LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay quá trình tự động hóa trong công nghiệp là hết sức quan trọng đối với sự phát triển của một quốc gia Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật thì tự động hóa không còn xa lạ và đã trở.
LỜI NĨI ĐẦU Hiện q trình tự động hóa công nghiệp quan trọng phát triển quốc gia Với nước phát triển Mỹ, Nhật…thì tự động hóa khơng cịn xa lạ trở nên quen thuộc Ở nước máy móc thay lao động chân tay, số lượng công nhân nhà máy giảm hẳn thay vào lao động chun mơn, kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp q trình sản xuất thơng qua máy tính Là sinh viên theo học chuyên ngành “cơ khí chế tạo máy” nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà, em muốn nghiên cứu tìm hiểu thành tựu khoa học để có nhiều hội biết thêm kiến thức thực tế, củng cố kiến thức học, phục vụ tốt cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Vì lý em chọn đề tài: “Thiết kê chế tạo hệ thống đóng nắp chai tự động” Đến với đồ án môn học Thiết kế hệ thống điều khiển tự động, chúng em cố gắng vận dụng kiến thức học lớp đồng thời dạy nhiệt tình thầy giúp chúng em hiểu rõ nhiều vấn đề chưa rõ để hoàn thành đồ án Với vốn kiến thức có hạn, q trình tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận dạy thầy để chúng em có hội hồn thiện thân Em xin chân thành cảm ơn thầy ! Sinh viên thực hành Nguyễn Trọng Bình Lương Trung Kiên CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 1.1 Tổng quan đề tài nghiên cứu Tổng quan tự động hóa trình sản xuất Là dùng lượng phi sinh vật (cơ, điện, điện tử ) để thực phần hay tồn q trình cơng nghệ mà nhiều khơng cần can thiệp người Tự động hóa trình liên quan tới việc áp dụng hệ thống khí, điện tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ bao gồm: Những công cụ máy móc tự động Máy móc lắp ráp tự động Người máy công nghiệp Hệ thống vận chuyển điều khiển vật liệu tự động Hệ thống máy tính cho việc soạn thảo kế hoạch, thu thập liệu định để hỗ trợ sản xuất 1.1.1 Phân loại tự động hóa 1.1.1.1 Tự động hóa cứng Là hệ thống chuỗi hoạt động (xử lý hay lắp ráp) cố định cấu hình thiết bị Các nguyên công dây chuyền thường đơn giản Chính hợp phối hợp nguyên công vào thiết bị làm cho hệ thống trở nên phức tạp Những đặc trưng tự động hóa cứng: Đầu tư ban đầu cao cho thiết kế theo đơn đặt hàng Năng suất máy cao Tương đối không linh hoạt việc thay đổi thích nghi thay đổi sản phẩm 1.1.1.2 Tự động hóa lập trình Thiết bị sản xuất thiết kế với khả thay đổi trình tự ngun cơng để thích ứng với cấu hình sản phẩm khác Chuỗi hoạt động điểu khiển chương trình, tức tập lệnh mã hóa để hệ thống đọc diễn dịch chúng Những chương trình đươc chuẩn bị nhập vào thiết bị để tạo sản phẩm Một vài đặc trưng tự động hóa lập trình: Đầu tư cao cho thiết bị có mục đích tổng quát Năng suất tương đối thấp so với tự động hóa cứng Sự linh hoạt có thay đổi cấu hình sản phẩm Thích hợp cho sản xuất hàng loạt Tự động hóa linh hoạt mở rộng tự động hóa lập trình Khái niệm tự động hóa linh hoạt phát triển khoảng 25 đến 30 năm vừa nguyên lý phát triển 1.1.1.3 Tự động hóa linh hoạt Là hệ thống tự động hóa có khả sản xuất nhiều sản phẩm khác mà không thời gian cho việc chuyển đổi từ sản phẩm sang sản phẩm khác Không thời gian cho sản xuất hay cho lập trình lại thay cài đặt vật lý(cơng cụ đồ gá, máy móc) Hiệu hệ thống lên kế hoạch kết hợp sản xuất khác thay theo loại riêng biệt Đặc trưng tự động hóa linh hoạt tóm tắt sau: Đầu tư cao cho thiết bị Sản xuất liên tục sản phẩm hỗn hợp khác Tấc độ sản xuất trung bình Tính linh hoạt sản phẩm thay đổi thiết kế 1.1.2 Tự động hóa thời đại hiện Ngày nhiều nước tiên tiến giới có nhiều đường dây tự động phân xưởng tự động nhà máy tự động gia công sản phẩm hàng loạt lớn, hàng khối vịng bi, pittơng Để áp dụng tự động hóa vào sản xuất hàng loạt nhỏ sản xuất đơn mà số lượng chi tiết loạt mà chủng loại nhiều, người ta dùng máy điều khiển theo chương trình số Máy cho phép điều chỉnh máy nhanh chuyển sang gia công loạt chi tiết khác Bước phát triển xuất trung tâm gia công mà đặc điểm có ổ trữ dụng cụ để thay theo trình tự gia cơng Những năm gần giới đặc biệt nước tư có khuynh hướng mạnh hệ thống sản xuất linh hoạt Ưu điểm bật hệ số sử dụng thiết bị cao (85%) suất cao tính linh hoạt cao Nó áp dụng rộng rãi ngành công nghiệp máy công cụ, máy ô tô, máy kéo công nghiệp hàng khơng Trong hệ thống sản xuất linh hoạt áp dụng tự động hóa tồn q trình sản xuất từ công đoạn thiết kế tự động chi tiết, tự động thiết kế quy trình cơng nghệ, thiết kế tự động chương trình gia cơng, tự động điều khiển trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm Đây hình thức tự động hóa tiến đưa lại hiệu kinh tế lớn 1.1.3 Sự cần thiết tự động hóa Các công ty hỗ trợ dự án vấn đề tự động hóa nhiều lý khác Nâng cao suất Tự động hóa q trình sản xuất hứa hẹn việc nâng cao suất lao động Điều có nghĩa tổng sản phẩm đầu đạt suất cao so với hoạt động tay tương ứng Chi phí nhân cơng cao Xu hướng xã hội công nghiệp giới chi phí cho cơng nhân khơng ngừng tăng lên Kết đầu tư cao lên thiết bị tự động hoá trở nên kinh tế để thay đổi chân tay Chi phí cao lao động ép nhà lãnh đạo doanh nghiệp thay người máy móc Bởi máy móc sản xuất mức cao, việc sử dụng tự động hố làm cho chi phí đơn vị sản phẩm thấp Sự thiếu lao động Trong nhiều quốc gia phát triển, có thiếu hụt lớn lực lượng lao động Chẳng hạn Tây Đức bị ép buộc phải nhập lao động để làm tăng nguồn cung cấp lao động Việc thiếu hụt lao động kích thích phát triển tự động hoá Xu hướng dịch chuyển lao động thành phần dịch vụ Xu hướng đặc biệt thịnh hành Mỹ vào lúc 1986, tỷ lệ lao động thuê sản xuất 20% Năm 1947, vào khoảng 30% Trước năm 2000, ước lượng đạt số khoảng 2% Chắc chắn tự động hoá sản xuất tạo dịch chuyển Tuy nhiên cịn có nhiều sức ép xã hội, đoàn thể chịu trách nhiệm cho xu hướng Sự phát triển lực lượng lao động văn phịng th, phủ liên bang, tiểu bang địa phương tiêu thụ phần lao động mà phải tiêu thụ khu vực sản xuất Ngồi ra, cịn có xu hướng xem cơng việc tẻ nhạt, khơng có ý nghĩa bẩn thỉu Quan điểm khiến cho người tìm kiếm việc làm thành phần dịch vụ kinh tế ( Chính phủ, bảo hiểm, dịch vụ cá nhân, pháp luật bán hàng …) Sự an tồn Bằng việc tự động hố hoạt động chuyển người vận hành máy từ vị trí tham gia tích cực sang vai trị đốc cơng, cơng việc trở nên an toàn Sự an toàn thoải mái công nhân trở thành mục tiêu quốc gia với ban hành đạo luật sức khoẻ an tồn nghề nghiệp (1970) Nó tự động hoá Giá nguyên vật liệu cao Giá cao nguyên vật liệu tạo nhu cầu sử dụng nguyên vật cách hiệu Việc giảm phế liệu lợi ích tự động hoá Nâng cao chất lượng sản phẩm Các hoạt động tự động hố khơng sản xuất với tốc độ nhanh so với làm tay mà sản xuất với đồng cao xác tiêu chuẩn chất lượng Rút ngắn thời gian sản xuất Tự động hoá cho phép nhà sản xuất rút ngắn thời gian việc đặt hàng khách hàng thời gian giao sản phẩm Điều tạo cho người có ưu cạnh tranh việc tăng cường dịch vụ khách hàng tốt Giảm bớt phôi liệu sản xuất Lượng hàng tồn kho sản xuất tạo chi phí đáng kể cho nhà sản xuất giữ chặt vốn lại Hàng tồn kho sản xuất khơng có giá trị Nó khơng đóng vai trò nguyên vật liệu hay sản phẩm Tương tự nhà sản xuất có lợi giảm tối thiểu lượng phôi tồn đọng sản xuất Tự động hố có xu hướng thực mục đích việc rút ngắn thời gian gia cơng tồn sản phẩm phân xưởng Tự động hóa mang lại hiệu nhanh, suất chất lượng ổn định Đầu tư vào dây chuyền tự động hóa mang lại hiệu nhanh so với việc đầu tư đào tạo người Đồng thời suất, chất lượng sản phẩm ổn định Tất nhân tố hợp thành đồng ca biến việc tự động hoá sản xuất thành công cụ hấp dẫn thay cho phương pháp sản xuất tay Nhận xét: : Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, đồng thời tăng suất ta chọn hệ thống lắp ráp tự động quy luật tất yếu phải xảy 1.1.1 Giới thiệu đề tài Hiện cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…) ngày cao Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, khí phát triển nhanh chóng làm xuất loạt thiết bị điều khiển để đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng đời sống sinh hoạt sản xuất Để thực công việc cách khoa học nhằm đạt số lượng sản phẩm lớn, nhanh hiệu , ổn định mà lại tiện lợi kinh tế Các cơng ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng cơng nghệ lập trình Dây chuyền sản xuất tự động giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Với ý nghĩa em chọn đề tài “ Thiết kế chế tạo hệ thống đóng nắp chai tự động” 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài Với phát triển nhanh chóng q trình cơng nghiệp nhiều q trình sản xuất tự động hóa Trong dây chuyền vặn nắp chai tự động hệ thống sử dụng rộng rãi phổ biến Máy đóng nắp chai ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất đồ uống, mỹ phẩm hóa chất cơng nghiệp Máy có tác dụng đóng kín loại chai nhựa, thủy tinh, chai rượu, 1.1.3 Nguyên lý hoạt động Hệ thống khởi động, chai sau cấp nước Chai đưa vào hệ thống băng tải Chai chạy đến băng tải đên vị trí cấp nắp dừng lại nhờ cảm biến động băng tải dừng Xylanh A xylanh B nhận tín hiệu duỗi thằng kẹp chai cố định chai vị trí vặn nắp Sau xylanh C duỗi thẳng dẫn động vặn nắp chai khoảng thời gian 3s dừng lại lùi đồng thời xylanh A B lùi chạm nút ấn động băng tải Băng tải dẫn chai tiếp tục hành trình vặn nắp CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY I phân tích Cơ cấu xi lanh khí nén Xilanh tác động đơn (tác động chiều) Xilanh tác động hai chiều (tác động kép) Xilanh tác dụng hai chiều có cấu giảm chấn khơng điều chỉnh Xilanh tác dụng hai chiề u có cấu giảm chấn điều chỉnh Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi lượng khí nén thành lượng học Cơ cấu chấp hành thực chuyển động thẳng (xilanh) chuyển động quay (động khí nén) Ta chọn xy lanh theo tiêu chuẩn kích thước tính tốn, tác động chiều chiều Chọn cấu xi lanh tác động kép loại xi lanh khí nén 2.1 Van khí Van 2/2 Van 2/2 có hai cổng vào(1) ra(2), hai trạng thái Van 2/2 sử dụng làm khóa ON/OFF đóng mở nguồn khí nén rẽ mạch khí nén Van 2/2 chế tạo điều khiển tay, tiếp xúc khí, khí nén hay điện- khí nén Van 3/2 Van 3/2 có cổng làm việc vào (1), ra(2) cổng xả(3)và hai trạng thái 6.Cổng truyền thông nối tiếp Port truyền thông nối tiếp sử dụng cổng RS485, chân sử dụng cho việc phối ghép với PC, PG, TD200, TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp (Hình 3.2) Tốc độ truyền - nhận liệu theo kiểu PPI tốc độ chuẩn 9600 Baud Tốc độ truyền - nhận liệu theo kiểu Freeport (tự do) 300 ÷ 38400 Baud Chân Chức GND Để ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối theo hình 24 VDC PC/PPI với chuyển đổi sang RS485, sau: Tín hiệu A RS485 (RxD/TxD+) RTS ( theo mức TTL) GND + VDC Nguồn cấp 24 VDC 120mA Max Tín hiệu B RS485 (RxD/TxD) Chọn lựa cách giao tiếp Chuyển đổi RS232- RS485 Hình 3.2.1.6: Chuyển đổi RS232 sang RS485 7.Công tắc chọn chế độ làm việc Công tắc chọn chế độ RUN: Cho phép PLC thực chương trình, chương trình gặp lỗi gặp lệnh STOP PLC tự động chuyển sang chế độ STOP công tắc chế độ RUN (chú ý: nên quan sát đèn trạng thái) Công tắc chọn chế độ STOP: Khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡng chương trình chạy, tín hiệu lúc OFF Công tắc chọn chế độ TERM: cho phép người vận hành chọn hai chế độ RUN/STOP từ xa, chế độ dùng để Download chương trình người dùng 8.Giao tiếp với thiết bị ngoại vi Thiết bị lập trình loại PGxx trang bị sẵn phần mềm lập trình, lập trình với ngơn ngữ STL Máy tính PC: Hệ điều hành Win 95/98/ME/2000/NT4.x Trên có cài đặt phần mềm Step7 Micro/Win 32 Step7 Micro/Dos Hiện hầu hết sử dụng Step7 Mcro/Win 32 Version 3.0, 3.2, 4.0 V4.0 cho phép người lập trình xem giá trị, trạng thái đồ thị biến Nhưng sử dụng máy tính có cài đặt hệ điều hành Window 2000/ WinNT PLC loại Version II.Cấu trúc nhớ S7-200 1.Phân chia nhớ Bộ nhớ chia làm vùng bản, hầu hết vùng nhớ có khả đọc/ghi trừ vùng nhớ đặc biệt SM (Special Memory) vùng nhớ có số đọc o Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ dùng để lưu giữ lệnh chương trình Vùng thuộc kiểu Non-Valatie đọc/ghi o Vùng nhớ tham số: Là miền lưu giữ tham số từ khoá, địa trạm giống vùng chương trình, vùng thuộc kiểu (Non-Valatile) đọc/ghi o Vùng liệu: sử dụng để cất liệu chương trình bao gồm kết phép tính, số định nghĩa chương trình, đệm truyền thông o Vùng đối tượng: Timer, đếm, đếm tốc độ cao cổng vào/ra tương tự đặt vùng nhớ cuối Vùng không thuộc kiểu Non-Valatile đọc/ghi Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng việc thực chương trình Do trình bày chi tiết mục Hinh 3.2.2.1: Cấu trúc nhớ S7 200 2.Vùng nhớ liệu Vùng nhớ liệu vùng nhớ động, truy cập theo bit, byte, từ đơn (Worrd), từ kép (Double Word) truy nhập với mảng liệu Nó sử dụng làm miền lưu trữ liệu cho thuật toán, hàm truyền thông, lập bảng, hàm dịch chuyển, xoay vòng ghi, trỏ địa Vùng nhớ liệu bao gồm miền nhỏ Miền I (Input Image Register) Thanh ghi đệm, lưu giá trị ngõ vào PLC hoạt động Miền Q (Output Image Register) Thanh ghi đệm, chứa kết chương trình để điều khiển ngõ Miền V (Variable Memory) Lưu kết trung gian thực chương trình Miền M (Internal Memory bits) Được sử dụng Rơle điều khiển để lưu trạng thái trung gian hoạt động thông tin điều khiển khác (byte, Word, Dword) Miền SM (Special Memory bits) Chứa bit để lựa chọn điều khiển chức đặc biệt CPU (byte, Word, Dword) CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 Vùng liệu V V0.0 – V2047.7 V0.0 – V2047.7 V0.0 – V5119.7 V0.0 – V5119.7 I I0.0 – I15.7 I0.0 – I15.7 I0.0 – I15.7 I0.0 – I15.7 Q Q0.0 – Q15.7 Q0.0 – Q15.7 Q0.0 – Q15.7 Q0.0 – Q15.7 M M0.0 – M31.7 M0.0 – M31.7 M0.0 – M31.7 M0.0 – M31.7 SM SM0.0 – SM179.7 SM0.0 – SM179.7 SM0.0 – SM179.7 SM0.0 – SM179.7 S S0.0 – S31.7 S0.0 – S31.7 S0.0 – S31.7 S0.0 – S31.7 L L0.0 – V63.7 L0.0 – V63.7 L0.0 – V63.7 L0.0 – V63.7 Bảng 2: Phân chia toán hạng vùng liệu Địa truy nhập qui ước theo công thức Truy nhập theo bit Tên miền + địa byte.chỉ số bit Ví dụ: V150.4 địa bit số byte 150 thuộc miền V Truy nhập theo byte Tên miền + B địa byte Ví dụ: VB150 địa byte 150 thuộc miền V Truy nhập theo từ (Word) Tên miền + W địa byte cao từ Ví dụ: VW150 địa từ đơn gồm hai byte 150 151 thuộc miền V, byte 150 có vai trị byte cao từ Truy nhập theo từ kép Tên miền + D địa byte cao từ Ví dụ: VD150 địa từ kép gồm bốn byte 150, 151, 152 153 thuộc miền V, byte 150 có vai trị byte cao, 153 có vai trị byte thấp từ kép Tất byte thuộc vùng liệu truy nhập trỏ Con trỏ định nghĩa miền V ghi AC1, AC2, AC3 Mỗi trỏ địa gồm byte (từ kép) Qui ước sử dụng trỏ để truy nhập sau: & + địa byte cao Ví dụ: + AC1 = &VB150 ghi AC1 chứa địa byte 150 thuộc miền V + VD100 = &VW150 từ kép VD100 chứa địa byte cao từ đơn VW150 thuộc miền V + AC2 = &VD150 ghi AC2 chứa địa byte cao 150 từ kép VD150 thuộc miền V Toán hạng * (con trỏ): lấy nội dung byte, từ từ kép mà trỏ vào Với địa xác định ta có ví dụ: + Lấy nội dung byte VB150 là: *AC1 + Lấy nội dung từ đơn VW150 là: *VD100 + Lấy nội dung từ kép VD150 là: *AC2 3.Vùng đối tượng Vùng đối tượng sử dụng để lưu giữ liệu cho đối tượng lập trình giá trị tức thời, giá trị đặt trước Counter hay Timer Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm ghi Counter, Timer, đếm tốc độ cao, đệm vào/ra tương tự ghi AC (Accumulator) Timer (bộ định thời): đọc/ ghi T T127 Counter (bộ đếm): đọc/ ghi C C127 Bộ đệm vào Analog (đọc): AIWO AIW3O Bộ đệm Analog (ghi): AQWO AQW3O Accumulator (thanh ghi): ACO AC3 Bộ đếm tốc độ cao: HSCO HSC2 Tất miền truy nhập theo bit, byte, từ đơn (Word – 2byte), từ kép (Double Word) Vùng liệu CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 Timer T0 – T255 T0 – T255 T0 – T255 T0 – T255 Counter C0 – C255 C0 – C255 C0 – C255 C0 – C255 Analog Input None AIW0 – AIW30 AIW0 – AIW62 AIW0 – AIW62 Analog Output None AQW0 – AQW30 AQW0 – AQW62 AQW0 – AQW62 Thanh ghi ACC AC0 – AC3 AC0 – AC3 AC0 – AC3 AC0 – AC3 Bộ đếm tốc độ cao HC0,HC3, HC4,HC5 HC0,HC3,HC4, HC0,HC3,HC4, HC5 HC5 HC0,HC3,HC4, HC5 Bảng 3: Toán hạng phân chia vùng đối tượng 4.Mở rộng cổng vào Khi chương trình lớn địi hỏi số lượng ngõ vào, lớn số lượng CPU hành ta mở rộng cổng vào/ra cách ghép thêm vào Module mở rộng để đáp ứng yêu cầu chương trình Số Module mở rộng tuỳ thuộc vào loại CPU Các Module mở rộng mắc nối tiếp (theo móc xích) phía bên phải Module CPU Đối với CPU 224 ghép nối nhiều Module theo bảng CPU224 MODUL MODUL MODUL MODUL MODUL (4vào/4ra) (8 vào) (3vào Analog /1ra Analog) (8 ra) (3vàoAnalog /1ra Analog) I0.0 Q0.0 I2.0 I3.0 AIW0 Q3.0 AIW8 I0.1 Q0.1 I2.1 I3.1 AIW2 Q3.1 AIW10 I0.2 Q0.2 I2.2 I3.2 AIW4 Q3.2 AIW12 I0.3 Q0.3 I2.3 I3.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 Q2.0 I3.5 Q3.5 I0.6 Q0.6 Q2.1 I3.6 Q3.6 I0.7 Q0.7 Q2.2 I3.7 Q3.7 I1.1 Q1.0 Q2.3 I1.2 Q1.1 I3.4 Q3.3 AQW0 Q3.4 I1.3 I1.4 I1.5 Bảng 4: Các module mở rộng CPU 224 5.Phương thức truy cập nhớ Theo Bit: tên miền + địa byte + ‘.’+ số bit M0.0, I2.5, Q1.0, … AQW4 Hình 3.2.2.5a: Truy cập theo bit Theo Byte: tên miền + B + địa byte VB5, IB2, QB0, …(VB5=V5.0 V5.1 …V5.7) Hình 3.2.2.5b: Truy cập theo Byte Theo Word: tên miền + W + địa byte cao Word VW0, QW1, IW2, …(VW0=VB0 VB1) Hình 3.2.2.5c: Truy cập theo word Theo Double Word: tên miền + D + địa Word cao Double Word VD0, QD2, ID1, … (VD0 = VW0 VW2 = VB0 VB1 VB2 VB3) Hình 3.2.2.5c: Truy cập theo Double word III.Cấu trúc chương trình S7-200 Có thể lập trình cho S7 – 200 cách sử dụng phần mềm sau đây: - STEP – Micro/DOS - STEP – Micro/WIN Những phần mềm cài đặt máy lập trình họ PG7xx máy tính cá nhân (PC) Các chương trình cho S7 – 200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình (Main Program) sau đến chương trình chương trình xử lý ngắt sau đây: (MEND) Chương trình kết thúc lệnh kết thúc chương trình Chương trình phận chương trình Các chương trình phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, lệnh MEND Các chương trình xử lý ngắt phận chương trình Nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình MEND Các chương trình nhóm lại thành nhóm sau chương trình Sau đến chương trình xử lý ngắt Bằng cách viết vậy, cấu trúc chương trình rõ ràng thuận tiện việc đọc chương trình sau Có thể tự trộn lẫn chương trình chương trình xử lý ngắt phía sau chương trình Main Program SBR Chương trình thứ SBR n Thực vòng quét Thực chương trình gọi Chương trình thứ n+1 RET INT Chương trình xử lý ngắt thứ Thực có tín hiệu báo ngắt INTlýn hoạt Chương 1.Nguyên độngtrình xử lý ngắt thứ n+1hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vịng lặp gọi PLC thực vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét bắt đầu gian đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt, chương trình thực lệnh kết thúc lệnh kết thúc (MEND) Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thơng nội kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi Nhập liệu từ ngoại vi vào đệm ảo Truyền thông tự kiểm tra lỗi Thực chương trình Hình 3.2.4: Chương trình thực theo vịng qt (Scan) S7 200 Như vậy, thời điểm thực lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra hệ thống cho dừng công việc khác, chương trình xử lý ngắt, để thực lệnh cách trực tiếp với cổng vào/ra Nếu sử dụng chế độ xử lý ngắt, chương trình tương ứng với tín hiệu ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình xử lý ngắt thực vòng quét xuất tín hiệu báo ngắt xảy điểm vòng quét Thường việc thực thi vòng quét xảy với thời gian ngắn, vòng quét đơn (Single Scan) có thời gian thực từ 1ms tới 100ms Việc thực chu kỳ quét dài hay ngắn cịn phụ thuộc vào độ dài chương trình mức độ giao tiếp PLC với thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…) Vi xử lý đọc tín hiệu ngõ vào tín hiệu tác động với khoảng thời gian lớn chu kỳ quét vi xử lý coi khơng có tín hiệu Tuy nhiên thực tế sản xuất, thường hệ thống chấp hành “là hệ thống khí nên có tốc độ quét đáp ứng chức dây chuyền sản xuất Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất nhà thiết kế thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, hệ thống thường áp dụng cho PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập xử lý lượng thông tin lớn 2.Ngơn ngữ lập trình Ngơn ngữ lập trình cách sử dụng lệnh để viết chương trình cho PLC Có vấn đề cần quan tâm viết chương trình cho PLC S7-200: o Chọn loại tập lệnh nào: SIMATIC hay IEC o Chọn ngơn ngữ lập trình nào: STL, LAD, FBD SIMATIC IEC STL Không sử dụng LAD LAD FBD FBD Cách lập trình cho S7-200 nói riêng cho PLC Siemens nói chung dựa ba phương pháp lập trình bản: Phương pháp hình thang (Ladder Logic viết tắt LAD) phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt STL), phương pháp hình khối FBD (Function Block Diagram) Nếu chương trình viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình tự tạo chương trình theo kiểu STL FBD tương ứng Nhưng ngược lại chương trình viết theo kiểu STL chuyển sang LAD hay FBD 3.Phương pháp LADDER LAD ngơn ngữ lập trình đồ họa Những 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: biểu tượng (Symbol) mô tả tiếp điểm Rơle Các tiếp điểm: thường mở ┤├ thường đóng ┤/├ Cuộn dây (Coil): biểu tượng ─( )─ mô tả Rơle mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho Rơle Hộp (Box): biểu tượng mô tả hàm khác làm việc có dịng điện chạy đến hộp Những dạng hàm thường biểu diễn hộp định thời gian (Timer), đếm (Counter) hàm toán học Cuộn dây hộp phải mắc chiều dòng điện Trong mạng LAD đường nối phần tử thành mạch hoàn thiện, từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái dây nóng, đường nguồn bên phải dây trung hòa đường trở nguồn cung cấp (đường nguồn bên phải thường khơng thể dùng chương trình tiện dụng STEP7Micro/DOS STEP7-Micro/WIN) Dòng điện chạy từ bên trái qua tiếp điểm đến cuộn dây hộp trở bên phải nguồn Đặc điểm: Chương trình tương tự sơ đồ nối dây mạch điện Mơ chuyển động dịng điện từ nguồn qua điều kiện ngõ vào tác động đến ngõ Phù hợp với người bắt đầu học Sử dụng tập lệnh SIMATIC IEC Ln chuyển từ LAD sang STL Hình 3.2.5.1 - Ví dụ ngơn ngữ LAD 4.Phương pháp hình khới FBD Sử dụng lệnh khối logic Chương trình kết nối hộp Sử dụng tập lệnh SIMATIC IEC Hình 3.2.5.2: Ví dụ ngơn ngữ FBD 5.Phương pháp liệt kê STL Phương pháp liệt kê lệnh (STL) phương pháp thể chương trình dạng tập hợp câu lệnh Mỗi câu lệnh chương trình, kể lệnh hình thức, biểu diễn chức PLC Định nghĩa ngăn xếp logic (Logic Stack): S0 Stack – bit hay bit ngăn xếp S1 Stack – Bit thứ hai ngăn xếp S2 Stack – Bit thứ ba ngăn xếp S3 Stack – Bit thứ tư ngăn xếp S4 Stack – Bit thứ năm ngăn xếp S5 Stack – Bit thứ sáu ngăn xếp S6 Stack – Bit thứ bảy ngăn xếp S7 Stack – Bit thứ tám ngăn xếp S8 Stack – Bit thứ chín ngăn xếp Bảng 5: Định nghĩa xếp Để tạo chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng bit ngăn xếp logic S7 – 200 Ngăn xếp logic khối gồm bit chồng lên Tất thuật toán liên quan đến ngăn xếp làm việc với bit với bit bit thứ hai ngăn xếp Giá trị logic gửi (hoặc nối thêm) vào ngăn xếp Khi phối hợp hai bit ngăn xếp, ngăn xếp kéo lên bit Đặc điểm: Sử dụng lệnh gợi nhớ Phù hợp cho người có kinh nghiệm lập trình Chỉ sử dụng tập lệnh SIMATIC Điều khiển nhiều chức LAD FBD Có thể từ STL chuyển sang LAD FBD Hình 3.2.5.3: Ví dụ ngơn ngữ STL KẾT LUẬN Sau hồn thành tập đồ án này, chúng em tìm hiểu nắm vững kiến thức bổ ích PLC, loại van, xi lanh khí nén loại cảm biến công nghiệp Giúp chúng em hiểu ứng dụng chúng thực tế Với thời gian có hạn, đề tài có nội dung lớn chúng em nên khó tránh khỏi thiếu sót q trình thi cơng mơ hình hoàn tất đề tài Qua đề tài này, ta thấy ứng dụng PLC rộng rãi đa dạng nhiều lĩnh vực sản xuất nên phát triển đề tài thêm cơng đoạn chiết rót đóng gói sản phẩm ... tử, máy tính để hoạt động, điều khiển sản xuất Công nghệ bao gồm: Những cơng cụ máy móc tự động Máy móc lắp ráp tự động Người máy công nghiệp Hệ thống vận chuyển điều khiển vật liệu tự. .. sản xuất tự động hóa Trong dây chuyền vặn nắp chai tự động hệ thống sử dụng rộng rãi phổ biến Máy đóng nắp chai ứng dụng rộng rãi ngành sản xuất đồ uống, mỹ phẩm hóa chất cơng nghiệp Máy có tác... kế tự động chương trình gia cơng, tự động điều khiển q trình sản xuất, tự động kiểm tra chất lượng sản phẩm Đây hình thức tự động hóa tiến đưa lại hiệu kinh tế lớn 1.1.3 Sự cần thiết tự động