Kiến thức cơ bản về bộ đếm

Bộ đếm là thiết bị sử dụng để đếm số lần hoạt động. Nó đếm số lần ON/OFF từ thiết bị đầu vào ví dụ như công tắc hoặc cảm biến.

Trong bài này, chúng ta sẽ học về kiến thức cơ bản trong việc lựa chọn và sử dụng bộ đếm.

Ví dụ về các ứng dụng bộ đếm

Chúng ta sẽ tìm hiểu về việc ứng dụng bộ đếm trong tự động hóa sản xuất.

Trong ví dụ này, bộ đếm sẽ đếm số chai do băng chuyền chuyển đến và sẽ gom 3 chai vào mỗi hộp đựng.

Bộ đếm làm việc theo cách thức như sau:

1. Trước tiên cài đặt giá trị đặt bộ đếm là 3
2. Bộ đếm sau đó sẽ đếm số tín hiệu nhận được từ cảm biến quang điện.
3. Bộ đếm gửi tín hiệu đến cánh tay robot mỗi khi giá trị đếm đạt số 3
4. Cánh tay robot nhận tín hiệu từ bộ đếm và thực hiện gom 3 chai vào 1 hộp.

Bộ đếm có giá trị đặt trước (Preset) và bộ đếm tổng (Totalizer)

Bộ đếm Preset nhận giá trị đặt hoặc giá trị mục tiêu trước khi bắt đầu hoạt động. Bộ đếm gửi tín hiệu đầu ra khi giá trị đếm đạt tới giá trị đặt. Bộ đếm và các ứng dụng của nó được mô tả trong trang trước của bài học.

Một dạng khác của bộ đếm được gọi là bộ đếm tổng (Totalizer), chỉ hiển thị giá trị đếm mà không gửi đi tín hiệu đầu ra. Bộ đếm tổng được sử dụng khi ứng dụng chỉ yêu cầu hiển thị tổng số sản phẩm được đếm trong 1 khoảng thời gian do người vận hành đặt trước.

Các bạn có thể thấy, bộ đếm OMRON có 2 loại: 1 loại có thể xuất tín hiệu đầu ra, 1 loại không xuất tín hiệu đầu ra.

Bộ đếm H7EC-N Bộ đếm giá rẻ H7CZ

Tín hiệu đầu vào 

Bộ đếm đếm số lần thiết bị đầu vào chuyển trạng thái ON và OFF. Tín hiệu ON/OFF này được gọi là một xung.

Giá trị đếm hiện tại thay đổi theo sườn lên của tín hiệu đầu vào (được chỉ ra trong bảng biến thiên thời gian).

Khi giá trị đặt của bộ đếm là 3, bộ đếm sẽ gửi tín hiệu đầu ra tại thời điểm sườn lên thứ 3 của tín hiệu đầu vào.

Thế nào được gọi là một xung?

Một xung là một tín hiệu trong khoảng thời gian ngắn. Xung được gọi là xung tuần hoàn khi trạng thái ON/OFF được lặp lại tuần tự.

Các dạng đầu vào (Đầu vào dạng NPN và PNP)

Bộ đếm nhận tín hiệu từ thiết bị đầu vào theo hai dạng: NPN (đầu vào không điện áp) và PNP (Đầu vào có điện áp).
Cả hai dạng đầu vào PNP và NPN được sử dụng dựa theo tiêu chuẩn an toàn và tiêu chuẩn điện của từng vùng. Một vài vùng sử dụng cả 2 dạng đầu vào, một số vùng dùng dạng NPN cho tiếp điểm cơ khí và có vùng lại lựa chọn PNP cho đầu vào cảm biến. Bạn hãy kiểm tra các tiêu chuẩn để biết được vùng bạn đang sinh sống chủ yếu sử dụng dạng đầu vào nào.

Bộ đếm H7CX của OMRON có thể thay đổi dạng đầu vào bằng Công tắc theo chuẩn DIP. 

Đầu vào NPN (Đầu vào không điện áp)	Đầu vào PNP (Đầu vào điện áp)
Không cần kết nối bộ nguồn ngoài	Cần kết nối với bộ nguồn ngoài để cấp nguồn cho mạch đầu vào

Đầu ra điều khiển 

Đầu ra điều khiển là các tín hiệu bộ đếm gửi đi khi giá trị đếm hiện tại bằng giá trị đặt.
Bộ đếm có hai dạng đầu ra: dạng tiếp điểm hoặc dạng transistor.
Việc lựa chọn bộ đếm theo dạng đầu ra nào phụ thuộc vào dạng thiết bị đầu ra và tần số đóng mở.

Dạng đầu ra tiếp điểm	Dạng đầu ra transistor
H7CX-A-N	H7CX-AS-N

Phương pháp reset 

Reset là thuật ngữ mô tả việc làm cho “giá trị đếm hiện tại” và “đầu ra” của bộ đếm quay trở về giá trị ban đầu trước khi bộ đếm hoạt động. Có 4 phương pháp reset:

1. Reset bằng tay
   Reset bộ đếm bằng cách ấn  nút reset ở mặt trước bộ đếm.
2. Reset ngoài
   Reset bộ đếm bằng cách: từ một thiết bị đầu vào bên ngoài gửi đi một tín hiệu (tín hiệu tức thời hoặc duy trì) tới chân reset của bộ đếm.
3. Tự động reset
   Bộ đếm sẽ tự động reset khi đạt tới giá trị đặt. (Chúng ta sẽ đi vào chi tiết trong các phần sau của bài học).
4. Reset bằng cách bật nguồn (tùy loại Model)
   Reset bộ đếm bằng cách lần lượt tắt nguồn rồi lại bật nguồn bộ đếm. Mặc dù vậy, cách reset này chỉ có cho một số loại bộ đếm (model H7AN và model H7CN).
   Kiểu reset này không có ở các bộ đếm có chức năng sao lưu bộ nhớ, ví dụ như model H7CX.

Chức năng sao lưu bộ nhớ: Chức năng này giúp bộ đếm lưu lại giá trị đếm ngay cả khi nguồn đã tắt. Khi cấp lại nguồn, bộ đếm sẽ hiển thị giá trị đếm tại thời điểm tắt nguồn.

Tốc độ đếm của bộ đếm

1. Tốc độ đếm là giá trị lớn nhất số các tín hiệu đầu vào mà bộ đếm
có thể đếm được trong khoảng thời gian 1 giây. Đơn vị của tốc độ đếm là Hz (Hertz).
Trong tài liệu kỹ thuật, tốc độ đếm được hiểu là tốc độ đếm lớn nhất.
Ví dụ: “Tốc độ đếm lớn nhất là 10 Hz” tức là một bộ đếm có thể đếm được
tối đa 10 xung trong khoảng thời gian 1 giây. Nói cách khác, một bộ đếm 10Hz
có khả năng đếm được các xung từ 0.1 (1/10) giây hoặc lâu hơn.

2. Giá trị của tốc độ đếm
Thông thường, bất kỳ bộ đếm nào đều có 2 tốc độ đếm: chậm và nhanh.
Bạn có thể chọn tốc độ đếm bằng cách sử dụng công tắc chuẩn DIP hoặc công tắc chọn.
Hãy kích chuột vào dòng chữ màu xanh để xem cách sử dụng công tắc DIP cho model H7CX.
Tốc độ đếm nhanh: 1kHz 3kHz 5kHz 10kHz
Tốc độ đếm chậm: 10Hz 15Hz 20Hz 30Hz

               Ghi chú:  1kHz = 1000 Hz

Chọn tốc độ đếm  

Chúng ta chọn tốc độ đếm dựa vào loại thiết bị đầu vào và tần số của tín hiệu đầu vào.

• Trường hợp sử dụng thiết bị đầu vào tiếp điểm
  Tốt nhất nên chọn tốc độ đếm chậm Khi sử dụng 1 thiết bị đầu vào. Nếu chọn tốc độ đếm nhanh trong trường hợp này, khi các tiếp điểm nẩy lên do đàn hồi, bộ đếm sẽ đếm và tính thêm nhiều xung. Điều này dẫn đến việc bộ đếm sẽ cho kết quả sai.
• Trường hợp sử dụng thiết bị đầu vào không tiếp điểm
  Đối với trường hợp này, chúng ta lựa chọn tốc độ đếm dựa vào số tín hiệu đưa vào. Các thiết bị đầu vào không tiếp điểm bao gồm cảm biến quang điện, cảm biến tiệm cận và các Bộ mã hóa vòng quay Encoder

• .Chúng ta lựa chọn tốc độ đếm nhanh khi bộ đếm nhận và đếm tín hiệu tần số cao gửi từ một cảm biến hoặc một bộ mã hóa xung vòng quay.  Mặc dù vậy, chúng ta nên lựa chọn tốc độ đếm thấp (nhằm giảm bớt nhiễu) khi tần số tín hiệu đầu vào là tương đối nhỏ.Hãy kích chuột vào dòng chữ màu xanh để xem mô tả chi tiết.

 

Đầu vào không tiếp điểm                                                    Đầu vào tiếp điểm

Chế độ đầu vào (tăng, giảm, tăng/giảm) 

Bộ đếm có 3 chế độ đầu vào:
Hãy kích chuột vào biểu đồ hoạt động để xem ví dụ về các ứng dụng cho mỗi chế độ.
Chúng ta có thể thay đổi chế độ đầu vào của H7CX bằng cách sử dụng công tắc chuẩn DIP.  Hãy kích chuột vào dòng chữ màu xanh để xem mô tả chi tiết.

Tăng	Giảm	Tăng/Giảm
Giá trị đếm tăng dần với mỗi lần đếm. Bộ đếm bắt đầu từ 0.	Giá trị đếm giảm dần với mỗi lần đếm. Bộ đếm bắt đầu từ giá trị đặt.	Giá trị đếm tăng dần với một đầu vào và giảm dần với một đầu vào khác.

Chế độ đếm tăng (Up Mode)

Chế độ này cho phép người vận hành có thể kiểm soát được sản lượng đã được sản xuất.

Sản lượng hiện tại	1400
Sản lượng mục tiêu	2000

Chế độ đếm giảm (Down Mode)

Sản lượng cần hoàn thành	600
Sản lượng mục tiêu	2000

Chế độ này giúp người vận hành theo dõi được sản lượng cần hoàn thành nốt để đạt tới sản lượng mục tiêu.

Chế độ đếm tăng/giảm (Up/Down)

Ví dụ như, người vận hành có thể kiểm soát được số hàng hiện có trong kho.