Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: tổng quan về plc1.1.PLC S72001.1.1.Chức năng PLCPLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều phiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bài toán đơn giản hay phức tạp. Ngoài ra còn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghép nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một quá trình công nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân xưởng sản xuất. Mặc dù vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC nào đều cũng có cấu trúc như hình sau : + Ngõ vào dạng số: gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì ngõ vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trang thái OFF thì ngõ vào có thể được coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp. + Ngõ ra số: gồm hai trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối ra để điều khiển các cuộn dây contactor, đèn tín hiệu… + Thiết bị đầu vào: gồm các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển thương là nút nhấn, cảm biến.1.1.2.Nguyên lý hoạt động của PLCPLC là bộ điều khiển mà tùy thuộc vào người sử dụng nó có thể thực hiện một loạt hay trình tự các sự kiện, các sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là cổng vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trể như thời gian định thời hay các sự kiện được đếm. : CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát đến các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. Một khi một sự kiện được kích hoạt, thật sự là nó bật ON hay OFF thiết bị bên ngoài hay còn gọi là thiết bị vật lý ( các thiết bị này gắn vào cổng ra của nó ) . Như vậy chúng ta có thể hiểu rằng PLC là một bộ “điều khiển logic theo chương trình “. Ta chỉ cần thay đổi chương trình cài đặt trong PLC là PLC có thể thực hiện được các chức năng khác nhau, điều khiển trong những môi trường khác nhau.Cấu trúc PLC có thể được phân thành các thành phần như hình vẽ: Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát đến các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. Hệ thống Bus: Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:+ Address Bus : Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Module khác nhau.+ Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu.+ Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC . Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các module vào ra thông qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho 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 sẽ chuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, module 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 trình hoạt động của PLC . Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế. Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và IO . Bên cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ. Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.
Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: Thầy Trần Quang Vinh tạo điều kiện thuận lợi để nhóm chúng em thực tốt đồ án khoảng thời gian ngắn Quý thầy cô khoa Công nghệ điện tử truyền đạt chúng em những kiến thức chuyên môn giúp chúng em định hướng theo hiểu biết khả để chúng em thực tốt đồ án “ phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC giám sát wincc ” Sau gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn nhiệt tình giúp đỡ nhóm em trình thực Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Trần Quang Vinh Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Mục Lục Lời mở đầu Chương 1: Tổng quan plc .2 1.1 PLC S7-200 Chức PLC .2 Nguyên lý hoạt động PLC Thiết bị I/O Thời gian quét .7 Cấu hình phần cứng Các vùng nhớ 11 Kết nối với máy tính .15 1.2 Phần mềm Step Micro/win .17 1.2.1 Các phần tử chương trình PLC S7-200 17 1.2.2 Những tập lệnh Step7 Micro/Win .21 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 Chương 2: Phần mềm Wincc phương pháp kết nối với PLC 41 2.1 giới thiệu phần mềm giao diện người máy Wincc (Siemens) 41 2.2 Cấu hình Wincc 43 2.2.1 Các loại project .43 2.2.2 Chức Wincc Exphower 44 2.2.3 Chức Graphics Designer 49 2.2.4 tag logging .51 2.2.5 Cấu trúc Alarm logging 56 2.3 Phần mềm PC access kết nối PLC Wincc .60 Chương 3: Mô hình phân loại sản phẩm 68 3.1 Phần cứng 68 3.2 Chức nút mô hình 69 3.3 Nguyên lý hoạt đông 70 3.4 Cảm biến 71 Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com 3.5 Ưu khuyết điểm mô hình .76 3.5.1 Ưu điểm 76 3.5.2 Khuyết điểm 76 Chương 4: Thực thi hệ thống điều khiển giám sát dây chuyền phân loại sản 77 4.1 chương trình cho PLC 77 4.2 Lưu đồ thuật toán .78 4.3 Code PLC 80 4.4 Lập giao diện mô Wincc 91 4.5 Kết luận 91 Tài liệu tham khảo 92 Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Lời Mở Đầu Ngày hệ thống điều khiển tự động không xa lạ với Nó đời từ sớm, nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống người Và đặc biệt sản xuất, công nghệ tự động phát triển giải nhiều vấn đề mà người bình thường khó làm Ngày nhiều thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả xử lý, mức độ hoàn hảo , xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày cao xã hội Vì điều khiển tự động trở thành ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu ứng dụng ngành điều khiển tự động vào lao động sản xuất, đời sống sinh hoạt người Bên cạnh PLC đời ngày phát triển những tính ưu việt mà có Từ PLC đời thay số phương pháp cũ, nhờ khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa vào việc lập trình dựa những tập lênh logic Để tìm hiểu rõ PLC nhóm chúng em xin chọn đề tài “ Mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC giám sát wincc ” Trong trình thực đề tài nhóm chúng em cố gắng tìm hiểu học hỏi Nhưng khả hạn chế nên có những sai xót mong nhận thông cảm từ quý thầy cô Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Chương 1: tổng quan plc 1.1 PLC S7-200 Chức PLC PLC nhiều hãng chế tạo, hãng có nhiều họ khác nhau, có nhiều 1.1.1 phiên họ, chúng khác tính giá thành, phù hợp với toán đơn giản hay phức tạp Ngoài có ghép mở rộng cho phép ghép nhiều PLC nhỏ để thực chức phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành mạng tích hợp, việc thực theo dõi, kiểm tra, điều khiển trình công nghệ phức tạp hay toàn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC có cấu trúc hình sau : + Ngõ vào dạng số: gồm hai trạng thái ON OFF Khi trạng thái ON ngõ vào số coi mức logic hay mức logic cao Khi trang thái OFF ngõ vào coi mức logic hay mức logic thấp + Ngõ số: gồm hai trạng thái ON OFF Các ngõ thường nối để điều khiển cuộn dây contactor, đèn tín hiệu… + Thiết bị đầu vào: gồm thiết bị tạo tín hiệu điều khiển thương nút nhấn, cảm biến 1.1.2 Nguyên lý hoạt động PLC PLC điều khiển mà tùy thuộc vào người sử dụng thực loạt hay trình tự kiện, kiện kích hoạt tác nhân kích thích (hay gọi cổng vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trể thời gian định thời hay kiện đếm : CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Các trạng thái ngõ phát đến thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ Một kiện kích hoạt, thật bật ON hay OFF thiết bị bên hay gọi thiết bị vật lý ( thiết bị gắn vào cổng ) Như hiểu PLC “điều khiển logic theo chương trình “ Ta cần thay đổi chương trình cài đặt PLC PLC thực chức khác nhau, điều khiển những môi trường khác Cấu trúc PLC phân thành thành phần hình vẽ: Power Supply Input Interface Central Processing Unit ( CPU) Output Interface Memory - Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát đến thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ -Hệ thống Bus: Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com + Address Bus : Bus địa dùng để truyền địa đến Module khác + Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu + Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điểu khiển đồng hoạt động PLC - Trong PLC số liệu trao đổi giữa vi xử lý module vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song - Nếu module đầu vào nhận địa Address Bus , chuyển tất trạnh thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, module đầu tương ứng nhận dữ liệu từ Data bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế - Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, nhớ I/O Bên cạnh đó, CPU cung cấp xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống - Bộ nhớ: + PLC thường yêu cầu nhớ trường hợp : Làm định thời cho kênh trạng thái I/O Làm đệm trạng thái chức PLC định thời, đếm, ghi Relay + Mỗi lệnh chương trình có vị trí riêng nhớ, tất vị trí nhớ đánh số, những số địa nhớ Địa Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com ô nhớ trỏ đến đếm địa bên vi xử lý Bộ vi xử lý giá trị đếm lên trước xử lý lệnh Với địa mới , nội dung ô nhớ tương ứng xuất đấu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo bỡi vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000 - 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong PLC nhớ RAM, EPROM sử dụng + RAM (Random Access Memory ) nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung lúc Nội dung RAM bị nguồn điện nuôi bị Để tránh tình trạng này, PLC trang bị pin khô, có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dùng để khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dùng CMOSRAM nhờ khả tiêu thụ thấp tuổi thọ lớn + EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) nhớ mà người sử dụng bình thường đọc chứ không ghi nội dung vào Nội dung EPROM không bị mất nguồn, gắn sẵn máy, nhà sản xuất nạp chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng nhớ dùng thêm EPROM gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi xóa EPROM + EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với những truy xuất linh động RAM có tính ổn định Nội dung xóa lập trình điện, nhiên số lần có giới hạn Môi trường ghi dữ liệu thứ tư đĩa cứng đĩa mềm, sử dụng máy lập trình Đĩa cứng đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường dùng để lưu những chương trình lớn thời gian dài Kích thước nhớ : Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Yes Cb2 sản phẩm trung bình No i= i+1 Yes i>biendat No Yes Couter đếm Delay 20s No Piston đẩy sản phẩm Cb2 dừng, piston2 không hoạt động, chở reset hoặt tăng giá trị biến đặt Cảm biến hành trinh Piston trở vị trí ban đẩu Yes Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Cb3 sản phẩm thấp m= m+1 m> biendat Cảm biến piston ngưng hoat động End 4.3 Code PLC Couter đếm Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com 4.4 Lập giao diện mô wincc 4.5 Kết luận Qua đề tài “ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM DỰA VÀO CHIỀU CAO” trình bày cho biết nguyên lý hoạt đông PLC S7-200, cảm biến, van điều khiển khí nén piston Bên cạnh giúp ta biết them phần mềm Step7 Micro/Win chương trình điều khiển giám sát Wincc qua ta áp dụng cho những trường hợp khác đáp ứng những nhu cầu thiết yếu xã hội Từ những ứng dụng ta áp dụng mô hình cho sản xuất nhà máy xí nghiệp Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com Tài liệu tham khảo [1] www.plcvietnam.net [2] www.dientuvietnam.com [3] http://www.youtube.com/watch?v=I4RW7OLLCj0 [4] Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm mạng truyền thông công nghiệp ( BS: Nguyễn Ngọc Sơn) [5] giáo trình điều khiển logic-PLC / Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM [6] Điều khiển giám sát với S7-200, S7-300, PC access Wincc ( TS Lê Thị Ngọc Bích, PGSTS Trần Thu Hà-KS Phạn Quang Huy-ĐHQG TPHCM) [7] Tự động hóa với wincc ( PGTS Trần Thu Hà, KS Phạm Quang Huy Nhà xuất Hồng Đức) Kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com [...]... muốn phân chia nhiệm vụ điều khiển Mối chương trình con được viết cho 1 nhiệm vụ nhỏ hoặc khi có nhiệm vụ điều khiển tương tự nhau (ví dụ : điều khiển băng tải 1, điều khiển băng tải 2) thì chúng ta chỉ cần tạo chương trình con 1 lần và có thể gọi ra nhiều lần từ chương trình chính Sử dụng chương trình con có 1 số ưu điểm sau: + Chương trình điều khiển được chia theo nhiệm vụ điều khiển nên có cấu trúc... liên tục và thi hành một chuỗi nối tiếp nhau của việc đọc trạng thái trạng thái nhập, xác định mức điều khiển logic và cập nhật lại việc xuất ra tín hiệu điều khiển Sự chỉ ra rõ thời gian quét làm thế nào để cho bộ điều khiển có thể đáp ứng nhanh đến trường nhập và sự giải đáp chính xác cho logic điều khiển I/O Update Program Scan Những yếu tố ảnh hưởng đến thời gian quét : Thời gian đòi hỏi để làm... trong một vòng quét khi Không có sườn xung điều khiển chuyển từ 0 lên 1 Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xuống 0 Không có Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com Tiếp điểm sử dụng bit bộ nhớ đặc biệt tạo dạng sóng vuông tuần hoàn với chu kỳ là 1s ( 0.5s Không có có xung, 0.5s không có xung ) * Lệnh điều khiển Timer: Timer... có được do các xử lý logic của chương trình Cũng có thể sử dụng vùng nhớ để lưu trữ các dữ liệu khác liên quan đến chương trình hay nhiệm vụ điều khiển Có thể truy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword - Vùng nhớ M: Có thể coi vùng nhớ M như các rơle điều khiển trong chương trình để lưu trữ trạng thái trung gian của một phép toán hay các thông tin điều khiển khác Có thể truy... Trong dạng LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn dây đầu ra Khi dòng điều khiển tới các cuộn dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm( hoặc một dãy các tiếp điểm) LAD Mô tả Toán hạng Đóng một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước Ngắt một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước Nếu bit đặt trước lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer... tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200 Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7- 200 là: 1 Chương trình chính (main program) 2 Chương trình con (subroutine) 3 Chương trinh ngắt (interupt rountine) 4 Khối hệ thống ( system block) 5 Khối dữ liệu (data block) • Chương trình OB1 (main program) Đây là phần khung chương trình, chứa các lệnh điều khiển ứng dụng Với 1 số chương trình điều khiển nhỏ,... trước Hoạt động : Lệnh TOF gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer( gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra( gọi là T-bit ) Khi đầu vào IN ở mức logic 1, T-bit có giá trị logic 1 cho đến khi đầu vào IN xuống mức logic 0, khi đó cho phép lệnh TOF hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng... trước PT , T-bit có giá trị logic là 1 Nếu giá trị đếm tức thời T-word bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 0 Ví dụ minh hoạ : Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com Khi đầu vào I0.0 xuống mức logic 0, sau thời gian định trước là 30 ms T-bit sẽ chuyển trạng thái sang mức logic 0 * Lệnh điều khiển Counter : Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200 Các bộ đếm thường... có giá trị logic là 0 Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, Tbit có giá trị logic 1 Khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ bị Reset xoá về 0 Bảng định độ phân giải lệnh TON: Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com Ví dụ minh hoạ : Sau khoảng thời gian 30 ms kể từ khi I2.0 ở mức logic 1, T-bit chuyển trạng thái từ mức logic 0 lên... sáng lên khi PLC có lỗi RUN (đèn xanh) : cho biết PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong bộ nhớ chương trình của PLC STOP (đèn vàng) : chỉ định PLC đang ở chế độ dừng Dừng chương trình đang thực hiện lại Ix.x (đèn xanh) : đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng ( x.x = 0.0 – 1.5 ) Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng