Lập trình ứng dụng điều khiển động cơ servo mitsubishi với plc họ iq r đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
------------0o0------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ SERVO MITSUBISHI VỚI PLC
HỌ iQ-R

SINH VIÊN : NGUYỄN HỮU LỢI
MSSV

: 14029311

LỚP

: DHDKTD10A

GVHD

: THS. NGUYỄN ANH TUẤN

TPHCM, NĂM 2018


PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài
NGUYỄN HỮU LỢI, MSSV : 14029311
2. Tên đề tài
LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO MITSUBISHI

VỚI PLC HỌ iQ-R
3. Nội dung
Nghiên cứu và thực nghiêm trên mơ mình các mơ đun PLC họ iQ-R, các tính
nắng mơ đun điều khiển động cợ servo và động cơ servo .Cài đặt thơng số và lập
trình điều khiển các động cơ servo dùng ngôn ngữ SFC.
4. Kết quả
-

Thu thập được vốn kiến thức khi tìm tịi, đọc hiểu các tài liệu, datasheet
băng tiếng anh .

-

Hiểu rõ được tính năng của mơ đun PLC họ iQ-R.

-

Thấy hết được tầm quan trọng của ứng dụng tự động hóa trong q trình
sản xuất.

-

Lập trình và điều khiển được các trục X và Y bằng động cơ servo.

Giảng viên hướng dẫn

Tp. HCM, ngày

tháng

Sinh viên

i

năm 2018


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Tp.Hồ Chí Minh, ngày

tháng

Giáo viên hướng dẫn

ii

năm 2018


MỤC LỤC
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................... i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. v
DANH SÁCH CÁC BẢNG ..........................................................................................vii
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. viii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ........................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề......................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 1
1.3. Mô tả hoạt động của trạm................................................................................. 2
1.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2
1.4.1. Phương pháp thừa kế ................................................................................. 2
1.4.2. Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng ..................................................... 2
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................... 2
CHƯƠNG 2 CỞ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................. 3
2.1. Thiết bị điều khiển PLC MELSEC iQ-R ......................................................... 3
2.1.1. Giới thiệu sê ri PLC MELSEC iQ-R ......................................................... 3
2.1.2. Các Mô đun được sử dụng ......................................................................... 6

2.1.2.1. Mô đun CPU .....................................................................................6
2.1.2.2. Mô đun Input và Output ..................................................................21
2.1.2.3. Mô đun đếm xung tốc độ cao.......................................................... 25
2.1.2.4. Mơ đun tính hiệu tương tự .............................................................. 33
2.1.2.5. Servo Driver Mitsubishi MR-J4 và các động cơ Servo ..................40
2.1.2.6. Mô đun nguồn .................................................................................53
2.1.2.7. Lựa chọn Base unit .........................................................................54
2.1.3. Lập trình và Cơng cụ lập trình ................................................................. 55
2.1.3.1. Phần mềm GX Works3 ...................................................................55
2.1.3.2. Phần mềm MT Developer2 ............................................................. 61
2.2. Thiết bị điện ................................................................................................... 76
iii


2.2.1. Bộ nguồn .................................................................................................. 76
2.2.2. Các thiết bị đóng ngắt, thiết bị bảo vệ và kết nối vào ra ......................... 77
2.2.3. Nút nhấn và công tắc ở bảng điều khiển.................................................. 79
2.2.4. Cơng tắc hành trình .................................................................................. 79
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MƠ HÌNH CNC HAI TRỤC ................................................ 81
3.1. Mơ hình CNC hai trục .................................................................................... 81
3.2. Cơ cấu............................................................................................................. 82
3.2.1. Các thiết bị ............................................................................................... 82
3.2.2. Sơ đồ đấu dây toàn hệ thống.................................................................... 83
3.2.3. Nguyên lí hoạt động ................................................................................ 84
3.2.4. Lưu đồ giải thuật chương trình ................................................................ 84
3.2.5. Chương trình chính .................................................................................. 85
3.2.6. Chương trình con ..................................................................................... 86
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................... 88
4.1. Kết luận .......................................................................................................... 88
4.2. Hướng phát triển ............................................................................................ 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 89

iv


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 : Ưu điểm của iQ-R .......................................................................................... 4
Hình 2.2 : Mơ đun iQ-R R04CPU ................................................................................... 7
Hình 2.3 : Mơ đun iQ-R R16MTCPU ........................................................................... 15
Hình 2.4 : Ngõ vào input nhận tín hiệu từ bên ngồi. ................................................... 19
Hình 2.5 : Mơ đun Input RX42C4 ................................................................................. 21
Hình 2.6 : Sơ đồ đấu dây 32 chân bên trái của mơ đun input ....................................... 23
Hình 2.7 : Mơ đun Output RY42NT2P ......................................................................... 24
Hình 2.8 : Sơ đồ mạch của mơ đun Output ................................................................... 25
Hình 2.9 : Mơ đun đếm xung tốc độ cao RD62P2 ........................................................ 26
Hình 2.10 : Kết nối Encoder với Mơ đun đếm xung tốc độ cao.................................... 28
Hình 2.11 : Linear counter............................................................................................. 29
Hình 2.12 : Ring counter function ................................................................................. 29
Hình 2.13 : Mơ đun R60AD4 ........................................................................................ 33
Hình 2.14 : Đấu dây cho mơ đun R60AD4 ................................................................... 36
Hình 2.15 : Mơ đun R60DA4 ........................................................................................ 37
Hình 2.16 : Sơ đồ đấu dây cho mơ đun R60DA4 .......................................................... 40
Hình 2.17 : Giới thiệu Mơ đun MR-J4-10B .................................................................. 40
Hình 2.18 : Tên gọi bộ phân động cơ servo .................................................................. 43
Hình 2.19 : Dịng sản phẩm bộ điều khiển servo MR-J4 .............................................. 45
Hình 2.20 : Dòng sản phẩm động cơ servo quay .......................................................... 46
Hình 2.21 : Dịng sản phẩm động cơ servo tuyến tính .................................................. 47
Hình 2.22 : Dịng sản phẩm động cơ dẫn động trực tiếp ............................................... 47
Hình 2.23 : Nối đất bộ điều khiển servo ........................................................................ 49
Hình 2.24 : Đấu dây tín hiệu I/O với bộ điều khiển servo ............................................ 49

Hình 2.25 : Đấu dây dạng Sink/Source ......................................................................... 50
Hình 2.26 : Đấu dây bộ điều khiển servo vào động cơ servo ........................................ 51
Hình 2.27 : Đấu dây nguồn điện bộ điều khiển servo ................................................... 52
Hình 2.28 : Kết nối SSCNET III/H ............................................................................... 52
Hình 2.29 : Mơ đun cấp nguồn ...................................................................................... 53
v


Hình 2.30 : Main base unit ............................................................................................ 54
Hình 2.31 : Bộ nguồn MEAN WELL ........................................................................... 77
Hình 2.32 : Circuit Breaker ........................................................................................... 77
Hình 2.33 : Contactor .................................................................................................... 77
Hình 2.34 : Relay ........................................................................................................... 78
Hình 2.35 : Kết nối vào ra ............................................................................................. 78
Hình 2.36 : Cơng tắc và nút nhấn .................................................................................. 79
Hình 2.37 : Cơng tắc hành trình .................................................................................... 79
Hình 2.38 : Động cơ servo............................................................................................. 80
Hình 3.1 : Mơ hình CNC hai trục thực tế ...................................................................... 81
Hình 3.2 : Sơ đồ đấu dây CNC 2 trục ............................................................................ 83
Hình 3.3 : Lưu đồ giải thuật mơ hình CNC 2 trục......................................................... 84

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 : Miêu tả CPU R04CPU ................................................................................... 8
Bảng 2.2 : Thông số kỹ thuật R04CPU ......................................................................... 12
Bảng 2.3 : Bảng miêu tả R16MTCPU ........................................................................... 15
Bảng 2.4 : Bảng thông số R16MTCPU ......................................................................... 17
Bảng 2.5 : Bảng cải đặt chuyển đổi quay và chế độ hoạt động R16MTCPU ............... 18

Bảng 2.6 : Miêu tả Module Input RX42C4 ................................................................... 22
Bảng 2.7 : Thông số kỹ thuật Module Input RX42C4 .................................................. 23
Bảng 2.8 : Cài đặt thời gian đáp ứng ngõ vào ............................................................... 24
Bảng 2.9 : Thông số kỹ thuật Module Output RY42NT2P ........................................... 24
Bảng 2.10 : Miêu tả Module RD62P2 ........................................................................... 26
Bảng 2.11 : Thông số kỹ thuật Module RD62P2 .......................................................... 27
Bảng 2.12 : Sơ đồ chân và đấu dây Module RD62P2 ................................................... 30
Bảng 2.13 : Bảng miêu tả R60AD4 ............................................................................... 34
Bảng 2.14 : Thông số kỹ thuật Module R60AD4......................................................... 35
Bảng 2.15 : Miêu tả Module R60DA4 .......................................................................... 37
Bảng 2.16 : Thông số kỹ thuật R60DA4 ....................................................................... 38
Bảng 2.17 : Giới thiệu Mô đun MR-J4-10B.................................................................. 41
Bảng 2.18 : Bảng mơ tả pin bộ kết nối tín hiệu I/O ...................................................... 50
Bảng 2.19 : Thông số kỹ thuật Module nguồn R62P .................................................... 53
Bảng 2.20 : Bộ lệnh so sánh .......................................................................................... 59
Bảng 2.21 : Bộ lệnh tính tốn ........................................................................................ 60
Bảng 3.1 : Liệt kê các thiết bị mơ hình CNC 2 trục ...................................................... 82

vii


LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay sự tiến bộ của khoa học và kỹ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng,
với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng những thành tựu khoa học
đó. Đặc biệt trong những năm gần đây kĩ thuật điển khiển phát triển mạnh mẽ, có
nhiều cơng nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế cho những công nghệ lỗi thời.
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 mơ trung bình và lớn. MECLSEC iQ-R được phát triển dựa trên các vấn đề cơ bản

mà khách hàng phải đối mặt và thay đổi hợp lý những lĩnh vực cơ bản như : Năng
suất, Kỹ thuật, Bảo trì, Chất lượng, Kết nối, Bảo mật, Tương thích. Mitsubishi electric
giải quyết các vấn đề : Giảm TCO ( tổng chi phí ), Tăng độ tin cậy, Tái sử dụng sản
phẩm trước đó.
Trong các trường đại học, cao đẳng đã và đang đưa 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
đảm bảo độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC. Trước đây trường Đại học
Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã có giảng dạy về các dịng Mitsubishi trước
đó như FX1N hay FX3U… Với đề tài “ Lập trình ứng dụng điều khiển động cơ
Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R ”, em đã được 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 trường chúng em đã tích lũy được một số kiến thức đễ thực hiện đề
tài của mình. Cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Anh Tuấn cũng như
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 khơng thể tránh khỏi những sai sót, em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của thầy (cơ) để đề tài của em hồn thiện hơn,
đáp ứng đầy đủ những mục tiêu đặt ra.
Em xin chân thành cảm ơn !

viii


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1.

Đặt vấn đề

Ngày nay cùng với sự phát triễn mạnh mẽ và không ngừng của khoa học kĩ thuật.
Ngành điện luôn đi trước một bước, luôn không thể thiếu trong q trình cơng nghiệp hóa
hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt với một đất nước đang phát triển như Việt Nam thì ngành
điện đóng vai trị quan trọng trong việc đưa nước ta sánh ngang với các nước có nền cơng
nghiệp hiện đại trên thế giới. Muốn đạt được điều đó thì ngành tự động hóa càng phải
phát triển và hiện đại hóa. Khơng ngừng tiếp thu những công nghệ hiện đại trên thế giới
và đào tạo được đội ngũ kĩ sư tự động hóa có trình độ cao để có thể chủ động làm chủ
cơng nghệ. Ngành điện tự động ở Việt Nam đang rất phát triển và được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất.
Ưu điểm lớn nhất của tự động hóa sản xuất đó là làm việt với độ chính xác cao,
hiệu quả. Có thể giảm chi phí lao động, nâng cao nâng suất sản xuất. Xuất phát từ vấn đề
trên cùng với việc thực hiện nhiệm vụ học tập tại nhà trường. Em nhận thấy đề tài “Lập
trình ứng dụng điều khiển động cơ Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R” là rất thiết
thực có khả năng ứng dụng rộng rãi trong tương lai. Vì vậy em quyết định thực hiện đề
tài “Lập trình ứng dụng điều khiển động cơ Servo Mitsubishi với PLC họ iQ-R”.
1.2.

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu đạt được sau khi hoàn thành đề tài: Áp dụng quy trình cơng nghệ vào mơ
hình CNC 2 trục. Hiểu về q trình làm việc của mơ hình hệ thống, từ đó hiểu được ứng
dụng cũng như cách làm việc của thiết bị điều khiển khả trình PLC MELSEC iQ-R và
các thiết bị tự động hóa khác như servo, cảm biến,…

1


Đồ Án Tốt Nghiệp

1.3.

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Mô tả hoạt động của trạm

Khởi động mơ hình, các thiết bị được cấp nguồn chuẩn bị sẵn sàng hoạt động theo
lệnh điều khiển. Ta ấn nút Start thì các động cơ servo điều khiển các trục X và Y hoạt
động chạy chương trình. Ấn Stop dừng khẩn cấp chương trình.
1.4.

Phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Phương pháp thừa kế

Kế thừa từ các tài liệu, cơng trình nghiên cứu trước đó về tự động hóa, các thiết bị
tự động hóa, điều khiển servo, nhận tín hiệu và các thiết bị khác.
1.4.2. Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng
Tiến hành khơng ngừng thực nghiệm trên mơ hình, thông qua thực nghiệm để rút
ra kinh nghiệm và kết luận.
1.5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Điều khiển tự động là xu thế phát triển tất yếu trong lĩnh vực công nghiệp cũng
như sinh hoạt, bởi những ưu điểm vượt trội của nó. Ở các hệ thống tự động có quy mơ
vừa và lớn thì PLC được sử dụng làm thiết bị điều khiển cho toàn hệ thống. Với đề tài
ứng dụng PLC họ iQ-R vào tự động hóa, là một đề tài mới, đi đầu ứng dụng PLC iQ-R
vào sản xuất, xây dựng hệ thống điều khiển tự động hoàn chỉnh cả về chức năng lẫn hiệu
quả kinh tế.

Về mặt thực tiễn đề tài đi theo nhu cầu thực tế bên ngoài của những nhà máy, dây
chuyền các cở sở sản xuất chế tạo đang được nâng cấp và mở rộng.

2


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

CHƯƠNG 2 CỞ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.

Thiết bị điều khiển PLC MELSEC iQ-R

2.1.1. Giới thiệu sê ri PLC MELSEC iQ-R
Khái niệm PLC và dòng iQ-R
PLC là bộ điều khiển lập trình “ Programmable Logic Controller ”. Bộ điều khiển
lập trình là một thiết bị mà người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt hay trình
tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích “ ngõ vào” tác
động vào PLC hoặc qua các hoạt động trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được
đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt, nó ở trạng thái ON hoặc OFF. Một bộ điều khiển
lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập trình ra” chờ tín hiệu
ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại thời điểm đã lập trình.
Cấu trúc của bộ điều khiển lập trình có thể được phân thành các thành phần. Bộ
phận mà chương trình được nạp vào lưu trữ và xử lý thường được gọi là Main processing
hay còn gọi là CPU. Vậy, lập trình cho một PLC là đi tìm điều kiện tín hiệu ngõ vào tác
động lên đối tượng điều khiển cho tín hiệu ngõ ra tương ứng.
Bộ điều khiển khả trình misubishi, hay cịn gọi là bộ điều khiển khả trình tự động
hóa (PAC), thực hiện tự động hóa trong nhiều ứng dụng hay tình huống khác nhau.

Mơ đun sê-ri MELSEC iQ-R, dịng mơ đun được tung ra năm 2014, là dịng sê-ri
bộ điều khiển khả trình thế hệ tiếp theo mang tính cách mạng mới, mở ra kỹ nguyên mới
trong tự động hóa cho các hệ thống có quy mơ trung bình và lớn. Được thiết kế từ các cơ
sở PLC trước đó, hệ thống dựa trên và khắc phục những vấn đề chung khách hàng gặp
phải.

3


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Hình 2.1 : Ưu điểm của iQ-R

 Năng suất : cải tiến năng suất thơng qua hoạt động chức năng tiên tiến. Có hệ thống
mạng tốc độ cao, điều khiển chuyển động tiên tiến.
 Kỹ thuật : Giảm chi phí phát triển thơng qua công nghệ kỹ thuật trực quan. Phần
mềm kỹ thuật đôi khi được coi là một phần cơ bản của hệ thống điều khiển ngoài các
thành phần phần cứng. Cốt lõi của hệ thống, bao gồm các bước khác nhau của vòng
đời sản phẩm, từ khâu thiết kế đến vận hành và duy trì hệ thống kiểm sốt. Ngày nay,
các bộ phần mềm trực quan và dễ sử dụng được kỳ vọng là một tiêu chuẩn cho nhu
cầu sản xuất hiện đại. GX Works3 là thế hệ mới nhất của phần mềm lập trình và bảo
trì được cung cấp bởi Mitsubishi Electric được thiết kế đặc biệt cho hệ thống điều
khiển MELSEC iQ-R Series. Nó bao gồm nhiều tính năng và công nghệ mới để đảm
bảo giải pháp môi trường kỹ thuật khơng gặp rắc rối.
 Bảo trì : Giảm chi phí bảo trì và thời gian dừng, tận dụng các tính năng bảo trì dễ
dàng hơn. Một nhà máy sản xuất hiếm khi dừng lại hoặc thực hiện ngoại tuyến và
liên tục. Sản xuất ra sản phẩm hoặc thành phần mong muốn. Tuy nhiên, hệ thống
kiểm sốt đơi khi địi hỏi phải bảo trì. Ví dụ như tại thời điểm sản phẩm bị lỗi hoặc

nâng cấp hệ thống để sản xuất thành phần mới hoặc cập nhật. Vào thời điểm đó, nhờ
các chức năng bảo trì rộng rãi được nhúng trong phần cứng và phần mềm, người sử
dụng có thể tin cậy hệ thống điều khiển để xử lý quá trình chuyển đổi vào/ra khỏi
4


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

thời gian bảo trì cho cả hai phịng ngừa và sau bảo trì. Các chức năng cơ bản của hệ
thống bảo trì :
+ Biểu đồ hóa dữ liệu sản xuất trong thời gian thực.
+ Ngăn chặn thời gian chết của hệ thống với theo dõi rơle.
+ Có bộ nhớ cho phép xác nhận các vấn đề hoạt động.
 Kết nối : Mạng liền mạch giúp giảm chi phí hệ thống. Sê-ri MELSEC iQ-R là một
phần của nhóm sản phẩm kết nối với nhau qua nhiều cấp độ tự động hóa. Dựa trên
giao thức liên lạc liền mạch (SLMP), dòng dữ liệu giữa mức cảm biến và mức quản
lý thông qua các mạng tự động hóa cơng nghiệp rất rõ ràng. Truyền thơng CC-Link
là mạng lưới mạng công nghiệp số 1 ở Châu Á, với tốc độ đường chuyền dữ liệu
nhanh, tiếp tục tối ưu hóa chu trình sản xuất. Thêm vào đó, mạng điều khiển chuyển
động tốc độ cao SSCNET III/H nâng cao thêm giải pháp kết nối tồn nhà máy.
 Tính tương thích : Bất cứ khi nào đưa một hệ thống hoặc cơng nghệ mới vào việc
sản xuất hiện có. Nhà máy hoặc hệ thống kiểm soát, việc sử dụng các tài sản hiện có
càng nhiều càng tốt và khả thi là một yêu cầu bắt buộc với nhu cầu sản xuất ngày
nay. Dòng sản phẩm iQ-R của MELSEC đề cập đến những nhu cầu tinh tế nhưng cần
thiết này với sự hỗ trợ của phần cứng hệ thống và khả năng tương thích của dự án kỹ
thuật để đạt được một con đường dễ dàng cho công nghệ cao hơn và nâng cao năng
suất.
 Chất lượng : MELSEC iQ-R dựa trên hai khía cạnh chất lượng cơ bản là “ chất

lượng sản phẩm” và “ chất lượng để áp dụng”. Hệ thống PLC điều khiển này gồm
nhiều chức năng được thiết kế để cung cấp một giải pháp không chỉ cải thiện năng
suất sản xuất tổng thể và còn duy trì chất lượng cơng nghiệp cao, thích hợp cho mơi
trường khắc nghiệt mà PLC làm việc hằng ngày.
 Bảo mật : Ngày nay việc bảo vệ sở hữu trí tuệ trở nên rất quan trọng. Mặc khác,việc
truy cập trái phép vào hệ thống hay sai sót của người dùng cuối cùng có thể tổn hại
đến sự an tồn của tồn hệ thống điều khiển. Dịng iQ-R có một số tính năng giúp
đáp ứng các nhu cầu này, như chìa khóa phần cứng và phần mềm để bảo vệ sở hữu trí
tuệ hay truy cập theo cấp người dùng khi thiết kế.
5


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

2.1.2. Các Mô đun được sử dụng
Sê-ri MELSEC iQ-R là một hệ thống điều khiển mô đun được trang bị các mô đun
khác nhau như CPU, nguồn điện, I/O kỹ thuật số, I/ O analog và Base unit (khây) và các
mô đun chức năng thơng minh, mỗi bộ đều có trách nhiệm riêng trong hệ thống. Cốt lõi
của hệ thống là một Base unit (khây) kết nối tất cả các mô đun với nhau và cho phép
truyền thông tốc độ cao giữa mỗi mô đun. Từ hệ thống nhỏ đến hệ thống lớn, khả năng
mở rộng là đơn giản. Có thể kết nối tới bảy Base unit mở rộng và có thể lắp đặt tối đa 64
mô đun tại một thời điểm. Một Base unit mở rộng R-Q cũng có sẵn, đảm bảo khả năng
tương thích với các mơ đun sê-ri MELSEC-Q hiện có.
2.1.2.1.

Mơ đun CPU

Dịng sản phẩm MELSEC iQ-R bao gồm nhiều bộ điều khiển tự động lập trình có

khả năng đáp ứng nhu cầu kiểm sốt tự động hóa đa dạng. Tập trung vào hai lĩnh vực,
dòng sản phẩm bao gồm một bộ điều khiển có hiệu suất cao, có mục đích chung (với một
loại mạng CC-Link IE được nhúng có sẵn) có dung lượng bộ nhớ khác nhau và bộ điều
khiển chuyển động có độ chính xác cao với các trục điều khiển có thể điều khiển được.
Cấu trúc đã được thiết kế lại xung quanh hệ thống bus tốc độ cao MELSEC iQ-R để đảm
bảo hiệu năng cao và khả năng xử lý thơng minh. Ngồi ra, cịn có các CPU ứng dụng cụ
thể: CPU an toàn (hỗ trợ tiêu chuẩn an tồn chức năng),CPU điều khiển q trình (hỗ trợ
tối đa 500 vịng PID và hốn đổi nóng các mô đun I/O) và CPU C Controller (cung cấp
lập trình ngơn ngữ C lý tưởng để chuyển đổi từ máy tính cá nhân hoặc các hệ thống điều
khiển vi).

6


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Mô đun điều khiển khả trình R04CPU

Hình 2.2 : Mơ đun iQ-R R04CPU

7


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Các chi tiết của mô đun CPU R04CPU miêu tả bảng 2.1 như sau :

Bảng 2.1 : Miêu tả CPU R04CPU

Số

Tên

Mô tả
Chỉ báo trạng thái hoạt động của mô đun CPU và mức

1

READY LED

độ lỗi (trạng thái LED của mô đun CPU)
 Trạng thái READY LED - ERROR LED
On – Off : Hoạt động bình thường
On – On : Lỗi nhỏ
On – Flashing : Lỗi trung bình
Flashing – On : Lỗi nhỏ (Thay đổi module trực tuyến)

2

ERROR LED

Flashing (mỗi 2 giây) – Off : Xử lý ban đầu
Flashing (mỗi 400ms) – Off : Thay đổi module trực
tuyến
Off – On/Flashing : Lỗi chính
Cho biết tình trạng hoạt động của chương trình.

PROGRAM RUN
LED

Bật: Được thực thi (RUN state)
Đang nhấp nháy: Đang tạm ngưng (PAUSE state)
Tắt: Ngưng (STOP state) hoặc dừng lỗi
Cho biết tình trạng hoạt động của chương trình.

PROGRAM RUN
3

LED
(Khi CPU Chế độ
(chế độ dự phịng)
hoặc CPU Q
trình SIL2 được
sử dụng)

■ Hệ thống điều khiển (CTRL LED của module chức
năng dự phòng: Bật)
Bật: Được thực thi (RUN state)
Đang nhấp nháy: Đang tạm ngưng (PAUSE state)
Tắt: Ngưng (STOP state) hoặc dừng lỗi
■ Hệ thống dự phòng (SBY LED của module chức
năng dự phòng: Bật)
[Chế độ sao lưu]
On: Được thực hiện (các chương trình đang được thực

8

Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

hiện trong cả hai hệ thống)
Nhấp nháy: Đang tạm ngưng (PAUSE state) (các
chương trình đang được thực hiện trong cả hai hệ
thống)
Tắt: Ngừng (trạng thái STOP / RUN state / PAUSE
state) (khơng có chương trình đang được thực hiện
trong cả hai hệ thống) hoặc dừng lỗi
[Chế độ Riêng]
Bật: Được thực thi (RUN state)
Nhấp nháy: Đang tạm ngưng (PAUSE state) hoặc đợi
trạng thái chuyển sang RUN (giống như trạng thái
STOP)
Tắt: Ngưng (STOP state) hoặc dừng lỗi
■ Hệ thống không được xác định
Đèn nhấp nháy: Đang đợi trạng thái chuyển sang RUN
bằng hoạt động chuyển đổi (giống như trạng thái
STOP)
Tắt: Hoạt động bình thường
Cho biết tình trạng của người báo cáo (F).
4

USER LED

Bật: Trình báo cáo (F) ON
Tắt: Hoạt động bình thường

Cho biết trạng thái pin.

5

BATTERY LED

Nhấp nháy: Pin yếu
Tắt: Hoạt động bình thường
Cho biết sự có sẵn của thẻ nhớ SD.

6

CARD READY
LED

Bật: Có sẵn
Nhấp nháy: đã sẵn sàng
Tắt: Khơng có hoặc khơng được chèn

7

CARD ACCESS

Cho biết trạng thái truy cập của thẻ nhớ SD.
9


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

LED

Bật: Được truy cập
Tắt: Khơng truy cập
Cho biết tình trạng của những điều dưới đây.
Nháy nháy (mỗi 200ms):
· Ngõ vào / ra bên ngồi được kích hoạt / tắt chức

8

FUNCTION LED

năng đang được thực hiện (đăng ký)
· Khơng có chương trình phục hồi thông tin
Khi chức năng được đề cập ở trên không được thực
hiện, trạng thái của chức năng thiết lập trong cài đặt
hiển thị LED được chỉ ra.

9

SPEED LED

10

SD/RD LED

Tốc độ với dữ liệu
Một cơng tắc để kiểm sốt tình trạng hoạt động của
mơ đun CPU

RUN: Thực hiện chương trình.

11

Cơng tắc RUN /
STOP / RESET

STOP: Dừng chương trình.
RESET: Đặt lại mơ-đun CPU (giữ lại cơng tắc ở vị trí
RESET trong khoảng một giây.)
Vận hành nút RUN / STOP / RESET bằng ngón tay
của bạn. Để tránh chuyển đổi khỏi bị hư hỏng, không
sử dụng bất kỳ dụng cụ nào như tua vít.

12

13

Nút SD CARD
OFF
Khe cắm thẻ nhớ
SD

14

Cổng USB

15

Cổng Ethernet

16

Pin

Chuyển đổi để vơ hiệu hóa quyền truy cập vào thẻ nhớ
SD để loại bỏ nó khỏi mơ-đun CPU
Cắm thẻ nhớ SD khi cần dùng đến.
Đầu nối cho thiết bị ngoại vi tương thích USB (loại
đầu nối: miniB)
Cáp ethernet RJ45
Pin dự phịng để chứa dữ liệu đồng hồ và sử dụng
10


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

chức năng điện dự phòng cho bộ nhớ thiết bị / nhãn
Một chân để kết nối dây dẫn của pin
17

Pin kết nối pin

(Để tiết kiệm pin, dây dẫn bị ngắt khỏi đầu nối trước
khi vận chuyển.)
Một nắp cho đầu nối nơi chèn một khay SRAM mở

18

Bìa Cassette

rộng Để sử dụng băng cassette SRAM mở rộng, hãy
mở nắp và lắp băng cassette.
Nắp cho các chỉ số LED, khe cắm thẻ nhớ SD và công
tắc. Mở nắp này và lắp hoặc tháo thẻ nhớ SD hoặc

19

Vỏ LED

thiết lập nút RUN / STOP / RESET.
Nếu không, giữ nắp đóng kín để tránh xâm nhập vật lạ
như bụi.
Một vỏ bọc cho cổng USB Mở nắp này và kết nối

20

Vỏ USB

thiết bị ngoại vi tương thích USB.
Nếu khơng, giữ nắp đóng kín để tránh xâm nhập vật lạ
như bụi.

21

Đánh dấu thông
tin sản xuất

Hiển thị thông tin sản xuất (16 chữ số) của mô đun.

R04CPU là loại CPU phổ biến nhất. CPU này điều khiển khiển chương trình, cho
phép thực hiện một loạt các nhiệm vụ kiểm soát. R04CPU là loại được nhúng CC-Link
IE để cắt giảm chi phí phần cứng cho mô đun giao tiếp.

11


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Thông số mô đun R04CPU được giới thiệu bảng 2.2 sau :
Bảng 2.2 : Thơng số kỹ thuật R04CPU

Mục

R04CPU
Hoạt động chương trình được lưu trữ

Phương pháp kiểm soát hoạt động

chu kỳ
Chế độ làm mới
(Đầu vào / đầu ra truy cập trực tiếp có

Chế độ kiểm soát I / O

sẵn bằng cách xác định đầu vào / đầu

ra truy cập trực tiếp (DX, DY).)

Thời gian xử

LD X0

0.98ns

lý lệnh

MOV D0 D1

1.96ns

Thời gian xử

IF

1.96ns

lý lệnh (văn

CASE

1.96ns

bản

FOR

1.96ns

có

cấu

trúc)
40K steps

Năng lực chương trình

(160K bytes)

Bộ nhớ chương trình

160K bytes
Tùy thuộc vào thẻ nhớ SD được sử
dụng. (Thẻ nhớ SD / SDHC: Tối đa

Thẻ nhớ SD

32G byte)
Dung

lượng

Toàn bộ

400K bytes

Khu vực

80K bytes

bộ nhớ
Bộ

nhớ

thiết bị

thiết bị /

Khu vực

nhãn

nhãn
Vùng

60K bytes

4K bytes

nhãn
12


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

latch
Khu vực
lưu

256K bytes

trữ

tệp
Bộ

nhớ

Diện tích

lưu lượng

cho

tín hiệu

chương

5K bytes

các

trình

Khu vực
cho

256K bytes

các

khối
chức
năng
Bộ nhớ dữ liệu

2M byte

Bộ nhớ chức năng

5120K bytes
1072K byte (536K từ) (bao gồm vùng

Bộ nhớ đệm CPU

truyền thông cố định quét (24K từ))

Làm mới bộ nhớ

2048K byte

Bộ nhớ chương trình

P: 124

(P:

Số

lượng

tệp

chương trình, FB: số

FB: 64 (Một tệp FB có thể lưu trữ 64
khối chức năng.)

tệp FB)
Số lượng tệp

Bộ nhớ thiết bị / nhãn

324 (có hoặc khơng có khay SRAM

lưu trữ

(khu vực lưu trữ tệp)

mở rộng)

Bộ nhớ dữ liệu

256

・NZ1MEM-2GBSD: 256
・NZ1MEM-4GBSD,

Thẻ nhớ SD

NZ1MEM-

8GBSD, NZ1MEM-16GBSD: 32767
13


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Bộ nhớ dữ liệu

256

Bộ nhớ chức năng

512

Số thư mục có

・NZ1MEM-2GBSD: 256

thể lưu trữ

・NZ1MEM-4GBSD,

Thẻ nhớ SD

NZ1MEM-

8GBSD, NZ1MEM-16GBSD: 32767
Cổng USB

Tốc độ cao USB2.0 (miniB) × 1

Cổng mạng

Rack internet RJ45
Năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây và
ngày trong tuần (điều chỉnh năm nhuận

Chức năng đồng hồ

tự động)
-1.00 đến + 1.00s/d ở 0-55 độ C

Số điểm I / O chiếm dụng

RnENCPU (phần mạng): 32 điểm

Phương pháp sao lưu

Tụ điện

Cơng suất dự

Thời gian năng lượng

3 phút

phịng

dự phịng
Bộ nhớ thiết bị/nhãn, dữ liệu đồng hồ

Dữ liệu được giữ lại

Thời gian khác nhau tùy thuộc vào

Thời gian mất điện tức thời cho phép

module cung cấp điện được sử dụng.
・RnCPU: 0.67A

Tiêu thụ dịng trong (5VDC)
Kích

Chiều cao

106mm (Phần gắn trên đơn vị: 98mm)

Chiều rộng

· RnCPU: 27.8mm

Độ sâu

110mm

thước

bên ngoài
Cân nặng

· RnCPU: 0.20kg

14


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

Mô đun điều khiển chuyển động R16MTCPU

Hình 2.3 : Mơ đun iQ-R R16MTCPU

Được thiết kế để điều khiển tốc độ cao, có thể cung cấp tối đa 32 trục mỗi CPU,
hoặc lên đến 96 trục bằng cách sử dụng 3 CPU trong một hệ thống nhiều CPU. Với bộ
khuôn nhỏ gọn, các bộ điều khiển chuyển động thế hệ mới được trang bị các tính năng
mới nhất đáng giá.
Các chi tiết mơ đun R16MTCPU được miêu tả bảng 2.3 sau đây :
Bảng 2.3 : Bảng miêu tả R16MTCPU

Số

Tên

Miêu tả
Cho biết tình trạng hoạt động của Motion CPU.

1

READY LED

ON: Hoạt động bình thường
Nhấp nháy: khởi tạo
Tắt: Lỗi phần cứng
Chỉ báo lỗi xảy ra trong mô-đun Motion CPU.

2

ERROR LED

ON, nhấp nháy: Lỗi phần cứng hoặc lỗi xuất
hiện
OFF: Hoạt động bình thường
Cho biết thẻ nhớ SD sử dụng được hay không.

3

CARD READY LED

ON: Thẻ nhớ SD có thể sử dụng được
Nhấp nháy: Đang chuẩn bị

15


Đồ Án Tốt Nghiệp

SV : Nguyễn Hữu Lợi

OFF: Khơng có thẻ nhớ SD lắp vào

4

Cho biết trạng thái truy cập của thẻ nhớ SD.

CARD ACCESS LED

ON: Truy cập thẻ nhớ SD
OFF: Khơng truy cập vào thẻ nhớ SD

5

Cho biết tình trạng hoạt động và thông tin lỗi.

Ma trận LED

· Cài đặt chế độ hoạt động. (Chế độ thông
6

Chế độ chọn công tắc

thường, chế độ cài đặt, v.v ..)

xoay

· Mỗi thiết lập chuyển đổi là 0 đến F. (Nhà máy
mặc định: 0)
Di chuyển RUN / STOP để thay đổi trạng thái

7

hoạt động của mô-đun Motion CPU.

Công tắc RUN / STOP

RUN: Chương trình được bắt đầu.
STOP: Chương trình đã dừng lại.

Thẻ nhớ SD kiểm soát truy

Chuyển sang ngăn chặn quyền truy cập vào thẻ

cập chuyển đổi

khi tháo thẻ nhớ SD.

9

Khe cắm thẻ nhớ SD

Khe để cắm, chèn thẻ nhớ SD khi cần dùng.

10

Kết nối SSCNET IIICN1

Đầu nối để nối bộ khuếch đại servo của dòng 1.

Kết nối SSCNET III CN2

Đầu nối để kết nối bộ khuếch đại servo của

(chỉ

dịng 2.

8

11

có

trong

R32MTCPU/R64MTCPU)
12

Đầu

nối

I

/

F

Để truyền thơng I / F với các thiết bị ngoại vi.

PERIPHERAL
ON: Giao tiếp với tốc độ 100Mbps

13

SPEED LED

OFF: Giao tiếp với tốc độ 10Mbps, hoặc không
kết nối.

14

15

SD / RD LED

Nhấp nháy: Giao tiếp dữ liệu
OFF: Không truyền dữ liệu

Đánh dấu thông tin sản

Hiển thị thông tin sản xuất được mô tả trên

xuất

bảng đánh giá.
16