BÁO CÁO THỰC TẬP KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Họ tên: Nguyễn Văn Thơng Nhóm Lớp: ĐHLT K6N Kỹ thuật điện - Điện tử BÁO CÁO THỰC TẬP KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHẦN 1: CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA PLC 1.1 Sơ đồ cấu trúc phần tử: 1.1.1 Giới thiệu sơ đồ cấu trúc PLC Thiết bị lập trình PLC bao gồm khối xử lý trung tâm CPU có chứa chương trình điều khiển modul giao tiếp vào\ khối chức timer, đếm, đệm khơng thể thiếu nhớ TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Sơ Đồ Khối cấu trúc PLC + CPU : Là vi xử lý điều khiển tất hoạt động PLC thực chương trình , xử lý vào truyền thơng với thiết bị bên ngồi + Bộ nhớ : Gồm nhiều nhớ khác với chức khác nhớ chương trình, nhớ liệu, nhớ đệm, nhớ hệ điều hành Tùy theo yều cầu người dùng chọn nhớ khác : Bộ nhớ ROM : Là loại nhớ không thay đổi nhớ thay đổi lần Bộ nhớ RAM : Là loại nhớ thay đổi dùng để chứa chương trình ứng dụng liệu, liệu chứa RAM bị bị điện, điều khắc phục cách sử dụng pin Bộ nhớ EPROM : Gần giống ROM nguồn nuôi EPROM không cần dùng pin, nhiên nội dung bị xóa chiếu tia cực tím vào cửa sổ nhơ EPROM nạp lại nội dung Mạch nạp Bộ nhớ EEPROM : Là kết hợp hai ưu điểm RAM EPROM loại nạp xóa tín hiệu điện số lần nạp có giới hạn + Các khối Timer, Couter có chức tạo thời gian trễ đếm tín hiệu xung điện + Bộ đệm : Trước tín hiều số đưa vào cổng vào từ thiết bị ngoại vi đưa CPU chúng đước lưu vào đệm vào + Khối ngắt có tác dụng ưu tiên thực chương trình ngắt có kiện cần ưu tiên chương trình 1.1.2 Các thông số kỹ thuật Hiện Siemen coi hãng điện tử hàng đầu công nghệ tự động hóa có chất lượng cao sản xuất với công nghệ đa dạng Từ công tắc tơ rơle, định giờ, cảm biến nút ấn biến tần v.v … thiết bị điều khiển khả trình PLC Tuy nhiên Siemen sản xuất nhiều điều khiển lập trình khác Tuy nhiên thơng dụng CPU S7_200 Tìm hiểu lập trình điều khiển PLC S7_200 CPU 224 + Điện áp nguồn cung cấp : AC 85÷264 V, Hoặc DC từ 20.4V ÷ 28.8V TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG + Điện áp nguồn cho đầu vào : 24V + Số lượng đầu vào : 24 đầu vào có 14 đầu vào 10 đầu có khả kết lối thêm modul vào mở rộng + Dòng điện đầu : 0,7A với loại DC/DC/DC 2A với loại AC/DC/Rơle tương ứng : Điện áp nguồn/Điện áp đầu vào/Đầu + Dung lượng nhớ : 4096 Word chương trình, 2560 Word liệu + Các chế độ làm việc : Có chế độ làm việc Run : Là chế độ PLC thực chương trình nhớ Stop : Cưỡng PLC dừng chương trình dang chạy chuyển sang chế độ stop, PLC tụ động chuyển từ RUN sang STOP chương trình gặp cố chương trình có lệnh STOP TERM : cho phép máy lập trình tự định chế độ hoạt động cho PLC RUN STOP Cổng truyền thông S7_200 : Dùng cổng truyền thông nối tiếp RS485 để phục vụ cho việc phục vụ cho thiết bị ghép nối lập trình với trạm PLC khác Sử dụng cáp PPI kèm với máy tính để ghép nối truyền thông vơi PLC + Số lượng timer : 256 timer chia làm loại với giải khác : timer 1ms, 16 timer 10ms, 236 timer 100ms Số lượng đếm : 256 chia làm loại đếm : Bộ đếm tiến, đếm lùi, đếm tiến lùi + 256 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái đạt chế độ làm việc + đếm tốc độ cao 20khz 30khz + kiểu phát xung nhanh ( tần số cao ) cho dãy kiểu xung PTO PWM + điều chỉnh tương tự 1.2 Ngơn ngữ lập trình PLC TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Các loại PLC thường cị nhiều loại ngơn ngữ lập trình khác nhằm phục vụ cho nhiều đối tượng sử dụng khác PLC s7_200 có loại ngơn ngữ lập trình : Ngơn ngữ hình thang : LAD Ngơn ngữ hình khối : FBD Ngơn ngữ máy tính : STL 1.2.1 Ngơn ngữ lập trình LAD LAD ngơn ngữ lập trình đồ họa, thành phần dùng LAD tương ứng với thành phần bảng điều khiển rơle Trong chương trình LAD phần tử dùng để biểu diễn lệnh logic sau : Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả tiếp điểm rơ le Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Cuộn dây (coil): Là biểu tượng điệncung cấp cho rơ le mô tả rơ le mắc theo chiều dòng Hộp (Box): Là biểu tượng mơ tả hàm khác nhau, làm việc có dịng điện chạy qua hộp Những dạng hàm thường biểu diễn hộp thời gian (Timer), đếm (counter) hàm toán học Cuộn dây hộp phải mắc theo chiều dòng điện Mạng LAD: Là đường nối phần tử thành mạch hoàn thiện, từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái dây pha, đường nguồn bên phải dây trung hòa đường trở nguồn cung cấp (thường khơng thể dùng chương trình tiện dụng STEPT MICRO/DOS STEPT MICRO/WIN) Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng cuộn dây hộp trở bên phải nguồn 1.2.2 Ngôn ngữ lập trình FBD TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG Là ngơn ngữ đồ họa thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển số Tập lệnh tập hợp hàm khối với tín hiệu số 1.2.3 Ngơn ngữ lập trình STL Là phương pháp thể chương trình dạng tập hợp câu lệnh Mỗi câu lệnh chương trình, kể lệnh hình thức biểu diễn chức PLC Một chương trình được ghép nhiều câu lệnh theo thuật toán định , lệnh chiếm hàng có cấu trúc chung ( Tên lệnh + toán hạng ) 1.3 Kết nối với phần tử ngoại vi Việc kết nối PLC với ngoại vi quan trọng Nó định đến việc PLC giao tiếp với thiết bị lập trình( máy tính ) hệ thống điều khiển hoạt động theo yêu cầu thiết kế hay khơng Ngồi việc kết nối cịn ảnh hưởng tới độ an toàn cho PLC hệ thống điều khiển TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Sơ đồ bề mặt điều khiển PLC s7_200 CPU 224 Kết nối ngõ vào với ngoại vi : Các ngõ vào PLC chế tạo khối riêng tích hợp CPU Trong trường hợp ngõ vào cần cấp nguồn riêng với điện áp tùy thuộc vào loại CPU Xoay chiều: 15…35VAC , f = 47… 63 HZ; dòng cần thiết nhỏ 4mA 79…135VAC, f = 47… 63 HZ ; dòng cần thiết nhỏ 4mA Mạch điện ngõ vào số sử dụng nguồn cấp AC TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Một chiều : 15… 35VDC ; dòng cần thiết nhỏ 4mA Mạch điện ngõ vào số sử dụng nguồn cấp AC Tùy theo yêu cầu mà định sử dụng ngõ vào : Ngõ vào DC : - Điện áp thường thấp an tồn - Đáp ứng ngõ vào DC nhanh - Điện áp DC kết nối với nhiều phần tử khác hệ thống Đối với ngõ vào CPU 214 : DC/DC/DC CPU 224 : AC/DC/ relays Kết nối ngõ với ngoại vi : Các ngõ vào PLC chế tạo khối riêng tích hợp CPU Trong trường hợp ngõ vào cần cấp nguồn riêng với điện áp tùy thuộc vào loại CPU Xoay chiều: 20…264VAC , f = 47… 63 HZ; dòng cần thiết nhỏ 4mA Một chiều : 5…30VDC 20.4… 28.8 VDC ngõ trsnsistor Các khối tiêu chuẩn PLC thương có từ đến 32 ngõ loại có dịng định mưc khác ngõ rơle , transistor triac rơle ngõ linh hoạt Chúng AC DC Tuy nhiên đáp ứng ngõ chậm, giá thành cao bị hư hỏng sau vài triệu lần đóng cắt TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Sơ đồ ngõ transistor Sơ đồ ngõ relay 1.3.1 Kết nối với máy tính Muốn nạp chương trình từ Máy tính vào PLC người sử dụng phải soạn thảo chương trình từ máy tính sau kết nối với PLC kết nối trực tiếp máy tính với PLC thơng qua giao thức RS 232 qua cáp PC/PPI TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG Kết nối máy tính với CPU S7_200 RS 232 /PPI MULTI_ MASTER Công tắc chọn chế độ điều khiển kết nối 1.3.2 Kết nối với cấu chấp hành Kết nối ngõ PLC với cấu chấp hành : TRANG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Ngõ DC kết nối với cấu chấp hành Ngõ AC kết nối với cấu chấp hành 1.4 Nạp chạy chương trình lập trình 1.4.1 Nạp chương trình từ PLC vào PC Trong STEP – Micro/Win mở dự án để giữ khối upload từ PLC TRANG 10 BÁO CÁO THỰC TẬP Tên M D RN1 RN2 RN3 RS D1 D2 D3 L1 L2 TRANG 12 Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG Chú thích Mở máy Dừng máy Rơle nhiệt bảo vệ tải động D1 Rơle nhiệt bảo vệ tải động D2 Rơle nhiệt bảo vệ tải động D3 RESET Công tắc tơ điều khiển D1 Công tắc tơ điều khiển D2 Công tắc tơ điều khiển D3 Đèn làm việc Đèn dừng BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG B2: Nối dây theo sơ đồ M D RN1 RN2 RN3 RS + I0 I0 I0 I0 I0 I0 Q0.0 R1 Q0.1 R2 Q0.2 R3 L2 Q0.4 PL C _ + _ 24VDC 24VDC IN PUT OUT PUT R1 Y1 R2 KT R3 KN 220VAC B3: Viết chương trình TRANG 13 L1 Q0.3 BÁO CÁO THỰC TẬP TRANG 14 SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TRANG 15 SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TRANG 16 SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG B4: Nạp chương trình vào PLC B5: Kiểm tra chương trình với yêu cầu đề bài, kiểm tra nối dây với sơ đồ nối dây B6: Vận hành theo yêu cầu đề Bài tập 4: Lắp đặt, lập trình mạch điện điều khiển mơ hình xe chuyển ngun liệu theo yêu cầu sau: Khi xe vị trí A (xe vị trí cơng tắc hành trình S1 xe chưa làm đầy) nhấn nút khởi động (M) van xả Y1 mở, vật liệu đổ vào xe, cảm biến CB1 dùng để nhận biết xe đổ đầy Khi xe đổ đầy van xả Y1 đóng lại, sau 2s xe chạy hướng B, xe dừng lại B (trạm nhận ngun liệu) tác động vào cơng tắc hành trình S2 Sau 2s mở van xả Y2, vật liệu rót vào bồn chứa Khi xe xả hết vật liệu CB2 phát khóa van Y2 sau 5s xe chạy hướng A hết quy trình Nếu chu kì hoạt động mà nhấn nút dừng (D) trình tiếp tục xe vị trí (xe rỗng trạm nhận nguyên liệu) dừng hẳn TRANG 17 BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG Đèn L1 báo xe chạy từ A B từ B A sáng tắc với chu kì 1Hz Đèn L2 sáng bình thường hệ thống dừng Động truyền động cho xe chở vật liệu có bảo vệ tải Nếu động bị tải rơle nhiệt tác động dừng động cơ, mạch điện bị khóa, đèn L2 sáng tắc với tần số 0,5Hz, ấn nút RESET mạch khởi động lại Bài làm B1: Phân tích u cầu cơng nghệ, gán địa vào Tên M D CB1 CB2 S1 S2 RN Y1 KT KN Y2 L1 L2 TRANG 18 Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Chú thích Mở máy Dừng máy Cảm biến CB1 Cảm biến CB2 Cơng tắc hành trình S1 Cơng tắc hành trình S2 Rơle nhiệt bảo vệ tải động Van xả Y1 Công tắc tơ thuận (chạy hướng B) Công tắc tơ nghịch (chạy hướng A) Van xả Y2 Đèn báo L1 Đèn báo L2 BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG B2: Nối dây theo sơ đồ M D CB1 CB2 S1 S1 S2 RN + I0 I0 I0 I0 I0 I0 I0 Q0.0 R1 Q0.1 R2 Q0.2 R3 Q0.3 R4 L1 Q0.4 L2 Q0.5 PL C _ + 24VDC 24VDC IN PUT OUT PUT R1 Y1 R2 KN KT R3 KT KN R4 Y2 TRANG 19 _ BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG 220VAC B3: Viết chương trình B4: Nạp chương trình vào PLC B5: Kiểm tra chương trình với yêu cầu đề bài, kiểm tra nối dây với sơ đồ nối dây B6: Vận hành theo yêu cầu đề Bài tập 6: TRANG 20 BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG Lắp ráp, lập trình chương trình điều khiển mạch điện điều khiển mơ hình thang máy xây dựng theo yêu cầu sau: Gàu thang đứng vị trí hành trình (HTD) nhấn nút mở máy (M) gàu thang nâng lên đến vị trí hành trình (HTT) dừng lại, sau 5s gàu thang tự động hạ xuống đến vị trí hành trình (HTD) dừng lại, sau 5s gàu thang tự động nâng lên (HTT) Quy trình lặp lại Khi làm việc nhấn nút dừng (D) mạch điện làm việc, gàu thang di chuyển Khi gàu thang hạ xuống đến vị trí hành trình (HTD) dừng Nếu khơng nhấn nút dừng gàu thang lên, xuống 10 chu trình dừng Nhấn nút RESET (RS) cho hệ thống khởi động lại Nếu động truyền động cho gàu thang bị tải rơle nhiệt tác động dừng động cơ, mạch điện bị khóa, nhấn nút RESET (RS) mạch khởi động lại Khi gàu thang làm việc đèn báo L1 sáng tắc với chu kì 1s Đèn L2 sáng bình thường nhấn nút dừng, đèn L2 sáng tắc với chu kì 1s có q tải TRANG 21 BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG Bài làm B1: Phân tích u cầu cơng nghệ, gán địa vào Tên M D HTT HTD RN RS KL KX L1 L2 Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Chú thích Mở máy Dừng máy Hành trình Hành trình Rơ le nhiệt bảo vệ tải gàu thang RESET Công tắc tơ lên Công tắc tơ xuống Đèn báo L1 Đèn báo L2 B2: Nối dây theo sơ đồ M D HTD HTT RN RS + IN PUT I0 I0 I0 I0 I0 I0 Q0.0 R1 Q0.1 R2 L1 Q0.2 L1 Q0.3 PL C _ + 24VDC OUT PUT 24VDC R1 KX KL R2 KL KX TRANG 22 _ BÁO CÁO THỰC TẬP B3: Viết chương trình TRANG 23 SVTH: NGUYỄN VĂN THƠNG 220VAC BÁO CÁO THỰC TẬP TRANG 24 SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TRANG 25 SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP SVTH: NGUYỄN VĂN THÔNG B4: Nạp chương trình vào PLC B5: Kiểm tra chương trình với yêu cầu đề bài, kiểm tra nối dây với sơ đồ nối dây B6: Vận hành theo yêu cầu đề TRANG 26 ... chiều: 20…264VAC , f = 47… 63 HZ; dòng cần thiết nhỏ 4mA Một chiều : 5…30VDC 20.4… 28.8 VDC ngõ trsnsistor Các khối tiêu chuẩn PLC thương có từ đến 32 ngõ loại có dịng định mưc khác ngõ rơle ,