Nhận viết luận văn Đại học , thạc sĩ - Zalo: 0917.193.864
Tham khảo bảng giá dịch vụ viết bài tại: vietbaocaothuctap.net
Download luận văn tốt nghiệp ngành điện tự động hóa với đề tài: Ứng dụng PLC s7-200; S7-300 Điều khiển cấp phôi tự động cho máy CNC, cho các bạn tham khảo
2. EBOOKBKMT.COM
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH KT-KT CÔNG NGHIỆP
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LÂP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA
ĐỀ 13: ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH
CÔNG NGHIỆP – PLC
Họ và tên sinh viên : 1. Bùi Bá Quý
2. Nguyễn Văn Thịnh
Lớp : Điện 1A HN
Ngành : Tự động hóa.
I. Tên đề tài: “Ứng dụng PLC s7-200; S7-300 Điều khiển cấp phôi tự động
cho máy CNC”
Hệ thống tự động cấp phôi cho máy công cụ phục vụ bởi một rôbốt
công nghiệp như hình vẽ.
Rôbốt cấp phôi vào máy CNC và lấy chi tiết từ máy CNC ra băng tải. Khi
phôi chạy trên băng tải.,chạm vào cảm biến tiếp xúc MS1, cảm biến mã vạh sẽ
quét để nhận dạng phôi . Nếu đúng chi tiết yêu cầu, tấm chắn sẽ được đẩy ra để
rừng phôi lại. Rô bốt sẽ kẹp phôi và gá vào máy nếu máy đang ở trạng thái
3. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
không làm việc. Ngược lại, rôbốt phải chờ để tháo chi tiết đã gia công xong từ
máy CNC ra băng tải.
II. Yêu cầu lập trình và nội dung thuyết minh
1. Cơ sở lý thuyết của việc khảo sát, xây dựng, tính toán, lập trình
của hệ thống.
2. Mô tả quá trình công nghệ.
3. Tính toán, thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển, có 2 chế độ
bằng tay và tự động.
4. Lưu đồ giải thuật và viết chương trình diều khiển bằng PLC
S7_200 hoặc S7_300.
5. Download để minh chứng trên phần mềm PLC Sim View (hoặc
download trực tiếp vào phần cứng PLC nếu có thể).
III. Ngày giao nhiệm vụ : 23/8/210
IV. Ngày hoàn thành đề tài : 05/11/2010
Hà nội, Ngày …..Tháng….Năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
Lê Trọng Luân
Thông qua bộ môn
Hà nội, Ngày…. Tháng ….Năm 2010
Trưởng bộ môn
3
4. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................5
CHƯƠNG I.........................................................................................................8
CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................................8
I. GIỚI THIỆU VỀ PLC...................................................................................8
1. Sơ yếu lịch sử về PLC....................................................................................................8
2.Cấu trúc của PLC : ........................................................................................................9
3. Cấu trúc bên trong cơ bản của PLC..............................................................................12
6. Các lệnh thường dùng trong PLC:................................................................................16
6.1. Lệnh LD (LOAD)..................................................................................................18
6.2. Lệnh LDN (Load not)............................................................................................20
6.3. Lệnh A (AND) :....................................................................................................20
6.4. Lệnh AND NOT (AN)..........................................................................................21
6.5. Lệnh OR (O)..........................................................................................................22
6.6.Lệnh or not (on)......................................................................................................23
6.7. Lệnh OUT (=)........................................................................................................24
II. GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300.................................................................25
2. Cấu trúc PLC S7 - 300.................................................................................................25
2.1 Tổng quan...............................................................................................................25
2.2 Module CPU...........................................................................................................27
3. Module IM....................................................................................................................29
4. Module tín hiệu............................................................................................................30
CHƯƠNG II......................................................................................................32
MÔ TẢ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ.............................................................32
CHƯƠNG III....................................................................................................33
THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN.......................33
I . MẠCH ĐỘNG LỰC...................................................................................33
CHƯƠNG IV.....................................................................................................35
LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
BẰNG PLC S7-300...........................................................................................35
I. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT..............................................................................35
II. XÁC ĐỊNH THIẾT BỊ VÀO RA...............................................................36
III. KẾT NỐI PHẦN CỨNG VỚI PLC..........................................................36
III. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7 – 300.........................37
1. Chương trình lập trình.................................................................................................37
2. Nguyên lý hoạt động....................................................................................................42
CHƯƠNG V......................................................................................................44
DOWNLOAD CHỨNG MINH TRÊN PLC SIM-VIEW.............................44
I. XÁC ĐỊNH THIẾT BỊ VÀO RA...............................................................44
1. Thiết bị CPU.................................................................................................................44
2. Thiết bị đầu vào (In).....................................................................................................44
3. Thiết bị đầu ra (Out).....................................................................................................44
4
5. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
4. Các thiết bị thời gian (Timer).......................................................................................44
II. QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG........................................................................45
LỜI NÓI ĐẦU
Nền sản xuất thế giới trong những năm gần đây được đặc trưng bởi
cường độ cao của các quá trình sản xuất vật chất. Chất lượng và hiệu quả của
các quá trình sản xuất phụ thuộc vào rất nhiều trình độ kỹ thuật của công nghiệp
5
6. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
chế tạo máy. Một nền công nghiệp chế tạo máy tiên tiến sẽ đảm bảo cho các
ngành kinh tế các loại thiết bị có năng suất cao với chất lượng hoàn hảo. Để
thực hiện tốt các nhiệm vụ của mình, công nghiệp chế tạo máy cần không
ngừng hoàn thiện và nâng cao trình độ kỹ thuật của các quá trình sản xuất.
Điều khiển tự động và tự động hóa là một trong những phương hướng
phát triển chủ yếu của công nghiệp chế tạo máy. Tự động hoá và điều khiển tự
động cho phép sử dụng tối đa các tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng
cao đối với các trang thiết bị gia công cơ khí.
Việc ứng dụng thành công các thành tựu của lý thuyết điều khiển tối ưu,
công nghệ thông tin, công nghệ máy tính, công nghệ điện điện tử và các lĩnh
vực khoa học kỹ thuật khác trong những năm ngần đây đã đẫn đến sự ra đời và
phát triển thiết bị điều khiển logic khả lập trình (PLC). Cũng từ đây đã tạo ra
một cuộc cách mạng trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển.
Ngày nay ai cũng biết rõ rằng công nghệ PLC đóng vai trò quan trọng
trong năng lượng cơ và làm bộ não cho các bộ phận cần tự động hoá và cơ giới
hoá. Do đó điều khiển logic khả lập trình (PLC) rất cần thiết đối với các kỹ sư
cơ khí cũng như các kỹ sư điện, điện tử, từ đó giúp họ nắm được phạm vi ứng
dụng rộng rãi và kiến thức về PLC cũng như cách sử dụng thông thường.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em được giao nhiệm vụ và
nghiên cứu với đề tài: “Ứng dụng PLC S7 - 200; S7 – 300 điều khiển cấp
phôi tự động cho máy CNC”
Đây là một đề tài không hoàn toàn là mới nhưng nó rất phù hợp với thực
tế sản xuất hiện nay, càng đi sâu nghiên cứu càng thấy nó hấp dẫn và thấy được
vai trò của nó trong việc điều khiển tự động.
Đặc biệt được sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trực tiếp của thầy giáo
Lê Trọng Luân. Là các cán bộ giảng dạy bộ môn “Điều khiển lập trình”, người
trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này và người đã có rất nhiều
kinh nghiệm về lập trình PLC, điều khiển tự động và Rôbốt.
6
7. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Tuy nhiên do điều kiện tài liệu nói về PLC còn rất hạn chế hoặc chỉ là
giới thiệu tổng quan, mặt khác để lập trình thành công PLC nó còn đòi hỏi một
tầm hiểu biết nhất định về điện tử, tin học… nên chúng em cũng gặp không ít
khó khăn về mặt thời gian.
Xác định rõ nhiệm vụ của mình em đã cố gắng hết sức, khắc phục khó
khăn, tập trung tìm hiểu, học hỏi ở thầy giáo hướng dẫn và các thầy giáo khác
trong bộ môn.
Ngoài ra còn phải trang bị thêm về kiến thức Tin học và tự động hoá
thuỷ khí để có thể giải quyết được nhiện vụ đặt ra. Kết quả thu được chưa nhiều
do còn bị hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh nghiệm nhưng nó giúp chúng
em có thêm kiến thức mới để sau khi ra trường có nền tảng tiếp cận được với
công nghệ mới.
Trong quá trình làm đồ án do trình độ hiểu biết của chúng em có hạn,
nên nội dung đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất mong
được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô cũng như mọi người quan tâm đến vấn đề
này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy: Lê Trọng Luân. Người đã trực
tiếp hướng dẫn tận tình, giúp đỡ chỉ bảo và tạo điều kiện cho em được tiếp cận
với các thiết bị máy móc trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, Ngày 05 tháng 11 năm 2010
Nhóm sinh viên thiết kế.
1. Bùi Bá Quý
2. Nguyễn Văn Thịnh
7
8. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. GIỚI THIỆU VỀ PLC
1. Sơ yếu lịch sử về PLC
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình,
được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý
từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực
hiện một loạt các chương trình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các
tác nhân kích thích (hay còn gọi là đầu vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ
định thời (Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được
kích hoạt nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài
được gắn vào đầu ra của PLC. Như vậy nếu ta thay đổi các chương trình được
cài đặt trong PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau, trong các môi
trường điều khiển khác nhau
Ngày nay tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng đời sống và
công nghiệp, tự động hóa đa phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của
lý thuyết điều khiển tự động, tiến bộ của ngành điện tử, tin học… Chính vì vậy
mà nhiều hệ thống điều khiển ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng ứng
dụng rộng là Bộ điều khiển lập trình PLC.
Bộ điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable controller) đa được
những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968(Công ty General Motor-Mỹ), với các
chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng các yêu cầu điều khiển :
+ Dễ lập trình và thay đổi chương trình.
+ Cấu trúc dạng Module mở rộng, dễ bảo trì và sữa chữa.
+ Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất.
Tuy nhiên hệ thống còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp
nhiều khó khăn trong việc vận hành và lập trình hệ thống. Vì vậy các nhà thiết
kế từng bước cải tiến hệ thống cải tiến gọn nhẹ dễ vận hành. Để đơn giản hóa
8
9. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable controller
Handle) đầu
tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đa tạo ra sự phát triển thật sự cho kỹ
thuật lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ
đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ.
Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đa từng bước tạo ra được một
tiêu chuẩn mới cho hệ thống, đó là tiêu chuẩn: Dạng lập trình dùng giản đồ hình
thang. Sự phát triển của hệ thống phần cứng từ năm 1975 cho đến nay đa làm
cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng :
- Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn và có khả năng điều khiển các ngõ
vào, ngõ ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông.
- Bộ nhớ lớn hơn.
- Nhiều loại Module chuyên dùng hơn.
Trong những đầu thập niên 1970, với sự phát triển của phần mềm, bộ lập
trình PLC không chỉ thực hiện các lệnh Logic đơn giản mà còn có thêm các lệnh
về định thì, đếm sự kiện, các lệnh về xử lý toán học, xử lý dữ liệu, xử lý xung,
xử lý thời gian thực..
Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối các hệ thống PLC
riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng
lẻ. Tốc độ của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn. Bên cạnh đó,
PLC được chế tạo có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại nhờ vậy mà khả năng
ứng dụng của PLC được rộng hơn.
2.Cấu trúc của PLC :
Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, gồm bộ xử lý, bộ nhớ,
bộ nguồn, giao diện nhập/ xuất (I/O), và thiết bị lập trình. (Hình 1.1)
9
10. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Hình 1.1
a. Bộ xử lý của PLC :
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử
lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo
chương trình được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới
dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất.
b. Bộ nguồn:
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp DC
(5V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện có trong các module giao diện
nhập và xuất.
c. Bộ nhớ:
Bộ nhớ là nơi lưu chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều
khiển, dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý.
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ :
- Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung cấp dung lượng lưu
trỡ cho hệ điều hành và dữ liệu cố định được CPU sử dụng.
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Ramden Accept Memory) dành cho
chương trình của người dùng.
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho dữ liệu. Đây là nơi lưu trữ
thông tin theo trạng thái của các thiết bị nhập, xuất, các giá trị của đồng hồ thời
chuẩn các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác.
Bộ xử lýGiao
diện nhập
Giao
diện xuất
Nguồn công suất
Bộ nhớ
Thiết bị
lập trình
10
11. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
- RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặc bảng ghi.
- Một phần của bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho các địa chỉ ngõ vào,
ngõ ra, cùng với trạng thái của ngõ vào và ngõ ra đó. Một phần dành cho dữ liệu
được cài đặt trước, và một phần khác dành để lưu trữ các giá trị của bộ đếm, các
giá trị của đồng hồ thời chuẩn, vv…
- Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được ( EPROM ) Là các ROM có
thể được lập trình, sau đó các chương trình này được thường trú trong ROM.
Người dùng có thể thay đổi chương trình và dữ liệu trong RAM. Tất cả
các PLC đều có một lượng RAM nhất định để lưu chương trình do người dùng
cài đặt và dữ liệu chương trình. Tuy nhiên để tránh mất mát chương trình khi
nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ác quy để duy trì nội dung RAM trong
một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM chương trình có thể được tải vào
vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường là module có khoá nối với PLC, do đó
chương trình trở thành vĩnh cửu. Ngoài ra còn có các bộ đệm tạm thời lưu trữ
các kênh nhập/xuất ( I/O).
Dung lượng lưu trữ của bộ nhớ được xác định bằng số lượng từ nhị phân
có thể lưu trữ được. Như vậy nếu dung lượng bộ nhớ là 256 từ, bộ nhớ có thể
lưu trữ 256×8 = 2048 bit, nếu sử dụng các từ 8 bit và 256×16 = 4096 bit nếu sử
dụng các từ 16 bit.
d. Thiếp bị lập trình.
Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của bộ
xử lý. Chương trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển đến bộ nhớ
của PLC.
e. Các phần nhập và xuất.
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông
tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc hoặc từ
các bộ cảm biến vv… Các thiết bị xuất có thể đến các cuộn dây của bộ khởi
động động cơ, các van solenoid vv…
11
12. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
3. Cấu trúc bên trong cơ bản của PLC.
Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU)
chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/xuất. CPU điều khiển và xử lý
mọi hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được trang bị đồng hồ có
tần số trong khoảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết định tốc độ vận hành của
PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng bộ hóa tất cả các thành phần của hệ
thống. Thông tin trong PLC được truyền dưới dạng các tín hiệu digital. Các
đường dẫn bên trong truyền các tín hiệu digital được gọi là Bus. Về vật lý bus là
bộ dây dẫn truyền các tín hiệu điện. Bus có thể là các vệt dây dẫn trên bản mạch
in hoặc các dây điện trong cable bẹ. CPU sử dụng bus dữ liệu để gửi dữ liệu
giữa các bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới các vị trí truy cập dữ liệu được
lưu trữ và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt động điều khiển
nội bộ. Bus hệ thống được sử dụng để truyền thông giữa các cổng và thiết bị
nhập/xuất.
Cấu trúc của PLC được minh hoạ như sơ đồ sau.
Bus®Þa chØ
Bus®iÒu khiÓn
¾cquy
RAM
ch- ¬ng
tr×nh
ng- êi
dï ng
CPU
§ånghå
ROM
HÖthèng
RAM
D÷ liÖu
ThiÕt bÞ
NhËp/XuÊt
Palen
ch- ¬ng
tr×nh
BUSHÖthèng (I/O)
Bé ®Öm
Khí p
nèi
quang
Kho¸
Bé truyÒn ®éng
Giao diÖn
bé truyÒn
®éng
C¸c kªnh nhËp
C¸c kªnh xuÊt
Busd÷ liÖu
H×nh 1.2
12
13. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CPU.
Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ vi xử lý. Nói chung CPU có:
- Bộ thuật toán và logic (ALU) chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện
các phép toán số học (cộng, trừ, nhân, chia) và các phép toán logic AND, OR,
NOT, EXCLUSIVE- OR.
- Bộ nhớ còn gọi là các thanh ghi, bên trong bộ vi xử lý, được sử dụng để
lưu trữ thông tin liên quan đến sự thực thi của chương trình.
- Bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển chuẩn thời gian của các phép
toán.
BUS.
Bus là các đường dẫn dùng để truyền thông bên trong PLC. Thông tin
được truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị phân 1
hoặc 0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệu nào đó. Thuật ngữ từ được sử
dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Vì vậy một từ 8 - bit có thể là số
nhị phân 00100110. Cả 8- bit này được truyền thông đồng thời theo dây song
song của chúng. Hệ thống PLC có 4 loại bus.
1. Bus dữ liệu: tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU. Bộ
xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có thể thực hiện
các phép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo giá trị 8- bit.
2. Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ.
Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ được gán một
địa chỉ duy nhất. Mỗi vị trí từ được gán một địa chỉ sao cho dữ liệu được lưu trữ
ở vị trí nhất định. để CPU có thể đọc hoặc ghi ở đó bus địa chỉ mang thông tin
cho biết địa chỉ sẽ được truy cập. Nếu bus địa chỉ gồm 8 đường, số lượng từ 8-
bit, hoặc số lượng địa chỉ phân biệt là 28
= 256. Với bus địa chỉ 16 đường số
lượng địa chỉ khả dụng là 65536.
3. Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng để
điều khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhập
13
14. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
hoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng bộ hoá
các hoạt động.
4. Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và các
thiết bị nhập/xuất.
Bộ nhớ
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ như: bộ nhớ chỉ để đọc (ROM),
bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được
(EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở trên.
4. Phân loại PLC:
1. Theo hãng sản xuất:
Các nhãn hiệu như Siemens, Ormon, Misubishi, Alenbratlay…
2. Theo version:
PLC Siemens có các họ như S7-200, S7-300, S7-400,…
Misubishi có các họ như Alpha, Fx, Fx ọ ư 0, Fx0N,Fx1N,Fx2N…
14
15. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
PLC họ Alpha của Misubishi
3. Theo số lượng các đầu vào/ra:
Ta có thể phân PLC thành bốn loại sau:
- Micro PLC là loại có dưới 32 kênh vào/ra.
- PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ra.
- PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ra.
- PLC có đến trên 1024 kênh vào/ra.
5. Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc.
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vựt sản xuất
cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ
thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng mờ (ON/OFF) thông thường đến các
ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các
thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện
nay bao gồm:
Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống
ống dẫn, cân đông trong nghành hóa …
Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đông, quá
trình lắp đặc máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại…
Bột giấy, giấy, xử lý giấy. Điều khiển máy băm, quá trình ủ boat, quá
trình cáng, gia nhiệt …Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thou nghiệm
vật liệu, cân đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy.
15
16. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm
soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây …) cân đong, đóng gói, hòa
trộn…
Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm
tra chất lượng.
Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các
turbin …) các trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động
(than, gỗ, dầu mỏ).
* Các ưu điểm khi sử dụng hệ thống điều khiển với plc:
- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dùng rơ le.
- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình (phần
mềm) điều khiển.
- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống.
- Nhiều chức năng điều khiển.
- Tốc độ cao.
- Công suất tiêu thụ nhỏ.
- Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Có khả năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối thêm các khối vào/ra
chức năng.
- Tạo khả năng mở ra các lĩnh vực áp dụng mới.
- Giá thành không cao.
Chính nhờ những ưu thế đó, PLC hiện nay được sử dụng rộng rãi trong
các hệ thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất
lượng và sự đồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất , giảm năng lượng tiêu tốn, tăng
mức an toàn, tiện nghi và thoải mái trong lao động. Đồng thời cho phép nâng
cao tính thị trường của sản phẩm.
6. Các lệnh thường dùng trong PLC:
Nhiệm vụ của chương trình phục vụ các lệnh của PLC bao gồm: chuyển
các lệnh nhập vào từ bàn phím thành các mã Hexa, các mã này sễ tương ứng với
16
17. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
một lệnh của vi xử lý. Khi truy suất các mã Hexa, vi xử lý sẽ dịch các mã này
và thực hiện đúng các lệnh tương ứng với đoạn mã đọc được.Ngoàinhiệm vụ
chuyển các lệnh thành mã Hexa, chương trình còn cho phép xác định đúng địa
chỉ của các toán tử nhập vào. Các địa chỉ này đã được định trước với các byte
địa chỉ ngõ vào là 20H. Các byte này có địa chỉ của từng bit như sau:
Các bit địa chỉ trên từng byte sẽ lưu giữ trạng thái của từng ngõ vào/ra,
nhiệm vụ của chương trình phục vụ gởi đúng trạng thái của ngõ vào/ra.
Ví dụ : Lệnh LDI 1
Lệnh này có chức năng tải trạng thái của ngõ vào I1 đến một bit trung
gian. Nếu trang thái của ngõ vào I1 đang ở mức cao, thì trạng thái của bit có địa
chỉ 01 (thuộc byte 20H ) cũng sẽ được đưa đến mức logic1. Vậy nhiệm vụ của
chương trình phục vụ lệnh là: Trạng thái của bít có địa chỉ 01H vào một bit nhớ
trung gian để xử lý, lệnh dùng cho vi xử lý để thực hiện “công tác” trên là:
MOV C , 01H
Và mã máy là A2H
01H
Chương trình phục vụ lệnh LD có nhiệm vụ chuyển đọan mã này vào
RAM, khi xử lý đọc đến đoạn mã trên thì vi xử lý sẽ thực hiện đúng các thao tác
gởi trạng thái của ô nhớ có địa chỉ 01H vào C.
Trong đoạn mã của chương trình phục vụ thì A2H là mã cố định, tuy
17
18. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
nhiên 01H là mã thay đổi tuỳ thuộc địa chỉ ngõ vào. Để giải quyết vấn đề này
thì khi nhập bàn phím, mã của phím giá trị toán tử (từ 0 đến 9) được lưu vào
một byte nhớ có địa chỉ 42H trên vùng RAM nội (mã của phím nhấn cũng chính
là giá trị số Hexa).
Ví dụ : Phím số “0” có mã là 00H
Phím số “1” có mã là 01H
Vậy chương trình phục vụ lệnh LD, muốn gởi đúng trạng thái của ngõ
vào có địa chỉ được định sẵn thì chỉ cần đọc trạng thái tại byte 42H, lúc này byte
42H sẽ chứa địa chỉ chương trình này của các ngõ vào/ra cần truy xuất.
6.1. Lệnh LD (LOAD).
LOAD : Lệnh dùng để tải trạng thái của một tiếp điểm thường hở vào
một ô nhớ (bit C) trung gian.
Các tín hiệu tác động (Input): các tiếp điểm ngõ vào/ra, các tiếp điểm tác
động của CTU, TON.
Các tín hiệu ngõ ra: Trang thái của bit trung gian (bit C ).
Đây là một thủ tục (Procedure ) có tác dụng chuyển trạng thái của tiếp
điểm có địa chì 42H được ấn định trước vào bit nhớ trung gian.
Sử dụng tiếp bit C là bit nhớ trung gian.
Địa chỉ ( Address ) : 42H
18
20. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
6.2. Lệnh LDN (Load not).
LOAD NOT : Lệnh dùng để tải trạng thái của một tiếp điểm thường kín
vào một ô nhớ (bit C) trung gian.
Các tín hiệu tác động (Input): các tiếp điểm ngõ vào/ra, các tiếp điểm tác
động của CTU, TON.
Các tín hiệu gởi ra (Output): Trạng thái của bit trung gian (bit C) Đây là
một thủ tục (Procedure), có tác dụng chuyển trạng thái của tiếp điểm có địa chỉ
(Address) được ấn định trước vào bit nhớ trung gian. Lúc này bit trung gian
được thay đổi trạng thái.
Sử dụng tropic tiếp bit C là bit nhớ trung gian.
Địa chỉ (Address): 42H
6.3. Lệnh A (AND) :
AND: Lệnh này
lấy trạng thái trong bit
trung gian (bit C) để
thực hiện phép AND
20
21. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
với trạng thái của một tiếp điểm thường hở. Kết quả của phép AND được gởi
trở lại bit trung gian.
Input: Các tiếp điểm ngõ vào, ngõ ra, các tiếp điểm tác động của
CTU, TON.
Output: Trạng thái của bit trung gian.
Đây là một hàm ( Function ), có tác dụng AND trạng thái của tiếp điểm
có địa chỉ (Address ) được ấn định với trạng thái của bit trung gian.
Địa chỉ (Address ) : 42H
6.4. Lệnh AND NOT (AN).
AND NOT: Lệnh này lấy trạng thái trong bit trung gian (bit C) để thực
hiện phép AND với trạng thái của một tiếp điểm thườngkín. Kết quả của phép
AND NOT được gởi trở lại bit trung gian.
Input: Các tiếp điểm ngõ vào, ngõ ra, các tiếp điểm tác động của CTU,
TON.
Output: Trạng thái của bit trung gian.
21
22. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Đây là một hàm ( Function), có tác dụng AND trạng thái được nghịch đảo
(AND NOT) của tiếp điểm có địa chỉ (Address) xác định với trạng thái của bit
trung gian.
Sử dụng rực tiếp bit C làm bit trung gian.
Địa chỉ (Address) : 42H
6.5. Lệnh OR (O).
OR:Lệnh này lấy trạng thái trong bit trung gian (bit C) để thực hiện phép
OR với trạng thái của một tiếp điểm thường hở. Kết quả của phép OR được gởi
trở lại bit trung gian.
Input: Các tiếp điểm ngõ vào, ngõ ra, các tiếp điểm tác động của CTU,
TON.
Output: Trạng thái của bit nhớ trung gian.
Đây là một hàm ( Function ), có tác dụng OR trạng thái của tiếp điểm có
địa chỉ (Address ) xát định với trạng thái của bit trung gian.
Sử dụng trực tiếp bit C làm bit trung gian.
22
23. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Địa chỉ (Address ) : 42H
6.6.Lệnh or not (on).
OR NOT:Lệnh này lấy trạng thái trong bit trung gian (bit C ) để thực
hiện phép OR NOTvới trạng thái của một tiếp điểm thường đóng. Kết quả của
phép OR được gởi trở lại bit trung gian.
Input: Các tiếp điểm ngõ vào, ngõ ra, các tiếp điểm tác động của CTU,
TON.
Output: Trạng thái của bit nhớ trung gian.
Đây là một hàm ( Function ), có tác dụng OR NOT trạng thái của tiếp
điểm có địa chỉ (Address ) xát định với trạng thái của bit trung gian.
Sử dụng trực tiếp bit C làm bit trung gian. OR NOT
Địa chỉ (Address ) : 421H
23
24. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
6.7. Lệnh OUT (=).
OUT:Lệnh này dùng để tải trạng thái của ô nhớ trung gian đến một bit
nhớ có địa chỉ (Address ) định sẵn.
Input: Trạng thái trong ô nhớ trung gian
Output: Các tiếp điểm ngõ ra, các trạng thái của lệnh dùng để SET và
RESET.
Đây là một thủ tục (Procedure) có tác dụng chuyển trạng thái của bit nhớ
trung gian (bit C), hoặc dùng tác động đến các trang thái SET hoặc RESET.
Chủ yếu tác động đến trạng thái ngõ ra (Cổng ra : Output) của PLC.
Địa chỉ (Address ) : 42H
24
25. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
II. GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300.
2. Cấu trúc PLC S7 - 300
2.1 Tổng quan
PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau:
- CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM,
314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2,
- Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng /số: SM321, SM322,
SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374.
- Module chức năng FM.
- Module truyền thông CP.
- Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác, dòng
2A, 5A, 10A.
- Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365
Các module được gắn trên thanh rây như hình dưới, tối đa 8 module
SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack, kết nối với nhau qua bus
connector gắn ở mặt sau của module. Mỗi module được gán một số slot tính từ
trái sang phải, module nguồn là slot 1, module CPU slot 2, module kế mang số
4…
Nếu có nhiều module thì bố trí thành nhiều rack (trừ CPU312IFM và
CPU313 chỉ có một rack), CPU ở rack 0, slot 2, kế đó là module phát IM360,
slot 3, có nhiệm vụ kết nối rack 0 với các rack 1, 2, 3, trên mỗi rack này có
module kết nối thu IM361, bên phải mỗi module IM là các module SM/FM/CP.
25
26. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Cáp nối hai module IM dài tối đa 10m. Các module được đánh số theo slot và
dùng làm cơ sở để đặt địa chỉ đầu cho các module ngõ vào ra tín hiệu. Đối với
CPU 315-2DP, 316-2DP, 318-2 có thể gán địa chỉ tùy ý cho các module.
Mỗi địa chỉ tương ứng với một byte. Với các module số địa chỉ một ngõ
vào hay ra là x.y, x là địa chỉ byte, y có giá trị từ 0 đến 7. Ví dụ module SM321
DI 32 có 32 ngõ vào gắn kế CPU slot 4 có địa chỉ là I0.y, I1.y, I2.y, I3.y, I là ký
26
27. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
hiệu chỉ ngõ vào số. Module analog có địa chỉ theo word, ví dụ module SM332
AO4 có 4 ngõ ra analog gắn ở slot 5 rack 1 có địa chỉ PQW400, PQW402,
PQW404, PQW406, ngõ ra số có ký hiệu là Q còn ngõ vào analog ký hiệu là
PIW.
Các CPU 312IFM, 314 IFM, 31xC có tích hợp sẵn một số module mở
rộng
- CPU 312IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7, I125.1; 6
ngõ ra số Q124.0…Q124.5.
- CPU 313C: 24 DI I124.0..126.7, 16DO Q124.0..125.7, 5 ngõ vào
tương đồng AI địa chỉ 752..761, hai ngõ ra AO 752..755
- CPU 314IFM: 20 ngõ vào số I124.0 … I126.3; 16 ngõ ra số Q124.0
… Q125.7; 4 ngõ vào tương đồng PIW128, PIW130, PIW132, PIW134; một
ngõ ra tương đồng PQW128.
2.2 Module CPU
Các module CPU khác nhau theo hình dạng chức năng, vận tốc xử lý
lệnh. Loại 312IFM, 314IFM không có thẻ nhớ. Loại 312IFM, 313 không có pin
nuôi. Loại 315-2DP, 316-2DP, 318-2 có cổng truyền thông DP. Các đèn báo có
ý nghĩa sau:
SF ... (đỏ) ... lỗi phần cứng hay mềm,
BATF ... (đỏ) ... lỗi pin nuôi,
DC5V ... (lá cây) ... nguồn 5V bình thường,
FRCE ... (vàng ) ... force request tích cực
RUN ... (lá cây) ... CPU mode RUN ; LED chớp lúc start-up w. 1 Hz;
mode HALT w. 0.5 Hz
STOP mode ...(vàng)...CPU mode STOP hay HALT hay start-up; LED
chớp khi memory reset request
BUSF ... (đỏ) ... lỗi phần cứng hay phần mềm ở giao diện PROFIBUS
27
28. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Khóa mode có 4 vị trí:
RUN-P chế độ lập trình và chạy
RUN chế độ chạy chương trình
STOP ngừng chạy chương trình
MRES reset bộ nhớ.
Thẻ nhớ có thể có dung lượng từ 16KB đến 4MB, chứa chương trình từ
PLC chuyển qua và chuyển chương trình ngược trở lại cho CPU.
Pin nuôi giúp nuôi chương trình và dữ liệu khi bị mất nguồn (tối đa 1
năm), ngoài ra còn nuôi đồng hồ thời gian thực. Với loại CPU không có pin
nuôi thi cũng có một phần vùng nhớ được duy trì.
Thông qua cổng truyền thông MPI (MultiPoint Interface) có thể nối : máy
tính lập trình, màn hình OP (Operator panel) , các PLC có cổng MPI (S7-300,
M7-300, S7-400, M7-400, C7-6xx), S7-200, vận tốc truyền đến 187.5kbps
28
29. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
(12Mbps với CPU 318-2, 10.2 kbps với S7-200) . Cổng Profibus –DP nối các
thiết bị trên theo mạng Profibus với vận tốc truyền lên đến 12Mbps.
* Các vùng nhớ của PLC
Vùng nhớ chương trình (load memory) chứa chương trình người dùng
(không chứa địa chỉ ký hiệu và chú thích) có thể là RAM hay EEPROM trong
CPU hay trên trên thẻ nhớ.
Vùng nhớ làm việc (working memory) là RAM, chứa chương trình do
vùng nhớ chương trình chuyển qua; chỉ các phần chương trình cần thiết mới
được chuyển qua, phần nào không cần ở lại vùng nhớ chương trình , ví dụ block
header, data block
Vùng nhớ hệ thống (system memory) phục vụ cho chương trình người
dùng, bao gồm timer , counter, vùng nhớ dữ liệu M, bộ nhớ đệm xuất nhập…
Trên CPU 312IFM và 314 IFM vùng nhớ chương trình là RAM và EEPROM;
các CPU khác có pin nuôi, vùng nhớ chương trình là RAM và thẻ nhớ. Khi mất
nguồn hay ở chế độ MRES ( reset bộ nhớ) RAM sẽ bị xóa. Một số vùng nhớ của
RAM ( timer, counter, vùng nhớ M, khối dữ liệu..) có thể khai báo là lưu giữ
(retentive) bằng phần mềm S7 để chuyển các vùng này sang bộ nhớ lưu giữ
(NVRAM non volative ) dù không có pin nuôi, kích thước cụ thể tùy loại CPU.
3. Module IM
Module IM360 gắn ở rack 0
kế CPU dùng để ghép nối với
module IM361 đặt ở các rack 1, 2,
3 giúp kết nối các module mở rộng
với CPU khi số module lớn hơn 8.
Cáp nối giữa hai rack là loại 368.
Trong trường hợp chỉ có hai
rack, ta dùng loại IM365.
29
30. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
4. Module tín hiệu
Module vào số có các loại sau:
- SM 321; DI 32 _ 24 VDC
- SM 321; DI 16 _ 24 VDC
- SM 321; DI 16 _ 120 VAC, 4*4 nhóm
- SM 321; DI 8 _ 120/230 VAC, 2*4 nhóm
- SM 321; DI 32 _ 120 VAC 8*4 nhóm
Module ra số:
- SM 322; DO 32 _ 24 VDC/0.5 A, 8*4 nhóm
- SM 322; DO 16 _ 24 VDC/0.5 A, 8*2 nhóm
- SM 322; DO 8 _ 24 VDC/2 A, 4*2 nhóm
- SM 322; DO 16 _ 120 VAC/1 A, 8*2 nhóm
- SM 322; DO 8 _ 120/230 VAC/2 A, 4*2 nhóm
- SM 322; DO 32_ 120 VAC/1.0 A, 8*4 nhóm
- SM 322; DO 16 _ 120 VAC ReLay, 8*2 nhóm
- SM 322; DO 8 _ 230 VAC Relay, 4*2 nhóm
- SM 322; DO 8 _ 230 VAC/5A Relay,1*8 nhóm
Module vào/ ra
- SM 323; DI 16/DO 16 _ 24 VDC/0.5 A
- SM 323; DI 8/DO 8 _ 24 VDC/0.5 A
Module Analog in
Module analog in có nhiều ngõ vào, dùng để đo điện áp, dòng điện, điện
trở ba dây, bốn dây, nhiệt độ. Có nhiều tầm đo, độ phân giải, thời gian chuyển
đổi khác nhau. Cài đặt thông số hoạt động cho module bằng phần mềm S7-
Simatic 300 Station – Hardware và/hoặc chương trình người dùng sử dụng hàm
SFC 55, 56, 57 phù hợp (xem mục ) và/hoặc cài đặt nhờ mo±dulle tầm đo
(measuring range module) gắn trên module SM. Kết quả chuyển đổi là số nhị
phân phụ hai với bit MSB là bit dấu.
30
31. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
- SM331 AI 2*12 : module chuyển đổi hai kênh vi sai áp hoặc dòng,
hoặc một kênh điện trở 2/3/4 dây, dùng phương pháp tích phân, thời gian
chuyển đổi từ 5ms đến 100ms, độ phân giải 9, 12, 14 bit + dấu, các tầm đo như
sau: ±80 mV; ±250 mV; ± 500 mV; ±1000 mV; ± 2.5 V; ± 5 V;1 .. 5 V; ± 10
V; ± 3.2 mA; ± 10 mA; ± 20 mA; 0 .. 20 mA; 4 ..20 mA. Điện trở 150 Ω; 300
Ω; 600 Ω; Đo nhiệy độ dùng cặp nhiệt E, N, J, K, L, nhiệt kế điện trở Pt 100,
Ni 100. Các thông số mặc định đã được cài sẵn trên module, kết hợp với đặt vị
trí của module tầm đo (bốn vị trí A, B, C, D) nếu không cần thay đổi thì có thể
sử dụng ngay.
- SM331, AI 8*12 bit , 8 kênh vi sai chia làm hai nhóm, độ phân giải 9
(12, 14 ) bit + dấu
- SM331, AI 8*16 bit , 8 kênh vi sai chia làm 2 nhóm , độ phân giải 15
bit + dấu
Module Analog Out:
Cung cấp áp hay dòng phụ thuộc số nhị phân phụ hai
- SM332 AO 4*12 bit: 4 ngõ ra dòng hay áp độ phân giải 12 bit, thời gian
chuyển đổi 0.8 ms .
- SM332 AO 2*12 bit
- SM332 AO 4*16 bit
Module Analog In/Out
- SM 334; AI 4/AO 2 * 8 Bit
- SM334; AI 4/AO 2* 12 Bit
Module chức năng FM:
- FM350-1 : đếm xung một kênh.
- FM350-2 : đếm xung tám kênh.
- FM351, 353, 354, 357-2 : điều khiển định vị.
- FM352: bộ điều khiển cam điện tử.
- FM355: bộ điều khiển hệ kín.
31
32. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CHƯƠNG II
MÔ TẢ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Ngày nay tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng đời sống và
công nghiệp, tự động hóa đa phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của
lý thuyết điều khiển tự động, tiến bộ của ngành điện tử, tin học… Chính vì vậy
mà nhiều hệ thống điều khiển ra đời và được ứng dụng vào hầu hết các khâu,
các nghành sản xuất công nghiệp.
Hệ thống tự động cấp phôi cho máy công cụ phục vụ bởi một rôbốt công
nghiệp là một khâu trong công nghành công nghiệp chế tạo.
Quá trình là Rôbốt cấp phôi vào máy CNC và lấy chi tiết từ máy CNC ra
băng tải. Khi phôi chạy trên băng tải, chạm vào cảm biến tiếp xúc MS1, cảm
biến mã vạch sẽ quét để nhận dạng phôi. Nếu đúng chi tiết yêu cầu, tấm chắn sẽ
được đẩy ra để dừng phôi lại. Rô bốt sẽ kẹp phôi và gá vào máy CNC nếu máy
đang ở trạng thái không làm việc. Ngược lại, rôbốt phải chờ để tháo chi tiết đã
gia công xong từ máy CNC ra băng tải.
32
33. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
I . MẠCH ĐỘNG LỰC
Trong đó:
+ Ap : Aptomat nguồn.
+ K1 : Cuộn hút điều khiển ĐC1.
+ KT2 : Cuộn hút điều khiển ĐC2 quay thuận.
+ KN2 : Cuộn hút điều khiển ĐC2 quay nghịch.
+ KT3 : Cuộn hút điều khiển ĐC3 quay thuận.
+ KN3 : Cuộn hút điều khiển ĐC3 quay nghịch.
+ K4 : Cuộn hút điều khiển ĐC4.
+ ĐC1 : Động cơ băng tải.
+ ĐC2 : Động cơ tấm chắn R4.
33
34. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
+ ĐC3 : Động cơ Robot.
+ ĐC4 : Động cơ máy CNC.
.
34
35. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CHƯƠNG IV
LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN BẰNG PLC S7-300
I. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT.
35
36. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
II. XÁC ĐỊNH THIẾT BỊ VÀO RA
III. KẾT NỐI PHẦN CỨNG VỚI PLC
36
37. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
III. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7 – 300.
1. Chương trình lập trình.
37
42. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
2. Nguyên lý hoạt động.
- Network 1.
Ấn nút khởi động ON “I0.0” cấp nguồn cho hệ thống, đồng thời khởi
động băng tải hoạt động.
- Network 2.
Khi xuất hiện phôi cảm biến tiếp xúc “MS1” sẽ nhận biết báo tín hiệu
phôi đến,khi phôi qua cảm biến mã vạch “ C1” cảm biến sẽ quét nhận dạng
phôi.
- Network 3.
Nếu phôi đạt yêu cầu (phôi tốt) “I1.0” núc này tấm chắn sẽ được đẩy
xuống chắn phôi lại,đồng thời Reset băng tải ngừng hoạt động.
- Network 4.
Khi tấm chắn được đẩy ra trong vòng 2s (sử dụng Timer S_ODT) sau 2s
sẽ Reset động cơ đẩy tấm chắn và cấp tín hiêu cho Rôbốt gá lắp phôi “Q0.2”.
42
43. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
Thời gian để Rôbốt gá lắp phôi là 5s được đặt bởi Timer T2 “S_ODTS” sau 5s
Timer T2 cấp điện để Reset rôbốt gá lắp phôi.
- Network 5.
Khi rôbốt gá phôi ra thì đồng thời cũng cấp tín hiệu để Set băng tải tiếp
tục hoạt động để cấp phôi tiếp theo. Đồng thời cấp tín hiệu “Q0.5” cho động cơ
kéo tấm chắn về.
- Network 6.
Khi T2 có tín hiệu cũng là lúc Rôbốt cấp phôi xong cho máy CNC và
máy CNC bắt đầu hoạt động. Thời gian để máy CNC gia công phôi thành chi
tiết được đặt bởi Timer T3 “S_ODTS”
- Network 7.
Sau 15s Timer T3 có tín hiệu báo máy CNC đã gia công xong chi tiết
đồng thời cấp tín hiệu Reset máy CNC ngừng hoạt động. Cấp tín hiệu cho
Rôbốt gắp chi tiết đặt vào băng tải “Q0.3”.Thời gian để Rôbốt hoàn thành giai
đoạn cuối của quá trình mất 10s được đặt bởi Timer T4
- Network 8.
Sau 10s đó của Timer T4 nếu lại có phôi tốt xuất hiện cảm biến tiếp xúc
MS1 và cảm biến mã vạch C1 có tín hiệu núc này rô bốt tiếp tục lặp lại quá
trình như trên. Rôbốt gắp phôi vào máy CNC và đợi máy CNC gia công xong
Gắp chi tiết vào băng tải.
- Network 9.
Nếu trong khi máy CNC đang hoạt động “C3” có tín hiệu phôi tốt thì
rôbốt cũng không được gắp và cả khi rô bốt đang gắp chi tiết từ máy CNC vào
băng tải.
- Network 10.
Để Reset hệ thống ngừng hoạt động ta ấn nút OFF “I0.7”.
43
44. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
CHƯƠNG V
DOWNLOAD CHỨNG MINH TRÊN PLC SIM-VIEW
I. XÁC ĐỊNH THIẾT BỊ VÀO RA
1. Thiết bị CPU.
2. Thiết bị đầu vào (In).
3. Thiết bị đầu ra (Out).
4. Các thiết bị thời gian (Timer).
44
45. ®å ¸n ®iÖn tù ®éng hãa
II. QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG.
Ấn nút khởi động hệ thống “I0.0” cung cấp điện cho hệ thống đồng thời cấp
điện cho băng tải Q0.0 có tín hiệu.
Khi cảm biến tiếp xúc có tín hiệu "I0.1=1” và đồng thời núc này cảm biến mã
vạch “i0.2” có tín hiệu
45