Tìm hiểu và xây dựng hệ thống điều khiển thang máy nhờ bộ điều khiển khả trình PLC s7 300

Tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển thang máy nhờ điều khiển kha trình PLC S7300 CPU314 Tu sach Free4vn.org lythanhthuan@free4vn.org 11 Chương i Tổng quan thiết bị phương pháp đIều khiển thang máy I Giới thiệu thiết bị hợp thành thang máy I.1 Mở đầu Ngày với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, trung tâm công nghiệp thương mại phát sinh nhu cầu lớn xây dựng nhà cao tầng Bởi lẽ khu công nghiệp thương mại tập trung nhiều quan, xí nghiệp, thêm vào gia tăng dân số lực lượng lao động tập trung lớn, tốc độ đô thị hoá ngày nhanh Đất đai ngày thu hẹp lại nhu cầu xây dựng sản xuất lớn Chính mà việc xây dựng nhà cao tầng thành phố khu công nghiệp cần thiết Đi đôi với việc xây dựng nhà cao tầng thang máy phận tách rời, giả sử với nhà cao tầng mà thang máy xuất lao động giảm nhiều, mặt thời gian chấp nhận được, công công nghiệp hoá đất nước yếu tố thời gian định đến thành công Thang máy sử dụng nhà cao tầng mà sử dụng rộng rãi nghành công nghiệp việc nâng hạ, vận chuyển hàng hoá từ nơi đến nơi khác Trên giới thang máy sử dụng từ sớm, sử dụng nhà cao tầng mà sử dụng nhiều lĩnh vực khác Các hãng thang máy tiếng giới OTIS Mỹ, MITSUBISHI Nhật Trong hãng OTIS Mỹ có lịch sử phát triển lâu đời Năm 1852 Elishavraves Otis lần thử độ an toàn thang máy(đúng cần trục), đến năm 1853 công ty thang máy OTIS thành lập, năm sau ông thuyết minh phát minh Crýtal Plece gửi phát minh xậy dựng nhà cao tầng tiết kiệm đất trồng trọt cho khu công nghiệp Ngày hãng thang máy đời phát triển mạnh mẽ, thang máy ngày cỉa tiến 12 hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng phục vụ Sự phát triển nhanh công nghệ cho đời thiết bị đại phục vụ cho trình xây dựng hoàn thiện thang máy cách tốt nhất,các thiết bị du nhập vào Việt nam giúp cho kỹ sư Việt Nam tiếp cận làm chủ thiết bị Là sinh viên nghành điều khiển học có ý định tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển thang máy nhờ điều khiển khr trình PLC S7-300 CPU314 hãng SIEMENS Đức cung cấp 13 I.2 Khái niệm chung thang máy Thang máy loại thiết bị vận tải dùng để vận chuyển người hàng theo phương thẳng đứng Thang máy nói riêng máy nâng nói chung ngày sử dụng rộng rãi với yêu cầu khắt khe kỹ thuật nhằm đảm bảo cho thang máy có tính phục vụ cao Trong trình giới hoá đòi hỏi thang máy phải nâng cao xuất giảm thời gian vận chuyển phận khác trình sản xuất, thang máy dùng nhà cao tầng đòi hỏi phải phục vụ hàng khách cách toót thuận lợi nhất, đảm bảo an toàn tốt cho hành khách I.2.1 Các thiết bị hợp thành thang máy I.2.2.1 Các thiết bị khí Cáp thép: Cáp thép chi tiết quan trọng sử dụng hầu hết máy nâng nói chung thang máy nói riêng Yêu cầu chung cáp phải là: - An toàn sử dụng - Độ mềm cao dễ uốn cong, đảm bảo nhỏ gọn cấu máy, đảm bảo độ êm dịu không gây ồn làm việc cấu máy nói chung - Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn Cáp thép chế tạo từ sợi thép bon tốt (ít lưu huỳnh phốt pho), chế tạo công nghệ kéo nguội có đường kính từ 0.5 2.3mm Các sợi bện thành cáp chuyên dùng Để chống rỉ, người ta tráng lớp kẽm, bôi dầu mỡ, sau tráng kẽm dộ bền cáp giảm 10% Trong thang máy người ta dùng từ 3á5 sợi làm cáp treo, treo buồng thang Puly-Puly ma sát Puly chi tiết dùng để dẫn cáp ma sát(gọi tắt Puly ma sát), thường dùng phổ biến thang máy Puly ma sát có rãnh riêng biệt mà không theo hình xoắn ốc Số rãnh cáp Puly ma sát tuỳ thuộc vào số sợi cáp dẫn động 14 máy cách mắc cáp Một số Puly ma sát có phủ chất dẻo để tăng ma sát Rãnh Puly cáp có độ cứng đảm bảo độ mòn cáp rãnh Puly Hình dạng mặt cắt rãnh cáp Puly có ảnh hưởng lớn đến khả kéo tuổi thọ Có ba loại rãnh: rãnh tròn, rãnh tròn có xẻ rãnh hình thang Đối với Puly ma sát, hệ số ma sát công thức Euler hệ số ma sát tính toán ft, lớn hệ số ma sát vật liệu cáp với rãnh Puly f phụ thuộc vào dạng rãnh cáp: Fmax = Fmin eft.q Trong đó: q :góc ôm cáp Puly ma sát Đối với Puly ma sát, sợi cáp nối tiếp lên nhiều Puly ma sát dẫn động đồng thời để tăng góc ôm thường thang máy có góc ôm p số rãnh cáp không nhỏ 3 Tang cáp: Người ta thường sử dụng tang cáp thang máy chở hàng(không có đối trọng), loại có kích thước cồng kềnh đòi hỏi công suất động lớn so với công suât động dùng Puly ma sát Trong máy nâng nói chung người ta dùng tang cáp lớp, trường hợp dung lượng cáp tang lớn để giảm dung lượng tang người ta dùng tang nhiều lớp cáp Khi tang quay biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến truyền lực dẫn động tới cáp phận khác Tang ma sát loại tang có đặc điểm không cố định đầu cáp tang mà lên tang số vòng, tang quay thì nhánh cáp vào với lực căng Fc = Fmax nhánh nhả với lực căng Fn = Fmin Tang truyền chuyển động nhờ ma sát cáp tang Tang ma sát gồm loại hình trụ loại có đường kính thay đổi 15 Khả kéo cần thiết tang ma sát U để dịch chuyển tải trọng tính từ lực cản dịch chuyển tải trọng điều kiền làm việc với hệ số an toàn cần thiết Lực căng cáp nhỏ Fmin nhánh nhả tính từ điều kiện lực căng ban đầu để truyền lực ma sát từ điều kiện độ võng cho phép cáp Vậy lực căng cáp lớn Fmax nhánh cần thiết để dịch chuyển tải trọng là: Fmax = U + Fmin Sốvòng cáp cần thiết lên tang ma sát tính từ điều kiện cáp không bị trượt tang theo công thức Euler : Fmax = Fmin ef2p n Trong đó: f: hệ số ma sát cáp tang Hệ số an toàn: n = lg F max - lg F 2p f lg e Tang ma sát hình trụ thường dược xẻ rãnh cáp theo hình xoắn ốc Để tăng hệ số ma sát, rãnh tròn người ta làm rãnh cáp đặc biệt khác, nhiên với rãnh cáp làm tuổi thọ cáp bị giảm Tang ma sát hình trụ có chiều dài tang tính theo công thức sau: Lt = l.t + p D (n+4).t Trong : L : chiều dài vận chuyển tải trọng t : bước cáp D : đường kính tang tính đến tâm cáp 4t : vòng thừa hai đầu tang Vì cáp di chuyển dọc theo trục tang trình làm việc, nên với chiều dài vận chuyển lớn, chiều dài tang lớn Khi dùng tang ma sát có đương kính thay đổi Khi cáp di chuyển theo chiều trục tang, bị trượt vị trí cũ tang gọn song cáp chóng mòn Điều kiện để cáp 16 trượt vị trí cũ góc nghiêng thay đổi đường kính j phải lớn góc ma sát r tang cáp; tgj > tgr hay j > r f= tgj Để có hai tốc độ người ta dùng tang ma sát có đường kính thay đổi với hai bậc khác Các đường kính Dmax Dmin loại tang xác định từ tốc độ cho trước vmzx , vmin Để thay cáp tiện lợi tang ngắn, tang ma sát có đường kính thay đổi thường lắp côngxôn với trục dẫn động Để tăng lực bám cáp tang, làm gân nhỏ bề mặt tang dọc theo trục tang Phanh an toàn Để tránh cho ca bin rơi giếng thang đứt cáp hạ với tốc độ vượt giá trị cho phép, phanh an toàn tự động dừng giữ ca bin tựa ray dẫn hướng Ca bin tất loại thang máy phải trang bị phanh an toàn Phanh an toàn được trang bị cho đối trọng đối trọng nằm lối phần diện tích có người đứng Theo nguyên tắc làm việc có loại phanh dừng đột ngột phanh dừng êm dịu, phanh dừng đột ngột thường áp dụng loại thang máy có vận tốc cỡ 0.71m/s, theo kết cấu có loại phanh phanh kiểu nêm kiểu cam Đối với loại thang máy có tốc độ 1m/s loại thang máy sử dụng bệnh viện thường dùng loại phanh dừng êm dịu với phận công tác nêm kẹp Phanh an toàn thường lắp với cáp nâng(được sử dụng cho thang máy dùng tang cáp) mắc với hạn chế tốc độ(dùng cho thang máy sử dụng Puly ma sát) a> Phanh dừng đột ngột mắc với cáp nâng: Loại phanh thường dùng cho thang máy với tang cáp thang máy chở hàng Có nhiều phương pháp dẫn động 17 +Phanh an toàn kiểu hình cam mắc với cáp nâng (Hình vẽ) Nguyên tắc hoạt động : Trên hai đầu trục (1) lắp cứng bánh cam(2) vá tác dụng lò xo(5) bánh cam(2) xoay quanh trục(1) để ép vào ray dẫn hướng thang máy Phía bên ngàm cứng để bánh cam xoay, ép vào dẫn hướng ăn hết khe hở cùngvới ngàm kẹp chặt lấy dẫn hướng Trục (1) có gối trục gắn cứng khung ca bin Giữa trục(1) có gắn tay đòn(3), đầu tay đòn nối với cáp nâng xích(4) Khi ca bin treo cáp nâng, cáp có độ căng qua xích kéo tay đòn(3) làm trục xoay tạo khe hở bánh cam(2) ray dẫn hướng để ca bin chuyển động bình thường Khi đứt cáp xích (4) chùng lò xo(5) xoay trục(1) để ép bánh cam vào ray dẫn hướng Dưới tác động lực ma sát bánh cam ray, ca bin xuống làm bánh cam tiếp tục xoay với điểm tiếp xúc có đường kính lớn dần đủ giữ ca bin tựa trục dẫn hướng Hiện loại phanh dùng cho thang chở hàng loại nhỏ +Phanh dừng đột ngột kiểu nêm mắc với cáp nâng 18 (Hình vẽ) Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị treo(3) dịch chuyển lên xuống so với dầm treo ca bin Khi treo ca bin cáp nâng có độ căng kéo tay đòn (4) làm nêm đầu tay đòn xuống tạo khe hở gữa nêm ray dẫn hướng ca bin chuyển động bình thường Khi đứt chùngcáp nâng, thiết bị treo dịch xuốngvà lò xo(5) kéo tay đòn(4) làm nêm (6) dịch lên vỏ nó, hết khe hở ép chặt vào dẫn hướng (7),thực trình tự nêm để phanh ca bin tựa dẫn hướng b>Phanh dừng đột ngột mắc với hạn chế tốc độ: Tất loại thang máy dùng Puly ma sát phải mắc phanh an toàn với hạn chế tốc độ Sơ đồ nguyên lí đơn giản cách mắc sau: (Hình vẽ) 19 Khi làm việc chế độ bình thường lò xo (8) kéo tay đòn (4) xuống để đảm bảo cho nêm (6) không tiếp xúc với ray dẫn hướng (7) ụ tì (10) đảm bảo khe hở chúng Do đầu cánhtay đòn (4) nối với cáp hạn chế tốc độ màkhi ca bin chuyển động kéo cáp (3) quay hạn chế tốc độ (9) Khi ca bin hạ với tốc độ lớn giá trị cho phép, tốc độ quay hạn chế tốc độ tăng tự dừng làm cáp (3) dừng theo nhưngca bin tiếp tục xuống Do mà cáp (3) hạn chế tốc độ qua đầu nối (2) tác động lên tay đòn (4), tay treo (5) nêm (6) làm chúng có chuyển động tương đối lên so với ca bin Quả nêm ăn hết khe hở với dẫn hướng tiếp xúc với nó, ca bin dừng lại Bộ hạn chế tốc độ Bộ hạn chế tốc độ dùng để tác độnglên phanh an toàn để dừng ca bin tốc độ hạ ca bin vượt giá trị cho phép Giá trị cho phép lớn tốc độ danh nghĩa 15% Nếu lấy giá trị cho phép thấp dễ xảy tượng dừng ca bin cách ngẫu nhiên Bộ hạn chế tốc độ có liên hệ với ca bin quay ca bin chuyển động nhờ cáp hạn chế tốc độ Bộ hạn chế tốc độ thường đặt buồng máy phía để cáp không bị xoắn có độ căng đủ để truyền lực ma sát người ta sử dụng thiết bị gọi thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ Sơ đồ nguyên lí hoạt động căng cáp hạn chế tốc độ sau: (Hình vẽ) 110 trình Sau khối chương trình thực xong hệ điều hành xoá khỏi Work memory nạp vào khối chương trình đến lượt thực System memory : vùng nhớ chứa đệm vào/ra số (I,Q), biến cờ (M), ghi C-Word,PV, T-bit Timer, ghi C-Word,PV,C-bit Counter Việc truy cập, sửa đổi liệu ô nhớ thuộc vùng nhớ phân chia hệ điều hành CPU chương trình ứng dụng Ngoài có : - ghi 32 bits (ACCU1 ACCU2) : dùng để nạp thực phép toán - - ghi địa 32 bits (AR1 AR2) : dùng để dẫn địa - Từ trạng thái 16 bits (STW) : dùng để chứa kết RLO, OV, OS, CCO, CC1 2) Hoạt động CPU Hoạt động CPU S7-300 chia thành bước sau : - CPU quét trạng thái modul cập nhật vào ghi ảnh - CPU thực chương trình người sử dụng - - CPU đưa kết từ ghi ảnh modul Sau ghi kết lên đầu CPU thực tiếp bước chu kỳ Chu kỳ quét CPU miêu tả sơ đồ : Khởi động chương trình OB100 (Start-up) 143 Kiểm tra thời gian quét, chu kỳ quét Đọc trạng thái đầu vào CPU S7-300 hoạt đông theo chế độ: Chế độ START_UP, Chế độ STOP, Chế độ RUN - Chế độ STOP + Đặt I/O trạng thái xác định trước + Không thực chương trình - Chế độ START_UP + Thực khởi động lại + Xoá phần trì bít nhớ, thời gian, đếm + Loại bỏ tất thông báo dự trữ xử lý thông báo chuẩn bị làm việc 144 + Nội dung danh sách địa bảng ảnh I/O + Nạp thông số modul vào + Đọc cấu hình I/O so sánh trạng thái thực tế I/O vật lý với trạng thái xảy - Chế độ RUN Thực chương trình người sử dụng, cập nhật I/O, xử lý tín hiệu vào đưa Hoạt động CPU S7-300 mô tả hình sau : +Trạng thái : Khi bật nguồn +Trạng thái : Khi lựa chọn RUN or RUN_P, lúc CPU chế độ START_UP + Trạng thái : Nếu có lỗi CPU chuyển sang chế độ STOP +Trạng thái : Nếu START_UP xử lý thành công CPU chuyển sang chế độ RUN +Trạng thái : Nếu có lỗi CPU chuyển sang chế độ STOP START_ UP STOP RUN 3) Cách đọc ghi liệu CPU a Cách đoc liệu từ đầu vào 145 - CPU đọc giá trị từ đầu vào phần chu kỳ quét Giá trị đầu vào nạp xuống bảng ảnh vào (bảng ảnh có 128 byte) - Dựa việc xác định địa lệnh, chương trình đọc giá trị đầu vào thông qua bảng ảnh vùng nhớ đầu vào ngoại vi (truy cập trực tiếp tới modul đầu vào) b Cách viết liệu đầu - Cách viết tới đầu cách Chương trình chuyển liệu tới vùng nhớ tới đầu ngoại vi (truy cập trực tiếp tới modul đầu ra) Việc chuyển liệu bits, byte, từ - CPU cập nhật đầu phần chu kỳ quét Giá trị bảng xử lý ảnh chuyển tới đầu vật lý II Gán địa cho Module S7-300 II.1 Các Module s7-300 Để tăng tính mềm dải ứg dụng thực tế, mà phần lớn đối tượngcó số tín hiệu đầu vào chủng loại tín hiệu vào khác mà PLC không bị cứng hoá cấu hình Chúng chia thành Module Số Module sử dụng nhiều hay tuỳ thuộc vào toán điều khiển mà ta lắp ghép Module Tuy nhiên tối thiểu phải có Module CPU, Module lại Module nhận/truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, Module chức chuyên dụng PID chúng gọi chung Module mở rộng Các Module mở rộng gá ray(Rack) Một Module quản lý ray, với ray gá tối đa Module mở rộng Như mmột Module quản lý tối đa 4x8= 32 Module mở rộng II.1.1 Module CPU Module CPU Module chứa vi xử lý hệ điề hành, nhớ, đếm, cổng truyền thông có vài cổng vào số gọi cổng onboad Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại 146 Module khác nhau, chúng đặt tên theo vi xử lý đặt trọng Module đó.Ví dụ Module CPU 312, Module CPU314 Những Module sử dụng loại vi xử lý, khác cổng vào onboad khối hàm đặc biệt tích hợp sẵn hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào onboad phân biệt với tên gọi cách thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function Module) Ví dụ: Module CPU312IFM, Module CPU314IFM Ngoài có loại Module với cổng truyền thông, cổng truyền thông thứ sử dụng vào việc phục vụ nối mạng Kèm theo cổng truyền thông thứ phần mềm cài sẵn hệ điều hành Các loại Module phân loại với loại Module khác cụm từ DP(Ditributed Port) Ví dụ như: CPU315DP II.1.2 Các Module mở rộng Module mở rộng có nhiều loại, loại đảm nhiệm chức riêng phục vụ cho toán điều khiển, có loại đảm nhiệm việc truyền số liệu vào có loại đảm nhiệm việc ghép nối Các Module mở rộng chia thành loại sau PS(Power Supply): Module nguồn nuôi, có loại 2A, 5A, 10A SM (Sigrnal Module ):Module mở rộng cổng tín hiệu vào - DI(Digital Input): Module mở rộng cổng vào số Số cổng vào tuỳ thuộc vào loại Module cổng, 16 cổng 32 cổng - DO(Digital output): Module mở rộng cổng số Số cổng vào tuỳ thuộc vào loại Module cổng, 16 cổng 32 cổng - DI/DO(Digital Input/ Digital Output): Module mử rổng vào số Số cổng vào 8vào/ 16vào/16 - AI(Analog Input): Module mở rộng cổng vào tương tự Số cổng vào tuỳ thuộc vào loại Module 2,4 cổng Bản chất Module chuyển đổi tương tự 12 bit(AD), đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số 12 bít - AO(Analog Onput): Module mở rộng cổng tương tự Số cổng vào tuỳ thuộc vào loại Module hoặc4 147 - AI/AO(Analog Input/Analog Output): Module mở rộng cổng vào/ra tương tự Số cổng vào tuỳ thuộc vào loại Module 2vào/2ra 4vào/4ra IM(Interface Module ): Module ghép nối Đây loại Module có tác dụng ghép nối Module lại vớ thành khối quản lý Module CPU FM(Function Module ): Module điều khiển riêng CP(Communication Module ): Module truyền thông rong mạng PLC PLC với máy tính II.2 Gán địa cho Module mở rộng Một trạm PLC hiểu gồm Module CPU ghép nối với Module mở rộng Module DI, DO, AI Các Module gắn rack liên kết với Module IM(Interace Module: Module ghép nối ) Việc truy cập CPU vào Module mở rộng thực thông qua địa chúng Tuỳ thuộc vào việc lắp đặt Module mở rộng rack mà chúng gán địa khác Rack IM nhận Rack IM nhận Rack IM nhận Rack CPU+ nguồn IM Gửi Hình : Cấu trúc lắp ghép trạm PLC 148 Rack IM nhận 640 655 656 671 672 687 688 703 704 719 720 735 736 751 752 767 Rack IM nhận 512 527 528 543 544 559 560 575 576 591 592 607 608 623 624 639 Rack IM nhận 384 399 400 415 416 431 432 447 448 463 464 479 480 495 496 511 IM Gửi 256 271 272 287 288 303 304 319 320 335 336 351 352 367 368 3832 Rack CPU+ nguồn Slot 4á Slot 11 Hình : Quy tắc xác định địa cho Module tương tự Rack IM nhận 96.0 99.7 100.0 103.7 104.0 107.7 108.0 111.7 112.0 115.7 116.0 119.7 120.0 123.7 124.0 á127 Rack IM nhận 64.0 67.7 68.0 71.7 72.0 75.7 76.0 79.7 80.0 83.7 84.0 87.7 88.0 91.7 92.0 95.7 Rack IM nhận 32.0 35.7 36.0 39.7 40.0 43.7 44.0 47.7 48.0 51.7 52.0 55.7 56.0 59.7 60.0 63.7 IM Gửi 0.0 3.7 4.0 7.7 8.0 11.7 12.0 15.7 16.0 19.7 20.0 23.7 24.0 27.7 28.0 á31.7 Rack CPU+ nguồn Slot 4á Slot 11 Hình : Quy tắc xác định địa cho Module số Một trậm PLC có Rack Rack có Module IM(Interface Module ) Module ghép nối dùng để liên kết Module mở rộng lại với tạo thành khối Với PLC có ghép Module mở rộng địa xác định cho 149 Module mở rộng tử 0.0 á127.7, Module gán địa riêng Ví dụ rack o có ghép tất 10 Module gồm Module nguồn nuôi + CPU, Module ghép nối IM gửi, Slot ghép nố Module DI với 32 đầu vào số, đại đầu vào từ I0.0 áI3.7 Tại Slot có Module DO với 32 đầu số với địa Q4.0áQ4.7 Địa Module mở rộng thể qua hình Slot 7: Module AI với đầu vào Slot 6: Module DI/DO đầy vào, đầura Slot 5: Module DO với 32 đầu Slot 4: Module DI với 32 đầu vào Slot 2: Module CPU Slotcho 1: Module Hình : Minh hoạ cách xác định địa Modulenguồn mở rộng II.3 Trao đổi giữ liệu CPU Module mở rộng Việc trao đổi giữ liệu CPU Module mở rộng thực qua bú nội đầu vọng quét giữ liệu cổng vào số DI Cpu chuyển tới đệm vào số, cuối vòng quét tai đệm số lại CPU chuyển tới cổng DO Khác với việc vào số, việc vào tượng tự lại thực tực triếp với Module mở rộng (AI/AO), lần đọc giá trị vùng địa PI(Periphera Input) thu giá trị thực có cỏng thời điểm thực lệnh, thực lệnh gửi địa đến vùng PQ giá trị gửi đến cổng Module Sự khác mặt trao đổi liệu tương tợ số đặc thù tổ chức nhớ phân chia địa S7-300 Chỉ 150 có địa vào số có dệm Module vào tương tự mà cung cấp địa để truy cập(PI PQ) III Phương pháp lập trình Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục đối tượng sử dụng khác PLC S7-300 có ngôn ngữ lập trình : - Ngôn ngữ 'liệt kê lệnh' , ký STL (Statement list) Đây dạng ngôn ngữ lập trình thông thường máy tính Một chương trình ghép nhiều câu lệnh theo thuật toán định, lệnh chiếm hàng có cấu trúc 'tên lệnh' + 'toán hạng' - Ngôn ngữ 'hình khối' , ký hiệu FBD (Function block diagram) Đây kiểu ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số - Ngôn ngữ 'hình thang' , ký hiệu LAD (Ladder logic) Đây dạng nhôn ngữ đồ hoạ thích hợp với người quen thiết kế mạch điều số - Ngôn ngữ 'hình thang' , ký hiệu LAD (Ladder logic) Đây dạng nhôn ngữ đồ hoạ thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Một chương trình viết LAD FBD chuyển sang dạng STL, ngược lại không Trong STL có nhiều lệnh LAD hay FBD Chính lý , đồ án em giới thiệu ngôn ngữ STL để lập trình minh họa Như nói , cấu trúc lệnh STL có dạng : 'tên lệnh' + 'toán hạng' 151 Ví dụ : Nhãn : L PIW304 // Đọc nội dung cổng vào modul analog tên lệnh toán hạng toán hạng liệu địa ô nhớ Khi thực lệnh , CPU ghi nhận lại trạng thái pháp tính trung gian kết vào ghi đặc biệt 16 bits ,được gọi ghi trạng thái (Status word) Mặc dù ghi trạng thái có độ dài 16 bits sử dụng bits với cấu trúc sau : BR CC CC OV OS OR ST A RL O FC - FC (First check) : Khi phải thực dãy lệnh logic liên tiếp gồm phép tính , nghịch đảo , bit FC có giá trị Nói cách khác , FC=0 dãy lệnh logic tiếp điểm vừa kết thúc - RLO (Result of logic operation) : Kết tức thời phép tính logic vừa thực - STA (Status bit) : Bít trạng thái có giá trị logic tiếp điểm định lệnh - OR : Ghi lại giá trị phép tính logic cuối thực để phụ giúp cho việc thực phép toán sau Điều cần thiết biểu thức hàm hai trị , 152 phép tính phải thực trước phép tính - OS (Stored overflow bit) : Ghi lại giá trị bít bị tràn mảng ô nhớ - OV (Overflow bit) : Bít báo kết phép tính bị tràn mảng ô nhớ - CC0 CC1 (Condition code) : Hai bít báo trạng thái kết phép tính với số nguyên , số thực , phép dịch chuyển phép tính logic ACCU - BR (Binary result bit) : Bít trạng thái cho phép liên kết hai loại ngôn ngữ lập trình STL LAD Chẳng hạn cho phép người sử dụng viết khối chương trình FB FC ngôn ngữ STL gọi sử dụng chúng chương trình khác viết LAD Để tạo mối liên kết , ta cần phải kết thúc khối chương trình FB , FC lệnh ghi Các lệnh logic A : quét giá trị toán hạng với '1' , kết kết hợp với RLO qua phép toán AND AN : quét giá trị toán hạng với '0' , kết kết hợp với RLO qua phép toán AND O : quét giá trị toán hạng với '1' , kết kết hợp với RLO qua phép toán or ON : quét giá trị toán hạng với '0' , kết kết hợp với RLO qua phép toán or Lênh SET RESET S : gán giá trị '1' cho toán hạng Nếu RLO = '1' R : xoá toán hạng '0' Nếu RLO = '1' 153 SET : gán giá trị '1' cho bít CLR : xoá giá trị bít '0' Các lệnh nạp chuyển L : nạp nội dung toán hạng vào ghi ACC1 T : chuyển nội dung ghi ACC1 đến toán hạng Các lệnh so sánh nội dung ghi ACC1 ACC2 a So sánh : == I : so sánh số nguyên chứa ghi == D : so sánh số nguyên dạng từ kép chứa ghi == R : so sánh số thực chứa ghi b So sánh khác : I : so sánh khác số nguyên chứa ghi R : so sánh khác số thực chứa ghi D : so sánh khác số nguyên dạng từ kép chứa ghi c So sánh : >I , >D , >R : giá trị nội dung chứa ghi thứ lớn giá trị nội dung chứa ghi thứ hai (dưới dạng số nguyên , từ kép , số thực) d So sánh nhỏ : 154 =R : giá trị nội dung chứa ghi thứ lớn giá trị nội dung chứa ghi thứ hai (dưới dạng số nguyên , từ kép , số thực) f So sánh nhỏ : : chương trình quét tiếp tục khối gọi CC < khối > : gọi khối RLO = '1' UC < khối > : gọi khối không phụ thuộc vào RLO Các lệnh toán học Các lệnh toán học ( +, - , * , / ) thực ghi ACC1 ACC2 kết gửi vào ACC1 a Đối với số nguyên : 155 +I , -I , *I , /I : cộng , trừ , nhân , chia nội dung ghi dạng số nguyên b Đối với liệu ghi dạng từ kép : +D , -D , *D , /D : cộng , trừ , nhân , chia nội dung ghi dạng từ kép c Đối với số thực : +R , -R , *R , /R : cộng , trừ , nhân , chia nội dung ghi dạng số thực Các thời gian Trong S7-300 có loại thời gian :SP ,SE ,SD ,SS ,SF - SP : thời gian dạng xung , khởi động sau RLO chuyển từ '0' lên '1' bị xoá '0' RLO '0' Trạng thái đầu '1' suốt thời gian hoạt động - SE : thời gian xung mở rộng , khởi động theo sườn lên RLO không phụ thuộc vào RLO suốt trình hoạt động - SD : thời gian khởi động phát trễ , khởi động theo sườn lên RLO bị xoá '0' RLO '0' - SS : thời gian khởi động có giữ , khởi động theo sườn lên RLO không bị ảnh hưởng RLO suốt trình hoạt đông - SF : thời gian tắt trễ , khởi động theo sườn xuống RLO Bộ đếm Giống STEP5 STEP7 có đếm : - CU : đếm lên (tăng ) - CD : đếm xuống (lùi) 156 10 Lệnh kết thúc khối BE : lệnh kết thúc khối 11 Một số lệnh khác Ngoài nhóm lệnh số lệnh khác lệng quay , lệnh trễ Ví dụ : NOP0 : 16 bít RAM bị xoá '0' , lệnh thường dùng để tạo trễ NOP1 : 16 bít RAM đặt lên '1' 157 [...]... Thiết bị điện trong thang máy Mạch điện của thang máy bao gồm những mạch sau: 1 Mạch động lực : Là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở động cơ dẫn động và phanh cơ khí của cơ cấu Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của ca bin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và dừng chính xác trước cửa tầng 2 Mạch điềukhiển : Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng... phát triển của bộ thiết kế ngày càng rẻ hơn và tăng số lượng PLC ứng dụng trong mọi lĩnh vực Việc lắp đặt một bộ PLC rẻ hơn nhiều so với bộ điều khiển bằng Rơle tương ứng Giá trị 132 Tổng giá của hệ Rơle Với những ưu điểm nổi bật trên đây của hệ điều khiển PLC chính là lý do xác thực để tôi tiến hành nghiên cứu giải quyết bài toán điều khiển thang máy bằng bộ điều khiển logic khả trình PLC 133 Chương... tử phi tiếp điểm Các hệ điề khiển liên tục được cải tiến và hoàn thiện hơn và cho đến ngày nay người ta đã thay thế hệ thống điều khiển bán tự động bởi các hệ thống điều khiển tự động Các thiết bị cho phép khắc phục được nhược điểm của các hệ điều khiển trước đây Một trong những giải pháp đó là hướng áp dụng PLC PLC(Progammable logic Control) là thiết bị điều khiển logic khả trình và là thiết bị cho... vùng bộ nhớ hệ thống chỉ do hệ điều hành sử dụng Một số PLC dùng bộ nhớ hệ thống cho việc lưu giữ thông tin liên lạc giữa bộ lập trình với hệ điêù hành Ví dụ như hệ điều hành tạo một mã lỗi chứa trong vùng bộ nhớ hệ thống, như vậy trong quá trình thực hiện, chương trình sử dụng có thể đọc mã lỗi này để xử lý Mặt khác người sử dụng cũng có thể gửi thông tin cho hệ điều hành trước khi thực hiện chương trình. .. tạp - Thang máy dùng trong nhà ăn thư viện Ngoài phân loại theo chức năng người ta còn có thể dựa vào tải trọng hoặc theo tốc độ của Thang máy để phân loại thang máy - Thang máy loại nhỏ: Q2000kg Phân loại thang máy theo tốc độ di chuyển - Thang máy tốc độ chậm: v=0.5m/s - Thang máy tốc độ trung bình: v=0.5á1.5 m/s - Thang máy. .. trình Bộ đệm vào / ra Cổng vào ra onboard Cổng ngắt và đếm tốc độ cao Khối vi xử lý trung tâm + Hệ điều hành Timer Counter Bít cờ Bus của PLC Quản lý ghép nối Hình : Nguyên lý chung1về 34 cấu trúc của bộ diều khiển PLC 1 Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ xử lý trung tâm là hạt nhân của PLC, nó thực hiện các phép tính logic, số học và điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống Bộ xử lý gọi các lệnh từ bộ nhớ... Việc sử dụng các phần của bộ nhớ phụ thuộc vào thiết kế hệ thống của nhà sản xuất, tuy nhiên có thể phân chia bộ nhớ của PLC ít nhất thành 5 vùng sau: - Bộ nhớ điều hành (Executive Memory) - Bộ nhớ hệ thống (System Memory) - Bảng ảnh vào ra (I/O Image Table) - Bộ nhớ số liệu (Data Memory) - Bộ nhớ chương trình (User Program Memory) 2.1 Bộ nhớ điều hành Bộ nhớ điều hành (hay hệ điều hành) luôn nằm trong... thêm vào những phần mới - Nhiều chức năng: Người ta thường sử dụng PLC cho tự động linh hoạt bởi vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán so sánh các giá trị tương quan, thay đổi chương trình và thay đổi thông số Ngoài nhưỡng ưu điểm nổi bật về kỹ thuật trên của bộ điều khiển khả trình so với bộ điều khiển Rơle thì bộ điều khiển PLC còn có ưu điểm về giá thành so với bộ điều khiển Rơle Giá của một bộ PLC. .. một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như: bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) và những khối hàm chuyên dụng khác CPU Bộ nhớ chương trình. .. Phương pháp điều khiển II.2.1 Điều khiển Rơle Với những yêu cầu của bài toán điều khiển thang máy trên đây thì đòi hỏi người điều khiển phải có tầm nhìn bao quát, xem xét hết tất cả các khả năng xẩy ra của thang máy trong khi vận hành Đối với loại thang máy cổ điển thì người ta dùng hệ điều khiển là các phần tử tiếp điểm, rơle, công tắc tơ, đòi hỏi phải có người vận hành Với phương pháp điều khiển bằng ... nhập vào Việt nam giúp cho kỹ sư Việt Nam tiếp cận làm chủ thiết bị Là sinh viên nghành điều khiển học có ý định tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển thang máy nhờ điều khiển khr trình PLC S7- 300. .. trình mở máy phanh êm dịu dừng xác trước cửa tầng Mạch điềukhiển : Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức yêu cầu thang máy Hệ thống điều. .. khiển thang máy điều khiển logic khả trình PLC 133 Chương II: Giới thiệu PLC I giới thiệu PLC I.1 Cấu tạo chung PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control) viết tắt PLC,