thiết kế và chế tạo module huấn luyện tự động hóa

Việc học tập các môn học trong chương trình ngành điện công nghiệp như: Thủy lực – khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, module sản xuất, hệ thống điều khiển quá trình … còn... Nhóm thực hiện

để hoàn thành tốt nghiên cứu khoa học

 Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.S Trần Bích Sơn đã giúp đỡ và động viên khích lệ chúng em trong suốt quá trình thực hiện công trình nghiên cứu khoa học

 Xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy, các nhân viên trong Khoa Cơ Điện – Điện tử trường ĐH Lạc Hồng và các bạn sinh viên đã tạo điều kiện, đóng góp ý kiến để chúng em sớm hoàn thành Báo cáo khoa học

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Trang

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2

1.4 TẦM QUAN TRỌNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI 2

1.5 MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 4

2.1 GIỚI THIỆU MODULE 4

2.1.1 TRẠM 1 (Distribution Station: Trạm phân phối) 5

2.1.2 TRẠM 2 (Trạm lắp ráp: Assembly Station) 5

2.2 CHỨC NĂNG – SƠ ĐỒ HOẠT ĐÔNG CỦA CÁC TRẠM TRONG MODULE 6

2.2.1 Trạm 1 – Trạm phân phối (Distribution station) 7

2.2.2 Trạm 2 – Trạm lắp ráp (Assembly station) 9

2.2.3 Hoạt động của Module 10

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 12

3.1 THIẾT KẾ CƠ KHÍ 12

3.1.1 TRẠM 1 – TRẠM PHÂN PHỐI 12

3.1.1.1 Thiết kế Xylanh tách phôi khỏi ngăn chứa 12

3.1.2 TRẠM 2 – TRẠM LẮP RÁP 15

3.2 THIẾT KẾ ĐIỆN – KHÍ NÉN VÀ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 19

3.2.1 SƠ LƯỢC VỀ PLC S7-300 CỦA SIEMENS 19

3.2.1.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình 19

3.2.1.2 Các module của PLC S7-300 20

3.2.1.3 Tổ chức bộ nhớ CPU 24

3.2.1.4 Vòng quét chương trình của PLC 26

3.2.1.5 Cấu trúc chương trình 28

3.2.1.5.1 Lập trình tuyến tính 28

3.2.1.5.2 Lập trình cấu trúc 28

3.2.1.5.3 Các khối OB đặc biệt 29

3.2.1.6 Ngôn ngữ lập trình 31

3.2.2 SƠ LƯỢC VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMENS 32

3.2.2.1 Giới thiệu PLC S7-200 32

3.2.2.2 Cấu trúc phần cứng của S7-200 35

3.2.2.2.1 Hình dạng và cấu trúc bên ngoài 35

3.2.2.2.2 Cấu trúc phần cứng 36

3.2.2.3 Cấu trúc bộ nhớ 38

3.2.2.3.1 Phân chia bộ nhớ 38

3.2.2.3.2 Vùng nhớ chương trình 38

3.2.2.3.3 Vùng nhớ dữ liệu 39

3.2.2.3.4 Vùng đối tượng 41

3.2.2.4 Kiểu dữ liệu 41

3.2.2.5 Thiết bị lập trình 41

3.2.2.5.2 Các khối sử dụng trong giao diện lập trình 43

32.2.5.2.1 Khối Programe Block 43

3.2.2.5.2.2 Khối Data Block 44

3.2.2.5.2.3 Khối Symbol Table 45

3.2.2.5.2.4 Khối Comunication 45

3.2.3 TRẠM I 47

3.2.3.1 Lựa chọn thiết bị 47

3.2.3.2 Thiết kế mạch điện điều khiển 49

2.3.3 Thiết kế mạch khí nén 50

3.2.3.4 Lập trình trạm 1 51

3.2.4 TRẠM 2 62

3.2.4.1 Lựa chọn thiết bị 62

3.2.4.2 Thiết kế mạch điều khiển 63

3.2.4.3 Thiết kế mạch khí nén 64

2.4.4 Lập trình trạm 2 65

CHƯƠNG IV: GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN SCADA 75

4.1 KHÁI NIỆM SCADA 75

4.2 Thiết lập SCADA cho MODULE 75

4.2.1 Giám sát Trạm I 76

4.2.2 Giám Sát Trạm II 87

KẾT LUẬN 97

Hướng Phát Triển Của Đề Tài 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2 1: Hệ thống MPS-205 của hãng Festo 4

Hình 2 2: Sơ đồ khối của hệ thống các trạm MPS 4

Hình 2 3: Trạm phân phối của trường ĐH Công nghiệp TP HCM 5

Hình 2 4: Trạm lắp ráp của hãng Festo 5

Hình 2 5: Mô hình thiết kế 3D 6

Hình 2 6: Mô hình thực tế 6

Hình 2 7: Mô hình trạm phân phối của đề tài 7

Hình 2 8: Sơ đồ hoạt động trạm 1 8

Hình 2 9: Trạm lắp ráp gồm 4 cụm cơ cấu chính như sau 9

Hình 3 1: Kích thước phôi dung trong Module 12

Hình 3 2: Hình dạng xylanh tách phôi dung trong hệ thống 12

Hình 3 3: Thiết kế xilanh tách phôi 13

Hình 3 4: Thiết kế ngăn chứa phôi 13

Hình 3 5: Thiết kế cụm chuyển phôi Trước khi lắp ráp 14

Hình 3 6: Hình chiếu tổng quan trạm 1 14

Hình 3 7: Chi tiết cụm chặn phôi 15

Hình 3 8: Gá xylanh chặn phôi hoàn chỉnh 15

Hình 3 9: Chi tiết cấu thành băng tải 16

Hình 3 10: Cụm băng tải trước và sau khi hoàn thành 16

Hình 3 12: Hình ảnh Xylanh dẫn hướng (loại 2 pittong) 17

Hình 3 13: Cơ cấu tay lấy nắp 18

Hình 3 14: Trạm 2 tổng quát 18

Hình 3 15: Cấu trúc bên trong của 1 PLC 19

Hình 3 16: Sơ đồ khối và sơ đồ đấu dây của module nguồn 21

Hình 3 17: Sơ đồ đấu dây của module 22

Hình 3 18: Sơ đồ đấu dây của module 23

Hình 3 19: Vòng quét CPU 27

Hình 3 20: Vòng quét CPU 28

Hình 3 21: Lập trình có cấu trúc 29

Hình 3 22: STL là ngôn ngữ mạnh nhất 31

Hình 3 23: Thông số và các đặc điểm kỹ thuật của series 22X 33

Hình 3 24: Bảng giới thiệu các loại module mở rộng 34

Hình 3 25: Chi tiết phần cứng PLC S7-200 36

Hình 3 26: Mô hình tổng quát của một PLC 36

Hình 3 27: Cấu trúc bộ nhớ của PLC 38

Hình 3 28: Giao diện STEP7-MICROWIN 42

Hình 3 29: Cách tạo chương trình con hay chương trình ngắt 43

Hình 3 30: Giao diện Data Block 44

Hình 3 31: Cửa sổ Symbol Table 45

Hình 3 32: Cửa sổ Comunications 46

Hình 3 33: Cửa sổ Set PG/PC interface 46

Hình 3 34: Cửa sổ Upload/Download chương trinh xuống PLC 47

Hình 3 35: PLC S7-300 cpu 314 2DP của hãng SIEMENS 48

Hình 3 37: Mạch các nút nhấn bảng điều khiển trạm 1 49

Hình 3 38:Ngõ vào cảm biến PLC trạm 1 49

Hình 3 39: Ngõ ra PLC trạm 1 50

Hình 3 40: Sơ đồ mạch khí nén trạm 1 50

Hình 3 41: Lưu đồ hoạt động trạm I 52

Hình 3 42: Màn hình khởi động S7 SIMATIC Manager 53

Hình 3 43: Giao diện lưu project S7 SIMATIC 54

Hình 3 44: Giao diện cấu hình phần cứng 54

Hình 3 45: Giao diện Symbols chương trình 55

Hình 3 46: PLC S7-200 CPU 224 62

Hình 3 47: Xylanh dẫn hướng loại 2 pittong 63

Hình 3 48: Ngõ vào cảm biến PLC 63

Hình 3 49: Ngõ ra PLC 64

Hình 3 50: Mạch khí nén của trạm 2 64

Hình 4 2: Cửa sổ Create a new project 76

Hình 4 1: Hộp thoại WinCC Explore 76

Hình 4 3: Cửa sổ WinCC Explore 77

Hình 4 4: Cửa sổ WinCC Explore 77

Hình 4 5: Cửa sổ Add New Driver 78

Hình 4 6: Cửa sổ WinCC Explore 78

Hình 4 7: Cửa sổ Connection Properties 79

Hình 4 8: Cửa sổ WinCC Explore 79

Hình 4 9: Cửa sổ WinCC Explore 80

Hình 4 10: Cửa sổ Tag properties 80

Hình 4 12: Cửa sổ vào New picture 81

Hình 4 13: Cửa sổ WinCCExplorer 82

Hình 4 14: Cửa sổ Graphics Designer 82

Hình 4 15: Cửa sổ tạo nút nhấn 83

Hình 4 16: Cửa sổ Button Configuration 83

Hình 4 18: Giao diện Graphics Designer 84

Hình 4 17: Cửa sổ Object Palatte 84

Hình 4 20: Cửa sổ Edit Action 85

Hình 4 19: Graphic object configuration 85

Hình 4 21: Thư mục Assigning Parameters 86

Hình 4 22: Cửa sổ Tag – Project 86

Hình 4 23: Giao diện Trạm I 87

Hình 4 24: Giao diện Trạm II 96

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong xu thế hội nhập nền kinh tế quốc tế, việc phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa luôn được Đảng và nhà nước ta đặt ưu tiên hang đầu trong lĩnh vực phát triển kinh

tế, một trong những phương châm đúng đắn và xuyên suốt trong quá trình xây dựng đất nước ta ngày càng phát triển trong lĩnh vực công nghệ khoa học kỹ thuật cũng như nhiều nghành lĩnh vực khác là “đi tắt đón đầu” tiếp thu những thành tựu khoa học hiện đại của thế giới để cải tiến nền kỹ thuật nước ta, đưa nước ta ra khỏi tình trạng lạc hậu, nhất là về khoa học công nghệ

Nhờ chính sách đúng đắn này mà nước ta đang tiến dần, tiếp cận các công nghệ hiện đại của thế giới từng bước cải thiện và hoàn thiện tình trạng sản xuất lạc hậu, thủ công, năng suất kém và nhiều lĩnh vực nguy hiểm có tính chất độc hại đến đời sống người lao động Nâng cao dần mức sống cho người dân

Việc tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật của thế giới cùng đi đôi với việc phát triển tầng lớp kế thừa có tri thức về công nghệ hiện đại đồng thời cũng có trách nhiệm phát huy, sang tạo những kỹ thuật mới góp phần phát triển nền khoa học kỹ thuật nước nhà cũng là góp phần vào việc thúc đẩy công nghệ hiện đại đang phát triển từng ngày từng giờ trên thế giới Nhiều công ty đã và đang phát triển những đội ngũ thợ có tay nghề đủ sức làm chủ các máy móc kỹ thuật tiên tiến của thế giới, các trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp nghề cũng từng bước hoàn thiện việc đào tạo ra đội ngũ có kiến thức về công nghệ hiện đại

1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Việc đào tạo, giảng dạy các môn học có kỹ thuật hiện đại như: PLC, công nghệ CAD/ CAM/ CNC … đòi hỏi các trường phải đầu tư ban đầu rất lớn và tốn kém, do đó việc tiếp cận, nhất là được thực tập với các hệ thống mang tính hiện đại đối với sinh viên nhất là tại những trường chưa có bề dày phát triển là điều rất khó khăn

Việc học tập các môn học trong chương trình ngành điện công nghiệp như: Thủy lực – khí nén, kỹ thuật lập trình PLC, module sản xuất, hệ thống điều khiển quá trình … còn

thiếu hoặc chưa hoàn thiện các bộ thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm để sinh viên có cơ hội được học hỏi và nâng cao hiểu biết

Do xuất phát từ yêu cầu thực tế của Trường ĐH Lạc Hồng, và được sự động viên khích lệ của các thầy trong khoa Cơ Điện – Điện Tử, chúng em đã thiết kế module huấn luyện tự động hóa để phục vụ cho công tác giảng dạy những môn học trong hệ thống các môn học của ngành Cơ điện tử - Điện công nghiệp của trường như: Thủy lực – Khí nén, Cảm biến, mạng truyền thông,… nhóm nghiên cứu chọn đề tài nghiên cứu khoa học là:

“THIẾT KẾ CHẾ TẠO MODULE HUẤN LUYỆN TỰ ĐỘNG HÓA”

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Trên cơ sở hệ thống MPS – 205 stations của hãng Festo đã được chuyển giao cho nhiều trường đại học ở nước ta như: ĐH Sư phạm kỹ thuật TP HCM, ĐH Công nghiệp

TP HCM… xuất phát từ thực tế tham gia quá trình học các môn MPS, mạng truyền thông, thủy lực khí nén tại trường ĐH Lạc Hồng

Việc tham khảo, quan sát, tìm hiểu các tài liệu có liên quan

Nhóm thực hiện đề tài đã thiết kế xây dựng và thi công hoàn thành hệ thống dựa trên chức năng hoạt động của hệ thống MPS – 250 của Festo

1.4 TẦM QUAN TRỌNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI

Module là một hệ thống được cấu thành từ những thiết bị, linh kiện hiện đại bao gồm nhiều cơ cấu cơ khí, quá trình hoạt động rất quen thuộc trong lĩnh vực sản xuất, khi tìm hiểu và vận hành hệ thống, sẽ giúp người vận hành (ở đây là sinh viên thực tập với hệ thống) có cái nhìn toàn diện và nâng cao tầm hiểu biết, cũng như tri thức về quá trình sản xuất, các khâu hoạt động của hệ thống gồm điện – khí nén – điện tử - máy tính

1.5 MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

“Module huấn luyện tự động hóa” được thiết kế là bộ thí nghiệm phục vụ công tác giảng dạy các môn chuyên nghành Điện Công Nghiệp và Cơ Điện Tử như: hệ thống MPS, thủy lực khí nén, lập trình PLC, kỹ thuật cảm biến và đo lường …

Giúp sinh viên và giáo viên thực tập có điều kiện thực hành trên hệ thống, tiếp cận được các thiết bị công nghiệp hiện đại (cảm biến, PLC…)

Module dựa trên hệ thống MPS-205 của hãng Festo, hệ thống của hãng Festo trên thị trường có giá thành cao rất nhiều “Module huấn luyện tự động hóa” nguyên lý hoạt động như nhau, tiết kiệm được chi phí và đảm bảo được quá trình vận hành để phục vụ cho công tác giảng dạy những môn học trong hệ thống các môn học của nghành Điện Công Nghiệp và Cơ Điện Tử trong nhà trường

1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI

Trong đề tài này bao gồm các nội dung sau:

 Giới thiệu khái quát đề tài

 Giới thiệu Module

 Chức năng và Sơ đồ hoạt động của từng trạm

 Thiết kế thi công hệ thống

 Thiết kế phần cơ khí

 Thiết kế phần điện – khí nén, lập trình hệ thống

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2.1 GIỚI THIỆU MODULE

Đề tài dựa trên hệ thống MPS – 205 Stations của hãng FESTO đã được chuyển giao cho nhiều trường ở nước ta (đề tài tham khảo hệ thống MPS đã được chuyển giao cho trường ĐH Công nghiệp TP HCM) Mục đích của hệ thống MPS của hãng Festo dùng trong việc giảng dạy các môn học như: Lập trình PLC (PLC của Simens), mạng PLC, Robot công nghiệp, mạng truyền thông công nghiệp, …

Hệ thống MPS của Festo được thiết kế với 5 trạm hoạt động tuần tự, mỗi trạm được điều khiển bởi một PLC S7-300 của hãng Siemens (tức là có 5 PLC cho 5 trạm)

Hình 2 1: Hệ thống MPS-205 của hãng Festo

MÁY TÍNH

DISTRIBUTION STATION

(PHÂN PHỐI)

TESTING STATION

(KIỂM TRA)

ASSEMBLY STATION

(LẮP RÁP)

FLUIDIC MUSCLE PRESS STATION

SORTING STATION

(PHÂN LOẠI)

Hình 2 2: Sơ đồ khối của hệ thống các trạm MPS

Trong hệ thống MPS của Festo có một chức năng nhiệm vụ riêng, tuy nhiên trong

đề tài chỉ cập nhật đến 2 trạm là các trạm sử dụng và thực tập thường xuyên đó là các trạm: Phân phối và Lắp ráp (Assembly Station)

Vì vậy nhóm thực hiện chỉ đi vào phần thiết kế - điều khiển 2 trạm chính trong đề tài “Module huấn luyện tự động hóa”

2.1.1 TRẠM 1 (Distribution Station: Trạm phân phối)

 Chức năng:

 Tách phôi (Workpiece) ra khỏi ngăn chứa

 Vận chuyển các workpiece bằng thiết bị quay có gắn giác hút

Hình 2 3: Trạm phân phối của trường ĐH Công nghiệp TP HCM

2.2 CHỨC NĂNG – SƠ ĐỒ HOẠT ĐÔNG CỦA CÁC TRẠM TRONG MODULE

Hình 2 5: Mô hình thiết kế 3D

Hình 2 6: Mô hình thực tế

2.2.1 Trạm 1 – Trạm phân phối (Distribution station)

Theo như kết cấu của hệ thống MPS – 205 station của Festo thì trạm 1 sẽ là trạm phân phối (Distribution) với nhiệm vụ sau:

 Tách phôi từ ổ chứa

 Vận chuyển Workpiece sang trạm kế

Đây là trạm đầu tiên trong hệ thống MPS – 205 Stations của hãng Festo và cũng là trạm đầu tiên trong Module huấn luyện Trạm sẽ hoạt động khi nhấn Start và có phôi trong ngăn chứa, do cảm biến tiệm cận (phát hiện kim loại) phát hiện

Việc chuyển phôi sang trạm kế sẽ dung 1 ổ quay (dung xylanh quay) ở đầu mút có gắn một giác hút chân không (Vacuum Generator) với sự hoạt động của công tắc hành trình

Hình 2 7: Mô hình trạm phân phối của đề tài Trạm phân phối gồm 2 cụm chính như sau:

(1) Cụm chứa phôi; (2) Cụm chuyển phôi; (3) Cảm biến áp suất

 Nhiệm vụ chính của từng cụm cơ cấu

- Cụm chứa phôi: có nhiệm vụ chứa phôi và đẩy phôi ra khỏi khay chứa phôi khi cảm biến tiệm cận phát hiện có phôi trong ngăn chứa

- Cụm chuyển phôi: có nhiệm vụ chuyển phôi từ trạm này sang trạm khác

 Hoạt động của trạm 1 – trạm phân phối

- Cảm biến tiệm cận xác định có workpiece trong ngăn chứa

- Xylanh tác động kép tách workpiece ra, vị trí của piston được giám sát bởi các cảm biến hành trình nam châm

- Giác hút chân không ở vị trí trên, bên phía trạm 1 sẽ vận chuyển workpiece đến trạm kế

 Trạng thái hoạt động

- Ngăn chứa có Workpiece

 Trạng thái bắt đầu

- Xilanh đẩy ở vị trí sẵn sàng

- Xylanh trượt ở vị trí ngăn chứa workpiece

- Xylanh xoay có giác hút chân không ở ở vị trí trên

 Hoạt động

- Khi nhấn nút Start và trạm ở trạng thái hoạt động, Xylanh xoay có giác hút chân không xoay sang trạm 2

- Xylanh đẩy workpiece ra khỏi ngăn chứa

- Xylanh xoay có giác hút chân không xoay sang bên workpiece

- Giác hút chân không hút workpiece

- Xylanh xoay sang trạm 2

- Giác hút chân không nhả workpiece ra

- Xylanh xoay có giác hút chân không xoay về phía trạm phân phối và kết thúc chu kỳ hoạt động

START

Xylanh giác hút chân không xoay 90

độ qua trạm 2

Xylanh đẩy workpiece

Xylanh giác hút chân không xoay

180 độ về trạm phân phối

Giác hút chân không hút workpiece

Xylanh giác hút chân không xoay

180 độ qua trạm 2

Giác hút chân không nhả workpiece

Xylanh giác hút chân không xoay

180 độ về trạm phân phối

Chuẩn bị chu trình tiếp theo

Hình 2 8: Sơ đồ hoạt động trạm 1

2.2.2 Trạm 2 – Trạm lắp ráp (Assembly station)

Đây là trạm thứ 2 trong hệ thống với nhiệm vụ như sau:

o Phát hiện workpiece đến và lắp ráp workpiece ( đậy nắp cho phôi)

4

1 2 3

Hình 2 9: Trạm lắp ráp gồm 4 cụm cơ cấu chính như sau (1) Cụm cơ cấu chặn phôi; (2) Cụm băng tải; (3) Cụm chứa nắp; (4) Cụm chuyển và lắp ráp

 Nhiệm vụ chính của từng cụm cơ cấu

o Cụm cơ cấu chặn phôi gồm: 1 xilanh xoay , 1 tay chặn

 Có nhiệm vụ chặn phôi để tiến hành khâu lắp ráp

o Cụm băng tải gồm: rulo, ổ bi, động cơ

 Có nhiệm vụ di chuyển phôi từ vị trí này sang vị trí khác

o Cụm chứa nắp có nhiệm vụ chứa nắp để lắp ráp cho phôi

o Cụm chuyển và lắp ráp gồm: 2 xilanh 2 ti, 1 giác hút chân không

 Hoạt động của trạm 2 – trạm lắp ráp:

- Cảm biến quang phản xạ ở đầu băng tải phát hiện workpiece đến đồng thời phát tín hiệu cho băng tải chạy

- Cảm biến tiệm cận ở trên tay chặn phát hiện workpice phát tín tiệu kích hoạt cụm lắp ráp hoạt động

- Xylanh có gắn giác hút chân không sẽ đi xuống khay đựng nắp và hút nắp lên (cảm biến áp suất sẽ xuất tín hiệu khi áp suất bằng hoặc lớn hơn áp suất cài đặt)

- Xylanh ngang sẽ đưa xylanh giác hút chân không ra vị trí băng tải

- Xylanh giác hút chân không đi xuống ráp nắp vào workpiece

2.2.3 Hoạt động của Module

Hoạt động Module là quá trình hoạt động linh hoạt, mỗi khâu, mỗi trạm sẽ hoạt động riêng lẽ dựa theo quá trình sản xuất trong công nghiệp, mỗi công nhân, nhân viên làm những công việc riêng tại mỗi truyền mỗi khâu riêng, nhưng những công việc họ làm đều đưa đến hoàn thành sản phẩm cuối cùng

Module huấn luyện tự động hóa có thể điều khiển hoạt động riêng rẽ từng trạm và hoạt động liên hoàn giữa các trạm tạo thành một dây chuyền sản xuất rất dễ tìm thấy trong việc sản xuất theo công nghiệp Vì sản phẩm của sản phẩm trước sẽ là nguyên liệu đầu vào của khâu sau, do đó trong hoạt động sản xuất, các khâu trước sẽ hoạt động trước và dừng trước, còn các khâu sau sẽ hoạt động sau và dừng sau Ngoài ra, cũng phải có điều kiện hoạt động, nếu khâu trước không hoạt động, không có sản phẩm thì khâu sau cũng sẽ không hoạt động, do không có nguyên liệu đầu vào

Chính vì những lí do trên, “Module huấn luyện tự động hóa” cũng hoạt động tương

tự như trong công nghiệp

 Trạm đầu tiên sẽ hoạt động với điều kiện sau:

o Có phôi trong ngăn chứa

o Giác hút đang ở trạm 2

o Không có phôi bên trạm 2

o Nhận được nút tác động khởi động hệ thống (START)

 Trạm 2 sẽ hoạt động với điều kiện sau:

o Có phôi ở đầu băng tải

o Các điều kiện ban đầu được thỏa mãn ( cụm lắp ráp ở vị trí trên và bên phía cụm chứa nắp)

o Nhận được nút tác động (START)

Như vậy, dựa vào điều kiện hoạt động của từng trạm, người lập trình hệ thống có thể dễ dàng lập trình một dây chuyền sản xuất, mà các khâu, các bộ phận sẽ hoạt động một cách nhịp nhàng và độc lập Đây chính là phương pháp hoạt động chủ yếu trong sản xuất công nghiệp hiện nay

Từ những hoạt động riêng lẻ của từng trạm, ta tiến hành liên kết với các điều kiện như trên, ta có sơ đồ chức năng hoạt động của Module

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

Mô hình được thiết kế bằng phần mềm Autocad 2007

3.1 THIẾT KẾ CƠ KHÍ

3.1.1 TRẠM 1 – TRẠM PHÂN PHỐI

Trạm 1 với nhiệm vụ tách phôi ra khỏi ngăn chứa và vận chuyển phôi sang trạm

kế, phôi được chế tạo bằng vật liệu nhôm, có kích thước hình dáng như sau:

Hình 3 1: Kích thước phôi dung trong Module

3.1.1.1 Thiết kế Xylanh tách phôi khỏi ngăn chứa

Xylanh tách phôi khỏi ngăn chứa được sử dụng là xylanh chống xoay một cốt hình vuông, hành trình 60mm

Hình 3 2: Hình dạng xylanh tách phôi dung trong hệ thống

Mục đích chính cũng là để tách phôi ra khỏi ngăn chứa không bị cấn khi xylanh thực hiện hành trình quay về Hành trình của Linearway là 200mm đáp ứng được hành trình ra về của xylanh

1

3 2

Hình 3 3: Thiết kế xilanh tách phôi

(a) Trước khi lắp ráp (1) Thanh lineway; (2) Xilanh chống xoay; (3) Đế gá xilanh

(b) Xilanh tách phôi hoàn chỉnh

 Ngăn chứa phôi

Ngăn chứa phôi được sử dụng bằng 2 thanh nhôm chữ V ghép lại với nhau hình ống chứa phôi

2

3 1

Hình 3 4: Thiết kế ngăn chứa phôi

(a) Trước khi lắp ráp (1) Đế nhựa; (2) Ngăn chứa; (3) Xilanh tách phôi

(b) Xilanh tách phôi hoàn chỉnh

3.1.1.2 Thiết kế cụm chuyển phôi sang trạm kế

Cụm vận chuyển phôi sang trạm kế được thiết kế gồm: 1 xylanh xoay , cơ cấu xoay có chức năng luôn luôn hướng giác hút chân không xuống dưới một góc

Cơ cấu truyền động giúp giác hút chân không luôn hướng xuống một góc điều này giúp thuận tiện trong việc chuyển phôi từ trạm này sang trạm khác 1 cách dễ dàng

Giác hút chân không là yếu tố quan trọng trong việc phân phối phôi

(b) Cụm chuyển phôi hoàn chỉnh

Sau khi lắp đặt các cơ cấu trong trạm 1 ta có hình tổng quan trạm 1 như sau:

Hình 3 6: Hình chiếu tổng quan trạm 1

3.1.2 TRẠM 2 – TRẠM LẮP RÁP

Trạm 2 có nhiệm vụ là khi có phôi ngõ vào sẽ thực hiện việc lắp ráp (đóng nắp), và vận chuyển phôi sang trạm kế, việc lắp ráp sẽ được thực hiện bởi cụm lắp ráp có giác hút chân không Được kết cấu tương tự như hệ thống MPS của Festo

Xylanh chặn phôi là loại xylanh xoay 90 độ, trên đầu xoay có gá tay chặn, trên tay chặn có 1 cảm biến khi có phôi sẽ phát tín hiệu cho cụm lắp ráp làm việc

 Thiết kế băng tải

Băng tải được thiết kế có kích thước là 250 x 34 x 32, sử dụng động cơ giảm tốc, tốc độ ổn định, moment lớn, vận tốc thấp khoảng 100 vòng/phút

Thành băng tải 2 bên được gá bằng 2 thanh chắn giúp phôi không chệch hướng hoặc rơi ra ngoài khi chạy trên băng tải

Băng tải được cố định bằng 4 đế đỡ được làm từ nhôm, việc sử dụng nhôm khối dễ gia công, độ bền và thẩm mỹ cao

Hình 3 9: Chi tiết cấu thành băng tải

Hình 3 10: Cụm băng tải trước và sau khi hoàn thành

(1) Thanh trụ gá, (2) Khay chứa nắp, (3) Bệ đỡ

(b) Cơ cấu hoàn chỉnh

 Cụm lắp ráp

Cụm cơ cấu tay lấy nắp gồm 2 xylanh dẫn hướng (loại 2 ti)

Hình 3 12: Hình ảnh Xylanh dẫn hướng (loại 2 pittong)

Xylanh nằm ngang có nhiệm vụ đưa xylanh có giác hút chân không

Xilanh dọc có gắn một giác hút chân không có nhiệm vụ đi xuống lấy phôi

Hình 3 13: Cơ cấu tay lấy nắp

Sau khi tiến hành lắp ráp các cụm vào trạm 2 ta có mô hình tổng quát trạm 2 như sau:

Hình 3 14: Trạm 2 tổng quát

3.2 THIẾT KẾ ĐIỆN – KHÍ NÉN VÀ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG

Hệ thống sử dụng PLC S7-300 và S7-200 của hãng Siemens để điều khiển

3.2.1 SƠ LƢỢC VỀ PLC S7-300 CỦA SIEMENS

3.2.1.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình

Thiết bị điều khiển logic quá trình (Programmable logic controller) là loại thiết bị thực hiện linh hoạt các thuật toán điều k hiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay vì phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số như vậy, PLC là một bộ điều khiển gọn, nhẹ

và dễ trao đôi thông tin với môi trường bên ngoài (Với PLC khác hoặc máy tính) Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu vào bộ nhớ cua PLC dưới dạng các khối chương trình

và được thực hiện theo chu kỳ của vòng quét

Bộ nhớ chương trình

Bộ xử lý trung tâm +

Hệ điều hành

Timer

Bộ đếm Bit cờ

Bộ đệm vào/ra

Bus của PLC

CPU

Cổng vào/ra onboard

Cổng vào/ra onboard

Quản lý kết nối

Hình 3 15: Cấu trúc bên trong của 1 PLC

Để thực hiện được chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải coa tính năng như một máy tính, nghĩ là phải có một bộ vi xữ lý(CPU), một hệ điều hành,một bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có các cổng vào ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó

nhằm phục bài toán điều khển số, PLC còn phải có them một số khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm, bộ định thời… và những khối hàm chuyên dùng

Ưu điểm của bộ điều khiển lập trình được so với điều khiển nối dây:

 tính năng mở rộng: khả năng mở rộng xử lý bang cách thay đổi chương trình lập trình một cách dể dàng

 Độ tin cậy cao

 Cách kết nối các thiết bị điều khiển đơn giản

 Hình giáng PLC gọn nhẹ

 Giá thành và chi phí lắp đặt thấp

 Phù hợp với môi trường công nghiệp

Các ứng dụng của PLC trong sản xuất và trong dân dụng

 Điều khiển các robot trong công nghiệp

 Hệ thống xử lý nước sạch

 Công nghệ thực phẩm

 Công nghệ chế biến dầu mỏ

 Công nghệ sản xuất vi mạch

 Điều khiển các máy công cụ

 Điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất

 Điều khiển hệ thống đèn giao thông

3.2.1.2 Các module của PLC S7-300

Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình Chúng được chia nhỏ thành

các module Số các module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào từng bài toán, song tối thiểu bao giờ củng có module chính 9 module CPU, module nguồn) các module còn lại là module truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, chúng được gọi là các module

mở rộng tất cả các module đều được gá trên một thanh Rack

MODULE CPU:

Đây là loại module có chứa bộ vi xữ lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông,… và có thể có các cổng vào/ ra số các cổng vào/ ra tích hợp trên CPU gọi là cổng vào ra onboảd

Trong họ PLC-S7300, các module có nhiều loại và được đặt tên theo bộ vi xữ lý bên trong như: CPU 312, CPU 314…Những module cùng một bộ vi xữ lý nhưng khác nhau số cổng vào ra onboảd củng như các khối hàm đặc biệt thì được phân biệt bằng cụm

chữ cái IFM( intergrated Funtion Module) Ví dụ: CPU 312IFM

Ngoài ra, còn có loại module CPU có hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai dung để nối mạng phân tán như mạng profibus( Process field bus) Loại này đi kèm với

cụm từ DP (Distributed port) trong tên gọi ví dụ module CPU315-DP

PS307; 2A (6ES7307-1BA00-0AB)

1 – Đèn chỉ thị nguồn 24Vdc 5 – ON/OFF Switch 24Vdc

2 – Đômino nối dây ngõ ra điện áp 24Vdc

3 - Cầu chì bảo vệ quá dòng

4 - Đômino nối dây với điện áp 220Vac

2) SM(signal module): module mở rộng vào/ ra, bao gồm:

a) DI(digital input): module mở rộng cổng vào số số cac cổng vào số mở rộng có thể

là 8, 16 hoặc 32 tuỳ vào từng loại module

SM221; DI 32 x DC 24V

(6ES7321-1BL00-0AA0)

SM221; DI 32 x DC 120V (6ES7321-1EL00-0AA0) Hình 3 17: Sơ đồ đấu dây của module

(1) Số thứ tự các ngõ vào số trong module

(2) Đèn chỉ thị mức logic (3) Bus bên trong của module b) DO (Digital output): module mở rộng cổng ra số số các cổng vào số mở rộng có

thể là 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào từng loại module

c) DI/DO (digital input/ digital output): module mở rộng cổng vào/ra số số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8/8 hoặc 16/16 tuỳ thuộc vào từng loại module

d) AI(analog input): module mở rộng cổng vào tương tự bản chất chúng là những chuyển đổi tương tự sang số(ADC) Số các cổng vào tương tự có thể là 2,4, hoặc 8 tuỳ loại module, số bit có thể là 8,10,12,14,16 tuỳ theo loại module

Độ phân giải 12bit

e) AO (analog output): module mở rộng cổng ra tương tự chúng là những bộ chuyển đổi từ số sang tương tự(DAC) Số cổng ra tương tự có thể là 2 hoặc 4 tuỳ thuộc vào module

f) AI/AO(analog input/ analog output): module mở rộng vào/ra tương tự số cscs cổng vào ra tương tự có thể là 4 vào/ 2 ra hoặc 4 vào/ 4 ra tuỳ từng loại module

3) IM (Interface modele): module kết nối

Hình 3 18: Sơ đồ đấu dây của module

IM 365; (6ES7365-0BA01-0AA0)

Đây là loại module dùng để kết nối từng nhóm các module mở rộng thành một khối và được quản lý bởi một module CPU Thông thường các module mở rộng được gá liền nhau trên một rack Mổi thanh rack chỉ có thể gá nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn) một module CPU có thể làm việc nhiều nhất với 4 thanh rack và các rack nay phải được nối với nhau bằng module IM

4) FM (Function module): module có chức năng điều khiển riêng như: module điều

khiển động cơ bước, module điều khiển động cơ servo, module PID…

5) CP (Commun ication processor): module truyền trông giữa PLC với PLC hay giữ

PLC với PC

3.2.1.3 Tổ chức bộ nhớ CPU

 Vùng nhớ chức các thang ghi: ACCU1, ACCU2, AR1…

 Load memory: là vùng nhớ chứa chương trình ứng dụng bao gồm tất cả các khối chương trình ứng dụng OB, FC, FB, các các khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng(SFC,SFB) và các khối dữ liệu DB Vùng nhớ này được tạo bởi một phần bộ nhớ Ram của CPU và EEPROM( nếu có EEPROM) Khi thực hiện động tác xoá bộ nhớ(MRES) toàn bộ các khối chương trình và khối dữ liệu nằm trong RAM sẽ bị xoá Cũng như vậy, khi chương trình hay khối dữ kiệu được đổ( download) từ thiết bị lập trình(PG, máy tính) vào module CPU, chúng ẽ được ghi lên phần RAM của vùng nhớ LOAD memory

 Work memory: là vùng nhớ chứa khối DB đang được mở, khối chương trình( OB,FC,FB,SFC hoặc SFB) đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương trình này trao đổi tham trị với hệ điều hành và với các khối chương trình khác((local block) Tại một thời điểm nhất định vùng Work memory chỉ chứa một khối chương trình Sau khi khối chương trình đó được thực hiện xong thì hệ điều hành sẽ xoá khỏi Worrk memory và nạp vào đó khối chương trình kế tiếp đến lượt được thực hiện

 System memory: là vùng nhớ chứa các bộ đếm vào/ ra số(Q.I), các biến cờ(M), thang ghi C-World, PV, T- bit của timẻ, thanh ghi C-Word, PV, C –BIT của Couter Việc truy cập, sửa lỗi dữ liệu những ô nhớ này được phân chia hoặc bởi hệ điều hành của CPU hoặc do chương trình ứng dụng

Có thể thấy rằng trong các vùng nhớ được trình bày ở trên không có vùng nhớ nào được dung làm bộ đệm cho cổng vào/ ra tương tự nói cách khác các cổng vào/ra tương tự không có bộ đếm và như vậy mỗi lệnh truy nhập module tương tự (đọc hoặc gửi giá trị) đều có tác dụng trực tiếp tới các cổng vật lý của module

Bảng 1.1 Vùng địa chỉ và tầm địa chỉ

Tên gọi Kích thước truy cập Kích thước tối đa (tùy thuộc

vào CPU) Process input image (I)

0.0 ÷ 65535.7

0 ÷ 65535

0 ÷ 65534

0 ÷ 65532

DIW DID

0 ÷ 65534

0 ÷ 65532 Local block (L)

Miền nhớ địa phương cho

PIW PID

0 ÷ 65535

0 ÷ 65534

0 ÷ 65532 Peripheral output (PQ) PQB

PQW PQD

có khả năng tự nhớ (non-retentive), toàn bộ nội dung của phần bộ nhớ non-retentive sẽ bị mất

3.2.1.4 Vòng quét chương trình của PLC

PLC thực hiện trình theo chu trình lặp mổi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liêụ từ các cổng vào số tới vùng nhớ đệm ảo I, tiếp theo là giai thực hiện chương trinh Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên tới lệnh kết thúc mổi khối OB1 Sau giai đoạn được thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra

số vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyêng thông nội bộ và kiểm tra lỗi

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét Thời gian vòng quét không cố định, túc là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiên nhanh tuỳ thuộc vào lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu được truyền thông… trong vòng quét đó

Hình 3 19: Vòng quét CPU

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối OB40,OB80… chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại các khối chương trình này có thể được thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò bó là phải ở trong giai doạn thực hiện chương trình Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện khối chương tương ứng với khối tín hiệu báo ngắt đó Với hình thức xữ lý tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển tuyệt đối không nên viết chương trình xữ lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đếm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số việc truyền thông giữa bộ đếm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hẹ điều hành CPU quản

lý ở một số module CPU, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào /ra

Khối được gọi là khối OB1 , là khối mà PLC luôn luôn quét và thực hiện các lệnh trong

nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên

3.2.1.5.2 Lập trình cấu trúc

Chương trình được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng biệt và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau Loại lập trình có cấu trúc phù hợp với những bài toán điều khiển nhiệm vụ và phức tạp các khối cơ bản:

 Khối OB (Organization Block): khối tổ chức và quản lý chương trình điều khiển có nhiều loại khối OB với những chức năng khác nhau.chúng được phan biệt với nhau bằng số nguyên theo nhóm ký tự OB, ví dụ như OB1, OB35…

 Khối FC (program block): khối chương trình với những chức năng riêng biệt giống như một chương trình con hay một hàm(chương trình co có biến hình thức) Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC và các khối FC này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự FC, chẳng hạn FC1, FC2…

 Khối FB (Function Block): là khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác Các dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng được gọi là Data Block Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối

FB và các khối FB này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự

Hệ Điều

1) OB10 (Time of Day Interrupt): chương trình trong khối OB100 sẽ được thực hiện khi

giá trị thời gian của đồng hồ thời gian nằm trong một khoảng thời gian đã được quy định Việc quy định khoảng thời gian hay số lần gọi OB10 được thực hiện nhở chương trình hệ thống SFC28 hay trong bảng tham số của module CPU nhờ phần mềm step7

2) OB2 (Time delay interrupt): chương trình trong khối OB20 sẽ được thực hiện sau một

khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ thống SFC32 để đặt thời gian trễ

3) OB35 (Crylic interrupt): chương trình trong khối OB35 sẽ được thực hiện cách đều

nhau một khoảng thời gian cố định Mặc định, khoảng thời gian này là 100ms, nhưng

ta có thể thay đổi nhờ step7

4) OB40 (Hardware interrupt) chương trình trong khối OB40 sẽ được thực hiện khi xuất

hiện một tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đứa vào CPU thông qua các cổng onboard đặc biệt, hoặc thông qua các module SM,CP,FM

5) OB80 (Cycle time Fault): chương trình trong khối OB80 sẽ được thực hiện khi thời

gian vòng quét( scan time) vượt qua khoảng thời gian cưc đại đã qui định hoặc khi có một tín hiệu ngắt gọi một khối OB nào đó mà khối OB này chưa kết thúc ở lần gọi trước thời gian quét mặc định là 150ms

6) OB81 (Power Supply Fault): chương trình trong khối OB81 sẽ được thực hiện khi

thấy có xuất hiện lỗi về bộ nguồn nuôi

7) OB82 (Diagnostic Interrupt): chương trình trong khối OB82 sẽ được thực hiện có sự

cố từ cscs module mở rộng vào/ra Các module này phải là các module có khả năng tự kiểm tra mình(diagnostic cabilitíe)

8) OB87 (Communication Fault): chương trình trong khối OB87 sẽ được thực hiện có

xuất hiện lỗi trong truyền thông

9) OB100 (Start Up Information): chương trình trong khối OB100 sẽ được thực hiện một

lần khi CPU chuyển từ trạng thái STOP sang RUN

10) OB101 (Cold Start Up Information- chỉ với S7-400): chương trình trong khối OB101

sẽ được thực hiện một lần khi công tắc nguồn chuyển từ trạng thái OF sang ON

11) OB121 (Synchronous Error): chương trình trong khối OB121 sẽ được thực hiện khi

CPU phát hiện thấy lỗi logic trong chương trình đổi sai kiểu dữ liệu hay lỗi truy nhập khối DB, FC,FB không có trong bộ nhớ

12) OB122 (Synchronous Error) chương trình trong khối OB122 sẽ được thưc hiện khi có

lỗi truy nhập module trong chương trình

3.2.1.6 Ngôn ngữ lập trình

PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:

 Ngôn ngữ lập trình liệt kê lệnh STL(Statêmnt List) Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được hoàn chỉnh bởi sự ghép nối của nhiệu câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lênh chiếm một hang và

có cấu trúc chung” tên lệnh”+” toán hạng”

 Ngôn ngữ lập trình LAD(Ladder logic) Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ, thích hợp với những người lập trình quen với việc thiết kế mạch điều khiển logic

 Ngôn ngữ lập trình FBD(Function Block Diagram) Đây cũng là dạng ngôn ngữ

đồ hoạ, thích hợp cho những người quen biết thiết kế mạch điều khiển số

 Ngôn ngữ lập trình Graph Đây cũng là dạng ngôn ngữ đồ hoạ, thích hợp cho những hệ thống tuần tự

 Ngôn ngữ lập trình SCL Đây cũng là dạng ngôn ngữ cấp cao, thích hợp cho những người viết ngôn ngữ cấp cao

Trong PLC có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ cho các đối tượng sử dụng khác nhau Tuy nhiên một chương trình viết trên ngôn ngữ LAD hay FBD có thể chuyển sang dạng STL, nhưng ngược lại thì không Và trong STL có nhiều lệnh mà LAD hoặc FBD không có Đây cũng là thế mạnh của ngôn ngữ STL:

STL

FBD LAD

Hình 3 22: STL là ngôn ngữ mạnh nhất

Ví dụ:

3.2.2 SƠ LƢỢC VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMENS

3.2.2.1 Giới thiệu PLC S7-200

PLC, viết tắt của programable logic controler là thiết bị điều khiển logic lập trình

được, hay thiết bị logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Như vậy với chương trình điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài ( PLC khác hoặc máy tính )

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình của hãng Siemens ( CHLB Đức ), có cấu trúc kiểu module và có các module mở rộng Các module này được sử dụng với những mục đích khác nhau Toàn bộ nội dung chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC, trong trường hợp dung lượng bộ nhớ không đủ ta có thể sử dụng bộ nhớ ngoài để lưu chương trình và dữ liệu (Catridge ) Dòng PLC S7-200 có hai họ là 21X ( loại cũ ) và 22X ( loại mới ), trong đó họ 21X không còn sản xuất nữa Họ 21X có các đời sau: 210,

212, 214, 215-2DP, 216; họ 22X có các đời sau: 221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM

226XM Physical size

memory

4096 bytes 4096 bytes 8192 bytes 8192 bytes 16384 bytes