TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH ZEN-
Tổng quan về điều khiển
Điều khiển là quá trình thực hiện các chức năng cụ thể của máy móc hoặc thiết bị, dựa trên một trình tự hoạt động đã được xác định trước, tùy thuộc vào trạng thái của máy hoặc bộ phát tín hiệu.
Sự điều khiển được phân biệt theo các đặc điểm khác nhau:
* Theo loại biểu diễn thông tin
- Điều khiển nhị phân: Xử lý tín hiệu đầu vào nhị phân (tín hiệu 1-0) thành các tín hiệu ra nhị phân
- Điều khiển số: Xử lý các thông tin số, có nghĩa các thông tin được biểu diễn dưới dạng số
* Theo loại xử lý tín hiệu
Điều khiển liên kết là quá trình mà các trạng thái tín hiệu của ngõ ra được xác định dựa trên các trạng thái tín hiệu của ngõ vào, phụ thuộc vào các chức năng liên kết như AND, OR và NOT.
Điều khiển trình tự là quá trình thực hiện các bước theo thứ tự, trong đó sự hoàn thành của mỗi bước phụ thuộc vào điều kiện của bước tiếp theo Điều kiện này có thể dựa vào quy trình cụ thể hoặc thời gian nhất định.
Điều khiển không đồng bộ là quá trình trong đó việc điều khiển được thực hiện thông qua sự thay đổi trực tiếp của tín hiệu đầu vào, mà không cần tín hiệu xung phụ, dẫn đến việc điều khiển diễn ra một cách chậm rãi.
- Điều khiển đồng bộ xung: Việc điều khiển được xử lý ở các tín hiệu chỉ đồng bộ với một tín hiệu xung (điều khiển nhanh)
* Theo loại thực hiện chương trình
Điều khiển theo chương trình kết nối cứng là loại điều khiển được lập trình cố định, không thể thay đổi Ví dụ, nó có thể được thiết lập thông qua lắp đặt dây nối cố định hoặc điều chỉnh chương trình thông qua các đầu nối như ma trận diode.
Điều khiển khả trình là chức năng được lưu trữ trong bộ nhớ chương trình, cho phép thay đổi chương trình mà không cần can thiệp vào phần cơ khí Nếu sử dụng bộ nhớ đọc/ghi (RAM), chương trình có thể được điều chỉnh tự do, trong khi với bộ nhớ chỉ đọc (ROM), việc thay đổi chương trình yêu cầu thay đổi bộ nhớ.
Hình 1.1: Sơ đồ các loại điều khiển
Các loại điều khiển
Trong kỹ thuật điều khiển cũng như tự động hóa, người ta chia ra làm hai loại điều khiển: điều khiển kết nối cứng và điều khiển khả trình
Điều khiển kết nối cứng là phương pháp điều khiển với các chức năng cố định thông qua việc nối dây Để thay đổi chức năng, cần thực hiện việc thay đổi kết nối dây Loại điều khiển này có thể áp dụng cho các thiết bị như tiếp điểm (Relay, khởi động từ, v.v.) hoặc các mạch điện tử.
Điều khiển khả trình (PLC) là một hệ thống điều khiển mà chức năng của nó được xác định thông qua một chương trình lưu trữ trong bộ nhớ Hệ thống này bao gồm một thiết bị điều khiển, nơi tất cả các bộ phát tín hiệu và đối tượng điều khiển được kết nối để thực hiện một chức năng cụ thể Khi cần thay đổi chức năng điều khiển, người dùng chỉ cần điều chỉnh chương trình thông qua thiết bị lập trình hoặc thay thế bằng một bộ nhớ chương trình đã được lập trình khác.
Hệ thống số
Trong việc xử lý các phần tử nhớ, ngõ vào, ngõ ra, thời gian và các ô nhớ bằng PLC, hệ thống số nhị phân (hệ hai trị) được sử dụng thay vì hệ thập phân.
Hệ nhị phân chỉ bao gồm các chữ số 0 và 1, cho phép dễ dàng đọc và biểu diễn giá trị trong kỹ thuật Giá trị định vị của một số nhị phân được xác định bởi số mũ của hai Số thông thường thường được mã hóa dưới dạng BCD (Binary-Code-Decimal), với mỗi số thập phân được biểu diễn bằng 4 vị trí nhị phân.
* Số thập lục phân ( Hexadecimal)
Hệ thập lục phân có 16 ký hiệu khác nhau từ 0-9 và A-F Giá trị định vị của một số thập lục phân số mũ của 16
Giá trị định vị = Số mũ của cơ số 2
Hệ thập lục phân: gồm các chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Giá trị định vị = số mũ của cơ số 16
Các khái niệm xử lý thông tin
Trong PLC, hầu hết các khái niệm trong xử lý thông tin cũng như dữ liệu đều được sử dụng bit, byte, Word, doubleword
Bit là đơn vị thông tin nhị phân nhỏ nhất, có thể có giá trị 0 hoặc 1 vii
Mức 0 ~ không có điện áp
Hình 1.2 Một bit có thể có mức 1 hoặc mức 0
1 Word gồm có 2 byte hay 16 bit Với Word có thể được biểu diễn ở các dạng: số nhị phân, ký tự hay câu lệnh điều khiển
1 DoubleWord gồm có 4 byte hay 32 bit Với DoubleWord có thể biểu diễn ở các dạng: số nhị phân, ký tự hay câu lệnh điều khiển
Bộ điều khiển lập trình PLC – Cấu trúc và phương thức hoạt động
Các thành phần của kỹ thuật điều khiển điện và điện tử ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa Gần đây, bên cạnh việc sử dụng Relay và khởi động từ, điều khiển có thể lập trình được đã phát triển mạnh mẽ với hệ thống mạch điện tử và lập trình qua máy tính Nhiều lĩnh vực đã thay thế các phương pháp điều khiển cũ bằng các bộ điều khiển logic khả trình (PLC - Programmable Logic Controller).
Sự khác biệt chính giữa điều khiển logic khả trình (PLC) và điều khiển theo kết nối cứng là việc thay thế kết nối dây bằng chương trình lập trình Người dùng có thể lập trình PLC thông qua các ngôn ngữ lập trình đơn giản, mà không cần phải am hiểu các ngôn ngữ lập trình phức tạp, nhờ vào việc sử dụng các liên kết logic cơ bản.
Thiết bị PLC đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế mạch điện điều khiển trong quá trình xử lý dữ liệu Sơ đồ mạch điều khiển được xác định bởi một tập hợp hữu hạn các bước thực hiện, được gọi là chương trình.
Chương trình này hướng dẫn các bước thực hiện gọi một tiến trình điều khiển, được lưu trữ trong bộ nhớ, vì vậy nó được gọi là điều khiển theo lập trình nhớ hay điều khiển khả trình Tùy thuộc vào cách xử lý số liệu, có thể biểu diễn hai hệ điều khiển khác nhau.
Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển, mạch điều khiển cần được lắp lại và thay thế các phần tử mới bằng relay điện Ngược lại, trong hệ điều khiển logic khả trình (PLC), việc thay đổi nhiệm vụ chỉ yêu cầu điều chỉnh chương trình soạn thảo mà không cần thay đổi phần cứng.
1.5.2 Sự khác nhau giữa điều khiển bằng relay và điều khiển bằng PLC
Sự khác biệt giữa hệ điều khiển bằng relay và hệ điều khiển bằng PLC có thể được minh họa qua việc điều khiển 3 máy bơm thông qua 3 khởi động từ K1, K2, K3 Trình tự điều khiển yêu cầu các khởi động từ hoạt động tuần tự: K1 phải đóng trước, sau đó là K2 và cuối cùng là K3 Để thực hiện nhiệm vụ này, mạch điều khiển cần được thiết kế một cách hợp lý.
Mạch điều khiển trình tự cho ba máy bơm hoạt động khi khởi động từ K2 đóng, điều này xảy ra khi công tắc S3 được kích hoạt, nhưng chỉ khi khởi động từ K1 đã được đóng trước đó Phương pháp điều khiển này được gọi là điều khiển trình tự và tiến trình này được thực hiện một cách cưỡng bức.
- Bốn nút nhấn S1, S2, S3, S4: Các phần tử nhập tín hiệu
- Các tiếp điểm K1, K2, K3 và các mối nối liên kết là các phần tử xử lý
- Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý
Nếu thay đổi mạch điện điều khiển ở phần xử lý bằng hệ PLC ta có thể biểu diễn hệ thống như sau:
- Phần tử vào: Các nút nhấn S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên
- Phần tử ra: Ba khởi động từ K1, K2, K3, để đóng và mở ba máy bơm vẫn giữ nguyên
- Phần tử xử lý: Được thay thế bằng PLC
Sơ đồ kết nối với PLC được trình bày trong hình 2.3 Chương trình sẽ được lập trình theo trình tự đóng mở yêu cầu và nạp vào bộ nhớ để thực hiện.
Giả định rằng nhiệm vụ điều khiển hệ thống ba máy bơm sẽ có sự thay đổi Trong trường hợp này, chỉ có thể đóng hai trong ba máy bơm, hoặc mỗi máy bơm có thể hoạt động độc lập.
Theo yêu cầu mới, hệ thống điều khiển bằng relay điện cần phải thiết kế lại mạch điều khiển và sơ đồ lắp ráp phải được thực hiện hoàn toàn mới.
Sơ đồ mạch điều khiển biễu diễn như hình
Mạch điều khiển sẽ có nhiều thay đổi, tuy nhiên các phần tử đưa tín hiệu vào và ra vẫn sẽ giữ nguyên Chi phí cho nhiệm vụ mới sẽ cao hơn so với trước đây.
Việc chuyển đổi sang hệ điều khiển lập trình PLC giúp tăng tốc độ và đơn giản hóa quá trình điều khiển khi nhiệm vụ thay đổi, chỉ cần điều chỉnh lại chương trình.
Hình 1.4: Sơ đồ mạch được chuyển thành chương trình PLC
Hình 1.5: Sơ đồ kết nối PLC xi
Hình 1.6: Sơ đồ mạch điều khiển 3 động cơ đã được thay đổi
Hệ điều khiển lập trình PLC có những ưu điểm sau:
- Thích ứng với những nhiệm vụ điều khiển khác nhau
- Khả năng thay đổi đơn giản trong quá trình đưa thiết bị vào sử dụng
- Tiết kiệm không gian lắp đặt
- Tiết kiệm thời gian trong quá trình mở rộng và phát triển nhiệm vụ điều khiển bằng cách copy các chương trình
- Các thiết bị điều khiển theo chuẩn
- Không cần các tiếp điểm
Hệ thống điều khiển lập trình PLC được sử rộng rất rộng rãi trong các ngành khác nhau:
- Điều khiển các quá trình sản xuất khác nhau: sản suất bia, sản xuất xi măng v.v
- Hệ thống rửa ô tô tự động
- Thiết bị đóng gói bao bì, tự động mạ và tráng kẽm v.v
Các dạng ZEN hiện có
Số đầu vào Số đầu ra Đầu vào
Không màn hình, sử dụng
Mục ZEN-10(20)C_AR-A-V2 ZEN-10(20)C_DR-D-
Nguồn vào 100-240VAC 12-24VDC Điện áp vào định 85-265VAC 10,8-28,8VDC
Tiêu thụ Tối đa 11VA Tối đa 5W
Dòng xung Tối đa 4A Tối đa 20A
Trở kháng cách điện giữa chân đầu vào và nguồn AC, cũng như giữa các đầu ra rơle, đạt mức tối ưu Cường độ điện môi giữa chân đầu vào và nguồn AC cùng với các đầu ra rơle là 2.300.
VAC, 50/60Hz trong 1 phút với dòng dò tối đa 1 mA
Chống nhiễu Theo chuẩn IEC61000-4-4, 2KV (đường dây nguồn vào)
Thiết bị này được kiểm tra độ chịu rung theo tiêu chuẩn JIS C0041 với tần số từ 10-57Hz và biên độ khoảng lắc 0,075mm Ngoài ra, nó cũng có khả năng chống sốc theo tiêu chuẩn JIS C0040 với mức độ 147m/s², thực hiện kiểm tra ở ba chiều X, Y và Z Thiết bị hoạt động hiệu quả trong môi trường nhiệt độ với màn hình LCD, hỗ trợ chức năng hiển thị mặt trước và lịch/đồng hồ.
) : 0 tới 550C Độ ẩm môi trường 10% - 90% (không ngưng tụ) Điều kiện môi Không có khí gây ăn mòn
Mục Đặc tính kỹ thuật
Phương pháp điều khiển Điều khiển chương trình đã được lưu
Phương pháp điều khiển đầu Quét theo chu kỳ
Ngôn ngữ lập trình Bậc thang
Dung lượng chương trình 96 dòng (gồm 3 đầu vào và 1 đầu ra mỗi dòng)
Số I/O tối đa 44 đầu; CPU: 6/12 input, 4/8 output
Mở rộng: 4 input, 4 output mỗi bộ, tối đa 3 bộ
Màn hình LCD (với loại có 12 ký tự x 4 dòng, có chiếu sáng nền
(với loại có màn hình LCD)
8 (4 phím mũi tên và 4 phím chức năng)
Chức năng thời gian (RTC) Độ chính xác : +/-15 giây / tháng (ở 250C)
Hộp đấu dây Các đầu vặn vít
Thời gian lưu nguồn ZEN-*CAR-A: tối đa 10ms; ZEN-*CDR-A: tối
Mục CPU / Module mở rộng xiii Điện áp vào 100 tới 240VAC (+10%/-15%),50/60Hz
0,35mA ở 240VAC Điện áp mức ON Tối thiểu 80VAC Điện áp mức OFF Tối đa 25VAC
Thời gian đáp ứng mức
100VA 50 hoặc 70ms (thay đổi bằng tính năng lọc 240VA 100 hoặc 120ms (thay đổi bằng tính năng lọc Thời gian đáp ứng mức
50 hoặc 70ms (thay đổi bằng tính năng lọc đầu vào)
100 hoặc 120ms (thay đổi bằng tính năng lọc đầu vào)
Phương pháp cách ly Không cách ly
Mục CPU / Module mở rộng Điện áp vào 12-24VDC (+20%/-10%)
Trở kháng vào Module CPU: 5,3kΩ; Đầu vào chung với AD: 5,0kΩ
Dòng vào 4,5mA Điện áp mức ON Tối thiểu 8VDC Điện áp mức OFF Tối đa 5VDC
Thời gian đáp ứng có thể điều chỉnh ở mức 15ms hoặc 50ms, tùy thuộc vào tính năng lọc đầu vào.
Trở kháng vào 100kΩ Độ phân giải 0,1V (1/100 FS) Độ chính xác
Dòng đóng cắt tối đa 8A ở 250VAC (cosϕ=1), 5A ở 24VDC
Dòng đóng cắt tối 10mA ở 5VDC
Tuổi thọ rơle 50.000 lần đóng cắt điện; 10 triệu lần đóng cắt cơ Thời gian đáp ứng Tối đa 15ms
Thời gian đáp ứng Tối đa 5ms
Cấu trúc ZEN
Các đặc trưng chính của Zen
_ Có khả năng lập trình và giám sát bằng máy tính
_ Đầu ra bằng rơ le công suất lớn: 8A, 250VAC xiv
_ Đầu vào trực tiếp 100 – 240VAC ( loại ZEN AC)
_ Trang bị 4 bộ timer, mỗi bộ có thể đặt được 4 chế độ làm việc và 3 dãy thời gian
_ Trang bị 4 bộ counter đếm thuận và đếm ngược
_ Chức năng ngày giờ thực
_ Hai đầu vào tuyến tính dãy từ 0 đến 10V (loại ZEN DC)
_ Có thể đặt thời gian lọc cho các đầu vào để chống nhiễu.
Phương pháp lắp đặt
1.9.1 Lắp thiết bị Zen lên bảng điều khiển:
Thiết bị Zen được lắp lên thanh ray trên bảng điều khiển theo các bước sau:
- Bước 1: Đưa bộ ZEN xoay đúng chiều ( các chữ trên bộ ZEN thuận)
- Bước 2: Móc mặt sau của bộ ZEN lên thang ray phần ở trên trước
- Bước 3: Ấn mạnh phần ở dưới theo chiều ngược chiều kim đồng hồ
- Bước 4: Điều chỉnh đúng vị trí cần đặt
1.9.2 Cách kết nối module mở rộng:
Thiết bị ZEN cho phép kết nối đến 3 module mở rộng I/O, mở rộng đến 24 ngõ vào/ra
- Bước 1: Dùng tuôcnơvich dẹp hoặc một vật tương tự để mở nắp đậy chỗ kết nối CPU Unit
- Bước 2: Đẩy module mở rộng về phía bên phải của CPU Unit để kết nối
Cách nối dây nguồn cung cấp và ngõ vào:
* Nguồn AC: điện áp từ 100240VAC, tần số 50/60 Hz, công suất 30VA
(W)._ Dây L và dây N phải được mắc đúng vào ngõ vào của nguồn AC
- Không được đảo ngược vị trí giữa dây L và N khi nối vào đường cấp nguồn của CPU Unit
- Quan sát cực tính khi cấp nguồn cho ngõ vào Sẽ không có tín hiệu vào khi ta nối sai
- Phải đảm bảo thông số dòng định mức của ZEN so với dòng của nguồn cung cấp vào
- Không có sự hạn chế ngõ vào/ ra trên module mở rộng
- Không được nối trực tiếp một dây đôi của dòng điện xoay chiều tới ngõ vào của CPU
* Nguồn DC: điện áp 24VDC, công suất 6.5 Hz
- Nối đúng cực “+” và cực “ – “ nguồn DC vào CPU Unit
- Nối dây ngõ vào: cực “ – “ nối vào chân COM, cực “+” nối vào chân công tắc
- Chân I4, I5 sử dụng ngõ vào analog, điện áp ngõ vào từ 010V
Cách nối dây cho ngõ ra:
* Kiểu đầu ra rơle: tất cả 4 đầu ra của rơle độc lập với nhau, không có sự hạn chế đặt biệt về cực tính xv
Kiểu đầu ra của transistor cho phép tất cả 4 đầu ra hoạt động độc lập Mặc dù các thiết bị đầu cuối có cực tính, nhưng việc thay đổi kết nối nguồn và tải không gây ra vấn đề gì.
Chương trình bật thang và các thiết bị lập trình khác có thể lưu trữ trong bộ nhớ EFROM của CPU, ngoại trừ lịch, đồng hồ và các bit của Timer Giá trị hiện tại của Timer/Counter được lưu trữ bằng tụ, do đó, nếu nguồn cung cấp bị ngắt trong thời gian dài (khoảng 2 ngày hoặc hơn), dữ liệu có thể bị mất.
Để tránh việc mất dữ liệu khi nhiệt độ giảm xuống 25 độ C, hãy lắp đặt một bộ pin cho thiết bị ZEN Điều này sẽ giúp hệ thống duy trì nguồn nuôi từ pin trong trường hợp xảy ra mất điện kéo dài.
Cách lắp nguồn pin theo các bước sau:
Bước 1: Xoay nhẹ bộ Pin sang một bên và ấn mấu dưới bộ pin vào chỗ lắp ở bên trái của CPU
Bước 2: Nối bộ pin với đầu nối của CPU
Bước 3: Ấn mấu trên đầu bộ pin vào module CPU.
Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị
ZEN hỗ trợ hiển thị bằng 6 ngôn ngữ trên màn hình LCD, bao gồm tiếng Anh, Pháp, Italia, Đức, Tây Ban Nha và Nhật Ngôn ngữ mặc định được cài đặt là tiếng Anh.
Đặt thời gian ngày tháng
Bấm OK để chuyển sang trang Menu
Bấm 4 lần để chuyển con trỏ tơi LANGUAGE
Bấm OK để hiển thị ngôn ngữ hiện tại
Bấm OK để làm cho cả từ nhấp nháy Bây giờ ta có thể lựa chọn ngôn ngữ khác dùng phím / xvi
Bấm OK để hiển thị trang xác nhận thay đổi Bấm tiếp OK để chấp nhận thay đổi
Lập chương trình LAD
Xóa chương trình
Sau khi bật điện, bấm OK để hiển thị thiết lập cho đồng hồ, chọn SET CLOCK
Bấm OK để truy cập vào trang hiển thị thời gian và ngày tháng hiện tại Chữ số bên phải sẽ nhấp nháy để bạn có thể đặt thời gian và ngày tháng Sử dụng các phím mũi tên lên/xuống để thay đổi giá trị, và các phím mũi tên trái/phải để di chuyển vị trí con nháy.
Kết nối các công tắc SW1 và SW2 vào các đầu nối I0 và I1 Khi công tắc SW1 được bật hoặc tắt, bit I0 trong chương trình sẽ tương ứng bật hoặc tắt Tương tự, khi công tắc SW2 thay đổi trạng thái, bit I1 cũng sẽ thay đổi theo.
Khi chương trình hoạt động ở chế độ RUN và công tắc SW1 được bật, bit I0 sẽ được kích hoạt, dẫn đến việc bit ngõ ra Q0 cũng được bật Điều này khiến cuộn dây contactor K nhận được điện.
Trước khi ghi chương trình mới vào bộ nhớ ZEN, cần xóa chương trình cũ bằng lệnh DELETE PROG Việc xóa này chỉ ảnh hưởng đến phần chương trình đã chọn, trong khi các thiết lập khác như ngôn ngữ, ngày giờ và các cấu hình không bị thay đổi.
Cần chuyển ZEN về chế độ STOP mới xóa được chương trình.
Viết chương trình bậc thang
Chuyển ZEN về chế độ STOP trước khi viết hay thay đổi chương trình
Sau đó màn hình hiển thị:
Bấm OK để chuyển sang sửa chương trình bậc thang
Chương trình ví dụ mẫu:
Bấm OK về màn hình menu và chọn PROGRAM
Bấm OK để hiển thị trang xác nhận thay đổi
Bấm tiếp OK để chấp nhận thay đổi, sau đó màn hình sẽ quay lại hiển thị màn hình trước đó của menu
Bấm OK chuyển về màn hình menu, chọn PROGRAM
Hiển thị số dòng trong chương trình tại vị trí con trỏ, với con trỏ nhấp nháy ở trạng thái đảo Để thực hiện, cần viết đầu vào cho I0 và tiếp tục viết đầu vào I1 nối tiếp I0.
Ký hiệu các đầu vào
Các chức năng phụ thêm cho đầu ra Hiển thị số dòng tron chương trình tại vị trí con trỏ
Hiển thị khi có nhiều dòng chương trình ở dưới, dùng phím mũi tên lên xuống để hiển thị tiếp
Bấm OK để hiển thị vị trí viết ban đầu (đầu vào NO địa chỉ I0) và chuyển con trỏ nhấp nháy đến vị trí loại bit (Bit type) Sử dụng các phím mũi tên để chọn loại bit, sau đó dùng phím mũi tên phải để chuyển đến địa chỉ bit Cuối cùng, dùng các phím mũi tên lên/xuống để thay đổi địa chỉ bit.
Bấm nút OK 2 lần để hoàn tất việc nhập địa chỉ I0, con trỏ chuyển sang vị trí nhập tiếp theo
Để hiển thị tiếp điểm đầu vào NO và địa chỉ I0, hãy bấm OK Để chuyển sang loại tiếp điểm NC, bấm ALT Sử dụng phím mũi tên phải để di chuyển con trỏ đến vị trí địa chỉ bit và bấm phím mũi tên lên để chuyển giá trị thành 1.
Bấm OK để chuyển con trỏ sang vị trí nhập tiếp theo Đường nối sẽ tự động được nối giữa tiếp điểm I0 và I1 xix
Các vùng nhớ (các loại địa chỉ)
Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số
I Các bit đầu vào của module có CPU I0->I5
Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0->Q3
X Các bit đầu vào của module mở rộng
Y Các bit đầu ra của module mở rộng Y0->YB
M Các bit tự do dùng trong chương trình (work bit)
H Các bit tự do dùng trong chương trình có lưu trạng thái (holding bit)
B Các bit báo trạng thái các nút bấm B0->B7
Các timer, counter và bộ so sánh giá trị
Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số
# Timer có lưu trạng thái khi mất điện
* Timer ngày tháng (calendar timer) *0->*7
A Bộ so sánh tương tự (anlog comparator)
P Bộ so sánh thường P0->PF
Các vùng nhớ cho đầu ra:
Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ và số
Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0->Q3
Y Các bit đầu ra của module của module mở rộng
M Các bit tự do dùng trong chương trình (work bit)
H Các bit tự do dùng trong chương trình có lưu trạng thái (holding bit)
Các chức năng phụ thêm khác cho các bit đầu ra
[ Hoạt động của đầu ra output sẽ như bình thường
Khi lệnh output kiểu S (Set) được kích hoạt, bit đầu ra sẽ duy trì trạng thái bật ngay cả khi các bit trước đó ở trạng thái OFF, và chỉ bị tắt khi có lệnh output kiểu R.
Khi lệnh output kiểu R (Reset) được thực hiện, bit đầu ra sẽ duy trì trạng thái tắt ngay cả khi các bit trước đó cũng ở trạng thái OFF, và chỉ có thể được bật lại bằng lệnh output kiểu S.
A Mỗi khi lệnh output kiểu A (Alternate) được thực hiện bit output sẽ chuyển sang trạng thái ngược lại, ví dụ đang ON sẽ chuyển sang OFF và ngược lại
Giản đồ của các lệnh output
Timers, Holding Timers, Counters và Display Output
Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số Loại đầu ra
T Timer T0->T7 T: đầu vào kích hoạt timer R: đầu vào Reset cho timer
C Counter C0->C7 C: đầu vào đếm cho counter D: chiều đếm cho counter R: đầu vào
D0->D7 (chỉ cho module có màn hình)
D xxi c Viết đầu ra cho Q0: d Viết 1 điểm Q0 song song với I0: e Vẽ các đường nối cho mạch song song:
Khi con trỏ nằm giữa hai vị trí cần nối, hãy nhấn phím ALT để chuyển đổi con trỏ thành hình mũi tên Sau đó, bạn có thể sử dụng các phím mũi tên trái, phải, lên và xuống để vẽ các đường nối theo chiều ngang và thẳng đứng.
Chế độ vẽ đường nối sẽ được thoát ra khi đến đầu hay cuối mỗi dòng hoặc khi phím OK hay ESC được nhấn
Bấm -> lần nữa để vẽ 1 đường nối với đầu ra và chuyển con trỏ về vị trí ghi đầu ra
Nhấn OK để hiển thị giá trị ghi ban đầu cho đầu ra và chuyển con trỏ về vị trí loại bit Q Sử dụng phím mũi tên lên/xuống để chọn loại bit, phím trái/phải để di chuyển con trỏ, và phím lên/xuống để chọn các chức năng hoặc địa chỉ bit khác.
Bấm OK 2lần để hoàn tất việc nhập địa chỉ Q Con trỏ giờ đây chuyển sang vị trí nhập Input ở đầu dòng tiếp theo
Bấm OK để hiển thị I0 rồi chuyển con trỏ về vị trí lựa chọn loại bit
Để chọn loại bit Q, hãy nhấn phím lên Sau đó, nhấn OK hai lần để hoàn tất việc nhập địa chỉ I0 Lúc này, con trỏ sẽ chuyển sang vị trí nhập tiếp theo là xxii.
Sửa chương trình LAD
1.16.2 Sửa đổi các chức năng phụ khác cho đầu ra bit
Bây giờ ta thay đổi chức năng đầu ra bit sang S (set)
1.16.3 Xóa đầu vào, đầu ra, đường nối:
Di chuyển con trỏ tới vị trí của đầu vào, đầu ra, đường nối cần xóa và bấm DEL
Bấm ALT để chuyển sang chế độ vẽ đường nối
Nhấn phím lên để vẽ đồng thời đường thẳng đứng và ngang, với dấu (+) biểu thị giao điểm Sau khi hoàn tất việc vẽ đường nối, hãy nhấn OK để chuyển sang con trỏ nhấp nháy.
Bấm ESC để kết thúc hoạt động vẽ Bấm tiếp ESC để trở về màn hình Menu
Di chuyển con trỏ về vị trí cần thay đổi Bấm OK chuyển sang trạng thái nhấp nháy và chuyển con trỏ sang vị trí nhập loại bit
Để lựa chọn M, hãy sử dụng phím lên/xuống Tiếp theo, nhấn phím mũi tên phải để chuyển đến vị trí nhập loại bit Sử dụng phím lên/xuống để thay đổi địa chỉ bit từ 0 sang 1 và nhấn OK để hoàn tất.
Di chuyển con trỏ đến vị trí cần thay đổi và nhấn OK để chuyển sang trạng thái nhấp nháy Tiếp theo, sử dụng phím sang trái để di chuyển con trỏ đến vị trí mà bạn muốn thay đổi chức năng đầu ra.
Bấm phím lên 2 lần để chuyển chức năng đầu ra từ [ thành S
Bấm OK hoàn tất xxiii
Ví dụ: xóa đầu vào nối tiếp M3
1.16.4 Chèn dòng: Để chèn 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về đầu dòng cần chèn thêm 1 dòng trắng và ấn ALT
1.16.5 Xóa các dòng trắng: Để xóa 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về đầu dòng cần xóa và ấn DEL
Sử dụng Timer (T) và Timer có lưu (Holding Timer) (#)
ZEN có sẵn 8 timer thường (T) và 4 holding timer (#)
Timer Giá trị hiện hành (PV) sẽ bị xóa (reset) khi timer chuyển từ RUN sang STOP hoặc khi ngắt điện
Có 4 dạng timer thường có thể sử dụng Holding timer Giá trị hiện hành (PV) sẽ vẫn được lưu khi timer chuyển từ RUN sang STOP hoặc khi ngắt điện Timer lại tiếp tục khi đầu vào được kích lên ON Bit đầu ra của timer cũng được giữ nguyên trạng thái khi timer đếm xong
Hoạt động Loại ứng dụng
Bấm DEL để xóa đầu vào và xóa luôn đường nối đi cùng
Dòng mới sẽ được chèn tại đây Bấm ALT để chèn tại đây
Dòng này sẽ được xóa
Bấm DEL để xóa dòng trắng, các dòng phía dưới sẽ được tự động chuyển lên xxiv chính
Bật sau 1 khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger lên
Vẫn ON trong khi đầu vào trigger
ON và tắt sau 1 khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger về OFF Đặt thời gian cho chiếu sáng và quạt gió
Vẫn ở ON trong 1 khoảng thời gian đặt trước khi đầu vào trigger bật lên ON Flashing pulse timer
Bật và tắt lập đi lập lại trong khoảng chu kỳ đặt trước trong khi đầu vào trigger ở
Mạch báo động, báo còi và đèn nhấp nháy
Hoạt động Loại ứng dụng chính Bật sau
1 khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger lên ON
Trễ thời gian có yêu cầu tiếp tục trở lại sau khi mất điện
1.17.3 Thiết lập trong màn hình sửa chương trình bậc thang Địa chỉ Timer T0-T7 hoặc #0-#3
Đầu vào trigger T (TRG) của timer sẽ kích hoạt timer khi được bật lên ON Đầu vào reset R (RES) điều khiển việc đặt lại giá trị hiện tại của timer (PV) về 0 khi được bật lên ON Trong trường hợp đầu vào reset đang ở trạng thái ON, trạng thái đầu vào trigger sẽ bị bỏ qua.
Timer bit Sẽ bật tùy theo loại timer
1.17.4 Cài đặt thông số cho timer
Timer type xxvi Đơn vị thời gian
S 0.01 đến 99,99 Sai số: 0 đến 10ms
M:S 00 phút 01s đến 99 phút 59s Sai số: 0 đến 1s
H:M 00 giờ 01 phút đến 99 giờ 59 phút
1.17.5 Trang theo dõi thông số:
Trạng thái của các thông số và đầu vào/ra của timer có thể được theo dõi trong trang này
Sử dụng bộ đếm (Counter)
Có tất cả 8 bộ đếm trong ZEN
Khi giá trị đếm (Present Value - PV) vượt quá giá trị đặt (Set Value - SV), bit đầu ra của Counter sẽ bật lên ON (PV >= SV) Khi đầu vào reset được kích hoạt, giá trị đếm sẽ trở về 0 và bit đầu ra sẽ tắt Lưu ý rằng các đầu vào đếm sẽ không được tính khi đầu vào reset đang bật.
1.18.1 Thiết lập thông số cho bộ đếm
Các thông số thiết lập cho bộ đếm được đặt ở trạng thái thiết lập thông số (Parameter Setting) Địa chỉ Counter C0-C7 xxvii
Counter input C (CNT) Sẽ tăng hay giảm giá trị đếm PV mỗi khi đầu vào này bật lên Counter direction
D (DIR) Chuyển giữa chế độ đếm tăng hay giảm OFF: đếm tăng ON: đếm giảm Reset input R (RES) Điều khiển đầu ra reset của Counter
Khi đầu vào reset được bật lên ON, giá trị hiện tại của Counter PV sẽ được đặt lại về 0 và bit đầu ra của Counter sẽ chuyển sang OFF Trong trạng thái này, đầu vào đếm sẽ không được tính đến khi đầu vào reset vẫn ở trạng thái ON.
Timer bit Sẽ bật khi bộ đếm đếm đến giá trị đặt (PV>=SV)
1.18.2 Đặt thông số trong trang thiết lập thông số:
A Các thông số có thể được theo dõi và thay đổi
D Các thông số không được phép theo dõi và thay đổi
Weekly timer sẽ bật lên On giữa các thời gian bật và tắt định trước trong những ngày xác định, có 8 Weekly timer đánh số từ @0 đến @7
1.18.4 Thiết lập trong màn hình sửa chương trình bậc thang
Các đầu vào của timer được vẽ ở màn hình sửa chương trình bậc thang
1.18.5 Đặt thông số cho timer xxviii
Start day Từ chủ nhật đến thứ 7
(Sun/Mon/Tues/Wed/Thurs/Fri/Sat) Stop day Từ chủ nhật đến thứ 7
(Sun/Mon/Tues/Wed/Thurs/Fri/Sat) Time
Start time 00:00 đến 23:59 Stop time 00:00 đến 23:59 Monitor enabled/disabled
A Các thông số có thể được theo dõi và thay đổi
D Các thông số không được phép theo dõi và thay đổi Quan hệ giữa thời gian và ngày bật và tắt (Start-Stop Day/Time)
Thông số đặt Ví dụ Hoạt động
Khi Start day trước Stop day
MO-FR Hoạt động từ thứ 2 đến thứ 6 hàng tuần Khi Start day sau
FR-MO Hoạt động từ thứ 6 hàng tuần đến thứ 2 tuần sau
Khi Start day trùng Stop day
MO-MO Hoạt động bất kể ngày trong tuần Khi Stop day không được đặt
FR- Hoạt động chỉ vào thứ
Khi Start time trước Stop time
Hoạt động từ 08:00 đến 17:00 hàng ngày Khi Start time sau
Hoạt động từ 18:00 đến 7:00 hôm sau Khi Start time trùng Stop time
Hoạt động bất kể thời gian xxix
MÔ HÌNH TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SỦ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH ZEN-OMRON
Cài đặt phần mềm
Yêu cầu cấu hình máy tính:
- Hệ điều hành: Windowns XP
- CPU: Pentium hoặc cao hơn
- Bộ nhớ (memory): tối thiểu 1GB hoặc cao hơn
- Dung lương ổ đĩa cứng (HDD): cần có ổ cứng 40 GB hoặc nhiều hơn
- CD – ROM drive: cần có ổ đĩa CD-ROM
- Sự giao tiếp ( truyền tin): 1 cổng COM RS-232C ( COM port)
- Bàn phím và chuột: cần có
- Màn hình: tối thiểu 800x600 dots (SVGA), hay 256 màu
B1: Đặt đĩa phần mềm vào ổ CD-ROM của máy tính Sau đó chọn ngôn ngữ hiển thị ra màn hình rồi Click nút OK
Nếu màn hình chọn ngôn ngữ không xuất hiện khi bạn đưa đĩa CD-ROM vào ổ đĩa để cài đặt, hãy mở biểu tượng Setup Disk (CD-ROM) và nhấp đúp vào tệp Setup.exe.
B2: Khi màn hình cài đặt hiển thị, kiểm tra những chi tiết và thong tin được yêu cầu, và click nút Next
B3: Sau khi cài đặt đã hoàn thành, click vào nút Finish
Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình ZEN SOFT
To start the Zen support software, navigate to the Windows Start Menu and select Programs, then Omron, followed by ZEN Support Software Click on "Create a new program" and press OK to initiate a new program.
Để tạo một dự án mới trong phần mềm hỗ trợ ZEN, bạn chỉ cần nhấn vào nút "New" trên thanh công cụ Ngoài ra, bạn cũng có thể chọn "File" và sau đó "New" từ thanh menu.
Khi hiển thị màn hình Cài đặt Tài sản, bạn có thể truy cập vào mô hình ZEN, cấu hình mở rộng I/O, tên dự án và thêm lời chú thích, sau đó nhấn nút OK để xác nhận.
B3: Khi màn hình viết chương trình hiển thị:
- Nhập ngõ vào/ra, có thể sử dụng bàn phím hoặc con chuột
- Nhấn Enter từ bàn phím tại vị trí nhập ngõ vào/ra và chọn ngõ vào/ra
- Nhấp vào nút Insert Input hoặc Insert Output trên thanh Toolbar
- Chọn Insert-Contact/Coil từ Menu Bar
- Hoặc click phải chuột và chọn Edit
B4: Khi Click phải chuột vào vùng dùng để ghi ngõ vào và chọn Edit ( hay nhấn chữ E trên bàn phím), hộp các ngõ vào sẽ xuất hiện
- Normally Open: ngõ vào thường mở
- Normally Closed: ngõ vào thường đóng
- Comment: chú thích về số bít ngõ vào của CPU
Ghi chú: khi đặt thông số, cần chỉ rõ là đặt cho Timer hay Couter
B5: Nhấp đúp chuột lên vị trí được nhập ngõ vào tiếp theo: (để vẽ một ngõ vào nối tiếp với ngõ vào phía trước)
Hộp thoại nhập ngõ vào sẽ hiển thị lại, cho phép người dùng chọn kiểu bit, kiểu ngõ vào, số bit và thêm lời chú thích cho ngõ vào.
CPU…Tất cả thao tác đều tương tự bước 4
B6: Nếu không có ngõ vào tiếp theo nữa thì di chuyển con trỏ đến vị trí ngõ ra và click đúp chuột
Khi hộp thoại nhập ngõ ra xuất hiện, hãy chọn kiểu bit, chức năng của bit, số bit và ghi lời bình nếu cần Cuối cùng, nhấn Enter để xác nhận lựa chọn của bạn.
- Function: chức năng của bit
- Normal out operation ([): ngõ ra thông thường
- Set operation (S): ngõ ra dạng Set
- Reset operation (R): ngõ ra dạng reset
B8: Viết ngõ vào khác song song với ngõ vào đã viết:
Di chuyển chuột đến vị trí ngõ vào gần đường phía trên và nhấp đúp chuột Hộp thoại nhập ngõ vào sẽ hiện ra, bạn cần chọn kiểu bit, chức năng của bit, số bit và ghi lời bình nếu có yêu cầu Các thao tác này tương tự như bước 4.
Sau đó, kéo con chuột để thẳng đứng vẽ đường kết nối Những đường kết nối thẳng đứng được vẽ bằng nhiều cách như:
- Sử dụng chuột để kéo tạo đường kết nối hay để con trỏ tại vị trí cần kết nối rồi dùng phím tắt để kết nối
- Kích nút Insert Vertical trên thanh Toolbar
Những đường kết nối nằm ngang được vẽ bằng nhiều cách như:
- Sử dụng chuột để kéo tạo đường kết nối hay để con trỏ tại vị trí cần kết nối rồi dùng phím tắt để kết nối
- Kích nút Insert Horizontal trên thanh Toolbar hay chọn Insert/ Horizontal từ Menu Bar.
Mô hình thí nghiệm ZEN của hãng Omron
2.3.1 Sơ đồ bố trí mặt ngoài tủ điện xxxii
Hình 2.1: Bố trí khí cụ mặt ngoài tủ điện
2.3.2 Mô hình thí nghiệm ZEN
Hình 2.2: Mặt ngoài tủ điện ZEN
Hình 2.3: Mặt trong tủ điện ZEN xxxiii
Hình 2.4: bố trí khí cụ điện bên trong tủ điện ZEN
Hướng dẫn sử dụng mô hình
B1: Sử dụng đồng hồ VOM đo kiểm tra và xác định các đầu dây ra trên các DOMINO
B2: xác định ngõ vào, ngõ ra theo yêu cầu của từng bài thực hành và tiến hành đấu dây theo đúng bài thực hành
B3: Kiểm tra nguội lại sơ đồ đấu dây
B4: Tiến hành lập trình trên máy tính với phần mềm lập trình ZEN SOFT B5: Download chương trình vào ZEN
B6: Quan sát ZEN hoạt động, kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình
B7: Đấu dây mạch động lực, chú ý an toàn khi đấu dây (tắt nguồn khi đấu dây)
B8: Vận hành mô hình ZEN và quan sát trạng thái hoạt động xxxiv
MỘT SỐ BÀI THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
Bài thực hành 1: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Khi nhấn START động cơ M hoạt động
Khi nhấn STOP động cơ dừng
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Thiết bị ngoài Thiêt bị ZEN Chú thích
START I0 Nút nhấn mở máy M
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Bài thực hành 2: MỞ MÁY TUẦN TỰ 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Khi nhấn S1 động cơ M1 hoạt động trước, sau đó mới có thể nhấn S2 để động cơ M2 hoạt động
Khi nhấn S0 các động cơ dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Thiết bị ngoài Thiêt bị ZEN Chú thích
S0 I2 Nút nhấn dừng khẩn cấp
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Viết chương trình LAD xxxvi
Bài thực hành 3: MỞ MÁY TUẦN TỰ 2 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA THEO KIỂU CHẠY TRƯỚC, TẮT SAU
Khi nhấn S1 động cơ M1 hoạt động trước, sau đó mới có thể nhấn S2 để động cơ M2 hoạt động
Bắt buột phải nhấn S3 để dừng M2 trước, sau đó mới có thể nhấn S4 để dừng M1
Khi nhấn S0 các động cơ dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Thiết bị ngoài Thiêt bị ZEN Chú thích
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Bài thực hành 4: ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
Khi nhấn nút S1, động cơ M sẽ hoạt động Để đảo chiều quay của động cơ, có thể nhấn trực tiếp nút S2 Ngoài ra, nếu nhấn S2 trước khi động cơ M hoạt động, để đảo chiều, chỉ cần nhấn trực tiếp nút S1.
Khi nhấn S0, động cơ M dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Thiết bị ngoài Thiêt bị ZEN Chú thích
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Chương trình LAD được viết như sau xxxix
Bài thực hành 5: ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
Khi nhấn S1, động cơ M sẽ hoạt động Để đảo chiều quay, cần nhấn S0 để ngắt điện động cơ, sau đó nhấn S2 để đảo chiều Ngoài ra, có thể nhấn S2 trước khi động cơ M hoạt động, và để đảo chiều, cũng cần nhấn S0 để ngắt điện, sau đó nhấn S1 để động cơ quay ngược lại.
Khi nhấn S0, động cơ M dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Chương trình LAD được viết như sau
Bài thực hành 6: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Khi nhấn S1 động cơ M mở máy ở chế độ sao, nhấn S2 động cơ sẽ làm việc chế độ tam giác
Khi nhấn S0, động cơ M dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Bài thực hành 7: TẮT MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Khi chạy: Nhấn S1động cơ hoạt động, sau khoảng thời gian 5s động cơ dừng, khi động cơ bị sự cố quá tải thì đèn H sáng
Khi dừng: Nhấn S0 động cơ dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Thiết bị ngoài Thiêt bị
S0 I0 Nút nhấn dừng khẩn cấp
S1 I1 Nút mở máy động cơ
F I2 Báo sự cố quá tải
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài: xlii
Bài thực hành 8: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAO/TAM GIÁC SAU KHOẢNG THỜI GIAN ĐẶT TRƯỚC
Khi nhấn S1 động cơ M mở máy ở chế độ sao, sau 10 động cơ sẽ làm việc chế độ tam giác
Khi nhấn S0, động cơ M dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Bài thực hành 9: MỞ MÁY/TẮT MÁY TUẦN TỰ 3 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA SAU KHOẢNG THỜI GIAN ĐẶT TRƯỚC
Khi nhấn S1 động cơ M1 hoạt động, 3s sau M2 hoạt động, 3s sau M3 hoạt động
Khi nhấn S0, động cơ M1 dừng trước, 5s sau M2 dừng, 5s sau M3 dừng
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
Bài thực hành 10: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 8 ĐỘNG CƠ
Mỗi lần hoạt động, chỉ có một trong tám động cơ hoạt động Khi nhấn nút S1, động cơ M1 sẽ khởi động trước Nếu tiếp tục nhấn nút S1, động cơ bên phải M2 sẽ vận hành Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi động cơ M8 hoạt động, sau đó nếu nhấn S1 thêm lần nữa, động cơ M1 sẽ lại khởi động.
Khi nhấn S0, dừng khẩn cấp
Bảng kết nối thiết bị ZEN và thiết bị ngoài:
Sơ đồ kết nối ZEN với thiết bị ngoài:
