Phân loại hệ thống điều khiển tự động Trang 4 Chương 1 1.1 Giới thiệu chung • PLC - Programmable Logic Controller – Bộ điều khiển logic khả trình.. Trang 5 Chương 1 1.2 Tự động hóa quá
ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ PLC Giảng viên : Vũ Minh Quang Đại học Thủy Lợi Tài liệu tham khảo: Programmable Logic Controller An Emphasis on Design and Application Kelvn T Erickson- Missouri Điều khiển Logic lập trình thiết kế ứng dụng- ĐHTL Bài giảng 2020- ĐHTL ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ PLC Chương Giới thiệu chung PLC Chương Ngơn ngữ lập trình bậc thang Chương Tổ chức nhớ định địa Chương Module vào/ra cách cài đặt Chương Bộ định thời đếm Chương Lập trình Chương Các phép so sánh tính toán số học Chương Các hàm khác sơ đồ logic dạng bậc thang Chương Thực biểu đồ chức khác Chương – Giới thiệu chung PLC Giới thiệu chung Tự động hóa q trình sản xuất Phân loại hệ thống điều khiển tự động Lịch sử hình thành phát triển PLC PLC cạnh tranh với công nghệ khác Cấu trúc PLC Chương 1.1 Giới thiệu chung • PLC - Programmable Logic Controller – Bộ điều khiển logic khả trình • PLC dần thay công nghệ khác ứng dụng rộng rãi lĩnh vực điều khiển tự động Chương 1.2 Tự động hóa q trình sản xuất Cảm biến vào Bộ điều khiển logic khả trình Tín hiệu đo Tín hiệu điều khiển Chấp hành Đối tượng Hình 1.1 Hệ thống điều khiển tự động Thành phần bản: Cảm biến: Có nhiệm vụ chuyển đổi đại lượng vật lý sang đại lượng điện Bộ điều khiển khả trình: Có nhiệm vụ đọc đại lượng điện, tính tốn đưa tín hiệu điều khiển Cơ cấu chấp hành: Có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành tín hiệu vật lý điều khiển q trình sản xuất • Ưu điểm: – Cải thiện chất lượng hạ giá thành sản phẩm – Tối ưu hóa hiệu suất làm việc hệ thống – Giảm tải người vận hành cơng việc có tính chất lặp lại Chương 1.3 Phân loại hệ thống điều khiển tự động Phân loại theo cảm biến cấu chấp hành: Số: cảm biến cấu chấp hành thiết bị số Tương tự: cảm biến cấu chấp hành thiết bị tương tự Lá chắn thơng gió Bộ điều khiển logic khả trình Van chấp hành đóng/mở Cảm biến trạng thái Van điện từ Bộ điều khiển Cảm biến lưu lượng khí Hình 1.2 Hệ thống điều khiển tự động HVAC Chương 1.3 Phân loại hệ thống điều khiển tự động Phân loại theo đối tượng điều khiển: Quá trình liên tục: Đầu hệ thống điều khiển cách liên tục Trong hệ thống, trạng thái đầu mong muốn tồn không phụ thuộc vào thời gian vận hành hệ thống (ISA, 1995) Ngành công nghiệp hóa chất thuộc loại hệ thống điều khiển q trình liên tục Điều khiển trình gián đoạn Áp suất nén Thép khối dày Thép mỏng Tốc độ cao Tốc độ chậm Trục cán Hình 1.3 Hệ thống cán thép liên tục Chương 1.3 Phân loại hệ thống điều khiển tự động Phân loại theo đối tượng điều khiển: Quá trình điều khiển theo mẻ: số lượng nguyên liệu đầu vào trình phụ thuộc vào số lượng sản phẩm đầu hệ thống thơng qua hay nhiều thiết bị q trình Hóa chất A Hóa chất B Bơm Bơm Bể chứa Bể chứa Gia nhiệt Bơm Bơm Bơm Động khuấy Bể chứa Bơm Lò phản ứng Bể chứa Bể chứa sản phẩm Hình 1.4 Hệ thống điều khiển theo mẻ Chương 1.3 Phân loại hệ thống điều khiển tự động Phân loại theo đối tượng điều khiển: Quá trình điều khiển phần riêng biệt: đầu điều khiển hệ thống có tích lũy số lượng phụ thuộc vào phần trình hệ thống số lượng xác định nhất, trì với thiết bị hệ thống (ISA, 1995) Nạp sản phẩm vào Băng tải Hộp bìa Cơ cấu chặn Cơ cấu đưa sản phẩm tới Băng tải vào Cơ cấu đẩy sản phẩm vào hộp Hình 1.6 Hệ thống đóng gói sản phẩm Cơ cấu chặn Chương 1.4 Lịch sử hình thành phát triển PLC Lịch sử phát triển PLC Năm 1968 điều khiển lập trình đời cơng ty Gereral Motor Năm 1969 lập trình cầm tay đời Lúc PLC chủ yếu thay mạch Relay đơn điều khiển logic 1975 tới PLC phát triển mạnh ứng dụng tất ngành công nghiệp Ngày PLC có khả quản lý hàng trăm ngàn đầu vào số hàng chục ngàn đầu vào tương tự Bộ nhớ chương trình đạt 64MB Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.2 GE Fanuc Mục lục Chương Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.2 GE Fanuc • • Nhánh hình 9.14 xử lý trình khởi động lần Trong nhánh 2, điều kiện chuyển tiếp ghép song song cho phép thực dịch trái ghi dịch Mục lục Chương Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.2 GE Fanuc • Các nhánh 3và thực điều khiển ghi dịch Đầu Src_Bit nhánh bit dịch vào vị trí ghi dịch (tương ứng với bước 1) Mục lục Chương Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.3 Ví dụ • Ví dụ 9.2 – Hệ thống điều khiển xoay vị trí sản phẩm Thực biểu đồ chức dùng đếm cho hệ thống điều khiển xoay vị trí sản phẩm ví dụ 6.4 – Lưu ý phần định thời sử dụng nhánh mô tả điều kiện chuyển tiếp Mục lục Chương Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.3 Ví dụ • Ví dụ 9.2 Mục lục Chương Chương 9.3 • 9.3.3 Ví dụ • Ví dụ 9.2 Mục lục Chương Chương 9.3 Cấu trúc dùng ghi dịch • 9.3.3 Ví dụ • Ví dụ 9.2 • Trong nhánh 19, Bit RStep_4 dùng để xóa ghi dịch Mục lục Chương Chương 9.4 Khối chức • 9.4.1 Khối chức DRUM S7-300/400 • Đầu vào khối chức DRUM: – – – – – • RESET – Khởi tạo lại Tích cực cần khởi tạo lại JOG – Jog Sườn dương, khối chức chuyển sang bước DRUM_EN – Cho phép thực khối chức Drum Khi tích cực, bước LST_STEP – Bước cuối Số thứ tự bước cuối (BYTE) EVENi – Sự kiện ứng với bước thứ i Khi tích cực thời điểm cuối chu kì, drum chuyển sang bước Đầu khối chức DRUM mô tả sau: – OUTi – Bit đầu bước 16 bit tương ứng trạng thái bước thực dựa vào mặt nạ (S_MASK) điều khiển trực tiếp đầu – Q – Bước cuối Đầu tích cực drum thực bước cuối (LST_STEP) – OUT_WORD – 16 đầu tương ứng liệu kiểu WORD – ERR_CODE – Mã lỗi Nếu có giá trị khác khơng, mã thể lỗi thực thi khối chức Mục lục Chương Chương 9.4 Khối chức • 9.4.1 Khối chức DRUM S7-300/400 Mục lục Chương Chương 9.4 Khối chức • 9.4.2 Khối chức DRUM GE Fanuc • Khối chức DRUM với đầu vào: – S – Bước Sườn dương, khối chức chuyển sang bước – R – Khởi tạo lại – PTN – Chuỗi mẫu (chuỗi WORD) Mỗi mẫu chuỗi thể đầu bước Mẫu dành cho bước – DT – Chuỗi thời gian thực bước Mỗi phần tử qui định thời gian thực bước tương ứng với đơn vị 0.1 second – FTT – Chuỗi thời gian kiểm lỗi Mục lục Chương Chương 9.4 Khối chức • 9.4.2 Khối chức DRUM GE Fanuc • Đầu khối chức DRUM mô tả sau: – Q – Đầu thể trạng thái bước Mẫu 16 bit bước chuyển tới liệu WORD – DRC – Cuộn hút Drum Có trạng thái tích cực đầu vào tích cực thứ tự bước khác với thứ tự bước định trước – TFT – Đầu thời gian kiểm lỗi – FF – Thể bit trạng thái cấu trúc Mỗi bit chuỗi bit thể bước thực Bit thể bước thực Mục lục Chương Chương 9.4 Khối chức • 9.4.2 Khối chức DRUM GE Fanuc Mục lục Chương Chương 9.5 Thực khơng cấu trúc • Thơng thường người lập trình gặp phải sơ đồ logic dạng bậc thang không tổ chức theo cấu trúc với phương pháp trình bày sách • Sơ đồ thường khơng tổ chức khó theo dõi Nhược điểm quan trọng phương pháp thường nhiều thời gian để thiết kế, lập trình kiểm lỗi thay đổi chương trình sau • Với hệ thống tuần tự, dễ dàng thiết kế sử dụng phương pháp biểu đồ chức khó thực với phương pháp không cấu trúc Mục lục Chương