ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH PLC MITSUBISHI NỘI DUNG ĐỒ ÁN 100 MB Bao gồm tất cả file, lưu đồ giải thuật thuyết minh, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, FILE lập trình, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử MÔ HÌNH PL[.]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH PLC MITSUBISHI NỘI DUNG ĐỒ ÁN 100 MB Bao gồm tất file,.lưu đồ giải thuật thuyết minh, vẽ nguyên lý, vẽ thiết kế, FILE lập trình, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử MƠ HÌNH PLC MITSUBISHI LỜI NĨI ĐẦU & Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao, vấn đề tự động điều khiển đặt lên hàng đầu trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào sản xuất Nó địi hỏi khả xử lý, mức độ hồn hảo, xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn,để đáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Sự xuất máy tính vào năm đầu thập niên 60, hỗ trợ người làm việc tốt nhiều lĩnh vực từ kinh tế, y tế, giáo dục, quốc phòng đến nhiều lĩnh vực khác hàng không, vũ trụ Với địi hỏi người, nhà nghiên cứu khơng dừng lại đó, nhiều thiết bị, phần mềm đời chun phục vụ cho ngành cơng nghiệp, tính ưu biệt nâng cao Một thiết bị phải kể đến PLC Với khả ứng dụng nhiều ưu điểm bậc, PLC ngày thâm nhập sâu rộng sản xuất Nhận thức tầm quan trọng đó, nên cần nghiên cứu, tìm hiểu PLC, nhằm góp phần vào cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Xuất phát từ thực tế nhiều điều kiện khách quan khác, nên “ MƠ HÌNH PLC MITSUBISHI FX 1N ” chọn làm đề tài đồ án tốt nghiệp Quá trình thực điều kiện tốt để học hỏi kinh nghiệm xây dựng mơ hình sản xuất phương pháp lập trình điều khiển PLC Do hạn chế thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏi trình thực hiện, nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến q báo thấy cơ, anh chị bạn để đề tài hoàn thiện MỤC LỤC Trang Chương TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1 Giới thiệu PLC 1 1.2 Phân loại 1.3 Các điều khiển phạm vi ứng dụng . 1.4 Các lĩnh vực ứng dụng 1.5 Các ưu điểm . 1.6 Giới thiệu ngôn ngũ lập trình Chương KHÁI QUÁT VỀ PLC MITSUBISHI HỌ FX 2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỌ PLC FX . 2.1.1 Gới thiệu 2.1.2 Các thiết bị PLC FX 2.1.3 Các đặc tính kỹ thuật chung 12 2.2 Tập Lệnh Cơ Bản Trên Bộ PLC FX: 14 2.3 Các lệnh ứng dụng 19 Chương BỘ ĐẾM TỐC ĐỘ CAO (HSC) 34 Chương ANALOG VÀ THUẬT GIẢI PID 37 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC (Programmable Logic Control) (Bộ điều khiển logic khả trình): Hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu thiết kế điều khiển thỏa mãn yêu cầu sau: Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu Dễ dàng sửa chữa thay Ổn định môi trường công nghiệp Giá cạnh tranh Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) (hình 1.1) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc thể thuật tốn mạch số: Hình 1.1 Như vậy, với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC FB) thực lặp theo chu kỳ vịng qt Hình 1.2 Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính máy tính, nghĩa phải có vi xử lý (CPU), hệ điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với mơi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC cịn cần phải có thêm khối chức đặc biệt khác đếm (Counter), định (Timer) … khối hàm chuyên dụng 1.2 PHÂN LOẠI: PLC phân loại theo cách: Hãng sản xuất: Gồm nhãn hiệu Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay… Version: Ví dụ: PLC Siemen có họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo PLC Misubishi có họ: Fx, Fx0, FxON 1.3 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG: 1.3.1 Các điều khiển: Ta có điều khiển: Vi xử lý, PLC Máy tính 1.3.2 Phạm vi ứng dụng: 1.3.2.1 Máy tính: Dùng chương trình phức tạp địi hỏi độ xác cao Có giao diện thân thiện Tốc độ xử lý cao Có thể lưu trữ với dung lượng lớn 1.3.2.2 Vi xử lý: Dùng chương trình có: độ phức tạp khơng cao (vì xử lý bit) Giao diện khơng thân thiện với người sử dụng Tốc độ tính tốn khơng cao Khơng lưu trữ lưu trữ với dung lượng 1.3.2.3 PLC: Độ phức tạp tốc độ xử lý không cao Giao diện không thân thiện với người sử dụng Không lưu trữ lưu trữ với dung lượng Môi trường làm việc khắc nghiệt 1.4 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG PLC: PLC sử dụng rộng rãi ngành: Công nghiệp, Máy nông nghiệp, Thiết bị y tế, Ơ tơ(xe hơi, cần cẩu…)… 1.5 CÁC ƯU ĐIỂM KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỚI PLC: Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic kiểu dùng rơ le Có độ mềm dẻo sử dụng cao, chỉ cần thay đổi chương trình (phần mềm) điều khiển Chiếm vị trí khơng gian nhỏ hệ thống Nhiều chức điều khiển Tốc độ cao Công suất tiêu thụ nhỏ Không cần quan tâm nhiều vấn đề lắp đặt Có khả mở rộng số lượng đầu vào/ra nối thêm khối vào/ra chức Tạo khả mở lĩnh vực áp dụng Giá thành không cao Chính nhờ ưu đó, PLC sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao suất sản xuất, chất lượng đồng sản phẩm, tăng hiệu suất, giảm lượng tiêu tốn, tăng mức an toàn, tiện nghi thoải mái lao động Đồng thời cho phép nâng cao tính thị trường sản phẩm 1.6 GIỚI THIỆU CÁC NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH: Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngơn ngữ lập trình nhằm phục vụ đối tượng sử dụng khác PLC S7-300 có ngơn ngữ lặp trình Đó là: Ngơn ngữ “hình thang”, ký hiệu LAD (Ladder logic): Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu STL (Statement list): Đây dạng ngôn ngữ lập trình thơng thường máy tính Một chương trình ghép gởi nhiều câu lệnh theo thuật toán định, lệnh chiếm hàng có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng” Ngơn ngữ “hình khối”, ký hiệu FBD (Function Block Diagram): Đây ngơn ngữ đồ hoạ thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển số Ngơn ngữ GRAPH: Đây ngơn ngữ lập trình cấp cao dạng đồ hoạ Cấu trúc chương trình rõ ràng, chương trình ngắn gọn Thích hợp cho người ngành khí vốn quen với giản đồ Grafcet khí nén CHƯƠNG : KHÁI QUÁT VỀ PLC MITSUBISHI HỌ FX 2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỌ PLC FX: 1.1 Giới thiệu: PLC FX loại PLC micro hãng MITSIBISHI có nhiều tính mạnh mẽ.Loại PLC tích hợp sẵn I/O CPU PLC FX - - đời năm 1981 đến đ cĩ nhiều chủng loại ty theo model như: F, F1(2), FX1(2), FX0(S), FX0N, FX1S, FX1N(C), FX2N(C ) v FX3U (C ) Tùy theo model mà loại có dung lượng nhớ khác Dung lượng nhớ loại 2Kstep đến 8Kstep (hoặc 64 Kstep gắn thm nhớ ngồi) Tổng số I/O loại lên đến 256 I/O, riêng FX3U(C ) lên đến 384 I/O Số module mở rộng lên đến Module Loại PLC FX tích hợp nhiều chức trne6 CPU ng xung hai tọa độ, đếm tốc độ cao (HSC ), PID, Đồng hồ thời gian thực… Module mở rộng nhiều chủng loại Analog, xử lý nhiệt độ, điuề khiển vị trí, Module mạng CCLink, Profibus, … Ngồi cịn cĩ cc bo mở rộng (Extention Board ) Analog, bo dùng cho truyền thông chuẩn RS232, RS422, RS485 USB Đề lập trình cho điều khiên PLC FX ta sử dụng phần mềm PXGP_WIN_E, GPP FOR WINDOW phần mềm Developer Các loại phần mềm lập trình theo cc kiểu như: Ladder, Instruction, SFC 2.1.2 Cc thiết bị trn PLC FX: Cĩ thiết bị lập trình Mỗi thiết bị có cơng dụng riêng Để dễ dàng xác địng thiết bị gn cho kí tự: X: Dùng để chỉ, ng vo vật lý gắn trực tiếp vo PC Cc ng vo ny cĩ thứ tự điếm theo hệ điếm bát phân X0X1X2X3X4X5X6X7, X10X11… Y: Dùng để ng nối trực tiếp vo PC Cc ng vo ny cĩ thứ tự đếm theo hệ điếm bát phân M S: Dùng cờ hoạt động PC Tất thiết bị gọi “thiết bị bit” nghĩa thiết bị có trạng thái ON OFF, Ta tổ hợp thiết bị bit lại để tạo thành liệu 4bit, Byte, Word D – Word sau: K1M0 = M3M2M1M0 (tương ứn liệu 4bit) K2M10 = M17M16M15M14M13M12M11M10 (tương ứng liệu 8bit),… KnM cĩ n phải thỏa mn ≤ n ≤ D: Thanh ghi 16 bit / 32 bit Đây thiết bị word T: Dùng để xác định thiết bị định cĩ PC Dữ liệu trn Timer ta gọi Timer l thiết bị word (16bit) va2trang5 thi Timer ta nĩi Timer l thiết bị bit C: Dùng để xác định thiết bị đếm có PC Dữ liệu trn Counter ta gọi Counter l thiết bị word (16/32bit) v trạng thi Counter ta nĩi Counter l thiết bị bit Ta có bảng thiết bị sau (Đối với PLC phiên từ 2.0 trở lên): Mục FX0S(N) FX1S FX1N FX2N(C) FX3U(C) Phương php xử lý Thực quét chương trình tuần hồn chương trình Phương pháp xử lý Cập nhập đầu vào cuối chu kỳ quét (khi lệnh END thi hành) vo/ra Thời gian xử lý Ngơn ngữ lập trình Dung lượng chương trình Cấu hình ra/vo cĩ thể Cơ bản: 1,6à3,6 µs Ứng dụng 10à100 µs Cơ bản: Cơ bản: 0,72 µs 0,08 µs Ứng dụng Ứng dụng 10à100 µs 1,52à100 µs Ngơn ngữ ladder + Instruction + SFC 8kSteps (16kSteps 2kSteps 8kSteps gắn thm nhớ ngồi) 30I/O 128I/O 128I/O 256I/O Max Input (Max (Max (Max (16) Max In/Output In/Output In/Output Output 128) 128) 184) (14) M0àM511 M0àM1535 M0àM3071 M384àM511 M384àM1535 M500àM3071 Cơ bản: 0,065 µs Ứng dụng 0,642à100 µs 8kSteps (64kSteps gắn thm nhớ ngồi) 384I/O (Max In/Output 248) Chung M0àM7679 Được chốt M500àM7679 Chuyn M8000àM8255 M8000àM8511 dng Chung S0àS999 S0àS4095 Rơle S0àS127 S500àS999 S500àS4095 trạng Được chốt thi Khởi tạo S0àS9 (S) Cờ hiệu Khơng S900àS999 S900àS999 100ms T0àT62 T0àT199 10ms T32àT62 (M8028 = ON) T200àT245 1ms Bộ (được T63 T246àT249 định chốt) 100ms (T) (đươc Khơng T250àT255 chốt) 1ms Khơng T256àT511 Chung C0àC31 C0àC199 (U) 16bit Được chốt (U) C16àC31 C16àC199 C100àC199 Bộ 16bit đếm Chung (C) (U/D) Khơng C200àC234 32bit Được chốt Khơng C220àC234 (U/D) 32bit Bộ đếm pha (U/D) C235àC238 C235àC240 tốc độ 32bit cao Một pha C241, C242 vC244 241àC245 Rơle phụ trợ (M) tự khởi động Reset (U/D) 32bit pha (HSC) (U/D) C246, C247 v C249 C246àC250 32bit Pha A/B C251, C252 v C254 C251àC255 32bit Chung D0àD255 D0àD7999 Thanh D128àD255 D128àD7999 D200àD7999 ghi Được chốt liệu T/ghi D1000àD2499 D1000àD7999 16bit tập tin (D) Đặc biệt D8000àD8255 D8000àD8511 Thanh ghi mở Khơng R0àR32767 rộng 16 bit (D) Thanh ghi mở Khơng ER0àER32767 rộng 16 bit (ER) Thanh V V V0àV7 ghi mục 16 Z Z Z0àZ7 bit Dng với lệnh P0àP63 P0àP63 P0àP127 P0àP4095 CALL/ CJ (P) I00∆àI30∆ I00∆àI50∆ Con Ngắt Cạnh ln: ∆=1 Cạnh ln: ∆=1 trỏ P ng vo C/xuống: ∆=0 C/xuống: ∆=0 vI Ngắt I6∆∆àI8∆∆ Khơng Timer ∆∆: 10à99 ms Ngắt Khơng I010àI060 Counter Số mức lồng cho lệnh MC v MCR (N0àN7) Thập 16 bit: -32.768 +32.767 phn K 32 bit: -2.147.483.648 +2.147.483.647 Thập lục 16 bit:0000 FFFF phn H 32 bit: 00000000 FFFFFFFF Hằng Dạng dấu 32 bit: 0,±1.175×10-38 số Khơng chấm cơng ±3.403×10+38 Số thực Khơng 32 bit R 2.1.3 Các đặc tính kỹ thuật chung: a Inputs (Ng vo): FX phận chính, FX Mođul mở rộng X0àX7 X10à∞ 24V DC, 5mA 24V DC, 7mA 24V DC, 5mA >4,5mA >3,5mA