...................................................................20

2.1.2.5. Module truyền thông .........................................................................27

2.1.2.6. Module nguồn....................................................................................30

2.1.2.7. Base unit ............................................................................................31

2.1.3. Cách tạo Module FB/FUN. ......................................................................32

2.2. Cấu trúc mạng truyền thông............................................................................34

2.2.1. Truyền Thông CC-Link............................................................................34

2.2.1.1. Giới thiệu Truyền thông CC-link. .....................................................34

2.2.1.2. Hƣớng dẫn giao tiếp CC-link. ...........................................................35

2.2.1.3. Hƣớng dẫn cài đặt cấu hình cho Module R60AD4 và R60DA4.......40

2.2.2. Truyền thông CC-link IE Field. ...............................................................45

2.2.1.1. giới thiệu truyền thông CC-link IE Field. .........................................45

2.2.1.2. Hƣớng dẫn giao tiếp CC-link IE Field. .............................................46

2.3. Phần mềm SCADA. ........................................................................................52

2.3.1. Môi trƣờng thiết kế của MC Works. ........................................................53

2.3.2. Thiết kế giao diện đơn giản......................................................................55

2.3.3. Thiết kế giao diện giám sát trên phần mềm MC Works. .........................62

2.4. Phần mềm OPC Sever.....................................................................................62

2.4.1. Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm MX OPC Confjgurator. .........................62

2.4.2. Kết nối PLC IQ-R với MC Works thông qua phần mềm OPC Sever. ....64

CHƢƠNGIII.................................................................................................................70

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT ỨNG DỤNG PLC IQ – R

Series. ...........................................................................................................................70

3.1. Trạm 1 cấp phôi. .............................................................................................70

3.1.1. Giới thiệu mô hình. ..................................................................................70

3.1.2. Cài đặt giá trị truyền thông.......................................................................70

3.1.3. Lƣu đồ giải thuật. .....................................................................................75

3.1.4. Sơ đồ đấu dây. ..........................................................................................76

3.1.5. Chƣơng trình điều khiển...........................................................................76

3.2. Trạm 2 gia công. ............................................................................................77

3.2.1. Giới thiệu mô hình trạm 2. .......................................................................77

3.2.2. Cài đặt giá trị truyền thông.......................................................................78

3.2.3. Lƣu đồ giải thuật. .....................................................................................81

3.2.4. Sơ đồ đấu dây. ..........................................................................................82

3.2.5. Chƣơng trình điều khiển...........................................................................82

3.3. Trạm 3 vận chuyển..........................................................................................83

3.3.1. Giới thiệu mô hình trạm 3. .......................................................................83

3.3.2. Cài đặt giá trị truyền thông.......................................................................83

3.3.3. Lƣu đồ giải thuật. .....................................................................................87

3.3.4. Sơ đồ đấu dây. ..........................................................................................88

3.3.5. Chƣơng trình điều khiển...........................................................................88

3.4. Trạm 4 kho hàng. ............................................................................................89

3.4.1. Giới thiệu mô hình trạm 4. .......................................................................89

3.4.2. Cài đặt gia trị truyền thông.......................................................................90

3.4.3. Lƣu đồ giải thuật. .....................................................................................93

3.4.4. Sơ đồ đấu dây. ..........................................................................................94

3.4.5. Chƣơng trình điều khiển...........................................................................94

CHƢƠNG IV................................................................................................................95

KẾT QUẢ VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN. .....................................................................95

4.1. Kết quả thực hiện. ...........................................................................................95

4.2. Những hạn chế của đề tài................................................................................95

4.3. Hƣớng phát triển của đề tài.............................................................................95

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................96

PHỤ LỤC A:THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA............................................................1

PHỤ LỤC B: CHƢƠNG TRÌNH.....................................................................................

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2. 1: Ưu điểm iQ-R ................................................................................................5

Hình 2. 2: Hệ thống CPU...............................................................................................7

Hình 2. 3: Module iQ-R R04ENCPU ............................................................................8

Hình 2. 4: Ngõ vào input nhận tín hiệu từ bên ngoài...................................................11

Hình 2. 5: Mô đun Input RX42C4 ................................................................................13

Hình 2. 6: Mô đun Output RY42NT2P .........................................................................14

Hình 2. 7: Mô đun đếm xung tốc độ cao RD62P2........................................................15

Hình 2. 8: Kết nối Encoder với Mô đun đếm xung tốc độ............................................17

Hình 2. 9: Linear counter.............................................................................................18

Hình 2. 10: Ring counter function................................................................................18

Hình 2. 11: Mô đun R60AD4........................................................................................21

Hình 2. 12: Đấu dây cho mô đun R60AD4...................................................................23

Hình 2. 13: Mô đun R60DA4........................................................................................24

Hình 2. 14: Đấu dây cho mô đun R60AD4...................................................................26

Hình 2. 15: Mô đun truyền thông RJ71EN71 CCIEC..................................................27

Hình 2. 16: Mô đun truyền thông RJ61BT11 ...............................................................28

Hình 2. 17: Đường truyền dữ liệu của truyền thông CC-link ......................................30

Hình 2. 18: Mô đun cấp nguồn.....................................................................................30

Hình 2. 19: Main base unit...........................................................................................32

Hình 2. 20: Dùng truyền thông trong công nghiệp ......................................................34

Hình 2. 21: Cấu hình CC-Link .....................................................................................36

Hình 2. 22: Cài đặt CC-link Parameter Master...........................................................37

Hình 2. 23: Cài đăt RJ61BT11/[Network Configuration Settings] Master .................37

Hình 2. 24: cài đăt RJ61BT11/[Link Refresh Settings] Mater.....................................38

Hình 2. 25: cài đặt RJ61BT11/[Supplementary Cyclic Settings] Master ....................38

Hình 2. 26: cài đặt RJ61BT11/[Required Settings] Local ...........................................39

Hình 2. 27: cài đặt RJ71BT11/[Own Station Setting] Local .......................................39

Hình 2. 28: cài đặt RJ61BT11/[Own Station Setting] Local .......................................40

Hình 2. 29: cài đặt RJ61BT11/[Supplementary Cyclic Settings] Local.......................40

Hình 2. 30: CC-link IE Field........................................................................................46

Hình 2. 31: kiểm tra trạng thái mạng...........................................................................48

Hình 2. 32: cách thức truyền thông..............................................................................48

Hình 2. 33: cài đặt RJ71EN71/[Required Settings] Master ........................................49

Hình 2. 34: cài đặt RJ71EN71/[Network Configuration Settings] Master.................49

Hình 2. 35: cài đặt RJ71EN71/ [Link Refresh Settings] Master..................................50

Hình 2. 36: Cài đặt RJ71EN71/[Supplementary Cyclic Settings] Master...................50

Hình 2. 37: Cài đặt RJ71EN71/[Required Settings] Local..........................................51

Hình 2. 38: Cài đặt RJ71EN71/[Basic Settings] Local................................................51

Hình 2. 39: Cài đặt RJ71EN71/ [Link Refresh Settings] Local ...................................52

Hình 2. 40: Giao diện MC Works.................................................................................52

viii

Hình 3. 1:Mô hình trạm cấp phôi.................................................................................70

Hình 3. 2:Lưu đồ giải thuật trạm 1 ..............................................................................75

Hình 3. 3: Sơ đồ kết nối cơ khí trạm 1 .........................................................................76

Hình 3. 4: Kết cấu cơ khí trạm 2 Xử Lý phôi ...............................................................77

Hình 3. 5: Mô hình thực tế trạm 2................................................................................77

Hình 3. 6: Lưu đồ giải thuật trạm 2 .............................................................................81

Hình 3. 7: Sơ đồ kết nối cơ khí trạm 2 .........................................................................82

Hình 3. 8: Kết cấu cơ khí Trạm 03 vận chuyển............................................................83

Hình 3. 9: Mô hình thực tế trạm 03 trạm vận chuyển ..................................................83

Hình 3. 10: Lưu đồ giải thuật trạm 3 ...........................................................................87

Hình 3. 11: sơ đồ đấu dây trạm 3.................................................................................88

Hình 3. 12: Kết cấu cơ khí trạm 04 Kho lưu trữ ..........................................................89

Hình 3. 13: Mô hình thực tế trạm 04 Kho lưu trữ........................................................89

Hình 3. 14: Lưu đồ giải thuật trạm 4 ...........................................................................93

Hình 3. 15: sơ đồ đấu dây trạm 4.................................................................................94

DANH MỤC BẢNG.

Bảng 2. 1: Thông số kỹ thuật R04EN ...........................................................................10

Bảng 2. 2: Thông số kỹ thuật RX42C4 .........................................................................13

Bảng 2. 3: Thông số kỹ thuật RY42NT2P.....................................................................15

Bảng 2. 4: Thông số kỹ thuật RD62P2 .........................................................................17

Bảng 2. 5: Sơ đồ chân RJ62P2.....................................................................................20

Bảng 2. 6: Thông số kỹ thuật R60AD4 .........................................................................23

Bảng 2. 7: Thông số kỹ thuật R60DA4 .........................................................................26

Bảng 2. 8: Bảng miêu tả Module truyền thông RJ71EN71 CCIEC .............................27

Bảng 2. 9: Thông số kỹ thuật Mô đun truyền thông RJ61BT11 ...................................29

Bảng 2. 10: Thông số kỹ thuật Mô đun cấp nguồn.......................................................31

Bảng 2. 11: Cấc loại mạng truyền thông. ....................................................................35

Bảng 2. 12: Các phương pháp truyền thông ................................................................35

Bảng 2. 13: Cài đặt giá trị tại cửa sổ R60AD4 module parameter .............................42

Bảng 2. 14: Cài đặt thông số module R60DA4 ............................................................43

Bảng 2. 15: Bảng miêu tả Module CC-Link .................................................................47

DANH MỤC VIẾT TẮT

PLC Programmable Logic Controller

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

OPC OLE for Process Control

CPU Central Processing Unit

I/O Input/Output

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SV:PHAN NHƢ KHA

GVHD.Th.S: NGUYỄN ANH TUẤN 1

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Th.s

Nguyễn Anh Tuấn, là giảng viên hƣớng dẫn trực tiếp cho em, thầy đã nhiệt tình hƣớng

dẫn và chỉ bảo cho em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể giảng viên khoa công nghệ Điện của trƣờng Đại

học Công Nghiệp TP HCM đã dạy dỗ, chỉ bảo tận tình cho em có một nền móng kiến

thức chuyên ngành vững chắc cùng sự hƣớng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô trong khoa

công nghệ Điện

Vì thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn , nên bài báo cáo của em không tránh khỏi

sự sai sót mong quý thầy cô cho em ý kiến để chỉnh sửa bài báo cáo trở nên hoàn chỉnh

hơn .

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên và giúp đỡ

em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn!

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SV:PHAN NHƢ KHA

GVHD.Th.S: NGUYỄN ANH TUẤN 2

LỜI NÓI MỞ ĐẦU

Hiện nay sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật tiên tiến trên thế giới diễn ra nhanh chóng,

với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ƣng dụng những tiến bộ ở những nƣớc

phát triển. Đặc biệt những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều

công nghệ điều khiển mới ra đời để thay thế cho những công nghệ đổi mới.

Nhằm đáp ứng nhu cầu đổi mới đó, Mitsubishi Electric cho ra đời sản phẩm mới

vào năm 2014. MELSEC iQ-R là series bộ điều khiển thế hệ tiếp theo mang tính các

mạng mới, mở ra một kỹ nguyên mới trong tự động hóa hệ thống điều khiển có quy mô

trung bình và lớn. MECLSEC iQ-R đƣợc phát triễn dựa trên các vấn đề cơ bản mà khách

hàng phải đối mặt và thay đổi hợp lý những lĩnh vực cơ bản nhƣ : Năng suất, Kỹ thuật,

Bảo trì, Chất lƣợng, Kết nối, Bảo mật, Tƣơng thích. Mitsubishi electric giải quyết các vấn

đề : Giảm TCO ( tổng chi phí ), Tăng độ tin cậy, Tái sử dụng sản phẩm trƣớc đó.

Trong các trƣờng đại học, cao đẳng đã và đang đƣa các thiết bị hiện đại có khả năng

điều khiển vào giảng dạy. Một trong các loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đãm bảo

độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC. Trƣớc đây trƣờng Đại học Công

Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã có giảng dạy về các dòng Mitsubishi trƣớc đó nhƣ

FX1N hay FX3U… Với đề tài “ Lập trình hệ thống tự động hóa sản xuất ứng dụng

PLC MELSEC iQ-R”, chúng em đã đƣợc tiếp xúc với dòng điều khiển tự động PLC

mới nhất hiện nay của Mitsubishi electric. Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu

tại trƣờng chúng em đã tích lũy đƣợc một số kiến thức đễ thực hiện đề tài của mình. Cùng

với sự hƣớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Anh Tuấn cũng nhƣ các thầy cô giáo trong

khoa và các bạn sinh viên cùng khóa, đến nay em đã hoàn thành đề tài này.

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất

mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô cũng nhƣ ý kiến đóng góp của

các bạn sinh viên để đề tài của em trở nên hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục

tiêu đặt ra.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SV:PHAN NHƢ KHA

GVHD.Th.S: NGUYỄN ANH TUẤN 3

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề.

Ngày nay cùng với sự pháp triển mạnh mẽ và không ngừng của khoa học kĩ thuật.

Ngành điện luôn đi trƣớc một bƣớc và không thể thiếu trong quá trình công nghiệp

hóa – hiện đại hóa đất nƣớc. Đặt biệt với một đất nƣớc đang phát triển nhƣ Việt Nam

thì ngành điện đóng vai trò quan trọng trong việc nƣớc ta sánh ngang với nƣớc có nền

công nghiệp hiện đại trên thế giới. Muốn đạt đƣợc điều đó thì ngành tự động hóa càng

phải phát triển và hiện đại. Không ngừng tiếp thu những công nghiệp hiện đại trên thế

giới và đào tạo đƣợc đội ngũ hĩ sƣ tự động hóa có trình độ cao để có thể làm chủ công

nghệ. Ngành điện tự động ở Việt Nam đang rất phát triển và đƣợc ứng dụng rộng rãi

trong các lĩnh vực đời sống và sản suất. Có nhiều hang tự động nổi tiếng thế giới nhƣ

MITSUBISHI, OMRON, SIEMENS,….

Ƣu điểm lớn nhất của ngành điện tự động đó là hoạt động bán tự động hoặc hoàn

toàn tự động với độ chính xác cao và hiệu quả. Có thể giảm chi phí lao động đáng kể

mang lại hiệu quả cao trong sản xuất. Xuất phát từ vấn đề trên cùng với việc thực hiện

nhiệm vụ học tập của nhà trƣờng nhận thấy đề tài “ Lập Trình hệ Thống Tự Động hóa

sản xuất Ứng Dụng PLC IQ-R” là rất thiết thực có khả năng ứng dụng rộng rãi nên

nhóm quyết định thực hiện đề tài Lập Trình hệ Thống Tự Động hóa sản xuất Ứng

Dụng PLC IQ-R”.

1.2. Mục tiêu của đề tài.

Mục tiêu đạt đƣợc sau khi hoàn thành đề tài: Áp dụng quy trình công nghệ vào

trạm băng tải vận chuyển sản phẩm. hiểu về quá trình làm việc của hệ thống, từ đó

hiểu đƣợc ứng dụng cũng nhƣ cách làm việc của các thiết bị khả năng lập trình PLC

và các thiết bị tự động hóa khác nhƣ biến tần, encoder, cảm biến…. Ứng dụng bộ biến

đổi AD/DA IQ-R vảo điều khiển biến tần qua đó điều khiển tốc độ động cơ. Sử dụng

xung encoder để tính toán vị trí của cánh tay robot.

1.3. Mô tả hoạt động của trạm.

Khởi động toàn bộ hệ thống bắt đầu quá trình chuẩn bị, tất cả các cơ cấu về vị trí

Reset. Nhấn nút start gặp cảm biến (X0) băng tải nhận khay di chuyển đến vi trí cấp

phôi gặp (X14) deplay gặp cảm biến (X12) cảm biến có phôi, sẽ di chuyển chuyển

băng tải đến vị trí cất hàng. Sau đó lặp lại chu trình.

Thư viện tri thức trực tuyến

Lập trình hệ thống tự động hóa sản xuất ứng dụng PLC IQ - R Series :Đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ Điện

Nội dung xem thử

Mô tả chi tiết

Tài liệu tương tự (6)

Lập trình hệ thống nhúng với raspberry

Lập trình hệ thống và điều khiển thiết bị

Lập trình hệ thống

Lập trình hệ nhúng Viện CNTT Bách Khoa Hà Nội

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG - CẤU TRÚC TRƯƠNG TRÌNH DẠNG EXE - 3 pdf

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG - CẤU TRÚC TRƯƠNG TRÌNH DẠNG EXE - 2 pdf