Giáo trình điều khiển lập trình cỡ nhỏ 2017

ĐẠI CƯƠNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

TỔNG QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

PLC đã xuất hiện tại Việt Nam hơn 10 năm và hiện nay đã trở thành một khái niệm quen thuộc trong ngành tự động hóa công nghiệp Liệu PLC có phải là công cụ hiệu quả để đóng gói sản phẩm trí tuệ Việt Nam vào các máy móc và hệ thống tự động hóa mang thương hiệu Việt?

Khái niệm PLC đã vượt ra ngoài ý nghĩa của Điều khiển Logic khả trình, nhờ vào khả năng truyền thông linh hoạt, bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý cao của CPU đa biến, PLC hiện nay đã trở thành một sản phẩm tự động hóa tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp.

PAC (Programmable Automation Controller) sẽ làm thay đổi bộ mặt của tự động hoá công nghiệp ở lớp điều khiển

Các bộ Nano PLC như LOGO! của Siemens đang dần thay thế rơ le, trong khi Micro PLC như SIMATIC S7-200 của Siemens đang mở rộng thị trường chế tạo máy Các PLC cỡ vừa và lớn đang tiến vào lĩnh vực SCADA và chiếm ưu thế trong thị trường DCS với các ứng dụng đơn giản Người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng các giải pháp chuyên nghiệp, chuyên dụng dựa trên nền tảng PLC, nhờ vào độ tin cậy cao và tính chất tiêu chuẩn công nghiệp của sản phẩm này Hiện nay, PLC không chỉ đơn thuần là thiết bị điều khiển mà còn tích hợp công nghệ máy tính, góp phần nâng cao chức năng và hiệu suất hoạt động.

Trong kỹ thuật điều khiển tự động các bộ điều khiển được chia làm 2 loại là:

+ Điều khiển logic khả trình

Trong các bộ điều khiển nối cứng, các thành phần như rơ le, contactor và công tắc được kết nối cố định, với chức năng điều khiển được xác định qua sơ đồ thiết kế Việc thay đổi hệ thống điều khiển yêu cầu phải nối lại dây, điều này tốn nhiều thời gian và chi phí, đặc biệt trong các hệ thống phức tạp Do đó, nhu cầu tự động hóa trong công nghiệp ngày càng tăng, đòi hỏi các kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng đủ các yêu cầu của sản xuất hiện đại.

* Dễ dàng thay đổi chức năng điều khiển dựa trên các thiết bị cũ

* Thiết bị điều khiển dễ dàng làm việc với các dữ liệu, số liệu

* Kích thước vật lý gọn gàng dễ bảo quản, dễ sửa chữa

* Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị linh hoạt cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển qua nhiều ngôn ngữ lập trình Với khả năng thay đổi dễ dàng các thuật toán và số liệu, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, đồng thời hỗ trợ việc trao đổi thông tin với môi trường xung quanh.

Các chương trình điều khiển được thiết kế theo trình tự, trong đó sử dụng các tiếp điểm và cảm biến kết hợp với hàm logic, thuật toán và cuộn dây điều hành Trong suốt quá trình hoạt động, toàn bộ chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ và được truy xuất khi cần thiết.

CẤU TRÚC CỦA BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

1.2.1 Sơ đồ khối cấu trúc của bộ lập trình cỡ nhỏ:

Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần:

+ Khối xử lý – điều khiển

1.2.2 chức năng các khối của bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ:

Để chuyển đổi các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện, có thể sử dụng các thiết bị như nút nhấn, cảm biến và công tắc Tùy thuộc vào loại bộ chuyển đổi, tín hiệu đầu ra có thể ở dạng ON/OFF (nhị phân) hoặc dạng liên tục (analog).

Khối này thay thế người vận hành để đảm bảo quy trình hoạt động diễn ra suôn sẻ Dựa trên thông tin tín hiệu đầu vào từ hệ thống điều khiển, khối cần tạo ra các tín hiệu ra phù hợp nhằm đáp ứng các yêu cầu điều khiển đã được xác định trong phần xử lý Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo hai phương pháp khác nhau.

+ Dùng mạch điện kết nối cứng

+ Dùng chương trình điều khiển

Tín hiệu ra của hệ thống điều khiển là kết quả từ quá trình xử lý, được sử dụng để điều khiển hoạt động của thiết bị đầu ra Logo 230R và 230RC hoạt động với nguồn 115V hoặc 230V/50Hz, 60Hz, với điện áp thay đổi từ 85V đến 264V, và dòng tiêu thụ tại 230V là 26mA Trong khi đó, Logo 24 và 24R sử dụng nguồn 24VDC, với điện áp dao động từ 20,4V đến 28,8V; dòng tiêu thụ của Logo 24 là 30mA và của Logo 24R là 62mA, cộng với dòng đầu ra tín hiệu 4 x 0,3A Logo 230R và 230RC có ngõ vào ở mức "0" khi công tắc hở hoặc điện áp ≤ 40VAC, và ngõ ra ở mức "1" khi công tắc đóng hoặc điện áp ≥ 79VAC, với dòng điện ngõ vào lớn nhất là 0,24mA Thời gian thay đổi trạng thái tối thiểu là 50ms Logo 24 và 24R có ngõ vào ở mức "0" khi công tắc hở hoặc điện áp ≤ 5VDC, và ở mức "1" khi công tắc đóng hoặc điện áp > 15VDC.

Dòng điện ngõ vào tiêu chuẩn là 3mA, với thời gian thay đổi trạng thái tối thiểu là 50ms để Logo nhận biết Các loại logo 24R - 230RC sử dụng ngõ ra rơle, trong đó các tiếp điểm của rơle được cách ly với nguồn và ngõ vào Tải ở ngõ ra có thể bao gồm đèn, rơ le trung gian, và công tắc tơ.

Ngõ ra của hệ thống điện áp cung cấp cho các tải khác nhau, với ngõ ra "1" cho phép dòng điện cực đại là 10A cho tải thuần trở và 3A cho tải cuộn dây Đối với Logo 24, ngõ ra sử dụng transistor và được bảo vệ chống quá tải cũng như ngắn mạch Đặc biệt, loại này không cần nguồn nuôi riêng cho tải mà có thể sử dụng chung với nguồn nuôi 24VDC, với dòng điện cực đại ở ngõ ra là 0.3A.

Trong hệ thống điều khiển kết nối phần cứng, có hai loại chính: kết nối có tiếp điểm và không tiếp điểm Kết nối có tiếp điểm sử dụng thiết bị điện từ như rơle và công tắc tơ, kết hợp với cảm biến, bóng đèn và công tắc để tạo thành mạch điện thực hiện các yêu cầu công nghệ cụ thể Ví dụ bao gồm mạch điều khiển đảo chiều quay động cơ, mạch giới hạn dòng khởi động, và mạch điều khiển nhiều động cơ hoạt động tuần tự và dừng lại theo thứ tự.

Điều khiển kết nối phần cứng không tiếp điểm sử dụng các cổng logic cơ bản, cổng logic đa năng và rơ le (gọi chung là IC số), kết hợp với các bộ cảm biến, bóng đèn, công tắc Các IC số được kết nối theo sơ đồ logic cụ thể nhằm thực hiện các yêu cầu công nghệ nhất định Mạch điều khiển này sử dụng linh kiện điện tử công suất để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

SCR, Triac để thay thế công tắc tơ trong các mạch động lực Điều khiển không tiếp điểm

Trong hệ thống điều khiển kết nối phần cứng có tiếp điểm, các linh kiện điện được kết nối cứng với nhau, dẫn đến việc phải nối lại toàn bộ mạch điện khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển Điều này trở nên không hiệu quả và tốn kém, đặc biệt trong các hệ thống phức tạp.

Phương pháp điều khiển kết nối phần cứng được thực hiện theo các bước sau:

THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

1.3.1 Địa chỉ các ngõ vào/ra Địa chỉ ô nhớ trong logo bao gồm hai phần: Phần chữ và phần số

Phần chữ Phần số Phần chữ

1.3.2 Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ

M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bit I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ vào số

Q: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ ra số

T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer)

C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (counter)

1.3.3 Phần số chỉ địa chỉ của bit trong miền nhớ đã xác định:

Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit

1.3.4 Cấu Trúc của bộ nhớ

Bộ nhớ của Bo được chia thành ba vùng chính: vùng nhớ chương trình, vùng nhớ dữ liệu và vùng nhớ thông số Vùng nhớ chương trình, vùng nhớ thông số cùng một phần vùng nhớ dữ liệu được lưu trữ trong ROM điện EEPROM, phục vụ cho CPU.

Xác định yêu cầu công nghệ Thiết kế sơ đồ điều khiển Chọn phần tử mạch điện Ráp nối mạch, liên kết các phần tử

Phép cắm thêm khối nhớ mở rộng cho phép chứa chương trình mà không cần thiết bị lập trình Bài viết này sẽ mô tả chi tiết các vùng nhớ liên quan.

Vùng nhớ chương trình lưu trữ các chỉ thị điều khiển vi xử lý nhằm thực hiện các yêu cầu điều khiển Sau khi được soạn thảo, chương trình ứng dụng sẽ được nạp vào ROM và vẫn duy trì hoạt động ngay cả khi mất điện.

Vùng nhớ này bao gồm các ô chứa thông số cài đặt, mật khẩu, địa chỉ thiết bị điều khiển và thông tin về các vùng trống khả dụng Nội dung của vùng nhớ được lưu trữ trong ROM, tương tự như vùng chương trình.

Vùng nhớ dữ liệu là khu vực quan trọng trong hệ thống máy tính, nơi lưu trữ các phép tính, kết quả trung gian và hằng số cho các chỉ dẫn Nó bao gồm các phần tử như bộ định thời, bộ đếm và các ngõ vào/ra analog Một phần của vùng nhớ này được lưu trữ trong ROM, đảm bảo rằng các hằng số và thông tin quan trọng vẫn được duy trì khi mất điện Phần còn lại được lưu trong RAM, với khả năng duy trì nội dung trong một khoảng thời gian nhất định nhờ vào điện dung có độ rỉ thấp.

Logo là một modul logic đa năng mới của hãng Simens

Logo bao gồm các phần sau:

Hình dáng bên ngoài của logo

Các chức năng điều khiển:

Bộ điều khiển vận hành và hiển thị

Phần mềm và giao tiếp

Ngõ vào và ngõ ra

Một giao diện cho lập trình và cáp nối với máy tính

Các chức năng cơ bản thông dụng trong thực tế như các hàm thời gian, tạo xung V.V

Một công tắc thời gian theo đồng hồ (có pin nuôi riêng)

Nối nguồn vào đầu vào tín hiệu có ký hiệu như hình vẽ 1.3

Nối nguồn vào đầu vào tín hiệu cho logo

Nối đầu ra tín hiệu Q với các thiết bị ngoại vi như hình vẽ 1.4

Nối nguồn vào đầu ra tín hiệu cho logo

Trường hợp đầu vào là nhiệt điện trở PT

100 vào môđun AM ( analog) 2PT100, ta có

-13 - thể sử dụng kỹ thuật 2 dây hoặc 3 dây như hình vẽ 1.5

Nối ngõ vào analog với nhiệt điện trở

XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, một chu kỳ máy bao gồm các bước như sau:

- Xử lý các yêu cầu giao tiếp

- Thực hiện sự tự kiểm tra lỗi

- Truyền kết quả đến các ngõ ra

Các bước trên được lặp lại theo chu kỳ, đồng thời thực hiện các chương trình ngắt theo thứ tự ưu tiên đã định Các chương trình ngắt này được xử lý một cách không đồng bộ với chu kỳ máy khi có yêu cầu ngắt.

Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét

Mỗi vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, sau đó thực hiện chương trình từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc (END) Tiếp theo, hệ thống tiến hành giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu Cuối cùng, vòng quét kết thúc bằng việc chuyển nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra, hoàn thành chu trình xử lý dữ liệu.

1.4.2 Cấu trúc chương trình và Phương pháp lập trình:

Có thể lập trình cho Logo bằng cách sử dụng một trong các phần mềm sau:

Lập chương trình trong logo đồng nghĩa với việc nhập một mạch điện vào hệ thống Thực chất, chương trình là một cách diễn đạt khác của sơ đồ mạch điện, và chúng ta cần điều chỉnh cách thể hiện này để phù hợp với ngôn ngữ lập trình trong logo.

Sơ đồ mạch điện có tiếp điểm thường được thiết kế theo dạng sơ đồ hình thang (Ladder), sử dụng các khối ký hiệu để biểu thị các chức năng khác nhau Phương pháp này tương tự như sơ đồ logic trong mạch số hoặc sơ đồ trang bị điện không tiếp điểm Việc sử dụng sơ đồ này được gọi tắt là CSF (Control System Flowchart - lưu đồ hệ thống điều khiển).

Hình 4.1a: hai tiếp điểm S1 – S2 nối tiếp để điều khiển đèn L1 được đổi thành

2 ngõ vào I1 – I2 qua cổng AND điều khiển ngõ ra Q1

Hình 4.1b mô tả hai tiếp điểm S3 và S4 nối song song để điều khiển đèn L2, được chuyển đổi thành hai ngõ vào I3 và I4 qua cổng OR, điều khiển ngõ ra Q2 Để lập trình cho logo, cần sử dụng các đầu nối ở ngõ vào, cùng với các chức năng cơ bản, chức năng đặc biệt và các khối có trong các menu tương ứng.

Các ngõ vào của logo được kí hiệu là I1  In các ngõ ra của logo được kí hiệu từ Q1  Qn

Các đầu nối có thể sử dụng trong menu C0 là:

Mức thấp (Low) (“0” hay OFF)

Mức cao (HI) (“1” hay ON)

Và các ngõ vào trung gian: M, C, S, X…

Khi lập trình cho PLC Logo, các khối sẽ được tự động đánh số thứ tự ở góc trên bên phải theo thứ tự từ phải qua trái, phản ánh đúng trình tự lập trình, ví dụ như Q1 → AND → OR → I1; AND → NOT → I2.

Sơ đồ điều khiển ngõ ra Q1 được thiết kế theo hình vẽ, hiển thị từng khối Trong một chương trình điều khiển số, số khối tối đa cho một ngõ vào và một ngõ ra là 7 khối.

3) CHÈN MỘT KHỐI VÀO CHƯƠNG TRÌNH

Để chèn thêm một khối giữa B01 và Q1 trong hình vẽ 4.2, hãy đặt con trỏ dưới B01 và nhấn OK để hiển thị menu BN Sau đó, sử dụng phím mũi tên để chọn khối cần chèn vào GF hoặc SF, rồi nhấn OK.

VD: Cần xóa khối B02 trong hình vẽ 4.2 Cho con trỏ nằm dưới B01, ấn OK sẽ hiện ra menu BN Ấn OK và chọn khối B03 thì khối

B02 sẽ bị xóa, khi đó khối B03 nối trực tiếp vào B01

5) XÓA TẤT CẢ CÁC KHỐI Ở PHÍA TAY TRÁI: Để xóa tất cả các khối phía tay trái khối B01 trong sơ đồ H4.3 (xóa các khối B02 đến B04)

Để xóa các khối từ điểm chọn đến hết dòng chương trình phía bên trái, trước tiên bạn cần đặt con trỏ dưới khối bắt đầu thực hiện xóa (B02) Sau đó, ấn OK, chọn Menu C0, tiếp tục ấn OK và chọn X (ngõ dư), rồi ấn OK Kết quả là các khối B02, B03 và B04 sẽ bị xóa.

6) THAY ĐỔI CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ: a Các thông số trong Logo

Các thông số trong Logo có thể là thời gian trễ của rơle thời gian

Giá trị thời gian của đồng hồ thời gian thực

Giá trị ngưỡng của bộ đếm b Vào chế độ cài đặt thông số:

Sử dụng các phím mũi tên lên và xuống để chọn thông số cần cài đặt trong rơ le thời gian, đồng hồ thời gian thực hoặc bộ đếm, sau đó nhấn OK Để thay đổi giá trị của thông số đã chọn, hãy dùng phím mũi tên trái và phải để di chuyển con trỏ đến vị trí cần thay đổi, rồi sử dụng phím mũi tên lên và xuống để chọn giá trị phù hợp.

Giá trị của đơn vị thời gian, bộ đếm và đồng hồ thời gian thực có thể thay đổi trong giới hạn cho phép theo từng trường hợp cụ thể và chỉ có thể được điều chỉnh trong quá trình lập trình.

* LƯU TRỮ VÀO THẺ NHỚ VÀ CHẠY CHƯƠNG TRÌNH

Khi lập trình cho logo của hãng Siemens, chương trình sẽ tự động được lưu vào bộ nhớ trong của logo Nếu có kết nối với máy tính, người dùng có thể lưu trữ chương trình vào thẻ nhớ, tương tự như cách lưu trữ các mạch điện thông thường Điều này giúp quản lý và bảo trì chương trình dễ dàng hơn.

Việc đặt tên cho chương trình không ảnh hưởng đến nội dung đã lập, và tên chương trình có thể được xác định cả trước và sau khi hoàn thành lập trình.

Để đặt tên cho chương trình, từ màn hình chính, chọn Program rồi nhấn OK, tiếp theo chọn Edit và nhấn OK một lần nữa, sau đó chọn Edit Name Sử dụng các phím ▲, ▼, ►, ◄ để thực hiện việc đặt tên Bên cạnh đó, bạn cũng có thể thiết lập mật khẩu cho chương trình.

Việc đặt mật khẩu là rất quan trọng để bảo vệ chương trình của bạn trong logo khỏi sự xâm nhập của người khác Tuy nhiên, nếu bạn quên mật khẩu, logo sẽ không cho phép bạn thực hiện bất kỳ thao tác nào và hiện tại chưa có giải pháp khôi phục Do đó, bạn cần hết sức cẩn thận khi thiết lập mật khẩu, sử dụng các phím ▲, ▼, ►, ◄ để thực hiện việc này.

+ Sau khi đã lập trình xong ấn ESC liên tiếp cho tới khi xuất hiện màn hình khởi động ban đầu chọn START ấn OK

+ Để dừng chương trình ấn ESC  STOP  YES  OK màn hình trở về ban đầu.

CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM

1.5.1 Giới thiệu phần mềm logo! soft comfort v2.0, v4.0, v5.0

Phần mềm Logo! Soft comfort V2.0, V4.0 do hãng Siemens cung cấp dung để phục vụ cho việc lập trình cho thiết bị PLC Logo V2, V4 của hãng

Với cáp PC/Logo người sử dụng dễ dàng download và upload chương trình từ

Phần mềm mô phỏng PC xuống Logo và ngược lại mang lại sự tiện lợi cho việc kiểm tra độ chính xác và độ tin cậy của chương trình điều khiển Đây cũng là công cụ hữu ích cho sinh viên tự học tại nhà khi không có thiết bị thực tế.

Các sản phẩm Logo OBA1 đến OBA4 đi kèm với phiên bản phần mềm từ V1.0 đến V4.0 Để đáp ứng sự phát triển của khoa học kỹ thuật và nhu cầu sản xuất, Siemens đã liên tục cho ra mắt các sản phẩm mới với nhiều tính năng đặc biệt và tích hợp nhiều đầu vào, đầu ra Năm 2005, Logo OBA5.0 cùng với phần mềm V5.0 đã được giới thiệu trên thị trường Đặc biệt, phần mềm từ V4.0 trở đi hỗ trợ lập trình theo ngôn ngữ Lader, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.

-18 - những cán bộ kỹ thuật quen thiết kế chương trình điều khiển theo sơ đồ hình thang

Phần mềm Logo! Soft comfort tương thích cho hệ điều hành Windows từ Win

1.5.2 Cách cài đặt, truy cập phần mềm v2.0, v4.0, v5.0

- Kích đúp chuột trái vào biểu tượng Setup sau đó nhấn OK tiếp theo chọn ngôn ngữ (VD English)

Sau khi cài đặt xong kích đúp vào biểu tượng Logo! Softcomfort trên màn hình Màn hình sẽ xuất hiện giao diện lập trình:

Hình 5.1: Màn hình lập trình

1 CÁCH VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN PHẦN MỀM LOGO! COMFOR Để soạn thảo mới vào biểu tượng New file hoặc Nhấn tổ hợp phím Ctrl + N Trên phần mềm tích hợp sẵn các biểu tượng của các khối chức năng người lập trình chỉ việc gắp các khối chức năng và kết nối chúng lại theo mục đích điều khiển trên màn hình soạn thảo Việc thực hiện kết nối được thực hiện nhờ biểu tượng dây nối trên phần mềm Việc gắp nhả các khối chức năng được thực hiện bằng cách kích chuột trái lên khối chức năng cần lấy, giữ nguyên và sau đó di chuột (di chuyển khối chức năng) đến vị trí xắp xếp theo chủ ý người lập trình

** Cách cài đặt thông số trên phần mềm Logo! Softcomfort

Kích đúp chuột lên khối chức năng cần thay đổi thông số hoặc kích phải chuột lên biểu tượng khối chức năng sau đó chọn Bock Properties

Nhập thông số sau đó chọn OK

** Mô phỏng chương trình điều khiển trên phần mềm Logo! Softcomfort

Sau khi hoàn tất soạn thảo, người dùng hãy nhấn vào biểu tượng mô phỏng Simulation Trong quá trình mô phỏng, người dùng sẽ sử dụng chuột để tác động vào các đầu vào tín hiệu và theo dõi đầu ra tín hiệu: khi đầu ra tín hiệu ở mức 1 logic, đèn sẽ sáng; khi đầu ra tín hiệu ở mức 0 logic, đèn sẽ tắt.

** Cách download, upload một chương trình điều khiển giữa PC và Logo

- Để downloat: kích trái chuột lên biểu tượng hoặc nhấn tổ hợp phím:

- Để Upload: kích trái chuột lên biểu tượng hoặc nhấn tổ hợp phím:

** Những chú ý khi download, upload một chương trình điều khiển giữa PC và Logo

- Khi thực hiện download, upload một chương trình điều khiển giữa PC và Logo Nếu thấy phần mềm báo lỗi người thực hiện phải kiểm tra như sau:

+ Kiểm tra xem cổng COM của máy tính có thống nhất với chương trình điều khiển không

Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, cần kiểm tra xem chương trình điều khiển có cấu hình tương thích với phần cứng hay không Đồng thời, cần xác minh tình trạng của cáp truyền thông để đảm bảo không bị hỏng hoặc lỏng lẻo Cuối cùng, kiểm tra cổng Com trên máy tính để phát hiện bất kỳ hư hỏng nào có thể ảnh hưởng đến kết nối.

+ Với các PLC Logo OBA1 đến OBA3 Kiểm tra xem đã vào chế độ giao tiếp với máy tính chưa ( PC -> Logo)

2 CHẠY MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH: Để chạy mô phỏng chương trình trên thanh công cụ ta chon tool  simulation hoặc vào biểu tượng để chạy mô phỏng

CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU

CÁC LIÊN KẾT LOGIC

2.1.1 Các lệnh vào/ra và các lệnh tiếp điểm đặc biệt

Lệnh LD nạp giá trị logic từ một tiếp điểm vào bit đầu tiên của ngăn xếp, đồng thời đẩy lùi các giá trị cũ còn lại xuống một bit.

Lệnh LDN nạp giá trị logic nghịch đảo của một tiếp điểm vào bit đầu tiên của ngăn xếp, đồng thời các giá trị cũ trong ngăn xếp sẽ bị đẩy lùi xuống một bit.

Lệnh sao chép nội dung cuả bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ định trong lệnh Nội dung cuả ngăn xếp không bị thay đổi

2.1.2 Các lệnh liên kết logic cơ bản a/ Lệnh AND (A)

Lệnh A thực hiện phép toán logic giữa giá trị của một tiếp điểm n và giá trị bit đầu tiên trong ngăn xếp Kết quả của phép toán này sẽ được lưu lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp, trong khi các giá trị của các bit còn lại trong ngăn xếp sẽ không bị thay đổi.

Ví dụ: Hình 4.1 mô tả sơ đồ mạch điện cuả một liên kết

AND Đèn H1 chỉ sáng khi tất cả các công tắc được đóng lại Khi 1 công tắc hở mạch thì đèn H1 cũng bị cắt mạch

Liên kết AND có trạng thái 1 khi tất cả các ngõ vào có trạng thái 1 b/ Lệnh OR (O)

Lệnh OR kết hợp giá trị logic của một tiếp điểm n với giá trị bit đầu tiên của ngăn xếp, và kết quả của phép tính này được ghi lại vào bit đầu tiên trong ngăn xếp Các giá trị của các bit còn lại trong ngăn xếp sẽ không bị thay đổi.

Hình 4.5 minh họa sơ đồ mạch điện của một liên kết OR, trong đó đèn H6 sẽ sáng khi một hoặc tất cả các công tắc đóng mạch Ngõ ra của liên kết OR luôn ở trạng thái 1 nếu ít nhất một ngõ vào có trạng thái 1 Để giải quyết vấn đề này, cần lập bảng xác lập ngõ vào/ra để kết nối với PLC.

2.1.3 Liên kết các cổng logic cơ bản

Hàm OR có ngõ ra ở trạng thái 1 khi chỉ cần 1 trong các ngõ vào ở trạng thái 1 Hàm OR có ký hiệu và bảng trạng thái như sau:

Ký hiệu Bảng trạng thái

Hàm AND có sơ đồ mạch, ký hiệu và bảng trạng thái như sau:

Hàm NOT có ngõ ra ở trạng thái 1 khi ngõ vào ở trạng thái 0 và ngược lại

Hàm NOT có sơ ký hiệu và bảng trạng thái như sau:

Hàm NAND có ký hiệu và bảng trạng thái như sau:

Hàm NOR có sơ đồ mạch, ký hiệu và bảng sự thật như sau:

CÁC LỆNH GHI/XÓA GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM

Hàm XOR có ký hiệu và bảng sự thật như sau:

Khảo sát trạng thái của các hàm logic:

VD1: Mạch điện điều khiển động cơ

2.2 CÁC LỆNH GHI/XÓA GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM

Mạch điều khiển thường sử dụng tiếp điểm để duy trì trạng thái đóng sau khi nhấn nút ON Trong hệ thống LOGO, chức năng này được thực hiện thông qua rơ le chốt RS.

Hình vẽ ký hiệu và tác động chuyển mạch của rơle này

VD1: Thiết lập mach điện theo yêu cầu sau:

Nhấn nút ON ngõ ra Q1 =1, nhấn nút

Nhấn nút ON ngõ ra Q1 = 1 sau

Nhấn nút nút OFF ngõ ra Q2 = 0

VD3: Mạch tắt mở 1 bóng đèn theo yêu cầu sau: đèn đang sáng nhấn nút I1 thì đèn tắt, đèn đang tắt nhấn nút I1 thì đèn sáng

Nhấn nút ON ngõ ra

= 0, ngõ ra Q1 = 0 sau 5s thì ngõ ra Q2 = 1 sau 5s ngõ ra Q2 = 0 sau 5s thì ngõ ra Q1 =1 Quá trình được lặp đi lặp lại cho tới khi nhấn nút OFF

0 0 Giữ nguyên trạng thái trước đó

TIMER

Hàm On – delay có ký hiệu và giản đồ thời gian như sau:

Trg: (Trigger) là ngõ vào của mạch On – delay

T: (Timer) là thời gian trễ của mạch On – delay

Khi ngõ vào Trg = 1 thì mạch bắt đầu tính thời gian trễ Nếu ngõ vào Trg = 1 đủ dài thì sau thời gian trễ T ngõ ra Q = 1

Khi ngõ vào Trg = 0 thì ngõ ra Q trở lại mức 0 Nếu ngõ vào Trg = 1 rồi trở lại

= 0 với thời gian nhỏ hơn T ngõ ra Q không thay đổi trạng thái và thời gian đang tính sẽ bị xóa

2.3.2 Retentive On - Delay Timer (TONR)

Hàm OFF – delay có ký hiệu trên sơ đồ, ký hiệu trên logo và giản đồ thời gian như sau:

Trg: (Trigger là ngõ vào của mạch OFF – delay

T: (Timer) là thời gian trễ của mạch OFF – delay

Khi ngõ vào Trg = 1 thì ngõ ra Q = 1 ngay Khi ngõ Trg = 0 mạch bắt đầu tính thời gian trễ Sau thời gian trễ T ngõ ra Q = 0

Khi ngõ Trg bằng 0 trong khoảng thời gian ngắn hơn T và sau đó trở lại giá trị 1, thời gian đang được tính sẽ bị xóa Quá trình tính thời gian trễ sẽ bắt đầu lại khi ngõ Trg đạt giá trị 1.

Khi ngõ ra đang = 1 trong thời gian trễ T, nếu ngõ R lên 1 thì ngõ ra = 0 ngay tức thời

RƠ LE ON – DELAY CÓ NHỚ:

Rơ le ON – Delay có nhớ khác với rơle On – delay loại thường ở đặc điểm sau:

Rơle ON – Delay loại thường chỉ tác động nếu ngõ vào có thời gian lên 1 dài hơn thời gian trễ T Nói cách khác On

– Delay loại thường hoạt động bằng mức điện thế cao ở ngõ vào

Rơle ON – Delay có khả năng ghi nhớ, chỉ cần nhận tín hiệu xung kích ngõ vào (ngõ vào tăng lên 1 trong khoảng thời gian rất ngắn dưới dạng xung điện), rơle sẽ tự động kích hoạt và bắt đầu tính thời gian.

-25 - trễ Sau thời gian trễ, ngõ ra lên 1 nhưng không tự về 0 muốn ngõ ra rơ le trở về 0 cần phải có xung kích đưa ngõ R lên 1

Hình vẽ ký hiệu và giản đồ thời gian của rơle ON – Delay có nhớ.

COUTER (Bộ đếm)

2.4.2 Bộ đếm lên/ xuống (Counter up - down)

R (Reset) khi ngõ vào R = 1 thì giá trị của bộ đếm trước đó sẽ bị xóa và trở về giá trị 0

Khi ngõ Cnt chuyển từ 0 lên 1, bộ đếm sẽ nhận tín hiệu và giá trị đếm tăng thêm 1 Ngược lại, khi ngõ Cnt chuyển từ 1 xuống 0, giá trị đếm sẽ không thay đổi Tần số đếm tối đa mà bộ đếm có thể đạt được là 5Hz.

Khi Dir = 0, bộ đếm sẽ thực hiện chức năng đếm lên, trong khi khi Dir = 1, bộ đếm sẽ đếm xuống Giá trị đếm có thể thay đổi trong khoảng từ 0 đến 9999.

CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

CHỨC NĂNG SO SÁNH

BÀI 3: CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

- Trình bày được các phép toán so sánh, các phép toán số

- Lập trình, kết nối, chạy thử các phép toán so sánh,

- Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập

Phép truyền Move Byte sẽ thực hiện copy dữ liệu Byte tại ngõ vào IN và truyền tới Byte tại ngõ ra OUT

Phép truyền Move Word sẽ thực hiện copy dữ liệu Word tại ngõ vào IN và truyền tới Word tại ngõ ra OUT

Phép truyền Move DoubleWord sẽ thực hiện copy dữ liệu doubleword tại ngõ vào

IN và truyền tới doubleWord tại ngõ ra OUT

Phép truyền Real sẽ thực hiện copy một số thực 32 bit tại Double Word ngõ vào

IN và truyền tới doubleWord tại ngõ ra OUT

Khi xảy ra lỗi thì ngõ ENO bị SET = 0

3.1.2 Truyền một vùng nhớ dữ liệu

Phép truyền Block Move Byte, Block Move Word và Block Move Doubleword cho phép truyền một số lượng Byte (N) từ địa chỉ Byte đầu tại ngõ vào IN sang vùng nhớ có địa chỉ đầu tại ngõ ra OUT Giá trị N được giới hạn từ 1 đến một số tối đa nhất định.

Dịch phải Byte SHR_B và Dịch trái Byte SHL_B:

Các lệnh SHR_B và SHL_B thực hiện việc dịch dữ liệu tại Byte ngõ vào IN sang phải hoặc sang trái với số vị trí dịch được xác định bởi N, và kết quả được lưu vào Byte ngõ ra OUT Trong quá trình SHIFT, các Bit bị dịch sẽ được lấp đầy bằng số 0 Lưu ý rằng số vị trí Bit cần dịch phải nhỏ hơn hoặc bằng 8 Để biết thêm thông tin về ảnh hưởng đến các Bit nhớ đặc biệt (SM1.0 và SM1.1), xin tham khảo sổ tay.

3.2.2 Chức năng chuyển đổi (Converter)

Chuyển đổi số BCD_I và I_ BCD

Lệnh chuyển đổi BCD sang số nguyên (BCD_I) thực hiện việc chuyển đổi giá trị BCD đầu vào từ 0 đến 9999 thành số nguyên và lưu kết quả tại địa chỉ đầu ra xác định.

Khi xảy ra lỗi chuyển đổi thì trạng thái ENO = 0

Lệnh chuyển đồi số I sang số BCD sẽ thực hiện việc chuyển đổi số I tại ngõ vào

Chương trình chuyển đổi giá trị số BCD và lưu kết quả tại địa chỉ xác định ở ngõ ra OUT Giá trị đầu vào tại ngõ IN có thể là số nguyên từ 0 đến 9999.

Khi xảy ra lỗi chuyển đổi thì trạng thái ENO = 0

Chuyển đổi số nguyên kép DI sang số thực R:

Lệnh chuyển đổi một số nguyên kép DI 32 Bit sang một số thực R và đặt kết quả vào địa chỉ được xác định tại ngõ ra OUT

Chuyển đổi số nguyên kép DI sang số nguyên I:

Lệnh chuyển đổi số DI_I thực hiện việc chuyển đổi giá trị số DI tại ngõ vào IN thành một giá trị số nguyên I và lưu kết quả tại ngõ OUT Nếu quá trình chuyển đổi xảy ra tràn (khi kết quả vượt quá khả năng chứa của ngõ OUT), ngõ ra sẽ không thay đổi và trạng thái ENO sẽ được giữ nguyên.

3.3 ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC

Đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock - RTC) hay còn gọi là công tắc thời gian, chỉ có trong logo loại 230RC và được gọi tắt là khối đồng hồ Clock Mỗi khối đồng hồ này được trang bị 3 cam thời gian để điều khiển ngõ ra.

N01, N02, N03: cam số 1, 2, 3 trong đồng hồ dùng để đặt thời gian: ngày, giờ, phút

DAY: Để chọn các ngày trong tuần từ thứ 2 đến chủ nhật ON: Thời gian mở (ngõ ra lên 1)

OFF: Thời gian tắt (ngõ ra xuống 0)

LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ

CÁC MÔ HÌNH VÀ BÀI TẬP ỨNG DỤNG

4.3 CÁC MÔ HÌNH VÀ BÀI TẬP ỨNG DỤNG

4.3.1 Điều khiển động cơ có hai cuộn dây

2 Lập kế hoạch thực hiện

3 Thực hiện lắp đặt và lập trình điều khiển

Viết chương trình điều khiển động cơ có hai cuộn dây ( đoiều khiển động cơ hai cấp tốc độ sao – sao kép)

2.1 Tìm hiểu cách hoạt động của động cơ dùng để đóng mở cửa:

2.2 Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:

Ngõ vào Ngõ ra Địa chỉ Mô tả Đại chỉ Mô tả

Q1 Công tắc tơ lưới Q2 Công tắc tơ sao Q3 Công tắc tơ sao kép

2.3 Kết nối LOGO với thiết vị ngoại vi:

Kết nối thiết bị ngõ vào:

- Nối dây nút ON - sao với ngõ vào I1

- Nối dây ON – sao kép với ngõ vào I2

- Nối dây OFF với ngõ vào I3

Kết nối thiết bị ngõ ra:

- Nối dây điểm A1 của CTT1 với ngõ ra Q1

- Nối dây điểm A2 của CTT1, CTT2, CTT3 với nguồn 220 VAC

2.4 Viết chương trình điều khiển:

2.5 Chạy mô phỏng chương trình

4.3.2 điều khiển cửa tự động

Cửa tự động mở khi có người đến gần, cả từ phía trong lẫn ngoài Sau khi người đi qua, cửa sẽ tự động đóng lại sau 5 giây Nếu người đứng lại ở cửa, cửa sẽ giữ trạng thái mở cho đến khi họ rời xa, sau đó mới tự động đóng lại sau 5 giây.

I1 CB phát hiện người vào Q1 Mở cửa

I2 CB phát hiện người ra Q2 Đóng cửa

I3 CT giới hạn mở hết cửa

I4 CT giới hạn đóng hết cửa

2.3.Kết nối LOGO với thiết vị ngoại vi:

- Nối dây cảm biến phát hiện người vào với ngõ vào I1

- Nối dây cảm biến phát hiện người ra với ngõ vào I2

- Nối dây công tắc giới hạn mở hết cửa với ngõ vào I3

- Nối dây công tắc giới hạn đóng hết cửa với ngõ vào I4

- Nối dây đầu còn lại của cảm biến, CTHT với nguồn 220VAC

- Nối dây điểm A2 của CTT1, CTT2 với nguồn

4.3.3 điều khiển hệ thống bơm nước

Trong các xí nghiệp, khu công nghiệp và nhà cao tầng, hồ chứa nước thường được thiết kế để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt Việc bơm nước vào hồ chứa được thực hiện dựa trên nguyên tắc cụ thể nhằm đảm bảo cung cấp nước hiệu quả.

Khi nước trong hồ giảm xuống mức thấp thì động cơ được cấp điện để bơm nước vào hồ

Khi mực nước trong hồ đạt mức tối đa, động cơ sẽ tự động ngừng hoạt động và dừng bơm Động cơ có thể được vận hành theo chế độ tự động hoặc bằng tay.

I1 CB báo đầy nước Q1 Động cơ bơm nước

I3 CT lựa chọn chế độ

- Nối dây cảm biến báo đầy nước với ngõ vào I1

- Nối dây cảm biến báo hết nước với ngõ vào I2

- Nối dây công tắc lựa chọn chế độ với ngõ vào I3

Nối dây đầu còn lại của cảm biến, CT với nguồn 220VAC

- Nối dây điểm A2 của CTT1, với nguồn 220 VAC

4.3.3 điều khiển chiếu sáng theo giờ

Hệ thống chiếu sáng này có thể chia làm 4 nhóm như sau:

Nhóm 1 chiếu sáng thường trực trong suốt thời gian làm việc trong ngày, tùy theo ngày trong tuần

Nhóm 2 chiếu sáng tăng cường thêm vào buổi tối Khi không làm việc nhóm 2 vẫn sáng (ví dụ các đèn chiếu sáng bên ngoài, chiếu sáng bảo vệ…)

Nhóm 3 chiếu sáng các lối đi chính vào ban đêm khi hết giờ làm việc

Nhóm 4 đèn chiếu sáng các bảng chào, khẩu hiệu khi có khách ra vào

2.1 Tìm hiểu cách hoạt động của mạch chiếu sáng theo giờ:

Đèn chiếu sáng trong thời gian làm việc được điều khiển bởi CB quang điện I1, trong khi nút ON Q2 cung cấp ánh sáng tăng cường vào buổi tối Nút thử đèn Q3 đảm bảo ánh sáng lối đi vào ban đêm, và CB quang điện Q4 phục vụ cho việc chiếu sáng quảng cáo.

- Nối dây cảm biến với ngõ vào I1

- Nối dây nút ON với ngõ vào I2

- Nối dây nút thử đèn với ngõ vào I3

- Nối dây cảm biến quang điện với ngõ vào I4

Nối dây đầu còn lại của cảm biến, CT với nguồn 220VAC

- Nối dây điểm A2 của CTT1, CTT2, CTT3, CTT4 với nguồn 220 VAC

Khi bật nút ON, động cơ M1 khởi động, sau 5 giây động cơ M2 hoạt động để đưa nguyên liệu vào máy, và sau 3 giây tiếp theo, động cơ M3 sẽ cấp nguyên liệu lên băng tải.

Khi nhấn nút OFF: động cơ M3 dừng trước, sau 2s động cơ M2 dừng và sau 4s động cơ M1 dừng

Khi động cơ M1 quá tải: động cơ M1, M2, M3 dừng tức thời

Khi động cơ M2 quá tải: động cơ M2, M3 dừng tức thời, động cơ M1 dừng sau

Khi động cơ M3 quá tải: động cơ M3 dừng trước, sau 2s động cơ M2 dừng và sau 4s động cơ M1 dừng (tương tự trường hợp nhấn nút OFF)

2.1 Tìm hiểu cách hoạt động của mạch chiếu sáng theo giờ:

2.3 Kết nối LOGO với thiết vị ngoại vi:

- Nối nút ON với ngõ vào I1

- Nối dây nút OFF với ngõ vào I2

- Nối dây rơ le nhiệt 1 với ngõ vào I3

Nối dây đầu còn lại của nút nhấn, rơ le nhiệt với nguồn 220VAC

- Nối dây điểm A2 của CTT1, CTT2, CTT3, với nguồn 220 VAC

Tiêu đề	Giáo Trình Điều Khiển Lập Trình Cỡ Nhỏ
Trường học	Trường Cao Đẳng Nghề Cơ Giới Và Thủy Lợi
Chuyên ngành	Điện Công Nghiệp
Thể loại	Giáo Trình
Năm xuất bản	2017
Thành phố	N/A

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,51 MB