BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP-THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC-Programmable Logic Control

TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ BÁO CÁO THỰC TẬP PLC I.Tổng quan PLC: 1.Giới thiệu PLC: Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC(Programmable Logic Control) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật tốn mạch số Như với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật tốn đặc biệt trao đổi thơng tin với mơi trường xung quanh (với PLC khác hay với máy tính.) Tồn chương trình lưu trữ nhớ PLC dạng khối chương trình hay chương trình ngắt Trường hợp dung lượng nhớ PLC khơng đủ cho việc lưu trữ chương trình ta sử dụng thêm nhớ ngồi hỗ trợ cho việc lưu chương trình lưu liệu Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính máy tính, nghĩa phải có vi xử lý(CPU), hệ điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu cổng vào để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Ngồi ra, PLC có thêm khối chức đặc biệt như: đếm, định thì,…và khối hàm chuyên dụng 2.Bộ nhớ PLC: Gồm vùng a Vùng chứa chương trình ứng dụng: Chia làm miền: i OB1(Orgianisation block): miền chứa chương trình tổ chức, chứa chương trình chính, lệnh khối ln quét ii Subroutine(Chương trình con): Miền chứa chương trình con, tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi liệu, chương trình thực gọi chương trình iii Interrupt(Chương trình ngắt): Miền chứa chương trình ngắt, tổ chức thành hàm có khả trao đổi liệu với chương trình khác Chương trình thực có kiện ngắt xảy b Vùng chứa tham số hệ điều hành: Chia làm miền khác nhau: I(Process image input): Miền dự liệu cổng vào số, trước bắt đầu thực chương trình, PLC đọc giá trị logic tất cổng vào cất giữ chúng vùng nhớ I Thông thường, chương trình ứng dụng khơng đọc trực tiếp trạng thái logic cổng vào số mà lấy liệu cổng vào từ đệm I Q(Process image output): Miền đệm liệu cổng số Kết thúc giai đoạn thực chương trình, PLC chuyển giá trị logic đệm Q tới cổng số Thơng TRẦN THẾ HỊA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ thường, chương trình khơng trực tiếp gán giá trị tới tận cổng mà chuyển chúng tới đệm Q M(Miền nhớ cờ): Chương trình ứng dụng sử dụng biến để lưu giữ tham số cần thiết truy nhập theo Bit(M), byte(MB), từ(MW) hay từ kép(MD) T(timer): Miền nhớ phục vụ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV- preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Curent Value) giá trị logic đầu thời gian C(Counter): Miền nhớ phục vụ đếm bao gồm việc lưu giữ giá trị (PV- preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Curent Value) giá trị logic đầu đếm c Vùng chứa khối liệu: Chia làm loại: DB(Data Block): Miền chứa liệu tổ chức thành khối, kích thước số lượng người sử dụng quy định, phù hợp với bào toán điều khiển Chương trình truy nhập miền theo bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW) từ kép (DBD) L(Local data block): Miền liệu địa phương, khối chương trình OB1, chương trình con, chương trình ngắt tổ chức sử dụng biến pháp tức thời trao đổi liệu biến hình thức với khối chương trình gọi Nội dung khối liệu miền nhớ bị xóa kết thúc chương trình tương ứng OB1, chương trình con, chương trình ngắt Miền truy nhập từ chương trình theo bit(L), byte(LB), từ (LW) từ kép(LD) Nguyên lý hoạt động PLC:  Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ  Hệ thống Bus: Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: Address Bus: Bus địa dùng để truyền địa đến modul khác Data Bus: Bus dùng để truyền liệu Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điều khiển đồng hoạt động PLC TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý modul vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit địa byte đồng thời(hay song song.) Nếu modul đầu nhận địa Address Bus, truyền tất trạng thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, modul đầu tương ứng nhận liệu từ Data Bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh đó, CPU cấp xung clock có tần số từ 1÷8 mHz Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố đinh thời, đồng hồ hệ thống Các hoạt động xử lý bên PLC: a Xử lý chương trình: Khi chương trình nạp vào nhớ PLC, lệnh lưu vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ vi xử lý thực cách lệnh một, từ đầu đến cuối chương trình Mỗi lần thực chương trình từ đầu đến cuối gọi chu Thời gian thực chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý PLC độ lớn chương trình Một chu bao gồm giai đoạn nối tiếp nhau:  Đầu tiên, vi xử lý đọc trạng thái tất đầu vào Phần chương trình phục vụ cơng việc có sẵn PLC gọi hệ điều hành  Tiếp theo, vi xử lý đọc xử lý lệnh chương trình Trong ghi đọc xử lý lệnh, vi xử lý đọc tín hiệu đầu vào, thực phép tốn logic kết sau xác định trạng thái đầu  Cuối cùng, vi xử lý gán trạng thái cho đầu modul đầu b Xử lý xuất nhập: Gồm phương pháp khác dùng cho việc xử lý I/O PLC:  Cập nhật liên tục: Điều đòi hỏi CPU quét lệnh ngõ vào (mà chúng xuất chương trình), khoảng thời gian delay xây dựng bên để chắn có tín hiệu hợp lý đọc vào nhớ vi xử lý Các lệnh ngõ lấy trực tiếp tới thiết bị Theo hoạt động logic chương trình, lệnh OUT thị ngõ cài lại vào đơn vị I/O, nên chúng giữ trạng thái lần cập nhật TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ  Chụp ảnh trình xuất nhập: Hầu hết PLC loại lớn có vài trăm I/O, CPU xử lý lệnh thời điểm Trong suốt trình thực thi, trạng thái ngõ nhập phải xét đến riêng lẻ nhằm dị tìm tác động chương trình Do u cầu delay 3ms cho ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục lớn tăng theo ngõ vào Để tăng tốc độ thực thi chương trình, ngõ I/O cập nhật tới vùng đặc biệt chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt dùng đệm lưu trạng thái logic điều khiển đơn vị I/O Mỗi ngõ vào có địa I/O RAM Suốt trình, chép tất trạng thái vào I/O RAM Quá trình xảy chu kỳ chương trình(từ Start đến End) Thời gian cập nhật tất ngõ vào phụ thuộc vào tổng số I/O copy, tiêu biểu vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng lệnh khoảng us đến 10 us II Các dạng tập: Bài 1: Viết chương trình điều khiển cho cụm đèn giao thông ngã tư có sơ đồ hình vẽ Biết tổng chu kỳ đèn 56s thời gian phân bố cho đèn sau: • Luồng 1: đèn xanh (1) sáng 27s, đèn vàng (1) sáng 3s, đèn đỏ (1) sáng 26s • Luồng 2: đèn đỏ (2) sáng 30s, đèn xanh (2) sáng 23s, đèn vàng (2) sáng 3s Lưu đồ thuật tốn TRẦN THẾ HỊA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Danh sách đầu vào đầu Đầu vào Chức Địa START I0.0 STOPS I0.1 Chương trình điều khiển : Đầu Chức Địa Đèn xanh Q0.0 Đèn vàng Q0.1 Đèn đỏ Q0.2 Đèn xanh Q0.3 Đèn vàng Q0.4 Đèn đỏ Q0.5 Cờ nhớ Chức Địa Nhớ HT M0.0 TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 2: Viết chương trình cho bảng chữ điện tử sau: Trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải Hà Nội Trình tự thời gian sau: Khi bắt đầu khởi động chữ sáng dần lên theo chiều từ trái sang phải Mỗi chữ cách 2s Sau sáng toàn chữ tắt 1s sáng lại theo chiều ngược lại chữ cách 3s Khi sáng tất chữ tắt tồn vịng 2s, nhấp nháy liên tục bảng chữ với chu kỳ 3s Lưu đồ thuật toán: 0s 2s 2s Tắt Trường Đại 2s 3s 3s 2s Học 3s 3s 2s 2s 2s Giao Thông Vận Tắt 3s 1,5s 3s 3s 2s Tải 3s 2s Hà 1s Nội 3s 1,5s Nhấp nháy với chu kỳ 3s Danh sách đầu vào đầu Đầu vào Chức Địa START I0.0 STOPED I0.1 Chương trình điều khiển Đầu Chức Địa Trường Q0.0 Đại Q0.1 Học Q0.2 Giao Q0.3 Thông Q0.4 Vận Q0.5 Tải Q0.6 Hà Q0.7 Nội Q1.0 Cờ nhớ Chức Địa Cờ nhớ M0.0 TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 3: Viết chương trình điều khiển cho băng truyền có hình vẽ: Băng truyền gắn động để truyền động Khi băng truyền di chuyển đến vị trí A, B, C, D phải dừng lại vịng 10s sau tiếp tục di chuyển tiếp Lưu đồ thuật tốn Chương trình điều khiển: TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 4: Viết chương trình điều khiển cho thùng khuấy nhiên liệu có sơ đồ hình vẽ Biết rằng:  Khi cảm biến báo mức L van van mở để nạp nhiên liệu vào thùng  Khi cảm biến báo mức M van dừng lại van tiếp tục để nạp nhiên liệu vào thùng  Đến nhiên liệu đạt mức H dừng nốt van khởi động động cánh khuấy để khuấy nhiên liệu thùng khoảng thời gian 30s Sau khuấy xong mở van xả Lưu đồ thuật toán Bài 5: Vẫn theo yêu cầu Khi hệ thống khuấy 10 mẻ dừng hồn tồn hệ thống khoảng thời gian 10s, lại tự động khởi động lại Sau chu trình lặp lại ban đầu TRẦN THẾ HỊA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 6: Viết chương trình điều khiển cho bãi đỗ xe tự động, có sức chứa tối đa 10 xe Biết có xe vào cổng, cảm biến tự động phát có xe đến đồng thời mở cổng xe vào bãi Còn cổng làm riêng biệt với cổng vào gắn cảm biến tương tự cổng vào Biết cổng vào cổng có gắn cơng tắc hành trình để xác định ngưỡng hạn chế cửa Lưu đồ thuật toán: Do cổng vào cổng riêng biệt nên ta có sơ đồ thật tốn cho cổng sau: Cửa vào : start Cảm biến =1 Mở cửa Cảm biến =1 Đóng cửa đếm lên Cửa : start Cảm biến = Cảm biến = Mở cửa Đóng cửa đếm xuống Chương trình điều khiển: TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 7: Viết chương trình điều khiển cho trạm bơm gồm có tổ hợp bơm làm việc theo trình tự sau:  Nếu cảm biến báo mức nước hồ cao tổ hợp bơm làm việc luân phiên liên tiếp, tổ hợp làm việc  Nếu cảm biến báo mức nước hồ trung bình tổ hợp bơm làm việc luân phiên liên tiếp, hai tổ hợp bơm làm việc  Nếu cảm biến báo mức nước hồ thấp tổ hợp bơm làm việc luân phiên liên tiếp, bốn tổ hợp bơm làm việc Đầu vào Chức Đầu Địa Chức Cờ nhớ Địa Start I0.0 Bơm Q0.0 Sstop I0.1 Bơm Q0.1 CB mức H I0.2 Bơm Q0.2 CB mức M I0.3 Bơm Q0.3 CB mức L I0.4 Bơm Q0.4 Bơm Q0.5 Bơm Q0.6 Bơm Q0.7 Chương trình điều khiển : III Kết luận: Chức Địa M0.0 TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC(Programmable Logic Control) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình Như với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật tốn đặc biệt trao đổi thơng tin với môi trường xung quanh (với PLC khác hay với máy tính.) Sau thời gian tìm hiểu thực tập, em thu kiến thức sau: - Tìm hiểu cấu trúc PLC, số Modul: Timer, counter,… Hiểu cách thức hoạt động PLC Lập trình phần mềm Step7 Microwin, cách load chương trình, đổ chương trình phần mềm xuống PLC Tìm hiểu, biết cách phân tích lập trình cho số toán ứng dụng thực tế IV Phụ lục: Một số lệnh bản: Lệnh Bit: Lệnh so sánh: TRẦN THẾ HỊA Timer: Có timer là: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ TRẦN THẾ HÒA Counter: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ ... Chương trình điều khiển : III Kết luận: Chức Địa M0.0 TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC(Programmable Logic Control) loại thiết bị cho phép thực. .. xuống Chương trình điều khiển: TRẦN THẾ HÒA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 7: Viết chương trình điều khiển cho trạm bơm gồm có tổ hợp bơm làm việc theo trình tự sau:  Nếu cảm biến báo mức nước... tốn Chương trình điều khiển: TRẦN THẾ HỊA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHẠM THỊ LÝ Bài 4: Viết chương trình điều khiển cho thùng khuấy nhiên liệu có sơ đồ hình vẽ Biết rằng:  Khi cảm biến báo mức L van