Điều khiển băng tải thu liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Đề bài: Điều khiển băng tải thu liệu Hà Nội Tháng 08 năm 2016 MỤC LỤC Trang Đề số 07: ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI THU LIỆU Đề Bài: PHẦN 1: MÔ TẢ HÌNH VẼ PHẦN 2: THỰC HIỆN BÀI TOÁN I Mô tả công nghệ II Phân tích tín hiệu vào/ra mối quan hệ - Đầu vào (Input): - Đầu (Output): III Xây dựng bảng chân lí tối thiểu hóa hàm logic bìa karnaugh Bảng Logic Tối giản hóa bìa Karnaugh: IV- Lập trình PLC thể logic xây dựng 12 Page | Đề số 07: ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI THU LIỆU Đề Bài: - Chú ý: Tín hiệu “high” sensor B1 tự động sinh động sau 2s sau động bước chạy khởi động động bước dừng - Nhiệm vụ: Băng tải thu liệu thu vật từ băng tải khác Các băng tải cấp liệu phải bật băng tải thu liệu đóng mạch - Chuyển mạch A cho phép băng tải hoạt động: + Khi chuyển mạch vị trí OFF băng tải hoạt động: Để bảo vệ băng tải thu liệu khỏi tải có băng tải đồng thời hoạt động Nếu băng tải cấp liệu hoạt động đồng thời băng tải lại phải khóa Các đèn H1, H2, H3, H4 thị cho hoạt động băng tải cấp liệu tương ứng + Khi chuyển mạch A vị trí ON băng tải hoạt động đồng thời: Tương tự với chức có băng tải hoạt động đồng thời S0 M1 M2 M3 M4 S1 H1 S2 H2 S3 H3 S4 H4 S5 Er M5 B1 A Hình vẽ: Sơ đồ hệ thống băng tải Page | PHẦN 1: MÔ TẢ HÌNH VẼ Từ yêu cầu toán ta phân tích hình vẽ đề sau: S0 M1 M2 M3 M4 S1 H1 S2 H2 S3 H3 S4 H4 S5 Er M5 B1 A A: Chuyển mạch ON/OFF B1: Cảm biến cho phép hoạt động S0: Nút dừng khẩn cấp S5: Switch ON/OFF băng tải thu liệu M5 S1: Switch ON/OFF băng tải cấp liệu M1 S2: Switch ON/OFF băng tải cấp liệu M2 S3: Switch ON/OFF băng tải cấp liệu M3 S4: Switch ON/OFF băng tải cấp liệu M4 M1: Động kéo băng tải M2: Động kéo băng tải M3: Động kéo băng tải M4: Động kéo băng tải M5: Động kéo băng tải H1: Đèn báo băng tải hoạt động H2: Đèn báo băng tải hoạt động H3: Đèn báo băng tải hoạt động H4: Đèn báo băng tải hoạt động Er: Đèn báo cố Page | PHẦN 2: THỰC HIỆN BÀI TOÁN I Mô tả công nghệ - - - Hệ thống điều khiển băng tải thu liệu thực động kéo băng tải M1, M2, M3, M4, M5 cảm biến B1 Cảm biến B1 cho phép băng tải M1, M2, M3, M4 hoạt động sau băng tải thu liệu M5 hoạt động 2s Timer PLC nhận tín hiệu hoạt động từ động để kích hoạt trạng thái tích cực cho sensor B1 Hệ thống gồm đèn báo H1, H2, H3, H4 báo băng tải M1, M2, M3, M4 hoạt động Ngoài ta bố trí thêm đèn báo cho hoạt động băng tải thu liệu M5, đèn báo trạng thái hoạt động ON/OFF hệ thống đèn báo cố hệ thống gặp cố làm việc Băng tải truyền động động bước Hệ thống làm nhiệm vụ thu liệu: Băng tải thu liệu thu vật liệu từ băng tải khác, băng tải cấp liệu phải bật băng tải tiêu thụ đóng mạch Hệ thống làm việc với chế độ định chuyển mạch A:  Khi chuyển mạch A vị trí OFF băng tải hoạt động, thời điểm có băng tải hoạt động đồng thời băng tải lại khóa để bảo vệ băng tải thu liệu khỏi tải  Khi chuyển mạch A vị trí ON băng tải hoạt động, thời điểm có băng tải hoạt động đồng thời băng tải lại khóa để bảo vệ băng tải thu liệu khỏi tải  Trường hợp 1: Chuyển mạch A OFF - Nếu hệ thống ổn định, cấp điện cho động M5, động M5 đưa tín hiệu cảm biến lên mức cao đồng thời cho phép tối đa băng tải hoạt động, băng tải lại bị khóa - Nếu hệ thống gặp cố không cho phép băng tải hoạt động bật đèn báo cố  Trường hợp 2: Chuyển mạch A ON - Nếu hệ thống ổn định, cấp điện cho động M5, động M5 đưa tín hiệu cảm biến lên mức cao đồng thời cho phép tối đa băng tải hoạt động, 21 băng tải lại bị khóa - Nếu hệ thống gặp cố không cho phép băng tải hoạt động bật đèn báo cố Page | II Phân tích tín hiệu vào/ra mối quan hệ Thiết kế hệ thống điều khiển băng tải: - Hệ thống gồm băng tải: băng tải thu liệu (5), băng tải cấp liệu cho băng tải thu liệu (1) -> (4) - Nhấn S5 để khởi động băng tải (5) đồng thời cấp điện cho sensor B1 - Sau động bước BT5 chạy 2s tín hiệu sensor B1 đưa lên mức cao cho phép băng tải cấp liệu trạng thái sẵn sàng hoạt động - Hệ thống có trạng thái làm việc nhờ vào chuyển mạch A: + Gạt tay A sang trạng thái ON: có băng tải cấp liệu phép làm việc  Nhấn S1, S2, S3 => băng tải (1), (2), (3) lúc băng tải (4) trạng thái khóa  Nhấn S2, S3, S4 => băng tải (2), (3), (4) lúc băng tải (1) trạng thái khóa  Nhấn S3, S4, S1 => băng tải (3), (4), (1) lúc băng tải (2) trạng thái khóa  Nhấn S4, S1, S2 => băng tải (4), (1), (2) lúc băng tải (3) trạng thái khóa + Gạt A sang trạng thái OFF lúc có băng tải cấp liệu phép làm việc  Nhấn S1, S2 => băng tải (1) (2) làm việc; băng tải (3), (4) khóa  Nhấn S2, S3 => băng tải (2) (3) làm việc; băng tải (1), (4) khóa  Nhấn S3, S4 => băng tải (3) (4) làm việc; băng tải (1), (2) khóa  Nhấn S4, S1 => băng tải (1) (4) làm việc; băng tải (2), (3) khóa  Nhấn S2, S4 => băng tải (2) (4) làm việc; băng tải (1), (3) khóa  Nhấn S3, S1 => băng tải (1) (3) làm việc; băng tải (2), (4) khóa - Hệ thống dừng hoạt động: + Dừng hệ thống băng tải cấp liệu trước sau dừng băng tải thu liệu + Nếu gặp cố nhấn nút dừng khẩn cấp hệ thống dừng toàn - Đầu vào (Input):  S0: Tín hiệu logic tích cực mức 0, điện áp 24V Nếu mức hệ thống băng tải làm việc bình thường Nếu mức dừng hệ thống băng tải Ảnh hưởng tới đầu M1,2,3,4,5; H1,2,3,4  S1: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức khởi động băng tải 1, đèn H1 sáng Nếu mức dừng băng tải 1, đèn H1 tắt Ảnh hưởng tới đầu M1; H1  S2: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức khởi động băng tải 2, đèn H2 sáng Nếu mức dừng băng tải 2, đèn H2 tắt Ảnh hưởng tới đầu M2; H2  S3: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức khởi động băng tải 3, đèn H3 sáng Nếu mức dừng băng tải 3, đèn H3 tắt Ảnh hưởng tới đầu M3; H3  S4: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức khởi động băng tải 4, đèn H4 sáng Nếu mức dừng băng tải 4, đèn H4 tắt Ảnh hưởng tới đầu M4; H4 Page |  S5: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức khởi động băng tải 5, đưa B1 lên mức Nếu mức dừng băng tải 5, đưa B1 mức Ảnh hưởng tới đầu M1,2,3,4,5; H1,2,3,4  A: Tín hiệu logic tích cực mức 1, điện áp 24V Nếu mức cho phép băng tải cấp liệu hoạt động, Nếu mức cho phép băng tải cấp liệu hoạt động Ảnh hưởng tới đầu M1,2,3,4,5; H1,2,3,4 - Đầu (Output):  M5 -0:BT5 dừng, S5=0, B1=0 -1:BT5 chạy, S5=1, B1=1 sau 2s  M1 -0:BT1 dừng, S1=0, đèn H1 tắt, B1=1 -1:BT1 chạy, S1=1, đèn H1 sáng, B1=1  M2 -0:BT2 dừng, S2=0, đèn H2 tắt, B1=1 -1:BT2 chạy, S2=1, đèn H2 sáng, B1=1  M3 -0:BT3 dừng, S3=0, đèn H3 tắt, B1=1 -1:BT3 chạy, S3=1, đèn H3 sáng, B1=1  M4 -0:BT4 dừng, S4=0, đèn H4 tắt, B1=1 -1:BT4 chạy, S4=1, đèn H4 sáng, B1=1  H1 -0: đèntắt, M1=0 -1: đènsáng, M1=1  H2 -0: đèntắt, M2=0 -1: đènsáng, M2=1  H3 -0: đèntắt, M3=0 -1: đènsáng, M3=1  H4 -0: đèntắt, M4=0 -1: đènsáng, M4=1 Nhận xét: Dựa vào mối quan hệ đầu vào đầu ta thấy đầu vào đầu nhớ ta lựa chọn phương pháp lập trình Tổ hợp trạng thái Page | III Xây dựng bảng chân lí tối thiểu hóa hàm logic bìa karnaugh Bảng Logic STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 - S0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S5 X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B1 X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 S1 X X X 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 S2 X X X 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 S3 X X X 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 S4 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 M5 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 M2 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 M3 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 M4 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 H1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 H2 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 H3 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 H4 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Er 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Trạng thái 1: Là trạng thái nhấn nút S0 (dừng khẩn cấp) đầu động ngắt đầu vào không xác định Trạng thái 2: Trạng thái hệ thống chưa hoạt động (S5=0) Trạng thái 3: Trạng thái nhấn S5 (S5=1) chạy động M5 Trạng thái 4: 2s sau M5 chạy sensor B1 lên mức “high”, băng tải cấp liệu sẵn sàng hoạt động Trạng thái 5: S4=1, chạy băng tải Đèn H4 sáng Trạng thái 6: S3=1, chạy băng tải Đèn H3 sáng Page | - Trạng thái 7: S3=1, S4=1 chạy đồng thời băng tải băng tải 4, đèn H3, H4 sáng Trạng thái 8: S2=1, chạy băng tải 2, đèn H2 sáng Trạng thái 9: S2=1, S4=1, chạy băng tải băng tải 4, đèn H2, H4 sáng Trạng thái 10: S2=1, S3=1, chạy đồng thời băng tải băng tải 3, đèn H2, H3 sáng Trạng thái 11: S4=1, S3=1, S2=1 chạy đồng thời băng tải BT1, BT2, BT3; đèn H4, H3, H2 sáng Hệ thống lỗi, Er=1 Trạng thái 12: S1=1, chạy băng tải 1; đèn H1 sáng Trạng thái 13: S4=1, S1=1 chạy BT1 BT4; đèn H4 H1 sáng Trạng thái 14: S1=1, S3=1 chạy đồng thời băng tải BT1 BT3; đèn H1 H3 sáng Trạng thái 15: S1=1, S3=1, S4=1 chạy đồng thời BT1, BT3, BT4; đèn H1, H3, H4 sáng; hệ thống lỗi Er=1 Trạng thái 16: S1=1, S2=1 chạy băng tải BT1 BT2; đèn H1, H2 sáng Trạng thái 17: S1=1, S2=1, S4=1 chạy đồng thời băng tải BT1, BT2 BT4; đèn H1, H2, H4 sáng Hệ thống lỗi Er=1 Trạng thái 18: S1=1, S2=1, S3=1 chạy đồng thời băng tải BT1, BT2, BT3; đèn H1, H2, H3 sáng Hệ thống lỗi, Er=1 Trạng thái 19: S1=1, S2=1, S3=1, S4=1 chạy băng tải; đèn H1, H2, H3, H4 sáng; Er=1 hệ thống báo lỗi Trạng thái 20: S5=1, A=1 chạy băng tải chuyển mạch A ON cho phép chạy đồng thời băng tải Trạng thái 21: S4=1, chạy băng tải 4, đèn H4 sáng Trạng thái 22: S3=1, chạy băng tải 3, đèn H3 sáng Trạng thái 23: S3=1, S4=1 chạy băng tải BT3, BT4; đèn H3 H4 sáng Trạng thái 24: S2=1, chạy băng tải 2, đèn H2 sáng Trạng thái 25: S2=1, S4=1 chạy đồng thời băng tải BT2, BT4; đèn H2, H4 Trạng thái 26: S2=1, S3=1 chạy băng tải băng tải 3; đèn H2, H3 sáng Trạng thái 27: S4=1, S3=1, S2=1 chạy băng tải BT4, BT3, BT2; đèn H4, H3, H2 sáng đồng thời Trạng thái 28: S1=1, chạy băng tải 1; sáng đèn H1 Trạng thái 29: S1=1; S4=1 chạy băng tải băng tải 4; sáng đèn H1 H4 Trạng thái 30: S1=1, S3=1 chạy băng tải băng tải 3; sáng đèn H1 H3 Trạng thái 31: S1=1, S3=1, S4=1 chạy băng tải BT1, BT3, BT4; đèn H1, H3, H4 sáng Trạng thái 32: S1=1, S2=1 chạy băng tải băng tải 2; đèn H1 H2 sáng Trạng thái 33: S1=1, S2=1, S4=1 chạy băng tải 1, băng tải băng tải 4; đèn H1, H2, H4 sáng Trạng thái 34: S1=1, S2=1, S3=1,chạy băng tải; đèn H1, H2, H3 sáng Trạng thái 35: S1=1, S2=1, S3=1, S4=1 chạy băng tải; đèn H1, H2, H3, H4 sáng Hệ thống báo lỗi Er=1 Page | Tối giản hóa bìa Karnaugh: Do đầu vào S0, S5, A, B1 giữ nguyên trạng thái nên tối giản ta cần quan tram đến đầu vào S1, 2, 3, Bảngkarnaugh: Với A=0  M1 S3S4 00 01 11 10 S1S2 00 0 0 01 0 0 11 1 1 10 1 1 ̅̅̅*B1*𝐴̅*𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M1=S1*𝑆0  M2 S3S4 00 01 11 10 S1S2 00 0 0 01 1 1 11 1 1 10 0 0 ̅̅̅ ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴̅ ∗ ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ M2=S2*𝑆0  M3 S3S4 00 01 11 10 S1S2 00 0 1 01 0 1 11 0 1 10 0 1 ̅̅̅ ̅ ̅ ̅ ̅̅ M3=S3*𝑆0 ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴 ∗ 𝐸𝑟  M4 S3S4 00 01 11 10 S1S2 00 1 01 1 11 1 10 1 ̅̅̅ ̅ ̅ ̅ ̅̅ M4=S4*𝑆0 ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴 ∗ 𝐸𝑟 Page |  Er S3S4 00 01 11 10 0 0 0 0 1 0 0 S1S2 00 01 11 10 ̅̅̅ 𝐴̅ Er = (S1.S3.S4 + S1.S2.S4 + S2.S3.S4 + S1.S2.S3).B1.𝑆0 Bảngkanaugh: A=1  M1 S3S4 00 01 11 10 00 01 11 10 0 1 0 1 0 1 0 1 S1S2 ̅̅̅*B1*𝐴 ∗ 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M1=S1*𝑆0  M2 S3S4 00 01 11 10 1 0 1 0 1 0 1 S1S2 00 01 11 10 ̅̅̅ ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴 ∗ ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ M2=S2*𝑆0  M3 S3S4 00 01 11 10 0 0 0 0 1 1 1 1 S1S2 00 01 11 10 ̅̅̅ ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴 ∗ ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ M3=S3*𝑆0 Page | 10  M4 S3S4 00 01 11 10 0 0 1 1 1 1 0 0 S1S2 00 01 11 10 ̅̅̅ ∗ 𝐵1 ∗ 𝐴 ∗ 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M4=S4*𝑆0  Er S3S4 S1S2 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 0 0 0 0 0 ̅̅̅ Er=S1.S2.S3.S4.A.B1.𝑆0 Tổng hợp trạng thái A ta có: ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M1= S1.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M2= S2.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M3= S3.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M4= S4.𝑆0 ̅̅̅ 𝐴̅ + 𝑆1 𝑆2 𝑆3 𝑆4 𝐴 𝐵1 ̅̅̅ Er = (S1.S3.S4+S1.S2.S3+S2.S3.S4+S2.S1.S4).B1𝑆0 𝑆0 + 𝑆0 ̅̅̅ ̅ ̅ ̅̅ M5=S5.𝑆0 𝐸𝑟 B1=M5.T37 Các đầu đèn báo: H1=M1 H2=M2 H3=M3 H4=M4 Page | 11 IV Lập trình PLC thể logic xây dựng ̅̅̅ ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ PT: M5=S5.𝑆0 B1=T37.M5 ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M1= S1.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 𝐸𝑟 ̅̅̅̅ M2= S2.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ M3= S3.𝑆0 ̅̅̅ 𝐵1 ̅𝐸𝑟 ̅̅̅ M4= S4.𝑆0 Page | 12 ̅̅̅ 𝐴̅ + 𝑆1 𝑆2 𝑆3 𝑆4 𝐴 𝐵1 ̅̅̅ Er = (S1.S3.S4 +S2.S3.S4+S2.S1.S4).B1𝑆0 𝑆0 + 𝑆0 H1=M1 H2=M2 H3=M3 Page | 13 H4=M4 Page | 14