ứng dụng plc panasonic điều khiển hệ thống khoan mạch in tự động

ứng dụng plc panasonic điều khiển hệ thống khoan mạch in tự động

PHẦN I DẪN NHẬP

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Trước đây, việc ứng dụng công nghệ tự động vào các lĩnh vực sản xuất còn chưa phát triển dẫn đến năng suất và chất lượng sản phẩm chưa cao Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và lý thuyết điều khiển tự động, thìviệc ứng dụng tự động hóa trong các ngành công nghiệp ngày càng phát triển Cácthiết bị tự động ngày càng phong phú và đa dạng

PLC – Programable Logic Controler, là một thiết bị quan trọng trong dây chuyền sản xuất, có khả năng lập trình để điều khiển một hệ thống máy móc từ đơn giản cho đến phức tạp Có thể kết nối các module để mở rộng hệ thống khi cóthay đổi về yêu cầu sản xuất Bên cạnh đó việc điều khiển và giám sát hệ thống thường được thực hiện bằng HMI, Human Machine Inteface Đây là một thiết bị giúp con người điều khiển máy móc một cách dễ dàng trực quan và chính xác hơn Chính vì vậy việc nghiên cứu, phát triển các hệ thống sản xuất tự động sử dụng PLC, HMI … là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn trong sản xuất công

nghiệp

II LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong ngành công nghiệp điện tử, trước đây việc khoan mạch in thường đượcthực hiện một cách thủ công, lãng phí thời gian và công sức Do vậy yêu cầu về tựđộng hóa trong công đoạn khoan mạch in là một nhu cầu thiết thực trong nghành điện điện tử Với nhu cầu như vậy, máy khoan mạch in tự động được xây dựng nhằm mục đích tiết kiệm nhân công và thời gian trong công đoạn này, đáp ứng yêu cầu sản xuất

PLC Panasonic là loại PLC khá mới mẻ trên thị trường hiện nay, vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng PLC Panasonic vào các hệ thống sản xuất công nghiệp là yêu cầu cần thiết Do đó chúng em quyết định lựa chọn đề tài: “ Ứng dung PLC Panasonic điều khiển hệ thống khoan mạch in tự động ” với mục đích là nghiên cứu tổng quan về PLC Panasonic, màn hình HMI GT32, PCWAY …

III GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:

Do thời gian nghiên cứu có hạn, chúng em chỉ nghiên cứu các vấn đề sau:

- Nghiên cứu về mô hình máy khoan mạch in tự đông.

- Cách thức điều khiển và một số tập lệnh của PLC Panasonic.

- Nghiên cứu sơ lược về màn hình HMI GT32.

IV MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Qua đề tài này, chúng em nghiên cứu về mô hình máy khoan mạch in tự

động, Cách thức điều khiển động cơ bước Để từ đó có thể ứng dụng vào sảnxuất thực tế

- Nghiên cứu về cách lập trình và kết nối PLC Panasonic, HMI Cách thức

- PLC Panasonic CT 30: Thông số kĩ thuật, cách thức kết nối …

- Màn hình cảm ứng HMI GT 32: Cách thức truyền thông giữa PLC và HMI.

- Phần mềm lập trình FPWIN: cách thức lập trinh, câu lệnh …

- Phần mềm thiết kế gian diện cho màn hình GTWIN: Cài đặt thông số, Vẽ

các thành phần trong màn hình

VI PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

1 Phương pháp nghiên cứu

- Đọc và nghiên cứu các tài liệu liên quan đến PLC Panasonic, màn hình

HMI, PCWAY

- Tham khảo ý kiến thầy cô và thảo luận với bạn bè

2 Phương tiện nghiên cứu

- Máy tính cá nhân

- PLC Panasonic CT30.

- Màn hình HMI GT32.

- Mô hình máy khoan mạch in tự động.

VII KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU

STT Thời gian

Nội dung Tuần 1-3 Tuần 4-7 Tuần 8-12 13-15 Tuần

1 Xác định nội dung đề tài X

5 Viết báo cáo và Hoàn thành đề

PHẦN II NỘI DUNG

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điềukhiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Lập trình dể dàng, ngôn ngữ lập trình dể học

 Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa

 Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

 Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp

 Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng,các môi Modul mở rộng

 Giá cả cá thể cạnh tranh được

Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối vàcác Logic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượngnhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả …Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong côngnghiệp Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm,định thời, thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn …

Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I / Onhiều hơn

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trìnhđiều khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ đượcxác định bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ củaPLC, PLC sẽ thực hiện viêïc điều khiểûn dựa vào chương trình này Như vậy nếumuốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổichương trình bên trong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽđược thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so vớicác bộ dây nối hay Relay

2 Cấu Trúc, Nguyên Lý Hoạt Động Của PLC

b.Nguyên Lý Hoạt Động Của PLC

 Đơn vị xử lý trung tâm

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm trachương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trongchương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tớicác thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụthuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ

 Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.

 Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thời và

điểu khiển đồng bộ các hoạt động của PLC

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào rathông qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểmcho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song

Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽchuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu

từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trìnhhoạt động của PLC

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O.Bên cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1(8 MHZ Xungnày quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời,đồng hồ của hệ thống.

 Bộ nhớ

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp:

Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O

Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghicác Relay

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trítrong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong

bộ vi xử lý Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnhtiếp theo Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu

ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc

Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này

có khả năng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch Trong PLC các

bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng

RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa

bỏ nội dung bất kỳ lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bịmất Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năngcung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tếRAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện naydùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ màngười sửdụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được Nộidung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đãđược nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn

mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG(Programer) có sẵn chổ ghi và xóa EPROM

Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trongmáy lập trình Đĩa cứng hoăïc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng

để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài

Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêïu xử lý là12/24VDC hoặc 100/240VAC.

Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênhI/O được cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm trahoạt động nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiệnviệc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra

3 Các Hoạt Động Xử Lý Bên Trong PLC

a Xử Lý Chương Trình

Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽ đượctrong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ

PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong

bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu chođến cuối chương trình Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi

là một chu kỳ thực hiện Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử

lý của PLC và độ lớn của chương trình Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giaiđoạn nối tiếp nhau:

 Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào Phần chương trìnhphục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành

 Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình.Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thựchiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầura

 Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại cácmodul đầu ra

 Chục ảnh quá trình xuất nhập

Hầu hết các PLC loại lớn có thể có vài trăm I/O, vì thế CPU chỉ có thể xử

lý một lệnh ở một thời điểm Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõnhập phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chươngtrình Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ

như một bộ đệm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I/O Mỗi ngõvào ra đều có một địa chỉ I/O RAM này Suốt quá trình copy tất cả các trạng tháivào trong I/O RAM Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình (từ Start đếnEnd ).

Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được copy tiêu biểu là vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng mỗi lệnh mất khoảng từ 1-10 s

II GIỚI THIỆU VỀ PLC PANASONIC

1 Sơ Lược Về PLC Panasonic

Panasonic là thương hiệu quốc tế của công ty sản xuất sản phẩm điện tử

Nhật Bản Matsushita Electric Industrial Co Và là công ty điện tử lớn nhất Nhậtbản Với thương hiệu này, Matsushita sản xuất và bán các bảng hiển thị LCD,plasma, máy ghi DVD, các thiết bị chơi Blu-ray, điện thoại, lò vi sóng, máychiếu, camera kỹ thuật số, máy tính xách tay v.v và đặc biệt hiện nay Panasoniccũng đã xâm nhập vào lĩnh vực PLC và các thiết bị công nghiệp

PLC Panasonic là loại PLC ra đời trễ hơn các loại PLC của các hãng khác,

do vậy chúng có khá nhiều những ưu điểm như: các câu lệnh đơn giản, dể sửdụng, giao diện đẹp, PLC nhỏ gọn, đẹp… Bao gồm các họ PLC FP-e, FP-X, FP-sigma, … cũng có những thuộc tính tương tự các dòng PLC của các hãng khác làkhả năng điều khiển và truyền thông như điều khiển PID, PWM, kết nối mạngModbus, mạng Ethernet…

 Ngõ vào analog tối đa: 40/ ngõ ra analog: 28.

 Cổng giao tiếp 3x RS232C hoặc RS232 + RS485

 Ngõ vào, ra tối đa 382

 Ngõ vào analog tối đa: 28 / ngõ ra analog tối đa 12

 Cổng giao tiếp 3 x RS232C hoặc 2 x RS232 + 1x RS485

 Ngõ vào analog tối đa: 184 / ngõ ra analog tối đa: 60

 Cổng giao tiếp 39 x RS232C hoặc 38 x RS485/RS422 + 1 x RS232C 

 Bộ nhơ chương trinh: 60000 to 120000 steps

 Bộ nhớ dữ liệu: 10k to 1.000k words

 Cổng truyền thông PROFIBUS, Ethernet TCP/IP, Modbus, S-Link,CANopen, DeviceNet. 

a) Họ FP-e b) Họ FP-0 c) Họ FP-sigma

Hình 2.3 Các họ PLC của Panasonic.

a) Họ FP-e b) Họ FP-0 c) Họ FP-sigma

Hình 2.3 Các họ PLC của Panasonic.

2 Họ FPX: bao gồm 2 loại CPU FP-X C30T và FP-X C30R:

 CPU FP-X C30T: Ngõ ra, ngõ vào sử dụng transistor

 CPU FP-X R30R: Ngõ ra, ngõ vào sử dụng relay

 Đặc tính kỹ thuật:

 Bộ nhớ chương trình lớn 32k-step

 Tốc độ xử lí cao 0.32 µs

 Số lượng I/O có thể mở rộng tối đa là 382 I/O

 Application cassettles có các loại như: analog 2-ch input+1ch-output,

thermocouple 2-ch, high-speed counter input + pulse output

 communicaton cassettles có các loại như: 1-ch RS233+1 RS485, 2-ch

RS485, ethernet+1-ch RS232, sử dụng trong các ứng dụng lớn cần kếtnối mạng PLC

 Có thể kết nối qua PROFIBUS, MODBUS, Ethernet TCP/IP, S-Link,CC-Link, có chức năng điều khiển chuyển động

 Ngoài ra để phục vụ thêm cho việc mở rộng hệ thống hãng còn có thêmmột số sản phẩm như Modul PLC FP2, modul tốc độ cao FP2SH, và một

số dạng khác như FPM, FP1, FP3/FP10SH phục vụ cho các lĩnh vựckhác nhau

 Phần mềm lập trình: FPWINGR và FPWIN-Pro

a Bộ nhớ

 Vùng tiếp điểm

 Tiếp điểm ngõ vào: Tín hiệu tiếp điểm này điều khiển chương trình

bằng một thiết bị bên ngoài như công tắc hoặc một cảm biến quang điện

Hạn chế:

- Địa chỉ của ngõ vào thực sự không được tồn tại và không được sử dụng

- Trạng thái bật và tắt của tiếp điểm ngõ vào không thể thay đổi bởi

chương trình

- Không có sự giới hạn số lần tiếp điểm ngõ vào được lập trình

 Tiếp điểm ngõ ra: là kết quả đạt được của chương trình và được kết nối

với thiết bị bên ngoài như một van, bảng hoạt động, động cơ Trạng thái bật và tắt của tiếp điểm ngõ ra như một tín hiệu điều khiển

 Tiếp điểm bên trong: Tiếp điểm này chỉ có thể được sử dụng trong

chương trình và trạng thái bật hoặc tắt không được cung cấp bởi ngõ ra bên ngoài Khi cuộn dây của tiếp điểm có điện, tiếp điểm đóng lại

Như một qui luật, theo lý thuyết kết quả hoạt động của ngõ ra là kết quảhoạt động của OT và KP Các tiếp điểm ngõ ngõ ra không được sử dụng 2 lần

Chú ý: Bạn có thể cho phép dùng ngõ ra lặp lại bằng cách thay đổi cài đặt

trong thanh ghi hệ thống Thậm chí nếu tiếp điểm giống nhau được sử dụng nhưmột toán hạng set và reset, nó thì không quan tâm đến sự lặp lại của ngõ ra

 Tiếp điểm bên trong đặc biệt: Tiếp điểm bên trong đặc biệt này bật lên

hoặc tắt đi dưới một điều kiện đặc biệt Trạng thái bật hoặc tắt không tác động bởi ngõ ra bên ngoài và chỉ có chức năng trong chương trình

Những cờ trạng thái hoạt động: trạng thái hoạt động được chỉ ra bởi bật và tắt

- Hoạt động trong xử lý (R9020)

- Ngõ ra/ ngõ vào bị ép buộc trong xử lý (R9029)

- Hoạt động của trạm kết nối (R9060 đến R909F)

- Bật và tắt trong mỗi vòng quét (R9012)

- Kết quả chức năng so sánh (R900A đến R900C)

- Cờ điều khiển bộ đếm ở tốc độ cao (R903A đến R903D)

Cờ lỗi: bật khi một lỗi xuất hiện

- Hoạt động lỗi (R9007, R9008)

- Lỗi truy cập bộ nhớ đã được sử dụng (R9031)

Tiếp điểm cái được bật và tắt dưới một điều kiện đặc biệt: điều kiện yêu cầu

có thể được chọn trong chương trình và những tiếp điểm khác được sử dụng cho phù hợp

- Luôn luôn trên tiếp điểm (R9010)

- Tiếp điểm xung đồng hồ (R9018 đến R901E)

 Tiếp điểm kết nối: Tiếp điểm kết nối là tiếp điểm sử dụng

cho kết nối với máy tính cá nhân, điều này có thể chia sẽ giữa

nhiều chương trình điều khiển khi chúng được sử dụng kết nối

PLC

Nếu kết quả tính toán là ngõ ra tiếp điểm kết nối (cuộn dây) của PLC nào

đó, kết quả cũng được gởi đến các PLC khác kết nối với MEWNET, và sẽ được tác động trong tiếp điểm kết nối có cùng mã số khi tiếp điểm kết nối được sử dụng, thông tin bit có thể được trao đổi bằng cách này giữa các PLC

Vùng có sẵn của những tiếp điểm kết nối:

Sự thay đổi của khoảng có sẵn của tiếp điểm kết nối phụ thuộcvào loại mạng và sự phối hợp của các trạm vùng có sẵn và những

con số của các trạm phải khác nhau của mỗi mạng

Đối với MEWNET_W0: Tối đa là 1024 trạm có sẵn với mộtđơn vị điều khiển vùng có sẳn từ L0 đến L63F

 Timer và counter

 Khi một timer hoạt động và thời gian đặt trôi qua, tiếpđiểm timer được đóng lại Khi timer ở trạng thái hoạtđộng và điều kiện thực hiện của timer tắt, tiếp điểm củatimer hở ra

 Khi counter loại giảm được hoạt động và giá trị đặt giảm xuống 0, tiếp điểm counter được đóng lại Khi ngõ vào reset của counter đóng lại, tiếp điểm counter mỡ ra

 Sự phân chia của timer và counterTimer và counter có chung vùng nhớ Sự phân chia vùngnhớ có thể được thay đổi để có được vùng timer vàcounter cần thiết để sử dụng

Sự phân chia vùng này bằng thanh ghi hệ thống 5 và 6,timer loại không giữ, và counter loại giữ Bình thươngnhững giá trị giống nhau nên được đặt cho cả 2 thanh ghi

hệ thống

 Thanh ghi dữ liệu đặc biệt

Những thanh ghi dữ liệu này có những ứng dụng khác nhau

Không thể dùng lệnh F0 (MV) để ghi dữ liệu lên thanh ghi dữ liệu đặc biệt.Với FP0 T32C, FPΣ, FP−X, FP2, FP2SH, FP10SH và FP0 C10/C14/C16/C32, FP−e, FP1, FP−M, FP3, thanh ghi dữ liệu đặc biệt có những kí hiệukhác nhau, nhưng 3 con số cuối của những kí hiệu này giống nhau

Môi trường cài đặt và trạng thái hoạt độngTrạng thái hoạt động của chương trình điều khiển được định nghĩa với thanh ghi hệ thống và loại giá trị được lưu trữ

 Trạng thái giao tiếp kết nối (DT9140 đến DT9254/ DT90140 đếnDT90254)

 Cờ điều khiển counter ở tốc độ cao (DT9052/ DT90052)Các lỗi:

 Mã lỗi chẩn đoán (DT9000 đến DT90000)

 Xuất hiện lỗi ở các khe cắm của module (DT9002, DT9003, …)

 Các lỗi ngõ vào, ngõ ra của các trạm tớ (DT9131, DT9135)

 Xuất hiện lỗi ở các địa chỉ (DT9017, DT9018/DT90017, DT90018)

 WX, WY, WR và WL

Nhưng thanh ghi này là thanh ghi 16 bit (1 word), chúng có thể được xem như thanh ghi dữ liệu Thành phần của bộ nhớ này được trình bày như ở hình dưới:

 Vùng giá trị thời gian đặt của timer/counter

Một giá trị của timer hoặc counter được lưu trữ vùng nhớ SV vớitrị số giống như trị số của timer và counter Vùng nhớ SV là vùng

nhớ 16bit (1 word) lưu trữ một số nhị phân từ K0 đến K32767

Sử dụng vùng giá trị đặt (SV)

Trong suốt qua trình PLC chạy, giá trị đặt của timer hoặc counter có thể được thay đổi bằng cách ghi đè lên giá trị củ Giá trị trong vùng nhớ đặt có thể được đọc và thay đổi từ chương trình bằng cách chỉ rõ thông tin bằng lệnh MV(F0) Và cũng có thể được đọc và ghi bằng công cụ của chương trình

 Vùng dữ liệu chứa thời gian trôi qua của timer và counter

Khi một timer hoặc counter đang hoạt động, giá trị trôi quađược lưu trữ trong vùng nhớ EV với trị số giống với trị số của

timer và counter

Sử dụng vùng nhớ EV

Giá trị trôi qua của timer hoặc counter trong quá trình hoạt động có thểthay đổi bằng cách kéo dài hoặc rút ngắn quá trình hoạt động Giá trị trongvùng nhớ EV có thể được đọc và thay đổi từ chương trình bằng lệnh MV Vàcũng có thể được đọc và ghi bằng việc sử dụng một công cụ của chương trình

b Ngõ Vào, Ngõ Ra

 Đối với trị số I/O

Trong PLC FP-X và FP0, những trị số giống nhau được sử dụng cho cả ngõ

ra và ngõ vào Ngõ vào X và ngõ ra Y được định rõ là sự tổ hợp giữa số nhị phân và số thập lục phân Được trình bày như ở dưới:

Slot no là con số được chỉ rõ trong việc cài đặt vị trí của cassette cái được sử dụng trong chương trình bởi thêm cassette

Sự qui định của đơn vị điều khiển FPX:

 Sự qui định I/O của cassettle được thêm vào FPX

 Kết Nối Ngõ Vào Và Ngõ Ra

Kết nối ngõ vào:

thuộc vào số ngõ vào Ta tính điện trở treo theo bài toán dưới đây:

Điện áp mức thấp của ngõ vào là 2, 4v, vì vậy để chọn giá trị của điện trở treo(R) do đó điện áp giữa chân chung và ngõ vào sẽ thấp hơn 2, 4v Trở kháng ngõ vào

Sự phòng ngừa khi sử dụng tải dung:

Khi kết nối với dòng lớn, với hiệu ứng của chúng nhỏ nhất, kết nối với một mạch bảo vệ theo hình dưới đây:

Điều kiện an toàn đối với việc kết nối ngõ ra, ngõ vào:

Cách ly nguồn, ngõ ra, ngõ vào

- Khi kết nối, bạn cần lựa chọn đường kính dây kết nối chịu được dòng cho phép

- Việc đi dây phải đảm bảo sự cách ly giữa ngõ vào và ngõ ra, những kết nối này cũng cần cách ly với dây nguồn nếu có thể Không nên đi dây thành ống hoặc bó với nhau

- Cách ly đường dây ngõ vào và ngõ ra với dây nguồn và đường dây điện

áp cao khoảng 100mm

- Những đường dây đi không chính xác có thể là lý do của những hư hỏng

- Nên đi dây sau khi nguồn cung cấp đã được tắt

- Nên tắt nguồn khi kết nối đơn vị điều khiển, đơn vị mỡ rộng và cassettes Nếu kết nối khi nguồn cung cấp đang bật có thể sẽ gây hư hỏng

c Tool Port và USB Port

 Tool port (RS232C)

Cổng này được sử dụng để kết nối một thiết bị lập trình:

Dây kết nối gồm có 5 dây Chức năng của các chân được qui định như ở hình dưới đây:

- Độ dài bit stop: 1 bit

Chức Năng Của Tool Port:

- Kết nối máy tính được sử dụng cho giao tiếp giữa một máy tính và PLC Lệnh được truyền xuống PLC và PLC đáp ứng trở lại dựa trên chức năng nhận

- Công cụ MEWNET được gọi là MEWTOCOL-COM được sử dụng để thay đổi dữ liệu giữa máy tính và PLC Có 2 cách thức để giao tiếp khác nhau, giao tiếp 1:1 và 1:N Mạng 1:N được gọi là C-NET Tối đa khoảng 99 đơn vị FP-X có thể được kết nối với một máy tính cá nhân.Cài đặt tool port: Cài đặt tốc độ baud và định dạng việc giao tiếp của tool port sử dụng chương trình FPWIN GR Chọn “options” trên thanh menu bar, sau đó chọn “PLC configuration” Kích đúp vào “tool port”

- No 410 unit number

Số trạm có thể được cài đặt trong dãy 1 đến 99

- No 412 Communication mode Chọn mode hoạt động của tool port:

Nhấn nút và chọn “computer link”

- No 413 Communication Format setting Char Bit ……… 8 bits

Parity ……… Odd Stop Bit ……… 1 bit Terminator ………… Cannot be specified

Header ……… Cannot be specified

Để thay đổi định dạng giao tiếp để phù hợp với một thiết bị bên ngoài kết nối đến tool port, vào cài đặt cho những mục khác nhau nhưhình dưới

- No 415 Baud rate setting Cài đặt mặc định của tốc độ baud là 9600 bps Thay đổi giá trị để phù hợp với thiết bị bên ngoài kết nối đến tool port:

Nhấn vào , và chọn một giá trị từ 2400, 4800, 9600, 19200,

38400, 57600 và 115200 bps

 USB port

- kết nối máy tính được sử dụng cho giao tiếp giữa một máy tính và PLC Lệnh được truyền xuống PLC và PLC đáp ứng trở lại dựa trên chức năng nhận

- công cụ MEWNET được gọi là MEWTOCOL-COM được sử dụng để thay đổi dữ liệu giữa máy tính và PLC Có 2 cách thức để giao tiếp khác nhau, giao tiếp 1:1 và 1:N Mạng 1:N được gọi là C-NET Tối đa khoảng 99 đơn vị FP-X có thể được kết nối với một máy tính cá nhân

Cài đặt tool port: Cài đặt tốc độ baud và định dạng việc giao tiếp của tool port sử dụng chương trình FPWIN GR Chọn “options” trên thanh menu bar, sau đó chọn “PLC configuration” Kích đúp vào “COM2 port”

Số trạm có thể được cài đặt trong dãy 1 đến 99

- No 412 Communication mode Chọn USB (COM2)hoạt động của tool port:

Để thay đổi định dạng giao tiếp để phù hợp với một thiết bị bên ngoài kết nối đến cổng USB (COM2), vào cài đặt cho những mục khác nhau như hình trên

- No 415 Baud rate setting Tốc độ baud được cài đặt là 115200 bps

3 Tập Lệnh Điều Khiển Của PLC

 FIRST SCAN R9013: Tiếp điểm sẽ đóng lại trong lần quét đầu tiên của

chương trình và mở ra trong các lần quét tiếp theo

 SET/RESET:

SET: khi điều kiện thực hiện đã đạt được, ngõ ra sẽ lên mức 1

và trạng thái này sẽ được duy trì

RESET: khi điều kiện thực hiện đã đạt được, ngõ ra sẽ xuống

mức 0 và trạng thái này sẽ được duy trì

Vùng nhớ sử dụng cho SET, RST

A: Sử dụng được

N/A: không sử dụng được

- Khi X0 lên mức 1, Y30 lên mức 1 và duy trì trạng thái

- Khi X1 lên mức 1, Y30 xuống mức 0 và duy trì trạng thái

 TML: Timer (0, 001s); TMR: Timer(0.01s); TMX: Timer(0, 1s) và TMY: Timer(1s)

- TML: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 001s

- TMR: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 01s

- TMX: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 1s

- TMY: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 1s

Khi tiếp điểm lên mức 1, thời gian đặt giảm xuống đến 0, tiếp điểm của timer

sẽ đóng lại

 So sánh (=, <, >, <>, >=, <=)

Thực hiện hoạt động so sánh giữa 2 dữ liệu word với một điều kiện so sánh Tiếp điểm sẽ đóng lại hoặc mở ra phụ thuộc vào kết quả so sánh.

.

S1: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số 16 bit để so sánh

S2: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số 16 bit để so sánh

S: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số (vùng nhớ được sao chép)

D: Thanh ghi 16 bit (vùng nhớ chứa dữ liệu sao chép)

Dữ liệu chứa trong DT10 được sao chép đến DT20 khi R0 lên mức 1

S: vùng dữ liệu 16 bit hoặc hằng số 16 bit(dữ liệu được sao chép)

D1: vùng bắt đầu chứa dữ liệu sao chép

D2: vùng kết thúc chứa dữ liệu sao chép

 FIFO (FIRST IN FIRST OUT): là câu lệnh dùng để ghi và đọc dữ liệu một

cách trình tự, dữ liệu ghi đầu tiên sẽ được đọc ra đầu tiên

 FIFT: chức năng định nghĩa cho FIFO (khởi tạo cho FIFO)

n: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số 16 bit chỉ ra dung lượng bộ nhớ của FIFOD: Thanh ghi 16 bit bắt đầu của FIFO

Số dữ liệu được lưu trữ trong DT1 (mặc định giá trị bằng 0) Khi có quá trình ghi dữ liệu diển ra thì giá trị trong DT1 sẽ tăng lên 1 đơn vị và khi có quá trình đọc dữ liệu thì giá trị trong DT1 sẽ giảm 1 đơn vị

Con trỏ của FIFO (với giá trị mặc định bằng H0000) được lưu trữ trong DT2 Trong thanh ghi DT2, 8 bit thấp sẽ dùng để định vị vị trí của con trỏ ghi

và 8 bit cao sẽ dùng để định vị vị trí của con trỏ đọc

Vùng nhớ từ DT0 – DT2 ta có thể ghi và đọc dữ liệu bằng các lệnh như MV,COPY…, vùng nhớ từ DT3 – DT258 không thể ghi và đọc dữ liệu bằng các lệnh MV, COPY … chúng ta phải dùng lệnh FIFR để đọc dữ liệu và FIFW để ghi dữ liệu

 FIFR: Đọc dữ liệu từ bộ nhớ FIFO

S: Thanh ghi 16 bit bắt đầu của vùng nhớ FIFO

D: Thanh ghi 16 bit chứa dữ liệu đọc được từ vùng nhớ FIFO

Vùng nhớ có thể sử dụng làm S và D:

A: sử dụng

N/A: không thể sử dụng

Theo hình dưới ta thấy:

Khi chưa xảy ra quá trình đọc dữ liệu: DT0 = K5, DT1 = K2, DT2 = 24,

Sau khi quá trình đọc dữ liệu diển ra: DT0 = K5; DT1 = K1 (giảm 1 đơn vị); DT2 = 34 (giá trị con trỏ đọc tăng 1 đơn vị, vị trí của con trỏ đọc lúc này di chuyển lên vị trí của thanh ghi DT6), giá trị trong thanh ghi DT100 = K102 (giátrị của DT5 = K102- vị trí của con trỏ chỉ đến- được chuyển vào thanh ghi DT100)

Chú ý:

- Một lỗi xuất hiện, nếu quá trình đọc dữ liệu đã xảy ra mà số dữ liệu được lưu trữ bằng 0 (DT1 = 0) Không có dữ liệu được chuyển đến D(DT100 = 0)

- Quá trình đọc chỉ có thể diển ra khi giá trị của con trỏ đọc không bằng giá trị của con trỏ ghi

- Trong quá trình đọc dữ liệu, khi con trỏ đọc tăng lên đến địa chỉ cuối cùng của vùng nhớ FIFO, thì con trỏ đọc sẽ có giá trị 0

Cờ lỗi (R9008): lên mức 1 khi:

- Khi chúng ta sử dụng quá vùng khởi tạo

- Khi n = 0 hoặc n > 256

- Số dữ liệu lưu trữ của FIFO bằng 0

- Số dữ liệu lưu trữ của FIFO lớn hơn n

- Con trỏ đọc của FIFO lớn hơn n

 FIFW: Ghi dữ liệu vào bộ nhớ FIFO

S: Thanh ghi 16 bit bắt đầu của vùng nhớ FIFO

D: Thanh ghi 16 bit chứa dữ liệu đọc được từ vùng nhớ FIFO

Vùng nhớ có thể sử dụng làm S và D:

Theo hình dưới ta thấy:

Khi chưa xảy ra quá trình đọc dữ liệu: DT0 = K5, DT1 = K3, DT2 = 03, DT110 = K103 Lúc này con trỏ đọc ở vị trí của thanh ghi DT6 = K500

Sau khi quá trình đọc dữ liệu diển ra: DT0 = K5; DT1 = K4 (tăng 1 đơn vị);DT2 = 04 (giá trị con trỏ ghi tăng 1 đơn vị, vị trí của con trỏ ghi lúc này di chuyển lên vị trí của thanh ghi DT7), giá trị trong thanh ghi DT6 = K103 (giá trịcủa DT110 = K103 được chuyển vào thanh ghi DT6- vị trí của con trỏ chỉ đến)

Cờ lỗi (R9008): lên mức 1 khi:

- Chúng ta sử dụng quá vùng khởi tạo

- n = 0 hoặc n > 256

- Số dữ liệu lưu trữ của FIFO bằng 0

- Số dữ liệu lưu trữ của FIFO lớn hơn n

- Con trỏ ghi của FIFO lớn hơn n

 WSHL và WSHR (lệnh dịch word): dịch một word (16 bit) sang bên trái hoặc

phải của một dãy dữ liệu 16 bit

D1: Thanh ghi 16 bit, bắt đầu vùng nhớ dịch

D2: Thanh ghi 16 bit, kết thúc vùng nhớ dịch

Cờ lỗi (R9008) lên 1 khi:

- D1 > D2

- Trị số vượt quá giới hạn cho phép của vùng nhớ được định nghĩa

Counter sẽ bị reset khi tiếp điểm reset lên mức 1.

Phát hiện xung cạnh lên tại X0, giá trị đặt counter giảm đi 1 đơn vị Sau khi có

10 xung cạnh lên tại X0 thì C100 lên mức 1 Khi có xung cạnh lên tại X1, giá trị counter sẽ bị reset về 0, C100 xuống mức 0

Hoạt động của counter:

- Khi PLC thay đổi sang chế độ RUN hoặc nguồn bật ở chế độ RUN, giá trị đặt của counter được chuyển vào vùng nhớ SV

- Khi ngõ vào reset ở mức 0, giá trị đặt trong vùng nhớ SV chuyển sang vùng nhớ EV

- Mỗi khi X0 lên mức 1, giá trị trong EV sẽ được giảm xuống 1 đơn vị

- Khi giá trị EV = 0, tiếp điểm của counter sẽ đóng lại

I TỔNG QUAN VỀ HMI

HMI là gì ?

trên TV đều là HMI Nó có nhiệm vụ giúp con người vận hành máy móc một cách

dễ dàng hơn, kết nối người sử dụng với máy móc sản xuất

Khi máy tính nhúng ngày càng trở nên phổ biến rộng khắp, nhu cầu về HMI cũng không ngừng tăng lên Trước đây, chúng chỉ có ở các hệ thống điều khiển phức tạp như hệ thống điều khiển phân tán trong các nhà máy lọc dầu và các nhà máy quá trình khác, giờ đây, hệ thống HMI có thể được tìm thấy ở rất nhiều dạng

và vị trí khác nhau, từ các trò chơi cho đến các máy móc công nghiệp Trên thế giới có rất nhiều nhà sản xuất màn hình HMI, tiêu biểu như Seimen, Proface …Chức năng chính của HMI:

 Giao diện vận hành máy

 Làm nút nhấn cho việc điều khiển máy

 Xử lý và hiển thị dữ liệu

II HMI PANASONIC

1 Giới Thiệu Về HMI

Hãng Panasonic sản xuất rất nhiều dòng HMI, tiêu biểu như các dòng GT01, GT05, GT21, GT32 … Các HMI này có thể kết nối với rất nhiều loại PLC, hỗ trợ nhiều chuẩn truyền thông Ứng với mỗi dòng có những ưu điểm khác nhau tùy thiết kế mà sử dụng Ở đây sẽ trình bày về dòng HMI GT32

Thông số kỹ thuật chung của màn hình HMI GT32

Sau đây là cách kết nối màn hình GT32 với PLC Panasonic dòng FPX

 Kết nối theo chuẩn RS232C sử dụng Cassette COM1

 Kết nối theo chuẩn RS485 sử dụng COM3

 Kết nối RS422

b.Thiết lập thông số

 Vùng nhớ giao tiếp giữa PLC và GT

Khi thiết lập giao tiếp truyền thông giữa PLC và GT, ta cần chọn vùng nhớ

cơ bản cho giao tiếp Vùng nhớ này là vùng nhớ nội của PLC, được chia thành hai phần:

Word Devices

Bit Devices

Sau đây sẽ trình bày chi tiết về chức năng của hai vùng nhớ này.

và được gửi tới màn hình GT

Word N+0: Word này chứa số màn hình định bởi PLC

 Word N+1: Cấm sử dụng

 Word N+2: Số màn hình hiển thị hiện hành trên GT32 được viết tới PLC trong một định dạng Hexa

 Bit Devices