LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật điều khiển khả trình đã phát triển mạnh và chiếm một vị trí rất quan trọng
trong các ngành kinh tế quốc dân. Kỹ thuật điều khiển logic khả trình phát triển trên cơ sở
công nghệ máy tính và từng bước phát triển tiếp cận theo nhu cầu phát triển của công nghiệp.
Ngày nay PLC có 1 vị trí rất quan trọng trong nền công nghiệp và nó được coi là trung tâm là
bộ não của các hệ thống điều khiển.
Là một sinh viên ngành tự động hóa , em cảm thấy rất tự hào khi được học tập và nghiên cứu
các bộ môn trong ngành tự động hóa trong đó điển hình là bộ môn PLC với những ứng dụng
rất quan trọng và rộng lớn trong các ngành công nghiệp cũng như đời sống.
Và đặc biệt là trong kỳ làm đồ án tốt nghiệp này chúng em đã có cơ hội kiểm nghiệm tính
đúng đắn và ứng dụng những kiến thức lý thuyết đã được học về PLC .
Nội dung đồ án tốt nghiệp của chúng em là :” Xây dựng chương trình điều khiển trạm
trộn bê tông dùng PLC Misubishi” với 4 nội dung chính :
- Tìm hiểu khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
- Yêu cầu điều khiển công nghệ trạm trộn bê tông
- Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3U và ngôn ngữ lập trình SFC
- Thiết kế chương trình điều khiển
Em xin chân thành cám ơn thầy giáo TS.XXX đã quan tâm và hướng dẫn , giúp đỡ nhóm 22
lớp XXXXX chúng em tận tụy, nhiệt tình .
Em xin chân thành cám ơn !
Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2011
Sinh viên thực hiện Nguyễn XXXXXx
1
Chương 1. Khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
Chương 1
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ TRỘN BÊ TÔNG
1.1.Tổng quan về trạm trộn bê tông
b) Hệ thống máy trộn bê tông.
Hệ thống máy trộn bê tông bao gồm hệ thống thùng chứa liên kết với hệ thống định
lượng dùng để xác định chính xác tỉ lệ các loại nguyên vật liệu cấu tạo nên bê tông. Băng tải
dùng để đưa cốt liệu vào thùng trộn và gồm máy bơm nước, máy bơm phụ gia, xi lô chứa xi
măng, vít tải xi măng, thùng trộn bê tông, hệ thống khí nén.
Giữa các bộ phận có các thiết bị nâng, vận chuyển và phễu chứa trung gian.
c) Hệ thống cung cấp điện.
Trạm trộn bê tông sử dụng nhiều động cơ có công suất lớn vì vậy trạm trộn bê tông cần
có một hệ thống cung cấp điện phù hợp để cung cấp cho các động cơ và nhiều thiết bị khác.
1.2. Phân loại trạm trộn
Dựa theo năng suất, người ta chia các nơi sản xuất bê tông thành 3 loại như sau :
- Trạm bê tông năng suất nhỏ (10÷30 m
3
/ h)
- Trạm trộn bê tông năng suất trung bình (30÷60 m
3
/ h)
- Nhà máy sản xuất bê tông năng suất lớn (60÷120 m
3
/ h)
Có 2 dạng trạm trộn:
3
Chương 1. Khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
1.2.1. Trạm cố định
Trạm phục vụ cho công tác xây dựng một vùng lãnh thổ đồng thời cung cấp bê tông phục
vụ trong phạm vi bán kính làm việc hiệu quả. Thiết bị của trạm được bố trí theo dạng tháp,
một công đoạn có ý nghĩa là vật liệu được đưa lên cao một lần, thao tác công nghệ được tiến
hành. Thường vật liệu được đưa lên độ cao từ (18÷20) m so với mặt đất, chứa trong các phễu
xi măng (chứa trong xi lô).
Khi xây dựng các công trình phân tán, đường xấu, lưu thông xe không tốt thường sử dụng các
trạm trộn di động hoặc cung cấp bê tông khô trên các ô tô trộn. Việc trộn được tiến hành trên
đường vận chuyển hay tại nơi đổ bê tông.
1.3. Máy trộn
1.3.1. Cấu tạo chung của các máy trộn
Nhìn chung các máy trộn bê tông có nhiều loại và có tính năng khác nhau nhưng cấu tạo
chung của chúng đều có các bộ phận:
-Bộ phận cấp liệu: Bao gồm máng cấp liệu và các thiết bị định lượng thành phần cốt liệu khô
như đá, cát, sỏi, xi măng.
-Bộ phận thùng trộn: Thùng trộn .
-Bộ phận dỡ sản phẩm.
-Hệ thống cấp nước.
1.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm trộn bê tông
1.4.1.Cấu tạo
Bãi chứa cốt liệu: Từ bãi chứa cốt liệu cát và đá. Vật liệu được đưa xuống 3 băng tải riêng
biệt chờ để tiến hành cân.
Bộ phận định lượng:
Phân phối liệu gồm 3 phễu: hai phễu đá và một phễu cát, định lượng có 3 quả cân điện tử (3
cảm biến trọng lượng). Việc đóng, mở các phễu được điều khiển bằng các xi lanh khí nén
riêng biệt. Phía dưới các phễu là một thùng đáy được mở nhờ một xi lanh khí nén lần lượt các
cửa xả xuống thùng cân, sau khi cân xong thì thùng liệu được trút xuống phễu trộn chung.
Chuyển xi măng lên xi lô:
Xi măng được đưa lên xi lô chứa bằng cách bơm xi măng từ xe chở xi măng chuyên dụng lên
xi lô.
Xi măng được đưa lên miệng xi lô nhờ trục vít xoắn hướng trục với xi lô chứa. Từ miệng xi lô
chứa xi măng được vận chuyển tới cân định lượng rồi xả vào thùng trộn.
Xe kíp, dùng để vận chuyển cốt liệu từ 3 phễu riêng biệt lên các thùng cân.
1.4.2. Quá trình chuẩn bị
5
Chương 1. Khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
Trong quá trình cân cốt liệu đồng thời cân luôn xi măng ,nước và phụ gia. Xi măng từ xi lô chứa
đưa vào thùng cân nhờ vít tải, khi khối lượng xi măng bằng khối lượng đặt thì dừng động cơ vít
6
Chương 1. Khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
tải. Nước, phụ gia được bơm lên đưa vào thùng cân cho đến khi bằng khối lượng đặt thì dừng
động cơ bơm nước và phụ gia.
Khi điều kiện thùng trộn “rỗng’, cửa xả thùng trộn “đóng”, thì cốt liệu và xi măng được
đưa đổ vào thùng trộn bê tông bắt đầu quá trình trộn khô. Sau thời gian trộn khô là 30s thì xả
nước và phụ gia vào trộn, bắt đầu thời gian trộn ướt là 30s (Thời gian trộn một mẻ khoảng
60s) thì cửa xả thùng trộn mở ra, bê tông được xả vào xe chuyên dụng. Sau thời gian xả
khoảng 10s, đóng cửa xả bê tông lại. Kết thúc một mẻ trộn.
Để chuẩn bị cho một mẻ trộn mới thì trong quá trình trộn bê tông và sau khi xả nguyên
liệu: cát, đá, nước, xi măng và phụ gia tiếp tục được vận chuyển lên thùng cân nghĩa là:
Khi số mẻ trộn chưa bằng số mẻ đặt thì sau khi xả cốt liệu và xi măng xong sẽ tiếp tục quay lại
thực hiện cân cốt liệu và xi măng. Khi xả nước và phụ gia xong cũng tự động quay lại cân nước,
phụ gia. Khi cân đủ thì dừng lại chờ mẻ tiếp theo.
Khi số mẻ bằng số mẻ đặt thì dừng hết quá trình cân lại.
c) Chế độ điều khiển bằng tay
Ở chế độ điều khiển bằng tay,người vận hành gạt công tắc cân vật liệu xuống OFF,
quan sát số liệu cân bằng thiết bị hiển thị trên bàn điều khiển hoặc quan sát trên màn hình
phần mềm.
Nhấn nút chạy động cơ trộn.
Đưa tay gạt sang chế độ hoạt động bằng tay, gạt chuyển mạch đóng mở cửa xả sang vị trí
“Stop”, khi cần điểu khiển, gạt chuyển mạch sang vị trí đóng hoặc mở cửa xả để đóng, mở cửa
xả.
Nhấn nút cấp cát,đá, đồng thời cấp luôn xi măng, nước, phụ gia. Người vận hành theo
dõi số cân hiển thị trên máy tính, khi đủ nhấn vào một lần nữa các nút để dừng quá trình cấp..
Khi cốt liệu đã được cấp đủ đưa chúng vào thùng trộn. Lúc này nhấn nút xả cốt liệu đồng thời
nhấn nút xả xi măng. Do động cơ trộn luôn chạy trong quá trình hoạt động nên sau khi xả
Sỏi có mặt tròn, nhẵn, độ rộng và diện tích mặt ngoaì nhỏ nên cần ít nước, tốn xi măng
mà vẫn dễ đầm, dễ đổ nhưng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông sỏi
thấp hơn bê tông đá dăm. Ngược lại đá dăm được đập vỡ có nhiều góc cạnh, diện tích mặt
ngoài lớn và không nhẵn nên lực dính bám với vữa xi măng lớn tạo ra được bê tông có cường độ
cao hơn. Tuy nhiên mác của xi măng đá dăm phải cao hơn hay bằng mác của bê tông tạo ra hay
bê tông cần sản xuất.
1.5.4. Nước
Nước để trộn bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn vệ sinh buồng máy, bảo dưỡng bê tông)
phải đảm bảo không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và thời gian rắn chắc của xi măng
và không ăn mòn thép. Nước sinh hoạt là nước có thể dùng được .
Lượng nước nhào trộn là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác của hỗn hợp bê
tông. Lượng nước dùng trong nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng và lượng nước
do cốt liệu. Lượng nước trong bê tông xác định tính chất của hỗn hợp bê tông. Khi lượng
nước quá ít, dưới tác dụng của lực hút phân tử nước chỉ hấp thụ trên bề mặt vật rắn mà chưa
8
Chương 1. Khái quát chung về công nghệ trộn bê tông
tạo ra độ lưu động của hỗn hợp, lượng nước tăng đến một giới hạn nào đó sẽ xuất hiện nước
tự do, màng nước trên mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giảm xuống, độ lưu động tăng thêm,
lượng nước ứng với lúc bê tông có độ lưu động lớn nhất mà không bị phân tầng gọi là khả
năng giữ nước của hỗn hợp.
Nước biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trong nước bẩn
nếu tổng các loại muối trong nước không vượt quá 35g trong một lít nước. Tuy nhiên cường
độ bê tông sẽ giảm và không được sử dụng trong bê tông cốt thép.
1.5.5. Phụ gia
Phụ gia là các chất vô cơ hoặc hoá học khi cho vào bê tông sẽ cải thiện tính chất của hỗn
hợp bê tông hoặc bê tông cốt thép. Có nhiều loại phụ gia cho bê tông để cải thiện tính dẻo, cường
độ, thời gian rắn chắc hoặc tăng độ chống thấm.
Thông thường phụgia sử dụng có hai loại: Loại rắn nhanh và loại hoạtđộng bề mặt.
Phụ gia rắn nhanh thường là loại muối gốc (CaCl
Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Khi nói rằng
mác bê tông 200 chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn,
được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm². Còn
cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 200 chỉ là 90 kG/cm² (được lấy để tính toán thiết
kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất).
Ngày nay người ta có thể chế tạo bê tông có cường độ rất cao lên đến 1000 kg/cm².
Độ sụt bê tông : Độ sụt hay độ lưu động của vữa bê tông, dùng để đánh giá khả năng dể chảy
của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc rung động
-Thành phần định mức cấp phối vật liệu cho 1 m3 bê tông dùng xi măng Hoàng Thạch
PCB.30 .
stt
Mác bê tông
Xi măng
(kg)
Cát
(
m
3
)
Đá
(
m
3
)
Nước
(Lit)
1 150 228,205 0,505 0,913 185
2 200 330,505 0,481 0,900 185
3 250 415,125 0,455 0,887 185
Cấu tạo là một thùng rỗng có miệng đễ hứng cốt liệu , có cửa xả cốt liệu, di chuyển lên-
xuống trên 2 thanh ray và được một tời kéo liệu kéo
11
Chương 2.Yêu cầu điều khiển công nghệ trạm trộn bê tông
Hoạt động: ở đầu chu kỳ hoạy động xe skíp nằm ở vị trí chờ cốt liệu từ bong ke rơi
xuống, khi khối lượng vật liệu đã đủ nó được tời kéo liệu kéo lên vị trí đổ cốt liệu vào cối
trộn nếu lúc đó cửa xả bê tông đã đóng, động cơ trộn còn đang làm việc và số mẻ trộn còn
tiếp tục. Nếu trong quá trình kéo lên tói gần vị trí đổ cốt liệu mà chu kì trộn của mẻ trước chưa
kết thúc ( Trong cối trộn vật liệu vẫn còn, bê tông chưa xả hết hoạc cửa xả chưa đóng lại ) thì
xe skíp phải dừng lại cho đén khi chu kì hoạt động của mẻ trước kết thúc mới được phép đi
lên đổ cốt liệu vào cối trộn. Sau khi đổ hết cốt liệu nó laị đi xuống vị trí chờ đổ cốt liệu
+ Yêu cầu chuyển động:
• Dừng khi: Đợi xả cốt liệu từ bong ke
Chờ kết thúc chu kì trộn của mẻ trước
Chờ đổ hết cốt liệu cào cối trộn
• Đi lên khi: Không có lệnh dừng để đợi
Trọng lượng cốt liệu trong thùng đã đủ
• Đi xuống khi: Đã đổ hết cốt liệu vào cối trộn
+Yêu cầu về động cơ
- Làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
- Có đảo chiều quay
- Khởi động trong chế độ đầy tải
- Không cần ổn định tốc độ trong xuốt quá trình làm việc
- Động cơ có P = 7,5 Kw, n = 1450 v/ph
2.1.3 Yêu cầu công nghệ của vít tải đứng
Cấu tạo: Gồm một trục vít vô tận lằm trong một ống bằng kim loại. Nó được kéo quay
bằng động cơ KĐB. Khi quay nó kéo vật liệu kằm trong các khoang trống đi theo. Vít tải đứng
chỉ làm việc khi ta cấp xi măng cho silô chứa
+Yêu cầu về chuyển động
- Động cơ có thông số P = 2 Kw, n = 1450 v/ph
13
Chương 2.Yêu cầu điều khiển công nghệ trạm trộn bê tông
2.1.6. Yêu cầu công nghệ của bơm nước
Bơm nước cấp nước từ bể chứa lên thùng cân nước. Đây là hoạt động không đảo chiều quay
và có dừng chính xác.
+ yêu cầu về động cơ kéo máy bơm nước
- không ổn định tốc độ
- chỉ quay theo một chiều
- làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
- Động cơ có thông số P = 3 Kw, n = 1450 v/ph
2.1.7. Yêu cầu công nghệ của cửa xả cốt liệu
Các cửa xả cốt liệu được đóng mở nhờ lực của các pittông khí nén. Quá trình đóng mở này
phải thật chính xác về thời gian thực. Nếu sai, khối lượng vật liệu cho vào trộn xẽ sai và ta
không khống chế được mác bêtông cũng như khối luọng một mẻ trộn
2.2.Thiết kế trạm biến áp
Công suất tính toán của trạm là: (công thức 2.1)
Stt = (Pđộng cơ trộn + Pđộng có xe kíp + Pvít tải + Pnén khí +Pbơm nước +Pbơm phụ gia
+Pđầm cát +Pđầm xi + Pđầm đá)/ 0,8 (2.1)
Trong đó: 0,8 là hệ số cosϕ tính chung cho toàn bộ động cơ.
Do sử dụng một máy biến áp nên ta chọn công suất của máy biến áp SđmB lớn hơn hoặc
bằng công suất tính toán Stt (SđmB Stt)
Ta chọn công suất máy biến áp là: SđmB=200 KVA 35 KV/ 0,4KV. Do máy biến áp này
được chế tạo trong nước nên ta không phải tính toán đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.
Để trạm trộn hoạt động liên tục, khi xảy ra mất điện thì trạm đã lắp một máy phát điện dự
phòng. Máy này được đấu song song với máy biến áp. Khi xảy ra mất điện thì ngay lập tức
máy phát sẽ cấp điện trở lại cho hệ thống được tiếp tục làm việc.
2.3. Lựa chọn máy cắt điện
Bảng thông số của máy cắt điện:
NF100-ST/A 1 380V 25A 60A
NF30-SS 6 380V 3A 6A
15
Chương 2.Yêu cầu điều khiển công nghệ trạm trộn bê tông
Bảng 2.3. Thông số aptomat hạ áp
2.5. Các phần tử đóng cắt, bảo vệ, đo lường liên động
2.5.1. Thiết bị bảo vệ
Các thiết bị bảo vệ khác nhau sẵn sàng bảo vệ máy phát, máy biến áp đường dâyvà thiết
bị tiêu thụ lưới điện.
Mục đích của các thiết bị này là phát hiện sự cố cách ly chúng khỏi lưới một cách chọn lọc và
nhanh chóng sao cho có thể hạn chế được nhiều nhất hậu quả của sự cố. Vì vậy các rơ le bảo
vệ cần phải tác động nhanh với độ tin cậy cao và khả năng sẵn sàng đáp ứng cao nhất có thể
được.
a)Cầu chì
dùng để bảo vệ cho thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch. Cầu chảy có
bộ phận chủ yếu là dây chảy. Trị số mà dòng điện mà dây chảy bị chảy đứt được gọi là dòng
điện giới hạn (Igh). Rõ ràng, cần có dòng điện giới hạn lớn hơn dòng điện định mức (Igh
>Iđm) để dây chảy không bị đứt khi làm việc với dòng điện định mức. Thông thường, đối với
dây chảy cầu chì thì: Igh= (1,25÷1,45)Iđm.
Nhược điểm: Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, dây chảy đứt, người vận hành phải thay dây chảy
cầu chì do đó ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy
Việc để cho người vận hành thay dây chảy cầu chì là tạo cho người vận hành chấp hành
không đúng dẫn đến làm sai.
Rơ le nhiệt:dùng để bảo vệ các thiết bị điện (động cơ) khỏi bị quá tải
Rơ le nhiệt có dòng điện làm việc tới vài trăm Ampe, ở lưới điện một chiều 440V và xoay
chiều tới 500V, tần số 50Hz.
Trong thực tế sử dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thường được chọn bằng dòng điện
định mức của động cơ điện cần được bảo vệ quá tải, sau đó chỉnh giá trị của dòng điện tác
động dựa theo công thức 2.2 :
điện từ và về kết cấu nó tương tự như công tắc tơ nhưng chiều đóng- cắt mach điện điệu
khiển, không trực tiếp dùng trong mạch lực...
-Rơ le trung gian: khuyếch đại các tín hiệu điều khiển, nó nằm ở vị trí giữa hai rơle khác nhau.
Số lượng tiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm chuyển đổi có
cực động chung) của rơle trung gian thường nhiều hơn các loại rơle khác.
-Rơle dòng điện: bảo vệ mạch điện khi dòng điện trong mạch vượt quá hay giảm dưới một trị
số nào đó đã được chỉnh định trong rơle.
17
Chương 2.Yêu cầu điều khiển công nghệ trạm trộn bê tông
-Rơle điện áp: bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp đặt vào thiết bị tăng quá hoặc giảm quá mức
qui định.Cuộn điện áp được mắc song song với mạch điện của thiết bị điện cần bảo vệ.
Rơle điện áp chia ra 2 loại theo nhiệm vụ bảo vệ:
+ Rơle điện áp cực đại: nắp từ động không quay ở điện áp bình thường. Khi điện áp tăng quá
mức, lực từ thắng lực cản lò xo, nắp từ động sẽ quay và rơle tác động.
+Rơle điện áp cực tiểu: nắp từ động sẽ quay ở điện áp bình thường. Khi điện áp giảm quá
mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽ quay ngược và rơle tác động.
-Rơle thời gian: Là loại rơ le tạo trễ đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu điều khiển thì sau
một khoảng thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp điểm rơle mới đóng hoặc mới mở).
Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nhiều.
2.5.2. Khóa liên động
Để đảm bảo điều khiển tin cậy các thiết bị đóng cắt cao áp trong mỗi khoang và ở mức
cao hơn trong toàn bộ hệ thống được khoá liên động với nhau.
Các điều khiển khoá liên động phụ thuộc vào cấu hình mạch khoá liên động và trạng thái của
hệ thống ở thời điểm đã cho.
Khoá liên động đặc biệt ngăn ngừa bộ cách li hoạt động trong khi có tải. Các điều kiện khoá
liên động phải được xác định theo sơ đồ trạm.
2.5.3. Thiết bị đo lường
Trong quá trình vận hành đóng cắt cần đo đạc ghi chép và đánh giá nhiều đại lượng như
dòng điện, điện áp, công suất.
điều khiển hiệu quả hoạt động của từng máy đơn lẻ mà còn có khả năng nối mạng rất mạnh
trong việc kết nối mạng sản xuất với hiệu quả, mức tin cậy cũng như độ bền rất cao.
Kỹ thuật điều khiển logic khả trình phát triển trên cơ sở công nghệ máy tính và từng
bước phát triển tiếp cận theo nhu cầu phát triển của công nghiệp.
Từ đó bộ điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllor) ra đời.
Ta có thể tạm định nghĩa PCL là một máy tính công nghiệp có khả năng thực hiện linh
hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình. Thay cho việc phải thể
hiện thuật toán bằng mạch số.
19
Chương 3.Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3U và ngôn ngữ lập trình SFC
Với PLC toàn bộ thuật toán chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC, dưới
dạng các khối chương trình và được thực hiện theo chu kỳ vòng quét gọi là Scan.
3.2.2. Tìm hiểu PLC Misubishi họ FX3U
a) Họ PLC Mitsubishi FX3U
Dòng FX3U là thế hệ thành công thứ ba của gia đình PLC Mitsubishi Electric cho thị
trường quốc tế. Thiết kế nhỏ gọn, đặc biệt bộ điều khiển với tính năng mới thứ hai đó là "bộ
chuyển đổi Bus" hệ thống, trong đó bổ sung cho hệ thống Bus hiện có được sử dụng để mở
rộng chức năng đặc biệt và bổ sung phát triển module mạng lên mười lần để có thể kết nối
được với bộ chuyển đổi Bus mới này.
Các tăng cường hỗ trợ mạng cũng tăng thêm công suất I / O của mô hình chủ đạo mới, mà bây
giờ có thể được mở rộng tối đa 384 I / O, bao gồm các kết nối mạng.
20
Chương 3.Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3U và ngôn ngữ lập trình SFC
Hình 3.1. Giao tiếp PLC Mitsubishi FX3U qua các cổng
21
Chương 3.Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3U và ngôn ngữ lập trình SFC
Ngoài ra, FX3U cũng hỗ trợ đầy đủ Profibus / DP cũng như Ethernet, sử dụng giao thức
chuyên dụng.
Phần cứng của một bộ điều khiển khả trình PLC được cấu tạo thành những module cho thấy
sơ đồ các modul phần cứng của một bộ PLC.
Một bộ PLC thường có những Module sau:
- Module nguồn (PS)
- Module đơn vị xử lý trung tâm (CPU)
- Module bộ nhớ chương trình
- Module đầu vào
- Module đầu ra
- Module phối ghép
- Module chức năng phụ.
Mỗi Module được ghép thành một đơn vị riêng, có phích cắm nhiều chân để cắm và rút ra dễ
dàng trên một Pannel cơ khí có dạng bảng hoặc hộp. Trên Panel có lắp các đường:
- Đường ray nguồn để dẫn nguồn một chiều lấy từđầu Modul nguồn PS (thường là 24V)
đến cung cấp cho các Module khác.
- Bus liên lạc để trao đổi thông tin giữa các Module với thế giới bên
ngoài.
b) Lập trình cho PLC Mitsubishi
- Định nghĩa chương trình
Chương trình là một chuỗi các lệnh nối tiếp nhau được viết theo một ngôn ngữ mà PLC có
thể hiểu được. Có ba dạng chương trình: Instruction, Ladder và SFC/STL. Không phải tất cả
các công cụ lập trình đề có thể làm việc được cả ba dạng trên. Nói chung bộ lập trình cầm tay
chỉ làm việc được với dạng Instruction trong khi hầu hết các công cụ lập trình đồ họa sẽ làm
việc được ở cả dạng Instruction và Ladder. Các phần mềm chuyên dùng sẽ cho phép làm việc
ở dạng SFC.
23
Chương 3.Giới thiệu PLC Mitsubishi FX3U và ngôn ngữ lập trình SFC
Hình 3.2. Các dạng lập trình cơ bản cho PLC Mitsubishi
- Các thiết bị cơ bản dùng trong lập trình
xuất xi măng hay một máy giặt và cụ thể hơn là hệ thống trạm trộn bê tông được trình bày
trong đồ án này là một ví dụ khá điển hình cho điều khiển trình tự. Đặc biệt trong công
nghiệp, điều khiển trình tự thường giữ vai trò chính điều khiển các công đoạn, các quá trình
theo trình tự trong một dây chuyền sản xuất.
Kể từ sau sự xuất hiện của các PLC và các hệ DCS đầu tiên, các ngôn ngữ lập trình điều
khiển như LAD, FBD, IL…đã trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Đây là
những ngôn ngữ lập trình điều khiển mạnh, được hỗ trợ rất hoàn chỉnh trong hầu hết các hệ
thống PLC và DCS hiện nay. Tuy nhiên các ngôn ngữ này lại tỏ ra không phù hợp cho lập
trình điều khiển trình tự bởi những lý do sau:
- Khó hình dung, thiếu trực quan
- Sử dụng các ngôn ngữ lập trình này sẽ gặp nhiều khó khăn, phức tạp
- Dễ mắc lỗi, khó phát hiện và sửa lỗi
- Kém linh hoạt, khó mở rộng
Nguyên nhân cơ bản của các khó khăn trên là do bản chất của các ngôn ngữ lập trình này
không phù hợp để mô tả các hệ thống hoạt động theo trình tự. Ngôn ngữ lập trình SFC tỏ ra
rất thích hợp cho điều khiển trình tự.
Ngôn ngữ SFC là sự cụ thể hóa của Grafcet, có tính đến các yếu tố kỹ thuật và chức năng
điều khiển, đã được chuẩn hóa. Ngôn ngữ SFC đã được sử dụng trong một số hệ thống PLC
và DCS hiện nay như các sản phẩm của Siemens, Emerson, Mitsubishi… với những ưu điểm
nổi trội sau:
25
Copyright: Tài liệu đại học ©