Giáo Trình Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt MPS Nghề Điện Tử Công Nghiệp Trình Độ Cao Đẳng Hệ Liên Thông

Giáo trình hệ thống sản xuất linh hoạt MPS cho nghề điện tử công nghiệp trình độ cao, giúp nâng cao kỹ năng và kiến thức chuyên môn.

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Khanh
• Trường học: Cao đẳng nghề Cần Thơ
• Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt MPS
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT CÓ CẤU TRÚC MÔ ĐUN
• 1.1. Giới thiệu về cảm biến trên MPS
• 1.2. Công tắc, nút nhấn
• 1.3. Cảm biến dạng ngõ ra TTL
• 1.4. Cảm biến dạng cấp dòng hay rút dòng
• 1.5. Cách đấu dây của cảm biến
• 1.6. Giới thiệu về cơ cấu chấp hành trên MPS
• 1.7. Giới thiệu về hệ thống điều khiển của MPS
• 1.8. Giới thiệu phần mềm trên MPS
• 1.9. Thực hành
• 2. BÀI 2: TRẠM CẤP PHÔI
• 2.1. Chức năng, nguyên lý hoạt động
• 2.2. Tập lệnh PLC Mitsubishi
• 2.3. Các bước thực hiện
• 3. BÀI 3: TRẠM KHOAN
• 3.1. Chức năng, nguyên lý hoạt động
• 3.2. Các bước thực hiện
• 4. BÀI 4: KẾT NỐI HMI WEINTEK VỚI PLC MITSUBISHI
• 4.1. Phần mềm lập trình EBPro
• 4.2. Các bước thực hiện
• 5. BÀI 5: THỰC TẬP TRÊN CÁC MÔ ĐUN CỦA HỆ THỐNG MPS
• 5.1. Vận hành trạm cấp phôi
• 5.2. Vận hành trạm khoan
• 5.3. Các bước thực hiện
• 5.4. Trạm cấp phôi
• 5.5. Trạm khoan
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt MPS Nghề Điện Tử Công Nghiệp

Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS là tài liệu quan trọng trong đào tạo nghề Điện tử công nghiệp. Nó được biên soạn dựa trên chương trình khung đã ban hành năm 2021, nhằm cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên. Nội dung giáo trình được thiết kế đơn giản, dễ hiểu, với nhiều ví dụ và bài tập thực hành để người học có thể áp dụng lý thuyết vào thực tiễn.

1.1. Mục tiêu và nội dung của giáo trình

Giáo trình nhằm mục tiêu giúp sinh viên hiểu rõ về hệ thống sản xuất linh hoạt MPS, từ nguyên lý hoạt động đến ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp.

1.2. Cấu trúc và thời gian đào tạo

Nội dung giáo trình được chia thành nhiều bài học, với tổng thời gian đào tạo là 60 giờ, bao gồm lý thuyết và thực hành.

II. Thách thức trong việc áp dụng Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt MPS

Việc áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt MPS trong thực tế gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ, yêu cầu về chất lượng sản phẩm và sự cạnh tranh trong ngành công nghiệp là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Khó khăn trong việc đào tạo nhân lực

Đào tạo nhân lực có kỹ năng phù hợp với công nghệ mới là một thách thức lớn, đòi hỏi các chương trình đào tạo phải thường xuyên cập nhật.

2.2. Chi phí đầu tư cho công nghệ mới

Chi phí đầu tư cho hệ thống MPS có thể cao, điều này gây khó khăn cho nhiều doanh nghiệp trong việc áp dụng công nghệ mới.

III. Phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất với MPS

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất, việc áp dụng các phương pháp hiện đại là rất cần thiết. Hệ thống MPS cho phép điều chỉnh linh hoạt các quy trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu quả và giảm thiểu lãng phí.

3.1. Ứng dụng công nghệ tự động hóa

Công nghệ tự động hóa giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao độ chính xác và hiệu suất sản xuất.

3.2. Tối ưu hóa quy trình làm việc

Việc tối ưu hóa quy trình làm việc thông qua việc phân tích và cải tiến các bước sản xuất là rất quan trọng để nâng cao năng suất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Hệ Thống MPS trong ngành công nghiệp

Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ sản xuất linh kiện điện tử đến lắp ráp ô tô. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm.

4.1. Ví dụ về ứng dụng trong sản xuất linh kiện điện tử

Trong ngành sản xuất linh kiện điện tử, MPS giúp tối ưu hóa quy trình lắp ráp, giảm thiểu thời gian chết và tăng cường khả năng kiểm soát chất lượng.

4.2. Ứng dụng trong lắp ráp ô tô

Hệ thống MPS cho phép các nhà sản xuất ô tô điều chỉnh quy trình lắp ráp linh hoạt, đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thị trường.

V. Kết luận và tương lai của Hệ Thống Sản Xuất Linh Hoạt MPS

Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành công nghiệp hiện đại. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, MPS hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội mới cho các doanh nghiệp.

5.1. Triển vọng phát triển của MPS

Với sự phát triển của công nghệ thông tin và tự động hóa, MPS sẽ tiếp tục được cải tiến và mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

5.2. Tác động đến thị trường lao động

Sự phát triển của MPS sẽ tạo ra nhu cầu mới về nhân lực có kỹ năng cao, đồng thời cũng đặt ra thách thức cho việc đào tạo và phát triển nguồn nhân lực.

Nội dung chính

THÔNG TIN TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU HỌC THUẬT

• Tên giáo trình/mô đun: Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS
• Mã mô đun: MĐ11
• Chủ biên: Nguyễn Tuấn Khanh
• Đơn vị ban hành: Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ (Chương trình khung năm 2021)
• Trình độ đào tạo: Cao đẳng nghề / Cao đẳng hệ liên thông
• Ngành/Nghề: Điện tử công nghiệp
• Thời lượng đào tạo: 60 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận: 27 giờ; Kiểm tra: 3 giờ)

---

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS (Mã mô đun: MĐ11) là tài liệu học tập và giảng dạy bắt buộc thuộc khối kiến thức chuyên môn nghề trong chương trình đào tạo ngành Điện tử công nghiệp (trình độ Cao đẳng hệ liên thông), ban hành theo khung chương trình năm 2021 của Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ do tác giả Nguyễn Tuấn Khanh làm chủ biên. Mô đun này được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các học phần kỹ thuật cơ sở và chuyên môn tiền đề bao gồm: PLC cơ bản, Kỹ thuật cảm biến, Mạch điện tử và Điều khiển điện khí nén.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học năng lực mô tả cấu trúc, phân tích nguyên lý vận hành của các phân trạm trong hệ thống sản xuất mô đun hóa (Modular Production System - MPS) như trạm cấp phôi, trạm kiểm tra, trạm gia công (khoan), trạm lắp ráp và phân loại sản phẩm. Về mặt kỹ năng, tài liệu hướng dẫn quy trình đấu nối, lập trình điều khiển, vận hành, bảo trì và xử lý lỗi kỹ thuật trên các trạm chức năng sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC Mitsubishi FX2N kết hợp màn hình giao diện HMI Weintek.

Tài liệu được xây dựng theo định hướng thực hành với tổng thời lượng 60 giờ, phân bổ cân bằng giữa 30 giờ lý thuyết và 30 giờ dành cho thực hành, thảo luận, kiểm tra. Cấu trúc nội dung tiếp cận tuần tự từ việc nhận biết phần tử cảm biến, cơ cấu chấp hành khí nén, phương pháp lập trình trên phần mềm GX-Works2, thiết kế giao diện trên phần mềm EBPro, đến vận hành tích hợp liên trạm trong dây chuyền sản xuất tự động.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được tổ chức thành 5 bài học với tiến trình logic từ linh kiện, phân trạm đơn lẻ đến hệ thống tích hợp:

[Bài 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống MPS]
       [Bài 2: Trạm cấp phôi (MĐ11-02)]
        [Bài 3: Trạm khoan (MĐ11-03)]
[Bài 4: Kết nối HMI Weintek với PLC Mitsubishi]
[Bài 5: Thực tập trên các mô đun hệ thống MPS]

• Bài 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống sản xuất có cấu trúc mô đun (MĐ11-01 - 4 giờ): Cung cấp kiến thức về cấu trúc dây chuyền MPS; phân loại và nguyên lý hoạt động của các dòng cảm biến công nghiệp (ngõ ra relay, TTL, ngõ ra transistor NPN dạng cấp dòng/sink và PNP dạng rút dòng/source, cảm biến quang, tiệm cận điện cảm, tiệm cận điện dung); giới thiệu cơ cấu chấp hành Festo (xi lanh khí nén, van điện khí nén SMC, giác hút, động cơ 24VDC); cấu trúc phần cứng PLC Mitsubishi FX2N và môi trường lập trình GX-Works2.
• Bài 2: Trạm cấp phôi (MĐ11-02 - 12 giờ): Trình bày nguyên lý trạm cấp phôi nhựa (màu đen và trắng); sơ đồ kết nối nguồn 24VDC/5A, gán địa chỉ I/O cho cảm biến quang phát hiện phôi (A-2S1), cảm biến hành trình xi lanh (A-1S1, A-1S2), van 5/2 đơn (A-1V1); tập lệnh tiếp điểm thường hở/thường đóng, cuộn dây, bộ định thời Timer (TON, TONR với các độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms), bộ đếm Counter (C10 16-bit).
• Bài 3: Trạm Khoan (MĐ11-03 - 16 giờ): Khảo sát cấu trúc trạm gia công gồm băng tải (C-1R1), tay quay gắp vật (C-2V1/C-2V2), tay kẹp phôi (C-3V1/C-3V2), cơ cấu đẩy/hạ/nâng/thu tay khoan (C-4V1/C-4V2, C-5V1/C-5V2), động cơ khoan 24VDC (C-7V1) và van thổi mạc khí nén (C-8V1); tập lệnh SET, RESET, ZRST; nguyên lý điều khiển đảo trạng thái cuộn dây trên van điện khí nén 5/2 đơn và 5/2 kép.
• Bài 4: Kết nối HMI Weintek với PLC Mitsubishi (MĐ11-04 - 8 giờ): Hướng dẫn cấu hình giao tiếp giữa màn hình cảm ứng HMI Weintek và PLC FX2N; các bước thiết kế giao diện điều khiển, giám sát trên phần mềm chuyên dụng EBPro.
• Bài 5: Thực tập trên các mô đun của hệ thống MPS (MĐ11-05 - 20 giờ): Rèn luyện kỹ năng tích hợp, đồng bộ hóa chu trình vận hành liên hoàn giữa trạm cấp phôi và trạm khoan theo kịch bản công nghệ tự động hóa.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp các nguyên lý kỹ thuật cốt lõi trong tự động hóa công nghiệp:

Khối kiến thức	Nội dung kỹ thuật chi tiết
Giao tiếp tín hiệu cảm biến	Phân biệt mức logic TTL (0V/5V), đặc tính ngõ ra transistor PNP (đấu nối trực tiếp hoặc qua relay trung gian khi lệch áp nguồn) và NPN; quy chuẩn màu dây cảm biến 3 dây (Nâu: VCC 12–36VDC, Xanh dương: 0V/Mass, Đen: Tín hiệu ngõ ra Out).
Điều khiển điện khí nén	Nguyên lý vận hành của van phân phối khí nén 5/2 đơn (1 cuộn coil kích ON/OFF) và van 5/2 kép (2 cuộn coil với luật điều khiển: ON cuộn 1 - OFF cuộn 2 hoặc ngược lại, duy trì trạng thái khi cả hai cuộn cùng mức 0 hoặc 1).
Tính toán tham số điều khiển	Cơ chế quét vòng lặp PLC; công thức tính toán giá trị đặt $K$ cho bộ định thời Timer dựa theo độ phân giải: $$K_{\text{đặt}} = \frac{T_{\text{đặt}}\text{ (ms)}}{\text{Độ phân giải Timer (ms)}}$$ (Ví dụ: đặt trễ 1,23s cho Timer T200 loại 10ms thì $K = 1230 / 10 = 123$).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Đấu nối phần cứng hệ thống điều khiển theo 5 bước chuẩn hóa (Cấp nguồn PLC $\rightarrow$ Thiết lập cực tính ngõ vào qua chân SS $\rightarrow$ Đấu nối ngõ vào cảm biến/nút nhấn $\rightarrow$ Cấp nguồn cho các chân COM ngõ ra COM1–COM4 $\rightarrow$ Đấu nối cơ cấu chấp hành tải DC/AC). Thiết lập tham số cổng truyền thông RS232-USB (chọn đúng cổng COM trên máy tính).
• Kỹ năng lập trình & phân tích: Sử dụng thành thạo phần mềm GX-Works2 (chuyển đổi linh hoạt giữa Write Mode để hiệu chỉnh mã lệnh, Simulation để chạy thử nghiệm, Monitor Mode để theo dõi trạng thái tiếp điểm/thanh ghi trực tiếp trên phần cứng thực tế); thiết kế màn hình giao diện người - máy trên phần mềm EBPro.
• Kỹ năng vận hành & an toàn: Vận hành trạm đơn lẻ và chuỗi trạm liên hoàn; tuân thủ các quy tắc an toàn kỹ thuật như ngắt toàn bộ nguồn áp khí nén trước khi can thiệp vào ụ chứa phôi hoặc vị trí chờ khoan.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp mô đun, kết hợp giảng dạy lý thuyết tại xưởng với thao tác trực tiếp trên thiết bị phần cứng của hãng Festo và Mitsubishi. Mô hình dạy học đi từ phân tích chức năng thiết bị, đọc bản vẽ sơ đồ đấu nối, xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển đến viết code, nạp chương trình và chạy thử nghiệm.

[B1: Mở phần mềm GX-Works2, chọn dòng PLC FX2N]
[B2: Khai báo bảng địa chỉ ngõ vào/ngõ ra (I/O Table)]
[B3: Lập trình Ladder Diagram theo yêu cầu công nghệ]
[B4: Biên dịch và chạy mô phỏng (Simulation Mode)]
[B5: Chuyển sang Write Mode, kết nối cáp nạp COM (RS232-USB)]
[B6: Nạp chương trình xuống PLC (Download to PLC)]
[B7: Cấp nguồn, Run PLC và vận hành bảng điện]
[B8: Chuyển Monitor Mode để giám sát và hiệu chỉnh lỗi]

Các bài tập và case studies được xây dựng theo mức độ nâng cao dần:

• Bài tập cơ bản: Lập trình điều khiển khởi động/dừng động cơ 3 pha bằng khởi động từ đơn, tích hợp tín hiệu bảo vệ từ rơ-le nhiệt (X2); điều khiển mạch đảo chiều quay động cơ 3 pha chạy thuận (FWD - X0), chạy nghịch (REV - X1) kèm khóa chéo an toàn.
• Bài tập công nghệ: Lập trình trạm cấp phôi theo chu trình đếm tự động 05 phôi thì dừng reset; xử lý các kịch bản nút nhấn START đa chức năng (nhấn lần 1 khởi động, lần 2 tạm dừng, lần 3 tiếp tục, lần 5 dừng hoàn toàn).

Phương pháp đánh giá kết quả học tập bao gồm:

• Đánh giá kiến thức: Kiểm tra vấn đáp hoặc viết về nguyên lý làm việc của các mô đun, phân tích bảng trạng thái van khí nén và sơ đồ khối điều khiển.
• Đánh giá kỹ năng: Kiểm tra thực hành trực tiếp trên trạm máy thông qua các tiêu chí: tính chính xác trong đấu nối mạch động lực/điều khiển, cấu trúc chương trình PLC tối ưu, thời gian hoàn thành và khả năng phát hiện, sửa lỗi trực tiếp trên phần mềm.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Cập nhật công cụ phần mềm hiện đại: Thay thế các môi trường lập trình cũ (như FX-GP/WIN hoặc GX Developer) bằng phần mềm GX-Works2, giúp tối ưu hóa việc quản lý dự án PLC dòng FX2N. Đồng thời, giáo trình tích hợp phần mềm EBPro để lập trình màn hình HMI Weintek, cập nhật xu hướng điều khiển giám sát trực quan trong nhà máy.
• Mô phỏng chính xác mô hình công nghiệp: Toàn bộ nội dung bám sát kết cấu của hệ thống MPS tiêu chuẩn từ Festo. Giáo trình mô tả chi tiết từng trạm chức năng độc lập (cấp phôi, khoan gia công, kiểm tra chất lượng, phân loại màu sắc), phản ánh quy trình chuyển giao sản phẩm liên hoàn: sản phẩm đầu ra của trạm trước đóng vai trò là nguyên liệu đầu vào của trạm kế tiếp.
• Sử dụng thiết bị phần cứng công nghiệp thực tế: Nội dung không dừng lại ở lý thuyết mô phỏng mà cung cấp thông số thực tế của các thiết bị phổ biến trong công nghiệp như PLC Mitsubishi FX2N-32MR, van điện từ khí nén SMC, nguồn xung công nghiệp 24VDC/5A, các loại rơ-le trung gian và cảm biến tiệm cận.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên: Phù hợp cho sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba ngành Điện tử công nghiệp (hệ Cao đẳng chính quy hoặc Cao đẳng liên thông), sinh viên các ngành Kỹ thuật Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật điều khiển cần tài liệu thực hành mô đun MPS.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Người học cần có kiến thức nền tảng về an toàn điện, kỹ thuật số (mức điện áp TTL), mạch điều khiển điện khí nén, nguyên lý cảm biến công nghiệp và kiến thức lập trình PLC cơ bản.
• Giảng viên: Sử dụng làm đề cương bài giảng và tài liệu hướng dẫn thực hành xưởng cho môn học Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS với cấu trúc thời lượng 60 giờ đã được chuẩn hóa.
• Kỹ thuật viên tự học và tham khảo: Là tài liệu tra cứu hữu ích cho kỹ thuật viên bảo trì hệ thống tự động, người tự học nâng cao kỹ năng lập trình dòng PLC Mitsubishi FX Series và kỹ năng tích hợp HMI.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên ngành Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng và Cao đẳng liên thông, đồng thời phù hợp làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Cơ điện tử và Tự động hóa công nghiệp.

2. Cần trang bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần hoàn thành các mô đun tiên quyết về Mạch điện tử, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển điện khí nén và Lập trình PLC cơ bản để có thể tiếp thu và thực hành tốt các bài học trong giáo trình.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu PLC thông thường là gì?

Giáo trình gắn liền việc lập trình PLC với phần cứng của hệ thống cơ điện tử MPS thực tế (băng tải, cơ cấu gắp, bàn nâng, van khí nén SMC, trạm khoan, giác hút chân không) và mở rộng sang phần mềm lập trình giao diện HMI Weintek (EBPro), thay vì chỉ học các bài tập logic lý thuyết rời rạc.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên cài đặt phần mềm GX-Works2 để tự viết mã và kiểm tra thuật toán qua chế độ Simulation trước khi nạp vào PLC thực tế. Khi thao tác phần cứng, cần tuân thủ bảng tra cứu I/O, quy trình đấu dây 5 bước và dùng chế độ Monitor Mode để rà soát lỗi logic.

5. Giáo trình có cung cấp các bảng thông số kỹ thuật bổ trợ nào không?

Giáo trình cung cấp chi tiết: bảng phân loại chân cảm biến PNP/NPN, bảng phân giải Timer (TON/TONR các mức 1ms, 10ms, 100ms), bảng số hiệu Counter 16-bit, bảng trạng thái kích hoạt 2 cuộn dây van khí nén 5/2 kép và toàn bộ bảng gán địa chỉ ngõ vào/ngõ ra (I/O Address) cho trạm cấp phôi và trạm khoan.

---

Kết luận

Giáo trình Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS của tác giả Nguyễn Tuấn Khanh là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề được cấu trúc khoa học, tích hợp đầy đủ giữa kiến thức điều khiển logic, kỹ thuật cảm biến, khí nén và giao diện người - máy HMI. Lộ trình học tập đề xuất đi từ việc nắm vững cấu trúc linh kiện (Bài 1), làm chủ kỹ thuật điều khiển trạm đơn lẻ (Bài 2, Bài 3), thiết kế giao diện vận hành (Bài 4) đến tích hợp toàn hệ thống sản xuất tự động (Bài 5). Người học có thể kết hợp giáo trình này cùng phần mềm GX-Works2, EBPro và danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành tại trang 95 để nâng cao năng lực thực hành nghề nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Hệ thống sản xuất linh hoạt MPS là một trong những mô đun chuyên môn nghề của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng hệ liên thông. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết.

Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài MĐ11-01: Giới thiệu tổng quan về hệ thống sản xuất có cấu trúc mô dun Bài MĐ11-02: Trạm cấp phôi Bài MĐ11-03: Trạm Khoan Bài MĐ11-04: Kết nối HMI Weintek với PLC Mitsubishi Bài MĐ11-05: Thực tập trên các mô đun của hệ thống MPS Trong quá trình sử dụng giáo trình, tùy theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.

Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Nguyễn Tuấn Khanh 2 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.1 LỜI GIỚI THIỆU.3 BÀI 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT CÓ CẤU TRÚC MÔ ĐUN.Giới thiệu về cảm biến trên MPS.1 Công tắc, nút nhấn.Cảm biến dạng ngõ ra TTL.3 Cảm biến dạng cấp dòng hay rút dòng.4 Cách đấu dây của cảm biến. Giới thiệu về cơ cấu chấp hành trên MPS. Giới thiệu về hệ thống điều khiển của MPS.

Giới thiệu phần mềm trên MPS.16 BÀI 2: TRẠM CẤP PHÔI. Chức năng, nguyên lý hoạt động. Tập lệnh PLC Mitsubishi. Các bước thực hiện.32 BÀI 3: TRẠM KHOAN.

Chức năng, nguyên lý hoạt động. Các bước thực hiện.42 BÀI 4: KẾT NỐI HMI WEINTEK VỚI PLC MITSUBISHI. Phần mềm lập trình EBPro. Các bước thực hiện.60 BÀI 5: THỰC TẬP TRÊN CÁC MÔ ĐUNE CỦA HỆ THỐNG MPS.

Vận hành trạm cấp phôi. Vận hành trạm khoan. Trình tự thực hiện.1 Trạm cấp phôi.86 TÀI LIỆU THAM KHẢO.95 3 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: HỆ THỐNG SẢN XUẤT LINH HOẠT MPS Mã mô đun: MĐ11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn nghề PLC cơ bản, kỹ thuật cảm biến, mạch điện tử, điều khiển điện khí nén - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc nghề Điện tử công nghiệp - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề tổng hợp các ứng dụng của PLC, cảm biến, điều khiển điện khí nén vào một hệ thống sản xuất trong lĩnh vực công nghiệp. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Mô tả được, nguyên lý, cơ cấu hoạt động của hệ thống sản xuất có cấu trúc mô đun.

+ Phân tích được nguyên lý vận hành của các mô đun cấp phôi, kiểm tra, gia công, vận hành, lắp ráp, phân loại và các cơ cấu chấp hành của các mô đun - Kỹ năng: Thực hiện được công việc bảo trì, bảo dưỡng, các mô đun cấp phôi, mô đun khoan, kiểm tra, gia công, vận hành, lắp ráp, phân loại và các cơ cấu chấp hành của các mô đun - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ. + Có khả năng đưa ra được kết luận về các vấn đề chuyên môn, nghiệp vụ thông thường và một số vấn đề phức tạp về mặt kỹ thuật + Có năng lực lập kế hoạch, điều phối, phát huy trí tuệ tập thể + Có năng lực đánh giá và cải tiến các hoạt động chuyên môn ở quy mô trung bình III. Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, thí Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo tra luận, bài tập Bài 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống 1 4 2 2 sản xuất có cấu trúc mô đun 1. Giới thiệu về cảm biến trên MPS.1 Công tắc, nút nhấn 1.Cảm biến dạng ngõ ra TTL 1.3 Cảm biến dạng cấp dòng hay rút dòng 1.4 Cách đấu dây của cảm biến 2.

Giới thiệu về cơ cấu chấp hành trên 0. Giới thiệu về hệ thống điều khiển của 0. Giới thiệu phần mềm trên MPS 0. Thực hành 2 2 2 Bài 2: Trạm cấp phôi 12 6 5 1 1.

Chức năng, nguyên lý hoạt động 1 1 2. Tập lệnh PLC Mitsubishi 2 2 4. Các bước thực hiện 2 2 5. Thực hành 5 5 Kiểm tra 1 1 3 Bài 3: Trạm Khoan 16 8 7 1 1.

Chức năng, nguyên lý hoạt động 2 2 2. Các bước thực hiện 2 2 4. Thực hành 7 7 Kiểm tra 1 1 Bài 4: Kết nối hmi Weintek với PLC 4 8 4 4 Misubishi 1. Phần mềm lập trình EBPro 2 2 3.

Các bước thực hiện 1 1 4. Thực hành 4 4 Bài 5: Thực tập trên các mô đun của hệ 5 20 10 9 1 thống MPS 1. Vận hành trạm cấp phôi 4 4 2. Vận hành trạm khoan 4 4 3.

Các bước thực hiện 2 2 4.1 Trạm cấp phôi 4.2 Trạm khoan Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 3 5 BÀI 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT CÓ CẤU TRÚC MÔ ĐUN Mã bài: MĐ11-01 Giới thiệu: Hoạt động MPS là quá trình hoạt động linh hoạt, mỗi khâu, mỗi trạm sẽ hoạt động riêng lẻ dựa theo quá trình sản xuất trong công nghiệp, mỗi công nhân, nhân viên làm những công việc riêng tại mỗi tuyến, mỗi khâu riêng, nhưng những công việc của họ làm đều đem đến hoàn thành sản phẩm cuối cùng Cũng như hoạt động MPS trong công nghiệp, hoạt động MPS trong mô hình hệ thống cũng có thể điều khiển hoạt động riêng lẻ từng trạm và hoạt động liên hoàn giữa các trạm tạo thành một dây chuyền sản xuất rất dễ tìm thấy trong việc sản xuất theo công nghiệp. Sản phẩm của khâu trước sẽ là nguyên liệu đầu vào của khâu sau, do đó trong hoạt động sản xuất các khâu hoạt động truớc sẽ dừng trước còn các khâu hoạt động sau sẽ dừng sau. Ngoài ra cũng phải có điều kiện hoạt động, không có sản phẩm của khâu trước thì khâu sau cũng không hoạt động. Chính vì những lý do trên, mô hình hệ thống MPS cũng hoạt động tương tự như trong công nghiệp.

Mục tiêu: - Mô tả và phân biệt được các mô đun trong hệ thống điều khiển của MPS - Nêu được các ứng dụng của hệ thống điều khiển của MPS trong công nghiệp - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong quá trình học tập. Nội dung chính: 1. Giới thiệu về cảm biến trên MPS Các cảm biến cho phép một plc hay 1 vi điều khiển nhận biết các trạng thái của một quá trình hoạt động. Các cảm biến logic chỉ nhận biết một trạng thái đúng hoặc sai, một số hiện tượng vật lý được nhận biết bao gồm: - Có một vật kim loại ở gần hay không? - Có một vật điện môi ở gần hay không? - Có vật che hoặc phản xạ ánh sáng hay không? Sau đây trình bày các loại cảm biến được sử dụng trên bộ MPS 1.

Công tắc, nút nhấn Ví dụ đơn giản nhất của ngõ ra cảm biến là các công tắc hoặc tiếp điểm relay, minh họa trong hình vẽ 1.1 Cảm biến đóng ngắt (công tắc) 6 Hình vẽ này bao gồm công tắc thường hở NO (Normal Open) được nối đến ngõ vào I0.1, cảm biến có ngõ ra relay được cấp nguồn +/-V. Ngõ ra cảm biến sẽ tác động khi xảy ra một hiện tượng nào đó định trước. công tắc bên trong cảm biến sẽ đóng lại cấp điện áp đến ngõ vào I0. Cảm biến dạng ngõ ra TTL Ngõ ra TTL dựa vào 2 mức điện áp 0V và 5V (có cho phép sai số như trong môn học Kỹ thuật số).

Phương pháp này rất nhạy với nhiễu điện trong nhà máy nên chỉ được sử dụng khi thật sự cần thiết. Các mạch điều khiển điện tử và máy tính thường có ngõ ra TTL, khi nối với các thiết bị khác cần thêm mạch trigger để cải thiện tín hiệu. Nếu cảm biến có ngõ ra TTL thì PLC phải dùng card ngõ vào để đọc các giá trị TTL. Nếu sử dụng cảm biến ngõ ra TTL cho các ứng dụng khác thì lưu ý dòng max ngõ ra là 20mA.

Cảm biến dạng cấp dòng hay rút dòng Cảm biến rút dòng cho phép dòng chạy vào cảm biến về mass, còn cảm biến cấp dòng từ nguồn Vcc chạy ra cảm biến.Trong cả 2 trường hợp, ta chỉ quan tâm đến dòng điện, không quan tâm điện áp nên giảm được ảnh hưởng của nhiễu điện. Ngõ ra của cảm biến sử dụng transistor đóng ngắt (có tổn hao điện áp). Loại PNP dùng cho ngõ ra rút dòng, loại NPN ngõ ra cấp dòng. Minh họa trên hình vẽ 1.2 Ngõ ra rút dòng Cảm biến có bộ phận đầu dò để nhận biết các hiện tượng vật lý xảy ra.

Với nguồn cung cấp +/-V cảm biến sẽ nhận biết các hiện tượng xảy ra và tác động vào chân B củatransistor NPN. Nếu chân B có 0V thì transistor ngưng dẫn, nếu chân B có 5V/12V thì transitor dẫn bảo hòa rút dòng bên ngoài vào. Hoạt động tương tự cho cảm biếm cấp dòng PNP ở hình 1.3 Ngõ ra dạng cấp dòng 1. Cách đấu dây của cảm biến Cảm biến digital (quang, tiệm cận.) Cảm biến digital thì nguồn của cảm biến đấu bình thường, chúng ta chỉ quan tâm ngõ ra cảm biến và input PLC thôi.