LU N VĂNẬ
LU N VĂNẬ
Đi u khi n l p trình b ng PLCề ể ậ ằ
Đi u khi n l p trình b ng PLCề ể ậ ằ
MỤC LỤC
Chương I. GIỚI THIÊU CHUNG VỀ “ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH BẰNG PLC ”
1.1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC- S7-200 CỦA SIEMEN
1.2.1Ðặc trưng thông số
1.2.2 Ðặc điểm ngỏ vào
1.2.3 Cấu trúc bộ nhớ
Chương III. TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC CỦA S7-200
3.1 Tập lệnh PLC S7-200
Chương IV: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG
TRONG HỆ THỐNG
PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
4.1 Cảm biến quang
4.2 Encoder
Chương V. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PHÂN
LOẠI SẢN PHẨM CAO THẤP
5.1 Phân tích yêu cầu công nghệ và lựa chọn thiết bị điều khiển
5.2 Địa chỉ các biến vào ra
5.3 Viết chương trình điều khiển ( Dùng ngôn ngữ LaDer)
Chương VI CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PHÂN MÊM
MÔ PHỎNG SIMULATOR CỦA SIEMEN
6.1. Các bước chạy bằng phần mềm mô phỏng.
6.2. Kết nối và vận hành thử.
góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo, các quý bạn đọc cũng như các bạn
đồng nghiệp để đồ án này được hoàn thiện hơn.
•
Sinh viên
•
Chương I: GIỚI THIÊU CHUNG VỀ “ ĐIỀU KHIỂN LẬP
•
TRÌNH BẰNG PLC”
•
1.1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC.
•
PLC viết tắt của Program Mable Logic Controller là thiết bị
điều khiển logic khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật
toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, bộ điều
khiển thoả mãn các yêu cầu:
•
- Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học.
•
- Gọn nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản.
•
- Dung lượng bộ nhớ lớn, có thể chứa được những chương trình
phức tạp.
•
- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
•
- Giao tiếp với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các modul
mở rộng.
•
- Giá cả phù hợp.
•
Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho
phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử
lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra
đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ
điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất
phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu
điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:
•
- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của
nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho
việc đấu nối dây.
•
- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống.
•
- Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ caoKhối vi xử lý trun tâm
•
+ Hệ điều hànhBộ đếm vào-raBộ định thờiBộ đếmBit cơCổng vào
ra
•
OnboardQuản lý ghép nốiBus của PLC
•
- Bộ nhớ vào ra:
Cổng
ngắt và
đếm tốc
độ cao
Khối vi
xử lý trun
tâm
+ Hệ điều
Nguồn cung
cấp
Nhớ chương trình Mô đun
nhập dữ liệu
Mô đun xuất
dữ liệu
+ -
•
Hình 2: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của bộ lập trình PLC
• Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là:
Khối nguồn, khối vi xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra.
Thông thường các tín hiệu xuất nhập đầu ở dạng số (1- 0), còn nếu
tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liên
tục (Analog).
• a. Mô đun nguồn: (Moudule)
• Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho
PLC hoạt động. Trong công nghiệp người ta thường dùng điện áp
24V một chiều. Tuy nhiên cũng có bộ PLC sử dụng điện áp 220V
xoay chiều.
• b. Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit module):
• Bao gồm bộ vi xử lý và bộ nhớ:
• * Bộ vi xử lý (CPU): CPU là một bộ não của PLC. Nó điều khiển và
kiểm soát tất cả mọi hoạt động bên trong của PLC. Nó thực hiện
những lệnh đã được chương trình hoá lưu trữ bên trong bộ nhớ. Một
hệ thống BUS mang thông tin đến và kết nối CPU, bộ nhớ và bộ xuất
nhập cũng chịu sự điều khiển của CPU. CPU được cung cấp bởi một
tần số đồng bộ do tinh thể thạch anh bên ngoài hay một bộ giao động
RC. Mạch dao động này có nhiệm vụ tạo ra tần số dao động từ 118
MHZ. Tuỳ thuộc vào bộ vi xử lý đã được sử dụng và phạm vi sử
dụng. Một CPU bao gồm 3 thành phần riêng biệt sau:
bộ nhớ. Nhưng hiện này người ta có thể thay đổi nội dung của
nó. Tuỳ thuộc vào cách tạo nội dung, cách xoá nội dung, cách
nập nội dung mới vào nó mà ta có các loại bộ nhớ Rom khác
nhau như: PROM, EPROM, RPROM, EEPROM, EAROM.
• Điển hình ở đây ta xét 2 loại bộ nhớ ROM được dùng rộng rãi
trong các PLC là EPROM và EEPROM.
• + EPROM (Erasable Programmable Read – Only Memory): Bộ
nhớ Rom có thể xoá nội dung chương trình. Nó được xoá bằng
tia cực tím, sau khi nội dung cũ đã xoá thì người ta dùng một
thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chương trình mới vào trong
Rom. Loại này rất phức tạp vì phải dùng thiết bị đắt tiền.
• + EEPROM (Electrically Erasable Programmble Read – Only
Memory):
• Bộ nhớ loại này cũng giống như bộ nhớ EPROM nhưng phương
thức xoá nội dung chương trình đơn giản hơn. Tức là nó được
xoá bằng điện và việc nạp một chương trình mới cho nó cũng
đơn giản. Ngoài hai loại trên trong các PLC người ta còn thường
dùng FLASH EROM. Đối với những bộ điều khiển logic theo
chương trình thuộc loại lớn có thể có nhiều Module CPU nhằm
tăng tốc độ xử lý.
•
c. Mô đun nhập: (Input Module)
•
Tín hiệu vào: Các tín hiệu đầu vào nhận các thông tin điều khiển
bên ngoài dạng tín hiệu Logic hoặc tín hiệu tương tự. Các tín hiệu
Lôgic có thể từ các nút ấn điều khiển các công tắc hành trình, tín
hiệu báo động, các tín hiệu của các quy trình công nghệ,…Các tín
hiệu tương tự đưa vào của PLC có thể là tín hiệu điện áp từ các
căn nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ cho mọt lò nào đó hoặc tín hiệu
từ máy phát tốc, cảm biến.
áp từ 0 - 0,8V và logic 1 ứng với điện áp từ 12 - 28V với dòng ra có khi
lên tới 300mA. Dải điện áp cấp nguồn từ 12V - 28V.
• PLC thực hiện chương trình:
• PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi
là vòng quét (scan). Bắt đầu mỗi vòng quét là việc quét các tín hiệu
vào. Trong quá trình quét này trạng thái hiện thời của mỗi tín hiệu
vào được chứa trong bảng ảnh. Việc quét các đầu vào này rất nhanh,
việc quét phụ thuộc vào các module vào, xung nhịp cũng như các đặc
tính riêng của mỗi loại CPU thực hiện chương trình sử dụng. Công
việc này thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng của chương
trình (lệnh MEND). Như vậy thời gian thực hiện chương trình sẽ phụ
thuộc vào độ dài chương trình, độ phức tạp của các lệnh, và đặc tính
kỹ thuật của từng loại CPU
Chuyển dữ liệu từ
đầu ra Q tới cổng ra
Chuyển dữ liệu từ đầu
cổng vào tới đầu vào I
Truyền thông và
kiểm tra bộ nhớ
Thực hiện
chương trình
•
Hình 3: Chu kỳ thực hiện vòng quét của CPU trong bộ PLC
•
Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với
bảng ảnh ra. Tiếp theo của việc quét chương trình là truyền thông
nội bộ và tự kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn
chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. Những trường hợp cần
thiết phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện
chương trình. Các PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện
2.1 Giới thiệu phần cứng S7-200
•
là PLC cỡ nhỏ của công ty Siemens.Cấu trúc S7-200 gồm 1
CPU và các module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác
nhau.S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222, 224, 226….có
nhiều nhất 7 module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số ngõ
vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng (AS-I, Profibus
Hinh 4:hình dáng s7-200
•
2.1.2Ðặc trýng thông số
•
Các đèn báo:
•
Có 3 loại đèn báo hoạt động:
•
RUN: ðèn xanh –báo hiệu PLC ðang hoạt ðộng
•
STOP :ðèn vàng –báo hiệu PLC
•
SF (sýtem Failure):ðèn ðỏ báo hiệu PLC bị sự cố.
•
Có 2 loại ðèn chỉ thị
•
Ix.x: chỉ trạng thái logic ngõ vào.
•
Qx.x: chỉ trạng thái logic ngõ ra
•
2.1.3Ðặc ðiểm ngỏ vào
•
Mức logic 1: 24VDC/7mA
• Cầu chì bên trong 2A/250V
• Công tắc chọn mode
• Không có cách ly nguồn ðiện
• Mode công tắc chọn
• Có 3 vị trí lựa chọn công tắc
•
RUN: cho phép PLC thực hiện chýõng trình
•
PLC sẽ dừng chýõng trình khi có sự cố
• TERM :cho phép máy lập trình quyết ðịnh chế ðộ hoạt ðộng PLC
• Cổng truyền thông
• Sử dụng cổng RS485 ðể ghép nối với máy tính hoặc thiết bị khác.
•
Tốc ðộ truyền là 9600 bauds
•
Ghép nối PLC và máy tính
•
Sử dụng cáp PC/PPI chuyển đổi giữa RS232 và RS485
•
♣ Chuyển đổi:
Copyright: Tài liệu đại học ©