Mô hình đo chiều dài và sắp xếp vật liệu được dùng để mô phỏng việc sắp xếp các thanh gỗ có chiều dài ngắn khác nhau trên băng tải vào các thùng khác nhau.
Hệ thống có thể hoạt động ở hai chế độ: tự động và tay
* Chế độ tự động:
Khi đèn báo sáng báo hệ thống sẵn sàng làm việc. Nhấn nút “khởi động”, đèn báo tắt, tín hiệu khởi động được đưa ra. Các thanh gỗ đơn được đặt lên băng tải và băng tải chuyển động.
Chiều dài thanh gỗ được xác nhận bởi các cảm biến:
Cảm biển B1 tác động tương ứng gỗ ngắn
Cảm biển B1 và B2 tác động tương ứng gỗ trung bình
Cảm biển B2, B2 và B3 tác động tương ứng gỗ dài
Khi gỗ ngắn đến cảm biến B7 thì “Tay gạt 1” sẽ đẩy thanh gỗ này vào thùng 1. Khi gỗ trung bình đến cảm biến B8 thì “Tay gạt 2” sẽ đẩy thanh gỗ này vào thùng 2. Gỗ dài thì được di chuyển tiếp tục đến khâu xử lý kế tiếp. Tay gạt 1 và 2 được sử dụng bằng khí nén, điều khiển khoảng 1s và sau đó trở về vị trí cơ bản của nó.
Sau khi sắp xếp thành công thì thiết bị tự động phát tín hiệu khởi động tiếp theo và băng tải tiếp tục vận chuyển gỗ.
* Chế độ tay:
Ở chế độ này, mỗi thanh gỗ được xử lý xong thì yêu cầu khởi động lại hệ thống bằng tay. Tín hiệu khởi động chỉ được phép xử lý nếu việc điều khiển trước đây được báo bằng đèn. Ngay sau khi sắp xếp thành công thì đèn báo lại
sáng.
Tay gạt I và II được điều khiển bằng tay từ nút nhấn điều khiển.
Ghi chú: Đây chỉ là một khâu sắp xếp gỗ, và gỗ được đặt vào băng tải nhờ vào nút ấn khởi động. Điều này có nghĩa là nút ấn khởi động vừa đóng vai trò khởi động, vừa là nơi cung cấp gỗ cho băng tải.
Viết chương trình, kết nối và kiểm tra hoạt động theo hai cách:
- Điều khiển dùng tổ hợp logic
- Điều khiển trình tự
76 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 62 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình PLC cơ bản (Trình độ: Trung cấp)- Trường Cao đẳng Nghề Kỹ thuật Công nghệ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
rình con được lập trình sẵn bởi nhà sản xuất. Như vậy,
18
chương trình con sẽ được thực hiện tự động vào cuối chu kỳ quét hiện hành và
đầu chu kỳ kế tiếp . Do đó , trạng thái của các ngõ vào/ra được cập nhật.
Lưu ý rằng, do chương trình con cập nhật trạng thái được thực hiện tại một
thời điểm xác định của chu kỳ quét, trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra không
thay đổi trong chu kỳ quét hiện hành. Neu một ngõ vào có trạng thái thay đổi
sau sự thực thi chương trình con hệ thống, trạng thái đó sẽ không được nhận biết
cho đến quá trình c ập nhật kế tiếp xảy ra.
Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được sử
dụng , thường l à vài m s . Thời g i an thực thi c hương trình ( chu kỳ quét) phụ
thuộ c vào độ lớn chương trình điều khiển. Thời giant hi hành một lean cơ bản
(một bước) là 0,08 p s đến 0 . 1 p s tùy loại PL c, nên chương trình c ó độ lớn 1
K bước (1000 bước) c ó chu kỳ quét là 0 , 8 m s đen 1 m s . Tuy nhiên, chuông
trình điều khiển thường ít hôn 1 000 bước , kho ảng 500 bước trở lại.
1.3. Cấu trúc của PLC FX3U
Do nhu cầu sử dụng ngày càng cao PLC trong công nghiệp nên nhà sản
xuất đã nghiên cứu chế tạo nhiều họ PLC đáp ứng cho nhu cầu nhiều nhiệm vụ
điều khiển với các dạng và qui mô khác nhau. Các PLC đuợc chế tạo đuợc chế
tạo dục trên nhiều đặc trung nhu nguồn cấp điện, dạng điện áp ngõ vào, dạng
ngõ ra, bộ xử lý, ngôn ngữ lập trình, tập lệnh khả năng xử lý số lệnh, khả năng
xử lý tốc độ cao, khả năng m ở rộng với module vào/ra và m oul chức năng
chuyê n dùng, khả năng no i mạng.
FX có nhiều loại phiên bản khác nhau tùy thuộc vào bộ nguồn hay c ông
nghệ của ng õ ra . T a c ó thể lụa chọn b ộ nguồn cung c ấp 100 - 220 V AC, 24
V DC hay 12 - 24 V DC , ng õ ra là relay ho ặc transi stor.
Series I/O L 0 ại
Số
nguồn
vào
Số
nguồn
ra
Ngu ồn Loại nguồn ra
FX3U
16 FX3U-16MO-OO 8 8
32
FX3U -32MO-
OO
16 16
24 V DC hay 100-
240 V AC
Transistor hoặc
relay
48
FX3U -48MO-
OO
24 24
64
FX3U -64MO-
OO
32 32
80 FX3U -80MD-00 40 40
128 FX3U -128MO-
OO
64 64 100-240
VAC
Transistor hoặc
relay
1.4. Phương pháp lập trình.
19
- Phương pháp giản đồ thang (Ladder Logic, kí hiệu là LAD)
- Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List, ký hiệu là STL)
- Phương pháp sơ đồ khối chức năng (Funtion Block Diagram)
* Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Những
thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều
khiển dùng rơle. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn
lệnh logic như sau:
- Tiếp điểm: là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rowle. Các tiếp
điểm đó có thể là thường đóng hay thường mở
- Cuộn dây (coil): là biểu tượng mô tả relay được mắc theo chiều dòng điện
cung cấp cho relay.
- Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dọng
điện chay đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là bộ thời
gian (timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp mắc
phải đúng chiều dòng điện.
- Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành các mạch hoàn thiện, đi từ đường
nguồn bên trái đến đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây nóng,
đường nguồn bên phải là dây trung hòa (neutral) hay là đường trở về nguồn cung
cấp,
* Định nghĩa về STL: Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện
chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình,
kết cả những câu lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC.
Định nghĩa về ngăn xếp logic(logic stack):
Bảng 1. Định nghĩa về ngăn xếp.
S0 Stack 0 - bit đầu tiên hay bit cuối cùng của ngăn xếp
S1 Stack 1 - bit thứ hai của ngăn xếp
S2 Stack 2 - bit thứ ba của ngăn xếp
S3 Stack 3 - bit thứ tư của ngăn xếp
S4 Stack 4 - bit thứ năm của ngăn xếp
20
S5 Stack 5 - bit thứ sáu của ngăn xếp
S6 Stack 6 - bit thứ bảy của ngăn xếp
S7 Stack 7 - bit thứ tám của ngăn xếp
S8 Stack 8 - bit thứ chín của ngăn xếp
Để tạo ra được một chương trình dạng STL, người lập trình phải hiểu rõ phương
thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7-200. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9
bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc
với bít đầu tiên hoặc bít đầu và thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể
được gửi (hoặc được nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bít đầu tiên của
ngăn xếp được biểu diễn trong hình bên.
* Định nghĩa về FBD: Phương pháp sơ đồ khối sử dụng các “Khối” cho từng
chức năng. Ký tự trong hộp cho biết chức năng (ví dụ kí tự là phép toán logic
AND). Ngôn ngữ lập trình này có ưu điểm là 1 người không chuyên lập trình
như một kỹ thuật viên công nghệ cũng có thể sử dụng phương pháp soạn thảo
này.
2. Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi
Khối vào ra 1à mạch giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC với các mạch
công suất bên ngoài kích hoạt các cơ cấu tác động: thực hiện sự chuyển đổi các
mức điện áp tín hiệu và cách ly. Tuy nhiên khối vào/ra cho phép PLC kết nối
trục tiếp với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ, khỏng 2A trở xuống, không
cần các mạch trung gian hay relay trung gian.
Tất cả các ngõ vào/ra đếu đuợc cách ly với các tính hiệu điều khiển bên
ngoài b ang mạch c ách 1y quang (opto -isolator) trên khối vào ra . Mạch c ách
1y quang dùng một dio de phát quang và một transi stor quang gọi 1à bộ opto-
coupler . Mạch này cho phép các tín hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện
áp cao xuống mức tín hiệu chuẩn. Mạch này có tác dụng chống nhiễu khi
chuyển contact và bảo vệ quá áp từ nguồn cấp điện thuờng 1 ên đến 1 500V .
2.1. Kết n ổi ngõ vào.
a. Ngõ vào V DC.
21
1. Nguồn cung cấp
2. Cảm biến PNP ( NPN)
3. Contact
4. MPU (main processing unit)
5. Khối mở rộng
6. Đầu nối bus mở rộng ( trên PLC)
7. Đầu nối Bus mở rộng ( trên module
mở rộng)
Kết nối ngõ vào kiểu Tranzitor NPN
Kết nối với Diode.
Không nối hơn 2 LED nối tiếp . Điện áp rồi trên diod tối đa 4V .
22
1. Nguỗn cung cấp
2. Contacst.
3. MPU ( main processing unit)
4. Khối mở rộng.
2.2. Kết nối ngõ ra.
Ngõ ra dùng relay ( dùng điện áp xoay chiều - đáp ứng chậm)
1. Nguồn xoay chiều
2. Cầu chì
3. Vansolenoid
6. Contactor
7. Bộ chống nhiễu
8. Nguồn nuôi
23
4. Đèn sợi đốt
5. Đèn neon
9. Diode ghim áp
3. Cài đặt và sử dụng phần mềm Step 7 – Micro/win ,Gx-Developer
3.1. Những yêu cầu đối với máy tính PC:
- Tối thiểu phải có 6640 Kbyte RAM (với 500kB bộ nhớ còn trống).
- Màn hình 24 dòng, 80 cột ở chế độ văn bản.
- Còn 2Mbyte trống trong ổ đĩa cứng.
- Có hệ điều hành MS-DOS ver 5.0 hoặc cao hơn.
- Bộ chuyển đổi RS 232 –RS 485 phục vụ ghép nối truyền thông trực tiếp
giữa PC và PLC
Truyền thông giữa Step 7 – Micro/win với CPU s7-200 qua cổng truyền
thông ở phía đáy của PLC. Sử dụng cáp có bộ chuyển đổi RS232-RS485, được
gọi là cáp PC/PPI, để nối với máy tính tạo thành mạch truyền thông trực tiếp.
Cắm một đầu của cáp PC/PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC, còn
đầu kia nối với cổng truyền thông nối tiếp RS232 của máy PC. Nếu máy PC có
cổng truyền thông nối tiếp RS232 với 25 chân , thì phải qua bộ chuyển đổi chân.
3.2. Cài đặt phần mềm lập trình SEP 7-Micro/win 32, Gx-Developer.
Sau khi kiểm tra bộ nhớ, ổ cứng hoàn toàn có đủ khả năng để cài phần
mềm STEP 7 –Micro/win vào ổ cứng, thì lần lượt tiến hành các bước:
1/ Chèn đĩa CD vào ổ CD máy tính.
2/ Kích chuột vào nút start để mở menu Window
3/ Kích chuột vào mục Run của menu
4/ Nếu cài đặt từ:
+ Disk A: Trong hộp thoại Run, gõ a:\setup và enter
+ CD: Trong hộp thoại Run, gõ e:\setup và enter
5/ Sau đó sẽ nhận được các chỉ dẫn thao tác tiếp theo trên màn hình
24
6/ Khi kết thúc việc cài đặt, hộp thoại setup PG/PC Interface tự động
xuất hiện. Kích Cancle để trở về cửa sổ chính của step 7 Micro/win, GX
Developer
Sau khi cài đặt xong có thể bắt đầu soạn thảo chương trình bằng cách nhấp
đúp vào biểu tượng của phần mềm để làm việc với giao diện trên màn hình.
25
BÀI 2: CÁC LỆNH CƠ BẢN PLC
Mã bài: MĐ20-03
Mục tiêu:
- Trình bày được các chức năng của các lệnh tiếp điểm và lệnh đầu ra, Lệnh
lấy sườn xung tín hiệu đầu vào, Lệnh Set, Reset,Timer,counter.
- Ứng dụng linh hoạt các chức năng của các lệnh tiếp điểm và lệnh đầu ra,
Lệnh lấy sườn xung tín hiệu đầu vào, Lệnh Set, Reset, Timer,counter trong các
bài toán thực tế Lập trình, kết nối, chạy thử...
- Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động và sáng tạo
Nội dung chính:
1. Các lệnh tiếp điểm và lệnh đầu ra (LD, LDI, OUT)
1.1. Lệnh LOAD.
Lệnh gợi
nhớ
Ký hiệu Chức năng Thiết bị
Số bước
chương trình
LD
Khởi tạo contact
logic loại NO
X, Y, T, C,
M, S
1
Lệnh LD dùng để đặt một contact logic thường mở (NO) vào chương
trình. Trong chương trình dạng Instruction, lệnh LD luôn xuất hiện ở vị trí đầu
tiên ở một dòng chương trình hoặc mở đầu cho một khối logic. Trong chương
trình dạng Ladder, lệnh LD thể hiện contact logic thường mở đầu tiên nối trực
tiếp vào đường bus bên trái của một nhánh chương trình hay contact thường mở
đầu tiên của một khối logic.
1.2. Lệnh LOAD INVERSE ( Lệnh LDI)
Lệnh gợi
nhớ
Ký hiệu Chức năng Thiết bị
Số bước
chương trình
LDI
Khởi tạo contact
logic loại NC
X, Y, T, C,
M, S
1
Lệnh LDI dùng để đặt một contact logic thường đóng (NC) vào chương trình.
Trong chương trình dạng Instruction, lệnh LDI luôn xuất hiện ở vị trí đầu tiên ở
một dòng chương trình hoặc mở đầu cho một khối logic. Trong chương trình
dạng Ladder, lệnh LDI thể hiện contact logic thường đóng đầu tiên nối trực tiếp
26
vào đường bus bên trái của một nhánh chương trình hay contact thường đóng
đầu tiên của một khối logic.
1.3. Lệnh OUT.
Lệnh gợi
nhớ
Ký hiệu Chức năng Thiết bị Số bước
chương trình
OUT
Tác vụ logic cuối - loại
điều khiển cuộn dây.
Y, M, S 1
Lệnh OUT dùng để đặt một relay logic vào cuối chương trình. Trong
chương trình dạng Ladder, lệnh OUT được thực hiện khi điều kiện bên trái thỏa
mãn.
Chú ý:
• Lệnh OUT được nối trực tiếp với đường bus bên phải.
• Lệnh OUT không dùng để điều khiển thiết bị ngõ vào loại “X”
• Nhiều lệnh OUT có thể nối song song với nhau.
Ví dụ:
27
1.4.Các lệnh liên kết logic.
1.4.1. Lệnh AND và AND INVERSI ( ANI)
Lệnh gợi
nhớ
Dạng mẫu Chức năng Thiết bị Số bước
chương trình
AND
Nối tiếp các tiếp
điểm NO
X, Y, T, C,
M, S
1
ANI
Nối tiếp các tiếp
điểm NC
X, Y, T, C,
M, S
1
Ví Dụ:
Chú ý:
• Lệnh AND và ANI dùng để nối tiếp thêm một số contact. Có thể nối
nhiều chuỗi contact thành 1 chuỗi nối tiếp. Mặc dù không có giới hạn số contact
mắc song song hay nối tiếp, nhưng một số bảng điềi khiển lập trình màn hình và
máy in sẽ không thể nào hiển thị hoặc in chương trình nếu vượt quá giới hạn
phần cứng. Mỗi dòng hay mỗi nhánh chương trình ladder nên chứa tối đa là 10
contact và 1 cuộn dây. Số ngõ ra “follow-on” nên giới hạn tối đa là 24 (“follow-
on” là thêm 1 cuộn dây qua contact, lệnh OUT đầu là ngõ “follow-on”, ví dụ
trên OUT Y4).
1.4.2. Lệnh OR và OR INVERSI ( ORI)
Lệnh gợi
nhớ
Ký hiệu Chức năng Thiết bị Số bước
chương trình
OR
Nối song song
các contact NO
X, Y, T, C,
M, S
1
ORI
Nối song song
các contact NC
X, Y, T, C,
M, S
1
28
Ví Dụ:
- Lệnh OR, ORI được dùng để nối song song một contact.
- Một bên lệnh luôn nối với đầu bên trái.
1.4.3 Lệnh OR Block.
Lệnh gợi
nhớ
Ký hiệu Chức năng Thiết bị Số bước
chương trình
ORB
(Or Block)
Nối song song
nhiều contac
N/A 1
Ví dụ:
Chú ý:
• Lệnh ORB là lệnh độc lập, không kết hợp với bất kỳ thiết bị nào hay con
số nào.
• Lệnh ORB dùng để nối song song nhiều mạch contact (thường là các
khối nối tiếp) với các khối phía trước. Khối nối tiếp là các khối có nhiều contact
mắc nối tiếp hay dùng trong lệnh ANB.
29
• Để khai báo điểm bắt đầu của một khối dùng lệnh LD hay LDI. Sau một
khối nối tiếp nối nó vào khối trước bằng lệnh ORB.
• Khi dùng lệnh ORB theo khối, đảm bảo không dùng quá 8 lệnh LD hay
LDI.
• Không có giới hạn số mạch mắc song song khi dùng lệnh ORB trong mạch xử
lý tuần tự.
1.4.4. Lệnh AND Block.
Lệnh gợi nhớ Ký hiệu Chức năng Thiết bị
Số bước chương
trình
ANB
(And Block)
—
Nối tiếp các mạch
song song
N/A 1
Ví dụ:
Chú ý:
Lệnh ANB là lệnh độc lập và không kết hợp với bất kỳ thiết bị hay con số
nào.
• Lệnh ANB dùng để mắc nối tiếp nhiều mạch contact (thường là các khối
song song), với khối phía trước. Các khối song song là các khối có nhiều
contact nối song song nhau hay dùng trong lệnh ORB.
• Để khai báo điểm bắt đầu của một khối lệnh dùng LD hay LDI. Sau một
khối nối tiếp, nối nó vào khối trước bằng lệnh ANB.
• Khi dùng lệnh ANB theo khối, đảm bảo không dùng quá 8 lệnh LD hay
LDI.
30
• Không có giới hạn số mạch mắc song song khi dùng lệnh ANB trong
mạch xử lý tuần tự.
2. Lệnh lấy sườn xung tín hiệu đầu vào (PLS, PLF)
2.1. Lệnh sườn dương.
a, Ký Hiệu.
S7 - 200 FX 3U
LAD STL LAD STL
EU
LDP
b. Nguyên lý hoạt động.
LAD STL
Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép
dòng cung cấp thông mạch trong một
vòng quét khi sườn xung điều khiển
chuyển từ 0 lên 1
Lệnh nhận biết sự chuyển tiếp trạng
thái từ 0 lên 1 trong một vòng quét của
đỉnh ngăn xếp. Khi nhận được sự
chuyển tiếp như vậy đỉnh ngăn xếp sẽ
có giá trị bằng 1 trong 1 vòng quét.
C. Ví Dụ:
Nhập đoạn chương trình sau và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch.
2.2. Lệnh sườn âm.
a. Ký hiệu
S7 - 200 FX 3U
Y000 Y000
P
31
LAD STL LAD STL
ED
LDF
b. Nguyên lý hoạt động.
LAD STL
Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép
dòng cung cấp thông mạch trong một
vòng quét khi sườn xung điều khiển
chuyển từ 1 xuống 0
Lệnh nhận biết sự chuyển tiếp trạng
thái từ 1 xuống 0 trong một vòng quét
của đỉnh ngăn xếp. Khi nhận được sự
chuyển tiếp như vậy đỉnh ngăn xếp sẽ
có giá trị bằng 1 trong 1 vòng quét.
c. Bài tập.
1. Nhập đoạn chương trình sau và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch.
LAD STL
LDP X000
OUT Y000
LPF X001
OUT Y001
2. Nhập đoạn chương trình sau và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch.
LAD STL
LDP X000
OUT Y000
LPF X001
OUT Y001
Y000 X000
Y001
X001
Y000 X001 X000
Y001
X002 X003
N
32
3. Các lệnh ghi/xoá giá trị cho tiếp điểm
3.1. Mạch nhớ R_S:
Mạch nhớ là mạch có hai trạng thái ổn định và thông qua tín hiệu ngõ vào
mà trạng thái của nó thay đổi. Đối với mạch điều khiển dùng relay và contactor
ta có mạch tự duy trì. Còn trong PLC có khâu R-S (viết tắt của Reset và Set).
Mạch nhớ R-S là rất cần thiết trong kỹ thuật điều khiển. Nó được xem là
một chức năng cơ bản trong hầu hết các loại PLC và được chia thành hai loại
là: Ưu tiên SET và ưu tiên RESET.
3.2. Lệnh Set (S) và Reset (R)
3.2.1. Lệnh SET.
Lệnh SET là lệnh logic điều khiển dòng điện đóng các cuộn dây đầu ra. Khi
dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở tiếp điểm (
hoặc một dãy các tiếp điểm).
a. Ký hiệu
S7 - 200 FX3U
Ký Hiệu Vùng Nhớ Ký Hiệu Vùng Nhớ
S:
I,Q,M,SM,T,C,V
n(byte):
IB,QB,MB
n: Y,M,S,T,C
b. Mô tả:
Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S bít
3.2.2. Lệnh RESET. ( R)
Lệnh RESET là lệnh logic điều khiển dòng điện ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi
dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các cuộn dây mở tiếp điểm ( hoặc một dãy
các tiếp điểm).
SET n
S
n
33
a. Ký Hiệu:
S7 - 200 FX3U
Ký Hiệu Vùng Nhớ Ký Hiệu Vùng Nhớ
S:
I,Q,M,SM,T,C,V
n(byte):
IB,QB,MB
n:
Y,M,S,T,C,D
b. Mô tả:
Ngắt một mảng gồm n các tiếp điểm từ S bít
3.3. Các Ví Dụ ứng dụng bộ nhớ.
Bài 1: Viết chương trình điều khiển 2 đèn hoạt động theo yêu cầu sau.
- Ấn S1 đèn 1 sáng , Ấn S2 đèn 2 sáng ( đèn 2 sáng khí đèn 1 tắt)
- Ấn S3 đèn 1, đèn 2 tắt.
a. Xác lâp. Đầu vào/ra.
Xác lập đầu vào/ra
S7 - 200 FX 3U Chú thích
Ký hiệu Địa chỉ Địa chỉ
S1 I0.0 X000 Nút ấn thường mở
S2 I0.1 X001 Nút ấn thường đóng
S3 I0.2 X003 Nút ấn thường mở
Đ1 Q0.0 Y000 Đèn 1
Đ2 Q0.1 Y001 Đèn 2
b. Viết chương trình.
RST n R
n
34
S7 - 200 FX 3U
Bài 2: Khởi động ấn S1 thì K1 có điện. Khi ấn S2 thì K2 có điện. Khi ấn S3 cả
K1 và K2 mất điện. Khi có lỗi thì cả K1 và K2 có thể bị ngắt điện bằng cách
nhấn S4. Nút ấn S5 để phục hồi mạch, khi đó quá trình mới có thể được bắt đầu.
Yêu Cầu.
- Lập bảng xác định vào/ra
- Vẽ sơ đồ kết nối với PLC
- Viết chương trình và thử chương trình
Bài 3: Viết chương trình điều khiển 3 băng tải theo yêu cầu sau:
- Nhấn S1 thì băng tải 1 chạy.
- Nhấn S2 thì băng tải 2 chạy. Băng tải 2 chạy khi băng tải 1 chạy
Q0.0
R
1
Q0.1
s
1
Q0.1
R
1
Q0.0
s
1
I0.0
I0.1
I0.2 Q0.0
I0.1
I0.1
Y000
X001 X000
RST Y000
X001
Y001
X002 Q0.0
RST Y001
X001
35
- Nhấn S3 thì băng tải 3 chạy. Băng tải 3 chạy khi băng tải 2 chạy
- Nhấn S4 dừng cả ba băng tải dừng.
4. TIMER.
4.1. Khái niệm và phân loại.
a. khái niệm.
Bộ định thì (timer) được dùng để định thì các sự kiện. Bộ định thì trong PLC
được gọi là bộ định thì logic, vì nó là bộ trong PLC được tổ chức có tác dụng
như là bộ định thì vật lý. Số lượng bộ định thì có thể sử dụng tùy thuộc loại
PLC. Thực chất, bộ định thì được tổ chức trong bộ nhớ là một bộ đếm xung với
chu kỳ thay đổi, chu kỳ của xung tính bằng đơn vị mili giây được gọi là độ phân
giải. Ý nghĩa của độ phân giải là : bộ dịnh thì có độ phân giải cao sẽ định thì
được khoảng thời gian lớn, nhưng bộ định thì đó không định thì được khoảng
thời gian chính xác.
Bộ định thì ký hiệu là T và được đánh số thập phân, ví dụ : T0, T1, T200,
T250...
Tham số của bộ định thì là khoảng thời gian định thì. Tham số này có thể là
hằng số hoặc biến số, được nhập vào là số nguyên và đơn vị là 1 mili giây, 10
mili giây, 100 mili giây tùy độ phân giải bộ định thì sử dụng. Ví dụ :
T0 K20 :tham số là hằng số, thời gian định thì là 20 x 100 ms = 2000 ms = 2s
T200 D0 : tham số là biến D0, thời gian định thì là D0 x 10 ms
b. Phân loại.
Bộ định thì được phân loại theo độ phân giải
+ Bộ định thì độ phân giải 100 mili giây : khoảng thời gian định thì từ 0,1 đến
3276,7 giây
+ Bộ định thì độ phân giải 10 mili giây : khoảng thời gian định thì từ 0,01 đến
327,67 giây
+ Bộ định thì độ phân giải 1 mili giây : khoảng thời gian định thì từ 0,001 đến
32,767 giây
Thông thường bộ định thì sẽ đặt lại trạng thái ban đầu khi điều kiện kích hoạt
không thỏa. Một số bộ định thì có khả năng tự duy trì (chốt). Điều này có nghĩa
là ngay cả khi tín hiệu kích hoạt không còn thỏa mãn thì giá trị hiện hành
(khoảng thời gian đang được định thì) được lưu lại trong bộ nhớ, bộ nhớ
EEPROM. Những bộ định thì này cần được đặt lại (reset) bằng lệnh RST.
4.2. Cú pháp.
36
Txxx: Khai báo số hiệu timer
K: Hằng số
4.3. Độ Phân giải.
FX
Độ phân
giải
FX0(S) FX0N FX FX(2C) FX2N(C)
100ms 56
(T0-T55)
63
(T0-T62)
200
(T0-T199)
10ms 24
(T32-T55)
31
(T32-T65)
46
(T200-T245)
1ms N/A 1
(T63)
N/A
Rententive
1ms
N/A N/A 4
(T245-T249)
Rententive
100ms
N/A N/A 6
(T250- T255)
4.4. Nguyên lý hoạt động.
a. Timer không có nhớ.
Khai báo timer số hiệu Txx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ khi
đầu vào được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt
trước thì T-bit có giá trị logic bằng 1. Có thể reset timer kiểu TON bằng lệnh R
hoặc bằng giá trị logic 0 tại đầu vào .
b. Timer có nhớ.
TXXX K
37
Khai báo timer số hiệu xx kiểu TONR để tạo thời gian trễ tính từ khi bit đầu tiên
trong ngăn xếp có giá trị logic 1. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng
giá trị đặt trước k thì T-bit có giá trị logic bằng 1. Chỉ có thể reset timer kiểu
TONR bằng lệnh R cho T-bit.
Ví dụ 7: Cách khai báo và sử dụng sử dụng timer kiểu TON.
Khi ngõ vào (X000) =1 Timer Txx được kích , Nếu sau 10x100ms =1s
X0 vẫn giữ trạng thái thì bit T37 sẽ lên 1 ( Khi đó ( Y000) lên 1 ). Nếu (X000)
=1 không đủ thời gian 1S thì bit T37 sẽ không lên 1.
Ví dụ 8: Cách khai báo và sử dụng sử dụng timer kiểu TONR
Network 1
RST T250
X000
Y000
T250
T250 k50
X001
Network 2
Network 3
Network 2
Network 1
X000
Y000
T37
T37 k50
38
Ngõ vào (X000) có tác dụng kích thời gian cho Timer,khi ngõ (X000) =1
thời gian Timer được tính,khi (X000)=0 thời gian không bị Reset về 0.Khi đủ
thời gian thì Bit T1 sẽ lên 1. Thời gian Timer chỉ bị Reset khi có tín hiệu Reset
Timer ( tín hiệu từ ngõ I0.1 (X001))
3.3. Bài tập ứng dụng timer
Khởi động hệ thống băng tải gồm 3 động cơ:
Khi khởi động START thì động cơ 1 chạy, sau 3s thì tự động động cơ 2
chạy, tiếp theo 3s kể từ động cơ chạy. Tương ứng mỗi động cơ chạy thì có đèn
sáng.
Khi ấn STOP thì động cơ thứ 1 dừng trước, sau 5s thì tự động động cơ thứ
2 dừng và sau 5s thì tự động động cơ thứ 3 dừng hẳn.
Mạch động lực:
START
STOP
RN1
RN2
RN3
I0.0
I.01
I0.2
I0.3
I0.4
COM
OUT
Q0.2
Q0.1
Q0.0
COM
IN
RN1
K1
Ð1
RN2
K2
Ð2
RN3
K3
Ð3
+ -
24V
I N
M1
RN1
L1 L2 L3
CB1
K1
M1
L1 L2 L3
CB2
M1
L1 L2 L3
CB3
K2 K3
RN2 RN3
39
Bảng đầu vào/ra
Kí hiệu
Địa chỉ
Giải thích
S7 -200 FX 3U
START I0.0 X000 Nút ấn khởi động
STOP I0.1 X001 Nút ấn dừng
K1 Q0.0 Y000 Điều khiển động cơ 1
K2 Q0.1 Y001 Điều khiển động cơ 2
K3 Q0.2 Y002 Điều khiển động cơ 3
Chương trình viết bằng ngôn ngữ LAD ( S7 -200)
Chương trình viết bằng ngôn ngữ STL
40
Chương trình viết bằng ngôn ngữ LAD (FX 3U)
Network 1
Network 2
Network 3
Y000
T37 k30
Y001
T38 k30
X000
SET Y000
T37
SET Y001
Network 4
RSTY000
T38
SET Y002
X001
SET M000
M000
T39 k50
Network 5
Network 6
Network 7
41
Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Khi nhấn nút I0.0 ( X000)(START) ở Network 1 Q0.0 (Y000) có điện →
công tắc tơ K1 có điện, đóng tiếp điểm trên mạch động lực → động cơ 1 (M1)
kéo băng tải 1 chạy. Khi Q0.0 (Y000) có điện sẽ đóng tiếp điểm thường mở
Q0.0 (Y000) ở network 2, sau khoảng thời gian là 3s, T1 có điện → Q0.1
(Y001) có điện → công tắc tơ K2 có điện, đóng tiếp điểm K2 trên mạch động
lực → động cơ 2 chạy và tiếp điểm thường mở của T1 ở network 3 đóng lại, sau
khoảng thời gian 3s, T2 có điện → Q0.2 (Y002)có điện → công tắc tơ K3 có
điện, đóng tiếp điểm K3 trên mạch động lực → động 3 có điện kéo băng tải 3
chạy.
Khi ấn nút I0.1 (X001) ở network 1, Q0.0 (Y000) mất điện, công tắc tơ K1
mất điện, mở tiếp điểm K1 trên mạch động lực → M1 dừng, đồng thời đóng
điện cho T39. Sau 5s, ngắt điện động cơ 2 và đóng điện cho T40. Sau 5s dừng
động cơ 3.
5. Counter
5.1. Khái niệm và phân loại.
a. Khái niệm.
Bộ đếm (counter) được dùng để đếm các sự kiện. Bộ đếm trên PLC được gọi là
bộ đếm logic, vì nó bộ nhớ trong PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ đếm
vật lý. Số lượng bộ đếm có thể sử dụng tùy thuộc vào loại PLC.
Bộ đếm được ký hiệu là C và được đánh số thập phân, ví dụ : C0, C128, C235...
T40 k50
T39
RST Y001
T40
RST Y003
Network 8
Network 9
42
Tham số của bộ đếm là giá trị đếm của bộ đếm, nó có thể là hằng số hoặc tham
số. Ví dụ C0 K20 (tham số là hằng số), C128 D0 (tham số là biến số).
b.Phân loại.
Bộ đếm lên : nội dung bộ đếm tăng lên 1 khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm.
+ Bộ đếm xuống : nội dung bộ đếm giảm 1 khi có cạnh lên của xung kích bộ
đếm.
+ Bộ đếm lên - xuống : nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm 1, tùy thuộc cờ
chuyên dùng cho phép chiều đếm, khi có cạnh xung lên của xung kích bộ đếm.
Bộ đếm pha : bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay đếm xuống tùy thuộc vào sự lệch
pha của hai tín hiệu xung kích bộ đếm, thường dùng với encoder
+ Bộ đếm tốc độ cao : bộ đếm này đếm được xung kích có tần số cao, 20kHz
trở xuống tùy thuộc số lượng bộ đếm loại này được sử dụng đồng thời. Bộ đếm
loại này còn được chế tạo riêng trên module chuyên dùng. Khi đó tần số đếm có
thể đạt tới 50kHz.
Ngoài ra, các bộ đếm trên có thể là
+ Bộ đếm 16 bit :bộ đếm 16 thường là bộ đếm chuẩn. Bộ đếm này có thể đếm
được khoảng giá trị từ -32.768 đến +32.767.
+ Bộ đếm 32 bit : bộ đếm 32 bit có thể là bộ đếm chuẩn, nhưng nó thường là bộ
đếm tốc độ cao và bộ đếm tốc độ cao trên module chuyên dùng.
Khoảng đếm: -2.147.483.648 đến +2.147.483.647
+ Bộ đếm chốt : bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm,
ngay cả khi PLC không được cấp điện ; có nghĩa là khi PLC được cấp điện trở
lại, bộ đếm này có thể tiếp tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm trước đó.
5.2. Cú pháp.
Cxx : Khai báo số hiệu của counter
K: Hằng số.
5.3. Độ Phân giải.
Cxx k
43
PLC FX1S FX1N FX2N FX2NC
đếm lên 16
bit
16
(C0 – C15)
16
(C0 – C15)
100
(C0 – C99)
đếm lên 16
bit
Bộ đếm lên
16 bit được
chốt
16
(C16 – C31)
184
(C0 – C199)
100
(C100 –
C199)
Bộ đếm lên
16 bit được
chốt
Bộ đếm 2
chiều 32 bit
N/A 20
(C200 –
C219)
Bộ đếm 2 chiều 32 bit
Bộ đếm 2
chiều 32 bit
được chốt
N/A 15
(C220 –
C234)
Bộ đếm 2 chiều 32 bit được
chốt
6. Bài tập ứng dụng:
1, Sử dụng phương pháp mạch tự giữ để khởi động động cơ theo phương
pháp sao/tam giác.
2, Sử dụng các tập lệnh về bít để thực hiện khởi động tuần tự động cơ theo
thứ tự sau:
- Khi ấn start1: động cơ 1 khởi động, ấn stop1, động cơ 1 tắt.
- Khi động cơ 1 không đủ tải, nhấn start2, động cơ 2 sẽ hoạt động, nhấn stop2,
động cơ 2 tắt (khi đã dư tải).
- Tương tự cho động cơ 3 và 4 (sẽ được khởi động khi tải tương ứng không đủ)
Trong quá trình hoạt động gặp sự cố ta có thể nhấn nút dừng khẩn cấp để
dừng toàn bộ hệ thống.
3, Phát hiện chiều di chuyển của vật: Để phát hiện chiều di chuyển của vật,
ta phải sử dụng 2 sensor1,2 kế tiếp nhau.
- Trường hợp vật di chuyển theo chiều thuận: sensor 1 tác động rồi đến
sensor 2.
- Chiều ngược thì sensor tác động theo thứ tự ngược lại.
4, Điều khiển cho tín hiệu đèn tại các ngã tư giao thông với 2 chế độ ngày
và đêm.
5. Chương trình điều khiển máy trộn.
44
Trong hình dưới là sơ đồ bình trộn để tạo ra các màu khác nhau có 2 cảm biến:
Báo mức cao : I0.4
Báo mức thấp :I0.5
Đông cơ trộn điều khiển bởi Q0.2
Quá trình được thực hiện như sau: trước tiên bơm 2 loại sơn khác nhau vào
bình. Loại sơn thứ nhất được đưa vào bình máy bơm được điều khiển qua Q0.0.
Loại sơn thứ hai được đưa vào bình nhờ máy bơm thứ 2 được điều khiển qua
Q0.1. Sau khi dung dịch trong bình đạt mức cực đại (I0.4=1) thì dừng hai máy
bơm và băt đầu quá trình trộn, quá trình này được điều khiển bởi động cơ trộn
(Q0.2) và thời gina trộn cần thiết là 5s. Sau khi trộn xong, sản phẩm được đưa ra
để rót vào các hộp đựng sơn qua van (Q0.4) và máy bơm (Q0.5). Có thể tóm tắt
quá trình trộn như sau:
- Bước 1: Rót loại sơn thứ nhất và loại sơn thứ hai vào bình.
- Bước 2: Điều hành quá trình làm việc khi đạt mức cao (I0.4=1).
- Bước 3: Điều khiển động cơ trộn và thời gian trộn.
- Bước 4: Đưa sản phẩm ra khỏi bình trộn.
- Bước 5: Đếm số lần trộn. Nếu đã đủ 10 lần thì dừng sản xuất.
- Bước 6: Quay lại chế độ làm việc ở bước 1.
B¬m Q0.0 B¬m Q0.1
B¸o møc cao I0.4
B¸o møc thÊp I0.5
M¸y trén
Vam Q0.4 B¬m Q0.5
45
BÀI 3:CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC
Mã bài: MĐ20-04
Mục tiêu của bài
- Trình bày được các phép toán so sánh, các phép toán số.
- Vận dụng các bài toán vào thực tế: Lập trình, kết nối, chạy thử...
- Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động và sáng tạo
Nội dung chính
1.Lệnh dịch chuyển dữ liệu (MOVE)
Lệnh Chức năng
Toán hạng
Số bước
s D
MOV
(Move)
Di chuyển
dữ liệu từ vùng
nhớ này đến
vùng nhớ khác
K, H
KnX, KnY,
KnM, KnS, T, C,
D, V, Z
KnY, KnM,
KnS, T, C, D, V,
Z
MOV,
MOVP: 5 bước
DMOV,
DMOVP: 9
bước
Nội dung các thiết bị nguồn (S) được sao chép vào thiết bị đích (D) khi thỏa
điều kiện ngõ vào. Nếu không tác động lệnh MOV thi không có gì xảy ra.
Ví dụ:
Ở ví dụ trên, dữ liệu trong thanh ghi D10 được chép vào trong thanh ghi
D200 khi ngõ vào X001 được kích hoạt. Kết quả được biễu diễn ở giản đồ
sau:
Hoạt động: Nội dung các thiết bị
nguồn (S) được sao chép vào thiết
bị đích (D) khi thỏa điều kiện ngõ
vào. Nếu không tác động lệnh
MOV thi không có gì xảy ra.
46
Thực hiện xung kích của lệnh MOV.
Trong một vài ứng dụng sẽ tốt hơn nếu dữ liệu được chép đến địa chỉ đích trong
chương trình chỉ trong một chu kỳ. Ví dụ, lệnh này sẽ được thực hiện nếu các
lệnh khác trong chương trình cũng chép đến cùng địa chỉ hay lệnh phải được
hoạt động trong khoảng thời gian được xác định.
Nếu thêm “P” vào lệnh MOV (MOVP) thì lệnh chỉ được thực hiện một lần .
Trong ví dụ dưới nội dung của thanh ghi D20 được chép vào thanh ghi D387,
khi trạng thái của M110 chuyển từ “0” lên “1”.
MOV dữ liệu 32 bit.
Để dịch chuyển dữ liệu 32 bit chỉ cần thêm “D”vào lệnh MOV
47
Khi ngõ vào X010 ON, dữ liệu từ counter C200 được chép vào thanh ghi
D40 và D41. Thanh ghi D40 chứa các bit có địa chỉ thấp.
Khi relay M10 được kích hoạt, dữ liệu thanh ghi D10 và D11 được chép vào
thanh ghi D610 và D611.
Di chuyển một nhóm bit.
Những chuỗi liên tiếp của các relay hay các thiết bị bit khác cũng có thể được
dùng để cất giữ những giá trị, và có thể sao chép các giá trị này như một nhóm
bằng các lệnh ứng dụng, để làm điều này cần phải thêm “K” vào trước thiết bị
đầu tiên cần chép, và chỉ rõ số lượng thiết bị muốn sao chép.
Cách biểu diễn dạng trên có dạng Kn ở đó biểu diễn đại chỉ đầu của nhóm bit
đang xét. Số Kn xác định số bit “n” có thể là một số từ 0 đến 8. Mỗi đơn vị của
“n” biểu diễn 4 bit, nghĩa là K1 = 4 bit, K8 = 32 bit. Do đó nhóm bit phải chia
hết cho 4. K1 đến K4 hợp lệ với dữ liệu 16 bit, K1 đến K8 hợp lệ với đối với dữ
liệu 32 bit.
Ví dụ: K2M0 xác định 2 nhóm 4 bit M0 đến M3 và M4 đến M7, tổng cộng có 8
bit hay 1 byte.
- K1X0: 4 ngõ vào, bắt đầu tại X0.
- K2X4: 8 ngõ vào, bắt đầu tại X4.
- K4M16: 16 relay, bắt đầu tại M16.
Sự kích hoạt nhiều thiết bị bằng một lệnh làm lập trình nhanh hơn và chương
trình gọn hơn.
DMOV C200 D40
X010
DMOVP D10 D610
M10
48
Ví Dụ:
Nếu phạm đến nhỏ hơn phạm vi nguồn thì những biết dư được bỏ qua. Nếu
phạm vi đích lớn hơn phạm vi nguồn thì “0” được viết vào các thiết bị dư.
Chú ý, khi điều này xảy ra thì kết quả luôn dương.
2. Lệnh tiếp điểm so sánh (=, >,,>=,<=)
Lệnh Chức năng
Toán hạng
Số bước
S1 S2 D
CMP
(Compa
re)
So sánh 2
giá trị dữ liệu
cho kết quả <,
=, >
K, H
KnX, KnY, KnM,
KnS, T, C,
D, V, Z
Y, M, S
Lưu ý:
Dùng 3 thiết
bị liên tiếp
nhau
CMP,
CMPP: 7 bước
DCMP,
DCMPP:
13 bước
MOV K1M0 K1Y010
M8000
M2
Y012
M1
Y011
M0
Y010
M3
Y013
49
Hoạt động:
S1 được so sánh với dữ liệu S2. Kết
quả so sánh được thể hiện bằng 3 bit
có địa chỉ đầu chứa trong D cho biết:
S2 < S1 _ bit D là ON
S2 = S1 bit D+1 là ON
S2 > S1 bit D+2 là ON
Để so sánh dữ liệu 32 bit ta dùng lệnh DCMP thay cho CMP.
Ở ví dụ trên thanh ghi D0 và D1 so sánh với thanh ghi D2 và D3. Kết quả so
sánh được thể hiện bằng 3 bit, tương tự như so sánh dữ liệu 16 bit.
Lệnh so sánh bên trong hoạt động logic.
Lệnh CMP được mô tả là kết quả cuối cùng của lệnh so sánh được lưu trữ vào 3
thiết bị bit. Tuy nhiên, khi ta cần kích hoạt 1 ngõ ra hay hoạt động logic trên cơ
sở kết quả của sự so sánh, và không cần sử dụng 3 thiết bị bit. Chúng ta có thể
thực hiện lệnh này với lệnh “load compare”
So sánh bắt đầu bằng hoạt động logic.
1. Điều kiện so sánh
2. Giá trị so sánh thứ nhất (S1)
3. Giá trị so sánh thứ 2 ( S2)
Nếu điều kiện so sánh đúng, trạng thái sau khi so sánh được bật lên “1”.
Trạng thái sau khi so sánh được bật “0” khi điều kiện so sánh sai.
- So sánh bằng = (S1 = S2)
DCMP D0 D2 M0
50
Lệnh out được set 1 khi 2 giá trị bằng nhau bằng nhau.
- So sánh lớn hơn > (S1 > S2)
Lệnh out được set 1 khi giá trị đầu lớn hơn giá trị thứ hai
So sánh nhỏ hơn<(S1 < S2)
Lệnh out được set 1 khi giá trị đầu nhỏ hơn giá trị thứ hai
- So sánh không bằng (S1 S2)
Lệnh out được set 1 khi giá trị đầu khác giá trị thứ hai
- So sánh nhỏ hơn bằng < (S1 < S2)
Lệnh out được set 1 khi giá trị đầu nhỏ hơn hay bằng giá trị thứ hai
- So sánh lớn hơn bằng > (S1 > S2).
Lệnh out được set 1 khi giá trị đầu lớn hơn hay bằng giá trị thứ hai Đê
so sánh dữ liệu 32 bit, ta thêm D trước lệnh so sánh
Ví dụ trên kiểm tra dữ liệu ở thanh ghi D10 và D11 lớn hơn dữ liệu thanh ghi
D250 và D251.
Ví dụ:
Relay M12 được kích hoạt khi giá trị của counter C0 lớn hơn hay bằng nội dung
thanh ghi D20.
Ngõ ra Y003 sẽ được kích hoạt khi nội dung của D10 lớn hơn -2500 và relay
thời gian T52 đã hoạt động xong.
D > D10 D250
>= C0 D20 M12
Y003 > D10 K-2500
T52
51
Relay M53 được kích hoạt nếu giá trị counter C200 nhỏ hơn 20 hay relay M110
được kích hoạt.
3. Bài tập ứng dụng.
D< C200 K20 M53
M10
52
BÀI 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
Mã bài: MĐ20-05
Mục tiêu:
- Phân tích qui trình công nghệ của một số mạch máy sản xuất.
- Lập trình được một số mạch ứng dụng thường gặp trong thực tế.
- Nạp trình, vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật.
- Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động và sáng tạo
Nội dung chính
1. Giới thiệu
Việc nâng cao chất lượng giảng dạy trong kỹ thuật luôn luôn gắn liền với việc
học đi đôi với hành. Hiện nay, trong thực hành của học sinh, các đồ dùng với
hợp lý, gọn gàng, đảm bảo an toàn đã giúp cho học sinh có một cái nhìn khái
quát về những ứng dụng trong thực thế. Nó không những giúp cho học sinh có
hứng thú trong học tập mà còn có thêm những sáng kiến mới, cũng như cách
thức tổ chức trong thực tế.
Từ lý do đó, việc có được những mô hình đáp ứng được những yêu cầu trên là
vô cùng cần thiết, có thể dùng cho môn học PLC từ cơ bản đến nâng cao để mô
phỏng các quy trình công nghệ trong thực tế sau này.
Nhìn chung, mô hình được bố trí như sau:
Hình 6.1: Cấu trúc mô hình điều khiển.
Mục đích của việc phần thành từng /cụm riêng để giúp học sinh tránh
nhầm lẫn đáng tiếc trong quá trình thực hành, đồng thời tiêp thu thêm cách thức
tổ chức thực hành.
Sơ đồ công nghệ
Khâu
ra
Khâu
vào
53
Các mô hình thực tập gồm có:
- Lập trình điều khiển động cơ đảo chiều quay
- Lập trình điều khiển tuần tự 3 băng tải
- Lập trình điều khiển hệ thống cấp và trộn nguyên liệu
- Lập trình điều khiển mô hình khoan sản phẩm
- Lập trình điều khiển đèn giao thông
- Lập trình điều khiển xe chuyển nhiên liệu
- Lập trình điều khiển mô hình tay gắp sản phẩm
Các bài tập này đã được sắp xếp theo thứ tự và có các bài tập kèm theo.
Tùy theo nội dung bài học mà có thể chọn mô hình thích hợp cho bài tập
ứng dụng. Một mô hình có thể sử dụng với nhiều bài tập ứng dụng khác nhau.
2. Cách kết nối dây
Cách kết nối dây từ PLC đến mô hình được cho như hình vẽ:
Hình 6.2: Cách kết nối với mô hình.
Để kết nối được vi PLC, yêu cầu các modul vào/ra của PLC như sau:
-Sử dụng nguồn áp 24VDC (ổn áp).
-Nguồn cung cấp cho modul vào/ra phải được kết nối.
-Nếu các ngõ ra là rơle và chưaq có nguồn cung cấp thì đấu
chung một đầu lại rồi nối với nguồn Us ở trên mô hình (hoặc
54
nguồn +24VDC ngoài). Còn các đầu còn lại của rơle nối với ngõ
ra trên mô hình.
Các kết nối có thể thực hiện như ví dụ sau:
Hình 6.3: Cách kết nối với các ngõ vào trong mô hình.
Hình 6.4: Cách kết nối ngõ ra 24VDC của PLC với các ngõ ra trong mô hình.
Hình 6.5: Cách kết nối các ngõ ra của PLC với các ngõ ra trong mô hình.
3. Các mô hình và bài tập ứng dụng.
3.1. Lập trình điều khiển đảo chiều quay.
3.1.1. Mô hình thang máy xây dựng.
55
Hình 6.6: Mô hình thang máy xây dựng.
a, Mô tả
Mô tả quy trình công nghệ của một thang máy xây dựng. Sự chuyển động của
thang được biểu diễn dưới dạng LED. Tín hiệu các công tắc giới hạn được tạo ra
tự động.
Mô hình này được ứng dụng trong phần bìa tập cơ bản trong môn học PLC (ứng
dụng các cổng logic, timer, counter). Ngoài ra cũng có thể được áp dụng cho
phần mềm lập trình nâng cao (điều khiển trình tự).
b, Bảng ký hiệu:
Ký hiệu Địa chỉ Ghi chú
Nâng X0 Nút nhấn nâng, thường mở
Hạ X1 Nút nhấn hạ, thường mở
Dừng X2 Nút nhấn dừng, thường đóng
56
GH trên X3 Công tắc hành trình trên, thường đóng
GH dưới X4 Công tắc hành trình dưới, thường đóng
K1 Y0 Cuộn dây khởi động từ K1, nâng gầu
K2 Y1 Cuộn dây khởi động từ K2, hạ gầu
c, Bài tập mẫu:
Các bài tập mẫu này được giải với phần mềm step 7 Micro/win 32 V3.01.
Bài tập 1: Ứng dụng cổng logic, các lệnh ghi/xóa tiếp điểm.
Viết chương trình điều khiển thang máy xây dựng theo yêu cầu sau:
- Khi nhấn nút nâng hàng, gàu sẽ được nâng lên đến công tắc giới hạn trên thì
dừng lại.
- Khi nhấn nút hạ, gàu sẽ hạ xuống đến công tắc giới hạn dưới thì dừng lại.
- Khi đang nâng hoặc hạ, nếu nhấn nút dừng thì gàu dừng lại.
- Hãy viết chương trình theo mô tả với hai cách: ứng dụng cổng logic và sử dụng
các lệnh ghi xóa tiếp điểm.
Kiểm tra hoạt động bằng mô hình.
Bài giải
Cách 1: Ứng dụng cổng logic
Chương trình được viết ở LAD và STL:
57
Cách 2: Sử dụng lệnh set/reset:
Chương trình viết ở LAD và STL:
Bài tập 2: Sử dụng timer.
Viết chương trình điều khiển thang máy xây dựng theo yêu cầu sau:
a/. Khi ấn nút nâng thì gàu được nâng lên, đến giới hạn trên thì dừng lại 5s, sau
đó tự động hạ xuống. Đến giới hạn dưới thì dừng.
Trong quá trình nâng lên hoặc hạ xuống cũng có thể dừng.
b/. Trong khi ấn nút nâng thì gàu được nâng lên, đến giới haj trên thì dừng lại 5s,
sau đó tự động hạ xuống đến giới hạn dưới thì dừng lại 10s, sau đó tự động nâng
lên.
Thang cũng có thể nâng lên khi chưa hết 10s chờ tự động mà có người ấn nút
nâng.
Bài giải:
Câu a: Chương trình được viết ở LAD và STL:
58
Ghi chú: Nếu bài toán có yêu cầu khi nhấn nút hạ thì gầu cũng hạ, lúc này chèn
thêm một tiếp điểm “NO” của I0.1 song song với tiếp điểm “NO” của T37 ở
Network 4.
Câu b: Chương trình được viết ở LAD
59
Chương trình viết ở STL:
Ghi chú: Nếu bài toán có cho yêu cầu khi nhắn nút hạ thì gàu cũng hạ, lúc này
chèn thêm một tiếp điểm “NO” của I0.1 song song với tiếp điểm “NO” của T37
ở Network 4.
60
Bài tập 3: Sử dụng bộ đếm
Viết chương trình điều khiển thang máy xây dựng theo yêu cầu sau:
Khi ấn nút nâng thì gàu được nâng lên, đến giới hạn trên thì dừng lại 5s,
sau đó tự động hạ gàu xuống đến giới hạn dưới thì dừng lại 10s, sau đó tự động
nâng lên. Khi gàu nang lên được 10 lần thì không nâng lên nữa và sau đó hạ
xuống trở về vị trí cơ bản và quá trình lặp lại.
Trong quá trình đang nâng hoặc hạ thì cũng có thể dừng gàu.
Giải:
Chương trình viết ở LAD:
61
Chương trình viết ở STL:
62
3.2. Lập trình điều khiển tuần tự ba băng tải
Bài tập 1: Hãy lập trình PLC để điều khiển một băng chiều sản xuất gồm 3
động cơ hoạt động như sau : - Nhấn nút Start : động cơ M1 chạy, sau 10s thì
động cơ M2 chạy. Sau 10s kế tiếp thì động cơ M3 chạy
- Nhấn nút Stop thì hệ thống ngừng hoạt động
a, Lập bảng địa chỉ
S7- 200 FX 3U
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
Start I0.0 Nút nhấn khởi
động
Start X000 Nút nhấn
khởi động
Stop I0.1 Ngừng hoạt
động
Stop X001 Ngừng hoạt
động
Đ1 Q0.0 Động cơ 1 Đ1 Y000 Động cơ 1
Đ2 Q0.1 Động cơ 2 Đ2 Y001 Động cơ 2
Đ3 Q0.2 Động cơ 3 Đ3 Y002 Động cơ 3
b. Viết chương trình
X001 X000
Y000
Y000
Y001
T37
T38 K50
Y001
Y002
T38
T37 K50
Y000
63
c. Sơ đồ kết nối .
Bài 2: Mô tả hoạt động của hệ thống điều khiển tuần tự 3 động cơ - Sơ đồ
nguyên lý được mô tả trên bản vẽ 04 - Ấn ON1 Công tắc tơ K1 có điện cấp điện
cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trước. Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có
điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau. Sau 05 giây tiếp
theo, Công tắc tơ K3 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 3 chạy
sau cùng. - Ấn OFF Công tắc tơ K3 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 3
dừng trước. Sau 05 giây, Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR
2 dừng sau. Sau 10 giây tiếp theo, Công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha
MOTOR 1 dừng sau cùng. - Trong lúc hệ thống đang hoạt động mà có bất kỳ sự
cố nào xảy ra thì dừng ngay và đưa tín hiệu nháy đèn với thời gian trong 1 chu
kỳ là 7 giây.
Bài 3: Lắp đặt, lập trình điều khiển mở máy tuần tự tuyến băng tải đáp ứng các
yêu cầu sau: Khi công tắc chuyển chế độ ở vị trí 1, có thể ấn nút thử nháp từng
băng độc lập 1. Khi công tắc chuyển chế độ ở vị trí 2, ấn nút Start động cơ 1
hoạt động, sau 10s động cơ 2 hoạt động, sau 5s động cơ 3 hoạt động. 2. Khi ấn
Stop động cơ 3 dừng, sau 5s động cơ 2 dừng, sau 10s động cơ 1 dừng. 3. Khi có
sự cố quá tải ở một trong các băng tác động dừng tất cả tuyến băng, bóng báo sự
cố của băng đó sáng, sau khi sử lý sự cố ấn nút phục hồi, ấn Start hệ thống làm
việc lại từ đầu.
I0.1 I0.0
Q0.0
Q0.0
Q0.1
T37
Q0.2
T38
Q0.0 T37
IN
PT
TON
100ms 100
Q0.1 T38
IN
PT
TON
100ms 100
64
3. Lập trình điều khiển hệ thống cấp và trộn nguyên liệu
Hình 6.12: Mô hình thiết bị trộn hóa chất
a. Mô tả:
Mô phỏng một thiết trộn định lượng, sử dụng các cảm biến analog để đo
lượng chất lỏng chứa trong bình và đo nhiệt độ trong bình. Nhiệt độ và lượng
chất lỏng trong bình có thể được điều chỉnh trước bằng các phím chỉnh định bên
ngoài.
Ứng dụng trong PLC nâng cao: điều khiển trình tự, xử lý tín hiệu analog,
các phép toán, bộ điều chỉnh 2 điểm
b. Vận hành mô hình:
Vài nét về mô hình
Đây là mô hình thiết bị trộn dùng các cảm biến quang analog. Mô hình này được
thiết kế cho PLC gắn các modul ngõ vào analog có điện áp (0.10V). ùy theo loại
65
PLC và cũng tùy theo các modul ngõ vào analog hiện có mà chúng ta có thể đưa
ra một số bài tập phù hợp.
Ghi chú:
Cảm biến đo nhiệt độ ở mô hình này được thiết kế phụ thuộc vào V3. Có nghĩa
là nếu V3 được cung cấp điện thì nhiệt độ tăng dần từ khoảng 50C lên và đến
cực đại là 1000C. Nếu V3 mất điện thì nhiệt độ tự động giảm xuống từ từ.
Đối với cảm biến đo lượng chất lognr, thì nó chỉ đo được tại mỗi thời điểm chỉ
với một bơm chất lỏng. Tức là nếu như bơm A hoạt động thì bơm B phải ngưng
hoạt động và ngược lại.
c. Bảng ký hiệu
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
Al1
Al2
Al3
Al4
ON
OFF
V1
V2
V3
V4
M1
AIW0
AIW2
AIW4
AIW6
I0.0
I0.1
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Cảm biến nhận biết lượng chất lỏng trong bình
Cảm biến nhận biết nhiệt độ trong bình
Đặt chỉnh trước lượng chất lỏng cần thiết
Đặt chỉnh trước nhiệt độ cần thiết
Khởi động hệ thống, thường hở
Dừng hệ thống, thường đóng
Bơm chất lỏng A
Bơm chất lỏng B
Cung cấp nhiệt độ cho bình trộn
Van xả chất lỏng
Quạt trộn hóa chất
d. Bài tập mẫu:
Thiết bị trộn hóa chất hoạt động như sau:
Có hai loại chất lỏng A và B cần được trộn với nhau theo tỷ lệ 1/3. Nhiệt
độ cần thiết để trộn hai chất này được đặt chinrhh ở Al1. Lượng chất lỏng muốn
trộn đặt chỉnh ở Al3.
66
Khi ấn nút khởi động “ON” thì bơm B hoạt động trước. Sau khi chất lỏng
A đạt đến mức cần thiết thì dừng lại (được nhận biết bởi cảm biến Al1). Nhiệt
độ trong bồn trộn được tăng dần lên đến giá trị đặt (sai số cho phép là 10%,
được nhận biết bởi cảm biến Al2) thì bơm chất lỏng A hoạt động, đồng thời
trong bồn trộn cũng quay. Khi chất lỏng A đã đổ đúng lượng cho phép thì bơm
A dừng. Quạt trộn tiếp tục quay trong khoảng thời gian 10s nữa thì dừng lại. Sau
đó van xả tự động mở ra để xả chất lỏng đã trộn vào bồn chứa.
Quá trình mới lại bắt đầu, nếu ấn nút “ON”. Hệ thống dừng khi nhấn nút
“OFF”
Viết chương trình điều khiển cho bồn trộn này.
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập:
Áp dụng hình thức kiểm tra tích hợp giữa lý thuyết với thực hành. Các nội
dung trọng tâm cần kiểm tra là:
- Giải thuật phù hợp đơn giản, ngắn gọn.
- Nạp trình thành thạo, kiểm tra sửa chữa lỗi khi nạp trình.
- Sử dụng đúng các khối chức năng, các lệnh cơ bản (các phép toán nhị phân
các phép toán số của PLC, xử lý tín hiệu analog).
- Sử dụng, khai thác thành thạo phầm mềm mô phỏng. Thực hiện kết nối tốt
với PC.
- Lắp ráp thành thạo mạch động lực đảm bảo kỹ thuật và an toàn.
4. Lập trình điều khiển đèn giao thông
Bài 1: Một ngã tư đèn giao thông ( gồm 6 đèn ) hoạt động theo chế độ sau:
Nhấn Start hệ thống hoạt động như sau
Đèn xanh: 25s; Đèn đỏ: 30s; Đèn vàng: 5s.
Nhấn Stop hệ thống dừng hoạt động.
Mô hình.
Green
Y0
Yellow
Y1
Red
Y2
Start
(X0)
Stop (X1)
67
a. Lập bảng địa chỉ.
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
Start X000 Nút khởi động hệ thống
Stop X001 Nút dừng hệ thống
Xanh Y000 Đèn xanh
Vàng Y001 Đèn vàng
Đỏ Y002 Đèn đỏ
b. Viết chương trình
T38 K50
Y001
T37 K250
Y000
Y000
X000 X001
Y000
Y001
Y002
T38 X001
Y002
Y000
Y001
T37 X001
Y001
Y002
68
Bài 2: Một ngã tư đèn giao thông (gồm 6 đèn ) hoạt động theo chế độ sau:
Nhấn Start hệ thống hoạt động như sau
Đèn xanh sáng 10s; Đèn đỏ: 15s; Đèn vàng: 5s.
Nhấn Stop đèn vàng nhấp nháy chu kỳ 4s ( sáng 2s tắt 2s).
Bài 3: Một ngã tư đèn giao thông ( gồm 6 đèn ) hoạt động theo chế độ sau:
Nhấn Start hệ thống hoạt động như sau
Đèn xanh: 25s; Đèn đỏ: 30s; Đèn vàng: 5s.
T39 K300
Y000
T41 K50
Y004
T40 K250
Y003
Y003
T42 X001
Y003
Y001
Y002
T41 X001
Y005
Y000
T42 K300
Y005
Y004
T40 X001
Y004
Y005
69
Nhấn Stop hệ thống hoạt động thêm 10s sau mới ngừng hoạt động
5. Lập trình điều khiển xe chuyển nhiên liệu.
Hình6.9: Mô hình đo chiều dài và sắp xếp vật liệu
a. Mô tả:
Mô hình mô phỏng một hệ thống băng tải chuyển gỗ và sắp xếp các loại
gỗ có chiều dài ngắn khác nhau vào các thùng chứa bằng các cần gạt khí nén.
Hàng LED lớn ở trên tượng trưng cho các đoạn gỗ di chuyển trên băng tải, hàng
nhỏ ở dưới là băng tải. Gỗ trong thùng chứa được sắp xếp thành hàng.
Ứng dụng trong PLC cơ bản: điều khiển tổ hợp logic
Ứng dụng trong PLC nâng cao: điều khiển trình tự
b. Vận hành mô hình:
Sau khi đã nối dây mô hình với PLC xong, thực hiện viết chương trình
theo bài tập đưa ra (có thể tự kiểm tra các ngõ vào/ra bằng phần mềm và thực
hiện mô phỏng chương trình
Chỉ có thể đặt gỗ trên băng tải được nếu băng tải hoạt động. Việc đặt
những thanh gỗ dài ngắn khác nhau được tạo ra bằng cách ấn nút “ khởi động”
70
lâu hay nhanh. Khi các thanh gỗ này đi qua cảm biến quang thì các cảm biến này
sẽ thay đổi trạng thái. Các cần gạt nếu được kích hoạt thì thanh gỗ ngay vị trí
của nó sẽ biến mất và sau đó một thanh LED trong hộp sáng lên cho biết gỗ đã
vào trong hộp. Tùy theo bài tập đặt ra mà có thể phát hiện được người thực hành
viết chương trình đúng hay sai
c. Bảng ký hiệu:
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
Khởi động
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
SI
SII
Tự động
Tay
Băng tải
Cần gạt I
Cần gạt II
Đèn báo
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Khởi động hệ thống, thường hở
Cảm biến quang, thường đóng
Cảm biến quang, thường đóng
Cảm biến quang, thường đóng
Cảm biến quang, thường đóng
Cảm biến quang, thường đóng
Cảm biến quang, thường đóng
Công tắc hành trình, thường đóng
Công tắc hành trình, thường đóng
Nút ấn đưa gỗ vào thùng I
Nút ấn đưa gỗ vào thùng II
Công tắc chọn chế độ tự động
Công tắc chọn chế độ tay
Băng tải vận chuyển gỗ
Cần gạt đưa gỗ vào thùng I
Cần gạt đưa gỗ vào thùng II
Đèn báo băng tải sẵn sàng nhận gỗ
d. Bài tập mấu:
71
Mô hình đo chiều dài và sắp xếp vật liệu được dùng để mô phỏng việc sắp
xếp các thanh gỗ có chiều dài ngắn khác nhau trên băng tải vào các thùng khác
nhau.
Hệ thống có thể hoạt động ở hai chế độ: tự động và tay
Chế độ tự động:
Khi đèn báo sáng báo hệ thống sẵn sàng làm việc. Nhấn nút “khởi động”,
đèn báo tắt, tín hiệu khởi động được đưa ra. Các thanh gỗ đơn được đặt lên băng
tải và băng tải chuyển động.
Chiều dài thanh gỗ được xác nhận bởi các cảm biến:
Cảm biển B1 tác động tương ứng gỗ ngắn
Cảm biển B1 và B2 tác động tương ứng gỗ trung bình
Cảm biển B2, B2 và B3 tác động tương ứng gỗ dài
Khi gỗ ngắn đến cảm biến B7 thì “Tay gạt 1” sẽ đẩy thanh gỗ này vào
thùng 1. Khi gỗ trung bình đến cảm biến B8 thì “Tay gạt 2” sẽ đẩy thanh gỗ này
vào thùng 2. Gỗ dài thì được di chuyển tiếp tục đến khâu xử lý kế tiếp. Tay gạt 1
và 2 được sử dụng bằng khí nén, điều khiển khoảng 1s và sau đó trở về vị trí cơ
bản của nó.
Sau khi sắp xếp thành công thì thiết bị tự động phát tín hiệu khởi động
tiếp theo và băng tải tiếp tục vận chuyển gỗ.
Chế độ tay:
Ở chế độ này, mỗi thanh gỗ được xử lý xong thì yêu cầu khởi động lại hệ
thống bằng tay. Tín hiệu khởi động chỉ được phép xử lý nếu việc điều khiển
trước đây được báo bằng đèn. Ngay sau khi sắp xếp thành công thì đèn báo lại
sáng.
Tay gạt I và II được điều khiển bằng tay từ nút nhấn điều khiển.
Ghi chú: Đây chỉ là một khâu sắp xếp gỗ, và gỗ được đặt vào băng tải nhờ
vào nút ấn khởi động. Điều này có nghĩa là nút ấn khởi động vừa đóng vai trò
khởi động, vừa là nơi cung cấp gỗ cho băng tải.
Viết chương trình, kết nối và kiểm tra hoạt động theo hai cách:
- Điều khiển dùng tổ hợp logic
- Điều khiển trình tự
72
Bài giải mẫu (dùng tổ hợp logic)
Chương trình viết ở LAD:
73
74
75
Chương trình viết ở STL:
76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Văn Hà: Tự động hóa với
Simatic s7_300, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật
2. Trung tâm Việt - Đức: Kỹ thuật điều khiển lập trình, Trung tâm Việt -
Đức.
3. Guenter – Wellenreuther – Dieter Zastrow: Automaticsieren mit SPS
Theorie und Phraxsis, Viweg.
4. Siemens: LAD and FBD, fourth edition, siemens.
5. Siemens: Workshop to Promote the S7-300 automation platform,
Siemens.
6. Giáo trình PLC Mitsubishi trường đại học Công nghiệp TPHCM
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_plc_co_ban_trinh_do_trung_cap_truong_cao_dang_ngh.pdf