Báo cáo Nghiên cứu kit CP1L và NP5-SQ001 vào giảng dạy môn thực tập thiết bị điều khiển điện (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu kit CP1L và NP5-SQ001 vào giảng dạy môn thực tập thiết bị điều khiển điện (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU KIT CP1L VÀ NP5-SQ001 VÀO GIẢNG DẠY MÔN THỰC TẬP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN Mã số: T2015 - 15 Chủ nhiệm đề tài: THS. GV. LƯU VĂN QUANG SKC005579 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 032015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU KIT CP1L VÀ NP5-SQ001 VÀO GIẢNG DẠY MÔN THỰC TẬP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN Mã số: T2014-15 Chủ nhiệm đề tài: GVC. THS. LƯU VĂN QUANG TP. HCM, 3/2015
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU KIT CP1L VÀ NP5-SQ001 VÀO GIẢNG DẠY MÔN THỰC TẬP THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN Mã số: T2014-15 Chủ nhiệm đề tài: GVC. THS. LƯU VĂN QUANG Thành viên đề tài: GVC. THS. LƯU VĂN QUANG TP. HCM, 3/2015
4. Mẫu 3TĐ. Trang bìa của báo cáo tóm tắt đề tài BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG Mã số: Chủ nhiệm đề tài: TP. HCM, /
5. 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ BỘ TRAINING KIT 1.1. Bộ training kit CP1L và NP5 Hình 1.1: Training kit CP1L & NP
6. 3 1.2. PLC CP1L-M-30CDR-A 1.2.1. Đặc tính kỹ thuật Power supply 100 to 240 VAC50/60 Hz Operating voltage range 85 to 264 VAC Power consumption 50 VA max 1.2.2. Sơ đồ bố trí các đầu nối ngõ vào, ngõ ra
7. 4 Hình 1.2 : Ngõ vào PLC CP1L 30 I/O Hình 1.3: Ngõ ra PLC CP1L 30 I/O 1.2.3. Cách đấu dây ngõ vào/ra PLC  Sơ đồ nối dây Input / Output Ngõ vào PLC cho phép cấp nguồn (+) hoặc (-) cùng lúc, với điều kiện phải có 2 nguồn cấp khác nhau.  Nối dây ngõ ra PLC  Nối dây ngõ vào PLC
8. 5 1.2.4. Các chức năng cơ bản :  Điều khiển truyền động với độ chính xác cao CP1L hỗ trợ điều khiển ngõ ra phát xung 2 trục với tốc độ tối đa 100kHz. Ứng dụng điều khiển động cơ Servo bằng cách sử dụng các lệnh phát xung tốc độ cao. Nhiều chức năng: tìm điểm gốc, gia tốc và giảm tốc hình thang, Hình 1.4: CP1L điều khiển Servo Driver với 2 trục phát xung Bộ đếm tốc độ cao: có 4 bộ đếm một pha với tần số tối đa 50kHz hoặc 2 bộ đếm sai pha có tần số tối đa 100kHz và ngõ vào interrupt nhanh 5kHz. Ứng dụng đếm xung tốc độ cao ở ngõ vào PLC từ Encoder đưa về. Hình 1.5: PLC CP1L điều khiển biến tần bằng truyền thông Modbus-RTU - Truyền thông Modbus-RTU: truyền thông Modbus-RTU không cần lập trình. Ứng dụng truyền thông với biến tần. Truyền dữ liệu với biến tần được thực thi rất dễ dàng. Chỉ cần định địa chỉ, mã lệnh và dữ liệu trong vùng nhớ DM. Sau đó đặt bit trong vùng nhớ Auxiliary Area lên ON (CP1L-M: port 1 là bit A641.00, port 2 là bit A640.00; CP1L-L: port 1 là bit A640.00) . Kết nối computer thông qua cable USB:
9. 6 Khác với những dòng sản phẩm trước, PLC CP1L được tích hợp sẵn một cổng Peripheral USB Port cho phép kết nối trực tiếp từ PLC đến máy tính để download hoặc upload chương trình với phần mềm CX-Programmer (CX-One). Đặc biệt dùng để kết nối với Laptop không tích hợp cổng COM - Kết nối qua Serial Port bằng cable RS-232 PLC CP1L trang bị sẵn 1 khe hoặc 2 khe cắm cổng truyền thông (tùy loại CP1L) cho phép gắn thêm cổng RS-232 hoặc RS-422/485. Hình 1.6 : Lắp cổng RS-232 và RS-422/485 vào khe cắm truyền thông 1.2.5. Sơ đồ vùng nhớ Bộ nhớ trong PLC được chia thành các vùng (area) khác nhau với các chức năng riêng biệt như sau: Bảng 1.1 : Chức năng của vùng nhớ Vùng nhớ Words Bits Chức năng Input area CIO 0 đến CIO 99 CIO 0.00 tới (100 words) CIO 99.15 (1600 bits) Các bit này dùng để Output CIO 100 đến CIO CIO 100.00 tới gán cho các đầu dây area 199 CIO 199.15 vào ra I/O (100 words) (1600 bits) CIO 1:1 Link CIO 3000 tới CIO CIO3000.00 tới Được 6hon để kết nối Area area 3063 CIO3063.15 1:1 Master, Slave (64 words) (1024 bits) Serial PLC CIO 3100 tới CIO CIO 3100.00 tới Dùng để kết nối với Link area 3189 CIO 3189.15 nhiều CP1L hay (90 words) CP1H khác, truyền 6hong 1:8 PLC Link (1Master, 8Slave)
10. 7 Work area CIO 3800 tới CIO CIO 3800.00 tới Các bit này được sử 6143 CIO 6143.15 dụng như một bit (900 word) trung gian. Work area W000 tới W511 W000.00 tới Các bit này được sử (512 words) W511.15 dụng như một bit trung gian. Holding area H000 tới H511 H000 tới Các bit này lưu dữ (512 words) H511.15 liệu và lưu trạng thái , (8.192 bits) khi PLC bị mất nguồn. Auxiliary area A000 tới A959 A000 tới Các bit này phục vụ (960 words) AR959.15 cho các chức năng (15.360 bits) riêng biệt như cờ báo và các bit điều khiển. DM area (32.768 words) D00000 tới D ữ liệu lưu ở vùng D32767 nhớ DM chỉ có thể truy cập theo dạng word. Giá trị của word tự lưu trữ khi bị mất điện. Timer 4096 Bit T0000 tới T4095 Bits. Địa chỉ cho các Timer Counter 4096 Bit C0000 tới Địa chỉ cho các C4095 Bits. Counter. Task Flag Area 31 Bit TK0 ~ TK31 Gọi một chương trình chạy hoặc dừng, gọi tối đa 32 chương trình, bằng lệnh TKON, TKOF. 1.3. Màn hình cảm ứng NP5-SQ001: Đây là họ thường dùng trong các công ty vận hành với quy mô nhỏ bởi sự nhỏ gọn cùng với nhiều chức năng hơn và đặc biệt là giá thành không cao.Với màn hình lớn hơn (3.8–5.7 inch), màn hình 320x240 pixcels. Dung lượng chứa dữ liệu của màn hình tới 3MB và khả năng hỗ trợ USB thuận lợi hơn và công suất tiêu thụ tiết kiện hơn chỉ 12W. Có điểm đặc biệt là phía bên phải màn hình có từ 3–6 phím nhấn mà không phải là cảm ứng hoàn toàn. Bởi những sự thuận tiện trên mà họ này được mang tên gọi (Compact HMI). Được hỗ trợ bởi phần mềm NP-Designer. Hình 1.7: màn hình họ NP
11. 8 1.3.1. Chức năng màn hình  Hiển thị việc giám sát tình trạng vận hành - NP-series PT có thể được sử dụng để hiển thị thông tin như là tình trạng hoạt động của hệ thống và các loại thiết bị, những đồ thị và những chỉ tiêu khác  Hƣớng dẫn các thao tác viên FA - PTs có thể được dùng để thông báo những thao tác viên của hệ thống và những lỗi thiết bị và giúp họ thực hiện biện pháp cần thiết  Chuyển đổi bảng điều khiển - NP- series PT cho phép người sử dụng tạo ra những sự chuyển đổi khác nhau trên màn hình . Bằng cách sử dụng những đầu vào công tắc chạm , kết quả của quá trình hoạt động được gửi tới host 1.3.2.Đặc tính kỹ thuật
12. 9 NP5-SQ001 Mặt phía trước
13. 10 Mặt phía sau Sơ đồ chân của cổng COM1 Số chân Tên kí hiệu Tên 1 NC Không kết nối 2 SD Gởi dữ liệu 3 RD Nhận dữ liệu 4 RS Yêu cầu gởi 5 CS Xoá để gởi 6 + 5V 5-v output( 250mA max ) 7 NC Không kết nối 8 NC Không kết nối 9 SG Tín hiệu đất Bảng 1.2. Chức năng các chân cổng COM1
14. 11 Sơ đồ kết nối của cổng COM 2 Bảng 1.3. Chức năng các chân cổng COM 2 Số chân Tên kí hiệu Tên 1 FG Functional ground 2 SG Signal ground 3 Not connected 4 RDA( - ) Receive data 5 Not connected 6 RDB( - ) Receive data 7 Not connected 8 SDA ( + ) Send data 9 Not connected 10 SDB ( + ) Send data Công tắc trƣợt SW 1 - Hệ thống menu sẽ được hiển thị khi thiết lập công tắc trượt ở bên trái ( ON) để bật nguồn ON. Với công tắc ở bên trái , những trang màn hình sử dụmg sẽ không hiển thị , vì vậy công tắc trượt luôn nằm ở vị trí bên phải ( OFF ) DIP switch SW2 Bảng 1.4. Chức năng các chân DIP SWITCH SW2 Sw Chức năng On OFF Sw1 Thiết lập COM2 rs- 422A/485 Rs 485 Rs 422 Sw2 Không sử dụng - - Sw3 Thiết lập điện trở giới hạn COM 2 Điện trở giới hạn Điện trở giới hạn cho phép không cho phép Sw4 Không sử dụng Kết nối RS – 422/ 485 của cổng COM 2 và điện trở giới hạn
15. 12 Khi sử dụng RS- 422A đặt SW1 OFF Khi sử dụng RS- 485 đặt SW1 ON Khi kết nối đển host sử dụng RS – 422A/ 485 , bật SW3 ON Chỉ khi sử dụng kết nối 1: 1 , bật SW3 ON 1.3.3.Hệ điều hành NP-series PT  Chuyển dữ liệu màn hình Dữ liệu màn hình hiển thị trên NP- series PT được tạo ra bằng phần mềm NP- Designer trên máy tính và chuyển tới PT thông qua cổng RS232C hay cổng truyền thông USB . Dữ liệu màn hình có thể chuyển tải tốc độ cao nhờ sử dụng USB flash memory  Hiển thị các trang màn hình Thông tin hiển thị trên những màn hình được tạo ra nhờ sử dụng NP- Designer trên một máy tính và chuyển tới PT. Những màn ảnh yêu cầu có thể hiển thị bằng cách sử dụng những lệnh từ Host hay những thao tác trên màn hình  Đọc dữ liệu từ Host Phương pháp truyền thông như NT- Link được dùng để kết nối đến Host, và dữ liệu đòi hỏi tự động được đọc từ Host
16. 13  Gửi dữ liệu đến Host Sử dụng dữ liệu ngõ vào bằng cách chạm vào màn hình( tình trạng nút nhấn ON/OFF, những chữ số và những chuỗi kí tự ) được gửi đến Host 1.3.4.Truyền thông với PLC của các hãng khác. NP- series PT có thể truyền thông với PLC của 10 hãng khác nhau. 1.3.5. Khởi động PT Kiểm tra kết nối phần cứng, bật nguồn PT lên ON, khởi động PT Khởi động PT trong lần đầu 1. Chắc rằng SW1 đặt đúng vị trí ( OFF ) 2. Bật nguồn PT lên ON. Đèn chỉ thị phía trước PT được khởi động 3. Tên, ngày tháng và thời gian được hiển thị trên màn hình. Xác nhận số liệu đúng 4. Thiết lập ngày và thời gian trong hệ thống menu . Để khởi động hệ thống menu ta tiến hành tắt nguồn cung cấp, bật công tắc SW1 sang vị trí ON và tiến hành bật nguồn sang vị trí ON Khởi động PT với màn hình dữ liệu đƣợc tải xuống 1. Phải chắc rằng công tắc SW1 được đặt đúng vị trí OFF 2. Bật nguồn cấp cho PT. Đèn phía trước PT được khởi động 3. Dữ liệu tải xuống hiện ra trên màn hình Khởi động với hệ thống menu
17. 14 1. Thiết lập công tắc SW1 ở vị trí ON 2. bật nguồn PT lên ON, đèn phía trước PT khởi động 3. Hệ thống menu được hiển thị 1.3.6. Kết nối với NP-Designer Sử dụng cổng RS-232 hoặc cáp USB để kết nối PT và máy tính để chuyển đổi màn hình dữ liệu được tạo ra với NP-Designer đến PT 1.3.6.1. Với cổng RS-232C Kết nối cáp RS-232C từ máy tính đến cổng COM 1 Điều kiện truyền thông Điều kiện truyền thông được thiết lập từ PT Menu của NP-Designer Chi tiết trình bày trong phần PT Menu Yêu cầu cáp kết nối Các loại cáp được yêu cầu khi kết nối bằng cổng RS-232C XW2Z-S002 ( OMRON , chiều dài cáp 2m ) 1.3.6.2. Với cổng USB Kết nối cổng USB trên máy tính đến cổng USB trên PT 1.3.7.Phƣơng pháp kết nối Kết nối từ Host đến cổng của PT sử dụng các công truyền thông như: RS-232C, RS-422A, hoặc RS-485 . Các phương pháp kết nối được trình bày bên dưới 1.3.7.1. Kết nối 1:1 Host link Kết nối trực tiếp đến cổng COM1 sử dụng cổng RS-232C Đây là phương pháp kết nối dễ dàng nhất, sử dụng cáp của OMRON, nó phụ thuộc vào Host được kết nối
18. 15 Kết nối đến cổng COM2 sử dụng cổng truyền thông RS-422A/485 Phương pháp kết nối này cho phép khoảng cách truyền thông lên đến 500m Sử dụng cổng RS-232C, RS-422A hoặc RS-485 cho phép kết nối 2 Host cùng một thời điểm Bất cứ sự kết hợp nào của các thiết bị đều có thể được kết nối đến PT Chú ý : Mỗi cổng chỉ cho phép kết nối 1: N Để sử dụng cổng COM2 công tắc SW2 DIP phải được thiết lập SW Chức năng ON OFF SW1 COM2 RS-422A/485 RS485 RS422A SW2 Không sử dụng SW3 Thiết lập điện trở Cho phép Không cho phép giới hạn cổng COM2 điện trở giới điện trở giới hạn hạn SW4 Không sử dụng - - 1.3.7.2. Kết nối 1:N Host Phƣơng pháp kết nối Sử dụng nhiều PT để kết nối với 1 Host trong kết nối 1:N Sử dụng cổng COM2 của PT. Phương pháp kết nối này có thể sử dụng cho kết nối 1:N NT Link
19. 16 PLC OMRON có thể được kết nối trong 1:N NT Link được giới hạn bởi các loại PLC CS-series, CJ-series, C-series. PLC loại CS-series có thể kết nối 1:N NT Link bằng cách sử dụng cổng truyền thông CS1W-SCU21 CJ-series có thể kết nối 1:N NT Link bằng cách sử dụmg cổng CJ1W-SCU41 Để sử dụng cổng COM2 công tắc SW2 DIP phải được thiết lập SW Chức năng ON OFF SW1 thiết lập COM2 RS485 RS422A RS422/485 SW2 Không sử dụng - - SW3 Thiết lập điện trở Điện trở giới hạn Điện trở giới hạn giới hạn cổng cho phép không cho phép COM2 SW4 Không sử dụng - - 1.3.7.3. Kết nối với bộ điều khiển nhiệt độ PT có thể kết nối được với 31 modul điều khiển nhiệt độ EJ1 qua cổng RS-485 sử dụng cổng COM2 của PT PT có thể truyền thông với host khác thông qua cổng RS-232C sử dụng cổng COM1 của PT khi kết nối với bộ điều khiển nhiệt độ EJ1
20. 17 CHƯƠNG 2. CÁC PHẦN MỀM 2.1 Phần mềm CX-ONE và CX PROGRAMMER Hình 2.1 : Phần mềm CX - ONE CX-ONE là 1 bộ phần mềm được tích hợp chặt chẽ nhằm đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao trong tự động hóa công nghiệp và hỗ trợ các thiết bị rất đa dạng của OMRON. Với các phần mềm này, người sử dụng có trong tay những công cụ mạnh, sử dụng dễ dàng và liên tục được cập nhật, cải tiến. CX-Programmer là phần mềm trung tâm của gói phần mềm trên. Không chỉ dùng để lập trình cho PLC, CX-Programmer còn là công cụ để các kỹ sư quản lý 1 dự án tự động hóa với PLC làm bộ não hệ thống. Các chức năng chính của CX-Programmer bao gồm: - Tạo và quản lý các dự án (project) tự động hóa (tức các chương trình) - Kết nối với PLC qua nhiều đường giao tiếp. - Cho phép thực hiện các thao tác chỉnh sửa &theo dõi khi đang online (như forceset/reset, online edit, monitoring ) - Đặt thông số hoạt động cho PLC. - Cấu hình đường truyền mạng. - Hỗ trợ nhiều chương trình, nhiều PLC trong 1 cùng project & nhiều section trong 1 chương trình. CX-Programmer hiện có 3 phiên bản chính: - Bản Junior 2.1: Bản này chỉ hỗ trợ các loại PLC micro của OMRON như CPMx, SRM1. Hiện tại phiên bản này được cung cấp miễn phí cho các khách hàng mua PLC OMRON tại Việt nam. - Bản Junior: Bản này chỉ hỗ trợ các loại PLC micro của OMRON như CP1L/ CP1H, CPMx, SRM1. - Bản đầy đủ: Bản này hỗ trợ tất cả các loại PLC của OMRON, ngoài loại CPMx, SRM1 còn có các loại thông dụng khác như CQM1x, C200x, CS1, CJ1x. CP1L/1H có thể
21. S K L 0 0 2 1 5 4