đồ án tốt nghiệp ''''điều khiển lập trình bằng plc''''

LU N VĂNẬ LU N VĂNẬ Đi u khi n l p trình b ng PLCề ể ậ ằ Đi u khi n l p trình b ng PLCề ể ậ ằ MỤC LỤC Chương I. GIỚI THIÊU CHUNG VỀ “ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH BẰNG PLC ” 1.1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC. 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC- S7-200 CỦA SIEMEN 1.2.1Ðặc trưng thông số 1.2.2 Ðặc điểm ngỏ vào 1.2.3 Cấu trúc bộ nhớ Chương III. TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC CỦA S7-200 3.1 Tập lệnh PLC S7-200 Chương IV: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 4.1 Cảm biến quang 4.2 Encoder Chương V. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CAO THẤP 5.1 Phân tích yêu cầu công nghệ và lựa chọn thiết bị điều khiển 5.2 Địa chỉ các biến vào ra 5.3 Viết chương trình điều khiển ( Dùng ngôn ngữ LaDer) Chương VI CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PHÂN MÊM MÔ PHỎNG SIMULATOR CỦA SIEMEN 6.1. Các bước chạy bằng phần mềm mô phỏng. 6.2. Kết nối và vận hành thử. Chương VII : KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1. Kết luận. 7.2 Kiến nghị. Tài liệu tham khảo✿ LỜI MỞ ĐẦU • Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…). Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. • Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các Công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động. Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua bài tập của đồ án môn học tôi sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào sản xuất phân loại sản phẩm theo chiều cao bằng bốn băng tải của công ty,xí nghiệp sản xuất. Trong thực tế lập trình PLC có thể được sử dụng nhiều hãng phần mềm sản xuất như là hãng Siemens-Đức, omron-Nhật bản, Goldstar-Hàn Quốc,… tuỳ thuộc vào đối tác, tiềm lực của Công ty, xí nghiệp để sử dụng công nghệ của hãng. • Trên đây là một phần nhỏ về chương trình điều khiển viết cho hệ thống điều khiển phân loại sản phẩm theo chiều cao. Trong quá trình thực hiện chương trình còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này đang rất ít,và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề như phần cơ trong dây chuyền. Mặc dù rất cố gắng nhưng khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo, các quý bạn đọc cũng như các bạn đồng nghiệp để đồ án này được hoàn thiện hơn. • Sinh viên • Chương I: GIỚI THIÊU CHUNG VỀ “ ĐIỀU KHIỂN LẬP • TRÌNH BẰNG PLC” • 1.1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC. • PLC viết tắt của Program Mable Logic Controller là thiết bị điều khiển logic khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu: • - Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học. • - Gọn nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản. • - Dung lượng bộ nhớ lớn, có thể chứa được những chương trình phức tạp. • - Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. • - Giao tiếp với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các modul mở rộng. • - Giá cả phù hợp. • Bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trển việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. PLC còn thực hiện các tác vụ định thì và đếm làm tăng khả năng điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và đưa ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. • Cơ sở của việc sử dụng PLC: Trong công nghiệp trước đây, các hệ thống điều khiển số thường được cấu tạo trên cơ sở các rơle và các mạch logic điện tử kết nối với nhau theo nguyên lý làm việc của hệ thống. Điều đó có nghĩa là: Quan hệ giữa các biến vào và các biến ra tuân theo một hàm số, mà hàm số này chính được xác định bởi luật kết nối giữa các phần tử logic. • (y1, y2, yn ) = f (x1, x2, xn ) • Như vậy đối với mục đích điều khiển xác định thì hàm f cố định. Đối với các hệ thống làm việc đơn giản và làm việc độc lập thì việc sử dụng các phần tử có sẵn liên kết cứng với nhau có nhiều ưu điểm về giá thành. Tuy nhiên trong các hệ thống điều khiển phức tạp nhiều chức năng thì những cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhược điểm như: • - Hệ thống cồng kềnh, đầu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy kém. • - Trường hợp cần thay đổi chức năng của hệ thống hoặc sửa chữa các hư hỏng thì phải dừng cả hệ thống để đấu nối • Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm: • - Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây. • - Tính mềm dẻo cao trong hệ thống. • - Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ caoKhối vi xử lý trun tâm • + Hệ điều hànhBộ đếm vào-raBộ định thờiBộ đếmBit cơCổng vào ra • OnboardQuản lý ghép nốiBus của PLC • - Bộ nhớ vào ra: Cổng ngắt và đếm tốc độ cao Khối vi xử lý trun tâm + Hệ điều hành Bộ đếm vào-ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC • Hình 1: Nguyên lý chung về cấu trúc của bộ PLC • Trạng thái tín hiệu vào được nhận biết và chứa trong bộ nhớ, nơi PLC thực hiện các lệnh logic được lập trình để xử lý các tín hiệu vào máy và tạo ra các tín hiệu ra để điều khiển các thiết bị liên quan. • Cấu trúc PLC bao gồm: • Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối. Cũng có một số hạng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chọn cấu hình PLC cho phù hợp mà ít tốn kém nhất, đồng thời đáp ứng được yêu cầu ứng dụng. Một bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộ PLC bao giờ cũng có các khối sau: Nguồn cung cấp Nhớ chương trình Mô đun nhập dữ liệu Mô đun xuất dữ liệu + - [...]... trúc chương trình: • Chýõng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chýõng trình chính (main program) sau ðó ðến các chýõng trình con và các chýõng trình xử lý ngắt • Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND) • Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình, nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc MEND • Các chương trình con được... thành một nhóm ngay sau chương trình chính, sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính • Main program MEND SBR (n) {n=0 - 255} chương trình con RET INT (n){n=0 - 255} chương trình xử lý ngắt RETI Thực... phép PLC thực hiện chýõng trình PLC sẽ dừng chýõng trình khi có sự cố TERM :cho phép máy lập trình quyết ðịnh chế ðộ hoạt ðộng PLC Cổng truyền thông Sử dụng cổng RS485 ðể ghép nối với máy tính hoặc thiết bị khác • Tốc ðộ truyền là 9600 bauds Ghép nối PLC và máy tính Sử dụng cáp PC/PPI chuyển đổi giữa RS232 và RS485 ♣ Chuyển đổi: • 2.1.4 Cấu trúc bộ nhớ • Bộ diều khiển lập trình S7-200 ðýợc chia thành... chương trình (lệnh MEND) Như vậy thời gian thực hiện chương trình sẽ phụ thuộc vào độ dài chương trình, độ phức tạp của các lệnh, và đặc tính kỹ thuật của từng loại CPU Chuyển dữ liệu từ đầu ra Q tới cổng ra Truyền thông và kiểm tra bộ nhớ Chuyển dữ liệu từ đầu cổng vào tới đầu vào I Thực hiện chương trình • Hình 3: Chu kỳ thực hiện vòng quét của CPU trong bộ PLC • Trong quá trình thực hiện chương trình. .. chýõng trìnhChýõng trìnhChýõng trìnhVùng tham sốTham sốTham sốVùng dữ liệuDữ liệuDữ liệuVùng ðối týợngEEPROMBộ nhớ ngoài • Hình 2.3: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200 • * Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình vùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được • * Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các tham số như: Từ khoá, địa chỉ trạm….cũng giống như vùng chương trình thuộc... chương trình Nó được xoá bằng tia cực tím, sau khi nội dung cũ đã xoá thì người ta dùng một thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chương trình mới vào trong Rom Loại này rất phức tạp vì phải dùng thiết bị đắt tiền • + EEPROM (Electrically Erasable Programmble Read – Only Memory): • Bộ nhớ loại này cũng giống như bộ nhớ EPROM nhưng phương thức xoá nội dung chương trình đơn giản hơn Tức là nó được xoá bằng. .. chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi Những trường hợp cần thiết phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình Các PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng hoạt động bình thường của chương trình. .. chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan) Bắt đầu mỗi vòng quét là việc quét các tín hiệu vào Trong quá trình quét này trạng thái hiện thời của mỗi tín hiệu vào được chứa trong bảng ảnh Việc quét các đầu vào này rất nhanh, việc quét phụ thuộc vào các module vào, xung nhịp cũng như các đặc tính riêng của mỗi loại CPU thực hiện chương trình sử... I, Q, M, thích khi có dòng điều khiển đi SM, T, C qua (bit) n ─( I ) Cuộn dây đầu ra được kích thích tức n: Q (bit) thời khi có dòng điều khiển đi qua • Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm: • SET (S) • RESET (R) • Hai lệnh này dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế Trong LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hay ngắt các cuộn dây đầu ra Khi dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các...• • • • • • • Hình 2: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của bộ lập trình PLC Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là: Khối nguồn, khối vi xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra Thông thường các tín hiệu xuất nhập đầu ở dạng số (1- 0), còn nếu . thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu: • - Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học. • - Gọn nhẹ, dễ dàng. của đồ án môn học tôi sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào sản xuất phân loại sản phẩm theo chiều cao bằng bốn băng tải của công ty,xí nghiệp sản xuất. Trong thực tế lập trình. VỀ “ ĐIỀU KHIỂN LẬP • TRÌNH BẰNG PLC” • 1.1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC. • PLC viết tắt của Program Mable Logic Controller là thiết bị điều khiển logic khả trình, cho