Đang tải... (xem toàn văn)
DO AN PLC
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Lời nói đầu Trong ngành công nghiệp trớc đây, hệ thống điều khiển số thờng đợc thiết kế sở phần tử rơle mạch điện tử logic nối với theo nguyên lý làm việc hệ thống, với hệ thống đơn giản hệ thống có u điểm giá thành, nhng với hệ thống điều khiển phức tạp hệ thống có nhiều nhợc điểm nh: cồng kềnh, phức tạp khó khăn việc sửa chữa nh thay đổi chức hoạt động hệ thống Sự tiến khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính đà cho đời thiết bị điều khiển số nh CNC, PLC thiết bị cho phép khắc phục đợc nhiều nhợc điểm hệ thống điều khiển trớc Sau thời gian học tập Trờng Đại học kỹ thuật Công nghiệp đến em đà hoàn thành chơng trình đại học ngành Đo Lờng - Điều khiển Để có đợc tổng hợp kiến thức đà học môn học ngành có đợc kh¸i qu¸t chung vỊ nhiƯm vơ cđa mét ngêi c¸n kỹ thuật em đợc nhận đề tài là:ứng dụng PLCS7- 200 để điều khiển dây truyền sản xuất ván dăm nhà máy ván dăm Lu Xá sở dựa theo sơ đồ điều khiển nhà máy Đợc bảo hớng dẫn tận tình thầy giáo TS: Nguyễn Mạnh Tùng, thầy,cô giáo môn Đo Lờng - Điều Khiển cán kỹ thuật nhà máy với cố gắng nỗ lực thân, đến em đà hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án thời gian có hạn chắn em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đựơc bảo lời nhận xét thầy, cô giáo để đề tài em hoàn thiện Em xin trân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 15 tháng năm 2005 Sinh viên Bùi Ngọc Linh SVTK: Bùi Ngọc Linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Mục lục trang Lời nói đầu1 Chơng1 Công nghệ sản xuất nhà máy ván dăm Lu Xá Giới thiệu nhà máy ván dăm.4 1.1 Sơ lợc cấu tổ chức nhà máy4 1.2 Đặc điểm sản xuất ván dăm.4 1.3 Sản phẩm nhà máy.8 Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất nhà máy.8 Các thiết bị nhà máy10 3.1 Sản xuất dăm10 3.2 Các tủ điều khiển.16 3.3 Xởng sản xuất 16 3.4 Phân xởng phụ trợ.20 Chơng hệ thống điều khiển nhà máy ván dăm Hệ thống điều khiển cho phân xởng sản xuất dăm21 1.1 Công đoạn sản xuất dăm.21 1.2 Công đoạn sấy sàng31 Hệ thống điều khiển cho phân xởng sản xuất chính.35 2.1 Công đoạn trộn keo35 2.2 Công đoạn trải thảm39 2.3 Công đoạn ép nhiệt.41 2.4 Công đoạn làm mát cắt xén49 2.5 Công đoạn chà nhám đánh bóng51 Chơng Tìm hiểu tổng quan PLC T×m hiĨu vỊ PLC S7-200 Tỉng quan vỊ PLC………………………………… 53 1.1 Mở đầu53 1.2 Các thành phần PLC.54 1.3 Các vấn đề lập trình62 1.4 Đánh giá u nhợc điểm PLC 68 T×m hiĨu vỊ PLC S7- 200…………………………….69 2.1 CÊu h×nh cứng 69 2.2 Vùng đối tợng73 2.3 Ngôn ngữ lập trình.75 SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn §o Lêng - §iỊu KhiĨn Thut minh ®å án tốt nghiệp 2.4 Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Lập trình số lệnh bản.76 Chơng Lập trình thực phần mềm S7 200 điều khiển dây truyền sản xuất Các tín hiệu vào ra.81 Chọn PLC gán địa vào ra.83 LËp tr×nh………………………………………….86 SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bé môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên chơng Tổng quan chung công nghệ nhà máy ván dăm thái nguyên Sơ lợc nhà máy ván dăm Lu Xá 1.1 Sơ lợc cấu tổ chức nhà máy Ngày kinh tế xà hội ngày phát triển nhu cầu mặt hàng mỹ nghệ ngày nhiều đòi hỏi chất lợng ngày cao phải thoả mÃn nhu cầu thẩm mỹ ngời tiêu dùng, mặt hàng mỹ nghệ đợc sản xuất từ gỗ số loại hàng nh Để đáp ứng nhu cầu thực tiễn Nhà máy Ván Dăm Lu Xá đà đợc thành lập vào năm 2000 đợc đa vào hoạt động thức từ ngày 30 2002 Dây truyền sản xuất nhà máy đợc tự động hoá hoàn toàn với thiết bị máy móc đợc nhập từ Trung Quốc đại lớn thứ hai nớc lĩnh vực sản xuất ván dăm Đây nhà máy trực thuộc tổng công ty Lâm Nghiệp Việt Nam chuyên sản xuất loại ván dăm, ván sợi đạt tiêu chuẩn quốc tế đợc cung cấp rộng rÃi thị trờng nớc Công ty Ván Dăm Thái Nguyên gồm đơn vị thành viên: - Lâm trờng §ång Hû - XÝ nghiƯp Méc Gi¸p B¸t - XÝ nghiệp ván nhân tạo - Lâm trờng Phú Bình chế biến lâm sản Việt Trì - Nhà máy Ván Dăm Thái Nguyên Khối sản xuất nhà máy Ván Dăm Lu Xá gồm xởng: - Xởng sản xuất dăm - Xởng sản xuất ván dăm (xởng sản xuất chính) - Xởng phụ trợ 1.2 Đặc điểm sản xuất ván dăm.(hình 1.1) SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Nguyên liệu đầu vào Băm dăm Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Silô chứa Nguyên liệu Sấy khô Trộn keo phụ trợ Ván thành phẩm Chà nhám Cắt cạnh ép nhiệt Trải thảm Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát trình sản xuất nhà máy 1.2.1 Nguyên liệu nhà máy 1.2.1.1 Nguyên liệu thô đầu vào Nguyên liệu thô để sản xuất chủ yếu gỗ, dùng mùn ca, gỗ bìa, gỗ lõi, gỗ tận dụng Các loại gỗ khác từ kim đến rộng có đờng kính từ 30mm đến 240mm, chiều dài từ 250mm đến 20000mm Gỗ tỉa tha, cành, với đờng kính từ 3cm trở lên, gỗ bìa từ xởng ca gỗ lõi tận dụng từ nhà máy gỗ dán ®Ịu cã thĨ tËn dơng, nÕu sư dơng nguyªn liƯu nh vỏ bào từ nhà máy chế biến gỗ, mùn ca từ xởng ca mảnh gỗ bóc phế thải từ nhà máy gỗ dán phải thêm thiết bị phụ trợ Tỷ lệ vỏ không vợt 8% 1.2.1.2 Nguyên liệu phụ trợ Keo Urea Formaldehyde ( UF ) Hàm lợng keo rắn : 60 ~ 65% Tỷ lƯ Gmolar : ~ 1.05 §é nhít : 200 ~ 400 CP ( 200C ) Thêi gian xö lý :60 ~ 70 s §é PH : ~ 7.4 Thời gian bảo quản : 30 ngày Thời gian công hiƯu :4h Lỵng Formaldehyde tù : < 0.2 % (40 C ) Urea Màu trắng Tổng tỷ lệ Nitơ : 46 % Hàm lợng nớc :1% Hàm lợng sắt : 0.005 % Sáp Điểm nóng chảy : 580 C Hàm lợng dầu :8% Clorua Amoni SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Màu trắng suốt Clorua Natri : < 0.2 % Không hoà tan : < 0.02 % Hàm lợng nớc : < 0.1 % Hàm lợng sắt : < 0.3 % Độ PH : 4.5 ~ Amoni Dung dịch không màu màu vàng sáng Hàm lợng Amoni : > 25 % Thành phần khác : max 0.3 p/l Axit Oleic Điểm đông đặc : < 80 C Lỵng ièt : 90 ~ 105 Sè xà phòng hoá : 195 ~ 200 Độ axit : 195 ~ 200 Hàm lợng nớc : max 0.5 % 1.2.2 Các thông số lợng Điện Điện áp : 380v/220v Độ chênh lệch điện áp : 7% Tần số : 50 Hz Độ chênh lệch tần số : Hz Nhiệt ép dầu : 220 C Máy sấy nhiệt dầu nớc : 195 C Pha chế keo nhiệt dầu nớc :120 C Cung cấp nớc áp lực : x 105 Pa Thang độ màu : < 15 Sự đục nớc : < độ Vật thể nhìn đợc mắt thờng :0% Độ PH : 6.5 ~ 8.5 §é cøng ( CaOH ) : < 250 mg/l Hàm lợng sắt : < 0.3 mg/l Khí nén áp lực : x 105 Pa Hàm lợng dầu : mg/m3 1.2.3 Møc tiªu thơ nguyªn liƯu ( cho ván thành phẩm đà cắt xén cạnh dày 16 mm ) Gỗ : 1090 kg Keo UF ( thĨ r¾n ) : 96 kg Paraffin ( thĨ r¾n ) : 5.1 kg SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Clorua Amoni : 1.23 kg Amoni : 1.92 kg Urê : 3.4 ~ 6.8 kg Điện : 380 KW/ h NhiÖt : 000 000 Kcal KhÝ nÐn : 150 Nm3 Cho keo dung môi pha keo : 50 L Tiêu hao nớc rửa khoảng thời gian đặn Nớc tuần hoàn làm mát Nớc để cứu hoả nớc dùng cho mục đích vệ sinh đợc cung cấp cách tổng hợp 1.2.4 Yêu cầu lao động : đợc trình bày bảng 1-1 ( trang bên ) Công việc Ca Nhân lực Đa gỗ vào băm dăm Sấy sàng dăm Pha chế trộn keo 3 Định hình ép Làm mát cắt cạnh , xếp lớp Chà nhám Mài dao cụ 1 Lái xe nâng 3 Bảo dỡng Thợ điện Kiểm tra Đốc công 3 Tổng cộng 33 61 1.2.5 Nhiệt nớc cung cấp Nhiệt Máy ép nóng M¸y sÊy Trén keo Níc : 300 000 Kcal : 500 000 Kcal : 20 000 Kcal : m3 / h 1.2.6 Mức tiêu thụ điện nhà máy Tổng công suất thiết bị : ~1156.5 kw Băm dăm : ~ 226.4 kw Sấy sàng dăm : ~ 237.1 kw Pha chÕ vµ trén keo : ~ 66.85 kw Định hình ép : ~ 155.35 kw Làm mát cắt xếp lớp : ~ 73.8 kw SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bé m«n §o Lêng - §iỊu KhiĨn Thut minh ®å án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Chà nhám Phòng thí nghiệm Mài dao cụ Trong định møc : ~ 359.6 kw : ~ 30 kw : ~ 7.4 kw : 324.5 kw 1.3 S¶n phÈm cđa nhà máy 1.3.1 Nét đặc trng sản phẩm Nhà máy chuyên sản xuất loại ván có lớp bề mặt dăm mịn lớp lõi dăm thô, với tỷ lệ lớp mặt lõi phụ thuộc vào độ dày ván Sản phẩm hoàn thành có cấu trúc bề mặt mịn, đợc sản xuất công nghệ máy ép phẳng Mặt ván phảiđồng thống kết cấu bề mặt ổn định Chất lợng bề mặt ván phù hợp theo yêu cầu công nghệ tráng phủ bề mặt Dăm dùng cho lớp mặt phải thông qua nghiền đập để bảo đảm độ mịn - Cạnh ván thích hợp với máy dán phủ cạnh - Tác nhân liên kết : keo UF Công suất dây truyền ván dăm 55 m3/ ngày, sở hoạt động liên tục ca / ngày ( tối thiểu 22.5 làm việc / ngày ) Kích thớc ván Kích thớc ván thô : rộng 1270 mm, dài 7380 mm Kích thớc ván thành phẩm : rộng 1220 mm, dài 2440 mm Độ dầy ván sau ép : ~ 32 mm Giíi thiƯu vỊ qui tr×nh công nghệ nhà máy Ta có qui trình công nghệ nhà máy nh hình vẽ : 10 14 12 13 11 15 Return to silo 15 16 16 26 17 21 19 20 24 23 29 22 25 18 Chips return to silo 1: Máy băm trống 2: Máy băm dài 3: Silo chứa dăm \ 'f3ơt 4: Máy băm vành 5: Silo chúa dăm 6: Máy sấy 7-8: Máy sàng 9: Máy nghiền 10: Phân chuyển luồng khí 11: Máy nghiền 12: Silo dăm lớp mặt 13: Silo dăm lớp lõi 14: Máy trộn keo 15: Băng tải 16: Máy trộn dăm keo 17: Băng tải thảm dăm 18: Máy trải thảm 19: Máy cắt 20: Máy ép ván 21: Băng tải lăn 22: Rulo sấy 23: Máy cắt dọc , cắt ngang 24: Máy trà nh¸m 25: 27 SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Trong : (1) - Máy băm trống ( Drum Chipper ) : Băm mảnh gỗ vụn, gỗ thừa từ xởng ca, gỗ cha đủ qui cách băm máy băm dài, sản phẩm dăm có kích thớc từ 0.5 ~ 1.5 cm (2) Máy băm dài ( Flaker ) : máy băm nhà máy, băm cành, ngọn, thân gỗ có đờng kính từ cm trở lên có chiều dµi tèi thiĨu 60 cm (3) – Silo ( Chip Silo ) : Silo chứa dăm đợc băm từ máy băm trống (4) Máy băm dăm vành ( Round Flaker ) : băm lại gỗ từ silo (3) để đạt tiêu chuẩn kích thớc (5) Silo tổng ( Werflaker Storage Silo ) : chứa dăm máy băm dài băm vành (6) M¸y sÊy ( Roto Dryer ) : cã nhiƯm vơ sấy khô dăm Khi đạt đợc suất ngậm nớc < 3% đạt yêu cầu (7) Trục vít ( Screw Conveyor ) : có nhiệm vụ đa dăm đà sấy khô tới máy sàng Trục vít trục vít đảo chiều thông thờng dăm thô vào sàng dung để phân loại dăm, nhng dăm bị cháy trục vít đảo chiều thải dăm ngoµi (8) – Sµng dung ( Round Swing Screen ) : có nhiệm vụ phân dăm thành dăm lớp mặt, dăm lớp lõi dăm khổ Máy gồm tầng sàng Tầng dăm qúa khổ, tầng dăm lớp lõi, tầng cuối dăm lớp mặt (9) Máy búa ( Hammer mill ) : băm lại dăm khổ 10 - Phân loại ( Airllow flaker Classilier ) : phân loại dăm từ máy búa dăm tầng thành lớp dăm lõi, dăm tầng cuối dăm mịn thành dăm lớp mặt 11 - Máy nghiền lại ( Round Screen mill ) : có nhiệm vụ nghiền lại dăm không đủ tiêu chuẩn dăm lớp lõi thành dăm lớp mặt 12 Silo dăm mặt ( Silo for Surface flake ) : silo dùng để chứa dăm lớp mặt sau đà sấy để chuẩn bị đa vào trộn keo 13 Silo dăm lõi ( Silo for core flake ) : silo dùng để chứa dăm lớp lõi sau đà sấy để chuẩn bị đa vào trén keo 14 – ChuÈn bÞ keo ( Glue preparation ) : chuẩn bị parfin, dung môi, chất phụ gia keo UF Những loại nguyên liệu đợc trộn thành loại keo để phun vào dăm 15 Thiết bị định lợng dăm ( Flake dosing device ) : để khống chế lợng keo phun vào dăm tỷ lệ keo phun vào dăm lớp mặt dăm lớp lõi khác 16 Trộn keo ( Glue mixer ) : dăm lớp mặt dăm lớp lõi đợc trộn riêng máy trộn, lợng keo phun vào đợc điều chỉnh cho phù hợp với lợng keo cung cấp 17 Máy chuyển thảm ( Forming Conveyor ) : trải dăm lớp lõi SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên 18 Máy trải thảm ( Movable air flow Forming machine ) : có hai dòng khí từ vòi phun thổi dăm thành thảm định hình tạo lớp thảm dăm với lớp mặt mịn kết cấu thô dần vào máy trải thảm chuyển độnh qua lại lặp lặp lại 19 Cắt ngang thảm ( Cross cutting saw ) : cắt ngang thảm để thảm đạt kích thớc dài theo qui định 7380 mm 20 ép nhiệt (Single Opening hot press ) : máy ép nhiệt đợc thiết kế để ép ván có kích thớc 1270 x 7380 mm lần ép, với áp lực 41 MN ( tơng đơng với 4100 ) nhiệt độ 1950C 21 Làm mát ( cooling device ) : ván sau đợc ép đợc đa tới hệ thống sàn lăn chuyển tới sàn làm mát, nhiệt độ ván giảm dần 22 Con lăn ( Output roller device) 23 Cắt dọc ( Longitu dinal saw ) : cắt ván thành ván có chiều dài 2440 mm 24 Cắt ngang ( Transversal saw ) : cắt ván thành ván có chiều rộng 1220mm 25 Con lăn ( Roller Conveyor ) 26 – XÕp v¸n ( pilling and centering machine ) : bàn xếp ván thuỷ lực, ván sau đợc cắt dọc, cắt ngang đợc hệ thống lăn chuyển tới xe vận chuyển đa tới máy chà nhám đánh bóng 27 Bàn nâng thuỷ lực ( Hydrautic lifting plar form ) 28 Con lăn 29 Đánh nhẵn ( Sanding line ) : có nhiệm vụ đánh bóng, làm phẳng bề mặt Các thiết bị nhà máy 3.1 Xởng sản xuất dăm Các thiết bị xởng sản xuất dăm bao gồm : máy băm trống, máy băm vòng, máy băm vành, máy sấy, máy sàng dung, máy nghiền búa máy phụ trợ khác nh quạt hút gió, băng tải vít Khái quát dây truyền sản xuất xởng sản xuất dăm ( hình 1.2 ) SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 10 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Trong điều khiển rơle điều khiển chuyển đổi bao gồm modul cá thể phù hợp với chơng trình mạch đợc kiểm soát tay thông qua việc nối dây, ngời ta gọi điều khiển cứng Trái lại với PLC việc nhập dÃy điều khiển đợc thực thông qua panel lập trình ngoại vi chơng trình Để lập trình ngời ta sử dụng mô hình sau: - Mô hình khuôn khổ dÃy - Mô hình khuôn khổ chức - Mô hình biểu đồ nối dây biểu đồ mạch chức - Mô hình khuôn khổ logic Việc lựa chọn mô hình mô hình cho thích hợp tuỳ thuộc vào loại PLC, điều quan trọng lựa chọn loại PLC cho phù hợp với toán cụ thể để giảm bớt chi phí Đa số thiết bị lu hành dùng mô hình khuôn khổ dÃy biểu đồ nối dây, thiết bị đại cho phép ngời dùng chuyển đổi từ phơng pháp lập trình sang phơng pháp lập trình khác Phơng pháp lập trình theo mô hình biểu đồ nối dây có cách thể gần giống mạch role công tắc tơ, nhng với ngời đà có sẵn hiểu biết ngôn ngữ lập trình phát đợc dễ dàng dùng mô hình dÃy 1.3.2 Các phơng pháp lập trình Từ cách mô tả hệ tự động kể nhà chế tạo PLC đà soạn thảo phơng pháp lập trình khác nhau, phơng pháp lập trình đợc thiết kế cho đơn giản, gần với cách mô tả đà đợc biết đến Nói chung có phơng pháp lập trình là: - Phơng pháp biểu đồ bậc thang LAD (Ladder logic) - Phơng pháp liệt kê lệnh STL (Statement list) -Phơng pháp lu đồ ®iỊu khiĨn CSF (Control System Flowchart) CÊu tróc lƯnh: SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 63 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Mỗi lệnh thờng có phần chính, nhiên tuỳ theo loại PLC mà cách viết khác 00 A I 0.1 1: Là địa tơng đối lệnh (khi lập trình thiết bị lập trình thờng tự đa ) 2: Phần lệnh công việc mà PLC phải thực 3: Đối tợng lệnh phần mà lệnh tác động theo yêu cầu điều khiển, đối tợng lệnh lại có phần là: 4: Loại đối tợng, nh tín hiệu vào, ra, cờ, rơle nội 5: Tham số đối tợng để xác định cụ thể đối tợng, cách ghi tham số phụ thuộc vào loại PLC khác Ký hiệu thờng có câu lệnh: Các ký hiệu lệnh, qui ớc cách viết với quốc gia có khác nhau, chí hÃng, thời chế tạo hÃng có ký hiệu riêng, cách ghi cđa mét sè qc gia lµ: * Mü: + Ký hiệu đầu vào I (In), đầu Q (out tránh nhầm O không) + Các lệnh viết gần đủ tiếng Anh ví dụ out + Lệnh (gán) out + Tham số lệnh dùng số 10 + Phía trớc đối tợng lệnh có dấu % + Giữa số tham sè kh«ng cã dÊu chÊm VÝ dơ: AND% I09; * Nhật: out%Q10 + Đầu vào ký hiệu X, đầu ký hiệu Y + Các lệnh hầu nh đợc viết tắt từ tiếng anh + Lệnh (gán) lµ out SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bé môn Đo Lờng - Điều Khiển 64 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên + Tham sè cđa lƯnh dïng c¬ sè + Giữa tham số dấu chấm Ví dụ: A X 10; out Y 07 ã Tây đức + Đầu vào ký hiệu I, đầu ký hiệu Q + Các lệnh hầu nh đợc viết tắt từ tiếng Anh + Lệnh (gán) = + Tham số lệnh dùng số + Giữa số tham số có dấu chấm để phân biệt khe kênh Ví dụ: A I 1.0 = Q 0.7 Ngoài ký hiệu nh hÃng có ký hiệu riêng, có lệnh riêng, hÃng thời chế tạo khác có đặc điểm khác với lệnh khác Do đó, sử dụng PLC loại PLC ngời lập trình phải tìm hiểu cụ thể phơng pháp sử dụng loại PLC * Phơng pháp STL Đây phơng pháp lập trình thông thờng máy tính, chơng trình đợc ghép nhiều câu lệnh theo thuật toán định, lệnh đợc liệt kê thứ tự, để phân biệt đoạn chơng trình ngời ta dùng mà nhớ, khởi đầu đoạn ngời ta dùng lệnh khởi đầu nh LD, L, A, O Kết thúc đoạn thờng lệnh gán cho đầu ra, đầu cho thiết bị ngoại vi hay cho rơle nội *Phơng pháp hình thang LAD SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 65 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Đây ngôn ngữ đồ họa thích hợp với ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic Mạng LAD đờng nối I0.0 Q3.0 I0.2 phần tử thành mạch hoàn chỉnh, theo thứ tự từ trái sang I0.1 phải, từ xuống dới Quá trình quét PLC theo thứ tự Hình 3.7 Ngôn ngữ lập trình dạng LAD Một sơ đồ LAD có nhiều nấc thang, phần tử biểu đồ hình thang LAD có tham số xác định tuỳ thuộc ký hiệu hÃng sản xuất PLC (bảng 3.1) Bảng 3.1 Sự khác phơng pháp viết chơng trình số lo¹i PLC PLC STL LAD LD 000.01 000.01 000.00 000.03 010.00 OR OMRON 010.00 AND NOT 010.00 000.00 OUT A 010.00 AN = Q 1.0 LD I 0.1 AN I 0.2 1.0 = Q A I 0.0 AN I 0.1 O A I 0.2 S7-300 0.0 S7-200 000.03 S5 AND AN I 0.3 I I 0.0 I 0.1 Q 1.0 I 0.1 I 0.2 Q 1.0 I 0.0 I 0.1 Q 4.1 I 0.2 I 0.3 I 0.1 SVTK: Bïi Ngäc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 66 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp = Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Q 4.1 * Phơng pháp CSF (Control System Flow) Phơng pháp lu đồ điều khiển CSF trình bày phép toán logic với ký hiệu đồ họa đà đợc tiêu chuẩn hoá (hình 3.8) Phơng pháp lu đồ điều khiển thích hợp với ngời ®· quen víi ®iỊu khiĨn b»ng ®¹i sè Booole I0.0 & I0.1 Q0.0 Hình 3.8 Ngôn ngữ lập trình dạng CSF So sánh phơng pháp biểu diễn: Nhìn chung, phơng pháp biểu diễn kể có khả riêng nó, nhiên phơng pháp STL vạn biểu diễn lệnh khối phơng pháp điều khiển Trong phơng pháp CFS LAD bị hạn chế số lệnh thuộc số khối định Chơng trình đợc viết dới dạng CFS LAD cũng chuyển sang dạng STL, nhng ngợc lại trờng hợp chuyển đợc từ dạng STL sạng dạng CFS LAD đợc, ví dụ: - Nhóm lệnh dùng tất loại khối đợc biểu diễn phơng pháp STL, CFS LAD - Một số nhóm lệnh hệ thống nhóm lệnh bổ trợ đợc dùng khối chức biểu diễn phơng pháp STL SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 67 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên 1.4 Đánh giá u nhợc điểm PLC 1.4.1 Ưu diểm Hiện dựa sở vi xử lý tiên tiến, điều khiển logic lập trình đà cho phép khắc phục đợc nhiều nhợc điểm hệ điều khiển liên kết cứng trớc Có thể liệt sè u ®iĨm chÝnh cđa viƯc sư dơng PLC gåm: - Giảm bớt đợc việc nối dây kiến tạo hệ thống, giá trị logic nhiệm vụ điều khiển đợc thực chơng trình thay cho việc đấu nối dây - Tính mềm dẻo cao, hệ thống dùng PLC phần tử điều khiển đà đợc mô tả sẵn, mối liên kết phần tử đợc mô tả chơng trình, cần thay đổi cấu trúc điều khiển cần thay đổi chơng trình hệ thống - Không gian lắp đặt nhỏ hơn, PLC đòi hỏi không gian so với hệ điều khiển rơle tơng đơng - Dải chức rộng - Tốc độ làm việc cao - Công suất tiêu thụ giảm - Lắp đặt đơn giản - Hệ thống đợc mở rộng theo khối - Về giá trị kinh tế PLC ta phải đề cập đến số lợng đầu đầu vào, số lợng đầu vào/ra mà hệ rơle tỏ kinh tế hơn, số lợng đầu vào/ra tăng lên hệ PLC kinh tế hệ rơle Khi tính đến giá PLC không kể đến giá phận phụ thiếu nh thiết bị lập trình, máy in, băng ghi việc đào tạo nhân viên kỹ thuật, phần mềm để thiết kế lập trình cho mục đích đặc biệt đắt Ngày nhiều hÃng chế tạo PLC đà cung cấp chọn đóng gói phần mềm đà đợc thử nghiệm, nhng việc thay thế, sửa đổi phần mềm nhu cầu tránh khỏi, cần thiết phải có kỹ phần mềm Phân bố giá cho việc lắp đặt PLC thờng nh sau: SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 68 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên - 50% cho phần cứngcủa PLC - 10% cho thiết kế khuôn khổ chơng trình - 20% cho soạn thảo lập trình - 15% cho chạy thử nghiệm - 5% cho tài liệu 1.4.2 Nhợc điểm Giá điều khiển PLC đắt, toán đơn giản việc sử dụng chọn lựa PLC phải hợp lý không dẫn đến việc gây lÃng phí đầu t không cần thiết Bộ điều khiển PLC S7 - 200 2.1 CÊu h×nh cøng cđa PLC S7 - 200 PLC S7 - 200 thuéc hä Simatic hÃng Siemens sản xuất, loại hỗn hợp vừa đơn khối vừa đa khối Cấu tạo loại PLC đơn vị sau lắp thêm module mở rộng phía bên phải Có module mở rộng tiêu chuẩn, module bao gồm đơn vị chức mà tổ hợp lại cho phù hợp với nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể Thành phần PLC S7 200 khối vi xử lý CPU 212 CPU 214 Về hình thức bên khác hai loại CPU nhận biết đợc nhờ số đầu vào/ra nguồn cung cÊp - CPU 212 cã cỉng vµo vµ cổng có khả đợc mở rộng thªm b»ng module më réng - CPU 214 cã 14 cổng vào 10 cổng có khả đợc mở rộng thêm module mở rộng 2.1.1 CÊu t¹o cđa PLC S7 - 200 * CÊu tróc đơn vị SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 69 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Đơn vị PLC S7 - 200 (h×nh 3.9 ) SF I0.0 I1.0 RUN I0.1 I1.1 SIEMENS STOP I0.2 I1.2 I0.3 I1.3 I0.4 I1.4 SIMATIC I0.5 I1.5 S7-200 I0.6 I0.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Hình 3.9 Các đơn vị PLC S7-200 Chân cắm cổng Chân cắm cổng vào Các đèn trạng thái: SF (đèn đỏ): Báo hiệu hệ thống bị hỏng RUN (đèn xanh): Chỉ định PLC chế độ làm việc STOP (đèn vàng): Chỉ định PLC chế độ dừng Đèn xanh cổng vào định trạng thái tức thời cổng vào Cổng truyền thông Đèn xanh cổng định trạng thái tức thời cổng Công tắc Chế độ làm việc: Công tắc chọn chế độ làm việc có ba vị trí + RUN: Cho phép PLC thực chơng trình nhớ PLC tự chuyển trạng thái STOP, chạy nên quan sát trạng thái thực PLC theo đèn báo SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 70 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên + STOP: Cỡng PLC dừng công việc thực hiện, chuyển trạng thái nghỉ chế độ PLC cho phép hiệu chỉnh lại chơng trình nạp chơng trình + TERM: Cho phép PLC tự định chế độ làm việc ( RUN STOP ) Chỉnh định tơng tự: Núm điều chỉnh tơng tự đặt dới lắp đậy cạnh cổng ra, núm điều chỉnh tơng tự cho phép điều chỉnh tín hiệu tơng tự, góc quay đợc 2700 Pin nguồn nuôi nhớ: Nguồn pin đợc tự động chuyển sang trạng thái tích cực dung lợng nhớ bị cạn kiệt thay để không bị Cỉng trun th«ng: S7-200 sư dơng cỉng trun th«ng nèi tiếp RS 485 với phích cắm chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình với PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI 9600 boud Các chân cổng truyền thông là: đất 2 24v DC truyền nhận liệu không dùng đất Hình 3.10 5v DC (®iƯn trë 100Ω) 24v DC (120 mA) truyền nhận liệu kh«ng dïng 2.1.2 Th«ng sè CPU 212 bao gåm: 512 từ đơn ( word ) tức 1kbyte, để lu chơng trình thuộc miền nhớ đọc ghi đợc không bị liệu nhờ có giao diện với EFPROM Vïng nhí cã cÊu tróc nh vËy lµ vïng nhí non volatile 512 từ đơn để nhớ liệu, ®ã 100 tõ nhí ®äc ghi thc miỊn non – volatile cỉng vµo logic vµ cỉng logic Tổng số cổng vào cực đại 64 cỉng vµo vµ 64 cỉng SVTK: Bïi Ngäc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 71 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên 64 thời gian trễ ( time ) Trong timer có độ phân giải 1ms, timer có độ phân giải 10 ms 54 timer có độ phân giải 100ms 368 bít nhớ đặc biệt sử dụng làm bít trạng thái bít đặt chế độ làm việc Có chế độ ngắt sử lý ngắt khác bao gồm: Ngắt truyền thông, ngắt theo sờn lên sờn xuống, ngắt theo thời gian ngắt báo hiệu đếm tốc độ cao ( 2KHz ) Bộ nhớ không bị liệu khoảng thời gian 50h PLC bị nguồn nuôi * Các thông số cđa CPU 214 - 14 cỉng vµo vµ 10 cỉng logic Cã thĨ më réng thªm module bao gồm module analog, tổng số cổng vào cực đại là: 64 vào, 64 - 2048 từ ®¬n (4 Kbyte) thc miỊn nhí ®äc/ghi ®Ĩ lu ch¬ng tr×nh (vïng nhí giao diƯn víi EFROM) - 2048 tõ ®¬n (4 Kbyte) thc miỊn nhí ®äc/ghi ®Ĩ ghi sè liệu, có 512 từ đầu thuộc miền nhớ không đổi - 128 thời gian (Times) chia làm ba loại theo độ phân dải khác nhau: 1ms, 16 bé 10ms vµ 108 bé 100ms - 128 đếm chia làm hai loại: đếm tiến võa ®Õm tiÕn võa ®Õm lïi - 688 bit nhí đặc biệt để đặt chế độ làm việc - Các chế độ ngắt bao gồm: ngắt theo sờn lên xuống, ngắt thời gian, ngắt đếm tốc độ cao ngắt truyền xung - đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz 7KHz - ph¸t xung nhanh cho d·y xung kiĨu PTO thc kiĨu PWM - điều chỉnh tơng tự 2.2 Cấu trúc nhớ Bộ nhớ S7-200 đợc chia thành vùng với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn Bộ nhớ S7-200 có tính động cao, đọc ghi đợc toàn vùng, loại trừ SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 72 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên phần bít nhớ đặc biệt đợc ký hiệu SM ( Special Memory ) chØ cã thĨ truy nhËp ®Ĩ ®äc CÊu trúc nhớ đợc mô nh hình 3.11 Miền nhớ chương trình chương trình tham số tham số liệu liệu chương trình tham số liệu vùng đối tượng Bộ nhớ PLC S7 - 200 Vùng nhớ chơng trình Vùng nhớ chơng trình miền nhớ đợc sử dụng để lu giữ lệnh chơng trình Vùng thuộc kiểu không đổi (non-volatile) đọc / ghi đợc Vùng tham số Vùng tham số lu giữ tham số nh: từ khoá, địa trạm vùng thuộc vùng không đổi đọc / ghi đợc Vùng liệu Vùng liệu để cất liệu chơng trình gồm kết phép tính, số chơng trình vùng liệu miền nhớ ®éng, cã thÓ truy nhËp theo tõng bit, byte, tõ (word) từ kép Vùng liệu đợc chia thành vùng nhớ nhỏ với công dụng khác là: Bảng 3.2 TT Tên tham số V I Q Diễn giải Là miền đọc ghi §Ưm cỉng vµo §Ưm cỉng SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Tham sè CPU 212 CPU214 0.0 ÷ 1023.7 0.0 ÷ 4095.7 0.0 ÷7.7 0.0 ÷ 7.7 0.0 ữ 7.7 0.0 ữ 7.7 Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 73 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp M SM chØ ®äc SM däc/ghi Trêng Đại Học KTCN Thái Nguyên 0.0 ữ 15.7 0.0 ữ 29.7 30.0 ữ 45.7 Vùng nhớ nội Vùng nhớ đặc biệt Vùng nhớ đặc biệt 0.0 ữ 31.7 0.0 ữ 29.7 30.0 ữ 85.7 Địa truy nhập đợc qui ớc với công thức: * Truy nhập theo bit: Tên miền + địa byte số bit Ví dụ: V150.4 địa bít số byte 150 thc miỊn V * Truy nhËp theo byte: Tªn miỊn + B địa byte Ví dụ: VB150 ®Þa chØ byte 150 thc miỊn V * Truy nhËp theo từ (word): Tên miền + W địa byte cao từ Ví dụ: VW150 địa từ đơn gồm hai byte 150 151 thuộc miền V, byte 150 có vai trò byte cao cđa tõ * Truy nhËp theo tõ kÐp : Tªn miền + D địa byte cao từ Ví dụ: VD150 địa từ kép gồm bốn byte 150, 151, 152 vµ 153 thc miỊn V, ®ã byte 150 cã vai trß byte cao, 153 cã vai trò byte thấp từ kép Tất byte thuộc vùng liệu truy nhập trỏ Con trỏ đợc định nghĩa miền V ghi AC1, AC2, AC3 Mỗi trỏ địa gồm byte (từ kép) Qui íc sư dơng trá ®Ĩ truy nhËp nh sau: & + địa byte cao Ví dụ: + AC1 = &VB150 ghi AC1 chứa địa byte 150 thc miỊn V + VD100 = &VW150 lµ từ kép VD100 chứa địa byte cao từ đơn VW150 thuộc miền V + AC2 = &VD150 ghi AC2 chứa địa byte cao 150 từ kép VD150 thuộc miền V Toán hạng * (con trỏ): lấy nội dung byte, từ từ kép mà trỏ vào Với địa đà xác định ta có ví dụ: VÝ dơ: + LÊy néi dung cđa byte VB150 lµ: *AC1 + Lấy nội dung từ đơn VW150 là: *VD100 SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bé m«n Đo Lờng - Điều Khiển 74 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên + LÊy néi dung cđa tõ kÐp VD150 lµ: *AC2 PhÐp gán địa sử dụng trỏ nh có tác dụng vớinhững ghi 16 bit thời gian, đếm thuộc đối tợng Vùng đối tợng Vùng đối tợng để lu giữ liệu cho đối tợng lập trình nh giá trị tức thời, giá trị đặt trớc đếm, hay thời gian Dữ liệu kiểu đối tợng bao gồm ghi thời gian, đếm, đếm cao tốc, đệm tơng tự ghi AC Kiểu liệu đối tợng bị hạn chế nhiều liệu kiểu đối tợng đợc ghi theo mục đích cần sử dụng đối tợng Bảng 3.3 TT Tªn tham sè AC0 AC C HSC AW AQW T DiƠn gi¶i Tham sè CPU 212 CPU 214 ắc qui (Không có khả làm trỏ) ắc qui ữ3 1ữ3 Bộ đếm đến 127 ữ 63 Bộ đếm tốc độ cao đến Bộ đệm cổng vào tơng tự đến 30 ữ30 Bộ đệm cổng tơng tự ®Õn 30 ÷ 30 Bé thêi gian ®Õn 127 ữ63 2.3 Các module vào/ra mở rộng Khi trình tự động hoá đòi hỏi số lợng đầu vào đầu nhiều lợng sẵn có đơn vị cần chức đặc biệt mở rộng đơn vị cách gá thêm module Tối đa thêm module vào/ra qua vị trí sẵn có panel phía bên phải Địa Module Module Module Module Module CPU 214 analog analog module(4 vào, ra) (8 vào) đợc xác định kiểu vào/ra vị trÝ(8 ra) module ë cđa (4 vµo, ra) (2vào, ra) rÃnh, bao gồm module kiểu I0.0 Q0.0 I2.0 I3.0 AIW0 Q3.0 AIW10 VÝ Q0.1 I0.1 dụ modul cổng gán modul cổng vµo, cịng nh mét I2.1 I3.1 AIW2 Q3.1 AIW12 I0.2 Q0.2 I2.2 I3.2 AIW3 Q3.2 modul tơng tự gán địa I3.3 nh modul số ngợc Q3.3 l¹i I0.3 Q0.3 I2.3 AIW4 AQW4 I0.4 Q0.4 I3.4 Q3.4 tơng ứng với số Các modul số hay rời rạc chiếm chỗ đệm, I0.5 Q0.5 Q2.0 I3.5 AQW0 Q3.5 I0.6 modul Q2.1 Q0.6 I3.6 Q3.6 đầu I0.7 Q0.7 Q2.2 I3.7 Q3.7 Cách gán địa đợc trình bày hình 4.8 I1.0 Q1.0 Q2.3 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển I1.5 75 Hình 3.12 Cách gán địa CPU214 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên 2.4 Ngôn ngữ lập trình S7 - 200 2.4.1 Cấu trúc chơng trình Có thể lập trình cho PLC S7 - 200 cách sử dụng phần mềm sau đây: - Step - Micro/DOS - Step - Micro/WIN Những phần mềm S7-200 cài đặt đợc máy lập trình họ PG7ìì máy tính cá nhân Các chơng trình cho S7 - 200 phải có cấu trúc bao gồm chơng trình (main program) sau đến chơng trình chơng trình xử lý ngắt đợc nh hình 3.13 - Chơng trình đợc kết thúc lệnh kết thúc chơng trình (MEND) - Chơng trình phận chơng trình (các lệnh chơng trình phải đợc viết sau lệnh kết thúc chơng trình chính) - Các chơng trình xử lý ngắt phận chơng trình, cần sử dụng chơng trình xử lý ngắt phải đơc viết sau lệnh kết thúc chơng trình chÝnh SVTK: Bïi Ngäc linh - Líp K36IC Bé m«n Đo Lờng - Điều Khiển 76 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học KTCN Thái Nguyên Các chơng trình đợc nhóm lại thành nhóm sau chơng trình sau đến chơng trình xử lý ngắt, cách viết nh cấu trúc chơng trình đợc rõ ràng thuận tiện việc đọc chơng trình sau này, tự trộn lẫn chơng trình chơng trình xử lý ngắt đằng sau chơng trình Thực vòng quét Thực chương trình gọi Main Program ……… MEND Thùc hiƯn cã tÝn hiƯu ng¾t SBR0 Chơng trình thứ RET SVTK: Bùi Ngọc linh - Lớp K36IC Bộ môn Đo Lờng - Điều Khiển 77 Hình 4.11 Cấu trúc chương trình S7-200 ... nghệ sản xuất nhà máy ván dăm Lu Xá Giới thiệu nhà máy ván dăm. 4 1.1 Sơ lợc cấu tổ chức nhà máy4 1.2 Đặc điểm sản xuất ván dăm. 4 1.3 Sản phẩm nhà máy. 8 Giới thiệu quy trình công nghệ sản xuất nhà. .. Dăm Thái Nguyên Khối sản xuất nhà máy Ván Dăm Lu Xá gồm xởng: - Xởng sản xuất dăm - Xởng sản xuất ván dăm (xởng sản xuất chính) - Xởng phụ trợ 1.2 Đặc điểm sản xuất ván dăm. (hình 1.1) SVTK: Bùi... đợc sản xuất từ gỗ số loại hàng nh Để đáp ứng nhu cầu thực tiễn Nhà máy Ván Dăm Lu Xá đà đợc thành lập vào năm 2000 đợc đa vào hoạt ®éng chÝnh thøc tõ ngµy 30 – – 2002 Dây truyền sản xuất nhà máy
