Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 12 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TH ƯỜNG GẶP
Mục đích : Phân tích một số hệ thống điều khiển th ường gặp để rút ra được cấu trúc chung
của một hệ thống điều khiển.
Yêu cầu : Sau khi đọc, người học có khả năng nh ìn nhận các thành phần trong hệ thống.
Hệ thống cắt đoạn sản phẩm :
(1) Thiết bị điều khiển. (PLC)
(2) Thiết bị cắt (Actuator)
(3) Cảm biến xác định viền cắt (Sensor)
(4) Động cơ quay trục cuộc (Actuator)
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 13 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Hệ thống cắt gạch :
(1) Thiết bị điều khiển PLC
(2) Màn hình giao tiếp với người dùng (HMI)
(3) Động cơ kéo đẩy máy cắt (Actuator)
(4) Encoder xác định vòng quay chiều dài sản phẩm (Sensor)
Hệ thống cắt 3 :
(1) Thiết bị điều khiển (PLC)
(2) Động cơ kéo trục cắt (Actuator)
(3) Cảm biến xác định vị trí cắt (Sensor)
(4) Emcoder xác định tốc độ quay của trục lăn (Encord er)
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 16 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
(4) Động cơ servo (Actuator), góc quay và s ố vòng quay được hồi tiếp về PLC (sensor)
(5) Động cơ AC (Actuator).
Hệ thống đóng gói kẹo.
(1) Thiết bị cắt và hàn (Actuator)
(2) Cảm biến xác định vạch (Sensor)
(3) Động cơ kéo cơ cấu tạo gói (Actuator)
(4) Giao tiếp người dùng và máy (HMI)
(5) Động cơ kéo căng tấm nylon (Actuator)
(6) Hai thiết bị điều khiển được kết nối mạng.
Tủ điều khiển : Đóng vai tr ò bảo vệ và che chở cho thiết bị liên quan tới điều khiển trước sự
xâm nhập của con người và những tác động khác của môi tr ường xung quanh. Việc bố trí
trong tủ điều khiển phải được nghiên cứu và bố trí hợp lý để đảm bảo an to àn và tiện lợi cho
người sử dụng.
Hình dưới trình bày việc bố trí trong tủ điều khiển cánh tay Robot – Một hệ thống điều khiển
nhỏ và độc lập.
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 17 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Thành phần cơ khí (Mechanical Structure)
Cánh tay cơ khí (Robot Arm)
Các nút nhất và chuyển mạch lựa chọn (pushbutton & Selector Switch)
Đèn báo trạng thái (Revolving Light)
Đèn (Indicator
Công tắc (Switches)
Qua việc khảo sát một số hệ thống điều khiển tr ên, ta thấy : Phần cứng hệ thống điều khiển sử
dụng PLC cơ bản gồm 3 thành phần : Thiết bị điều khiển (PLC), cảm biến (Sensor) v à thiết bị
chấp hành (Actuator). Phần mềm bao gồm : Phần mềm lập trình cho PLC, phần mềm của
người dùng nạp cho PLC để điều khiển thiết bị, phần mềm tạo giao tiếp giữa PLC v à con
người và phần mềm cho các module đặc biệt khác.
Ngoài ra, toàn bộ công tắc điện, thiết bị điều khiển, relay điều khiển, … đ ược đặt trong tủ
điều khiển và đặt tại vị trí dễ quan sát v à thoáng mát.
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 20 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Đối với những hệ thống điều khiển lớn, t ương đương với việc sử dụng các ng õ vào ra nhiều,
độ phức tạp của hệ thống cao h ơn, sử dụng các chuẩn mạng để truyền thông, ch ương trình
điều khiển được thiết kế quy mô hơn,….
PLC hiện nay có một số hãng sau : Siemens, Omron, Mitshubishi, Allend Bradley,…. Trong
mỗi hãng lại có nhiều loại PLC khác nhau ph ù hợp với từng yêu cầu phức tạp của hệ thống
điều khiển. Phần mềm lập tr ình cho từng loại cũng có những điểm giống nhau và khác nhau,
sẽ được nói rõ trong từng phần.
Các thành phần trong hệ thống điều khiển có thể thay đổi, có thể có phần n ày hoặc không có
phần kia. Hiện nay, các th ành phần trong hệ thống đã được chuẩn hóa, vì thế ta có thể thay
thế tương đương từng thành phần của các công ty khác nhau m à vẫn duy trì hoạt động của hệ
thống.
Cảm biến, thiết bị chấp hành, màn hình giao ti ếp,… hiện nay được sản xuất bởi rất nhiều các
nhà sản xuất, mỗi nhà sản xuất có những ưu điểm khác nhau nhưng các dòng sản phẩm vẫn
có những chuẩn chung để các thiết bị có thể thay thế giữa các sản phẩm của các công ty khác
nhau cho nhau.
Yêu cầu thiết kế ngôn ngữ lập tr ình :
Việc thiết kế ngôn ngữ lập tr ình được định hướng bởi yêu cầu của người sử dụng và khả năng
thiết kế của người thiết kế. Người thiết kế phải có khả năng phân tích y êu cầu của người sử
Dữ liệu trong ngôn ngữ PLC đ ược phân loại và thiết kế dưới các dạng : Boolean, byte, w ord,
doubleword, string, constant, integer, real…
Hệ thống số sử dụng trong PLC :
Số thập phân : Hai vấn đề cần quan tâm là vị trí và trọng số.
Vị trí số.
Trọng số.
Giá trị của một số thập phân đ ược phân tích như dưới đây :
Tổng quan, ta có :
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 23 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Số nhị phân (Binary number)
Vị trí số tương ứng :
Thành phần nhỏ nhất : bit.
Nhóm 4 bit : nibble.
Nhóm 8 bit : byte.
Nhóm là bội số của 8 bit : word.
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 24 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Số bát phân (octal decimal)
Trong số nhị phân là nhóm 3 bit :
Bảng chuyển đổi :
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 25 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Mã nhị phân :
Một số kí tự và số được mã hóa thành dạng nhị phân và được hiểu giữa các thiết bị. Một số
các mã thường dùng là : Gray, ASCII, BCD.
Mã ASCII : Là bảng mã các kí tự thông dụng theo chuẩn Mỹ. Có nó các dạng 6, 7 v à 8 bit.
Dạng chuẩn là 7 bit, hay nói cách khác là nó có th ể mô tả được 128 kí tự.
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 28 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Truyền chữ Z trong bảng mã ASCII.
Trong PLC, bảng mã ASCII được hiểu khi ta giao tiếp với tất cả các thiết bị khác nh ư máy
tính, thiết bị hiển thị, PLC khác,…
Mã BCD : Số BCD các bạn đã được nghiên cứu trong môn Kỹ thuật số.
Trong PLC, số BCD dùng để hiển thị các giá trị giao tiếp với ng ười dùng như thời gian, khối
lượng, biên độ,….
Ngày nay, thiết bị có thể cho phép truyền trực tiếp số BCD v ào cho PLC hoặc nhận trực tiếp
số BCD từ PLC
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 29 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Dữ liệu từ Thumbwheel Switches l à số BCD được đưa vào PLC.
Dữ liệu từ PLC được đưa ra thiết bị hiển thị số.
Mã Gray :
PLC sẽ làm việc trực tiếp với việc xuất nhập, xử lý m ã Gray chẳng hạn thông qua việc nhận
dữ liệu từ Encoder tuyệt đối. Việc nắm bắt đ ược nó giúp ta xử lý đ ược giá trị này.
Ta có thể nhận trực tiếp dữ liệu n ày bằng mã Gray hoặc thông qua bộ chuyển đổi từ m ã Gray
sang số BCD.
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Ngôn ngữ lập trình : Có 3 dạng ngôn ngữ lập trình cơ bản : Boolean, Ladder, Grafcet. Ngôn
ngữ Boolean, Ladder giống nhau về ph ương thức hoạt động mà chỉ khác nhau về câu lệnh.
Grafcet mô tả câu lệnh dưới dạng đồ họa.
Ngôn ngữ Ladder
Ngôn ngữ boolean
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 35 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Ngôn ngữ Grafcet
Dưới đây là 5 ngôn ngữ được đăng kí trong chuẩn IEC 1131
Auto books Thiết kế hệ thống điều khiển c ơ bản với S7-200 No1
Copyright 2007 by AUTOMANVN page 36 / 375 Tutorial
Status: 18/08 Version 2.2
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh vi ên học tập, nghiên cứu. Ngoài đối tượng sinh viên, mọi sự sao chép, sử dụng thông tin tr ên tài liệu, đề nghị liên hệ :
[email protected] ho ặc số điện thoại 0974.858.101.
Ladder Rung (LAD) Language
Copyright: Tài liệu đại học ©