ĐỀ TÀI: Lập trình PLC cho hệ thống băng tải và phân loại sản phẩm

Băng chuyềnLà thiÕt bị vận tải liên tôc dùng để vận chuyÓn các loại vật liệu thành phÈm vàbán thành phÈm, thường được lắp đặt trong các phân xưởng, các nhà xưởng, xí nghiệpsản xuÊt theo

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NểI ĐẦU……… 3

CHƯƠNG 1: Tỡm hiểu yờu cầu cụng nghệ của hệ thống băng tải……… 4

1.1 Hệ thống nguyên vật liệu bằng băng tải 4

1.1.2 Những yêu cầu đối với hệ truyền động các thiết bị vận tải liên lục 4

1.2 Phân loại thiết bị 4

1.2.2 Băng chuyền 5

1.2.3 Thang cuốn 6

1.2.4 Băng gàu 6

1.3 Những vấn đề cần quan tâm khi chọn tải liên tục 7

1.4 Giới thiệu một số hệ thống phân loại sản phẩm 7

1.4.2 Sự phát triển của hệ thống phân loại sản phẩm 7

1.4.2 Hệ thống phân loại sản phẩm 8

CHƯƠNG 2 :Tỡm hiểu chung về hệ thống điều khiển 11 2.1 Tổng quan về PLC 11

2.2.Xây dựng sơ đồ khối 17

2.2.1.Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống dùng PLC 18

2.2.2.Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm dùng PLC 19

2.3.Tính chọn PLC 21

2.3.4.Lựa chọn cảm biến 24

CHƯƠNG 3 :Thiết kế hệ thống điều khiển………30

3.1 Thiết kế chơng trình điều khiển 30

3.1.1.Phân cổng vào ra 30

3.1.2.Chơng trình giãn đồ thang 32

3.1.3.Thuyết minh gión đồ thang 34

3.2 Sơ đồ toàn bộ hệ thống 35

3.2.1.Sơ đồ……… 35

3.2.2.Giải thớch sơ đồ hệ thống……….35

3.3.Chương trỡnh mụ phỏng………36

3.3.1.Chương trỡnh lỳc chưa chạy mô phỏng……… 36 3.3.2 Chương trình lúc chạy mô phỏng……… 37

CHƯƠNG 4 : Mô phỏng chương trình trên phần mềm GT- Simulator 2… 39

4.1 Giới thiệu phần mềm GT- Simulator 2……….39

KẾT LUẬN………43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

LỜI MỞ ĐẦU

kÐo theo sự phát triển của nhiều ngành khoa học Trong đã không thể không nãi đến sự phát triển của ngành tự động hãa Tuy là một trong những ngành còn non trẻ hơn so với các ngành khác, nhưng ngành tự động hãa đãng gãp một phần không nhỏ vào các lĩnh vực công nghiệp hay đời sống

Như chóng ta đã biết khoa học ngày càng phát triển ,đời sống ngày càng đượcnâng cao kÐo theo nhu cầu cũng ngày càng cao hơn Vì thế PLC đã và đang dần dần thaythế cho sức người và thay vào đã là máy mãc Thay thế cho con người làm nhưng côngviệc mệt nhọc hay nguy hiểm.Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao hơn của conngười.Máy phân loại sản phẩm cũng là một ứng dụng cụ thể cho PLC

Ngoài ra PLC còn được ứng dụng rất nhiều trong thực tế và qua những nhận

xÐt trên ,đánh giá, đồ án tốt nghiệp : Lập trình PLC cho hệ thống băng tải và phân

loại sản phẩm Bên cạnh đã khi học lập trình PLC cũng gióp học sinh , sinh viên học hỏi

thêm được nhiều hơn kiến thức về PLC và khả năng lập trình,ứng dông cho công việc saunày

Nội dung đồ án gồm những thành phần cỏ bản sau :

Để hoàn thành được cuốn đồ án này, em đã nhận được sự gióp đỡ của thầy

Nguyễn Trí Cường và các thầy, các cô trong bộ môn khoa Tự Động Hãa XÝ Nghiệp

Công Nghiệp, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội,đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Phan Hồng Quân

1.1.1 Những yêu cầu đối với hệ truyền động các thiết bị vận tải liên lục

Chế độ làm việc của các thiết bị vận tải liên tục là chế độ dài hạn với phụ tải hầu

nh không đổi Theo yêu cầu công nghệ hầu hết các thiết bị vận tải liên tục không yêu cầuđiều chỉnh tốc độ Trong các phân xưởng sản xuất theo dây chuyền có nơi yêu cầu dảiđiều chỉnh tốc độ D = 2:1 để tăng nhịp độ làm việc của toàn bộ dây chuyền khi cần thiết

Hệ truyền động các thiết bị liên tục cần đảm bảo khởi động đầy tải Mômen khởi

vận tải liên tục là động cơ có hệ số trượt lớn, rãnh stator sâu để có mômen mở máy lớn

Nguồn cung cấp cho động cơ truyền động các thiết bị vận tải liên tục cần có dunglượng đủ lớn, đặc biệt là đối với công suất động cơ >= 30 KW, để khi mở máy không ảnhhưởng đến lưới điện và quá trình khởi động được thực hiện nhẹ nhàng và dễ dàng hơn

1.2 Phân loại thiết bị

1.2.1 Băng tải

Băng tải là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên chở hàng dạng hạt, cục theo

Băng tải chở hàng di chuyển trên các con lăn đỡ và con lăn đỡ dưới Các con lăn lắp trênmột khung làm giá đỡ Truyền động kéo băng tải nhờ hai tang: tang chủ động và tang thụđộng Tang chủ động gá chặt trên hai giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộpgiảm tốc Tạo ra sức căng ban đầu của băng tải nhờ cơ cấu kéo căng gồm đối trọng, cơcấu định vị và dẫn hướng Băng tải vận chuyển hạt từ phễu đến đổ ở máng

Hình 1.1 Băng tải 1.2.1 Băng chuyền

Là thiÕt bị vận tải liên tôc dùng để vận chuyÓn các loại vật liệu thành phÈm vàbán thành phÈm, thường được lắp đặt trong các phân xưởng, các nhà xưởng, xí nghiệpsản xuÊt theo dây chuyÒn Cơ cÊu vận chuyÓn là mãc treo, gía treo và thùng hàng

Hình 1.2 Băng chuyền xi măng

1.2.2 Thang cuốn

Thang cuốn là một cầu thang di chuyển liên tục dùng để chuyên chở hành khách.Tốc độ di chuyển của thang chuyền v = (0.5 – 1) m/s Động cơ truyền động được lắp ởđầu trên của thang chuyền truyền lực cho trục chủ động Các bậc thang của thang chuyềnliên kết thành một mạch xích kín từ trục chủ động đến trục thụ động ở trục thụ động có

cơ cấu tạo lực căng cho thang chuyền Để đảm bảo an toàn cho hành khách, hai bên thang

có tay vịn di chuyển đồng thời với các bậc thang

Hình 1.3 Thang cuốn 1.2.3 Băng gàu

Băng gầu dùng để vận chuyển vật dạng hạt theo phương thẳng đứng hoặc theo

vắt qua hoa cúc của tang quay Phần chuyển động băng gầu được bao che kín bằng hộpđậy và cơ cấu dẫn hướng Các gầu xúc được gá cố định với cơ cấu kéo của băng gầu.Tang chủ động (hoặc hoa cúc) được nối với động cơ truyền động qua hộp giảm tốc Vậtđược vận chuyển từ ống và đổ vào ống Tốc độ di chuyển của băng gầu có thể chọn từ0.85 – 1.25m/s

Hình 1.4 Băng gàu tải

1.3.Những vấn đề cần quan tâm khi chọn tải liên tục

Việc chọn phương án bè trí thiÕt bị vận tải liên tôc cần phải quan tâm đến các yÕu

tè sau:

- Nắm vững đặc tính chủng loại vật phÈm cần vận chuyÓn

- Căn cứ vào công suÊt, khèi lượng vận chuyÓn

- Nắm vững các yÕu tè vÒ không gian, bè trí thiÕt bị, các kho chứa bÕn bãi ởđầu và cuèi đường vận chuyÓn

1.4 Giới thiệu một số hệ thống phân loại sản phẩm

1.4.1 Sự phát triển của hệ thống phân loại sản phẩm

Chọn lọc, phân loại sản phÈm đã được xuÊt hiện từ rÊt lâu Trước đây, nã được sửdông sức lao động là chủ yÕu Do đó sẽ tèn rÊt nhiÒu lao động để thùc hiện việc này.Ngày nay, sù phát triÓn của nÒn công nghiệp hiện đại đã dần thay thÕ lao động bằng taybằng máy móc, hoặc hệ thèng tù động hoá các khâu hoặc toàn bé qúa trình sản xuÊt.Trong đó công nghệ phân loại sản phÈm là mét trong các khâu quan trọng trong quá trìnhsản xuÊt Nó không những đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật mà còn đáp ứng được cả

vÒ chÊt lượng và sè lượng sản phÈm Để đáp ứng được các yêu cầu đó thì việc sử dôngcác bé điều khiÓn hệ thèng không những cần phải đáp ứng được các yêu cầu đã mà cònphải đáp ứng được điều kiện làm việc khắc nghiệt (nhiệt độ, độ Èm ) của môi trườngcông nghiệp Và bé điều khiÓn dùng PLC đã được sử dông réng rãi hơn cả

Hệ thèng phân loại sản phÈm hiện nay rÊt đa dạng vÒ cả chức năng lÉn hìnhthức Nó có thÓ phân loại theo kích thước, màu sắc, chÊt liệu của sản phÈm Hay nó cóthÓ phân loại ra sản phÈm theo các tiêu chuÈn đã đặt ra nh chuÈn loại 1, chuÈn loại

2 Hoặc phân loại theo chÊt lượng sản phÈm thì có sản phÈm tèt, sản phÈm lỗi MôcđÝch chính của hệ thèng là phân loại ra sản phÈm theo yêu cầu chÊt lượng, đảm bảo sù

uy tín của doanh nghiệp Mặt khác nó còn tạo ra sù đa dạng, phong phó sản phÈm chodoanh nghiệp

1.4.2 Hệ thống phân loại sản phẩm

a Sơ đồ công nghệ

Hình 1.5 Hệ thèng phân loại sản phÈm Bảng 1.1.Bảng khai báo thiÕt bị đầu vào trong hệ thèng phân loại sản phÈm

Địa chỉ

ON khi công tắc đươc bật

Bảng 1.2 Bảng khai báo thiÕt bị đầu ra trong hệ thèng phân loại sản phÈm

Địa chỉ

phẩm Khi Y000 ON, sản phÈm được cung cÊp:sảnphẩm được lặp lại theo thứ tự: Lớn-Trung

bình-Nhỏ-Trung bình-Nhỏ-Lớn

hía trước

Khi Y002 ON,khi băng tải di chuyễn về phíatrước

đẩy và Y003 OFF khi cơ cấu đẩy hoàn tất,cơ cấuđẩy không thể dừng ở giữa hành trình

(về phía sau)

Y006 ON khi băng tải chạy về phía sau

động)

b Mục đích

Hệ thèng làm việc víi môc đÝch là phát hiện kích cỡ mọi sản phẩm và phân phèichóng sao cho phù hợp

c Nguyên lý làm việc của hệ thống

Khi công tắc SW1 (X24) được bật sang ON trên bàn vận hành, đèn báo Y020 ON

hệ thống bắt đầu làm việc.Khi công tắc SW1 (X24) bật sang OFF thì băng tải ngừng,đènbáo Y020 OFF toàn bộ hệ thống ngừng làm việc

Khi bật công tắc X024 ON trên bàn vận hành lệnh cung cấp Y000 cho phễuchuyễn sang ON phễu sẽ cung cấp sản phẩm Khi X024 OFF lệnh cung cấp Y000chuyễn sang OFF

Khi bật công tắc X024 ON trên bàn vận hành các băng tải di chuyễn về phíatrước(Y1_ON,Y2_ON).Khi X024 OFF thì các băng tải dừng(Y1_OFF,Y2_OFF)

Sản phẩm lớn, trung bình, nhỏ trên các băng tảI được phân loại bằng cảm biếnngõ vào.Trên X000,giữa X001,dưới X002 và sau đó được đưa đến các khay đựng sẵn Khi sản phẩm lớn và nhỏ được phát hiện bởi cảm biến X000,X002 và cảm biếntrước cơ cấu đẩy X003 ON thì băng tải dừng.Khi đó sản phẩm được phân phối nếu là :

 Sản phẩm lớn : Được đẩy xuống băng tải thấp hơn và được mang đến khaybên phải.

bên trái

Khi cảm biến sản phẩm trên bàn X005 trong robot bật lên ON thì lệnh gắp sảnphẩm Y004 bật lên ON khi cảm biến hoạt động robot hoàn tất X006 bật lên ON, lệnh gắpY004 chuyễn về 0FF

Chu trình phân loại san phẩm được thực hiện liên tục như trên Cho đến khi X0240FF toàn hệ thống ngừng làm việc và khi X024 được bật lên ON thi chu kỳ làm việc mớilại bắt đầu hành trình mới

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

2.1 Tổng quan về PLC

2.1.1 Giới thiệu PLC

Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móccông nghiệp… người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời (rơle, timer,contactor…) lại với nhau tuỳ theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điều khiển Côngviệc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do đó giá thành cao Khó khăn nhất

là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó

Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn được điều khiển cho mộtmáy sản xuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: Giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chấtlượng làm việc ổn định linh hoạt… Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC(Programable Logic Control) ra đời đã giải quyết được vấn đề trên

Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm

1968 (Công ty General Moto - Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồngkềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống Vì vậy, các nhàthiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trìnhcho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ chocông việc lập trình

Để đơn giản hoá việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay(programmable controller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969 Trong giai đoạnnày các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay

và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đãtừng bước tạ ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trìnhdùng giản đồ hình thang Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn

có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “ vận hành với các

dữ liệu cập nhập” (data maniphulation) Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máytính (cathode ray tube - CRT), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho

hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thốngriêng lẻ Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho

hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn

Mét PLC có đầy đủ các chức năng nh: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi(register) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau.Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cậpnhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra

- Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ

Do các đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không mất nhiều thời giannối dây phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập chương trình mớithay cho chương trình cũ

Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứngyêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đưa ra hàng loạt các dạng PLC vớinhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của người sử dụng.

Để đánh giá một PLC người ra dựa vào 2 tiêu chuẩn chính: dung lượng bộ nhớ và

số tiếp điểm vào/ra của nó Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức năng nh: bé vi xử

lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra

2.1.2 CÊu tróc và nguyên lý hoạt động của PLC.

+) CÊu tróc PLC:

TÊt cả các PLC đều có thành phần chính là: Bé nhí chương trình RAM bên trong(có thÓ mở réng thêm mét sè bé nhí ngoài EPROM), bé vi xử lý có cổng giao tiÕp dùngcho việc ghép nèi víi PLC hoặc các module I/O

Hình 2.1 cÊu tróc PLC.

+) Nguyên lý làm việc của PLC:

CPU điều khiÓn các hoạt động bên trong PLC Bé vi xử lý sẽ đọc và kiÓm trachương trình được chứa trong bé nhí, sau đã sẽ thùc hiện từng lệnh trong chương trình, sẽđóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra Êy được phát tíi các thiÕt bị liên kÕt đểthùc thi và toàn bé các hoạt động thùc thi đã đều phô thuéc vào chương trình điều khiÓnđược giữ trong bé nhí

Hệ thèng bus là tuyÕn dùng để truyÒn tín hiệu, hệ thèng gồm nhiÒu tín hiệu songsong

- Address bus: bus địa chỉ dùng để truyÒn địa chỉ tíi các module khác nhau

- Data bus: bus dùng để truyÒn dữ liệu

- Control bus: bus điều khiÓn dùng để truyÒn các tín hiệu định thì và điềukhiÓn đồng bé các hoạt động trong PLC

Trong PLC các sè liệu được trao đổi giữa các bé vi xử lý và các module vào và rathông qua data bus Address bus và data bus gồm 8 đường, ở cùng thêi điểm cho phéptruyÒn 8 bit của mét byte mét cách đồng thêi hay song song

NÕu mét module đầu vào nhận được đia chỉ của nã trên Address bus, nã sẽchuyÓn tÊt cả các trạng thái đầu vào của nã vào data bus NÕu mét địa chỉ byte của 8đầu ra xuÊt hiện trên Address bus Module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ databus Control bus sẽ chuyÓn các tín hiệu điều khiÓn vào theo dõi chu trình hoat động củaPLC Các địa chỉ và sè liệu được truyÒn lên các bus tương ứng trong mét thêi gian hạnchÕ.

Bé nhí bên trong của PLC được tạo bởi các vi mạch bán dÉn, mỗi vi mạch này cókhả năng chứa 2000-16000 mã lệnh tùy theo loại vi mạch trong PLC các bé nhí nh RAM

và EPROM đều được sử dông

- RAM có thÓ nạp chương trình, thay đổi hay xóa bá néi dung bÊt kú lóc nào, néidung của RAM sẽ bị mÊt nÕu nguồn điện nuôi bị mÊt Để tránh tình trạng này các PLCđều được trang bị pin khô có khả năng cung cÊp năng lượng dù trữ cho RAM từ vàitháng đến vài năm Trong thùc tÕ RAM được dùng khởi tạo và kiÓm tra chương trình.Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM do khả năng tiêu thô thÊp và tuổi thọ cao

- EPROM (Electrically Programable Read Only Memory) là bé nhí mà người sửdông bình thường chỉ có thÓ đọc chứ không ghi néi dung vào được, néi dung củaEPROM không bị mÊt khi mÊt nguồn, nã được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuÊtnạp và chứa sẵn hệ điều hành NÕu người sử dông không muèn sử dông bé nhí thì chỉdùng EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM

- EEEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kÕtvíi những truy xuÊt linh động của RAM và có tính ổn định Néi dung của nó có thÓ xóa

và lập trình bằng điện tuy nhiên sè lần là có giíi hạn

Các ngõ vào /ra (I/O): Các đường tín hiệu từ bé cảm biÕn được nèi vào các modul(các đầu vào của PLC) các cơ cÊu chÊp hành được nèi víi modul ra (các đầu ra củaPLC) Hầu hÕt các PLC cã điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là12/24VDC hoặc 100/240VAC Mỗi đơn vị I/O có duy nhÊt mét địa chỉ, các hiÓn thịtrạng thái của các kênh I/O được cung cÊp bởi các đÌn LED trên PLC, điều này làm choviệc kiÓm tra hoạt động nhập xuÊt trở nên dÔ dàng và đơn giản Bé xử lý đọc và xácđịnh các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thùc hiện việc đóng ngắt mạch ở đầu ra

-Đầu tiên, bé xử lý đọc trạng thái của tÊt cả đầu vào Phần chương trình phôc vôcông việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành

- TiÕp theo, bé xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tù từng lệnh mét trong chương trình.Trong khi đọc và xử lý các lệnh, bé vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thùc hiện cácphép toán Logic và kÕt quả sau đã sẽ xác định trạng thái của các đầu ra

- Cuèi cùng bé vi xử lý sẽ gán các trạng thái míi cho các đầu ra tại các modul đầura

2.1.3 Khả năng của PLC.

ĐiÒu khiển logic:

- Chức năng điều khiÓn rơ le

- Thêi gian, đếm

- Thay cho các panel điều khiÓn và các mạch in

- ĐiÒu khiÓn tù động, bán tù động, bằng tay các máy và các quy trình

Điều khiển liên tục:

- Thùc hiện các phép toán sè học và logic

- ĐiÒu khiÓn liên tôc nhiệt độ, áp suÊt, lưu lượng

- Điều khiÓn PID, FUZY

- Điều khiÓn động cơ chÊp hành, động cơ bước

- Điều khiÓn biÕn tần

- Khèi đầu vào thêm các khâu cảm biÕn tương tù (analog), chiÕt áp,…

- Khèi đầu ra có thêm các thiÕt bị tương tù nh biÕn tần, động cơ SERVO, động

- TÝn hiệu vào và ra còn có thêm thông tin

2.1.4 Các ưu điểm khi sử dông PLC.

- Thêi gian lắp đặt công trình ngắn hơn

- DÔ thay đổi mà không gây tổn thÊt

- Có thÓ tính chính xác được giá thành

- Cần Ýt thêi gian huÊn luyện

- DÔ thay đổi thiÕt kÕ nhê phần mÒm

- ứng dông điều khiÓn trong phạm vi réng

- DÔ bảo trì, bảo hành nhê:

- Độ tin cậy cao

- ChuÈn hóa được thiÕt bị

- Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ Èm, điện áp dao động

2.1.5 Các thông sè yêu cầu thiÕt kÕ hệ thèng PLC.

- Sè lượng các cổng vào ra sè và tương tù

- Loại tín hiệu cho từng cổng

- Tính chÊt cách ly nguồn nuôi của các nhóm tín hiệu

- Quy mô và các yêu cầu đặc biệt của thuật toán điều khiÓn.

- TruyÒn thông

2.1.6 Các bước thiÕt kÕ hệ thèng PLC

Từ sè lượng cổng vào ra sè và tương tù, lùa chọn loại PLC: Micro PLC hayModular

KiÓm tra lại các thông sè của CPU / loại PLC đã chọn có phù hợp víi yêu cầu quy

mô và các yêu cầu đặc biệt của thuật toán điều khiÓn

Tuỳ loại tín hiệu cho từng cổng và sè lượng cổng mỗi loại, lùa chọn các modulevào ra và module đặc biệt

Từ tính chÊt cách ly nguồn nuôi của nhóm tín hiệu, chia nhóm các tín hiệu vàkiÓm tra lại sè lượng module đã chọn

Chọn loại Rack, sè lượng Rack (đối vãi Modular PLC)

Chọn loại CPU: Căn cứ vào sè rack, module và cổng, căn cứ vào yêu cầu bài toán

để xác định sè biÕn bé nhí, các lệnh hàm…

Chọn module truyÒn thông

Tính toán nguồn nuôi và chọn module nguồn

Lùa chọn các phô kiện : rack, cable, pin…

ThiÕt kÕ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đấu nèi của hệ thèng PLC

Khai báo cÊu hình và xác định địa chỉ vào ra cho các tín hiệu dùng phần mÒmphát triÓn PLC

Lập cÊu hình truyÒn thông

Down load thử cÊu hình

2.1.7 Các bước lập trình cho PLC

1 T×m hiÓu kü yªu cÇu c«ng nghÖ

2 LiÖt kª c¸c cæng vµo ra.

8 Nèi PLC víi thiÕt bÞ thùc

6 Lập trình giản đồ thang vào

PLC

11 Lu cất chơng trình, bàn

giao

7 Mô phỏng chơng trình kiểm tra phần mềm

Sửa CT

Kết thúc

Ch ơng trình

đúng?

- Phân cổng vào ra cho PLC về nguyên tắc nên tuân thủ các nguyên tắc để thuận tiện

cho việc lập trình, theo dõi kiểm tra lỗi như sau:

-Phân cổng vào ra theo đúng chức năng yêu cầu: Ví dụ đầu vào đếm tốc độ cao, đầu

ra analog, đầu vào logic, phải đúng với các đầu vào chức năng của PLC

-Phân cổng vào ra có dụng ý: Theo tên gọi, hoặc theo trình tự tác động để tận dụngđược các khả năng tín hiệu hóa của PLC Dễ theo dõi phát hiện lõi và dễ lập trình

Bước 7.

Chạy mô phỏng kiểm tra chương trình:

- Phải tạo ra tập tín hiệu thử tương tự thực tế đưa vào đầu PLC

- Xem kết quả đầu ra trên PLC và trên phần mềm mô phỏng So sánh với lý thuyết

Bước 8,9.

Nối PLC với thiết bị thực, phải kiểm tra chắc chắn phần ghép nối theo đúng sơ đồ

nguyên lý, đảm bảo phần nguồn được thực hiện đúng, đảm bảo chắc chắn điện áp nguồncấp phải đúng sơ đồ nguyên lý, yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị

Bàn giao, lưu cất chương trình:

-Thực hiện bàn giao theo đúng các thủ tục cần thiết nh chạy kiểm tra, chạy thửnghiệm, chuyển giao công nghệ, cá thủ tục bảo trì, bảo hành… thành phần các bên thamgia bàn giao theo yêu cầu

- Lưu cất chương trình, dưới dạng File, thẻ nhớ EPROM, tài liệu

1.5.Xây dựng sơ đồ khối

1.5.1 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống dùng PLC

Hình 2.3 Sơ đồ khèi cơ bản của hệ thèng dùng PLC.

a Khèi đầu vào

Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiÕt bị đầu vào là: nót Ên, công tắc…Ngoài ra PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiÕt bị nhận dạng tù động như: công tắchành trình, công tắc giíi hạn, cảm biÕn… Các loại tín hiệu đầu vào đến PLC phải là trạngthái logic ON/OFF hoặc tín hiệu analog Những tín hiệu đầu vào này được giao tiÕp víiPLC qua các module nhập

Khèi này có chức năng bảo vệ, tạo tín hiệu logic, tín hiệu vào thích hợp cho việctruyÒn tín hiệu chuÈn (chuyÓn đổi mức điện áp làm cho tín hiệu trong và tín hiệu ngoàiphù hợp víi nhau)

b Khèi điều khiÓn sử dông bé lập trình PLC

Khèi này gồm PLC và chương trình ứng dông

Khèi này có chức năng nhận tín hiệu điều khiÓn từ khèi đầu vào, xử lý các tín hiệu

đã và gửi tín hiệu điều khiÓn ra khèi đầu ra

Khèi này có chức năng điều khiÓn trùc tiÕp hoặc gián tiÕp máy sản xuÊt Ngoài

ra, còn có chức năng thông báo tình hình, hiện trạng làm việc của hệ thèng

d Khèi nguồn

Nhiệm vô của khèi nguồn là cung cÊp nguồn ổn định cho hệ thèng

Nguồn cung cÊp bao gồm nguồn mét chiÒu (DC) và nguồn xoay chiÒu (AC)

Khèi nguån

§Ìn

§éng c¬

Khèi ®iÒu khiÓn

PLC

Ch ¬ng tr×nh øng dông

Nót Ên C«ng t¾c C¶m biÕn

CT hµnh

- Nguồn xoay chiÒu được cÊp cho PLC và mét sè thiÕt bị đầu vào và đầu ra nhcảm biÕn, đèn báo, động cơ không đồng bé… Nguồn xoay chiÒu thường được

§Çy3

CB §Õm 3

CB §Õm 2

Hình 2.4 Sơ đồ khèi hệ thèng phân loại sản phÈm dùng PLC.

a Khèi đầu vào.

- Start: Nót Ên Start

- CB1: Cảm biÕn xác định sản phÈm nhá, chỉ tác động khi có sản phÈm nhá điqua nó, có chiÒu cao tháa mãn điều kiện của nã

- CB2: Cảm biÕn xác định sản phÈm trung bình, chỉ tác động khi có sản phÈmtrung bình đi qua nó, có chiÒu cao tháa mãn điều kiện của nã

- CB3: Cảm biÕn xác định sản phÈm lín, chỉ tác động khi có sản phÈm lín đi qua

nó, có chiÒu cao tháa mãn điều kiện của nã

- CB đếm 1: Cảm biÕn đếm 1, có chức năng đếm sè sản phÈm nhá được đẩy vào

lô 1 khi có sản phÈm đ qua nã

- CB đếm 2: Cảm biÕn đếm 2, có chức năng đếm sè sản phÈm trung bình đượcđẩy vào lô 2 khi có sản phÈm đi qua nã

- CB đếm 3: Cảm biÕn đếm 3, có chức năng đếm sè sản phÈm lín được đẩy vào lô

2 khi có sản phÈm đi qua nã

- CB Lỗi: Cảm biÕn lỗi, có chức năng xác định sản phÈm bị lỗi hoặc sản phÈmkhông được đẩy vào trong các lô sản phÈm.

- CTHT Có Liệu: Công tắc hành trình dùng để xác định có liệu hay hÕt liệu trongthùng cÊp liệu

- CB đẩy 1: Cảm biÕn đẩy 1, có chức năng điều khiÓn động cơ đẩy sản phÈm nhá( Đẩy 1)

- CB Đẩy 2: Cảm biÕn đẩy 2, có chức năng điều khiÓn động cơ đẩy sản phÈmtrung bình (Đẩy 2)

- CB Đẩy 3: Cảm biÕn đẩy 3, có chức năng điều khiÓn động cơ đẩy sản phÈm lín(Đẩy 3)

- CTHT Reset 1: Công tắc hành trình reset 1, cã chức năng reset bé đếm sản phÈmnhá sau mỗi lần sản phÈm nhá được lÊy ra khái lô 1 khi lô 1 đầy

- CTHT Reset 2: Công tắc hành trình reset 2, có chức năng reset bé đếm sản phÈmtrung bình sau mỗi lần sản phÈm trung bình được lÊy ra khái lô 2 khi lô 2 đầy

- CTHT Reset 3 : Công tắc hành trình reset 3, có chức năng reset bé đếm sảnphÈm lín sau mỗi lần sản phÈm lín được lÊy ra khái lô 3 khi lô 3 đầy

- X17 : Nót Ên Stop

b Khèi điều khiÓn.

Sử dông bé điều khiÓn PLC

Khèi này có nhiệm vô nhận tín hiệu từ khèi đầu vào, xử lý tín hiệu và gửi tín hiệuđiều khiÓn ra khèi đầu ra

c Khèi trung gian.

- RL : Rơ le trung gian, có chức năng điều khiÓn động cơ kéo băng tải

- RL1 : Rơ le trung gian, có chức năng điều khiÒn động cơ đẩy (đẩy 1)

- RL2 : Rơ le trung gian, có chức năng điều khiÓn động cơ đầy (đẩy 2)

- RL3 : Rơ le trung gian, cã chức năng điều khiÓn động cơ đẩy (đẩy 3)

d Khèi đầu ra.

- Làm Việc : đèn bảo hệ thèng làm việc

- Băng tải : động cơ kéo băng tải

- Lỗi Hệ Thèng : đèn báo lỗi hệ thèng

- CÊp Liệu : ĐÌn báo cÊp liệu

- Đẩy 1 : Động cơ đẩy 1 (động cơ đẩy sản phÈm nhá)

- Đẩy 2 : Động cơ đẩy 2 (động cơ đẩy sản phÈm trung bình)

- Đẩy 3 : Động cơ đẩy 3 (động cơ đẩy sản phÈm lín)

- Báo đầyđÌn báo lô 1 đầy (lô sản phÈm nhá)

- Báo đầy 2 : đèn báo lô 2 đầy (lô sản phÈm trung bình)

- Báo đầy 3 : Đèn báo lô 3 đầy (lô sản phÈm lín)

1.6.Tính chọn PLC

2.2.1. Liệt kê cổng vào ra

- Đầu ra tương tù: Không có đầu ra tương tù.

2.2.2 Giíi thiệu PLC FX3U Mitsubishi