Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ với mục tiêu giúp các bạn có thể phân tích được cấu tạo, nguyên lý lập trình, phạm vi ứng dụng ... của một số bộ điều khiển lập trình loại nhỏ (LOGO! của Siemens; EASY của Moller và ZEN của OMROM); Phân tích được cấu trúc phần cứng và phần mềm của các bộ điều khiển này. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình sau đây.
Bài Lập trình trực tiếp logo Mục tiêu: - Trình bày nguyên tắc lập trình,các phương pháp kết nối LOGO! - Viết chương trình ứng dụng theo yêu cầu cụ thể Sử dụng, khai thác chức vùng nhớ, card nhớ LOGO!; Tính tốn, chọn lựa xác dung lượng, chức nhớ theo yêu cầu cụ thể - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập 4.1 Bốn quy tắc sử dụng phím Logo Quy tắc 1: Vào phương thức lập trình cách bấm phím - OK đồng thời Vào phương thức chỉnh thơng số cách bấm phím ESC – OKC đồng thời Quy tắc 2: Lập trình cho Logo theo trình tự từ ngõ đến ngõ vào Quy tắc 3: Khi nhập vào mạch phải thực hiện: + Khi trỏ có dạng gạch chân, ta di chuyển trỏ Dùng phím mũi tên để di chuyển trỏ mạch Bấm OK để chọn đầu nối hay khối Bấm ESC để thoát khỏi ngõ vào mạch + Khi trỏ có dạng khối đậm ta chọn đầu nối hay khối Dùng phím mũi tên để chọn đầu nối hay khối Bấm OK để chấp nhận chọn lựa Bấm ESC để trở lại bước Quy tắc 4: Logo lưu trữ chương trình hoàn tất * Cách gọi chức Sau nối dây cấp nguồn, nối ngõ vào, ngõ cho Logo xong, bật công tắc cấp nguồn cho Logo 44 Nếu Logo khơng có chương trình, hình thơng báo: No Program Ấn đồng thời ba phím để vào phương thức lập trình OK hình hiển thị menu Phương thức lập trình: Hình 52: Giao diên hình Logo Menu có mục: Program chọn để lập trình PC/ Card chọn để giao tiếp với máy tính hay card Clock để hiểu chỉnh ngày, đồng hồ Logo Start chọn để chạy chương trình có Menu lập trình có mục: Edit Prg chọn để bắt đầu vào giao diện lập trình Prg Name lưu đặt tên cho chương trình lập trình 45 Clear Prg chọn để xóa chương trình có Password chọn để cài đặt mật mã cho chương trình Menu PC/ Card có mục: PC ↔ Logo: Logo giao tiếp với máy tính Logo ↔ Card: Chép chương trình từ Logo thẻ nhớ Card ↔ Logo: Chép chương trình từ Card vào Logo Menu chỉnh đồng hồ có mục: Set Clock: chọn để chỉnh lại đồng hồ cho Logo S/W Time: Chỉnh thông số cho định thời 4.2 Phương pháp kết nối khối chức 4.2.1 Chỉnh đồng hồ( SET CLOCK) Có hai cách chỉnh lại đồng hồ cho Logo: Nếu Logo hiển thị No Program: Ấn OK vào menu => chọn Program – OK => chọn Set Clock – OK Màn hình hiển thị hình 4.1a: => chọn ngày DAY: SU-MO-TU-WE-TH-FR-SA hai phím => ấn phím chọn TIME: 00.00 phím hay OK - OK 2) Nếu Logo có chương trình Ấn ESC – OK vào Menu chỉnh thông số Chọn Set Clock – OK Vào chương trình Set Clock chọn ngày giống phần Sau chỉnh ngày xong ấn OK hình hiển thị hình MĐ33-04-02b 4.2.2 Xóa chương trình Để xóa chương trình có Logo ấn => chọn Program – OK: 46 - OK vào Menu Chọn Clear Prg – OK: Chọn NO hay YES( NO khơng xóa, chọn YES xóa hết chương trình cũ) Xong ấn OK để thực lệnh 4.2.3 Đặt tên chương trình Bạn đặt tên cho chương trình chữ in hoa, thường, chữ cái, số, kí tự đặc biệt Chiều dài tối đa 16 kí tự Vào Menu chọn Program => OK di chuyển chọn Prg Name => OK => 4.2.4 Viết chương trình Để lập trình cho Logo, ấn - OK vào Menu => chọn OK Chọn Edit Program – OK: 47 Màn hình hiển thị ngõ Q1 để bắt đầu lập trình: Sử dụng phím để chọn kết đầu khác: Dấu gạch Q1 trỏ điều khiển Con trỏ vị trí bạn Việc lập trình thực theo chiều từ phải qua trái Sử dung phím để di chuyển trỏ Nhập khối đầu vào Nhấn OK để chon thiết bị đầu cuối hoăc 1khối chỉnh sửa Logo cung cấp chức tùy chọn khác Chọn BF (chức bản) cách nhấn phím BF xuất Xác nhận với OK LOGO! sau hiển thị khối danh sách chức bản: AND khối danh sách chức 48 Sử dụng phím bản: để chọn khối khác danh sách chức OR khối thứ danh sách chức Bấm OK để xác định lựa chọn( Giả sử lựa chọn hàm OR) Bây bạn nhập vào khối Mỗi khối bạn nhập vào phân cơng số khối Những cịn lại để làm nối dây đầu vào khối Di chuyển chỏ đển danh sách CO : I1,I1, I3… Và Q1,Q2, … Kết nối đầu vào I2: Kết ta có với Q1 sau: * Chú ý: Với hàm khác làm tương tự 49 4.3 Bài tập ứng dụng 4.3.1 Điều khiển nhiều động Trong lĩnh vực trang bị điện cho máy công nghiệp hay máy công cụ phụ trợ cho sản xuất, nguyên tắc tự động điều khiển thường gặp như: Điều khiển nhiều động chạy hay dừng Động khởi động giới hạn dòng – tam giác, cấp điện trở… Điều khiển tốc độ động KĐB có dây đấu nối kiểu tam giác – kép Điều khiển tự động máy nén công nghiệp… Trong phần giới thiệu mạch điều khiển động chạy tuần tự: Nguyên tắc hoạt động: Ấn Start động chạy sau 5s động chạy Ấn Stop dừng thời điểm Sơ đồ kết nối kí hiệu LOGO Sơ đồ kết nối: Hình 53: Sơ đồ kết nối vào/ra Kí hiệu địa và số khối Địa đầu vào\ra Chức I1 Nút ấn Stop(S1) sử dụng nút ấn thường đóng I2 Nút ấn Start(S2) nút ấn thường mở Q1 Cuộn dây công tắc tơ K1(động 1) Q2 Cuộn dây công tắc tơ K2(động 2) 50 Số khối chương trình: B01: Cổng AND B05: Cổng AND B02: Cổng OR B06: On Delay B03: Cổng NOT B07: Cổng NOT B04: Cổng NOT Lập trình ngơn ngữ FBD: Hình 54: Chương trình điều khiển * Mở rộng viết chương trình điều khiển dung rơ le chốt(RS) Thực điều khiển toán khởi động tắt nhiều động sử dụng hàm on – off delay Lập trình trực tiếp LOGO Để lập trình cho Logo, ấn OK vào Menu => chọn OK 51 Chọn Edit Program – OK: Màn hình hiển thị ngõ Q1 để bắt đầu lập trình: Sử dụng phím để chọn kết đầu khác Chọn số khối địa theo bảng địa số khối lập Logo cung cấp chức tùy chọn khác Chọn BF (chức bản) cách nhấn phím BF xuất Xác nhận với OK LOGO! sau hiển thị khối danh sách chức bản: Chọn khối B01( Cổng OR): Chọn khối B02: => Chọn khối lại tương tự 52 4.3.2 Điều khiển ba băng tải Hình 55: Điều khiển băng tải Trang bị điện: K1: Động băng tải B3 S1: Nút ấn khởi động băng tải B3 K2: Động băng tải B2 S2: Nút ấn khởi động băng tải B2 K3: Động băng tải B1 S3: Nút ấn khởi động băng tải B1 S4: Nút ấn dừng hệ thống Yêu cầu công nghệ Điều khiển hệ thống băng tải theo trình tự điều khiển sau: Các băng tải hoạt động nghĩa băng tải B3 hoạt động trước sau băng tải B2 hoạt động cuối băng tải B1 hoạt động Điều khiển hoạt động băng tải thông qua nút ấn Sơ đồ mạch điều khiển: Hình 56: Sơ đồ mạch điều khiển 53 Trạng thái rơ le xung: ∫ 𝑄, ∫ 𝑀 Các ngõ Q tiếp điểm rơ le hay transistor, gọi ngõ thực, nối ngồi để điều khiển tải Do kích thước hình hiển thị Easy nhỏ nên ngõ điều khiển tối đa tiếp điểm ngõ vào nối tiếp Nếu ngõ điều khiển tiếp điểm nối tiếp phải sử dụng rơ le trung gian ( cịn gọi rơ le ảo) Các rơ le trung gian có tiếp điểm ảo Trên PLC Easy có loại ngõ sau: - Ngõ thực Q: Q1 đến Q4 (hay Q8) - Ngõ ảo M: từ M1 đến M8 c Cách nối dây: nối nguồn – ngõ vào – ngõ cho Easy Nguồn 24VDC cho vào cọc +24V 0V Các ngõ vào digital từ I1 đến I6 qua công tắc nối lên nguồn dương Hai ngõ vào Analog nhận điện áp dương từ ÷ 10V Các ngõ tiếp điểm rơ le có dịng định mức 8A Do dùng rơ le nên ngõ dùng nguồn độc lập với nguồn ni PLC ngõ vào Các ngõ dùng nguồn độc lập Hình 87: Sơ đồ đấu nối vào/ra 75 6.1.4 Khả mở rộng Đối với Easy có khả mở rộng module digital module analog 6.2 Lập trình trực tiếp Easy 6.2.1 Các quy tắc dùng phím a Các phím bấm Easy: - Phím OK: dùng để vào cấp Menu chấp nhận lựa chọn dùng để chuyển sang chế độ nhập soạn thảo chương trình ta nhập hay thay đổi giá trị vị trí hành trỏ - Phím ESC: dùng để (quay trở lại bước) bỏ qua lựa chọn - Phím DEL: dùng để xóa đối tượng vị trí trỏ sơ đồ mạch - Phím ALT: dùng chuyển đổi tiếp điểm thường đóng sang thường mở ngược lại chuyển đổi chế độ vẽ đường nối chế độ di chuyển, chèn dịng, ngồi cịn kết hợp với phím DEL để vào Menu hệ thống - Các phím mũi tên: chọn Menu thay đổi giá trị dùng để di chuyển trỏ thay đổi mục b Menu thông dụng Màn hình menu chính: Hình 88: Giao diện hình Easy 1) Menu có mục: - Program để vào Menu lập trình - Run hay Stop để chọn chế độ hoạt động cho Easy - Parameter để vào menu chỉnh thông số - Set Clock để vào chức cài đặt lại 76 2) Menu lập trình có mục: - Program để viết chương trình - Delete Program để xóa chương trình - Card để vào menu chép với Card 3) Menu chỉnh thông số có mục - Chỉnh lại số cài đặt đếm C - Chỉnh lại thời gian trễ rơ le thời gian T - Chỉnh lại giờ, ngày điều khiển tiếp điểm thời gian đồng hồ thời gian thực 6.2.2 Các chức đặc biệt a Các chức Tương tự loại thiết bị lập trình khác Easy có hàm chức thơng thường AND, OR, NOT, NAND, NOR, EXOR… Hàm AND Hàm AND mạch điện có tiếp điểm ghép nối tiếp điều khiển chung ngõ đầu Q1 = I1 I2.𝐼3̅ VD: Sơ đồ Easy: I1 _ I2 _ 𝐼3̅ _ _ _ [ Q1 Hàm OR Hàm OR mạch điện có tiếp điểm ghép song song điều khiển chung ngõ VD: Q1 = I1 + I2 +I3 Sơ đồ Easy: Hàm NOT Hàm NOT tiếp điểm thường đóng sơ đồ tiếp điểm Trên Easy ngõ có dấu gạch VD: Sơ đồ Easy 77 Hàm NAND Hàm NAND mạch điện có tiếp điểm ghép nối tiếp kết hợp hàm bù có rơ le Q1 = ̅̅̅̅̅ 𝐼 𝐼2 VD: Sơ đồ Easy I1 _ _ I2 _ _ _ _ _[ 𝑅1 𝑅̅1_ _ _ _ _ _ _ _[ Q1 Hàm NOR Hàm NOR mạch điện có tiếp điểm ghép nối song song kết hợp hàm bù có rơ le VD: Hàm EXOR Hàm EXOR hàm OR loại bỏ trường hợp thứ tư Phương trình điều khiển hàm EXOR ̅ + (𝐼1.I2) ̅ Q1 = (I1.𝐼2) VD: Sơ đồ Easy b Các chức đặc biệt 1) Các loại rơ le thời gian - Rơ le thời gian On – Delay: X: kí hiệu On – Delay Đơn vị thời gian chọn s( second): giây M : S = Minute : Second ( phút : giây ) H : M = Hour : Minute ( : phút ) Dấu + số thứ tự rơ le thời gian để chế độ xem thơng số thấy thời gian cài đặt Nếu có dấu – thời gian trễ cài đặt không hiển thị 78 TRG: Triger ngõ kích điều khiển RES: Reset ngõ xóa trạng thái có để trở lại trạng thái bình thường - Rơ le thời gian Off – Delay Rơ le thời gian 0ff – Delay có kí hiệu Easy cách chọn thơng số giống trên: Kí hiệu Off – Delay Kí hiệu Off – Delay ngẫu nhiên - Rơ le thời gian tạo xung nhấp nháy : Kí hiệu rơ le thời gian tạo xung chuẩn ( đơn ổn ) : Kí hiệu rơ le nhấp nháy ( phi ổn) 2) Bộ đếm Trên Easy đếm kí hiệu sau: Số cài đặt Dir (Direction): hướng đếm →DC Nếu = → đếm lên Nếu = 1→ đếm xuống CNT (count): ngõ đếm → CC Nếu từ lên 1→ đếm lên hay đếm xuống số Nếu từ xuống → khơng đếm Res (reset): xóa số có → RC Khi số đếm số cài đặt ngõ C1= 79 c Đồng hồ thời gian thực (Real time clock) Mỗi đồng hồ thời gian thực có kênh (hay chương trình) thời gian, điều khiển chung ngõ Bốn kênh thời gian kí hiệu A-B-C-D Tùy loại model Easy có 4, hay 12 đồng hồ thời gian thực sử dụng Khi chọn đồng hồ thời gian thực, hình hiển thị kí hiệu với thông số ngày, ngày tuần để cài đặt chương trình Chọn ngày tuần Chọn kênh A-B-C-D Dấu + cho phép hiển thị ngày cài đặt ON: ngày để điều khiển ngõ lên OFF: ngày để điều khiển ngõ xuống 6.2.3 Phương pháp soạn thảo Để soạn thảo chương trình điều khiển dùng Easy có phương pháp soạn thảo: Sơ đồ biểu diễn kiểu FBD Logo Sơ đồ mạch điện kiểu Ladder 6.2.4 Bài tập ứng dụng Bài tập 1: Điều khiển động chạy I1: tiếp điểm thường đóng Stop I2: tiếp điểm thường mở Start I3, I4: Tiếp điểm 95-96 rơ le nhiệt Bài làm: Biểu diễn dạng Ladder Easy 80 Bài tập 2: Hệ thống tự động bơm nước cung cấp Trong xí nghiệp công nghiệp hay khu nhà cao tầng thường thiết kế có hồ chứa nước phục vụ cho sản xuất, sinh hoạt Động bơm nước vào hồ chứa theo nguyên tắc: Khi mực nước hồ giảm xuống mức thấp động bơm cấp điện để bơm nước vào hồ chứa Khi mực nước hồ tăng lên đến mức cao động bơm bị ngắt điện ngừng bơm Động bơm hoạt động chế độ tự động tay Bài làm: I1: tiếp điểm báo mực nước cao, mực nước cao I1 =0 I2: tiếp điểm báo mực nước thấp, mực nước thấp I2 =0 I3: Công tắc chọn chế độ chạy tự động hay tay Nếu I3 =0( hở) chạy chế độ tự động, I3 = (đóng) chạy chế độ tay Cách biểu diễn Easy kiểu Ladder: 6.3 Lập trình phần mềm Easy Soft 6.3.1 Kết nối PC - Easy Để kết nối PC – LOGO cần cáp kết nối PC(EASY-USB-Cab EASY800-USB-Cab) Một đầu cáp cắm vào cổng RS232 Easy đầu lại nối vào cổng COM máy tính Nếu máy tính trang bị với giao diện USB (Universal Serial Bus), bạn cần công cụ chuyển đổi trình điều khiển thiết bị kết nối LOGO! cáp vào cổng này( thực theo hướng dẫn hình bạn cài đặt trình điều khiển cho chuyển đổi) - Cấp nguồn cho Easy - Bật chế độ online - Bật Easy chế độ RUN 81 6.3.2 Sử dụng phần mềm Giao diện người dùng phần mềm lập trình chia thành ba cửa sổ khác Toolbox window [1] Workbench (Circuit Diagram) [2] Properties field [3] Các phần mềm lập trình hồn thành tiêu đề, Menu Thanh cơng cụ phía Tùy thuộc vào quan điểm lựa chọn, dịng trạng thái phía dưới, cung cấp thơng tin hữu ích u cầu bạn Hình 89 : Giao diện phần mềm Easy Soft 1) Tạo Project Để tạo chương trình (sơ đồ mạch) với phần mềm lập trình Easy Soft trước tiên bạn phải mở dự án chuyển giao thiết bị vào Workbench Bắt đầu dự án vào File → New 2) Chọn thiết bị Nhấp vào thiết bị cần thiết cửa sổ Toolbox Thiết bị chọn hiển thị cửa sổ Workbench [2] Hiển thị trường Properties [3] cho thấy thông tin thiết bị liên quan (thông số kỹ thuật) Điều bao gồm, ví dụ, số lượng đầu vào đầu ra, số lượng dấu mốc, rơ le thời gian chuyển tiếp truy cập 82 3) Viết chương trình Vào sơ đồ mạch thơng qua nút Circuit Diagram hộp công cụ hay nhấp đúp vào thiết bị lập trình vào sơ đồ mạch cách chọn View, Circuit Diagram Hình 90: Giao diện lập trình Cửa sổ Toolbox [1] cho thấy tất tốn hạng có sẵn hỗ trợ thiết bị lựa chọn Cửa sổ Workbench [2] phần giao diện để lập trình Cửa sổ Properties lĩnh vực [3] tab Circuit Diagram dùng để xác định tham số cho toán hạng 4) Chạy mô View→ Simulation Toolbox Window [1] in Simulation View Circuit Diagram Window [2] in Simulation View Properties Field Window [3] in Simulation View 83 Hình 91: Giao diện Simulation 6.3.3 Bài tập minh họa Bài tập 1: Một hệ thống băng tải dẫn động động ba pha hệ thống bắt đầu với thời gian trễ giây sau bật Băng tải sử dụng để vận chuyển gói sản phẩm Số lượng gói vận chuyển thời gian tắt hệ thống giây Hệ thống bật thông qua thiết bị chuyển mạch S1, S2 để tắt hệ thống cảm biến quang S3 sử dụng để phát số lượng gói vận chuyển Hình 92: Sơ đồ hệ thống 84 Bài làm: Sơ đồ kết nối vào ra: Hình 93: Sơ đồ đấu nối vào Bảng địa chỉ: I1 S1 nút ấn khởi động hệ thống I2 S2 nút ấn dừng hệ thống I3 S3 cảm biến phát gói sản phẩm Q1 K1 cuộn hút cấp điện cho động băng tải T1 Rơ le thời gian đếm 3s T2 Rơ le thời gian đếm 4s C1 Bộ đếm sản phẩm Viết chương trình: 85 Chọn rơ le thời gian Cài đặt Timer: Ta có Chọn đếm 86 Chương trình điều khiển Hình 94: Chương trình điều khiển 6.3.4 Bài tập tự làm Bài tập 1: Khởi động tắt động Yêu cầu: Vẽ sơ đồ mạch điều khiển Sơ đồ đấu nối vào Viết chương trình điều khiển ngôn ngữ Ladder Bài tập 2: Điều khiển tín hiệu đèn giao thơng ngã tư: Hình 95: Sơ đồ đèn giao thơng 87 Vẽ giản đồ thời gian Vẽ sơ đồ đấu nối vào Viết chương trình điều khiển ngơn ngữ Ladder 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu giảng dạy LOGO, EASY Đức [2] Tài liệu giảng dạy ZEN OMRON [3] Các sách báo, tạp chí có liên quan [4] Basic Electronic Practices (2009, Human Resources Development Service of Korea, Bak Jonggap) [4] Electrical Basic Practice(2012, Human Resources Development Service of Korea, Gwon Hyeokdae) [5] Electrical & Electronic Basic Practice(1998, Human Resources Development Service of Korea, Kim Yeongjun et al.) 89 ... động Mạch điều khiển: Hình 69: Sơ đồ mạch điều khiển 62 2) Điều khiển LOGO! 23 0RC: Hình 70: Sơ đồ đấu nối vao/ra Chương trình điều khiển: Hình 71: Chương trình điều khiển 63 5.3 Điều khiển động... tăng cao áp suất khí Mạch điều khiển: Hình 81: Sơ đồ mạch điều khiển 68 Điều khiển LOGO! 23 0RC: Hình 82: Sơ đồ đấu nối vào/ra Chương trình điều khiển: Hình 83: Chương trình điều khiển 69 5.7 Điều. .. Easy 4 1 2- AC-R: - Nguồn cung cấp 115 /23 0V AC - Có ngõ vào số (115 /23 0v AC) khơng cách ly, ngõ Relay (8A230V AC) có cách ly - Khơng có chức điều khiển theo thời gian thực 73 b Easy 4 1 2- DC-RC: - Nguồn