Đang tải... (xem toàn văn)
Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU- 4 - 1.Tìm hiểu về yêu cầu công nghệ được mô tả trong sách Thiết Bị Điều Khiển Khả Trình- PLC- 6 - 1.1. Khái niệm về bộ điều khiển lập trình PLC- 6 - 1.2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI:- 7 - 2.Dựa trên yêu cầu công nghệ,lựa chọn các thiết bị phục vụ công nghệ đó- 8 - 3.Tìm hiểu sơ lược về PLC S7-200 của SIEMEN- 9 - 3.1. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200- 9 - 3.2. TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN- 10 - 3.3.TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN- 12 - 3.3.1. CÁC LỆNH CƠ BẢN.- 12 - Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống :- 22 - 3.3.2. CÁC LỆNH NÂNG CAO- 24 - Nhóm lệnh so sánh :- 25 - 4.Vẽ sơ đồ kết nối vào ra giữa PLC và các thiết bị công nghệ.- 39 - 5. Lưu đồ thuật toán điều khiển- 41 - Chương trình điều khiển- 43 - TÀI LIỆU THAM KHẢO- 54 -
Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa: Điện tử *** *** ĐỒ ÁN MÔN PLC Đề tài: Công nghệ mạ tự động Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Hoa Sinh viên thực : Lưu Quang Cừ Nguyễn Minh Tâm Lớp : TC-CĐ Điện tư K8 Hà nội, Tháng Năm 2012 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc Hà nội, ngày……tháng…….năm……… BẢN ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tôi tên là:…………………………… Học hàm, học vị:…………………… Đơn vị công tác:……………………………………………………………… Hướng dẫn sinh viên:………………………………………………………… Lớp:……………………………………Ngành:…………………………… Tên đề tài hướng dẫn:………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Đánh giá trình sinh viên thực đồ án * Ý thức, thái độ: * Nội dung kết đạt đề tài: * Triển vọng đề tài (nếu có): Các câu hỏi dành cho sinh viên (nếu có): Điểm đánh giá:…… điểm NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư LỜI MỞ ĐẦU Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao, vấn đề tự động điều khiển đặt lên hàng đầu trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào sản xuất Nó đòi hỏi khả xư lý, mức độ hoàn hảo, xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, để đáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Sự xuất hiện máy tính vào năm đầu thập niên 60, hỗ trợ người làm việc hiệu nhiều lĩnh vực công nghiệp…Với đòi hỏi người nhà nghiên cứu không dừng lại đó, nhiều thiết bị, phần mềm chuyên phục vụ cho ngành công nghiệp có tính ưu việt đời Một thiết bị phải kể đến PLC Với khả ứng dụng nhiều ưu điểm bật, PLC ngày thâm nhập sâu rộng sản xuất Chính ưu việt PLC nên nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp sư dụng để điều khiển dây chuyền sản xuất lớn Công nghệ mạ tự động ứng dụng PLC vào hệ thống điều khiển Xuất phát từ ứng dụng thực tế nguồn tài liệu tham khảo, định chọn “Công nghệ mạ tự động” để làm đề tài tìm hiểu Do hạn chế kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu vừa học hỏi Nên trình thực hiện không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến quý báu thầy cô bạn đọc để đề tài hoàn thiện Qua thời gian làm việc tích cực ,đến đề tài thành công tốt đẹp Có kết không nhắc đến công sức giúp đỡ giáo viên hướng dẫn Chúng em chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Hoa giúp đỡ chúng em chọn đề tài nhiệt tình hướng dẫn suốt trình thực hiện Sinh viên thực : Lưu Quang Cừ Nguyễn Minh Tâm Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU 1.Tìm hiểu yêu cầu công nghệ mô tả sách Thiết Bị Điều Khiển Khả Trình- PLC .6 1.1 Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: 2.Dựa yêu cầu công nghệ,lựa chọn thiết bị phục vụ công nghệ 3.Tìm hiểu sơ lược PLC S7-200 SIEMEN 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200 3.2 TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN 10 3.3.TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN .12 3.3.1 CÁC LỆNH CƠ BẢN 12 Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống : 22 3.3.2 CÁC LỆNH NÂNG CAO .24 Nhóm lệnh so sánh : 24 4.Vẽ sơ đồ kết nối vào PLC thiết bị công nghệ .39 Lưu đồ thuật toán điều khiển .41 Chương trình điều khiển 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 1.Tìm hiểu yêu cầu công nghệ mô tả sách Thiết Bị Điều Khiển Khả Trình- PLC 1.1 Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC PLC viết tắt 'Programmable Logic Controller, thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình Người sư dụng lập trình để thực hiện loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm PLC dùng để thay mạch relay (rơ le) thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét trạng thái đầu đầu vào Khi có thay đổi đầu vào đầu thay đổi theo Ngôn ngữ lập trình PLC Ladder hay State Logic Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chương trình “người sư dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối ( điều khiển Relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau : • • • • • • Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dễ học Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sưa chữa Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp Hoàn toàn tin cậy môi trường công nghiệp Giao tiếp với thiết bị thông minh khác : máy tính , nối mạng môi Modul mở rộng Giá cạnh tranh Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng Relay dây nối Logic thời gian Tuy nhiên ,bên cạnh việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dể dàng cho PLC mà bảo đảm tốc độ xư lý giá … Chính điều gây quan tâm sâu sắc đến việc sư dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm , định Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư thời , ghi dịch … sau chức làm toán máy lớn … Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều Trong PLC, phần cứng CPU chương trình đơn vị cho trình điều khiển xư lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực hiện xác định chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức qui trình công nghệ , ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực hiện cách dễ dàng mà không cần can thiệp vật lý so với sư dụng dây nối hay Relay 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Yêu cầu công nghệ: Vị trí ban đầu hệ thống vị trí sơ đồ lúc Is1 Is7 đóng.Chuyển công tắc chuyển chế độ sang vị trí “AU” Nhấn vào Start cầu trục nâng phôi cần mạ lên đến gặp Is6 dừng nâng,cầu trục dịch chuyển sang phải.Khi cầu trục chạm vào Is2 dừng trình sang phải bắt đầu trình hạ Khi Is7 đóng dừng trình hạ thực hiện rưa giây Sau giây cầu trục lại nâng phôi lên chạm Is6 cầu trục lại dịch chuyển sang phải.Khi cầu trục chạm Is3 dừng lại hạ phôi Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư xuống bể tẩy 3giây cầu trục lại nâng lên Quá trình diễn vị trí bể mạ lần lần bể cầu trục dừng giây để mạ Sau mạ xong lần hai ,cầu trục nâng sản phẩm lên Khi Is6 đóng ,cầu trục dịch chuyển sang trái Khi qua vị trí Is4, Is3 cầu trục không dừng Khi cầu trục chạm Is2 ,cầu trục dừng hạ sản phẩm xuống bể rưa giây Sau sản phẩm lại nâng lên cầu trục lại dịch chuyển sang trái ,khi gặp Is1 cầu trục hạ sản phẩm xuống kết thúc chu trình Khi chuyển công tắc chế độ sang “Man” trình ‘lên’, ‘xuống’ , ‘phải’ , ‘trái’ điều khiển cách nhấn vào nút bảng điều khiển Nhấn Stop hệ thống hoạt động hết chu kỳ dừng hoạt động 2.Dựa yêu cầu công nghệ,lựa chọn thiết bị phục vụ công nghệ Các thiết bị sử dụng: * PLC: loại S7-200 CPU 224 hãng SIEMEN : dùng để điều khiển toàn hoạt động hệ thống * Cảm biến vị trí (Công tắc hành trình): Is1 đến Is5 có tác dụng nhận biết vị trí bể để xe thả vật Còn IS6 , Is7 dùng để giới hạn vị trí vật kéo lên thả xuống Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư * Động điều khiển xe : Là loại động giảm tốc sư dụng nguồn chiều 5V * Động điều khiển kéo ,thả vật : Là loại động giảm tốc sư dụng nguồn chiều 24V * Relay (Rơle): loại Relay chiều sư dụng nguồn 5V ,có khả đóng cắt nguồn chiều 24V : dùng để điều khiển cấp nguồn đảo chiều động * Nút nhấn: loại nút nhấn thường mở tự phục hồi ,dùng để điều khiển trình hoạt động hệ thống 3.Tìm hiểu sơ lược PLC S7-200 SIEMEN 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200 PLC S7-200 loại PLC cỡ nhỏ công ty Siemens Cấu trúc S7-200 gồm CPU module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222, 224, 226….có nhiều module mở rộng có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I, Profibus ) Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 3.2 TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN Các đèn báo: Có loại đèn báo hoạt động: - RUN: ðèn xanh –báo hiệu PLC ðang hoạt ðộng - STOP :ðèn vàng –báo hiệu PLC - SF (system Failure):đèn đỏ báo hiệu PLC bị cố Có loại đèn thị : - Ix.x: trạng thái logic ngõ vào - Qx.x: trạng thái logic ngõ Ðặc điểm ngỏ vào - Mức logic : 24VDC/7mA - Mức logic : đến 5VDC/1MA - Ðáp ứng thời gian : 0.2ms - Cách ly quang : 500ACV - Ðịa ngõ vào : Ix.x Ðặc điểm ngõ ra: - Ðiện áp tác động: 24 -28VDC/2A 10 Trường ĐHCNHN - Ngõ Relay transitor Sourcing - Chịu dòng đến - Ðiện trở cách ly nhỏ 100 m Ω - Ðiện trở công tắc 200 Ω - Ðiện trở công tắc: 200 m Ω - Thời gian chuyển mạch tối đa 10 ms - Không có chế độ bảo vệ ngắn mạch - Ðịa ngõ ra: Qx.x - Nguồn cung cấp - Ðiện áp nguồn 20-24 VDC - Dòng tối ða 900 mA - Thời gian trì nguồn 10 ms - Cầu chì bên 2A/250V - Công tắc chọn mode - Không có cách ly nguồn điện Khoa Điện Tư Mode công tắc chọn Có vị trí lựa chọn công tắc - RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình - PLC dừng chương trình có cố - TERM :cho phép máy lập trình ðịnh chế ðộ hoạt ðộng PLC Cổng truyền thông - Sư dụng cổng RS485 để ghép nối với máy tính thiết bị khác - Tốc độ truyền 9600 bauds - Cấu trúc cổng truyền thông mô sau : - Ghép nối PLC máy tính - Sư dụng cáp PC/PPI chuyển đổi RS232 RS485 - Chuyển đổi kết nối hình sau : 11 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 40 Trường ĐHCNHN Sơ đồ mạch động lực Khoa Điện Tư Lưu đồ thuật toán điều khiển 41 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 42 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư Chương trình điều khiển A, Chương trình “main” 43 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư Chương trình điều khiển “ auto” 44 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 45 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 46 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 47 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 48 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 49 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 50 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư Chương trình điều khiển chế độ “ man” 51 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 52 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 53 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình tham khảo: Giáo trình Thiết bị điều khiển khả trình–PLC \ Khoa điện tư - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Giáo trình Điều khiển Số Logic \ Khoa điện tư - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Giáo trình Khí cụ điện \ Khoa điện tư - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội 54 [...]... trên kết quả của việc so sánh thì có thể sư dụng lệnh so sánh theo byte, Word hay Dword của S7-200 Những lệnh so sánh thường là: so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (=) Khi so sánh giá trị của byte thì không cần thiết phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hay từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bit cao nhất trong... Trong STL những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, Word hay Dword Căn cứ vào kiểu so sánh (=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu đúng) hoặc bằng 1 (nếu sai) nên nó có thể được kết hợp cùng các lệnh LD, A, O Để tạo ra được các phép so sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng (như so sánh không bằng nhau , so sánh nhỏ hơn ) ta có thể... giá trị logic bằng 1 • Toán hạng Sử dụng bộ đếm CTU: 22 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư LAD STL LD I0.0 LD I0.1 CTU C40, +5 Giản đồ thời gian: Hình 10 Giản đồ thời gian bộ đếm CTU • Sử dụng bộ đếm CTUD: LAD STL LD I0.0 LD I0.1 LD I0.2 CTUD C48, +5 Giản đồ thời gian: 23 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư Hình 11 Giản đồ thời gian lệnh CTUD 3.3.2 CÁC LỆNH NÂNG CAO a Các lệnh so sánh Khi lập trình, nếu các... Trong lệnh này có sư dụng các bít nhớ đặc biệt để báo trạng thái: Kết quả tính SM1.0 =0 1 Báo tràn Số âm Mẫu = 0 SM1.1 SM1.2 SM1.3 1 1 1 g Lệnh truy cập đồng hồ thời gian thực Trong thiết bị lập trình S7-200 từ CPU 214 trở đi thì trong CPU có một đồng hồ ghi giá trị thời gian thực gồm các thông số về năm, tháng, giờ, phút, giây và ngày trong tuần Đồng hồ được cấp điện liên tục bởi nguồn Pin 3V Khi... đặt trước cho Timer Ví dụ có độ phân giải 10ms và giá trị đặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms • Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau: LAD Mô tả Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN được kích Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng Toán hạng Txx (Word) CPU 214: 32-63, 96-127 PT: VW, T, (Word) C, IW, QW, MW, SMW, C, hằng số giá trị đặt trước PT... quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị đặt trước Khi Reset một Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giá trị bằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có trạng thái logic 0 - Timer kiểu TON(hình 4.3) 19 Trường ĐHCNHN LAD STL LD I0.0 Khoa Điện Tư FBD TON T33, 50 - Timer kiểu TONR(hình 4.4) LAD STL LD I0.0 TONR T33, 10 Hình 8 Giản đồ thời... biệt này không có toán hạng riêng của chúng vì thế phải đặt chúng phía trước cuộn dây hoặc hộp đầu ra Tiếp điểm chuyển tiếp 16 Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư dương/âm (các lệnh trước và sườn sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 224 có thể sư dụng nhiều nhất là 256 lệnh Dạng LAD Dạng STL LD I0.0 EU = Q0.0 LD I0.0 ED = Q0.1 LD I0.0 NOT = Q0.2 Biểu đồ thời gian Hình 7 - Giản đồ thời gian các... ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C- word Nội dung của thanh ghi C- word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn được so sánh với giá trị đặt trước của bộ đếm, được kí hiệu PV Khi giá trị đếm tức thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá trị logic 1 vào 1 bit đặc biệt của nó gọi là C-bit Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ hơn giá trị đặt... Tư Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống : LAD Mô tả Khai báo bộ đếm tiến theo Cxx: (Word) sườn lên của CU Khi giá trị CPU 214 : 0-47, đếm tức thời C-word, Cxx 80-127 lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt Pv(Word): VW, trước PV, C-bit (Cxx) có giá T, C, IW, QW, trị logic bằng 1 Bộ đếm MW, SMW, AC, ngừng đếm khi C-word Cxx AIW, hằng số, đạt được giá trị cực đại Khai báo bộ đếm tiến/lùi, *VD, *AC Cxx: (Word) đếm tiến... lệnh so sánh tương ứng (như so sánh không bằng nhau , so sánh nhỏ hơn ) ta có thể kết hợp lệnh NOT với các lệnh đã có (= =, >=, = n2 n1, ... S7 -20 0 SIEMEN 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7 -20 0 PLC S7 -20 0 loại PLC cỡ nhỏ công ty Siemens Cấu trúc S7 -20 0 gồm CPU module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.S7 -20 0 gồm nhiều loại: CPU 22 1, 22 2,... S7 -20 0 CỦA SIEMEN 10 3.3.TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7 -20 0 CỦA SIEMEN . 12 3.3.1 CÁC LỆNH CƠ BẢN 12 Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống : 22 3.3 .2 CÁC LỆNH NÂNG CAO .24 Nhóm... CPU 22 1, 22 2, 22 4, 22 6….có nhiều module mở rộng có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I, Profibus ) Trường ĐHCNHN Khoa Điện Tư 3 .2 TẬP LỆNH PLC S7 -20 0 CỦA SIEMEN