QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình điều khiển máy trộn
Bình trộn là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất sơn, không chỉ dùng để pha trộn các màu sơn khác nhau mà còn để rửa sạch sau khi hoàn thành Thiết bị này có hệ thống ống dẫn ba màu sơn cơ bản: đỏ, xanh da trời và xanh lam, từ đó tạo ra các màu sắc mong muốn cho sản phẩm cuối cùng.
Quy trình làm việc bắt đầu bằng việc xả các loại sơn khác màu vào bồn Loại sơn thứ nhất được xả qua van điện từ 1 trong thời gian t1, loại thứ hai qua van điện từ 2 trong thời gian t2, và loại thứ ba qua van điện từ 3 trong thời gian t3 Các van dừng lại khi đã bơm đủ thời gian định sẵn, sau đó quá trình trộn bắt đầu Quá trình này được điều khiển bởi động cơ trộn, và sau khi hoàn tất, sơn sẽ được rót xuống lon thông qua van xả.
Quá trình rót sơn
Khâu rót sơn ra hộp diễn ra sau khi chương trình trộn sơn hoàn tất Các hộp sơn được xếp trên băng tải, nơi có hai cảm biến giúp theo dõi và báo hiệu quá trình rót sơn tự động.
- Các cảm biến sử dụng:
Cảm biến 1: báo hộp sơn đã đến đúng vị trí để rót sơn.
Cảm biến 2: báo hộp sơn đến cuối băng tải cần được đưa.
Sau khi quá trình trộn sơn hoàn tất, sơn được rót vào hộp thông qua băng tải Khi hộp sơn đến vị trí rót, cảm biến sẽ ngừng băng tải và mở van rót để sơn được đổ vào hộp trong thời gian đã được tính toán trước, đảm bảo hộp sơn được rót đầy Sau khi hoàn thành, van sẽ đóng lại, băng tải tiếp tục chạy để đưa hộp sơn ra và hộp sơn tiếp theo sẽ được đưa vào vị trí rót.
Chọn quy luật pha màu
Trên thực tế các hạt màu trong màu sơn không phải là các màu sơ cấp lý tưởng.
Bảng pha màu, hay còn gọi là vòng tròn màu sắc, chỉ có chức năng định hướng trong việc chọn màu Chỉ có các nhà sản xuất sơn mới thực sự nghiên cứu và hiểu cách pha trộn màu để tạo ra màu sắc mới, dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia và phát triển công thức pha màu sơn riêng biệt.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ áp dụng nguyên tắc pha màu theo quy tắc trừ màu, bắt đầu với ba màu sơ cấp: đỏ (Red), vàng (Yellow) và lam (Blue) Từ ba màu cơ bản này, chúng ta có thể tạo ra nhiều màu sắc khác, ngoại trừ đen và trắng, vì đây là những màu không thể pha trộn từ các màu khác.
Như vậy 3 màu thứ cấp là:
Đỏ + Vàng -> Da cam (Orange)
Trộn màu sơ cấp với màu thứ cấp cạnh nó thì được màu tam cấp (Tertiary).
Hình 2.1: Bảng màu RYB (nguồn: Internet)
CƠ CẤU CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG
Khung sắt
Ta sử dụng sắt chữ V để dễ dàng lắp đặt và gắn các linh kiện khác lên, đồng thời giúp việc đi dây tiện lợi hơn.
- Chất liệu: sắt chữ V (25*25*4) (mm)
- Tác dụng: làm giá đỡ để gắn các thiết bị cho hệ thống
Thùng đựng sơn
Mô hình này yêu cầu sử dụng nước xả rửa để làm sạch thùng chứa, do đó cần thêm một hộp lớn để đựng nước xả sơn Việc rửa thùng trộn diễn ra thường xuyên, vì vậy cần sử dụng hai loại hộp đựng với kích thước khác nhau để đáp ứng nhu cầu.
Hình 3.3: Hộp đựng nước xả sơn
Hộp đựng nước xả rửa:
Motor DC
Với kích thước nhỏ gọn, mô hình này không yêu cầu động cơ có tốc độ quay quá cao; do đó, động cơ DC với tốc độ 200 vòng/phút là lựa chọn lý tưởng.
Hình 3.4: Motor DC (nguồn: grabcad)
- Tốc độ quay: 200 vòng/phút
- Điện áp hoạt động: 24V DC
- Tác dụng: dùng để khuấy trộn cho hệ thống
Thùng trộn
Ta dùng loại thùng với kích thước vừa đủ để chứa sơn trộn, đồng thời có thể gắn động cơ trộn ngay phía trên.
Cơ cấu hoàn chỉnh
Hình 3.6: Cơ cấu cơ khí hoàn chỉnh
Hình 3.7: Cơ cấu cơ khí hoàn chỉnh
CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH
Cảm biến tiệm cận
- Do tính phổ biến cũng như chức năng, cảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều trong công nghiệp.
Cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện các vật thể kim loại từ tính và không từ tính, như nhôm và đồng Cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor) phù hợp cho kim loại từ tính, trong khi cảm biến kiểu điện dung (Capacitive Proximity Sensor) được sử dụng để phát hiện vật phi kim Các mẫu cảm biến hiện có đáp ứng hầu hết các điều kiện môi trường lắp đặt, bao gồm nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, khả năng chống nước và chống hóa chất.
Cảm biến tiệm cận là gì?
Cảm biến tiệm cận là thiết bị phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc, hoạt động dựa trên các mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể Chúng chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc sự xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện Có ba hệ thống phát hiện chính: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy tạo ra trong vật thể kim loại qua hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống dựa vào sự thay đổi điện dung khi tiếp cận vật thể, và hệ thống sử dụng nam châm cùng với công nghệ chuyển mạch cộng từ.
Hình 4.1: Cảm biến tiệm cận (nguồn: Internet) a) Cảm biến tiệm cận điện cảm
Cảm biến tiệm cận điện cảm phát hiện sự thay đổi từ tính do dòng điện xoáy được sinh ra trên bề mặt vật dẫn bởi từ trường bên ngoài Trường điện từ xoay chiều tại cuộn dây sẽ thay đổi trở kháng, phụ thuộc vào dòng điện xoáy trên bề mặt của vật thể kim loại.
Một phương pháp phát hiện vật thể bằng nhôm là thông qua việc nhận diện pha của tần số Tất cả các cảm biến kim loại đều sử dụng cuộn dây để phát hiện sự thay đổi điện cảm Ngoài ra, có loại cảm biến đáp ứng xung, phát ra dòng điện xoáy dưới dạng xung và nhận diện số lần thay đổi dòng điện xoáy dựa trên điện áp sinh ra trên cuộn dây.
Cảm biến tiệm cận điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như hiện tượng cảm ứng điện từ trong máy biến áp, giúp phát hiện các vật thể khi chúng tiến gần nhau.
Cảm biến tiếp cận điện dung hoạt động dựa trên sự thay đổi điện dung C của các bản cực khi có sự xuất hiện của đối tượng Thiết bị này bao gồm bốn thành phần chính: cuộn dây và lõi ferit, mạch dao động, mạch phát hiện và mạch đầu ra.
Cảm biến tiếp cận điện dung có khả năng phát hiện nhiều loại đối tượng không chỉ giới hạn ở kim loại, mà còn bao gồm chất lỏng và vật liệu phi kim loại như thủy tinh và nhựa Với tốc độ chuyển mạch nhanh và khả năng phát hiện các đối tượng nhỏ, cảm biến này mang lại phạm vi cảm nhận rộng rãi, đáp ứng nhu cầu trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Cảm biến điện dung có nhược điểm là dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và bụi So với cảm biến tiếp cận điện cảm, cảm biến tiếp cận điện dung có vùng cảm nhận lớn hơn Để khắc phục ảnh hưởng của môi trường và đối tượng, các cảm biến này thường được trang bị chiết áp điều chỉnh.
Giá trị điện dung của cảm biến tiệm cận điện dung phụ thuộc vào kích thước và khoảng cách giữa các đối tượng Cảm biến này hoạt động giống như một tụ điện với hai bản điện cực song song, trong đó điện dung giữa các bản cực sẽ thay đổi và được phát hiện Một trong các bản điện cực là đối tượng cần phát hiện, trong khi bản còn lại là bề mặt của cảm biến Khả năng phát hiện đối tượng còn phụ thuộc vào giá trị điện môi của chúng.
Relay trung gian
Rơle là thiết bị điện tự động, với tín hiệu đầu ra thay đổi khi tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Nó được sử dụng để đóng cắt mạch điện, bảo vệ và điều khiển hoạt động của mạch điện động lực.
- Rơ le trung gian được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống bảo vệ điện trong các hệ thống điều khiển tự động.
Rơ le trung gian được sử dụng để tăng cường khả năng đóng cắt trong các mạch điều khiển, đặc biệt khi rơ le chính không đủ mạnh Với số lượng tiếp điểm lớn, bao gồm cả tiếp điểm thường đóng và thường mở, rơ le trung gian giúp chia tín hiệu từ rơ le chính đến nhiều bộ phận khác nhau trong sơ đồ mạch điều khiển.
Rơ le trung gian là một thành phần quan trọng trong bảng mạch điều khiển linh kiện điện tử, thường được sử dụng làm phần tử đầu ra để truyền tín hiệu cho các bộ phận mạch phía sau Nó có chức năng cách ly điện áp giữa phần điều khiển, thường là điện áp thấp một chiều (5V, 10V, 12V, 24V), và phần chấp hành, thường là điện áp lớn xoay chiều (220V, 380V).
Hình 4.2: Relay trung gian (nguồn: Internet) b) Phân loại
Có nhiều loại rơle với nguyên lý và chức năng làm việc rất khác nhau Do vậy có nhiều cách để phân loại rơle.
Phân loại theo nguyên lý làm việc gồm các nhóm:
- Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle cảm ứng…)
- Rơle số, điện từ, bán dẫn…
Phân loại theo nguyên lý tác động của cơ cấu chấp hành:
- Rơle có tiếp điểm: Loại này tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm.
Rơ le không tiếp điểm, hay còn gọi là rơ le tĩnh, hoạt động bằng cách thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành trong mạch điều khiển, bao gồm điện cảm, điện dung và điện trở.
Phân loại theo đặc tính tham số vào:
Phân loại theo cách mắc cơ cấu:
- Rơle sơ cấp: Được mắc trực tiếp vào mạch cần bảo vệ.
Rơle thứ cấp được lắp đặt trong mạch thông qua biến áp đo lường hoặc biến dòng điện Phân loại rơle có thể dựa trên giá trị và chiều của các đại lượng đi vào rơle.
- Rơ le cực tiểu. c) Các thông số của Relay
* Hệ số điều khiển rơle:
Tỷ số Kđk = Pđk/Ptđ gọi là hệ số điều khiển của rơle.
- Pđk là công suất điều khiển định mức của rơ le, chính là công suất định mức của cơ cấu chấp hành.
- Ptđ là công suất tác động, chính là công suất cần thiết cung cấp cho đầu vào để rơ le tác động.
Tỷ số Kdt = xlv/xtđ gọi là hệ số dự trữ của rơle Kdt > 1 khi Kdt lớn càng đảm bảo rơle làm việc tin cậy.
Tỷ số Knh = xnh/xtđ gọi là hệ số nhả của rơle (đôi khi còn gọi là hệ số trở về).
Hệ số Knh luôn nhỏ hơn 1.
Khi Knh lớn, bề mặt rộng của đặc tính rơle Dx = xtđ-xnh nhỏ, điều này cho phép rơle hoạt động với tính chọn lọc cao, đặc biệt phù hợp với yêu cầu bảo vệ hệ thống truyền tải điện (HTĐ).
Khi Knh nhỏ, bề rộng đặc tính Dx được xác định bằng công thức xtđ – xnh lớn, đặc tính này rất phù hợp cho việc sử dụng trong rơle điều khiển và tự động hóa trong hệ thống truyền động điện.
Thời gian phản hồi là khoảng thời gian từ khi nhận tín hiệu đầu vào đến khi cơ cấu chấp hành hoạt động Đối với rơle điện từ, thời gian này được tính từ lúc cuộn dây nhận dòng điện (hoặc điện áp) cho đến khi hệ thống tiếp điểm đóng hoàn toàn (đối với tiếp điểm thường mở) và mở hoàn toàn (đối với tiếp điểm thường đóng).
Van điện từ
Van điện từ là một trong những cơ cấu chấp hành phổ biến nhất, hoạt động dựa trên nguyên lý di chuyển của lõi sắt (piston) trong cuộn dây Bình thường, piston được giữ bên ngoài cuộn dây, nhưng khi cuộn dây được cấp điện, nó tạo ra từ trường hút piston vào trung tâm Ứng dụng chính của van điện từ là trong việc điều khiển các van khí nén, thủy lực và khóa cửa xe.
Hình 4.3: Hoạt động của van điện từ khi cấp điện (nguồn: Internet)
Van điện từ, hay còn gọi là solenoid valve, là thiết bị sử dụng từ trường để điều khiển việc đóng mở và kiểm soát lưu chất trong hệ thống ống dẫn Van này hoạt động với nguồn điện 24V, 220V xoay chiều hoặc một chiều.
Van điện từ là thiết bị có cơ chế đóng mở nhanh, hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng và thiết kế nhỏ gọn Chúng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống công nghiệp, giúp mở và trộn, phân chia dòng lưu chất trong đường ống Van được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ môi trường chất lỏng như nước, dầu, hóa chất đến các môi trường khí và hơi.
Hình 4.4: Van điện từ (nguồn: Internet)
Van hai cổng, với một cổng vào và một cổng ra, là thiết kế phổ biến nhất Bên cạnh đó, van ba cổng, gồm một cổng vào và hai cổng ra, thường được sử dụng trong các hệ thống phân chia dòng lưu chất Các hệ thống hiện đại có thể kết hợp nhiều van điện từ để tối ưu hóa hoạt động của chúng.
Hình 4.5: Cấu tạo van điện từ (nguồn: Internet)
Động cơ điện DC
Động cơ DC, hay còn gọi là động cơ một chiều, được sử dụng trong dòng điện một chiều và đã có nhiều tiến bộ trong ngành sản xuất quạt trần trong những năm gần đây Hiện nay, động cơ điện một chiều DC đang được phát triển mạnh mẽ trong lắp đặt quạt trần, nhờ vào ưu điểm tiêu thụ năng lượng thấp, giúp tiết kiệm cho người dùng Bên cạnh đó, động cơ này cũng có trọng lượng nhẹ, phù hợp với nhu cầu sử dụng của mọi gia đình.
Động cơ DC tiêu thụ ít điện năng hơn động cơ AC, chỉ cần cấp điện cho Stato, giúp tiết kiệm khoảng 70% năng lượng Cấu tạo của động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính: phần tĩnh và phần động.
- Phần tĩnh hay stato hay còn gọi là phần kích từ động cơ, là bộ phận sinh ra từ trường nó gồm có:
Mạch từ và dây cuốn kích từ lồng ngoài đóng vai trò quan trọng trong động cơ, đặc biệt khi được kích từ bằng nam châm điện Mạch từ được chế tạo từ vật liệu sắt từ như thép đúc hoặc thép đặc, trong khi dây quấn kích thích được làm từ dây điện từ Các cuộn dây điện từ này được mắc nối tiếp, tạo nên hệ thống kích thích hiệu quả cho động cơ.
Cực từ chính là bộ phận tạo ra từ trường, bao gồm lõi sắt và dây quấn kích từ bên ngoài lõi Lõi sắt được làm từ lá thép kỹ thuật điện hoặc thép cacbon dày từ 0.5 đến 1mm, được ép và tán chặt Đối với động cơ điện nhỏ, có thể sử dụng thép khối Cực từ được gắn chắc chắn vào vỏ máy bằng các bulông.
Dây quấn kích từ được làm từ dây đồng bọc cách điện, với mỗi cuộn dây được bọc cách điện kỹ lưỡng và tẩm sơn cách điện trước khi lắp đặt trên các cực từ Các cuộn dây này được kết nối nối tiếp với nhau, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho hệ thống.
Cực từ phụ là các thành phần được lắp đặt trên các cực từ chính, với lõi thép thường được làm từ thép khối Trên thân của cực từ phụ có dây quấn tương tự như dây quấn của cực từ chính Các cực từ phụ được gắn chặt vào vỏ máy bằng các bulông.
Gông từ là thành phần quan trọng trong động cơ điện, có chức năng kết nối các cực từ và làm vỏ máy Đối với động cơ điện nhỏ và vừa, gông từ thường được làm từ thép dày uốn và hàn, trong khi đó, động cơ điện lớn thường sử dụng thép đúc Đặc biệt, trong một số động cơ điện nhỏ, gang cũng có thể được sử dụng để làm vỏ máy.
Nắp máy có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ máy khỏi các vật thể bên ngoài có thể gây hư hỏng dây quấn và đảm bảo an toàn cho người sử dụng tránh tiếp xúc với điện Đối với các máy điện nhỏ và vừa, nắp máy còn được sử dụng như giá đỡ ổ bi, thường được chế tạo từ chất liệu gang để đảm bảo độ bền và ổn định.
Cơ cấu chổi than là một thành phần quan trọng giúp truyền dòng điện từ phần quay ra ngoài, bao gồm chổi than được đặt trong hộp chổi than với một lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Để đảm bảo vị trí chính xác của chổi than, giá chổi than có thể quay được và sau khi điều chỉnh xong, cần sử dụng vít để cố định lại.
- Phần quay hay rôto: Bao gồm những bộ phận chính sau:
+) Phần sinh ra sức điện động gồm có:
Mạch từ được làm bằng vật liệu sắt từ (lá thép kĩ thuật) xếp lại với nhau Trên mạch từ có các rãnh để lồng dây quấn phần ứng.
Cuộn dây phần ứng bao gồm nhiều bối dây được kết nối theo một quy luật nhất định Mỗi bối dây chứa nhiều vòng dây, và các đầu dây của bối dây được nối với các phiến đồng, được gọi là phiến góp Các phiến góp này được cách điện với nhau và cách điện với trục, tạo thành cổ góp hay vành góp.
Tỳ trên cổ góp là cặp trổi than làm bằng than graphit và được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo.
Lõi sắt phần ứng là thành phần quan trọng trong động cơ điện, được chế tạo từ tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm, có lớp cách điện mỏng để giảm tổn hao do dòng điện xoáy Các lá thép được dập hình dạng rãnh để lắp dây quấn, và ở những động cơ trung bình trở lên, còn có lỗ thông gió giúp làm mát Đối với động cơ điện lớn, lõi sắt thường được chia thành các đoạn nhỏ với khe hở thông gió giữa chúng, cho phép gió lưu thông để làm nguội dây quấn và lõi sắt Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt được ép trực tiếp vào trục, trong khi ở động cơ lớn, giá rôto được sử dụng để tiết kiệm thép và giảm trọng lượng rôto.
Dây quấn phần ứng là bộ phận tạo ra suất điện động và cho dòng điện chạy qua, thường được làm bằng dây đồng bọc cách điện Đối với máy điện nhỏ dưới vài kW, dây quấn thường có tiết diện tròn, trong khi máy điện vừa và lớn sử dụng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép để ngăn chặn sự cố Để đảm bảo an toàn khi quay, nêm được sử dụng để giữ chặt dây quấn, có thể làm từ tre, gỗ hoặc bakelit.
Cổ góp được cấu tạo từ nhiều phiến đồng được mạ cách điện bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2 mm, tạo thành một hình trục tròn Hai đầu của trục tròn được ép chặt bằng hai hình ốp hình chữ V, trong khi giữa vành ốp và trụ tròn cũng được cách điện bằng mica Đuôi vành góp được thiết kế cao lên một chút để thuận tiện cho việc hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp Cổ góp có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau.
Khi phân loại động cơ điện một chiều và máy phát điện một chiều, người ta dựa vào cách kích thích từ của các động cơ Có bốn loại động cơ điện một chiều phổ biến thường được sử dụng.
+) Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kích từ được cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ.
+) Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng.
+) Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tếp với phần ứng.
Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp bao gồm hai cuộn dây kích từ: một cuộn được mắc song song với phần ứng và một cuộn được mắc nối tiếp với phần ứng Động cơ DC này có những ưu điểm như khả năng điều chỉnh tốc độ tốt và mô men xoắn lớn, nhưng cũng tồn tại nhược điểm như yêu cầu bảo trì cao và hiệu suất không ổn định ở tải nặng.
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Giới thiệu về PLC S7-1200 và Tia Portal
- Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-
200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:
S7-1200 là dòng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) lý tưởng cho nhiều ứng dụng tự động hóa nhờ vào thiết kế nhỏ gọn, chi phí hợp lý và khả năng lập trình mạnh mẽ Những ưu điểm này giúp S7-1200 cung cấp giải pháp tối ưu cho các nhu cầu tự động hóa.
- S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).
- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:
Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC.
The S7-1200 features "know-how protection" to safeguard its specialized blocks, ensuring data security It includes a PROFINET port that supports Ethernet and TCP/IP standards, enhancing connectivity options Additionally, the system can be expanded with communication modules that connect via RS485 or RS232, providing versatile networking capabilities.
Phần mềm Step7 Basic được sử dụng để lập trình cho S7-1200, hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình gồm FBD, LAD và SCL Step7 Basic được tích hợp trong TIA Portal của Siemens, mang lại sự tiện lợi cho người dùng trong quá trình lập trình.
- Dòng sản phẩm PLC S7-1200 có nhiều CPU khác nhau như: CPU 1211, CPU
Các dòng CPU như 1212, 1214, 1215 được phân biệt qua các ký hiệu như AC/DC/Ply, DC/DC/DC, thể hiện nguồn cấp, dạng cổng vào và ra Mỗi CPU có các đặc điểm riêng như bộ nhớ làm việc, chu kỳ lệnh, cổng truyền thông giao tiếp và khối tổ chức chương trình OB, cùng với các chức năng khác nhau Việc lựa chọn dòng CPU phù hợp dựa trên ứng dụng và hệ thống là cần thiết để đảm bảo tốc độ xử lý và chi phí hợp lý.
PLC S7-1200 có các CPU với ký hiệu khác nhau, chẳng hạn như CPU 1214C DC/DC/DC, hoạt động với nguồn điện 24VDC, ngõ vào kích hoạt 24VDC và ngõ ra Transistor Ngõ ra Transistor có ưu điểm là điều biến độ rộng xung và xuất xung tốc độ cao, nhưng chỉ hoạt động với điện áp 24VDC và cần một Relay đệm để sử dụng với các mức điện áp khác Ngõ ra Relay có thể sử dụng với nhiều cấp điện áp khác nhau, nhưng do tốc độ phản hồi chậm nên không phù hợp cho điều biến độ rộng xung hoặc phát xung tốc độ cao.
Để nâng cao tính linh hoạt trong ứng dụng thực tế, các bộ điều khiển PLC thường được thiết kế dưới dạng không cứng hóa cấu hình, chia thành các module Số lượng module sử dụng phụ thuộc vào từng bài toán cụ thể, nhưng ít nhất phải có một module chính là module CPU Các module còn lại bao gồm module nhận và truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, cùng với các module chức năng chuyên dụng như PID và điều khiển động cơ, được gọi là module mở rộng.
Bảng 5.4: Module Analog S7-1200 c) Các tập lệnh cơ bản trong PLC S7-1200
Các tiếp điểm ladder (LAD)
Hình 5.2: Tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng (nguồn: Internet)
Bảng 5.5: Tiếp điểm đầu vào
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Bool Bit được gán giá trị
- Tiếp điểm thường hở NO (Normally Open) được đóng lại (ON) khi giá trị bit được gán bằng 1.
- Tiếp điểm thường đóng NC (Normally Closed) được đóng lại (ON) khi giá trị bit được gán bằng 0.
- Các tiếp điểm được nối nối tiếp sẽ tạo ra mạch logic AND.
- Các tiếp điểm được nối song song sẽ tạo ra mạch logic OR.
Cuộn dây ngõ ra (LAD)
Hình 5.3: Cuộn dây ngõ ra và ngõ ra đảo (nguồn: Internet)
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
OUT Bool Bit được gán giá trị
- Nếu có luồng tín hiệu chạy qua một cuộn dây ngõ ra, bit ngõ ra được đặt lên 1.
- Nếu không có luồng tín hiệu chạy qua một cuộn dây ngõ ra, bit ngõ ra được đặt về 0.
- Nếu có luồng tín hiệu chạy qua một cuộn dây ngõ ra đảo, bit ngõ ra được đặt về 0.
- Nếu không có luồng tín hiệu chạy qua một cuộn dây ngõ ra đảo, bit ngõ ra được đặt lên 1.
S và R: Set và Reset 1 bit
- Khi lệnh S (Set) được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt lên 1.
- Khi lệnh S không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
- Khi lệnh R (Reset) được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt về 0.
- Khi lệnh R không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
- Những lệnh này có thể được đặt tại bất cứ vị trí nào trong mạch.
Hình 5.4: Các lệnh Set, Reset (nguồn: Internet)
Bảng 5.7: Lệnh Set và Reset
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Bool Vị trí bit được giám sát
OUT Bool Vị trí bit được đặt hoặc đặt lại
RS và SR: các mạch chốt của bit set trội và reset trội
Hình 5.5: Lệnh Reset và Set ưu tiên (nguồn: Internet)
- RS là một mạch chốt set trội mà set chiếm ưu thế Nếu tín hiệu set (S1) và reset
- (R) đều là đúng, địa chỉ ngõ ra OUT sẽ bằng 1.
- SR là một mạch chốt reset trội mà reset chiếm ưu thế Nếu tín hiệu set (S) và
- reset (R1) đều là đúng thì địa chỉ ngõ ra OUT sẽ là 0.
- Thông số OUT định rõ địa chỉ bit được set hay reset Ngõ ra OUT tùy chọn (Q) phản ánh trạng thái tín hiệu của địa chỉ OUT.
Bảng 5.8: Lệnh Set và Reset ưu tiên
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
S, S1 Bool Ngõ vào set; số “1” biểu thị sự ưu thế
R, R1 Bool Ngõ vào reset; số “1” biểu thị sự ưu thế
OUT Bool Ngõ ra của bit được gán “OUT”
Q Bool Trạng thái kèm theo của bit “OUT”
Các bộ định thời (Timer).
Ta sử dụng các lệnh định thời để tạo ra các trì hoãn thời gian được lập trình.
- TP: bộ định thì xung phát ra một xung với bề rộng xung được đặt trước.
- TON: ngõ ra của bộ định thì ON – delay Q được đặt lên ON sau một sự trì hoãn thời gian đặt trước.
- TOF: ngõ ra Q của bộ định thì OFF – delay được đặt lại về OFF sau một sự trì hoãn thời gian đặt trước.
- TONR: ngõ ra bộ định thì có khả năng nhớ ON – delay được đặt lên
Sau một thời gian trì hoãn trong việc đặt trước, thời gian trôi qua được tích lũy qua nhiều giai đoạn định thì Cuối cùng, ngõ vào R được sử dụng để đặt lại thời gian trôi qua.
- RT: đặt lại một bộ định thì bằng cách xóa dữ liệu thời gian được lưu trữ trong khối dữ liệu tức thời của bộ định thì xác định.
Bảng 5.8: Thông số PT và IN của Timer
Bộ định thì Những thay đổi trong các thông số PT và IN
Thay đổi PT không có ảnh hưởng trong khi bộ định thì vận hành.
Thay đổi IN không có ảnh hưởng trong khi bộ định thì vận hành.
Thay đổi PT không có ảnh hưởng trong khi bộ định thì vận hành.
Thay đổi IN sang “FALSE”, trong khi bộ định thì vận hành, sẽ đặt lại và dừng bộ định thì.
Thay đổi PT không có ảnh hưởng trong khi bộ định thì vận hành.
Thay đổi IN sang “TRUE”, trong khi bộ định thì vận hành, sẽ đặt lại và dừng bộ định thì.
Thay đổi PT không có ảnh hưởng trong khi bộ định thì vận hành, nhưng có ảnh hưởng khi định thì khôi phục lại.
Khi thay đổi IN sang “FALSE” trong quá trình bộ định thì đang hoạt động, bộ định thì sẽ dừng lại mà không được đặt lại Để tiếp tục hoạt động, cần thay đổi IN trở lại trạng thái ban đầu.
“TRUE” sẽ làm bộ định thì bắt đầu tính toán thời gian từ giá trị thời gian được tích lũy.
Các giá trị PT (thời gian đặt trước) và ET (thời gian đã trôi qua) được lưu trữ dưới dạng số nguyên double có dấu, đại diện cho mili giây Dữ liệu TIME sử dụng bộ định danh T# và có thể được nhập dưới dạng đơn vị thời gian thuần túy như “T#200ms”.
Bảng 5.9: Giá trị Time cho phép
Kiểu dữ liệu Kích cỡ Phạm vi số hợp lệ
T#-24d_20h_31m_23s_648ms đến T#24d_20h_31m_23s_647ms – 2.147.483.648 ms đến + 2.147.483.647 ms
Hình 5.6: Giản đồ TP (nguồn: Internet)
Hình 5.7: Giản đồ TON (nguồn: Internet)
Hình 5.8: Giản đồ TOFF (nguồn: Internet)
Hình 5.9: Giản đồ TONR (nguồn: Internet)
Ta sử dụng các lệnh bộ đếm để đếm các sự kiện chương trình bên trong và các sự kiện xử lý bên ngoài:
- CTU: bộ đếm đếm lên.
- CTD: bộ đếm đếm xuống
- CTUD: bộ đếm đếm lên và xuống.
L ự a chọn kiểu dữ liệu giá trị đếm từ danh sách thả xuống dưới tên hộp.
Ta tạo ra một “Counter name” riêng chỉ định Data Block bộ đếm và miêu tả mục đích của bộ đếm này trong chu trình.
Bảng 5.10: Thông số CU, CD, CTUD
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
CU, CD Bool Đếm lên hay đếm xuống, bởi một lần đếm
R (CTU, CTUD) Bool Đặt lại giá trị đếm về 0
LOAD (CTD, CTUD) Bool Nạp điều khiển cho giá trị đặt trước
SInt, Int, DInt, USInt, UInt, UDInt Giá trị đếm đặt trước
Q, QU Bool Đúng nếu CV >= PV
QD Bool Đúng nếu CV
