Thiết kế thi công mô hình trạm cân đóng bao dùng PLC OMRON

-Để theo kip tình hình phát triển của thế giới nên ở nước ta ngày nay việc thay đổi các quy trình thô sơ thủ công bằng các thiết bị hiện đại,tự động hóa là một nhu cầu cấp bách và tất yế

H U

THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH TRẠM

CÂN ĐÓNG BAO DÙNG

PLC OMRON

GVHD : TH.S NGUYỄN XUÂN VINH

SVTH : PHẠM ĐẮC QUỐC THÁI

H U

H U

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn đến các Thầy Cô trong Khoa Điện trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM, đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Tự Động Hóa đã truyền thụ những kiến thức quý báu để cho tôi thực hiện tốt luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Xuân Vinh đã tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài

liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tập luận án này

Sinh viên thực hiện Phạm Đắc Quốc Thái

H U

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 7

Chương I: Giới thiệu tổng quát trạm cân đóng bao 8

Chương II: Giới thiệu tổng quát về PLC 10

2.1 Hệ thống điều khiển là gì 10

2.2 Vai trò của PLC 10

2.3 Khả năng của PLC 11

2.4 Ưu điểm của PLC 11

2.5 Việc lập trình cho PLC 13

2.6 Các thiết bị nhập xuất dùng trong PLC 13

2.7 Cấu trúc phần cứng của PLC 13

Chương III Khảo sát PLC của hãng Omron 15

3.1 Khảo sát loại CPM2A 16

3.2 Các kiểu liên kết truyền thông của hảng PLC 21

3.3 Các bộ phối hợp truyền dẫn 21

Chương IV Các đặc điểm kỹ thuật của PLC 22

4.1 Các thông số kỹ thuật của PLC họ CPM2A 22

Chương V Lập trình bằng phần mềm SYSWIN ……… ………30

5.1 Giới thiệu SYSWIN 30

5.2 Cài đặt SYSWIN 30

5.3 Lập chương trình với SYSWIN 31

5.4 Đặt tên ký hiệu mô tả(Symbol) cho các địa chỉ 39

5.5 Nạp chương trình vào PLC(Download program to PLC) 40

5.6 Chạy chương trình(Run) 41

5.7 Bổ xung các lệnh TIMER và COUNTER 41

5.8 Theo dõi và đặt giá trị trong PLC 44

5.9 Lưu chương trình(Save program) 45

5.10 Đọc chương trìnhtừ PLC lên máy tính(Upload) 45

Chương VI Giới thiệu các thiết bị sử dụng 46

6.1 Giới thiệu về đầu cân K3NV 46

6.2 Giới thiệu về LOADCELL 49

6.3 Giới thiệu về các van khí nén 51

Chương VII Giới thiệu các vấn đề về trạm cân đóng bao 53

7.1 Tình Hình Phát Triển Hệ Thống Tự Động Hoá Hiện Nay 53

7.2 Các Phần Tử Trong Mô hình cân đóng bao 53

7.3 Nguyên lý hoạt động trạm cân 56

7.4 Cách bố trí LOAD CELL và nối dây 57

H U

7.5 Cách bố trí và kết nối đầu cân K3NV với PLC 58

7.6 Cách ân chỉnh đầu cân K3NV 60

7.7 Cách kết nối và đi dây các thiết bị với output và input PLC 63

7.8 Cách kết nối relay với các van khí và tín hiệu đèn báo hoạt động: 64

7.9 Phần chương trình PLC 64

H U

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa để từng bước bắt kịp sự phát

triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội Công nghiệp sản xuất

hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế Việc tự động hóa là sự lựa chọn

không tránh khỏi trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh

tranh mạnh mẽ trên thị trường

Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp nặng nhu cầu về việc sử lý và

định lượng các luyên liệu cũng được quan tâm đền.Từ đó nhu cầu về việc định nguyên liệu một

cách tự động đã đươc quan tâm đúng mức nhầm làm giảm thời gian lao động và tăng năng suất

lao động,giảm sức người vv…

Vì những nhu cầu cần thiết trên mà ý tưởng cho việc thực hiện đề tài về thiết bị cân đóng

bao tự động đã được nghĩ đến.Ngày nay tại các nhà máy ,xí nghiệp với mô hình sản xuất tự động

thì việc sử dụng các thiết bị cân đóng bao tự động đã không còn là vấn đề xa lạ nữa vì đó là nhu

cầu cần thiết của xã hội nhầm năng cao hiệu quả sản xuất

Trong luận án này chúng ta hãy cùng tìm hiểu về một mô hình trạm cân đóng bao tự động

với một số thiết bị thường đựơc sử dụng trong các mô hình cân đóng bao tự động ngoài thực tế ví

dụ như load cell, đầu cân,van khí nén,và quan trọng là hiểu về PLC của hãng OMRON

Với kiến thức còn nhiều hạn chế và thời gian làm có hạn nên tập Luận án này không tránh

khỏi sự thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của Thầy, Cô

Sinh viên thực hiện

Phạm Đắc Quốc Thái

H U

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

VỀ MÔ HÌNH CÂN ĐÓNG BAO

1/Tình hình thế giới ngày nay:

-Ngày nay với xu hướng công nghiệp hóa tự động hóa nhầm năng cao hiệu quả sản suất nên các vấn đề về tự động rất đươc quang tâm, các thiết bị sản xuất thô sơ lần lược được thay thế bằng các hệ thống sản xuất tự động nhầm giảm bớt những thời gian hao phí không cân thiết , năng cao hiệu quả kinh tế,tăng độ mức độ chính xác cho các công đoạn và theo kịp tốc độ thi công trong các nhà máy sản xuất

-Để theo kip tình hình phát triển của thế giới nên ở nước ta ngày nay việc thay đổi các quy trình thô sơ thủ công bằng các thiết bị hiện đại,tự động hóa là một nhu cầu cấp bách và tất yếu.Từ những nhu cầu về việc thay đổi các thiết bị tự động trong các công đoạn sản xuất mà việc tìm kiếm những thiết bị tự động phục vụ sản xuất đã được quan tâm đúng mức

-Để giải quyết nhu cầu về việc định lượng nguyên liệu trong các công đoạn sản xuất,nhầm năng cao hiệu quả kinh tế,tăng độ chính xác,giảm thời gian hao phí,giảm sức người và tăng tốc độ thi công nên mô hình về thiết bị cân đóng bao đã được đề ra

2/Khả năng của thiết bị cân đóng bao:

+Thiết bị cân đóng bao có khả năng thay thế con người thực hiên khâu định lượng nguyên liệu và

thành phẩm một cách chính xác với năng suất cao vượt trội mà con người không thể thự hiện được bằng cách thủ công.Vì vậy thiết bị cân đóng bao cũng là một bộ phân quan trọng trong các khâu sản suất trong các dây truyền sản suất của các nhà máy xí nghiệp

3/Ưu điểm của thiết bị cân đóng bao :

- Độ chính xác cao

- Khả năng sử lý nhanh

- Dễ dàng thay đổi thông số cần đo

- Năng suất cao

- Có khả năng hoạt động tốt trong thời gian dài

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiêp

2/Yêu cầu của đề tài thiết kế thi công mô hình cân đóng bao tự động:

-Đề tài thiết kế thi công mô hình cân đóng bao tự động:

+Tìm hiểu và thi công mô hình cân đóng bao tự động

+Tìm hiểu về PLC của hãng OMRON

+Viết chương trình PLC cho mô hình cân đóng bao tự động

H U

3/ Phương hướng giải quyết đề tài:

+Đề tài sẽ được thực với mô hình trạm cân gạo với khối lượng chứa đươc của phểu chứa là

8 Kg nguyên liệu sẽ được cân trên phểu cân với một khối lượng cụ thể đặt ra ở đầu cân và được chuyển qua bao chứa bằng một quặng chuyển

+Để thực hiện đề tài này chúng ta cần tìm hiểu một số thiết bị có liên đền việc thiết kế và thi công mô hình trạm cân đóng bao tự động:

- Tìm hiểu về PLC của hãng OMRON

- Tìm hiểu về LOADCELL và cách kết nối

- Tìm hiểu về đầu cân hiển thi tín hiệu(đầu cân K3NV) và cách kết nối cân chỉnh

- Tìm hiểu về các thiết bị khí nén

- Tìm hiểu và viết chương trình PLC cho mô hình trạm cân

H U

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC

1.1>HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN :

Hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện tử, được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn định, sự chính xác, sự chuyển đổi nhịp nhàng của một quy trình hoặc một hoạt động sản xuất Nó thực hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lựơng đến một thiết bị bán dẫn Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính chủ Ngoài ra, nó còn giao diện để kết nối với các thiết bị khác như: bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây v.v

Khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn Ngoài ra, nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng Ta thấy PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không được kết nối với các thiết bị cảm biến Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy móc nào hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ hay các loại thiết bị máy móc khác Và tất nhiên, vùng máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất riêng biệt

1.2>VAI TRÒ CỦA PLC:

Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như là trái tim của hệ thống điều khiển Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ nhớ của PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất

PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình phức hợp

H U

1.3> KHẢ NĂNG CỦA PLC:

PLC (Program Logical Controller - Bộ điều khiển Logic có thể lập trình được), là một thiết

bị điều khiển đa năng được dùng rộng rãi trong công nghiệp để điều khiển hệ thống theo một chương trình được viết bởi người sử dụng Nhờ hoạt động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển nhiều thiết bị máy móc khác nhau

Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách kết nối thì ta đã có thể dùng chính PLC đó để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác

Cũng như vậy, nếu muốn tay đổi quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất tự động, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển

Các đối tượng mà PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt v.v đến các hệ thống phức tạp như : băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), thang máy, dây chuyền sản xuất v.v PLC có thể điều khiển theo các quy luật khác nhau đối với từng đối tượng cụ thểù

1.4> ƯU ĐIỂM CỦA PLC :

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Relay không thể nào sánh được :

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ nên dễ dàng di chuyển, lắp đặt

- Dễ bảo quản, sửa chữa

- Bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình phức tạp

- Độ chính xác cao

- Khả năng xử lý nhanh

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp

1.5> VIỆC LẬP TRÌNH CHO PLC:

Có thể lập trình cho PLC một cách khá dễ dàng dựa trên một tập lệnh mà nhà sản xuất cung cấp Tập lệnh bao gồm nhiều lệnh, có thể cho phép người sử dụng kết hợp các lệnh này một cách logic để tạo nhiều chương trình điều khiển đa dạng, phức tạp Ngoài các lệnh thông thường, nhà sản xuất còn cung cấp thêm các lệnh mở rộng (Expansion Instruction) làm phong phú thêm khả năng điều khiển PLC

Cùng với tập lệnh còn có nhiều cách lập trình cho PLC:

 Lập trình bằng giản đồ LAD (Ladder Diagram) :

Để lập trình theo cách này cần một máy tính cá nhân kèm theo một trong các phần mềm hổ trợ như: SSS (Sysmax Support Softwave), CLSS (Controler Link Support Softwave), SYS Win v.v

 Lập trình dạng sơ đồ khối CSF (Control System Flowchare):

Các lệnh được hiển thị như các khối chức năng, tùy từng ứng dụng mà ta liên kết các khối chức năng thích hợp để tạo nên chương trình Hiện nay, cách lập trình này không được dùng rộng rãi vì nó khá phức tạp và khó kiểm soát chương trình

Để lập trình theo cách này cũng cần có máy tính và phần mềm hổ trợ tương ứng

 Lập trình dạng phát biểu STL (Statement Lists) :

Các lệnh được được biểu thị như các phát biểu, gần giống ngôn ngữ con người, nên cũng khá dễ hiểu Tuy nhiên do không có dạng hình ảnh nên ta không thấy được cách liên kết các lệnh, do đó khó kiểm soát được chương trình

Để lập trình theo cách này, cần có một bộ lập trình bằng tay (Programing Console) hay một máy tính cá nhân với phần mềm hổ trợ Programing console rất gọn nhẹ, thích hợp lập các chương trình nhỏ, đơn giản và thuận lợi cho việc thử nghiệm, kiểm tra tình trạng PLC tại hiện trường

 Tóm lại :

Sự ra đời của PLC cũng như các bộ điều khiển hiện đại khác đã mở ra một thời đại mới trong lĩnh vực tự động hóa Với những khả năng điều khiển phong phú và phức tạp hơn, PLC đã vượt xa các mạch điều khiển cổ điển dùng dây nối và Relay Các hệ thống, dây chuyền sản xuất được điều khiển một cách nhịp nhàng hơn, các thiết bị, máy móc được điều khiển chính xác hơn

1.6> CÁC THIẾT BỊ NHẬP VÀ XUẤT DÙNG TRONG PLC:

Tuy nhiên, các thiết bị xuất khác như là : đèn pilot, còi và các báo động chỉ cho biết các mục đích như: báo cho chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào , các thiết bị ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modules ngõ ra PLC

1.7> CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC:

Cấu trúc phần cứng của tất cả các PLC đều có các bộ phận sau:

• Bộ xử lý

• Bộ nhớ

• Bộ nhập

• Xuất

1.7.1> Đơn Vị Xử Lý Trung Tâm (CPU):

Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC, thực hiện chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bị bên ngoài

1.7.2> Bộ Nhớ (Memory):

Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau Đây là nơi lưu giữ trạng thái hoạt động của hệ thống và bộ nhớ của người sử dụng Để đảm bảo cho PLC hoạt động, phải cần có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như :

+ Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất / nhập được gọi là RAM xuất / nhập

+ Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong: Timer, Counter, Relay Bộ nhớ gồm có những loại sau :

+ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only Memory): ROM không phải là một bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần Do đó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC ROM ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác

+ Bộ nhớ ghi đọc (RAM: Random Access Memory): RAM là một bộ nhớ thường được dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất đi nếu nguồn

+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM, tuy nhiên nội dung của nó có thể bị xoá đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại chương trình trong bộ nhớ

+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được bằng điện (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM kết hợp khả năng truy linh động của RAM và tính khả biến của EPROM, nội dung trên EEPROM có thể bị xoá và lập trình bằng điện, tuy nhiên chỉ giới hạn trong một số lần nhất định

H U

CHƯƠNG II

KHẢO SÁT PLC CỦA HÃNG OMRON

2.1> KHẢO SÁT LOẠI CPM2A:

2.1.1> Giới Thiệu Chung:

Các bộ điều khiển lập trình của hãng OMRON rất đa dạng, gồm các loại CPM1A, CPM2A, CPM2C, CQM1,v.v Những loại PLC nên tạo thành từ những modules rời kết nối lại với nhau, có thể cho phép mở rộng dung lượng bộ nhớ và mở rộng vác ngõ vào, ra Vì vậy chúng được sử dụng rất linh hoạt và đa dạng trong thực tiễn Ngoài ra, hãng OMRON còn sản xuất các bộ PLC có cấu trúc cố định, các PLC này chỉ được cho các công việc đặc biệt nên không đòi hỏi tính linh hoạt cao

Các PLC đều có cấu trúc gồm: bộ nguồn, CPU, các Port I/O, các modules I/O đặc biệt v.v Để có được một bộ PLC hoàn chỉnh thì ta phải lắp ráp các modules này lại với nhau Việc kết nối này thực hiện khá đơn giản và cho phép thay thế dễ dàng

Họ CPM2A có rất nhiều loại Ta có thể tóm tắt trong bảng sau:

I/O Nguồn cung cấp

CPM2A-30CDT-D CPM2A-30CDT1-D CPM2A-40CDT-D CPM2A-40CDT1-D CPM2A-60CDT-D CPM2A-60CDT1-D

20 (ngõ

ra ở mức thấp)

20 (ngõ

ra ở mức cao)

30 (ngõ

ra ở mức thấp)

30 (ngõ

ra ở mức cao)

40 (ngõ

ra ở mức cao)

40 (ngõ

ra ở mức cao)

60 (ngõ

ra ở mức cao)

60 (ngõ

ra ở mức cao)

Bảng 2.1 Họ PLC CPM2A

2.1.2> Cấu Hình Tổng Quát :

Các PLC Omron ngày nay đều có cấu hình dạng module PLC bao gồm nhiều module, mỗi module thực hiện một chức năng khác nhau Việc liên kết, thông tin giữa các module được thực hiện thông qua cáp truyền thông

Các Rack và các Slot cũng như các loại cáp truyền thông đều đảm bảo cung cấp cả nguồn điện hoạt động cho mạch bên trong (Inteanal Circuit) của các module

Nhờ có cấu hình dạng module nên PLC dễ lắp đặt, vận chuyển và thích hợp cho hệ thống sản xuất trong công nghiệp và ta có thể lắp đặt các module ở gần thiết bị cần điều khiển trong khi CPU chính thì được lắp đặt ở xa vẫn có thể điều khiển thiết bị một cách chính xác

Sau đây là một số loại module nguồn kiểu C 200H với các cấp điện áp khác nhau:

Kiểu Điện áp cung cấp

2.1.4> Các Thành Phần Của CPU (Central Processing Unit)

Cấu tạo chung của 1 bộ CPU gồm những phần như sau:

1 - Nguồn cung cấp: tuỳ theo loại CPU mà ta dùng nguồn AC từ 100V-240V hoặc nguồn DC 24V

2 - Chân nối đất bảo vệ (đối với loại CPU dùng nguồn AC): để bảo vệ an toàn cho người sử dụng

3 - Nguồn cung cấp cho ngõ vào : đây là nguồn 24V DC được dùng để cung cấp điện áp cho các thiết bị đầu vào (đối với loại CPU dùng nguồn AC )

4 - Các ngõ vào : để liên kết CPU với các thiết bị ngõ vào

5 - Các ngõ ra : để liên kết CPU với các thiết bị ngõ ra

6 - Các đèn báo chế độ làm việc của CPU : các đèn báo này cho chúng ta biết chế độ làm việc hiện hành của PLC

7 - Đèn báo trạng thái ngõ vào : khi 1 trong các ngõ vào ở trạng thái ON thì đèn báo tương ứng sẽ sáng

H U

8 - Đèn báo trạng thái ngõ ra: các đèn báo trạng thái ngõ vào sẽ sáng khi các ngõ ra ở trạng thái ON

9 - Cổng điều khiển tín hiệu Analog: được sử dụng khi tín hiệu vào hoặc ra là tín hiệu Analog, được lưu giữ vào vùng nhớ IR250 và IR251

10- Cổng giao tiếp với thiết bị ngoại vi : liên kết PLC với thiết bị lập trình: Máy tính chủ, thiết bị lập trình cầm tay v.v

11 - Cổng giao tiếp RS-232C : liên kết PLC với thiết bị lập trình (ngoại trừ thiết bị lập trình cầm tay và máy tính chủ)

12- Communication Switch : là công tắc , chọn để sử dụng một trong hai cổng Peripheral hoẵc cổng RS-232C để liên kết với thiết bị lập trình

Dữ liệu không được chuyển vào CPU thông qua cổng Peripheral hoặc cổng RS-232C

 CPU có 3 loại bộ nhớ :

 RAM (Ramdomize Access Memory) :

Bộ nhớ này dùng để lưu trữ chương trình, có thể nạp hay xóa bỏ nội dung của Ram bất cứ lúc nào Tuy nhiên, nội dung của Ram có thể bị xóa nếu không có nguồn điện nuôi (khi ta ngắt nguồn điện cung cấp cho PLC) Để tránh tình trạng này, để chương trình vẫn còn trong Ram khi tắt nguồn điện PLC, nhà sản xuất thiết kế bên trong CPU một nơi chứa pin làm nuồn điện nuôi cho Ram

 MC (Memory Cassette) :

Một chương trình thông thường có thể được lưu trữ trong Ram mà không cần lắp thêm Memory Cassette Tuy nhiên, khi cần mở rộng thêm bộ nhớ cho những ứng dụng lớn hơn Có thể sử dụng thêm Memory Cassette Memory Casstte là loại EPROM (Erasera Programable Read only Memory), hoặc EEPROM (Electrical Eraserable Program Rom) có dung lượng khoảng 16 Kwords Memory cassette là bộ nhớ có thể đọc và viết, và nội dung của nó không bị mất khi không có nguồn điện nuôi Tuy nhiên cần phải nạp dữ liệu vào memory cassette bằng một bộ nạp Prom trước khi lắp vào CPU Đây là bộ nhớ chương trình, dữ liệu xuất nhập của PLC (I/ O data) không thể được lưu trong Memory Cassette

 ROM :

Bộ nhớ này lưu trữ các lệnh điều hành PLC cũng như cách thực hiện khi các lệnh của chương trình theo mã lệnh Bộ nhớ này được chế tạo bởi nhà sản xuất, nội dung của nó chỉ có thể được đọc chứ không được viết Nội dung của bộ nhớ này không bị mất khi nguồn điện PLC

Việc cung xuất bộ nhớ PLC được thực hiện thông qua cung xuất địa chỉ Khi ta viết chương trình mỗi lệnh có một địa chỉ riêng biệt trong bộ nhớ Khi thực thi chương trình, CPU sẽ truy xuất địa chỉ các lệnh trong bộ nhớ chương trình và thực hiện chúng theo thứ tự

H U

2.1.5> Các Rack Và Slot:

Địa chỉ các từ (words) xuất nhập (I/O words) được chỉ định theo vị trí các các module I/O được gắn trên Rack các module I/O được gắn vào các Slot trên Rack mỗi Slot có một vị trí xác định và vị trí của slot sẽ tương ứng với địa chỉ I/O words của module I/O được gắn vào slot đó Để CPU có thể nhận ra địa chỉ I/O words của các module I/O người sử dụng phải tạo bảng xuất nhập (I/O table) Khi I/O table được tạo ra, địa chỉ I/O word của module I/O gắn trên Slot tương ứng sẽ hiện lên trên I/O table

 Có 3 loại Rack :

 CPU rack :

Dùng để gắn CPU, I/O module và các module đặc biệt khác CPU Rack có thể được dùng riêng sẽ được kết nối với các rack khác để tăng thêm các I/O point cho PLC Có nhiều loại CPU Rack với slot khác nhau 3Slot, 5slot, 8Slot, 10Slotv.v

 Expansion Rack :

Đây có thể xem như là phần mở rộng của PLC, nó cung cấp thêm các Slot cho cácmodule được gắn trên nó Expansion Rack cũng có thể được cấp nguồn từ PLC và truyền thông với PLC thông qua bộ kết nối (connector) trên mặt lưng (Back Plane) của PLC

 Slave Rack :

Chỉ được dùng để gắn I/O Unit và Special I/O Units mà thôi

Khi đươc gắn thêm các module điều khiển khác tương ứng với từng loại Rack, khả năng

điều khiển của PLC được mở rộng

2.2> CÁC KIỂU LIÊN KẾT TRUYỀN THÔNG CỦA PLC:

2.2.1> Truyền Thông Liên Kết Chủ :

Là mối liên kết “Chủ – tớ” giữa máy tính chủ hoặc thiết bị lập trình cầm tay với PLC Sử dụng để đọc / ghi dữ liệu từ thiết bị lập trình vào PLC

• Truyền thông liên kết chủ 1-1:

Thực hiện việc liên kết 1-1 giữa CPM2A CPU với máy tính tương thích, máy tính IBM PC/AT hoặc màn điều khiển PT thông qua cổng Peripheral hoặc cổng RS-232C

• Truyền thông liên kết chủ 1-N:

Kiểu liên kết này cho phép kết nối 1 máy tính chủ hoặc PT với 32 bộ điều khiển lập trình

PC, được thực hiện bằng cách dùng bộ nối tương thích (Adaptor) RS-232C hoặc RS442

2.2.2>Kiểu Liên Lạc Compobus I/O Link:

Là kiểu liên lạc giữa PC và các modul CompoBus I/O Một CPM2A có thể liên kết với tối đa

32 modul CompoBus I/O

2 Bộ nối kết: Bộ nối kết đến Peripheral Port của CPU

3 Port RS232C: Kết nối đến máy tính chu ûhoặc màn hình điều khiển hoặc các thiết bị ngoại vi khác

• Adapter RS-422:

1- Termination Resistance Switch: Đặt chế độ kết nối

2- Đầu nối: Kết nối đến Peripheral Port của CPU

3- RS-422 Port: nối đến mạng liên kết chủ

H U

CHƯƠNG III

CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT

3.1> CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PLC HỌ CPM2A:

Mỗi họ PLC có các thông số kỹ thuật cụ thể Các thông số kỹ thuật này được nhà chế tạo cung cấp Sau đây là các thông số kỹ thuật của họ CPM2A:

Mục 20 ngõ

vào ra

30 ngõ vào ra

40 ngõ vào ra

60 ngõ vào ra

Điệ

n áp

cun

g cấp

hoạ

t độn

u thụ

Loại

Loại

n

24 VDC

Tụ ngõ

ra cấp nguồ

n

300 mAL: chỉ dùng để cấp nguồn cho ngõ vào

Điện trở cách

điện 20 MΩ (ở 500 VDC) giữa các thiết bị đầu cuối AC và thiết bị đầu cuối nối đất bảo vệ Khả năng

chống nhiễu Theo tiêu chuẩn Châu Aâu IEC6100-4-4;

Điện trở dao

động 10 đến 57 Hz, biên độ 0.075-mm, 57 đến150 Hz, tốc độ đạt được 9.8m/s2 ở các hướng X, Y, Z, mỗi

hướng được 80 phút Điện trở sốc 147m/s2 , 3 lần mỗi lần ở các hướng X, Y và Z

Nhiệt độ môi

O – 25OC

Lưu trữ : - 25O – 75OC Độ ẩm môi

M3

Loại AC: thấp nhất là 10ms Loại DC: thấp nhất là 2ms

Trọ

ng lượ

ng CP

Loại 20 ngõ vào ra: 300 g max Loại có 8 ngõ ra : 250 g max Loại có 8 ngõ vào : 200 g max Trọng lượng

của khối mở rộng

Modul mở rộng Analog: 150 g max Modul cảm biến nhiệt : 250 g max modul mở rộng CompBus/S: 200 g max Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của họ CPM2A

• Các đặc tính kỹ thuật:

Phương pháp điều khiển Phương pháp lập trình được lưu trữ

Phương pháp điều khiển

I/O Kết hợp quét tuần hoàn và làm tươi tức thời các phương pháp xử lý

Ngôn ngữ lập trình Sơ đồ bậc thang

Độ dài lệnh 1 bước/lệnh: từ 1 đến 5 words/lệnh

Các loại lệnh Các lệnh cơ bản: 14

Các lệnh đặc biệt: 105 loại, 185 lệnh Thời gian thực hiện

lệnh Các lệnh cơ bản: 0.64 µs Các lệnh đặc biệt: 7.8 µs (lênh MOV) (lệnh LD)

Dung lượng của chương 4,096 words

40 tiếp điểm

60 tiếp điểm

Có modul I/O mở rộng Tối đa 80 tiếp điểm Tối đa 90 tiếp điểm Tối đa 100 tiếp điểm Tối đa 120 tiếp

điểm Các bit ngõ vào IR 00000 đến IR 00915

Các bit ngõ ra IR 01000 đến IR 01915

Các bit làm việc (Work

bits) 928 bits : IR 02000 đến IR 04915 và IR 20000 đến IR22715

Các bit Special (vùng

Các bit Holding (vùng

nhớ HR) 320 bits: HR 0000 đến HR 1915 (Words HR00 đến HR19)

Các bit Auxiliary (vùng

nhớ AR) 384 bits: AR 0000 đến AR 2315 (Words AR00 đến AR23)

Các bit Link ( vùng nhớ

Timers/Count0ers 256 Timers/Counters (TIM/CNT 000 đến TIM/CNT 255)

Các Timer 1ms: TMHH ( ) Các Timer 10ms: TIMH(15) Các Timer 100ms: TIM Các Timer 1s/10s: TIML ( ) Các bộ đếm xuống: CNT Các bộ đếm lên-xuống: CNTR(12) Bộ nhớ dữ liệu Read/Write: 2,048 words (DM 0000 đến DM 2047)

Read-only: 456 words (DM 6144 đến DM 6599)

PC Serup:56 words ( DM 6600 đến DM 6655) Xử lý ngắt 4 tiếp điểm thời gian đáp ứng

Bộ đếm tốc độ cao Một bộ đếm tốc độ cao: 20 kHz cho một pha hoặc 5kHz

cho hai pha (dùng phương pháp đếm tuyến tính)

Bộ điều khiển Analog Hai đường điều khiển, phạm vi điều chỉnh 0 đến 200V

H U

Bảo vệ bộ nhớ Các nội dung trong vùng nhớ dữ liệu HR, AR và các giá

trị bộ đếm được duy trì trong suốt thời gian ngắt nguồn Nguồn nuôi bộ nhớ Flash memory: nuôi chương trình, vùng nhớ chỉ đọc DM

Các chức năng tự chuẩn

đoán Hỏng CPU timer kiểm tra tuần tự, lỗi bus vào ra và hỏng bộ nhớ

Kiểm tra chương trình Lệnh NO END các lỗi lập trình ( tiếp tục kiểm tra sự hoạt

động Các ngõ vào đáp ứng

nhanh Cũng như ngõ vào ngắt bên ngoài (độ rộng xung nhỏ nhất 0,2ms)

Hằng số thời gian ngõ

vào Có thể đặt từ 1ms,2ms, 4ms, 8ms, 16ms, 32ms, 64ms, hoặc 128ms

Bảng 3.2: Các đặc tính kỹ thuật của CPM2A

• Các thông số kỹ thuật của bộ truyền dẫn RS232C:

Chức năng Chuyển đổi dạng CMOS (phía CPU của PLC) và

RS232C (phía máy tính cá nhân) Cách điện RS232C được cách li bởi một bộ chuyển đổi

Nguồn cung cấp Nguồn được cung cấp từ CPU của PLC

Mức năng lượng sử

dụng

Lớn nhất là 0.3A

Tỷ lệ baud Lớn nhất 3,8400bps

Điện trở dao động 10-75 Hz: biên độ 0.075mm

75-150Hz: tốc độ đạt được 9.8m/s2 ở mỗi hướng X, Y, Z

H U

được 80 phút

Điện trở sốc 147m/s2 mỗi một trong ba lần ở các hướng X, Y, Z

Nhiệt độ môi trường Hoạt động: 0 – 550C

Lưu trữ: -20 đến 750C Độ ẩm 10% - 90% (không có hơi nước ngưng tụ)

Trọng lượng Lớn nhất 200g

Bảng 3.3: Các thông số kỹ thuật của bộ truyền dẫn RS232C

H U

CHƯƠNG V :

LẬP TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM SYSWIN

5,1 GIỚI THIỆU VỀ SYSWIN:

SYSWIN là một phần mềm lập trình cho PLC của OMRON chạy trong hệ điều hành Windows với những tính năng linh hoạt, đồ họa trực quan và dễ sử dụng Chương trình này cho phép lập trình cho PLC bằng ngôn ngữ bậc thang (Ladder diagram) hoặc dòng lệnh (Statement List) với rất nhiều tính năng và công cụ phụ trợ khác Để cài đặt và chạy phần mềm này cần bảo đảm máy tính phải có cấu hình tối thiểu như sau:

 Windows 3.1 / 3.11, Window 95 hoặc Window 98

 CPU 486 DX50 trở lên

 Tối thiểu 8MB trong bộ nhớ

 Có 10 MB đĩa cứng trống

 Có cổng COM còn trống

5.1 CÀI ĐẶT SYSWIN

Để cài đặt SYSWIN, cần bảo đảm đã có hệ điều hành Windows 3.1, 3.11 hoặc Windows 95/98 trên máy tính và máy đã khởi động

Từ menu Start của hệ điều hành, chọn Run

Đưa đĩa cài đặt SYSWIN số 1 vào ổ A: và gõ dòng sau ở ô trống Open của mục Run :

a:\setup.exe rồi bấm Enter hoặc dùng chuột click nút OK

Để khởi động SYSWIN sau khi đã cài đặt xong, bấm nút Start, chọn mục folder SYSWIN x.x của menu “Programs” và bấm vào mục SYSWINx.x trong folder này (trong đó x.x là phiên bản (version) được cài đặt của phần mềm này)

5.2 LẬP CHƯƠNG TRÌNH VỚI SYSWIN

1 Chọn folder nơi lưu SYSWIN và khởi động chương trình

2 Từ menu File, chọn New project để tạo chương trình mới

PLC Type Loại PLC đang được dùng CPM1(A)

trình được sử dụng Ladder Project Type Công việc sắp thực hiện Program

Interface Giao diện truyền tin giữa

PLC với máy tính Serial communication Bridge Option Lựa chọn cầu nối truyền

Modem Option Lựa chọn kết nối trực tiếp

hay thông qua modem Local Coding Option Lựa chọn mã hoá trên

Sau khi đánh dấu chọn vào các mục như trên, bấm enter hoặc dùng chuột bấm (click) nút

OK trên màn hình để kết thúc việc thiết lập cấu hình cơ bản của hệ thống và bắt đầu lập trình

3 Chương trình sẽ có 2 Network

Network 1: là phần thân chương trình

Network 2 : là lệnh END

H U

Tiếp theo ta sẽ nhập vào các tiếp điểm và cuộn dây của chương trình

4 Bấm vào biểu tượng tiếp điểm thường hở trên thanh Drawing Tool Con trỏ chuột bây giờ được đổi thành biểu tượng tiếp điểm Định vị trí tiếp điểm trên sơ đồ

bậc thang bằng cách di chuyển con trỏ chuột đến vị trí mong muốn và nhấn phím trái chuột Trên

màn hình sẽ hiện ra hộp thoại “contact” yêu cầu nhập vào địa chỉ dùng với tiếp điểm này

5 Nhập vào địa chỉ của tiếp điểm là 000.00 ở ô Address, bấm OK để hoàn tất

Các nút chức

7 Sau khi nhập địa chỉ 00001 xong và bấm Enter, màn hình sẽ hiện ra như hình dưới:

H U

11 Gõ vào ô Address địa chỉ 010.00 và nhấn OK

12 Tiếp theo nối tiếp điểmvừa tạo với tiếp điểm nằm trên bằng cách chọn

công cụ rồi nhấn chuột vào vị trí nằm giữa 2 dòng hoặc nhấn

Để xóa tiếp điểm CH000.01, nhấn con trỏ chuột ở tiếp điểm này (hoặc dùng

bàn phím di chuyển ô chọn đến tiếp điểm), nhấn

(hoặc từ menu Edit chọn Delete) Nếu muốn phục hồi lại lệnh vừa bị xóa, chọn Undo từ menu này

F5

DEL

H U

phía dưới Network hiện hành nên ta sẽ chọn “BELOW Current Network” và nhấn OK

Khi đó một dòng trống sẽ được tạo ra bên dưới Network hiện hành như hình dưới

Network mới này là lệnh END (01) Đặt con trỏ vào vị trí ô đầu tiên của Network, sau đó bấm phím F8 để chèn lệnh Function vào ô trống đó Để chọn lệnh cần thiết, có thể đánh mã lệnh (ở đây là 01), đánh tên lệnh hoặc lựa Function từ 1 danh sách có sẵn bằng cách nhấp vào nút

Select Ngoài ra có thể tham khảothêm về lệnh bằng cách nhấp đúp vào nút Reference

H U

Gõ END vào ô Function rồi nhấn OK để kết thúc

Chương trình hoàn chỉnh ta vừa nhập có dạng dưới đây:

H U

5.3 ĐẶT TÊN KÝ HIỆU MÔ TẢ ( SYMBOL) CHO CÁC ĐỊA CHỈ:

Để đặt tên ký hiệu mô tả cho các địa chỉ, trước tiên di chuyển ô chọn đến địa chỉ cần đặt tên, ô Adr ở cuối màn hình sẽ hiển thị địa chỉ hiện hành Sau đó bấm vào ô Sym và đánh vào một tên cho địa chỉ này Phần mô tả địa chỉ có thể đánh vào ô Com Lưu tên vừa đặt bằng cách bấm nút

5.5 NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO PLC (DOWNLOAD PROGRAM TO PLC)

Nối máy tính PC với PLC qua bộ chuyển đổi và cáp RS232C Đầu cắm của bộ chuyển đổi sẽ nối vào cổng Peripheral Port của PLC

Từ menu Online, chọn Connect để kết nối với PLC

Sau khi máy tính đã được kết nối với PLC, đèn COMM trên PLC sẽ nhấp nháy và các mục khác trên menu này trở thành màu đen (được phép lựa)

H U

Cũng từ menu Online, chọn Download rogram, một hộp thoại sau đây hiện ra hỏi ta có muốn xóa

bộ nhớ chương trình trong PLC không (Clear Program Memory) trước khi nạp Nên lựa tùy chọn này để tránh các vấn đề có thể xảy ra Bấm OK để nạp chương trình vào PLC

Khi việc nạp hoàn tất, bấm nút OK ở hộp thoại sau để tiếp tục:

Online menu

H U

Chú ý :Không thực hiện việc Download vào PLC nếu PLC đang ở chế độ RUN

5.6 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH ( RUN)

Chuyển PLC sang chế độ RUN hoặc MONITOR bằng nút PLC Mode

Chuyển từ STOP/PRG Mode sang Monitor Mode rồi bấm OK

PLC sẽ chuyển sang chế độ Monitor Mode

Chú ý: Trong khi chương trình đang chạy có thể theo dõi cách hoạt động của chương trình bằng cách bấm vào nút Monitoring: