Tự động điều khiển các quá trình công nghệ

CÁC QUÁ TRÌNH CỐNG N6HỆ... Phan mộtĐIÊU KHIỀN LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH PLC... thời gian chu trình tương đổi dài.. Các quá trình thời gian - tới hạn địa chỉ hóa qua các lệnh gián đoạn hoặc chu

CÁC QUÁ TRÌNH CỐNG N6HỆ

6T0.1

LÒI NÓI ĐAU

C uốn sá ch T ự Đ Ộ N G Đ IỀ U K H IẾ N CÁC Q U Á T R Ì N H C Ô N G

N G H Ệ có hai p h ầ n lớn :

- P h ầ n m ộ t : Đ iều k h iển lôgích k h ả lập tr ìn h PLC.

- P h ầ n hai : Đ iều k h iển số N C và đ iề u k h iể n số có d ừ n g

m ả y tín h CNC.

S á c h dược sù d ụ n g là m tài liệu g iả n g d ạ y cho sin h viên các

trư ờ ng d ạ i học k ỹ th u ậ t, là m tài liệu th a m kh ả o cho cán bộ kỹ

th u ậ t tro ng lỉn h vực m ả y và công n g h ệ của tá t cả các n g à n h

công n g h iệp , n ô n g n g h iệp , giao th ô n g vậ n tải, cấc n g à n h sả n

x u ấ t có liên q u a n dến tự d ộ n g hóa.

S á c h dược v iết dưới d ạ n g từ tháp đ ến cao, từ d ẻ d én khó

N h ữ n g dộc g iả k h ô n g cần d i quá sâu có th ề c h i dọc các chương

d ầ u của từ n g p h ầ n là có dược m ộ t k h ả i n iệ m tương dố i d ầ y

d ù vè công n g h ệ tự d ộ n g hóa hiện d ạ i C uốn sách có v iết n h ữ n g

ứ ng d ụ n g th à n h tự u của k ỹ th u ậ t tin học vào các quả tr ìn h

công n g h ệ tự d ộ n g dièu khiển.

C h ún g tôi x in chân th à n h cấm ơn n h ữ n g ý k iế n d ó n g góp

của dộc g iả tron g thời g ia n qua d ể cho cuốn sách n g à y cà n g

hoàn th iện hơn Tuy n h iê n , nội d u n g cuốn sách chác v ả n còn

n h iề u thiếu sót, m o n g dộc giả góp ý p h ê bình M ọi ý kiến d ó n g

góp x in g ử i vầ N h à x u ấ t bản Giáo d ụ c - 81 Trần H ư n g Đ ạo -

H à N ội.

Tác giả

Phan một

ĐIÊU KHIỀN LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH PLC

Chương 1

ĐẠI CƯONG VÊ ĐIÊU KHIÊN LOGIC KHẨ LẬP TRÌNH PLC

C hư ơng nà y sẽ c u n g cấp n h ữ n g kiến th ứ c s a u đây :

1 - K hả n ă n g c ủ a PLC

2 - Cấu tạ o bộ PLC hiện đại

3 - P h ư ơ n g thức h o ạ t đ ộ n g của lu ống liên lạc busline

4 - Sử d ụ n g PLC

5 - Ý n g h ĩa kinh t ế của PLC so với các loại điều k h iể n khác

Kỷ t h u ậ t điều k h iể n logic kh ả lập trìn h đ ã p h á t t r i ể n m ạ n h và n g à y c à n g chiếm vị

t r í q u a n tr ọ n g t r o n g các n g à n h k in h t ế quốc d â n ; kh ô n g n h ữ n g th a y t h ế cho kỹ t h u ậ t điểu k h iể n b ằ n g cơ c ấ u c a m hoặc kỹ t h u ậ t rơle trư ớ c kia, m à còn chiếm lĩnh n h iề u chức n ă n g phụ khác nữa, c h ả n g h ạ n n h ư chức n ă n g c h u ẩ n đ o á n vv Kỹ t h u ậ t n à yđiều k h iể n cd hiệu q u ả với t ừ n g m á y là m việc độc lập c ũ n g n h ư với n h ữ n g hệ th ố n g

dư ơ n g c á m tự động cò tê n là P ia n o la nổi tiế n g t h ế giới Sử d ụ n g ngu y ên lý kh ô n g khí thổi qu a m ộ t b ă n g giấy đục lỗ, ông ta có t h ể điều k h iể n được h o ạ t độn g c ủ a cơ cấu bàn phím tr ê n d ư ơ n g c ám Về sau ph ư ơ n g p h á p này được p h á t t r i ể n để điều k h iể n

â m lượng, tốc độ c uộn giấy và các đặc tín h của â m th a n h

N ă m 1642 P a s c a l đ ã p h á t m in h r a m á y tín h cơ khí d ù n g b á n h ră n g N ă m 1834,

B abbage đ ã h o à n th iệ n m á y tín h cơ khí "vi sai" co' k h ả n ă n g tín h to á n với độ c h ín h xác tới s á u con số th ậ p phân, ô n g đ ã th ử n g h iệ m với n h iề u b ả n t h iế t k ế n h ằ m th ự c hiện ý tư ở n g c ủ a ô n g là m ở rộ n g t ầ m vo'c và độ phiíc hợp c ủ a chiếc m á y của ông Từ

th ò i đo' m à ỏ n g ta đã th iế t kê' được m ộ t chiếc m áy k h ô n g n h ữ n g co' t h ể th ự c hiện

n h ữ n g phép t í n h số học, m à còn co' t h ể h o à n t h à n h n h ữ n g chức n ă n g n h ư c ủ a n h ữ n g

m á y tín h hiện đại n h ư lưu trữ , xử lý, nhớ, n h ậ p và x u ấ t dữ liệu

Trước n ă m 1940, ở H o a Kỳ v à ở Đ ức sử d ụ n g m ạ c h đ iệ n rơle đ ể t r i ể n khai ciiiêVì

m áy tín h điện tử đ ầ u tiê n t r ê n t h ế giới N ă m 1943, M auchly và E c k e r t c h ế tạo c:ái

"máy tín h điện tử" đ ầ u tiên gọi là "m áy tín h và tích p h â n số điện tử" viết tấr ìh

ENIAC M áy co' 18.000 đ è n điện tử c h â n k hông v à g á n 500.000 mối h à n th ủ cìntg,

n ặ n g 30 tấ n , c h iếm diện tích m ặ t s à n 1613 ft , và có cô n g s u ấ t điện 174 kW 7iiệe, lập tr ì n h là cực kỳ khổ k h ă n , q u a 6000 n ú t b ấ m và k h o ả n g vài t r ă m p h íc h cám Ciiiếcì

m áy n à y ph ứ c t ạ p tới m ứ c m à chỉ mới th a o tá c được vài p h ú t, lỗi và hư h ỏ n g đã zu:ất hiện và, việc s ử a c h ữ a v à láp đ ặ t lại các đ è n điện tử đ ể c h ạ y lại đ ã m ấ t đ ế n cả tuini !Chỉ tới khi ứ n g d ụ n g kỹ t h u ậ t b á n d ẫ n , t r i ể n khai vào n ă m 1948, v à tới khi chưn vào th a o tá c c ông n g h iệ p n ă m 1960, th ỉ n h ữ n g m á y tín h đ iệ n tử lập t r ì n h lại miới được s ả n x u ấ t v à th ư ơ n g m ại hđa

Các b ó n g b á n d á n co' n h ữ n g ư u đ iể m q uyết đ ịn h so với bo'ng đèn đ iệ n tử chíân

P h á t t r i ể n c ủ a m á y tín h đ iệ n tử, và kèm theo no' là p h á t t r i ể n tin học c ù n g với sir

p h á t t r i ể n của kỹ t h u ậ t điều k h iể n tự động, dựa t r ê n cơ sở tin học, g ắ n li ề n với l à m g

lo ạ t n h ữ n g p h á t m in h liên tiế p n h ư sau :

p h ạ m t r ù kỹ t h u ậ t điều k h iể n b à n g cơ khí và điểu k h iể n b ằ n g điện tử

N h ư n g từ cuối t h ậ p kỷ 20 người ta đ ã phải d ù n g n h iề u chỉ tiê u chi t i ế t đ ể fhỉân

b iệt các loại kỹ t h u ậ t đ iể u k h iể n , bởi vì t r o n g th ự c tê' s ả n x u ấ t c á n đòi hỏi điểu kiiíển

tổ n g t h ể n h ữ n g hệ th ố n g m áy chứ k h ô n g chỉ điểu k h iể n t ừ n g m á y đơn lẻ

Sự p h á t t r i ể n của P L C đ ã đ e m lại n h iề u t h u ậ n lợi v à là m cho các t h a o tá c m á ytrở nên n h a n h nhạy, dễ d à n g v à tin cậy

Từ "khả lập trình" - n g h ĩa là co' t h ể lậ p tr ì n h được - đ ã nổi lên m ộ t mối liêi }hệ

c h ặ t chẽ với m á y tín h , tr o n g đo' các n g ô n n g ừ lập t r ì n h n h ư F O R T R A N , COIO^L, PASCAL, đ ã được sử dụng No' bao h à m cả k h ả n ã n g giải các v ấ n để to á n học 'Và

còng nghệ T ừ "điểu khiển" h àm ý m ục tiêu ứng d ụ n g công ngh iệ p c ủ a PLC, n g hĩa

lằ tạ o lập, gửi đi, và tiếp n h ậ n n h ữ n g tín hiệu n hằm m ục đích k iể m s o á t sự kích

h oạt hoặc đ ìn h chỉ n h ữ n g chức n ă n g cụ th ể của máy đã được ứ n g d ụ n g c ủ a PLC

tr o n g hệ thống

Kỹ t h u ậ t đ iề u k h iể n lôgic k h ả lập tr i n h p h á t triể n tr ê n cơ sở công ng h ệ m á y tín h

tù n á m 1968 - 1970 và đ ã từ n g bước p h á t triể n tiếp cận th e o các n h u cấu c ủ a công nghiệp Quy t r ì n h lập t r ì n h lúc ban đ ấ u được chuẩn bị để sử d ụ n g t r o n g các xí nghiệp điện tử , ở đđ t r a n g bị kỹ t h u ậ t và tay nghề th à n h thạo đã được k ế t hợp với nha u Đến nay, các t h i ế t bị và kỹ t h u ậ t PLC đã p hát triể n tới m ứ c n h ữ n g người sử d ụ n g

nó k h ô n g c ẩn giỏi n h ữ n g kiến thức điện tử m à chỉ cần n ắ m v ữ n g cô n g ng h ệ s ả n x u ấ t

đ ể chọn t h iế t bị th íc h hợp là có t h ể lập trin h được

'[Vinh độ c ủ a k h ả n ă n g lập trìn h được, lập trin h dễ d à n g hay khó khă n , c ũ n g là

m ộ t chỉ tiê u q u a n t r ọ n g đ ể xếp h ạ n g hệ th ố n g điều khiển, ở đây cd sự p h â n b iệ t giữa

n h ữ n g bộ điểu k h i ể n m à người d ù n g có t h ể thay đổi được quy t r ì n h h o ạ t động so với cãc bộ điểu k h i ể n k h ô n g th a y đổi được quy trìn h h oạt động có n g h ĩa là điều k h iể n

theo quy t r ì n h cứng Tùy theo kết cấu của hệ thông và cấu tạo của các th à n h p h ầ n

m à m ỗ i p h ạ m t r ù đ iể u k h iể n tr ê n đây lại chia r a làm nhiều loại điểu k h iể n k h á c nha u

N h ữ n g đ ặ c t r ư n g lập tr ì n h c ủ a các loại điểu khiển được tr ìn h bày t r ê n sơ đổ hỉnh 1.1

H ìn h 1.1 N h ữ n g đặc trư ng lập trìn h của các loại điều khiển

Rơle kh ô n g ph ả i l à loại điều k h iể n duy n h ấ t được coi l à theo (ỊUV tr ìn h cứng, v à

do đo' kh ô n g th a y đổi được N h iề u loại điều k h iể n b ằ n g các th a n h p h ấ n rnach đicn tử

c ũ n g n ằ m tr o n g số các quy tr i n h c ứ n g này N ế u chức n ă n g c ủ a m ộ t hệ điổu k h iế n đã được xác đ ịn h bởi mối liên k ế t t r o n g theo quy t r ì n h c ứ n g của các p h ấ n tử cá t h ế thi

nd th u ộ c loại điều k h iể n k h ô n g th a y đổi được h oặc còn gọi là loại có "chức n à n g cố định" Khi đó sự th a y đổi m u ố n có chỉ cd t h ể được th ự c hiện b ằ n g cách nối lại các đườ ng dây hoặc th a y đổi m ộ t số t h à n h p h á n

N h ữ n g hệ điều k h iể n k h ô n g linh h o ạ t đd cd c h ứ a các bộ p h â n phối t h a n h ngang,

m á y đọc b ă n g đục lỗ, hoặc các liên kết phích c ắm khác, th i cd t h ể lập tr i n h lại được,

n h ư n g chỉ tr o n g m ộ t giới h ạ n r ấ t h ạ n hẹp

Các hệ điều k h iể n linh h o ạ t được chia làm h a i loại

a) Đ iều k h iể n linh h o ạ t cd t h ể lập t r ì n h trự c tiếp, hoặc còn gọi là "cd th ể lập tr ìn h

tự do" Loại điều k h iể n nà y c h ứ a bộ nhớ tiếp cận n g ẫ u n h iê n (R andonì access m e m o ric s RAM), cho phép n h ậ p dữ liệu, hoặc p h á t lệnh th a y đổi, h oặc th ê m vào m à k h ô n g cán các th a o tá c cơ học

b) Điếu k h iể n linh h o ạ t cd bộ nhớ th a y được Loại n à y d ù n g bộ nhớ chỉ được ghi

m ộ t lần và sau đd chỉ cd t h ể đọc ra m à thôi (ROM) và cd t h ể lập t r ì n h lại được b ằ n g cách th a v bộ nhớ Mỏt số t h à n h p h ầ n c ủ a nd cd t h ể được th a y khi m ộ t c h ư ơ n g tr i n h được soạn th a o hoặc biến đổi Trái với ROM là loại chỉ dược lập t r i n h m ộ t lần , loại

bộ nhớ chỉ đọc k h ả lập t r ì n h xd a được (e ra sa b le p ro g r a m m a b le re a d only m e m o rie s

E P R O M s) cho phép xd a sạc h các th ô n g tin từ các chíp (vi linh kiện điện tử) E P R O M ,

nê n cd t h ể làm lại lập t r ì n h mới Tuy n h iê n vì chỉ co' th ể làm được điề u đo' b ầ n g th iế t

bị xda đặc biệt, cho n ê n E P R O M s c ũ n g được coi là n h ữ n g đơn vị nhớ th a y được

Vì cấu tr ú c c ủ a các bộ điều k h iể n k h ả lập t r ì n h được d ự a t r ê n c ù n g m ộ t nguyên

lý với kiến t r ú c c ủ a m á y tín h , cho n ê n no' k h ô n g chỉ co t h ể thi h à n h các n h iệ m vụ

c h u y ể n đổi m à còn co' t h ể th ự c th i các ứ n g d ụ n g k hác n h ư đếm, tín h to á n , so s á n h hoặc xừ lý các tín hiệu tư ơ n g tự cho n h ữ n g m ục đích r iê n g c h ả n g h ạ n n h ư t r o n g các quy tr ì n h kỹ t h u ậ t cơ khí v.v

fl) Đ ư ờ n g r a y n g u ổ n đ ể đ ư a nguốn điện m ộ t chiếu (th ư ơ n g là 2 4 V) từ đ ấ u r a c ủa

n ô đ u n n guổn ìấy từ m ô đ u n nguồn, đưa đi cu n g cấp cho t ấ t cả các m ô đ u n khác

b) L u ố n g liên lạc đ ể tr a o đổi th ô n g tin giữa các m ôđun v à với bên ngoài

a ) D ơn vị x ử lý "m ộ t - b it", thích hợp cho việc xử lý các th a o tá c logic, n h ư n g vì

thời g ia n xử lý là q u á dài đối với m ột tín hiệu đơn cho nên k h ô n g th ự c hiện được các chức n ă n g p h ứ c t ạ p m à k h ô n g g ặ p phải n h ữ n g rác rối vẽ v ấ n đề thời gian Loại xử

lý m ộ t b ít k ế t cấu đơn g iả n cho n ê n giá th à n h hạ Vì vậy tuy xử lý co' c h ậ m n h ư n gvẫn được d ù n g cho n h ữ n g tr ư ờ n g hợp k hông c á n n h a n h lám và bài to á n k h ô n g q u á phức tạp

b) Đ ơn vị x ử lý b ằ n g "từ ngữ" Loại xử lý n à y h ấ p dẫn hơn loại no'i trê n , vì loại

dưới n à y th íc h hợp hơn n h iề u với việc xử lý n h a n h các th ô n g tin số Sở dĩ nó đ ạ t được tốc độ c ao th ì rõ r à n g là vì no' k hông xử lý đơn bít m à xử lý từ n g ữ bao gồm

n h iề u b ít và co' t h ể đ ạ t tới 16 bít Tuy nhiên bộ xử lý từ ngữ co' c ấu tr ú c phức tạ phơn n h iề u v à do đo' giá đ ắ t hơn, cho n ê n no' khồng t h ể loại bộ xử lý đơn b ít r a khỏi

th ị tr ư ờ n g tin học C ả h ai loại v ẫ n s o n g song tổn tạ i và mỗi loại được lự a chọn sử

d ụ n g tù y th e o n h u c ầ u ứ n g dụng

Bộ điều k h iể n logic k h ả lập tr ì n h với đơn vị x ử lý t r u n g tâ m b ằ n g từ n g ừ đtợc

d ù n g khi đòi hỏi xử lý văn b ả n và các th ô n g tin số, c ác phép tính, đo lư ờ n g đ á n h £Ìá, điều k h iể n , k iể m tra , ghi nhớ c ũ n g n h ư xử lý các t í n hiệu đơn tr o n g m ã n h ị nguiyên

N guyên lý v ậ n h à n h của m ộ t đơn vị xử lý t r u n g t â m C P U được m ô tả n g ắ n £ọn

n h ư sau :

Các th ô n g tin lưu t r ữ t r o n g bộ n h ớ ch ư ơ n g t r ì n h được gọi lên t u ầ n t ự vì đ ã đtợc điều k h iể n v à k iể m s o á t bởi bộ đ ế m ch ư ơ n g t r ì n h do đơn vị xử lý t r u n g t â m khống chế Bộ xử lý liên k ế t các t í n hiệu cá lẻ lại với n h a u theo quy địn h v à từ đổ n ú t ra

k ết q u ả là các lệnh cho đ ầ u ra Sự th a o tá c t u á n t ự c ủa chư ơng tr ì n h d ẫ n đ ế n u ộ t thời h ạ n t r ễ tr o n g khi đđ bộ đ ế m c ủ a chư ơng t r ì n h đi q u a m ộ t chu t r i n h đ ầ y đìủ rối sau đó lại b ắ t đ ầ u từ đẩu C hu kỳ th ờ i gian n à y được coi là "thời g ia n q uét" Oscưi)

và phụ th u ộ c tr ự c tiếp vào t ầ m vđc c ủ a bộ nhớ

T h ô n g th ư ờ n g đo thời g ia n q u é t c ủ a m ộ t c h ư ơ n g t r i n h 1 -k b y te , và lấy con Sỉố đó làm m ộ t chỉ tiê u để so s á n h giữ a c ác PLC Đối với n h iề u loại th iế t bị, thời hạm trễ này cổ t h ể dài tới 20 m iligiây hoặc hơn tùy thuộc vào t ấ m vóc m ở r ộ n g c ủ a bộ rhớ

T rong th ự c tế, nd là m ộ t công tắ c giới h ạ n , chỉ có t h ể được gọi lên s a u m ỗi 20 m ilũgây

N ếu điều đó gây n ê n trở ngại th ì c ấ n phải d ù n g n h ữ n g biện p háp đặc biệt, chảngr lạ n

như lặp lại n h ữ n g lầ n gọi đặc b iệ t tr o n g thời g ia n m ộ t lần quét, hoặc là đ iể u k h iể n các th ô n g tin c h u y ể n giao đ ể bỏ đi n h ữ n g lấn gọi ít q u a n tr ọ n g khi thời g ia n quết dài tới m ức k h ô n g t h ể ch ấp n h ậ n được N ếu giải p h á p nh ư t h ế k h ô n g được t h ỏ a n ă n thì c ầ n phải d ù n g m ộ t PLC với th ờ i gian q u é t n g ắ n hơn v í dụ n h ư 1 miligiây/ :ho

m ộ t Kbyte N h ư vậy rõ r à n g là c h ín h bộ xử lý q u y ế t địn h k h ả n ă n g và chức n ă n g :ủ a PLC Dưới đây là b ả n g so s á n h các đ ặ c t r ư n g của đơn vị x ử lý t r u n g t â m (CPU)) oại

Khả nAng hạn chế trong víộc xử lý dữ liệu

số (nghĩa là không có các chức nftng toán

hoc và logic)

Thu thập và xử lý dữ liệu số

Chương trình liên tiếp chạy không gián doạn

thời gian chu trình tương đổi dài.

Các quá trình thời gian - tới hạn địa chỉ hóa qua các lệnh gián đoạn hoặc chuyền doi diều khién khẩn cấp.

Chỉ phối ghép vơi máy tính dơn giàn Phổi ghép với máy tính lớn hoặc hệ thống

máy tính Khả năng xử lý các tín hiệu tương tự hị hạn

chế

Xử lý tín hiệu tương tự ờ cà dầu vào/dấu ra.

2 Bộ n h ớ c h ư ơ n g t r ìn h

Chương t r ì n h điều k h iể n hiện h à n h được giữ lại tro n g bộ nhớ c h ư ơ n g t r ỉ n h b ằ n g

c á c bộ p h ậ n lưu t r ữ điện t ử n h ư RAM, PROM hoặc EPRO M C h ư ơ n g t r ì n h được tạ o

r a với sự trợ giúp của m ộ t đơn vị lập trìn h chuyên dùng, rồi được c h u y ể n vào bộ nhớ chiiơng t r ì n h , c ắ m trê n p a n e n của PLC Một nguồn điện dự p h ò n g là c ấ n th i ế t cho RAM để duy trì c h ư ơ n g t r ì n h n gay cả tro n g trường hợp m ấ t n g u ổ n điện chính Người

t a đã th iế t k ế bộ nhớ t h à n h từ n g m ô đ u n đ ể cho phép dễ d à n g th íc h n g h i với các chức

n ă n g diều k h iể n có kích cỡ kh á c n h a u Và nếu muôn 111Ở r ộ n g bộ nhớ chỉ c ầ n c ắ m

t h ê m ¿ác th ẻ n h ớ điện t ử vào p a n e n của PLC,

3 M ô d u n d ấ u v à o

Môđun đ ấ u vào cd chức n à n g c h u ẩ n bị các tín hiệu bên n goài đ ể c h u y ể n vào tr o n g

P L C , nó c h ứ a các bộ lọc v à bộ thích ứ n g mức năng lượng M ột m ạ c h phối ghép cố

lự a chọn được d ù n g đ ể n g à n cách điện giải mạch tro n g ra khỏi m ạ c h ngoài P h ẩ n lớn

cá c m òđun đ ầ u vào được t h i ế t k ế để cố t h ể nhận nhiẽu đ ấ u vào ( 8 - 1 6 - 2 4 - 3 2 c h ẳ n g

h ạ n ) và n ế u c ấ u th ê m đ ấ u vào th ỉ cổ th ể cắm thêm các th ẻ đ ẩ u vào khác Việc c h ẩ n

đ o á n các sai s ó t hư h ỏ n g sẽ được th ự c hiện r ấ t dễ d àng n ế u mỗi đ ẩ u vào được t r a n g

bị một điổt p h á t s á n g (L E D ), n h ư vậy người ta có bộ chỉ th ị á n h s á n g báo h iệ u cho

s ự co' m ặ t c ủ a điện t h ế đ ầ u vào

4 M ô đ u n d ấ u ra

Môđun đ ấ u r a co' cấu tạ o tư ơ n g tự n h ư môđun đáu vào N d gửi t h ẳ n g các th ô n g

t i n đấu r a đ ế n các p h ầ n tử kích h o ạ t (cho dẫn động) của các m á y là m việc Vì vậy ixià nhiều m ô đ u n đ ẩ u ra th íc h hợp với h à n g loạt mạch phối g hép k h á c n h a u đ ã được

c u n g cấp

‘Điốt p h á t q u a n g (LED) c ủ n g co' t h ể giúp quan s á t điện t h ế đ ấ u ra K hả n ă n g k iể m

t r a bằng m ấ t lại c à n g q u a n tr ọ n g hơn đối với những th iế t bị sử d ụ n g cấu chì đ ầ u r a pihụ vã m ộ t đi ốt p h á t q u a n g (LED) t r u n g tâ m có th ể hỗ trợ th ê m r ấ t nhiều Số lượng

đ a u ra co' t h ể đổng thời h o ạ t động, phụ thuộc vào loại th iế t bị và co' t h ể bị h ạ n c h ế

v ì lý do n h i ệ t hoặc điện

5 M ô d u n p h ố i g h é p

Môdun phối ghép d ù n g đ ể nối bộ điều khiển khả lập trìn h PL C với các t h i ế t bị bên nigoài, n h ư m à n hình, t h i ế t bị lập t r ì n h hoặc với panen 111Ở rộng T h ê m vào đo', n h iề u C:hức n ăng p h ụ cũ n g c ầ n t h i ế t h o ạ t động song song với n h ữ n g chức n ă n g t h u ầ n tú y léồgic của bộ PL C cơ bản C ũ n g co' khi người ta ghép th ê m n h ữ n g th ẻ điện tử p h ụ đặc b)iệt đế tạ o r a các chức n ă n g ph ụ đó Trong n h ữ ng trư ờ ng hợp n à y đ ề u phải d ù n g đến ttnạch phối ghép

6 C ác c h ứ c n ă n g p h ụ

N h ĩ n g c h ứ c n ă n g ph ụ đ iể n h ìn h n h ấ t của PLC là :

1) 3ộ n h ớ d u y trì co' c ù n g chức n ă n g như rơle duy trì, n g h ĩa là bảo tồ n tín hiệu

tìro n g q u á t r ì n h m ấ t điện Khi n g u ổ n điện trở lại thì bộ c h u y ể n đổi c ủ a bộ nhớ n ằ m ở; tư thế n h ư trư ớ c lúc m ấ t điện

2) Bô thời g ia n của PLC có chức n ă n g tư ơ n g tự n h ư các rơle th ờ i gia n Việc đ ặ t

thời gian được lập tr ìn h hoặc điều chinh từ bên ngoài

3) Bộ đ é m được lập t r ì n h b ằ n g các lệnh logic cơ b à n hoặc th ô n g q u a các th ẻ điện

tử phụ Việc đ ậ t bộ đếm được th ự c hiện q u a lập tr ìn h hoặc b ằ n g n ú t bấm

4) Bộ g h i tư ơ n g ứ n g với cơ cấu n ú t bấ m - bước Bước tiếp th e o được t h ả ra bời

bộ p h á t thời gia n hoạc b ằ n g x u n g c ủ a m ạch c h u y ể n đổi

5) C hức n a n g số học được th iế t k ế để th ự c hiện bốn chức n ă n g số học cơ b ả n : cộng, trừ , n h â n và chia, v à các chức n ă n g so s á n h : lớn hơn, nhỏ hơn, b à n g và không bằng Sự co' m ặ t của chức n ă n g số học giúp mở rộ n g đ á n g kể cơ hội ứ n g d ụ n g cho PLC

6) Chức n ă n g đ iề u k h iể n s ố (N C ) - làm cho PLC co' t h ể được ứ n g d ụ n g đ ể điểu

k h iể n các q u á t r ì n h c ông n g h ệ t r ê n m á y công cụ hoặc t r ê n các ta y m á y ngườ i m áy công nghiệp

Bộ PLC với các chức n ă n g phụ đ ặ c biệt chỉ th íc h hợp n ế u co' c h ủ đ ịn h th ự c hiện các chức n ă n g khác ngoài sự th a y t h ế việc điểu k h iể n rơle đơn giản N ế u các chức

n à n g đo' kh ô n g được sử d ụ n g m ộ t cách đấy đủ th ì t ố t n h ấ t là d ù n g các bộ P L C khồng co' các chức n à n g đo'

1.3 Luồng liên lạc - Busline - Bus

T á t cả các m ô đ u n của m ộ t PLC đều được nối với n h a u b ằ n g m ộ t "luổng liên lạc", tên là b usiness line, gọi t ắ t là b u slin e hay gọn hơn n ữ a là bus L u ồ n g liên lạc gổm co' nhiếu m ạ ch nối d ẫ n đến t ừ n g m ôđun Sự tra o đổi to à n bộ dữ liệu và t h ô n g t i n giữa các m ô đ u n tr o n g PLC và với các t h iế t bị bên ngoài đều được th ự c h iệ n q u a các m ạ ch

đó Dưới đây d ù n g h ỉnh tư ợ n g xa lộ đ ể m in h họa sự h o ạ t đ ộ n g c ủ a lu ồ n g liê n lạc BUS (hỉnh 1.3) Co' n h iề u địa đ iể m ký hiệu b ằ n g các chữ cái A, B G, H H ỉ n h 1.3a vẽ các con đư ờ n g nhỏ, mỗi đ ư ờ n g chỉ nối hai địa đ iểm với n h a u , tư ơ n g đ ư ơ n g các m ạch nối cứ ng chỉ nối hai địa chỉ với n h a u

H ìn h 1.3b vẽ m ộ t xa lộ co' t h ể nối nhiều địa điể m , n ằ m rả i r á c hai b ê n xa lộ với nhau, tư ơ n g đ ư ơ n g với m ộ t lu ồng liên lạc BƯS có t h ể giao lưu th ô n g t i n g iữ a t ấ t cà các địa chỉ bố trí dọc th e o no' Các lái xe kh ô n g th ô n g th u ộ c v ù n g n à y cứ đi dọc xa

lộ là co' t h ể tìm th ấ y địa chỉ c á n đến H à n h t r ì n h trở về c ũ n g th e o m ộ t quy t r ì n h đo'

n h ư n g theo c h iểu ngược lại

Sự tư ơ n g tự là n h ư sau :

9

* đườ ng cao tốc tư ơ n g đ ư ơ n g với luồng liên lạc BUS

* các địa đ iể m tư ơ n g đ ư ơ n g với các "địa chỉ"

* các chiếc xe tư ơ n g đ ư ơ n g với các "dữ liệu"

Trên các con đư ờ n g nhỏ chỉ nối hai địa điểm , mỗi chiếc xe chỉ co' t h ể đi lại giữa hai địa đ iể m , k h ô n g đến được các địa đ iểm khác C ũ n g t h ế t r ê n m ạ c h nối cứng, các

th ô n g tin chỉ được tra o đổi g iữ a t ừ n g cặp địa chỉ, k h ô n g đ ế n được các đ ịa chỉ khác.Trên x a lộ, các xe cộ co' t h ể đi t ừ hoặc đế n với b ấ t kỳ địa đ iể m nào C ũ n g t h ế t r ê n luống liên lạc B U S th ô n g t i n được tra o đổi giữa hai địa chỉ b ấ t kỳ Có t h ể th ấ y rõ

r à n g r ằ n g lu ồng liên lạc k in h t ế h ơ n nhiều so với m ạ c h nối cứng

Hình 1.3 Luồng liên lạc BUS

C ũ n g cố t h ể so s á n h lu ồ n g liên lạc BUS với một m ạ n g đ ư ờ n g s ắ t cố hệ th ố n g bẻ ghi cho phép c ác đ o à n t à u giao lưu giữa hai ga bất kỳ tr ê n m ạn g

1.4 Chức năng và úng dụng của PLC

Vê cơ b ản, chức n ă n g c ủ a bộ điều khiển lôgic khả lậpi t r i n h c ũ n g giống n h ư chức

n á n g c ủ a bộ đ iề u k h iể n t h iế t kế t r ê n cơ sở các rơle hoác các t h à n h p h ầ n điện tử :

1 T h u n h ậ n các tín h iệu đầu vào và phàn hôi (từ các c ảm biến)

2 Liên kết, gh ép nối lại và đ ố n g mở m ạch phù hợp Víứi c h ư ơ n g trìn h

3 T ín h to á n v à so ạ n th ả o các lệnh điều khiển trên cơ sở so s á n h các th ô n g tin

th u được

4 P h â n p h á t các lệnh điều k h iể n đó đến các địa chỉ th íc h hợp

R iêng đối với m á y công cụ và người m áy công nghiệp thì bộ PL C cố t h ể liên k ế tvới bộ điểu k h iể n số NC hoặc CNC (xem phần hai) hình t h à n h bộ điều k h iể n thích nghi N ó chỉ cho p h é p c h u y ể n lệnh từ bộ NC sang máy n ếu cả người th a o tá c v à m áy hoặc s ả n p h ẩ m k h ô n g ở tr o n g t r ạ n g th á i nguy hiểm Trong hệ t h ố n g t r u n g tâ m gia công, m ọi quy t r ì n h công n g h ệ đ ều được bộ PLC điều k h iể n tậ p tr u n g

H ìn h 1 -4 cho th ấ y m ộ t ví dụ về chức n ă n g điều khiển c ủ a bộ PLC Số lượng đ ầ uvào — đ ẩ u r a p h ụ th u ộ c vào yêu cầu của người dùng N h ư n g n ế u số đ ầ u vào - đ ấ u

r n t ă n g lên th ì c ũ n g yêu c ẩu phải t ă n g khối lượng bộ nhiớ c ủ a c h ư ơ n g t r ì n h và n h ấ t

là chu t r i n h m á y h o ặ c thờ i gian q u é t cũng tă n g lên

1.5 Lập trình và tư liệu

M ột PLC cổ t h ể được sử d ụ n g m ộ t cách kinh t ế hay k h ô n g chịu ả n h h ư ở n g lớn c ủ a

n h ữ n g t h u ậ n tiệ n và dễ d à n g s ả n cd và th ư ở n g trự c t r ê n p a n e n lập tr ìn h Trái với điểu k h iể n số, chỉ cđ t h ể d ù n g được bộ điều k h iể n k h ả lập tr ì n h nếu cổ m ộ t p a n e n lập t r ì n h luôn luôn s ẵ n sàn g N h ư vậy khi t r a n g bị m ộ t bộ P L C c ũ n g đồng thời ph ả i

t r a n g bị m ộ t p a n e n lập t r ì n h c ủ a c ù n g m ộ t n h à c h ế tạo N gay cả khi m ô đ u n đ ẩ u vào được tiê u c h u ẩ n hđa, th ì v ẫ n đòi hỏi bộ PLC phải cđ n h ữ n g bộ đ ẩ u ra k h á c n h a u và đặc biệt

Sự khác n h a u c h ín h giữa bộ điều k h iể n k h ả lập tr ì n h và công nghệ rơle hoặc b á n

dẫ n là ở chỗ kỹ t h u ậ t n h ậ p c h ư ơ n g t r ì n h vào bộ điểu k h iể n n h ư t h ế nà o (h ìn h 1-5);

T rong diễu k h iể n rơle, bộ điều k h iể n c h u y ể n đổi bao gồm m ộ t cách cơ học n h ữ n g

m ô đ u n cá t h ể p h ù hợp với c h ư ơ n g t r ì n h m ạ c h và dãy điều k h iể n được k iể m s o á t b à n g

ta y th ô n g q u a việc nối dâ y do đố m à có từ kỹ t h u ậ t : - đ iề u k h iể n "cứng" T rái lại, việc n h ậ p m ộ t dã y điểu k h iể n vào m ộ t PLC được th ự c hiện th ô n g q u a m ộ t p a n e n lập

tr ì n h và m ộ t n g o ạ i vi c h ư ơ n g tr ìn h , cd t h ể chỉ r a mọi p h ư ơ n g p h á p v à qui t r ì n h có

t h ể để n h ậ p lôgic vào các bộ p h ậ n lư u t r ữ điện tử

Logic mạch Cling PLO với chức năng lạp trìn h lư u trừ

‘1'ia ghép nòi riê n g lò tro n g bộ nhớ điện tử (R A M , ROM , E P R O M ,v.v )

I lin h Lô Sụ khác biệt giờii điêu khiôn bang mạch cứng và PLO

kinh 1.5 là sơ đố khôi t r ì n h bày sự khác biệt giữa PLC và bộ điều k h iể n b à n g mạici c ứ n g trê n p h ư ơ n g diện q u á t r ì n h h ìn h th à n h và ch u ẩn bị

Eể lập trìn h người t a có t h ể sử d ụ n g m ộ t tro n g n h ữ n g mô h ìn h s a u đây :

sự gao lưu tư liệu k h ô n g gập khd k h à n và trá n h được n h ữ n g chi phí k h ô n g c ẩ n th iế t

£)ai íố các th iế t bị lưu h à n h t r ê n th ị tr ư ờ n g hiện nay là d ù n g mô hình k h u ô n khổ dãy hoỉật là khuôn khổ b iể u đồ nối dây N h ữ n g th iế t bị hiện đại n h ấ t cho phép người d ù n g chiinển đổi từ m ộ t p h ư ơ n g p h á p n h ậ p này san g m ột phươ ng p h á p n h ậ p k h á c ngay cả tro>n£ q u á trìn h nhập, bởi vì độc lập với phươ ng pháp được dùng, k h u ô n khổ khác được

t ạ o ra đổng thời K inh ng h iệ m cho th ấ y lập trin h với khóa ký hiệu v à chức n ă n g sẽ gâ}y ra m ột số vấn đ ề nế u lập tr ìn h viên đả quen với điều k h iể n b ằ n g rơle và n ế u biềĩu đổ m ạch công t ắ c hiện r a t r ê n m à n hình tro n g qu á trìn h lập t r ì n h giống h ệ t n h ư biểỉu đổ m ạch sử d ụ n g t r o n g kỹ t h u ậ t rơle M ặt khác n h ữ n g người d ù n g đã cđ s ẵ n

p h ử i g h iể u biết cơ b ả n vé ngôn ngữ lập trìn h p h á t hiệ n được r ằ n g sẽ dễ d à n g hơn nhiiéu n ế u d ù n g mô h ìn h kh u ô n khổ dãy

k h ừ n g chữ v iết tá t giúp trí nhớ được dùn g tro n g kỷ t h u ậ t có ưu đ iể m là c h ú n g khtỏig th u nhỏ k h ả n à n g của PLC Do có nhiều đòi hỏi khác n h a u m à các t h iế t bị lập tri nỉ ph ả i th ỏ a m ã n cho nên đ a p h ẩ n các nh à c h ế tạo đã c u n g cấp n h iề u loại th iế t

bị với n h ữ n g k h ả n à n g k h ác n h a u N h ữ n g mô hìn h đơn giản n h ấ t là thích hợp đối với

th iế t bị th ử ng h iệm cho giai đ o ạ n khởi động c ủ a lẩn láp đ ặ t, bảo q u ả n v à s ử a lối chư ơ ng trìn h C h ú n g co' n h ữ n g chức n ă n g cơ b ả n s a u đây :

* Lập t r i n h và soạn th à o k h u ô n khổ dãy

* Tìm kiếm và h iể n thị các bước của c h ư ơ n g trin h , các lệ n h và các đ ịa chi

* Biểu th ị tín hiệu đ ầ u vào đ ấ u r a và kết quả

* 'X óa bỏ, th a y đổi v à lập t r ì n h cho E P R O M

N h iề u th i ế t bị kiểu mới th ư ờ n g được lắp th ê m m ộ t m à n hỉnh hiển thị và mạch phối ghép cho b ầ n g ghi c a tx é t, m á y in b ă n g và bộ d ẫ n đ ộ n g đĩa tr o n g và n g o à i N h ữ n g

th iế t bị tối t â n n h ấ t đ ã x u ấ t h iệ n tr ê n th ị tr ư ờ n g bao gồm m ộ t t r ạ m lậ p trin h tiệ n nghi, c u n g cấp cho lậ p t r i n h viên n h ữ n g chỉ d ẫ n , n h ữ n g tư liệu chương t r i n h có th ể

t r a cứu tự dộng, cho phép n h ậ p tr ự c tiế p các lệ n h v à tư liệu m à k h ô n g c á n d ù n g b á t

kỳ m ộ t ngôn ngữ lập t r i n h nào v ì m ụ c đích đo' còn co' t h ể d ù n g m á y tín h cá n h â n nếu co' t r a n g bị p h ầ n m ề m c ầ n t h i ế t v à sự lựa chọn p h á n c ứ n g n h ư h ư ớ n g lặp trin h EPR O M , kho'a chức n ă n g và đ á u nối m ột đư ờ ng với PLC cho th a o tác q u a n s á t và

s o ạn th ả o c h ư ơ n g tr ì n h nếu RAM được sử dụng

Một khi ch ư ơ n g t r i n h đ ã được lậ p ra th ì th iế t bị lập tr ì n h còn phải th ự c hiện n h íín g

n h iệ m vụ kh á c n h ư :

* In k h u ô n khổ dãy với n h ữ n g chú giải và tê n th iế t bị được điều kh iển

* In d a n h sá c h đối chiếu chỉ r a n h ữ n g liên hệ của các bộ nhớ phụ, bộ thời gian,

và n h ữ n g bộ điều k h iể n với các m ô đ u n t r o n g và ngoài

* In d a n h sác h đ ịa c h ỉ co' k è m th e o chi tiế t chỉ ra n h ữ n g đ ịa chỉ đổ được gắn vói

cả n h ữ n g th a o tá c viên có k in h n g h iệ m c ũ n g c ầ n k h o ả n g m ộ t t u ầ n lễ h u ấ n luyện mới co' t h ể là m việc tr ê n loại P L C mới m ộ t cách đ á n g tin cậy

1.6 Bộ nhớ chưong trình

Chỉ có th ô n g q u a c h ư ơ n g t r ì n h m áy tín h th i bộ PL C mới tr ở n ê n hữu dụng Da số các bộ nhớ hiện d ù n g là n h ữ n g bộ n hớ b á n d ẫ n và b ả n g dưới đây liệt kê ra n h ữ n g đặc t r ư n g c h ín h của 4 loại bộ nhớ th ư ờ n g d ù n g n h ấ t

I.oại hộ nhớ Khả nang thay dổi

dơn - tuyến

Mất lưu trữ

vi mất diện

Bàn vệ chổng thay chương trình không mong muốn

T h ế m ạ n h của điếu k h iể n k hả lập trinh sơ với các phươ ng p h á p điều k h iể n m ạch cứng là ở chồ tr o n g bộ PLC dễ d à n g thay chương trinh, bỏ ch ư ơ n g tr i n h cũ n ạp chư ơng trin h mới tro n g m ộ t thời gian n g á n và ít tôn kém T\iy th uộc vào việc sự th a y đổi chương tr ì n h đó được th ự c hiện b ằ n g cách thay bộ phận của bộ nhớ hay là b à n g cách trự c tiế p lặp trin h lại, người ta ph ân biệt hai loại bộ nhớ : bộ nhớ th a y được và bộ nhớ lập tr ìn h tự do.

N h ữ n g bộ điếu k h iể n sử d ụ n g kỹ th u ậ t lập trình loại th ứ n h ấ t chủ yếu d ù n g các

bộ nhớ có th ể xóa b ả n g tia cực tím (EPROM) Sau khi xóa phải đợi kh o ả n g m ột giờ mới n h ậ p được các th ô n g tin mới

N h ữ n g bộ điều k h iể n co' t h ể lập trỉnh tự do thường chứ a RAM với m ộ t bộ nguổn điện dự t r ữ dể bảo vệ ch ư ơ n g tr ìn h khi m ấ t điện Gán đây người ta p h á t t r i ể n loại

bộ nhớ d ù n g bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS) có mức tiê u th ụ n ă n g lượng nhỏ tời m ức m ộ t nguồn pin nhỏ c ũ n g co' th ế nuôi bộ nhớ hơn m ộ t n á m N ếu n g uồn n ă n g lượng dự t r ữ s ấ p cạn thì co' m ộ t m ạch điện tử báo hiệu và n g à n cản việc mở m áy cho đến khi th a y bộ n g u ố n mới Kỹ t h u ậ t PLC cũng được hưởng lợi ích c ủ a việc giảm giá các t h à n h ph á n r ú t n g á n chiều dài chương trìn h không còn q u a n tr ọ n g lắm n h ư trư ớc dây khi k h ả n à n g lưu t r ữ của bộ nhớ có tá m quan trọ n g lớn

N h ữ n g chi tiêu c h ư ơ n g tr ì n h khác dược coi quan trọ n g là :

- C h ư ơ n g tr ì n h co' c ấu trú c rõ rà n g để t r á n h nhẩm lẫn

- C h ư ơ n g trìn h dễ th a y t h ế hoặc dễ soạn thào

- Có ưu th ế tr o n g việc sử d ụ n g các chương trình con

- Dễ p h á t hiện lỗi

D iểm cuối c ù n g n ày được coi là co' ý nghĩa đặc biệt giữ th ờ i gian m áy ở m ức tối

th ic u Ngoài b ả n th â n c h ư ơ n g tr ì n h điếu khiến, còn phải co' các ch ư ơ n g tr ì n h chẩn đoán đặc biệt đ ể :

- Q u a n s á t thời g ian chu t r ì n h máy

- So s á n h các qui t r i n h hiện h à n h và sẽ lập

- Tạo biểu đổ p h á t tr i ể n

- Giải m ã các th ô n g báo lỗi

- Chỉ ra m ột số c h ỉn h lý s ử a chữ a cấn th iế t

- Diều k h iể n m áy công cụ và người máy

Một t r o n g n h ữ n g đòi hỏi q u a n trọ n g đối với các chương tr in h c h ẩ n đoán là tá c d ụ n g co' hiệu q u ả tro n g việc tr á n h và khử các lỗi (pari) của các m ô đ u n đ ẩu vào đ ẩu ra và các k h â u nối của chủng N h ữ n g th à n h ph ần chẩn đoán đậc b iệ t c ủ a bộ điều k h iển

d ò n g ch ư ơ n g trin h đã được p h á t t r i ể n đ ể có t h ể sử dụng ngay cả khi c h ư a biết chư ơng

t r ì n h điều k h iể n hoặc d ò n g th ô n g tin của no' C húng có t h ể t ự học, n g h ĩa là dòng chảy

c h u ẩ n xác của ch ư ơ n g t r i n h làm việc được lưu trữ bàng th iế t bị đđ và tr o n g tr ư ờ n g hợp co' sai sdt bước c h ư ơ n g tr ì n h m à ỏ đo' dòng chuẩn xác bị n g á t, được hiện lên m à n hỉnh Ư u điểm của các ch ư ơ n g tr ỉn h chẩn đoán này là :

- K hông cần phải lập trìn h

- C h ủ n g không ả n h hư ở ng đến khả n á n g bộ nhớ của PLC

- Tác d ụ n g chẩn đ o á n có hiệu lực trước khi soạn thảo xong ch ư ơ n g trin h , n g h ĩa là

t r o n g giai đoan th ử m áy

1.7 Lý do sử dụng PLC

Trước kia bộ PLC giá r ấ t đ á t, k h ả n ã n g hoạt đ ộ n g bị h ạ n c h ế và quy tr ì n h lăp

tr ì n h r ấ t phức tạp Vi n h ữ n g lý do đó m à nó chi được d ù n g cho n h ữ n g m á y và thiết

bị đặc biệt có sự th a y đổi t h i ế t k ế c ấ n phải tiến h à n h ngay c ả tr o n g giai đoạn lạp

b ả n g n h iệ m vụ và lập lu ậ n ch ứ n g Do giảm giá liên tục, kèm th e o t à n g khả n a n g của PLC dẫ n đế n k ế t q u ả là sự p h á t t r i ể n rộ n g rã i c ủ a việc áp d ụ n g kỹ t h u ậ t PLC BAy giờ nó th ích hợp cho m ộ t p h ạ m vi rộ n g các loại thiết, bị m áy móc

Các bộ PLC đơn khối với 24 k ê n h đáu vào và 16 kênh đ á u ra là thích hợp vớ ỉ

n h ử n g m áv tiêu c h u ẩ n đơn, hệ t h ố n g gia tải - bỏ tài và n h ữ n g t r a n g t h i ế t bị liên hep

Xử lý tự liệu t ự độn g là k h ô n g c á n th iế t phải d ù n g PLC tr ê n các m á y tiê u c h u ẩ n hởỉ

vi ít co' k h ả n ă n g phải chịu m ộ t sự th a y đổi H ơn n ữ a các b iể u đô m ạ ch tiêu c h u ẩ n

dã đủ cho việc xử lý tư liệu Sự h ấ p dẫn của PLC tr ê n thị t r ư ờ n g được k h ả n g đ ịn h cho n h ữ n g ứ n g d ụ n g đơn giả n nói t r ê n là bời vi nó có độ tin cậy cao, chiếm ít chồ

và loại bỏ được n h u cáu nối dây, g h é p các rơle và các bộ thời gian

N h ữ n g bộ P L C với n h iề u k h ả n á n g ứng d ụ n g và lựa chọn được d ù n g cho những;

n h iệ m vụ phứ c tạ p hơn, cho n ê n người ta m o n g m u ố n có cả m ộ t loạt PLC có t h ế ctuỢơ lập t r i n h q u a m ộ t p a n e n kích cỡ c h u n g và d ù n g m ột quy t r ì n h lập t r ì n h chung

H ỉn h 1.6 dưới đây cho th ấ y các n h u cấu điểu k h iế n diện tử và p h ạ m vi điế u k h iể n các loại m á y m óc t h iế t bị

N h ữ n g ưu đ iế m c ủ a việc ứ n g d ụ n g kỹ t h u ậ t PLC là :

*C huán bị vào h o ạ t d ộ n g n h a n h T h iế t k ế m ô đ u n cho phép th íc h nghi đơn giản với

b ấ t kỳ mọi chức n á n g điề u k h iể n Khi bộ điều k h iế n và các phụ kiện đã được lắp ghép thi bộ PLC vào tư t h ế s ả n s à n g làm việc ngav Ngoài ra, nó còn co' t h ể được sử d ụ n g lại cho n h ữ n g ứ n g d ụ n g khác

* Độ tin cậy cao và n g à y c à n g tà n g Các th à n h p h á n điện tử co' tu ổ i thọ dài hơn

các th iế t bị cơ - điện tử Độ tin cậy cúa PLC ngày c à n g cao và tuổi thọ ngày c à n g tang Còn việc bảo d ư ờ n g định kỳ th ư ờ n g là c á n th iế t đôi với điểu k h iể n rơle n h ư n g được loại bỏ đỏi với PLC

* D ẻ d à n g th a y dổi hoặc so ạ n th ả o chư ơng tr in h N h ữ n g th a y đổi c ầ n t h iế t cả ở

khi b ắ t đ ấ u khởi độn g hoặc n h ữ n g lúc tiếp sau đều co' t h ể được th ự c hiện dễ d à n g

m à kh ô n g c ấ n co' b ấ t kỳ m ộ t th a o tá c nào ở p h ẩ n cứng

* S ự d à n h g iá các n h u càu là d ơ n g iả n N ếu b iế t con sô đ ú n g của đ á u vào v à đ á u

ra c á n thiết, th i co' th ể đ á n h giá kích cỡ yêu c á u của bộ nhớ (độ dài c h ư ơ n g trin h ) tối đa là bao nhiêu Do đo' có t h ể dễ d à n g và n h a n h c h ó n g lựa chọn loại PLC phu hợp với yêu cầu để ra

* X ù lý tư liệu tự d ộ n g T ro n g n h iề u bộ PLC, việc xử lý t ư liệu được tiến h à n h tự

động, làm cho việc th iế t kê' đ iệ n tử trở nê n đơn giàn hơn

* T iế t k iệ n k h ô n g g ia n P L C đòi hỏi ít k h ô n g gian hơn so với bộ điều k h iể n rơle

tư ơ n g đương, t r o n g n h iề u tr ư ờ n g hợp không gian được th u h ẹ p vì co' n h iề u bộ p h ậ n được giảm bớt

I lộ thông gia công tự dông linh hoạt va liõn họp

Ị linh 1.() Ư11 (lụm* vã nhỉi I ÙM (lióii khiên ỉliộtì tư !*!,(

* Khờ n ă n g tá i tạo Nếu d ù n g n hiêu máy LLC với n h ú n g quy cách kỹ th u ậ t của

hộ đi ều k h iê n g iô n g h ệ t n h a u thì làm chi phí lao động sẽ r ấ t t h ấ p so với bộ điểu khiếnrctle Diếu đo' là do g iả m p h á n lớn lao động láp ráp Hơn nửa, người t a ưa d ù n g PLC hơn cac loại đ iế u k h iể n khác k hông chỉ vì no' có th ể sử d ụ n g t h u ậ n lợi cho các m áy

đ á làun việc ổ n địn h m à còn vì no' còn co' th ể đáp ứng n hu c ẩu của các th iế t bị m ẫ u

đ ấ u tiền m à ngườ i t a co' th ể th a y đổi cải tiến tro n g quá t r i n h v ậ n h à n h

* Sự cải biến th u ậ n tiện N h ữ n g bộ điểu khiển, nếu chỉ m u ố n cải biến m ộ t p h á nnhỏ tro n g d ã y chức n ă n g , co' t h ể đươc tái tạo một cách đơn g iả n b à n g sao chép, cảibiên và hoặc t h ê m vào n h ữ n g p h ầ n mới N hững phán, tr o n g c h ư ơ n g tr ìn h , v ẫ n s ả n

s à n g sử d ụ n g được th ì vần được d ù n g lại không c ầ n th a y dổi gi So với kỹ t h u ậ t Tơie,

ỏ đây có t h ế giám p h ầ n lớn t ổ n g thời gian láp rá p hởi vi có t h ể lập t r i n h các ehưo

n a n g điếu k h iể n trư ớ c hoạc t r o n g khi lap rá p h ả n g dieu kh iến

* N h iê u chức n ù n g Người t a th ư ờ n g hay d ù n g PLC cho t ự d ộ n g linh h o ạ t hoi Vị

dễ d à n g th u ậ n tiệ n tr o n g tin h to á n , so s á n h các giá trị tư ơ n g q u a n , th a y d õ i c h ư ơ n g trin h và th a y đổi các th ô n g số M ột lý do n ữ a là nó d a dược nổi s ả n với một may tín h m anh

1.8 Giá trị kinh tê của PLC

Láp đật hộ PL C đơn giản n h iề u so với láp d ậ t hệ rơle Sừ d ụ n g bộ PLC r ấ t k in h tẽ Giá của nó giảm do hạ giá h à n g điện tử, do sự p h á t t r i ể n c ủ a các b ả n t.hiẻt kế ngay

c à n g rẻ hơn và t á n g số lượ ng c ủ a PLC ứ n g d ụ n g tr o n g mọi lỉnh vực Hơn n ữ a khi so

s á n h giá cả th i phải tính đ ế n cả giá hán c ủ a các bộ p h ậ n p h ụ k h ô n g th ể th iê u dv.Ợó

n h ư p a n e n lạp trìn h , m á y in, h ã n g ghi v.v và cả việc dào tạ o n h â n viên kỷ t h u ạ t

H ìn h 1.7 dưới dây đ ư a r a m ột sự so s á n h giá cả giữa PLC và hộ rơle

I lình 1.7 So s á n h giá ca giữa hộ rôle va PLGMột dieu rát q u a n tr ọ n g ỉà phải d ù n g đội ngu n h â n viên kỷ t h u ậ t lành n g h ề có kinh nghiệm có hiểu biết tố t vế p h ấ n m é m d ế th iế t k ế lập t r i n h và th a o táíC bộ PLG

VI p h ấ n m é m d ù n g cho n h ữ n g m ụ c dich đặc biệt là cực kỳ d á t giá Tuy n h iê n , n h iê u cái dã tr ở n ê n khả thi nhờ p h á n m é m ré đi N h iề u n h à c h ế tạo PL C c u n g cấp trọ n

bộ dóng gói p h á n m é m dã dược th ử nghiệm , n h ư n g việc th a y t h ế và hoặc th ê m các

p h á n m ém cho các nh u c ầu r iê n g là k h ô n g th ể t r á n h khỏi và khi đó đòi hỏi kỷ n ă n g

p h ấ n m é m N ếu k hông phải tự m ìn h tạ o ra p h á n m ém , c h ả n g h ạ n do mộtt c óng ty

p h á n m é m s à n x u ấ t, thi diếu tồi q u a n tr ọ n g là mọi yêu cáu p h ả i dược xác d ị n h chính xác, tỉ mỉ và v iế t rõ r à n g ra trư ớ c lúc b á t đáu

p h â n bố đ iể n hình g iá c ả cho việc láp đ ạ t một PLC m ẫu n h ư s a u :

* 5 0 r/r cho p h á n c ứ n g của PLC

:| 107( cho th iế t k ế k h u ô n khổ chương trin h

1 2 0 7 cho lặp t r i n h và soạn th ả o

15 7 cho th ừ n g h iệ m

* 57t cho tư liệu.

Viòc láp đạt m ộ t bộ PL C tiếp theo chỉ trị giá bàng k h o ả n g m ộ t n ử a g iá cho bộ m ẫ u đ;íu tiê n , n g h ỉa là chi CÒ11 phải chi cho p h á n cứng mà thòi Bộ th ứ hai trở đi giá tiề n chi cho m ột bộ PLC sẽ rẻ hơn r ấ t n h iề u so với bộ điếu k h iể n b ằ n g rơle

'Puy nhiên, chi n ê n láp đ ặ t bộ điều k h iể n khả lập t r ì n h PL C khi có m ộ t sô lượng

đù lớn lán điểu k h iể n c á n phải lập trin h hàng' nam đ ể đủ bù lại chi phí tư ơ n g đôi

CHO của n h ữ n g p a n e n lập tr i n h tố t và của việc huấn luyện đội ng ủ n h ả n viên kỹ th u ậ t

Cỉin th iế t K hông n ê n n ìá y m óc sử d ụ n g PLC với bất kỳ giá nào m à phải tín h to á n

11 ước khi d ặ t h àng Việc lắp đ ặ t PLC làm tă n g đ á n g k ế giá t h à n h c ủ a th iế t bị gia cóng và do đó t â n g g iá th à n h c ủ a sản phẩm Mặt khác t a có t h ể th u ê th iế t bị lập tìin h c h ứ k hổng m u a n ế u như m u a về m à không sử d ụ n g hết n ă n g s u â t

Dưới đây n ê u ưu k h u y ế t đ iể m đ ể so sán h hai loại diều k h iể n : diều k h iể n b à n g rơle và PLC d ể th a m khảo

• N h iề u h ộ p h ú n d ù liê u c h u ẩ n ht» 1 • l.ã p d a i d ơ n g ià n

• K fit ít n h ậ y c ù m v ơ i n h iề u • T h a y d õ i n h a n h l ị i i y t r in h d iề u k l ìie n m a

Số h ã n g c u n g cáp PL C thi n hiều n h ư n g chỉ có một ít các h ả n g d ư a ra được cả m ột

dãy day đủ các loại PLC từ cái r á t dơn giản cho đến n h ữ n g th iế t bị hiện dại n h ấ t, phức tạ p n h ấ t có m ộ t v ù n g khả n a n g và chức n a n g rộng N h ữ n g người d ù n g PL C còn

ít kinh n g h iệ m N hư vậy có t h ể th ử và chọn dược sản p h ẩ m th íc h hợp n h ấ t với các doi hỏi c ủ a công việc m à có t h ể hạ x u ố n g mức th ấ p n h á t giá m u a bộ lập t r ì n h và giảm chi phí h u ấ n luyện dội ngu n h â n viên kỹ thuật

Chương 2

CÁC HỆ THỐNG T ự ĐỘNG PHỤC v ụ SẢN XUẤT

Mực tiêu c ủ a c h ư ơ n g n à y là c u n g cấp n h ữ n g kiến thức sau đây :

1 - Mục đích, c ấ u t r ú c và s ự h o ạ t đ ộ n g của các hệ th ố n g tự động

2 - So s á n h n h ữ n g k hác b iệ t giữa c ông nghệ lập tu y ế n và c ô n g n g h ệ lậ p trình

’* - N h ư n g kiến th ứ c về các t h à n h p h á n và sự cấu t h à n h của các bộ p h ậ n điện tử cua hô th ố n g tự động

4 - Sự tiến hóa của n h ừ n g n h u c ấ u vế tự độ n g hó a s ả n x u ấ t

Trong n h i011 linh vực, m ộ t bên là sự p h á t t r i ể n của các nhu c á u của s ả n x u á t, nuột hcn là các tiên bộ của c ông nghệ đã làm nảy sinh n h ữ n g vân đê x ứ n g đ á n g IưíỢc nghiôn cứu m ộ t cách n ghiêm túc Với n h ử n g kiến th ứ c đđ có t h ể ctề cập đ ế n nlừ ng bài to a n t ế nhị c ủ a việc lựa c h ọ n c ông n g h ệ và các th à n h p h á n tự đ ộ n g hóa tro n g Cĩác

* N h ữ n g t h à n h p h ẩ m cuối c ù n g đã có t h ể trự c tiế p tu n g ra thị trư ờ n g

* N h ử n g t h à n h p h ẩ m t r u n g gia n d ù n g đ ể tạo ra n h ữ n g t h à n h p h ẩ m cuối C im g

Muốn cho hệ th ố n g s ả n x u ấ t h o ạ t đ ộ n g được phải c u n g cáp cho nđ ng u ồ n n g u y ê n liỉệu chinh, phôi, b á n t h à n h phẩm c ù n g các nguyên liệu phụ can thiết Đ ổng thời phái uun g cấp ng u ồ n n ă n g lượ ng (điện, khí nén, c h á t đốt ) c ù n g với nước sạch, c h ấ t bồi* rcơỉi v.v H ệ th õ n g s ả n x u á t còn th á i r a các p h ế liệu, các c h ất cạn bà, nước b ẩ n v.v

D ế cho hệ t h ố n g s ả n x u ấ t ho ạ t độ n g được binh th ư ờ n g c á n n h iề u loại n h â n vfèni :

* N h â n viên khai thác, vậ n h à n h , phải có m ạ t th ư ờ n g xuvên bén m á y t r o n g thiờị gian m áy hoạt đ ộ n g và can th iệ p n h iể u hay ít tùy th u ộ c vào tr i n h độ t ự đ ộ n g cỉu hô

th ố n g s ả n x u á t

- G iám s á t các m á y tự đ ộ n g

- N ạ p liệu, phôi, k iể m t r a v à th á o dờ s ả n p h ẩ m đối với các m á y b á n tự đ ộ n g

- T h a m gia vào qu á t r ì n h s ả n x u ấ t tr o n g tr ư ờ n g hợp m á y k h ô n g tự động

N h â n viên hiệu c h in h làm n h ữ n g thao tác diếu chinh đố đ ạ t được c h ất lượ ng vận hanh theo vôu cáu vào lúc khởi đáu một đợt sản xuất, nhất là lúc b á t đáu một loạt sấn p hấm mới.

* N h â n viên bảo d ư ỡ n g định kv, sửa chữa khi có sự rỏ hòng hóc, báo d ư ỡ n g dư phòng

* T ự d ộ n g h ó a ở mức độ cao hơn, dáy dù hơn các thao tá c trư ớ c đây d ã dược tự

d ộ n g hóa t ừ n g p h á n ít hoặc nhiều, ví dụ như :

- ( ’huy e n n h ư n g m áy b á n tự dộng s an g tự dỏng hoàn to à n

- ( ’h u y ê n n h ữ n g m áy tư động cứng (chi cho tạo dược một loại sán p h ấ m ) s a n g

n h ư n g m av tự d ộ n g linh h o ạ t có thô lân lượt chò tạo các loại s á n p h ẩ m Sư ch u y ểndối từ sán p h á m này s a n g s ả n phấm kháo dược thực Ilion một cách n h a n h c h ó n g và

t h u ậ n lợi và k h ô n g phái th a y n h ữ n g phan cứng cùa may

Việc tự d ộ n g hóa có t h ể n h a m vào nhiếu mục tiêu da d ạ n g Có t h ể kể ra m ộ t sò nụic tiêu s a u dây làm vi dụ :

* Tim kiế m n h ữ n g giá thcành sán xuãt th á p hơn hàng cách :

- G iảm số lượng n h â n công

- G iảm tiê u hao vật tư, n ă n g lượng, v.v

* Loại bỏ cho người n h ữ n g công việc n ạ n g nhoc, nguv h iể m dộc hại và cải th iệ ndiếu kiện làm việc b à n g cách làm cho công việc trở nên v á n m inh hơn

* Làm cho c h ấ t lươ ng s ả n phcấm tốt hơn bang cách dưa vào dây c huyến sản x u ấ t

n h ư n g thao tá c m à chỉ có tư d ộ n g hóa mới thực hiện nổi tr ẽ n bình diện cồng nghiệp.' Làm cho c h á t lượ ng s ả n p h ấ m dòng dếu hơn, ổn định hơn do loại bó yếu tố conngười (do n g ẫ u n hiên, đ ã n g trí, tin h trạ n g , sức khỏe v.v ) và b à n g cách t a n g cường kiế m t r a tự động Điếu n à y đạc biệt q u a n trọ n g đối với khả n ã n g chiếm lĩnh thị trư ờ n g ,

4‘‘10 uy tín cho s ả n p h ẩ m đối với khách hàng

* T h ự c hiện n h ữ n g th a o tá c mà con người k h ô n g th ể là m được dù b à n g th ủ 'ông hay t r í óc, ví dụ n h ư c h ế tạ o hoặc láp ráp n h ữ n g bộ p h ậ n cực nhỏ, n h ữ n g t.hac tát' cực n h a n h , phôi hợp ph ứ c t ạ p các đ ộ n g tá c v.v

3 T ự d ộ n g h ó a n â n g c a o s ứ c c ạ n h t r a n h c ủ a s ả n p h ẩ m

T ro n g n ề n kinh t ế th ị trư ờ n g , mọi đ ộ n g thái tư đ ộ n g hda đều có m ụ c đích n h à m tảng cao sức c ạ n h t r a n h của s ả n p h ẩ m một cách trự c tiế p (giá th à n h hạ, c h á t lư ợ n g cao VV I hoặc là g iá n tiếp (cải th iệ n điều kiện làm việc, giảm thời gian c h u ẩ n bị V.V Ì

Sức c ạ n h t r a n h c ủa s à n p h ẩ m được xác địn h ở khả n ă n g tiê u t h ụ tốt, b á n m a n h

n h iề u tr ê n th ị trư ờ n g Sức c ạnh tr a n h là k ế t q u ả t ấ t yếu c ủ a hiệu q u ả th u được trên bốn yếu tố sau đây : giá th à n h , c h ấ t lượng, dổi mới và s ả n x u ấ t n h a n h

* G iá th à n h bao gồm :

- G iá công n h ả n được giảm n h iề u do áp d ụ n g tự đ ộ n g hóa

- Giá v ậ t tư và n à n g lượng c ủ n g được giảm do tự đ ộ n g h ó a đ e m lại phương ántối ưu tiê u hao v ậ t tư và n â n g lượng

* C h á t lư ợ n g bao gồm độ tin cậy và tuổi thọ của s ả n p h ẩ m dược n â n g cao và tổng

đểu nhờ k ế t q u ả của tự động hda

* Đ ổi m ớ i bao gốm

- H o à n th iệ n s ả n p h ẩ m

- N â n g cao tín h mỹ th u ậ t của s ả n p h ẩ m

- Tối ưu hóa k ế t c ấ u c ủ a s ả n p hẩm

Kinh n g h iệ m cho th ấ y việc đầu tư vào tự động hóa th ư ờ n g d ẫ n đ ế n việc nghiên cứu lại quy t r i n h s ả n x u ấ t do đó dẫn đ ế n viộc n g h iê n cứu lại s ả n p h ẩ m Việc th iế t kv lại đống thời s ả n p h ẩ m và các p h ư ơ ng tiện c h ế tạo s ẽ cho n h ữ n g k ế t q u ả tố t hơn vế sức

c ạ n h tr a n h G iữ a q u á tr ì n h th iế t k ế lại s ả n p h ẩ m , việc lựa chọn quy tr ì n h s ả n xuất

c ù n g với việc chọn và tự đ ộ n g hóa t r a n g th iế t bị cd q u a n hệ tá c d ộ n g q u a lại n h u sau 'h ìn h 2.2) : 4

Hình 2-2 Tác (lộng qua lại giữa thiết kê và sàn xuất

4 T i n h h i ệ u q u ả c ủ a v i ệ c d â u t ư v à o t ự d ộ n g h ó a

C ủ n g n h ư mọi việc đ ầ u tư khác, khi d á u tư vào tự đ ộ n g hóa p h ả i x é t đến tín h hiệu

q u ả kinh tế H iệ u q u ả c ủ a đ á u tư vào tự động hóa dược đ á n h giá b à n g thời gian loàn vón, tín h th e o công th ứ c s a u đây :

vốn đấu tư

— — : - — - = số n ă m hoàn vốnlợi n h u ậ n h à n g n á m

N ếu thời g ia n hoàn vốn đ ạ t dưới 3 nam , thi dự á n đ ấ u tư cho t ự động hóa tược

coi là k h ả thi, sản p h ẩ m b ề n và tố t hơn trước

2.2 Câu trúc của hệ thống tự động

Mỗi hệ th ô n g tự đ ộ n g đề u phải gốm hai khỏi : Khối ch ấp h à n h (CH) và khối điểu

k h iể n (ĐK)

/ K hối ch ấ p h à n h (CH), gốm có bộ p h ậ n động cơ dán động, các bộ p h ậ n làm việc

chế biến v ậ t liệu t h à n h sản p h ẩ m hoặc b á n sàn phẩm Khối này gốm cđ :

- T h iế t bị gia công : bà n giao, tr ụ c chính và m âm cặp m áy tiện, m ỏ hà n v.v

- T h iế t bị d ẫ n độ n g : Đ ộng cơ điện, xi ỉanh thủy lực v.v

i: Các th iế t bị h a y cơ cấu tru y ề n độn g làm tru n g gian giữa th iế t bị d ẫ n độn g vàtliiốt bị gia công C h ú n g tr u y ề n c h u y ển độn g từ thiết bị dẫn động đế n t h iế t bị gia công đong thời biến đổi các c h u y ể n động đo' cho thích hợp với yêu cáu của c õng nghệ

Ỷ

1 (Yic 1)6 phan diều khiênkhác 1

Hình 2-3 Chu trúc khối cứa hệ thông tự động 2

2 K h ối (ỉi'êĩt k h iể n (DK) c h u ẩ n bị các lệnh từ các th ô n g tin n h ậ n được và p h á t

cúc lệnh dó cho khỏi c h á p h à n h , rồi lại từ khối này nhận các tín hiệu tr ở về đ ể điếu phới hiệu c h ỉn h các h o ạ t đ ộ n g của nó Khối điều khiển là đối tư ợ n g n ghiên cứu chínhcùa mòn học này

0 t r u n g t â m khối điều k h iể n này, bộ phận xử lý lả nơi hội tụ c ủ a 3 đối th o ại m à

nó chi phổi :

< 1 ) Dối ỉ h o ạ i g iữ a k h ố i d iều k h iể n uờ kh ố i chóp h ành :

* Điều k h iể n c ác th iế t bị d ẫ n động (động cơ, xy lanh) th ò n g qu a các p h á n tử trước

d ầ n đ ộ n g (n ú t, va n p h â n phối v.v )

* Tiếp n h ậ n các tín hiệu trở về từ các cảm biến bô tri rải rá c t r ê n m á y ở n h ữ n g

vị trí th e n c h ố t đ ể th e o dõi các ho ạ t dộng của máy và điều chỉnh các lệnh p h á t di cho phù hợp với th ự c tế

(2) Đ ối th o ạ i g iữ a ng ư ờ i và m á y : Để khai thác, hiệu chinh, s ử a chữa, th á o gỡ các

v ư ớ n g m ác, người điề u h à n h m áy phải ra lệnh (bàng các n ú t bấm , c ầ n gạt ) và n h ậ n cúc th ô n g tin tr ở về b à n g nghe (tín hiệu â m thanh) nhìn (bộ p h ậ n h iể n th ị : m à n

h ìn h , đèn tín hiệu )

(3) Đổi th o ạ i với các m áy k h á c : Cđ t h ể phổi hợp n h iề u m á y t r o n g việc g ia :ông

c u n g một s ả n p h ẩ m Việc điều phối c h ú n g được th ự c hiện q u a đổi th o ạ i giừa các khối điều khiển

H ình 2 - 3 cho th ấ y cấu trú c khối của hệ th ố n g tự độn g và mối q u a n hệ hai c h iều giử'<\

các khối của hệ th ố n g với n h a u , với người, với nguốn n ă n g lượng và với các m á y Hiac

Minh 2- 1 I)nn dộng diọn vũ 1 huV khi cung vui l i m dnn dộng.

2.3 Các phân từ cấu thành hệ thống điêu khiển

1 D ấ n d ộ n g

Có ba loại d ẩ n động bổ s u n g cho n h a u để đáp ứ n g n h ữ n g n h u c á u đa d ạ n g của cáo máy tự động Mỗi loại d ẫ n đ ộ n g cổ n h ữ n g tiề n d ẫ n động tư ơ n g ứng

O/ Dán d ộ n g d iệ n :

Đó là các loại động cơ điện m ột chiều và xoay chiều cổ vặ n tốc k h ô n g đổi 10ặc

th a y đổi được, các van điện đ iể u tiế t lưu lượng, điện trở gia n h iệ t, đ á u điện từ m ỏ hàn, mỏ cát v.v T rong tự độ n g còn hay d ù n g các loại đ ộ n g cơ bước điề u k h iể n bàng xun g điện

Các tiề n dả n độ n g liên kết với các d ẫ n động điện là các công tắc, n ú t bám, bộ i iẽ u tốc c ù n g các th iế t bị bảo h iể m cấn thiết

C) D ẫn d ộ n g th ủ y lự c : D ù n g cho các tr ư ờ n g hợp lực lớn hoặc c h u y ể n độn g Ciậ.iĩi

phải được điều k h iể n c h ín h xác, và chỉ được d ù n g khi d ẫ n độn g điện và khí n é n klôing

th ỏ a m ã n yêu cấu

Các tiề n d ẫ n độ n g tư ơ n g tự n h ư ở d ẫ n độn g khí nén

2 C á c c ả m b iê n

Hàng r á c h theo dõi c h u y ể n độn g của các dán dộng hoac ỉà các kết q u ả của các dộng

tác các c ả m hiến c u n g cấp n h ữ n g tin tức trờ VP cân thict cho viộc diếu khiên các

q u á trin h C á c cảm biến có thô xác định các vị tri áp lực, n h iệ t độ, ứ n g s u ấ t, kích

thước, lực, v ậ n tốc, gia tỏc v.v

T rong kỹ th u ậ t t ự dộng hóa, các cám biến vị trí được sử d ụ n g n h iề u n h á t với nhiều

c h ủ n g loại : C ả m biến vị t r í có the c u n g cáp 2 nhóm lớn tín hiệu n h ư s a u :

(í) T in h iệ u có hoặc k h ô n g : chia làm 2 loại như sau :

h a n h trin h

- C ảm biê n tín hiệu g á n không tiếp xúc sử dụng hiện tư ợ n g câm ứ n g từ tro n g

không gian ở lân c ậ n cảm biến

hỉ T in h iệ u tư ơ n g tự hoặc số : C ảm biến chuyến vị các loại sẽ được t r i n h bày ở

cnc p h á n s a u

.‘h B ộ p h ậ n d ố i t h o ạ i n g ư ờ i - m á y

Các bộ p h ậ n nà y cho p h é p con người can thiệp vào quá tr ìn h kh a i th á c, hiệu chinh

và duy tri báo q u ả n máy Đò là các n ú t bám bàn phím, n ú t xoay, đè n chỉ thị, tín

hiệu, hộp n h a n tin v.v t h ư ờ n g dược láp trôn bàn điều khiển

4 B ộ p h ậ n x ử lý

bà đối t ư ợ n g c h ín h của m ô n học này, các kỹ thuật xử lý th ồ n g tin t r o n g tự động

Hóa c ô n g n g h iệ p đ ã d ạ t được n h ữ n g tiến bộ nhanh chóng tro n g n h ữ n g ná m g ấ n đâv

Từ cách xử lý c ứ n g nay đ ã ch u y ến s a n g khả nang chương tr i n h hóa Việc th a y t h ế

hoàn to à n h o ặ c th a y dổi t ừ n g phấn chương trin h diếu khiến (p h ấ n m ề m ) có t h ế dáp

Ưng dược c a c nhu c ấ u vế s ả n x u ấ t linh hoạt mà không phải th a y dối khó khăn, phức

tạ p và tố n k é m các bộ p h ậ n của p h a n cứng

2.4 c ỏ n g cụ mô tả hành vi của một

phan tử tự động

Muôn thiết, k ế th i công và khai th á c m ột phan

tử tự dộng, c á n phải 11ÌÔ tả dược h à n h vi của

nó Các c ô n g cụ hoặc ngôn n gữ để 111Ồ tả có thê

là lời van, ký hiệu hoặc b iể u đổ

1 M ỏ t à b ằ n g lờ i v ầ n

H àng lời v ã n th ô n g thườ ng, ta liệt kê n h ữ n g

cỏng việc m à p h á n tử tự đ ộ n g phải làm d ế mỏ

tà mỏi giai đ o ạ n là m việc và xác dịnh các điểu

kiện cán th ỏ a m ã n ở mỗi thời điểm Ví dụ dưới

đày cho th ấ y k h ả n à n g và h ạ n c h ế c ủ a phươ ng

p h á p mô tả n à y (hỉnh 2.5)

Vi dụ : C á n kẹp c h ặ t m ộ t chi tiế t và khoan

một lỗ t r ê n đó : Người đ iề u k h iể n ấ n lên các

nút c và d d ể khởi động chu trin h còng nghệ

bát đ ầ u b ả n g giai đ o ạ n 1 :

Hình 2.5 Kẹp chặt và khoan lỗ

Giai đoạn 1) - P it tô n g A chuyển đ ộ n g th e o chiều A + để kẹp c h ặ t chi t i ế t c

Khi lực kẹp đ ạ t giá t r ị y ê u cầu được bảo đ ả m b à n g c ả m biến áp m ấ t

SLị, th ì c h u y ể n s a n g giai đ o ạ n 2

Giai đ o ạ n 2) - Đ ầu k h o a n B đi x u ố n g theo chiếu B+ và mũi kho a n R quay thi c h iy iế n

s a n g giai đ o ạ n 3Giai đoạn 3) - Khi n ú t bj kết th ú t đ ộ n g tá c kh o a n , B đi lên theo chiều B - và R

n g ừ n g quay

- Khi n ú t b } n g ừ n g c h u y ể n động B - , mũi k h o a n trở về vị tr í B() t h ị

c h u y ể n s a n g giai đoạn 4Giai đoạn 4) - P it tô n g A trở về th e o chiều A - v à nới lỏng chi tiết

- Khi n ú t a^ n g ừ ng c h u y ể n động A - và pitt.ông ở vị t r í ban đ á u An kvết thứ c m ộ t c h u kỳ gia công

Đối với n h ữ n g t r ư ờ n g hợp n hiệm vụ điều

k h iể n dài v à p hứ c t ạ p th ì các mô tả b ằ n g lời

văn tr ê n đây tr ở n ê n q u á dài và n ặ n g nề

k h ô n g th íc h hợp cho việc k h a i thác Tuy n h iê n

việc mô tả b ằ n g lời v ă n v ẫ n là c ầ n th iế t và

được sử d ụ n g t r o n g khi lậ p sổ ta y n h iệ m vụ,

c h u ẩ n bị cho các giai đ o ạ n sau : mô tả b à n g

t ả th ì sẽ q u á dài d ò n g kh ổ thự c hiện, vì vậy

c ần phải d ù n g các công cụ ký hiệu hoặc biểu

đổ Có n h iề u cách ký hiệu tùy thuộc c ông cụ

số boole, chỉ co' h ai giá t r ị 0 Vì 1 Các c ả m biến là m việc với các )i(ê'n

số loại n à y được gọi là c ả m biếi có hoặc không

Nếu dại lượ ng đo được là tư ơ ng tự nghĩa là có n h ữ n g giá trị liên tụ c (ví dụ áp suất, tr o n g xi lanh) thì m ộ t cảm biến có ngưỡng sẽ dịch giá trị đó s a n g tín hiệu "CO hoậc K HÔNG" th e o cái n g ư ỡ n g đ ạ t được.

Với biến số boole d ù n g cho các cảm biến, sự mỏ tả của vi dụ trê n trở t h à n h rõ n é t

Các chữ ghi t r o n g ngoặc đơn độc giả phải h iể u ngấm , th ư ờ n g kh ô n g được ghi tro n g

b á n g ký hiệu

b) Các h à m lo g ic : Đại số boole cho phép dịch và th a o tá c các tổ hợp các biến số

"CÓ hoặc K H Ô N G " Các h à m cơ bản là hàm VÀ hàm HOẶC và hà m "ĐẢO" (phủ định)

Hình 2.8 Các hàm lôgic cô han

Đại sổ boole cho p h é p diễn t ả m ộ t cách chính xác

và gọn h à n h vi c ủ a p h ầ n tử tự động Trong ví dụ

t r a n g bên, đ iề u k h iể n khởi độn g được 111Ô tả bàng

phư ơ ng tr ì n h s = cd, n g h ĩa là s = 1 nếu c và d = 1

Mạch điều k h iể n h in h bên được mô tả bằng

phư ơ ng t r ì n h lôgic (hỉnh 2.9) s = a.b.e (c + d)

c) H à m tổ hợp và h à m ciăy :

xông tác thường mớ xông tac thường đóngHình 2.9 Mạch lôgic

N hư t a đã b iế t khối điều k h iể n của hê th ố n g tự động :

- N h ậ n các tín hiệu (từ b à n điểu khiển, từ các cảm biến, .) đó là n h ữ n g biến VÀO.

- P h á t các tín hiệu (đến m áy, đến người điều hành, .), đổ là n h ữ n g biến RA

* Nếu với mỗi tổ hợp c ủ a n h ữ n g biến VAO chi tư ơ n g ứ n g m ộ t t r ạ n g thái duy nhát

của bien RA thì hệ thức được gọi là "Tổ h o p " và có t h ế được biếu thị m ộ t cách đ-tn

giản dưới d ạ n g logic Vi dụ : s = a b e (c + d)

* Nếu ngược lại t r ạ n g th á i c ủ a biến RA còn phụ th u ộ c các biến cố ở phía trưdc,

thi bài to á n được gọi là "dãy" T ro n g bài to á n này phải đ ư a vào k h á i niệm nhớ K hái

niệm này được mô t ả và th ự c h iệ n b ả n g n h iề u cách : h à m nhớ m ạch duy tri, sơ ẮC)

chuỗi v.v chứ kh ô n g biểu thị b a n g h à m lôgic được

Ví dụ h à m biểu thị b à n g sơ đổ ký hiệu hình bẽn

Nếu c á n xác đ ịn h n h iề u g iá trị c ủ a m ộ t đại lượ ng tư ơ n g t ự (á p s u ấ t, n h iệ t độ,

c h u y ể n vị .) ta cđ t h ể sử d ụ n g m ộ t t r o n g hai lofại kỹ t h u ậ t s a u đâ y :

* Hocậc là xử lý các tín hiệ u dưới d ạ n g tư ơ n g tự của chúng, với n h ữ n g th à n h phán thích ứng

* H oặc là c h u y ể n đổi các đại lư ợ n g tư ơ n g tự t h à n h các tín hiệu số với m ộ t khoảng chia bậc nà o đd (H ìn h 2.11) rói x ử lý n h ư n h ữ n g biến dưới d ạ n g số Các biến duới

d ạ n g sô nảy được m ã hđa b à n g m ộ t t ậ p hợp các biến nhị p h â n gọi là bít Vi dụ một bien 8 bít (‘ó th ố m à hó a 2S = 2 5 6 giá trị K hoáng chia c à n g nhỏ, sô bít c à n g lớn

G hi chú : Đ ể độc giả dẻ d à n g h iế u dược

sự khác n h a u giữa hai k h á i n iệ m : biến tư ơ ng

tự và biến dưới d ạ n g số, xin n ê u r a m ộ t vi

dụ n h ư s a u :Khi ta cân m ộ t v ậ t n ặ n g b à n g m ột cái càn

lò xo (H ình 2.12a) th ì ta x e m trọ n g lượng p của v ậ t n ặ n g đó tư ơ n g tự n h ư độ d ã n dài / của cái lò xo, n g h ĩa là tr ọ n g lượng dược biếu

th ị b à n g m ột đại lượng v ậ t lý biến đổi liên

tục Ta đã d ù n g m ộ t biến tư ơ n g tư

1 lình 2.1 1 Đại lượng tương tự sô hoá theo bậc

Khi ta c â n v ậ t n ặ n g b ả n g m ộ t cái cân hai đỉa, trê n m ộ t đĩa cân t a đ ặ t v ậ t n ặ n g còn

t r ê n đỉa kia t a đ ặ t các q u ả c ả n khác nhau

có ghi sô tr ọ n g lượng, đ ể cân b ằ n g v ậ t nặng T rọng lượ ng v ậ t n ặ n g được t í n h bàng

tổ n g sô t r ọ n g lượ ng các q u ả c â n đ ặ t t r ê n đĩa Con số n à y biến đổi g iá n đ c ạ n chứ

kh ỏ n g liên tục Bước n h ả y c ủ a con sô nà y b ằ n g t r ọ n g lượng ghi t r ê n q u ả cân nhỏ n h ấ t

đ ặt t r ê n đỉa Ta đả d ù n g m ộ t biến d ư ớ i d ạ n g số.

b) 0

Hình 2.J2 Phân biệt biến tương tự vù biến dưới dạng số

3 M ô t ả b ằ n g b iể u đồ - sơ đổ

Các c ô n g cụ mô t ả b ằ n g biể u đổ được xác lập bởi vì :

- C h ú n g tiế p c ậ n với m ộ t số c ông n g h ệ thực hiện : các n ú t b ấ m điện cơ, các

sơ đồ nút bấm Chỉ khác ở các kỉ hiệu cơ bản Đcây là một loại sơ đồ chuyển dạng của

Mỹ nhàm vào các hệ tự động khả lập trình,

và gọi là biêu đồ bặc thang

Hình 2.13 Sơ đổ n ú t bấm và sơ dổ bậc th a n g

a) Sơ dò nứt bấm - biếu dô bậc thong.

N gồn n g ừ biểu đổ m ô tả các h ệ tự đ ộ n g ra đời từ th ờ i m à chỉ có công nghệ n ú t bấm được d ù n g đ ể giải b ài to á n đ iểu k h iển

C ác sơ đổ dưới đây cho th ấ y cách lắp các n ú t bấm , th à n h chuỗi h o ặc n h á n h , mở htOậc đóng, cò th ể tá i tạ o các h àm lôgic cơ b àn VÀ, HOẶC, DẤO và N H Ớ b à n g tự naô>i

C ách 111Ô tả này sẽ đ ơ n giản đói với n h ữ n g biểu th ứ c tổ hợp T rái lại, đối với th ữ n g bài to á n dãy th ì c ầ n p h ả i xây d ự n g m ộ t chuỗi liên tiế p các m ạ c h tự nuôi Các mtạch

đó vừa khd th iế t lập lại vừa khđ đọc

C ác b iể u đổ n ú t b ấ m đ ã được tiêu c h u ẩ n hóa và r ấ t là q u e n th u ộ c tro n g n g à n h điện C h ú n g th ư ờ n g được d ù n g đ ể b iể u th ị và m in h họa n h ữ n g h ệ th ố n g t ự động đỉược

lập trìn h Đ ể làm việc đó người ta th ư ờ n g d ù n g m ộ t p h iên d ạ n g Mỹ gọi là biểu dò bậc th a n g

b) B iểu dò lôgic.

Đ ây là cách m ô t ả b ằ n g biểu đồ các hệ

th ứ c lốgic củ a các h à m cơ sở VÀ, HOẶC,

ĐAO, N H Ơ C ách m ô tả này đ ã được tiêu

Cd n h ié u ngôn n g ữ b iếu đổ sử d ụ n g tro n g tự đ ộ n g h ó a n h ư : b iể u đố th ờ i gíian

b iểu đỗ p h a, m ạ n g lưới P E T R I, p h a k ế t cấu v.v các ngồn n g ữ đd đ ã đ ó n g góp kúnh

G R A F C E T tr ìn h b ày sự nối tiếp th à n h chuỗi

của các giai đ o ạ n tr o n g chu trìn h Sự ch u y ển

hda củ a chu trìn h từ giai đoạn n à y s a n g giai

đ o ạn k h ác được k h ố n g c h ế b ằ n g m ộ t "chuyển

tiếp" bố t r í g iữ a h a i g iai đoạn (H ìn h 2.15)

Giai đoạn 'b ắ t đẩuChuyên tiếp 1Giai đoạn 1

z Các khá tiếp ’

Giai đoạn 1

Chuyến tiếp 3

—>

- Mỗi giai (Joan tư ơ n g ứ n g với m ộ t hoặc n h iéu hành động c ủ a quy tr ỉn h gia công

- Mỗi c h u y ế n tiế p tư ơ n g ứ ng với m ộ t "khả tiế p ” là điều kiện p h ả i được th ỏ a m ã n

đ ế có th ể vượ t q u a c h u y ể n tiế p m à c h u y ế n hóa san g giai đ o ạn sau

Chu tr ì n h được tr i e n k h a i từ giai đ o ạn này sa n g giai đoạn kia : từ giai đoạn b á t đ ấu (giai đoạn 0), ch u trìn h được khởi động và sẽ vượt qua được c h u y ể n tiế p 1 n ế u kh ả tiế p X được th ỏ a m ã n , q u a đó giai đoạn 0 n g ừ n g hoạt động và giai đ o ạn 1 khởi độn g cho đến khi k h ả tiế p y được th ỏ a m ãn Cứ th ế tiếp tục cho đ ến kh i h ế t chu trỉn h

2) Cúc bước xây dựng GRAFCET Lấy quá trìn h tự động kẹp c h ậ t và khoan lỗ nói

tr ê n (H ìn h 2 1 6 - tr a n g 36) là m ví dụ đ ể 111Ô tả việc xảy d ự n g G R A F C E T q u a 3 bước

n h u sau :

Bươc 1 : L ập sổ ta y n h iệ m vụ, ở m ức độ này GRAFCET c h ư a cd sự lựa chọn khối

c h ấp h à n h và k h ố i điều k h iể n Ta cd G R A FC ET sổ tay n h iệ m uụ, tr o n g đo' mọi h à n h

ví tự dộng, bao gốm các giai đ o ạn và các k h ả tiếp được mô t ả b ằ n g lời văn

Bước, 2 : C h ọn d ẫ n đ ộ n g và cảm biến, đến đáy GRAFCET đ ã x ác đ ịn h các d ẫ n động

và c h u y ể n tiế p Ta co' G R A F C E T các độ n g tá c, tro n g đó các lời v ă n m ô tả các độ n g

tá c được th a y t h ế b ằ n g các ký h iệu chữ ho a và các câu văn m ô tả các k h ả tiế p được

Quy ước th ư ờ n g d ù n g cho dản đ ộ n g th ủ y khí là :

- Chừ h o a b iể u th ị các c h u y ến độ n g (A, B j do dẫn độn g gây ra

- Chữ th ư ờ n g b iể u th ị các tín hiệu diều k h iể n tác dộng trê n tiể n d ẫ n độn g đ ể tạo

ra các c h u y ể n đ ộ n g tư ơ n g ứ n g (a )5 b j )

2.5 c ỏ n g nghệ điêu khiển : Lập tuyến và lập trình

P h ấ n n à y tr i n h bày các công cụ th ự c h iện tự động hóa và p h â n b iệ t h ai họ lớn các cỏng nghệ tự đ ộ n g h ó a :

- C ông n g h ệ đ iể u k h iể n b ằ n g đ ư ờ n g dây : Lặp tuyến

- C ông n g h ệ đ iề u k h iể n th eo ch ư ơ n g tr ìn h : Lập trình

1 S o s á n h v ế n g u y ê n lý

a) C ông n g h ệ d iều k h iể n bàn g lập tu yến được thực hiện bởi các p h ầ n tử tự độn g

nối với n h a u b ằ n g các đ ư ờ n g dây H o ạ t đ ộ n g củ a hệ th ố n g m áy h o à n to à n p h ụ th u ộ c vào việc lự a ch ọ n các p h ấ n tử và cách nổi c h ú n g với nhau b ằ n g các đ ư ờ n g dây N g h ỉa lít h o àn to à n p h ụ th u ộ c vào cơ sở v ậ t c h ấ t c ủ a hệ thống

b) C ông n g h ệ đ iề u k h iể n theo lập tr in h được thự c hiện bằng cách lập tr ìn h các bước

h o ạt động dự k iế n trư ớ c H o ạ t động c ủ a hệ th ó n g không chỉ p h ụ th u ộ c vào việc lự a chọn các p h ẩ n tử tự đ ộ n g m à còn phụ th u ộ c vào việc lập trìn h

Biểu đổ dưới đ â y (H ìn h 2.17) so s á n h về nguyên lý việc th ự c h iện tự đ ộ n g h ổ a b ằ n g ktp tu y ế n v à lậ p tr ỉ n h th eo ba p hư ơ ng th ứ c m ô tả đã nối ở tr ê n :

Sò (tô Sơ đổ tuyến cho rơle công tác: việc dóng công

tho b, tác dộng cuộn M dô dóng công tho m,

bảo dâm việc tự cáp diện cho cuộn dây M

Biếu dồ lặp t rình bậc thang: Cũng giông Iihư

sơ dồ bên cạnh nhưng dùng tiêu chuẩn Mỹ dung trong lập trình

Biêu t hức

lô gio

Biổu do lỏgic có thô dược lập tuyên với các

phan tủ t.huy khí hoạc diện: các hàm

HOẢC VÀ ĐẢO

Lập trinh cho biếu dỏ lôgic bên cạnh :

Các ký hiệu sử dụng ỏ dây xuất phát từ tiếng Anh

L —► Lond (nạp tải)

o — ► O R ( H O Ặ C )

A — AND (VA)AN— ► ANDNOT (VÀ ĐẢO)

Hình 2.17 So sánh nguyên lý điều khiển lập tuyên và lập trình

2 C ô n g n g h ệ lậ p t u y ế n

Cò b a loại c ô n g n g h ệ lập tu y ế n cho các hệ th ố n g tự động : Rơle đ iệ n từ, m ô đ u n

lôjic, th ẻ h o ặc m ô đ u n đ iện tử

c) T h è hoặc m ô d u n d iệ n tử là các m ôđun cơ

sở được c ấu tạ o bởi các th à n h p h ầ n điện tử (điốt,

b án d ẫ n , m ạch tổ hợp) cấy trê n các m ạch in hoặc

các th ẻ C h ú n g được nối với n h a u b à n g các d ây

d ẫ n (H ìn h 2.20)

3 C ô n g n g h ệ lậ p tr ìn h

c uộn ( ¡1111 cong m<

11inh 2 1 s Róle diọn t II

C uap van ni.ins'

ta

ỉ linh 2.19 Môihm logic khùi liChỉ cd n h ữ n g c ô n g n g h ệ điện tử cd độ tích

Ọm-hợp cao m ới cho p h ép tậ p tru n g các th à n h p h ầ n

và đ ạ t được th ờ i g ia n t r ả lời cắn th iế t cho việc

th ự c h iệ n các p h ầ n tử lập trìn h được dưới các

được và các phân tử tự động hóa

T ro n g p h ầ n n ày giới th iệ u n h ữ n g bài to á n đ ặ t

r a bởi việc th ự c h iệ n các hệ th ố n g đ iều k h iể n

CAC CHỨC NÂNG CỬA THÀNH PHẬN TU ĐONG :

CH ƯU NĂNG CƯA BỤ s

-Truyền thông tin giữa rác

ra ngoai tho diện tử và với hên ngoài

-Cung cáp nguồn diện cho các thê diện tử

Hình 2.22 Kỹ thuật tạo dựng thành phồn khá lập trình

a) Trái tim củ a th à n h p h ầ n đ iệ n tử (hoặc p u c e hoặc c h ip - con rệp) dược tạo niên

b ằ n g m ộ t viên siliciu m tr ê n đo' được k h ắc các m ạch v à các lớp b án d ẫ n cẩn th iết đ ể

th ự c h iện các chức n ă n g m o n g m u ố n tro n g m ộ t p h ạ m vi rộ n g từ các h à m logic điơn

g iả n đ ến các hệ h à m tư ơ n g tự phức tạ p n h ấ t bao gồm n h iề u h à m ở m ậ t độ r ấ t catO :

- C ác tổ n g lôgic, bộ ghi, bộ đếm , các h à m tín h to á n , bộ đ iếu b iến cộng, n h â n , clhia

tầ n số, đồng hổ v.v

- Các vi m ạ ch k h ả lậ p trìn h có k h ả n ă n g xử lý n h ữ n g lư ợ n g th ô n g tin lớn, céc b ộ giải b iến v.v

- C ác bộ n h ớ k h ả lập tr ìn h cổ k h á n ă n g lưu giữ h à n g n g h ìn b ít (K bit)

- C ác p h ầ n tử tự đ ộ n g k h ả lập tr ìn h đ ã được p h á t tr i ể n tr ê n cơ sở các vi n ạ ic h

và bộ n h ớ k h ả lậ p tr ìn h này

b) Con rệp dược g ắ n trên m ộ t cải g iá có h ìn h m ộ t hộp nhỏ đ ể bảo vệ v à tỏ a nhitệt,

cđ n h ữ n g cái c h â n là n h ữ n g đ iện cực đ ể nối m ạch với các bộ p h ậ n kh ác N hư vậy t a

co m ộ t m ạ c h tíc h hợp IC.

c) T h è d iệ n tử tập h ợp, trên m ộ t m ạ c h in, các th à n h p h ầ n cản th iế t :

- C ác m ạ ch tíc h hợp IC.

- C ác th à n h p h ấ n rời rạ c tru y ề n th ố n g : tụ , trở k h án g , biến th ế , b á n d ẫ n các loại r.yv

- Cực nối với ngoài.

- Việc th iế t k ế và c h ế tạ o các th ẻ đ iện tử được tự đ ộ n g h ố a b ằ n g m áy t í m v à rôbốt

d) P a n e n d iệ n tử là m ộ t bộ k h u n g cơ d iệ n d ể tạo nên m ộ t m ô d u n cho p h é p :

- C ấy các th ẻ đ iệ n tử m ộ t cách lin h h o ạ t (th á o lắp dễ d àn g )

- L iên k ế t b ằ n g lu ồ n g liên lạc và cấp đ iện (Bus)

“ T ru y én đ ến cho c h ú n g n h ữ n g tín h iệu đ ổng bộ h d a d ù n g cho việc lập t r i m v à vận h à n h

N goài việc tự tạ o các th ẻ đ iện tử c h u y ên d ù n g , người ta cd th ể m u a các th ẻ titêu

c h u ẩ n th e o c a ta lô (b ản chào h àn g ) và liê n k ế t c h ú n g lại H ìn h 2.23 tr ìn h bày sự litên

ngh iệp , việc liên k ế t các th ẻ

tiê u c h u ẩ n đòi hỏi người d ù n g

p h ải giải q u y ế t các vấn đé

n h ư s a u :

Luông liêu lạc hay luồng lam việc ( lm sm ess - line = bin)

Thẻ Thè dơn vịnguồn trung tám

ĩ

ngunn rông nghiệp

Thẻnhớ

T

pb_gh

lẽtôiép

Thẻvào

- Việc lựa chọn các th ẻ th ích hợp và th ỏ a m ãn đầy đủ các đòi hỏi củ a việc ứ n g

d ụ n g là k h ô n g dễ d àn g

- Việc lập tr ìn h sẽ d ài v à khố vì p h ải sừ d ụ n g loại ngôn ngữ lắp rá p (ngôn n g ữ m áy)

- Việc hiệu c h ỉn h là khổ đối với s ả n p h ẩm đáu tiên

N h ữ n g kho k h ă n đđ n â n g cao giá th à n h và kéo dài thời g ia n c h u ẩ n bị N gười ta cho rằ n g chỉ nên d ù n g các th ẻ tiêu c h u ẩ n liên kết khi lo ạ t s ả n p h ẩ m v ư ợ t q u á 50 hệ

th ố n g g iố n g h ệ t n h a u T rư ờng hợp n ày ít khi xảy ra tro n g tự đ ộ n g h d a s ả n x u ấ t Vì vậy, n g ư ờ i ta cđ xu h ư ớ n g sử d ụ n g các p h ấn tử công n g h iệp lậ p tr ìn h được

2 C á c p h ẩ n tử c ô n g n g h iệ p lậ p tr ìn h đ ư ợ c

Do các đòi hỏi đối với các m áy tự đ ộng ngày càn g cao m à chỉ cđ các p h ầ n tử công

n g h iệp k h ả lập trìn h m ới đ áp ứ n g được Các p h ần tử đố là :

- C ác m áy vi tín h v à m áy tín h n h ỏ

- C ác bộ tự đ ộ n g k h ả lập tr ìn h

So với các th ẻ đ iện tử, các p h ầ n tử tự đ ộng k h ả lập tr ìn h sử d ụ n g n h ữ n g ngôn ngữ

g ẩ n với ứ n g d ụ n g hơn Đ ặc b iệ t các h ệ tự đ ộng k h à lập tr ìn h cho p h ép d ù n g trự c tiế p ngôn n g ữ G R A FC ET r ấ t dễ học đối với người dùng

a) Các đòi hỏi m ới dối vói hệ tụ d ộ n g k h ả lập trình

So với các m áy tự đ ộ n g các hệ tự đ ộng k h ả lập trìn h th ỏ a m ã n được các đòi hỏi

n h ư sau :

- Sự m ềm m ại : s ả n x u ấ t bao gồm m ột lượ ng lớn các d ạ n g sả n p h ẩm

- C h ấ t lượng cao : k iểm tr a n h iêu th ô n g số hơn và n g h iêm k h ắc hơn, c h ặ t chẽ hơn

- Đ iều tiế t cấn th iế t với các m áy trư ớ c v à sau tro n g q u á tr ìn h sả n x u ấ t

- Các quy tr ìn h s ả n x u ấ t phức tạ p hơn và khđ thực hiện hơn đổi với m áy tự động

- An to à n h ơn đối với người và m áy, rõ rà n g hơn, đẩy đủ hơ n và n h a n h c h ố n g hơn

- H ệ tự đ ộng c u n g cấp được các th ô n g tin cấn th iế t cho đ ầ u tư

Các đòi hỏi đố h ìn h th à n h m ộ t phức hợp cấn phải được k h ố n g c h ế tố t

b) T ổ chức cùa bộ tự d ộ n g k h ả lập trìn h

T h iế t bị tự đ ộ n g k h ả lập tr ìn h phải bảo

đ ảm ba chức n ă n g n h ư s a u :

- L ập trìn h từ lẩ n h iệu c h ỉn h đ ấu tiên

- Đ iều k h iể n tự đ ộ n g bộ p h ận m áy