Chơng1.Hệ thống điều khiển 1.1.Khái niệm hệ thống điều khiển: Trong công nghiệp yêu cầu tự động hoá ngày tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng đợc yêu cầu Để giải đợc nhiệm vơ ®iỊu khiĨn ng−êi ta cã thĨ thùc hiƯn b»ng hai cách: thực Rơle, khởi động từ thực chơng trình nhớ Hệ điều khiển Rơle hệ điều khiển lập trình có nhớ khác phần xử lý: thay dùng Rơle, tiếp điểm dây nối phơng pháp lập trình có nhớ chúng đợc thay cách mạch điện tử Nh thiết bị PLC làm nhiệm vụ thay phần mạch điện điều khiển khâu xử lý số liệu Nhiệm vụ sơ đồ mạch điều khiển đợc xác định số hữu hạn bớc thực xác định gọi "chơng trình" Chơng trình mô tả bớc thực gọi tiến trình điều khiển, tiến trình đợc lu vào nhớ nên đợc gọi "điều khiển lập trình có nhớ" Trên sở khác khâu xử lý sè liƯu ta cã thĨ biĨu diƠn hai hƯ điều khiển nh sau: Các bớc thiết lập sơ đồ điều khiển Rơle: Xác định nhiệm vụ điều khiển Sơ đồ mạch điện Chọn phần tử mạch điện Dây nối liên kết phần tử Kiểm tra chức Hình 1-1:lu đồ điều khiển dùng Rơle Lập trình với SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn Các bớc thiết lập sơ đồ điều khiển PLC: Xác định nhiệm vụ điều khiển Thiết kế thuật giải Sọan thảo chơng trình Kiểm tra chức Hình 1-2: Lu đồ điều khiển PLC Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ngời ta cần thay đổi mạch điều khiển cách lắp lại mạch, thay đổi phần tử hệ thống điều khiển Rơle điện Trong khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ta cần thay đổi chơng trình soạn thảo hệ điều khiển lập trình có nhớ Sự khác hệ điều khiển Rơle điện lập trình có nhớ minh hoạ ví dụ sau: Điều khiển hệ thống máy bơm nớc qua khởi động từ K1, K2, K3 Trình tự điều khiển nh sau: Các máy bơm hoạt động nghĩa K1 đóng trớc tiếp đến K2 cuối K3 đóng Để thực nhiệm vụ theo yêu cầu mạch điều khiển ta thiết kế nh sau: Trong nút ấn S1, S2, S3, S4 phần tử nhập tín hiệu Các tiếp điểm K1, K2, K3 mối liên kết phần xử lý Các khởi động từ K1, K2, K3 kết xư lý LËp tr×nh víi SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn S1 S2 K1 S3 K2 S4 K1 K1 K3 K2 K2 K3 Hình 1-3:Sơ đồ điều khiển Nếu ta thay thiết bị điều khiển PLC ta mô tả nh− sau: -TÝn hiƯu vµo: S1, S2, S3, S4 vÉn giữ nguyên -Tín hiệu ra: K1, K2, K3 khởi động từ giữ nguyên -Phần tử xử lý:đợc thay thÕ b»ng PLC S1 NhËp sè liÖu S2 S3 K1 Xư lý S4 K2 K1 K3 K2 KÕt qu¶ K1 K2 K3 Hình 1-4 Khi thực chơng trình điều khiển có nhớ PLC ta cần thực nối mạch theo sơ đồ sau: Lập trình với SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn NhËp sè liÖu S1 S2 S3 S4 24V Xư lý PLC N KÕt qu¶ K1 K2 K3 Hình 1-5:Sơ đồ nối dây thực PLC Nếu nhiệm vụ điều khiển thay đổi ví dụ nh bơm 1,2,3 hoạt động theo nguyên tắc số bơm đợc hoạt động ®éc lËp Nh− vËy ®èi víi m¹ch ®iỊu khiĨn dïng Rơle ta phải tiến hành lắp giáp lại toàn mạch điều khiển, mạch điều khiển dùng PLC ta lại cần soạn thảo lại chơng trình nạp lại vào CPU ta có sơ đồ điều khiển theo yêu cầu nhiệm vụ mà không cần phải nối lại dây mạch điều khiển Nh cách tổng quát nói hệ thống điều khiển PLC tập hợp thiết bị linh kiện điện tử Để đảm bảo tính ổn định, xác an toàn trình sản xuất, thiết bị bao gồm nhiều chủng loại, hình dạng khác với công suất từ nhỏ đến lớn Do tốc độ phát triển nhanh công nghệ để đáp ứng đợc yêu cầu điều khiển phức tạp nên hệ thống điều khiển phải có hệ thống tự động hoá cao Yêu cầu thực đợc hệ lập trình có nhớ PLC kết hợp với máy tính, cần có thiết bị ngoại vi khác nh: Bảng điều khiển, động cơ, cảm biến, tiếp điểm, công tắc tơ, Khả truyền liệu hệ thống rộng thích hợp cho hệ thống xử lý linh động hệ thống phân phối Mỗi thành phần hệ thống điều khiển có vai trò quan trọng nh đợc trình bày hình vẽ sau 10 Lập trình với SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn Nguồn nuôi Từ tiếp điểm cảm biến Giao tiếp ngõ vào Khối xử lý trung tâm Bộ nhớ Giao tiếp ngõ đến cuộn dây, mô tơ, Hình 1-6: Mô hình hệ thống điều khiển PLC Hệ thống PLC không cảm nhận đợc giới bên cảm biến, điều khiển đợc hệ thống sản xuất động cơ, xy lanh hay thiết bị ngoại vi khác cần thiết sử dụng máy tính chủ vị trí đặc biệt dây chuyền sản xuất 1.1.1.Hệ thống điều khiển PLC điển hình : Trong hệ thống điều khiển PLC phần tử nhập tín hiệu nh : chuyển mạch, nút ấn, cảm biến, đợc nối với đầu vào thiết bị PLC Các phần tử chấp hành nh : đèn báo, rơ le, công tắc tơ, đợc nối đến lối PLC đầu nối Chơng trình điều khiển PLC đợc soạn thảo dới dạng (sẽ đợc trình bày phần sau) đợc nạp vào nhớ bên PLC, sau tự động thực theo chuỗi lệnh điều khiển đợc xác định trớc Hệ cho phép công nhân vận hành thao tác tay tiếp điểm, nút dừng khẩn cấp để đảm bảo tính an toàn trờng hợp xảy cố 1.1.2.Vai trò PLC: PLC đợc xem nh trái tim hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chơng trình điều khiển đợc chứa nhớ PLC, PC thờng xuyên kiểm tra trạng thái hệ thống thông qua tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị nhập để từ ®ã cã thĨ ®−a nh÷ng tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn tơng ứng đến thiết bị xuất Lập trình với SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn11 IN2 OUT = = 0000000000000000 0101010101010101 0000111111111111 0101111111111111 6.Hàm XOR hai từ kép : -sơ đồ nguyên lý: FBD LAD STL H×nh 4-68: Sư dơng khèi XOR hai tõ kÐp EN(I0.0): BOOL - tÝn hiÖu kÝch IN1: DWORD - Vµo IN2: DWORD - vµo2 OUT: DWORD - Ra ENO: BOOL - TÝn hiƯu cđa khèi -Nguyên lý hoạt động: Hàm thực chức XOR hai số có độ dài từ đầu vào IN1 đầu vào IN2 kết đợc cất OUT có tín hiệu kích chân EN Tín hiệu đầu ENO hàm thực chức -Ví dụ: IN1 IN2 OUT = = = 0101010101010101 0000000000000000 0101010101010101 LËp tr×nh víi SPS S7-300 0101010101010101 0000111111111111 0101101010101010 http://www.ebook.edu.vn99 Tài liệu tham khảo 1.Tự động hoá với Simatic S7-200 Nhà xuất nông nghiệp,1997- DoÃn Minh Phớc, Phan Xuân Minh 2.S5-95U phần mềm Step5 Giáo trình giảng dạy trung tâm đào tạo Simens tự động hoá trờng ĐHBK Hà nội, 1997- DoÃn Minh Phớc, Phan Xu©n Minh 3.SPS-Grundkurs, Volgel Buchverlag- Juergen Kaftan 4.Speicherprogrammierte Steuerungen Aufgaben mit Loesungen, EuropaFachbuchreihe 5.Tự động hoá với Simatic S7-300 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000-DoÃn Minh Phớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà 100 Lập trình víi SPS S7-300 http://www.ebook.edu.vn ... EuropaFachbuchreihe 5.Tù động hoá với Simatic S7- 300 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000-DoÃn Minh Phớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà 100 Lập trình với SPS S7- 300 http://www.ebook.edu.vn ... 0101010101010101 LËp trình với SPS S7- 300 0101010101010101 0000111111111111 0101101010101010 http://www.ebook.edu.vn99 Tài liệu tham khảo 1.Tự động hoá với Simatic S7- 200 Nhà xuất nông nghiệp,1997-... phần hệ thống điều khiển có vai trò quan trọng nh đợc trình bày hình vẽ sau 10 Lập trình với SPS S7- 300 http://www.ebook.edu.vn Nguồn nuôi Từ tiếp điểm cảm biến Giao tiếp ngõ vào Khối xử lý trung