Điều khiển PLC nguyễn trọng doanh

Ị lÉ P U ‫؛‬ ‫ل‬/ XUẤT BÂN KHOA HỘC VÀ KỸ THUẬT^ TS NGUYỄN TRỌNG DOANH ĐIỂU KHIỂN PLC ‫ ؟‬ỰƠ!vìhJW !lỌí:‫؛‬٠l‫؛‬ATh’í;Nb T H ự ygỀU 10026700 NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NÔI Chịu trách nhiệm xuất bản: Biên tập: PHẠM NGỌC KHÔI TS NGUYỄN HUY TlẾN Trình bày bìa: XUÂN DŨNG NHÀ XUẤT BÀN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70 Trẩn Hưng Đạo ٠ Hà Nội In 200 khổ 16 X 24cm, Xí nghiệp In NXB Văn hóa Dân tộc Số đăng ký kế hoạch XB: 235 - 2012/CXB/267-13/KHKT Quyết định XB số: 07/QĐXB - NXBKHKT, ngày 14/01/2013 In xong nộp lưu chiểu Quý IV năm 2013 101 ‫ل‬ NÓI ĐẦƯ Tir dộng hoá ngày tre‫ ·؛‬tliílnh nhu cầ‫ا‬l khOng thể th‫؛‬ê'u d‫ا‬tợc tất linh vực nề!i kinh tế quờ'c dân COng nghệ tự dộng hoá dã dang dóng va‫ ؛‬trò đỊnh sản xuât١bOi vl dáp ứng dược hai yèu cầu chinh sản xu٦ ‫ ؛‬t đO là: suiìt chất litợng Tự dộng hoá làm tăng suất, nâng cao cliất lượng giíim giá thành sản phẩm Tuy nhiên tự dộng hoá qu‫؛‬١trinh sản xu‫"؛‬،t nhíệm vụ kliO phức tạp nhât so với vịệc tự dộng lioíí lĩnh virc khííc Tự dộng hoá chinh tập hợp tri tuệ dỉnli cao ngànli nhir: Co khi, diện , diện tír, diều khiển tin học Phần bao gồm linh vrtc nhir dộng Itrc học co cấu máy móc, tliiết bị; tliiết kế c‫'؛‬،c co cấu truyền dộng co chinh xác, thuỷ lực, nén trng dụng vật liệu chế tạo mó'i Phần điện - điện tử tạo tảng cho việc cung cấp lưẹmg phần tử hệ thống diều khiển tự dộng vOi loại dộng co diện dặc biệt, phần tử cảm biến, mạch hay tliiết bỊ diều khiển Phần điền khiển tập trung vào qui luật diều khiển dể tạo liệ thống có chất lưọng diều khiển cao Phchì tin học đĩ dans dóng vai trò quan trọng việc quản ly, diều hành, tổ hợp, phối họp c‫؛؛‬c hoạt dộng phần tU hệ thống tir dộng Chinh thê' tít nhửng năm 70 dẫ xuất ngành kỹ thuật mới, mà thân ngành tổ hợp nhiều ngànli kh‫؛‬١c nhtr COng nghệ robot (Robotics), COng nghệ tự dộng hoá hay Mecliatronics (Mechanic.s + Electronic.s + Control + Infoi-matics), COng nghệ Co sinlt học Bíomeclianics (Biology + Mechanics) vv Đê cO thể hiểu dược Cồng nghệ Tự dộng hoá c‫'؛‬،c kỹ sir ciín kỹ tliuật phải du'ọc trang bỊ kíến tliUc co \'ổ kỹ thuật diện, diều khiển tự dộng, dộng lực học tiệ thOitg, co klií cliínli xác, vổ nguyêir ly lioạt dộng cíia phần tír co cấu liệ th(')'ng diổu khiển tir di)ng v‫'؛‬i dặc biệt logic cOng nghệ hệ thống dược ttr dộng hoíi Đối vOi qiiíí trinh cOng nghệ don lẻ, dể tir dộng hoá dưọc kliOng cẩn dến Cílc hẹ thOng diều khiển phUc tạp, mà cần liệ thống diều kliidn biln dang hộ thống diều khíển tuoig tự Các máy tự dộng, dây chuyCn s;‫؛‬n xuất hay CÍÍC hệ thống vật ly phức tạp, kliOng dOi hỏi hệ thống c;'،c thiê.t bị kỹ thuật cao mà bắt buộc phdi điểu khiển hệ thOng diều kliiển số hay điểu khiển máy tinh Thlê.t bị diều kliiến khả lập trìnli PLC (Programable Logic Controller) th‫؛‬ê't bị díều khiển cOng ngliiệp d،ạng thiết bỊ điẻu kliiển số chuyên dụng, kliOng thay thê'cho tliiết bị diều kliiển 10 gíc cihig mà thay dược cilc th‫؛‬ê't bị diều kliỉển tii'ong tir thOng thường kỹ thuật dỉều khiển số Cuốn stlcli n‫'؛‬iy với mục tiêu chủ yếu phục vu cho sinh viên dại học cao học ngành Cơ khí, Cơ điện từ, nên tác giả buộc phải giới thiệu qua kiến thức điều khiển lo‫ ؟‬ic trước vào nội dung thiết bị điều khiển công nghiệp ứng dụng Nội dung sách gồm ba phần: + Phần thứ nhất: Cơ sở điều khiển logic, + Phần thứ hai: Thiết bị điều khiển khả lập trình PLC, + Phần thứ ba : Các ứng dụng PLC Chắc chắn trình biên soạn lần đầu sách nây tránh hết thiếu sót nội dung lẫn học thuật, mong bạn đọc góp ý trực tiếp trao đổi thông qua địa chỉ: Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy - Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, Nhà C5 - 112, Số Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng - Hà Nội qua e-mail; doanhnt(5) hotmail.com Tác giả MỤC LỤC Lời nói đầu Phần thứ C SỞ ĐIỂU KHIỂN LOGIC Chương KHÁI NIỆM c BẢN VÀ ĐỊNH NGHĨA 1.1 Khái niệm 1.2 Các hế đếm hệ mã 12 Chương ĐIÊU KHIỂN LOGIC 2.1 Đại số Boole 29 2.1.1 Biến logic hàm logic 29 2.1.1.1 Biến logic 29 2.1.1.2 Hàm logic 29 2.1.1.3 Các phương pháp biểudiễn hàm logic 30 2.1.2 Các phép tính logic 30 2.1.2.1 Toán tử phủ định (NOT) 30 2.1.2.2 Toán tử nhân (AND) 30 2.1 2.3 Toán tử cộng (O R ) 31 2.1 2.4 Toán tử NOR NAND 31 2.1.2.5 Toán tử cộng hạn chế (XOR) 32 2.1.3 Biểu diễn hình học mệnh đề logic 32 2.1.4 Các hệ thức De Morgan 37 2.1.5 Tính chất bao hàm logic 39 2.1.6 Các phần tử logic 41 2.1.6.1 Phần tử phủ định (NOT) .41 2.1.6.2 Phần tử nhân AND 41 2.1.6.3 Phần tử cộng OR 42 2.1.6.4 Phần tử NOR 43 2.1.6.5 Phần tửNAND 44 2.1.6.6 Các tính chất to،ántử NOR vàNAND 45 2.2 Cách diễn tả hàm logic 48 2.3 Rút gọn hàm logic 55 2.3.1 Nguyên lý rút gọn .55 2.3.2 Phương pháp dùng bảng ma trận Karnaugh .55 2.3.3 Phương pháp Quine - Me Cliiskey 59 2.4 Thể hàm logic vật chất 64 2.4.1 Các mạch logic điện tiếp điểm 65 2.4.2 Mạch logic role điện từ 66 2.4.3 Mạch logic diode logic transistor 67 2.4.4 Logic trờ transistor (RTL) 74 2.4.5 Logic transitor - transistor (TTL) 76 2.4.6 Mạch logic tích hợp CMOS (IG) 77 Phần thứ hai THIẾT BI ĐIỀU KHIỂN LOGIC - PLC Chương C Á [j TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC 3.1 MO dầu PLC 82 3.2 L‫؛‬ch sử phát triển PLC 83 3.3 Thành phần co PLC 85 3.3.1 Bộ xU lý tin hiệu CPU 86 3.3.2 Bộ n h 8 3.3.3 MOdun vào/ra.' 89 3.3.4 MOdun nguồn 90 3.3.5 Thiết bị lập trinh 90 3.4 Phần loại pLc 93 3.5 Hoạt dộng PLC 102 3.6 NgOn ngữ lập trinh PLC co sO 105 3.6.1 GiOi thiệu 105 3.6.2 Tiêu chuẩn quốc tế cho ngOn ngữ lập trinh PLC 106 3.6.3 Các ngOn ngữ lập trinh co sờ 107 3.6.3.1 NgOn ngữ Bảng lệnh STL (Statement L ist) 108 3.6.3.2 NgOn ngữ So d.ồ thangLAD (Laddei- Diagriini) 116 3.6.33‫؛‬ NgOn ngữ So dồ khối hàm logic FBD (Function Block Diagram) 122 3.6.3.4 NgOn ngữ Grafcet 126 Chưm g4 HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NHỚ CỦA PLC 4.1 Các thành phần cấu trúc nhO 131 4.1.1 Tế bào nhớ bit 131 4.1.2 Don vị nhớ PLC .131 4.1.3 Tệp nhớ ‫؛‬File) 132 4.1.4 Các dạng nhớ 134 4.2 Tổ chức nhớ PLC Alien Bradley 136 4.2.1 Cấu trúc tệp nhớ 138 4.2.1.1 Bit nhớ 138 4.2.1.2 Miền nhớ chương trình ứng dụng 139 4.2.1.3 Kích cỡ nhớ ứng dụng !39 4.2.2 Cách ghi địa PLC Allen Bradley 140 4.2.3 Giao diện phần cứng phần mềm 142 4.3 Tổ chức nhớ Siemens PLC S7 - 300 .144 4.3.1 Cấu trúc nhớ 144 4.3.2 Cách ghi địa vào/ra PLC Siemens Simatic S7-300 .146 Chương HỆ THỐNG KÊNH VÀO ٠KÊNH RA 5.1 Các dạng đầu vào/ 149 5.2 Các môđun vào/ra số 153 5.3 Môđun vào/ra tương tự 162 5.4 Môđun chuyên dụng 164 5.5 Môđun vào/ra thông minh 165 5.6 Thiết kế hệ thống vào/ra 167 Chương ổ KẾT NỐI MẠNG TRUYỂN d ữ l iệ u 6.1 Cơ sở truyền thông 6.2 Truyền thông kỹ thuật dồn kênh 6.3 Kiểm tra lỗi truyền thông tin 6.4 Các cấu trúc mans PLC 6.4.1 Topo mạng 6.4.2 Các giao thức truyền thông (Communication Protocol) 6.5 Cấu trúc mạng tiêu chuẩn 6.6 Các chuẩn phần cứng nối tiếp 6.7 Môđun truyền thông 170 173 174 176 176 179 183 184 190 Chương NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC5 - ALLEN BRADLEY 7.1 M đ ầu ‫؛‬ 193 12 Lập trình sơ đồ thang tiêu chuẩn nâng cao 193 7.2.1 Các lệnh sơ đồ thang 193 7.2.2 Lập trình sơ đổ thang nâng cao 212 7.3 Ngôn ngữ bậc cao ST 229 7.4 Ngôn ngữ Grafcet 331 Chương NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC S7 -300 CỦA SIEMENS 8.1 Giới thiệu 237 8.1.1 Cấu triíc lệnh STL .237 8.1.2 Cấu trúc Accu 237 8.1.3 Cấu trúc từ trạng thái 238 8.2 Các nhóm lệnh STL tiêu chuẩn PLC S7 .239 Phần thứ ba Chương CÁC ÚNG DỤNG CỦA PLC 9.1 Điều khiển băng tải 286 9.2 Điều khiển máy khoan 296 9.3 Điều khiển hệ thống sản xuất linh hoạt 300 9.4 Điều khiển xe tự hành hệ thống sản xuất 303 9.5 Điều khiển gara tự động 304 9.6 Điều khiển hệ thống cấp nước 312 9.7 Hệ thống tách nước khỏi khí g a 314 9.8 Hệ thống điều khiển bcfm chất lỏng 320 9.9 Điều khiển hệ thống cấp dầu lò h i 324 9.10 Điều khiển hệ thống rửa xe ô tô tự động 327 Tài liêu tham khảo 332 Phần thứ Cơ SỞ ĐIỀU KHIỂN LOGIC Chương KHÁI NIỆM Cơ BẢN vA ĐỊNH NGHĨA 1.1 KHÁI NIỆM Cơ BẲN 1.1.1 Điều khiển Là tác động có mục đích lên đối tượng điều khiển nhằm đạt giá trị yêu cầu đại lượng đối tượng điều khiển Trước nói đến điều khiển học (Cybernetics) nói đến ngành khoa học chuyên nghiên cứu qui luật điều khiển Ngày điều khiển học phân thành hai mảng iớn diều khiển học xã hội (Sociology) điều khiến học cho hệ thống kỹ thuật (Control) Trong hệ thống kỹ thuật, điều khiển thể hai dạng: điều khiển mạch hở điều khiển mạch phản hồi mức thấp điều khiển tương tự, cao điều khiển số điều khiển logic Bất thiết bị tự động hay hệ thống kỹ thuật, công nghệ hoạt động hệ thống điều khiển logic 1.1.2 Thiết bị điều khiển Là thiết bị tạo tín hiệu điều khiển hay tác động điều khiển Thiết bị điều khiển có nhiều loại khác Xét chất vật lý tín hiệu ta có: + Thiết bị điều khiển tương tự (tín hiệu vào tín hiệu đại lượng liên tục): thiết bị điều khiển tí lệ p, thiết bị điều khiển tỉ lệ tích phân PI, thiết bị điều khiển tí lệ vi phân PD thiết bị diều khiển tổ hợp PID + Thiết bị điều khiển số (tín hiệu vào tín hiệu chuỗi giá trị số tương ứng với độ lớn đại lưọTig đirợc điéu khiển); Vi xử lý pP, Máy tính + Thiết bị điều khiển logic (tín hiệu vào tín hiệu logic tương ứng với 1); Logic rơle, Logic bán dẫn, PLD, PLC 1.1.3 Đối tượng điều khiển/ Cơ cấu chấp hành Là phần tử hệ thống điều khiển, chịu tác động tín hiệu điều khiển làm thay đổi giá trị đầu hay đáp ứng hệ thống Trong hệ thống sản xuất tự động hay máy móc thiết bị tự động đối tượng điều khiển cấu chấp hành, cấu điện, điện từ, thuỷ lực khí nén Cơ cấu chấp hành thông dụng gặp công lệnh R Á pT: ca o : 000103 Á pT: không thấp 1:000102 ThápT‫؛‬ ,''li ta o C hếđộ Ti((1ộng :0 /0 B3:0!lS < B :0 ll5 ặ h ThápT: hoạt động :0 /1 ‫ا‬ ThápT: chưa d ầ g B : ll4 ‫ﺮ‬ ‫ﻴ‬ FV2 ThdpT: chita tá i tụo B ;0 !1 ' C hogavdoT ì : 001/11 ThdpTi chưa tá ỉ tạo B3;0^15 FVa C hogavàoT Ị :0 /1 ‫ﺑ‬ L é n h l ThápTi t- h a d ầ g B 3^0!14 ThápTi hoạt động B !1 ‫ا‬ ] { ‫ا‬ ‫ر‬ Lênh 12 ThápT: tál tạ o :0 /1 ThdpTi chưa dừng B3^014‫؛‬ ThdpTi dầg B3:0!13 A Y ề ThápTi tá i tạo :0 /1 ThdpTi chư aáầg :0 1 ‫ا‬ FV4 C hokhí nóng v o T ì :0 1 Lênh 13 ‫ا‬ ‫ﺮ‬ ThdpT: dầg B3:0!13 ‫ﺒ‬ 318 ‫ﺒ‬ FVa C h oh h in ón g r a T j ;0 1 ‫ﺑ‬ > Chương trình điểu khiển tham khảo đ،١y có điểm hạn chế điều khiên tháp hoạt động riêng biệt, nhimg thiếu điều kiện để đảm bảo tháp hoạt động chế độ khác Để khắc phục nhược điểm này, ta hiệu chỉnh lại chương trình cách bổ sung điều kiện ràng buộc hai tháp đê khóa lẫn Khi tháp chế độ “/?ơạí dộng" tháp có thẻ chê độ “ tái tạo" "ngừng" hoạt động Như tránh khả thời điểm khí ga tự nhiên cấp vào cho hai tháp tương tự với khí nóng để sấy Các thay đổi tương tự tập trung vào bốn lệnh sau: lẨnh 1*: Lệnh hổ siitiíỊ điền kiện khóa tháp T2 chế độ “ túi tạo" hay “ ngừng" Á pTj thấp :0 0 /0 Ả pTị C hếdộ ThápT2 không cao Tự động dang tái tạo 1:000/01 Ằ B3:0/00 \ - A :0 /1 Tháp T ị hoạt động B 3:0/03 \ :0 /0 B3 :0/13 Lệnh2* : Á pT, Cao : 0 /0 Á pT, C hếdộ ThápT2 không thấp TỉỊ động hoạt động 1:000/01 83:0/00 B3 :0/13 T ngừng tái tạo B 3.0 /0 B3 :0/15 319 ThápT, tá i tạo B /0 Lệnh 7*: Á pT2 thấp : 0 /0 Á pT không cao C h ế độ T h áp T ị T ự động đan g tủi tạo 1:000/03 B :0 /0 :0 /0 Tháp T hoạt dộn g :0 /1 Lệnh 8*: ùng mở để tách nước thúc trước Với hiệ cho hai thá thòi gianị phải chuyể 9.8 HỆT lỏng Hệ ật đến mức thùng chứa mức chất thấp trung lỏng đạt đẽn mức cao LSH =1 bơm thứ hai dược kích hóạt Hai bơm ngừng hoạt động chất lỏpg nằm mức thấp nhất, LSLL = Hai bơm đảo thứ tự hoạt động để giảm chi phí bảo dưỡng chi phí đầu tư Qui ước biến sau : Biến vào: 32 Địa hit I: 0/0 I: OH ỉ: 012 Qui ước MứccaoLSHH-l Mức thấp LSL-1 Mức thấp LSLL-I Địa hit B3: 0/0 B3: 0/ì B3: 0/2 Qui ước Mức cao LSH-I Mức thấp LSL-1 Mức thấp LSLL-1 Địa hit 0: 0/0 0: 0/1 Qui ước Bơm hật Bơm hật Biến trung gian : Biến ra: ĐưàĩỊc chấ!Ỉéng\'j^ Thlữì ĩ c h ứ CACĨ ì c n g Hình 9.14 Hệ thống hơm chất lỏng Chương trình điều khiển viết cho PLC hãng Allen Bradley [5] sau: 321 Lệnh 0: Mức Lệnh nhảy m ột ỉần rấ t thấp LSLL-1 I: 012 B 3:0/0 O SR Xnng mức rấ t thấp B3:0H < > Lệnh 1: Lệnh tạo hit trung gian B3:0/2 nhớ trụng thái hơm ầược hoạt động trước, sau chu trình hcfni, hit đảo giá trị logic nên ký hiệu bit đảo chiều Bit đanụ trụng thái “0” mù bit B3:0/l trở thành “ 1” cảm hiến LSLL chuyên trụng thái từ i “0” thành “ 1”, bit đảo chiều lấy giá trị “ 1” Trụng thái trì cho vòng quét chương trình Đến vòng quét B3:0/l trỏ vê “0”, hit đảo chiều tiếp tục trì Duy trì kết thúc chất lỏng lại bơm cạn mức thấp LSLL =ỉ Xung mức thấp Bit đảo chiều B3:0H B3: 0Ì2 II II \v Bit đảo chiều B3: 0/2 - c > Bit đảo chiều Xung r.thấp B3:0/2 B3:0H _ II _ \L· _ Lệnh 2: Khi bit đảo chiều B3.0/2 “ ” bơm chưa hoạt động Nêu mực chất lỏng tiếp tục tăng đến đến mức cao (LSHH =J ), bơm sê đươc kích hoat 322 Mức thấp Bit đảo chiều Mức !hấp 1:012 Bĩ :012 B(/m I hật 1:0/ỉ : 0/0 Lệnh 3: Khi hit đảo chiều B3:0/2 đung “ ” hơm kích hoạt Mức thấp Bit đào chiều Mức thấp ١' Bơm '2٠ hật Khi chất lỏng lại bơm cạn mức thấp (LSLL =0), hai bơm dừng lại Khi chất lỏng lại cấp vào vượt mức thấp {LSLL-1), bit B3:0/l chuyển thành “0” đưa bit đảo chiều “0” Lần bơm lại kích hoạt trước bơm kích hoạt sau 323 9 ĐIỂU KHIỂN HỆ THỐNG CẤP DÂU LÒ HƠI Hệ thống cấp dầu cho 10 hoi nhà máy nhiệt diện hoạt dộng (hlnh 9.15) theo nguyên tắc sau: Dầu thUng chứa duợc sấy dến nhiệt dọ định sấy diện ( chinh nước) Cảm biến nhiệt TSL thị mức nhiệt độ cần sấy (TSL=1) Trong thUng chứa dầu có cảm bỉến mực dầu LSL Nếu cảm bíến báo mức dầu thấp mức cho phép, phảỉ dừng bơm p (LSL=1١ ρρ=1), van diện từ XV3 mờ dể dẩu trở thUng chứa dồng thời dèn dỏ RL dược bật lên dể báo hiệu hệ thống dạng bị dừng (x ٧ 3=l, RL=1) Nếu áp suất dầu tổn thất qua lọc F, làm tăng áp trên dầu bơm (cảm biến cao áp DPSH = 1) hay áp suất dầu dầu lọc giảm (cảm biến áp thấp PSL=1), hoạt dộng thứ hai dược lặp lại Nếu áp suất dầu dầu của lọc vượt mức cho phép (cảm biến PSH=1)١van diện từ XV3 phải dược mờ (X٧ 3=l) Nếu sUng bơm dầu bị tắt lửa (BS| = hay BS2 = 1) thl van diện từ tương ứng XV| hay x ٧ phảí dược dOng (АУ/4) hay ^/ 2=0 ) phải d ^ q c ^ o (1‫ ة‬ ‫) ذ ا‬ Nếu khOng có sUng phun hoạt dộng (BS|=1 = 2‫)ة‬, hệ thống phải dừng hoạt dộng bước Trong diều kỉện hoạt dộng binh thương dèn xanh GL dược bật (GL^l) λ١٠; Γ ~Ι 1O ] - DFSM FSH λ٦٠: Β$Ι - ή FSL Hình ‫ ور‬Hệ thô'ng cấp dciu cho lò 324 SS- ‫ﺀ‬ Với hoạt động vậy, điều kiện để bơm ngừng hoạt động biểu diễn hàm logic sau: pp = LSL +TSL +DPSH +PSL + BS, BS^ RL = pp GL =Jp XV, =BS XV = BS, X V = LSL + TSL + DPSH + PSL + BS^ + BS^ Qui ước biến vào/ra dược thẻ bảng sau: STT Ký hiệu biến cho PLC Tên biến LSL TSL DPSH PSL PSH BS, B sỊ x٥ pp XV, 10 xV٦ 11 _ X ٧ Ậ 12 GL RL Y, Y2 Y.١ Y4 Y5 Y٥ 13 x٥ X, X2 X3 X4 X5 Chưoíng trình thể ngôn ncữ bảng lệnh sở STL: STR X OR OR X2 OR STR X AND x ٥ OR STR 325 OUT Y, strnoT OUT NOT OUT x ١ Yi y; OR OUT ‫ ئ‬NOT OUT STR OUT x^ Y^ Y^ Y Y) Y^ 32 9.10 ĐIỂU KHIỂN Hi: THONG RỦA XE TÔ T ự ĐỘNG Hệ thống rửa xe (hình !6 ) gồm thành phần sau: a Dộng chíiili MP điềii khiển máy chạy theo hai chiều tương ứng với hai hàm điều khiển MP| Μ?2 Khi MP| bật lên thl máy chạy từ phải qua tríli ΜΡ2 bật lên thl máy chạy theo chiều ngược lại b Dộng chổi quét dể vệ sinh bên xe MC c Dộng quạt thổi gió làm kho xe MV d Van diện từ diều khiển phun nước rửa xe XV e Cảm biến S3 dùng dể phát có híện diện xe máy, f Hai cOng tắc hành trinh S| $2 dUng phát hỉện máy chạy dến điểm dầu điểm cuối liành trinh g Hai nút ấn M p dể bật dừng máy Cam bỉ(ĩì Đũìưcơchả ĐộnỊcơquợĩ Л/ Cẩmbiá Đ ó n g ín h Hìnlì Ỉ6 Hệ tìuíiìK rửa xe ri/độns Hoạt dộng hệ thống dược mô tả dây: Ban dầu máy dầu cuối ray (S2 = 1), dang có xe máy (S3 = ), khỉ nút M dược ấn máy bắt dầu chạy VOng thứ máy mờ van phun nước rửa xe bật chốỉ quét 327 Hết vòng một, máy chạm s ‫( ؛‬S, = 1), vòng thứ hai tiếp tục thực Vòng có quạt thổi gió làm khô xe hoạt động Máy dừng lại chạm điểm xuất phát (S2 = 1) Khi cần dừng máy khẩn cấp ta ấn p ( p = 1) Máy dừng quay điểm xuất phát Bài giải cho ví dụ sau : Bước ta cần phải làm xác định tên biến, qui ước thành biến lập trình Các biến qui ước sau: Ký hiệu Qui ước biến A A A M x١ X, Kỷ hiệu MP, MP, MC MV XV Qui ước hiến lo Ĩ3 Bài toán có biến vào biến Hoạt động chu trình rửa xe chia làm hai vòng chuyển động hoạt động khác cho vòng Vấn đề khó tạo trạng thái trì cho vòng thứ vòng thứ hai hoạt động rửa xe Biến trì IR٥duy trì trạng thái chạy hệ thống Trạng thái bị hủy nếu: + Nút ấn p ấn, + Không có xe máy, + Hoàn thành chu kỳ rửa xe Biến trung gian IR| tạo trạng thái trì cho hoạt động quay trở điểm xuất phát vòng Trạng thái bị hủy máy hoàn thành chu kỳ rửa Biến tmng gian IR2 tạo trạng thái trì cho chuyển động từ phải qua trái vòng hai chu trình, tưofng ứng với hoạt động quạt thổi gió làm khô xe Biến IR3 tạo trạng thái trì cho hoạt động chạy từ trái qua phải vòng hai Biến IR4 tạo trạng thái ngừng trì cho biến IRq sau chạy xong hai vòng chu trình rửa xe Biến ER5 tạo trạng thái trì cho nút dùng khẩn cấp, trạng thái hết tác dụng máy đến vị trí xuất phát Phưomg pháp lập trình phưomg pháp lập trình thử dựa sở logic hệ thống, hiệu chỉnh dần đến chương trình Thực chất cách làm phù hợp với chuyên gia lập trình cho PLC Còn phương pháp truyền thống lập trình xuất phát từ hàm logic điều khiển Chương trình viết ngôn ngữ LAD sở: 32 Xo X| X2 X4 !ị \ II IR ' ! ‫ا‬ IR4 IR٥ IR, xqỊ I ‫ا‬ IR, — ‫ﻟ ﺒ ﺮ ﻣ ﺘ ﻲ‬ IR11 IR^ IR ,^ ‫ا‬ X,J L iRo| X |IR q| ٢ ٦ |j X :ir IRọị j I IR٣ IR^ Y2 Y^ X ,.' X IR IR((١١ IR; IR> IR4 X4- - IR X,- - IR, ١‫ﻟﺮ‬ IR, ‫؛‬¥ IR, - \\j IR, IR.١ Y, IR IR, ‫ص‬ IRo ¥ ■ Chương trinh viết ngôn ngữ STL s : ‫ﻻ‬ ‫ا‬١ Tụo biối (1‫ﻻاأ‬tri IRo.(1‫أ‬٠ ‫ﻻ‬trl chu AND X 329 OR AND AND NOT AND NOT OUT ‫ﺀل‬0 x; X i X x; AND NOT OR A ^ OUT STR A ^ NOT AND OR A ^ OUT OUT STR A ^N O T A i OR AND OUT I 1R4 ‫أﻟﻞ‬0 Tuo bien ‫ﻰ‬ ‫«ﻟ‬ ‫ﻻ‬tri IR|, biếỉ ‫ل‬ ‫ﻹﺋﺎ‬kích hoạt ‫أاا‬4‫ﻼ‬ ‫ﺟ‬ ‫ﻵ‬động tit trú‫ ؛‬quu ‫)ا‬٠ ١ ‫؛ذ‬ IR IRq ir T IR, X X) Tạo biến ‫ ﻻﻻل‬tr‫ ؛‬IRị để bảt ‫ل‬.‫ ﻻة‬vòng thứ hoi ‫ اﻻﻻج‬lOni khô xe Hoọt động nà‫ﻻ‬dừng ‫ﻻا‬ ‫ﻻ‬về đến diểni xiídt phOt ^ Tọo b‫؛‬èn ‫ل‬ ‫ﻻ‬ ‫ﻻ‬tri IR5 , ‫ ﻻﻻل‬tr'i ‫ا‬-họ‫ﻻ‬từ trOi quo IR2 IR٥ ER2 X) X.' ‫دف‬ phải ^0 IR3 AND NOT AND OUT ị X X ‫ ة‬4 Tạo hiến trung gian IR4, hiến dùng để i OR X Tọo b‫؛‬ến A i NOT A ^N O T OUT ‫ى‬ OR NOT IR5 hủy hiến tri IRQ, kết thúc chu trinh tR^ đ ể t١ ٠ ١ tri trụng thái dừng khẩn ،’‫ ?زل‬khi nút p dược ấn ‫ ل‬.‫ﻻ ﻻ‬ ‫ل‬ ‫ﻻ ﻻ‬ x١ IRq !\ ^2 Lệnh ٠ ١ ‫ﻻة‬thite h '(ển ، -h‫ﻻ‬ ‫ﻻ‬ ển dộng từphỏi qno trO‫ﻻﻗﺎ ؛‬1 ‫ا‬١ 0‫ﻵ‬ ‫ةااﻗﺎ 'ا‬ 330 AND AND NOT OUT iRo IR١ STR AND NOT IR, IR٦ ir ; STR Yo AND NOT OR STR STR OR STR OUT IR4 STR AND NOT OUT OUT IRq IR, Lệnh để thực chuyển động từ trá i qua phải hay chuyển động dừng khẩn cấp IR١ Y, Lệnh thực đồtìíỊ thời phun nước rửa xe âúnh chổi hết vòng Y ١ Y4 Chương trình điều khiển viết ngôn ngữ tiêu chuẩn cho PLC cụ thể khó, mật logic tính tương đồng ngôn ngữ sở ngôn ngữ tiêu chuẩn cao, mặt khác ngôn ngữ tiêu chuẩn có nhiều tính nâng cao, sử dụng thuận lợi so với ngôn ngữ sở Tất ví dụ ứng dụng dừng phạm vi điều khiển thiết bị, hay máy Đây ứng dụng đơn giản PLC Tuy nhiên hệ thống sản xuất hay hệ thống kỹ thuật phức tạp chương trình điều khiển phức tạp Phần lớn hệ thống tự động hóa nhập từ nước với hệ thống điều khiển phần mềm điểu khiển hoàn chỉnh, khó can thiệp hay tích hợp thiết bị vào Các kỹ sư tự động hóa hay điện tử nước ta chưa đủ tầm để can thiệp thiết kế hô thống điều khiển phức tạp hệ thống sản xuất tự động Đây lĩnh vực kỹ thuật cao, đòi hỏi phải có chuyên gia trình độ cao phải có chế đầu tư thích đáng có hy vọng làm chủ 331 TÀI LIỆU THAM KHAO [1] Đặng VQ Giao, Cơ sờ diềư khiển hệ thống tir dộng I, II, III, Nhà >xuâ't Dại học Trung học chuyên nghiệp, 1986 [2] s Kubik and all, Teorie Automatickeho rizeni 1,11, SNTL, Prraha, 1982 ‫ل‬ ‫؛‬3) Volcik, Teorie Automatickeho rizeni III, CVUT, Praha, 1982 4‫ ]؛‬E Mandado, ‫ل‬ Marcos and s Perez, Programmable Logic Devices and Logic Controllers, Prentice - Hall, 1996 [5] T A Hughes, Programmable Controllers, ISA, 2001 161 www.siemens.com [7] en.wikipedia.org/wiki^lip-flop[8] c D.Johnson, ftocess Control Instrumentation Technology, PrentticeHall, 1998 [91 c Fraser and j Milne, Integrated Electrical and Electrronic Engineering for Mechnical Engineers, McGraw-Hill, 1994 [10‫ ا‬T c Chang and all, Computer-Aided Manufilcturing, Prentice-Hall, 1995 [ llj G Olson, G Piani, Computer Systems for Automation and Conttrol, Prentice -Hall, 1992 [121 R Dorf, R H Bishop, Modem Control Systems, Addition-Wessley, \‫ﻟﺔﻵﻵ‬ [13‫ا‬ ‫ل‬ Stenerson, Industrial Automation and Process Control, Preintti Hall, 2003 [141 Y Lecourtier, B Saint-Jean, Introduction aux automaitiisms industriels Mason, 1984 332