Xây dựng tài liệu hướng dẫn các bài thực hành về PLC Mitsubishi FX1N

Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP.........................................10
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG MODULE THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ........................................................................................................................... 15
CHƯƠNG III: TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH VÀ CÀI ĐẶT
THAM SỐ CHO HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ........34
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH.........................................57

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
1


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.2 Mô hình thực hành TĐH hệ thống bơm - Phòng TĐH 01 Error: Reference
source not found
Hình 1.3 Một số module thực hành PTN 01..........Error: Reference source not found
Hình 1.4 Các bàn thực hành tại PTN TĐH -02.....Error: Reference source not found
Hình 1.5 Bàn thực hành tại PTN TĐH -02............Error: Reference source not found
Hình 2.1 cấu tạo bên trong của động cơ không đồng bộ 3 pha.......Error: Reference

source not found
Hình 2.2: Cấu tạo của module PLC Mitsubishi FX1N-14MR..........Error: Reference
source not found
Hình 2.3 Kích thước của PLC Mitsubishi FX1N-14MR. Error: Reference source not
found
Hình 2.4 Sơ đồ kết nối dây của PLC Mitsubishi FX1N-14MR.........Error: Reference
source not found
Hình 2.5 Sơ đồ kết nối dây ngõ vào.......................Error: Reference source not found
Hình 2.6 Sơ đồ kết nối dây ngõ ra........................Error: Reference source not found
Hình 2.7 Biến tần ABB ACS 355..........................Error: Reference source not found
Hình 2.8: Sơ đồ kết nối các đầu vào ra của biến tần ABB ACS 355 Error: Reference
source not found
Hình 2.9 Sơ đồ mạch chính của biến tần ABB......Error: Reference source not found
Hình 2.9 Contactor................................................ Error: Reference source not found
Hình 2.10 Cấu tạo của một nam châm điện..........Error: Reference source not found
Hình 2.11 Cấu trúc cơ bản của contactor.............Error: Reference source not found
Hình 2.12 Cách đấu dây của contactor.................Error: Reference source not found
Hình 2.13 Hình anh thật nút bấm..........................Error: Reference source not found
Hình 2.14 Hình ảnh thực tế module công tắc........Error: Reference source not found
Hình 3.1 Phần mềm GX Developer version 8........Error: Reference source not found
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
2


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.2 Hướng dẫn cơ bản trong giao diện.........Error: Reference source not found
Hình 3.3: Hướng dẫn bước 1................................Error: Reference source not found
Hình 3.4 Hướng dẫn bước 2.................................. Error: Reference source not found
Hình 3.5 Cáp USB SC09 của dòng FX..................Error: Reference source not found
Hình 3.6 Kiểm tra kết nối Driver........................... Error: Reference source not found
Hình 3.7 Chọn Họ kết nối PLC.............................Error: Reference source not found
Hình 3.8 Chọn cổng COM..................................... Error: Reference source not found
Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý...................................... Error: Reference source not found
Hình 4.2 Sơ đồ ghép nối hệ thống PLC Mitsubishi FX1N-14MR....Error: Reference
source not found
Hình 4.3 Thuật toán điều khiển.............................Error: Reference source not found

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
3


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền công nghiệp hiện nay Tự động hòa đóng vai trò vô cùng quan
trọng, ngành tự động hóa cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật điện
tử, công nghệ thông tin đã và đạt đạt nhiều bước tiến vượt bậc. Tự động hóa giúp
nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất lao động, tiết kiệm thời gian so với
lao động thủ công. Ngành tự động hóa kết hợp với những dây chuyền sản xuất đã

tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người lao động một cuộc cải tiến khoa học – Kỹ
thuật. Ngày nay đây là ngành kỹ thuật không thể thiếu trong cuộc sống con người.
Để nâng cao chất lượng giáo dục và đáp ứng nhu cầu của xã hội hòa nhập
WTO và theo kịp sự phát triển nhanh chóng của công nghệ. Khoa Cơ Điện –
Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất đã nâng cao tầm nhìn sứ mệnh là một trong những
khoa đi đầu trong phát triển công nghệ, đặc biệt là các thiết bị trong phòng thí
nghiệm tạo điều kiện cho sinh viên được học hỏi và tiếp xúc với các thiết bị hiện đại
và tiên tiến nhất trên thế giới. Một trong các thiết bị được sử dụng rộng rãi đó là
PLC MITSUBISHI FX1N-14MR ES/UL hiện đang có tại phòng thí nghiệm -02 của
bộ môn tự động hóa. Sau quá trình thực tập tại phòng thí nghiệm cùng với sự hướng
dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Khổng Cao Phong đã giúp em nghiên cứu đề tài : “
Tài liệu hướng dẫn thực hành với PLC Mitsubishi cho các bài thực hành PLC ở
trường đại học Mỏ - Địa Chất”.
Nội dung của đề tài bao gồm các phần sau:
Chương I: Giới thiệu tổng quan về cơ sở thực tập.
Chương II: Hệ thống module điều khiển động cơ.
Chương III: Phần mềm hệ thống thực hành điều khiển động cơ.
Chương IV: Xây dựng các bài thực hành điều khiển động cơ với PLC Mitsubishi.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS. Khổng Cao Phong cùng các thầy
cô giáo trong bộ môn tự động hóa khoa Cơ Điện Trường đại học Mỏ - Địa Chất. và
sự nỗ lực của bản thân em, nay đề tài đã được hoàn thành. Mặc dù đã rất cố gắng
nhưng do trình độ vẫn còn chưa đầy đủ nên không tránh khỏi những sai sót, rất

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
4

Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

mong nhận được sự góp ý quý báu của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để đồ
án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo TS. Khổng
Cao Phong cùng toàn thể thầy cô trong khoa cơ điện đã giúp đỡ em để em có thể
hoàn thiện đồ án này .
Em xin Trân thành cảm ơn.
Hà Nội, Ngày …..Tháng…..Năm 2017
Sinh Viên
Phan Phương Thảo

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
5


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay các hệ thống điều khiển tự động hóa ngày càng được ứng dụng rộng
rãi vào sản xuất. Việc sản xuất tự động hóa dần thay thế các phương thức sản xuất
lạc hậu trước kia. Sản xuất tự động hóa giúp tăng năng suất lao động, tăng chất

lượng sản phẩm và giải phóng sức lao động cho con người.
Trong các hệ thống điều khiển tự động hóa thì các chương trình điều khiển
đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nó quyết định đến độ chính xác, khả năng giải
quyết các sự cố, vấn đề phát sinh trong quá trình điều khiển. Cùng với sự phát triển
của công nghệ kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển, kỹ thuật điện-điện tử v.v.., kỹ thuật
lập trình cũng không ngừng phát triển và cải tiến giúp cho việc lập trình điều khiển
tự động trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. Việc triển khai chương trình ladder từ
thuật toán có ý nghĩa rất quan trọng nhằm đưa ra những giải pháp thực hiện tốt hơn
với thời gian nhanh hơn. Chính vì lý do đó tác giả đã quyết định xây dựng các bài
thực hành về PLC Mitsubishi FX1N-14MR góp phần cho sự phát triển đào tạo của
trường Đại học Mỏ- Địa Chất nói riêng cũng như phát triển các hệ thống điều khiển
tự động hóa nói chung.
2. Mục đích nghiên cứu
Hiện nay có rất nhiều các ngôn ngữ lập trình PLC do các hãng khác nhau sản
xuất. Mỗi hãng có một quy ước riêng nhưng nhìn chung các ngôn ngữ đó đều có
những đặc điểm chung giống nhau về nguyên lý hoạt động và các chức năng cơ
bản. Các ngôn ngữ lập trình điều khiển hiện nay rất phong phú về chủng loại. Tuy
nhiên mức độ thuận tiện, dễ sử dụng lại không nhiều. Tùy theo chuyên môn và thói
quen của từng người mà người sử dụng lựa chọn các thuật toán khác nhau để triển
khai.
Đề tài: “Xây dựng tài liệu hướng dẫn các bài thực hành về PLC
Mitsubishi FX1N” nhằm mục đích nghiên cứu cách thức triển khai một bài toán cụ
thể, từ đó xây dựng chương trình phần mềm để đưa ra một thuật toán phù hợp với
chi phí thấp và có khả năng ứng dụng điều khiển các hệ thống sản xuất trong thực
tế.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57

6


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

3.1 Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu về cấu trúc phần cứng và các chương trình phần mềm đã có trong
thực tế để từ đó vận dụng các kiến thức tổng hợp để lựa chọn phương pháp giải một
bài toán điều khiển cụ thể.
3.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các bài toán điều khiển sử dụng PLC Mitsubishi FX1N, các bước
thiết kế hệ thống điều khiển tự động, phương pháp lập trình trực tiếp
Xây dựng một số bài toán điển hình với các thuật toán khác nhau đáp ứng phù
hợp các yêu cầu của người sử dụng trong thực tế.
4. Nội dung nghiên cứu
 Nghiên cứu tổng quan về bộ điều khiển PLC Mitsubishi
FX1N bao gồm cấu trúc phần cứng và cách thức lập trình cho
bộ điều khiển.
 Nghiên cứu về phần mềm GX Developer version 8 và
cách sử dụng của nó
 Ứng dụng giải một số bài toán bằng ladder từ một số
phương pháp biểu diễn thuật toán cơ bản.
 Minh chứng bằng một số bài toán cụ thể.
5. Phương pháp nghiên cứu
Tham khảo các tài liệu giới thiệu về cấu trúc phần cứng,
lập trình phần mềm và nguyên lý hoạt động của các bộ điều
khiển PLC Mitsubishi FX1N.
Quan sát mô hình thực và hoạt động của các bộ điều

khiển trong thực tế.
Sử dụng các phương pháp lập trình của các hãng sản
xuất.
Tham khảo ý kiến của những kỹ sư, các thầy giáo có
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
7


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

kinh nghiệm nhiều năm về sử dụng, lắp đặt và đào tạo về điều
khiển và tự động.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài
6.1 Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu và triển khai các bài toán lập trình PLC dựa trên cơ sở phương
pháp LADDER, để làm đa dạng và phong phú hơn các bài tập thực hành trong
trường học. Ứng dụng được những kiến thức lý thuyết tổng hợp để lựa chọn giải
quyết các bài toán phù hợp trong quá trình thực hành.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc lựa chọn phương pháp lập trình đúng đắn sẽ giúp cho quá trình lập trình
được dễ dàng, thuận tiện, nhanh, gọn và chính xác hơn, giảm thời gian và công sức
cho người lập trình.
Việc áp dụng các biện pháp lập trình khác nhau giúp cho phát triển song song
các ngôn ngữ lập trình để phục vụ nhiều đối tượng và khả năng lập trình của mỗi kỹ
thuật viên trong thực tế.

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
8


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Đồ án tốt nghiệp

Lớp: TĐH B K57
9


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP
1.1 Giới thiệu khái quát về phòng thí nghiệm.
Phòng thí nghiệm bộ môn tự động hóa Địa Chỉ: Tầng 1 và 2 nhà B2, Khu A
Trường Đại Học Mỏ Địa Chất, số 18 phố Viên, P. Đức Thắng, Quận Bắc Từ Liêm,
Thành phố Hà Nội.
Các phòng thí nghiệm của bộ môn tự động hóa xí nghiệp Mỏ - Dầu khí là
một trong những tổ hợp phòng thí nghiệm được xây dựng nhằm tổ chức triển khai

các hoạt động đào tạo thực hành, thí nghiệm, nghiên cứu khoa học mang tính hiện
đại, tính chiến lược thuộc lĩnh vực Tự động hóa trên cơ sở bám sát các mục tiêu đào
tạo định hướng nghiên cứu yêu cầu của thực tiễn sản xuất và nhu cầu nguồn nhân
lực chất lượng cao của xã hội. Nhóm các phòng thí nghiệm đã và đang triển khai
xây dựng từ thời kỳ đầu thành lập bộ môn năm 2002 đến nay gồm có 3 phòng thí
nghiệm chính bao gồm:
Phòng thí nghiệm tự động hóa 01 ( xây dựng từ năm 2002)
Phòng thí nghiệm tự động hóa 02 ( công ty Astec tài trợ năm 2016)
Phòng thí nghiệm tự động hóa cơ sở Vũng Tàu ( Công ty Astec tài trợ năm
2014)
1.2 Phòng thí nghiệm tự động hóa 01.
1.2.1 Giới thiệu về phòng thí nghiệm TĐH – 01.
Phòng thí nghiệm được xây dựng từ những ngày đầu thành lập bộ môn Tự
Động Hóa. Được thiết kế tích hợp phục vụ NCKH, có thể đào tạo thực hành thí
nghiệm nhiều bộ môn học khác nhau như: Kỹ thuật đo lường, Kỹ thuật vi điều
khiển, Điện tử công suất, Lý thuyết điều khiển tự động , tự động hóa QTSX
….Phòng được đầu tư, trang bị tương đối đồng bộ, hoàn chỉnh hiện đại với nhiều
mô hình với các thiết bị cơ bản: Cảm biến, cơ cấu chấp hành, thiết bị điều khiển
PLC, vi điều khiển, biến tần đa dạng và phong phú của các hãng khác nhau.
1.2.2 Các chức năng chính của PTN Tự động hóa 01
Đo lường các đại lượng điện và phi điện, đo lường và điều khiển bằng máy
tính trên mô hình trong PTN.
Khảo sát, phân tích, đánh giá các thiết bị tự động : các loại cảm biến, bộ
chuyền động, cơ cấu chấp hành….
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
10

Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Thực nghiệm xây dựng mô hình toán cho đối tượng, sử dụng thành thạo các
phần mềm chuyên dụng thiết kế và mô phỏng hệ thống.
Thiết kế hiệu chỉnh và ổn định cho các hệ thống tự động, thực nghiệm bộ
điều khiển thiết kế trên các hệ thống thực , phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm .
Nghiên cứu phát triển, thiết kế chế tạo Robot, ứng dụng trong lĩnh vực khai
thác mỏ , địa chất và dầu khí.
1.2.3 Một số mô hình thí nghiệm trong PTN 01
Hình ảnh thực tế của các mô hình trong PTN:

Hình 1.1 Mô hình thực hành TĐH hệ thống bơm - Phòng TĐH 01

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
11


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2 Một số module thực hành PTN 01
1.3 Phòng thí nghiệm TĐH 02
1.3.1 Giới thiệu về PTN TĐH 02

Hình 1.3 Các bàn thực hành tại PTN TĐH -02
Đây là phòng thí nghiệm hiện đại về kỹ thuật điều khiển và tự động hóa vừa
mới được thành lập với các với các trang thiết bị cập nhật khá hoàn chỉnh và tiên
tiến, được tài trợ bởi Công ty ứng dụng giải pháp công nghệ ( Astec). Với 10 bàn thí
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
12


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

nghiệm và thực hành đồng bộ thiết bị lập trình PLC, Logo, biến tần, cơ cấu chấp
hành… cùng với hàng chục các module ghép nối chuyên dụng của các hãng nổi
tiếng khác nhau như: Simen, Danfoss, ABB, Omron, Mitsubishi, Toshiba…. Sự ra
đời của PTN TĐH -02 đã đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về quy mô đào tạo
thực hành nâng cao, nghiên cứu khoa học và nguồn nhân lực chất lượng cao về lĩnh
vực tự động hóa trong các xí nghiệp công nghiệp Mỏ - Dầu khí.
1.3.2 Chức năng của PTN TĐH -02
Các chức năng chính của PTN tự động hóa -02:
Thiết lập các cấu hình giao tiếp, giao diện người dùng, thu nhập số liệu và
điều khiển thông qua cổng ngoại vi máy tính, card chuyên dụng. Phân tích và thiết
kế, cài đặt luật điều khiển số cho hệ thống, sử dụng các ngôn ngữ lập trình thông
dụng như: VB, C++, Matlab hoặc Labview… Tích hợp, lập trình, vận hành điều
khiển và giám sát thông qua mạng truyền thông công nghiệp. Thiết kế xây dựng dự
án sử dụng mạng truyền thông công nghiệp. Đào tạo vận hành hệ thống điều khiển

thủy lực và khí nén trong tự động hóa quá trình sản xuất. Đào tạo kỹ năng tích hợp
hệ thống, lắp đặt và bảo trì các hệ thống tự động trong thực tế. Cài đặt biến tần và
ứng dụng trong công nghiệp, thực hiện các chương trình điều khiển sử dụng PLC –
biến tần , giao tiếp người máy (HMI)…
1.3.3 Giới thiệu về các bàn thí nghiệm

Hình 1.4 Bàn thực hành tại PTN TĐH -02
Với các bàn thí nghiệm của PTN TĐH -02 có đầy đủ các thiết bị phục vụ cho
sinh viên làm các bài thực hành gồm: Các module biến tần ABB, module động cơ
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
13


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

không đồng bộ 3 pha, module công tắc tơ, module nút bấm, module công tắc gạt
bằng tay , đèn báo….
Hình ảnh trên đây là các bàn thí nghiệm phục vụ thực hành từ các module có sẵn ta
có thể kết nối điều khiển động cơ.
Ví dụ 1: Ta cài đặt các tham số cho biến tần ABB ACS 355 để điều khiển cho tấc độ
của động cơ, đảo chiều động cơ, điều khiển qua 3 cấp tấc độ bằng cách cài đặt
nhóm tham số của biến tần, điều chỉnh tấc độ động cơ qua 7 cấp tấc độ.
Ví dụ 2: Khởi động động cơ trực tiếp bằng contactor khi ta đấu nối contactor vào
động cơ để động cơ hoạt động ta tác động trực tiếp vào contactor, chú ý chỉ đối với
các động cơ có công suất nhỏ để tránh động cơ bị sự cố.

Chúng ta có thể kết nối giữa các thiết bị với nhau như: Từ PLC Mitsubishi
hay của hãng Simen hoặc hãng Omzon, kết nối với biến tần ABB để điều khiển
động cơ , lập trình bằng máy tính kết nối với các thiết bị ngoại vi.

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
14


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG MODULE THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ
2.1 Động cơ không đồng bộ ba pha RoTor lồng sóc
2.1.1 Giới thiệu
Động cơ điện không đồng bộ 3 pha ( AC Induction motor) được sử dụng rất
phổ biến ngày nay với vai trò cung cấp sức kéo trong hầu hết các hệ thống máy
công nghiệp. Công suất của các động cơ không đồng bộ cố thể đạt 500 KW ( tương
đương 670hp) và được thiết kế tuân theo quy chuẩn cụ thể nên có thể thay đổi dễ
dàng các nhà cung cấp.
2.1.2 Cấu tạo động cơ

Hình 2.1 cấu tạo bên trong của động cơ không đồng bộ 3 pha
2.1.2.1 Phần tĩnh: Stator có cấu tạo gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm
mạch dẫn từ, thường vỏ máy được làm bằng Gang. Đối với các máy có công suất

tương đối lớn ( 1000KW) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ máy. Tùy theo
các làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau.
Lõi sắt: Lõi sắt là phần dẫn từ, vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay
nên để giảm tổn hao lỗi sắt được làm từ các lá sắt kỹ thuật điện ghép lại.
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
15


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Dây quấn: Dây quấn stato được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách
điện tốt với lõi sắt.
2.1.2.2 Phần quay (rotor)
Roto có hai loại chính là rotor kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc.
Rotor kiểu dây quấn: là rotor có dây quấn kiểu gần như dây quấn của stator.
Dây quấn 3 pha của rotor thường đấu thành hình sao còn 3 đầu kia được nối vào
vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than
có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm là có thể thông qua chổi than đưa
điện trở phụ vào mạch điện rotor để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tấc độ
hoặc cải thiện hệ số công suất máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor
được nối ngắn mạch. Nhược điểm so với động cơ rotor lồng sóc là giá thành cao,
khó sử dụng ở môi trường khắc nhiệt, dễ cháy nổ..
Rotor kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn này rất khác dây quấn stator.
Trong mỗi rãnh của lõi sắt rotor đặt vào thanh giãn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi
lõi sắt và được nối tắt lại bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành

một cái lồng mà người ta hay gọi là lồng sóc.
2.1.2.3 Khe hở không khí
Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng
bộ rất nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới và như vậy mới có thể làm cho
hệ số công suất của máy cao hơn.
2.1.3 Ứng dụng
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động
cơ điện( đặc biệt là loại rotor lồng sóc) có nhiều ưu điểm hơn so với động cơ DC.
Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ
không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, đời
sống hằng ngày.Trong công nghiệp, động cơ không đồng bộ thường được dùng làm
nguồn động lực cho các máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở các
nhà máy công nghiệp nhẹ . . .Trong nông nghiệp, được dùng làm máy bơm hay máy
gia công nông sản phẩm. …Trong đời sống hằng ngày, động cơ không đồng bộ
ngày càng chiếm một vị trí quan trọng với nhiều ứng dụng như: quạt gió, động cơ
trong tủ lạnh, máy quay đĩa,.
2.1.4 Các phương pháp khởi động động cơ 3 pha rotor lồng sóc
Các phương pháp khởi động động cơ 3 pha rotor lồng sóc: khởi động động
cơ trực tiếp . khởi động động cơ gián tiếp ( khởi động động cơ dị bộ bằng rotor dây
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
16


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

quấn , khởi động động cơ dị bộ rotor ngắn mạch :phương pháp sử dụng cuộn
kháng , phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu , phương pháp đổi nối sao / tam
giác ,.....)
Một trong số các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ đó , ta tiến
hành đi xây dựng các bài thực hành để điều khiển động cơ thông qua PLC
Mitsubishi FX1N-14MR , biến tần ABB ACS 355 , các module công tắc nút bấm ,
module contactor , ....
Từ đó ta đi xây dựng các bài thực hành điển hình
2.2 Module PLC Mitsubishi FX1N
2.2.1 Giới thiệu
Các bộ điều khiển lập trình của plc mitsubishi rất phong phú về chủng loại.
Điều này đôi khi có thể dẫn đến những khó khăn nhất định đối với người sử dụng
trong việc lựa chọn bộ plc có cấu hình phù hợp với ứng dụng của mình . Tuy
nhiên ,mỗi loại plc đều có những ưu điểm riêng và phù hợp với những ứng dụng
riêng. Căn cứ vào những đặc điểm đó, người sử dụng có thể đưa ra những cấu hình
phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Sau đây em xin giới thiệu loại FX1N như sau:
FX1N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lường đầu vào ra
trong khoảng từ 14-16 I/O . Tuy nhiên khi sử dụng các module vào ra mở rộng
,FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O . FX1N được tăng khả năng
truyền thông, nối mạng , cho phép tham gia trong nhiều cấu trúc mạng khác nhau
như ethernet, profilebus, cc-link, canopen, devicenet… FX1N có thể làm việc với
các module analog , các bộ điều khiển nhiệt dộ . Đặc biêt , FX1N được tăng cường
chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao , hai bộ phát xung đầu ra với
tần số điều khiển tối đa là 100Khz . Điều này cho phép các bộ điều khiển lập trình
thuộc dòng FX1N có thể cùng một lúc điều khiển một cách độc lập hai động cơ
servo hay tham gia các bài toán điều khiển vị trí.

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
17


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.2.2 Cấu tạo của PLC Mitsubishi FX1N-14MR ES/UL

Hình 2.2: Cấu tạo của module PLC Mitsubishi FX1N-14MR
Từ hình 2.2 ta có thông số kỹ thuật : số ngõ vào là 8 ;số ngõ ra là 6 , relay
nguồn cung cấp :110 đến 240 VAC ; đồng hồ thời gian thưc ; bộ đếm tốc độ cao đến
60kHz ; có thể mở rộng 14 đến 128 ngõ vào /ra ; truyền thông RS 232C ,RS 485 .

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
18


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.2.3 Kích thước của PLC Mitsubishi FX 1N-14MR ES/UL

Hình 2.3 Kích thước của PLC Mitsubishi FX1N-14MR

Từ hình 2.3 kích thước của PLC mitsubishi ta có : Chiều cao :90(mm) ;
Chiều rộng :90(mm); Chiều sâu : 75(mm); Cân nặng :0,45
2.2.4 Đặc điểm
Cơ cấu máy nhỏ gọn , chi phí thấp , module màn hình và khối mở rộng có hệ
thống dễ dàng nâng cấp .Vận hành tốc độ cao đối với lệnh cơ bản tốc độ xử lý từ
0,55 đến 0,7 µs/lệnh , đối với lệnh ứng dụng tốc dộ xử lý từ 3,7 đến vài trăm
µs/lệnh.Đặc tính kỹ thuật của bộ nhớ chất lượng và phong phú .Bộ nhớ EEPROM
cho phép 8000 bước
Dãy thiết bị dụng cụ đa chức năng như : role phụ trợ 1536 điểm , bộ đệm thì
256 điểm , bộ đếm 235 điểm ,thanh ghi dữ liệu 8000 điểm .
Những loại module chức năng đặc biệt : có đến hai dãy mở rộng của những
module chức năng đặc biệt có thể được thêm vào cho những nhu cầu riêng .Dãy mở
rộng tự cung cấp điện : độ biến thiên mở rộng của sự cung cấp điện AC có thể đáp
ứng sự cung cấp điện áp từ bất kỳ nơi nào trên thế giới ( 100 đến 240V AC) .Sự
cung cấp dòng điện DC cũng được cho phép từ 12 đến 24 V DC .Qúa trình điều
khiển được tăng, sử dụng lệnh PID cho những hệ thống đòi hỏi sự điều khiển chính
xác .Khả năng kết nối : việc thực hiện hoàn chỉnh của những module kết nối sẽ làm
cho thông tin và dữ liệu được cung cấp dễ dàng Dễ dàng lắp đặt : sử dụng thanh
DIN hoặc khoảng trống có sẵn .Đồng hồ thời gian thực tế : sử dụng tiêu chuẩn
đồng hồ thời gian thực tế cho những ứng dụng độc lập về thời gian .Phần mềm cơ
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
19


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

bản : chương trình sẽ được chạy nhanh chóng và dễ dàng với phần mềm GX
DEVELOPER hoặc FX-PCS/WINE software.Tác vụ điểm kết nối : tác vụ tại điểm
kết nối riêng biệt khi kết nối một line , ta có thể liên kết với dữ liệu đã được cung
cấp qua hệ thống .Bộ đện thế kế sử dụng tín hiệu analog :dễ dàng thay đổi thiết bị
định thời gian ở bộ điện thế kế ở màn hình phía trước .Vị trí và xung chức năng ngõ
ra:
PLC có hai ngõ ra phát ra xung có tần số 100Khz cùng một lúc .
PLC cung cấp 7 vị trí lệnh truyền kể cả quay trở về điểm zero , đọc giá trị dòng
điện tuyệt đối , hoàn thành hoặc phát triển sự truyền động .
2.2.5 Sơ đồ kết nối
S/S

1.
L

N

X1
X0

X3
X2

X5
X4

X7
X6

FX1N-14MR-ES/UL
0V Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5
294 COMCOMCOMCOMCOMCOM
V
Hình 2.4 Sơ đồ kết nối dây của PLC Mitsubishi FX1N-14MR

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
20


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5 Sơ đồ kết nối dây ngõ vào

Hình 2.6 Sơ đồ kết nối dây ngõ ra

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
21


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.3 Module biến tần ABB ACS355
2.3.1 Giới thiệu về hãng ABB tại Việt Nam
ABB tại Việt Nam là một phần của tập đoàn ABB, một nhà lãnh đạo toàn cầu
trong công nghệ điện và tự động hóa cho phép khách hàng tiện ích và ngành công
nghiệp để cải thiện hiệu suất của họ trong khi làm giảm tác động môi trường.Tập
đoàn ABB của các công ty hoạt động trong khoảng 100 quốc gia và sử dụng khoảng
120.000 người thành lập tại Việt Nam vào năm 1993, ABB gần đây đã có hơn 750
nhân viên làm việc tại ba khu vực trên khắp đất nước để đảm bảo sự hiện diện trên
toàn quốc của thương hiệu ABB. Trụ sở chính và nhà máy biến áp được đặt tại Hà
Nội, các văn phòng chi nhánh tại Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Vũng Tàu,
Bắc Ninh. Cơ cấu Tập đoàn ABB được tổ chức trong năm Sản phẩm bộ phận điện,
hệ thống điện, sản phẩm điện áp thấp Tự động hóa quá trình và Tự động hóa rời rạc
và chuyển động để phục vụ cho từng nhóm khách hàng một cách hiệu quả nhất.
Hỗ trợ đến năm đơn vị kinh doanh, ABB cung cấp đầy đủ các dịch vụ vòng đời từ
các bộ phận phụ tùng và sửa chữa thiết bị đào tạo, chuyển đổi sang giám sát từ xa
và hỗ trợ kỹ thuật từng thị trường và ngành công nghiệp, ABB cung cấp khách hàng
của ABB một đội ngũ chuyên dụng và thẩm quyền của doanh số bán hàng, dịch
vụ chuyên nghiệp và kỹ thuật chuyên môn trong việc hỗ trợ của các phạm vi rộng
lớn của Tập đoàn của các hệ thống và các sản phẩm điện và biến áp phân phối các
nhà máy của ABB là một trong các nhà máy ABB tập trung trên toàn thế giới. ABB
sản xuất một loạt các máy biến áp có công suất đến 63 MVA, điện áp đến 172 kV.
Là nhà sản xuất máy biến áp lớn nhất tại Việt Nam. ABB tại Việt Nam đã
thành lập chính nó như là một đối tác công nghệ đáng tin cậy và có thẩm quyền cho
chính phủ, khu vực tư nhân trong và ngoài nước và trở thành một trong những tên
tuổi nổi tiếng trong công nghệ điện và tự động hóa tại Việt Nam.

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
22


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.7 Biến tần ABB ACS 355
2.3.2 Thông số kỹ thuật của biến tần ABB ACS 355
Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha, 220V/0.37…11 kW,
380V/0.37…22 Kw. Hệ số công suất: 0.98 ,tần số điện áp cấp: 48 – 63Hz ,tần
số ngõ ra: 0 – 500Hz , khả năng quá tải: 150% – 1 phút/10 phút, 180% – 2
giây .Nhiệt độ hoạt động: -10 – 400C, max. 500C .Hai ngõ vào analog 0(2) –
10V, -10 – 10V, 0(4) – 20mA, -20 – 20mA . 5 đầu vào số(DI) gồm 1 đầu vào
xung(Pulse Train 0…16kHz), 2 đầu vào tương tự(AI). 1 đầu ra rơle
(NO+NC), 1 đầu ra Transisstor(10…16kHz), 1 đầu ra tươngtự(AO), Cấp bảo
vệ IP20, NEMA 1(tuỳ chọn).

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
23


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.3.3 Các Tính năng nổi bật
Tương thích công cụ lập trình FlashDrop, lập trình khối tuần tự ,phần mềm tính năng
cao ,phần cứng nhỏ gọn bo mạch phủ ( Coated boards) .Giao diện tối ưu cho người
sử dụng , đồng hồ thời gian thực .Tích hợp sẵn bộ lọc EMC và Bộ điều khiển phanh
hãm , bảo vệ biền tần khi đấu nhầm cáp mô tơ, cáp điều khiển . Giao tiếp mạng linh
hoạt :Profibus, DeviceNet , Canopen , Modbus, Ethernet
Có những phương thức bảo vệ nâng cao trong các môi trường khác nghiệt.ACS355 là
biến tần được thiết kế để đáp ứng hàng loạt yêu cầu về ứng dụng máy công cụ .Loại
biến tần này rất lý tưởng cho các ứng dụng như chế biến thực phẩm , gia công vật
liệu , dệt in ấn , cao su , nhựa , và công nghiệp chế biến gỗ …

GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
24


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.3.4 Các đầu vào ra

Hình 2.8: Sơ đồ kết nối các đầu vào ra của biến tần ABB ACS 355
Từ hình 2.8 ta có :Nguồn cấp: 380 ÷ 480V tần số 50 Hz qua L1, L2, L3. Đầu
ra cấp cho động cơ: thông qua các chân U2, V2, W2 .Các đầu vào Analog: AI1: tần
số ra tham chiếu 0 ÷ 10V ,AI2: mặc định 0 ÷ 10V. Các đầu ra Analog: AO: giá trị
tần số ngõ ra 0 ÷ 20mA .Các đầu vào số: DCOM: đầu vào số chung; DI1: dừng

(DI1=0) và khởi động động cơ (DI1=1). DI2: đảo chiều quay động cơ quay thuận
(DI2=0), quay ngược (DI2=1). DI3, DI4: chọn tốc độ không đổi. DI5: chọn thời
gian tăng tốc và giảm tốc .ROCOM, RONC, RONO: là ngõ ra rơ le. DOSCR,
DOOUT, DOGND: ngõ ra số max.100mA . OUT1, OUT2, IN1, IN2: kết nối STO
(tắt mômen xoắn an toàn).
GVHD: TS Khổng Cao Phong
SVTH: Phan Phương Thảo

Lớp: TĐH B K57
25