Slide thuyết trình tìm hiểu PLC modicon m340

PACs được sử dụng trong công nghiệp để điều khiển qui trình sản xuất, trao đổi dữ liệu, giám sát thiết bị từ xa, theo dõi hoạt động và điều khiển chuyển động...  Hơn nữa với khả năng kế

Môn: Điện tử công nghiệp Giảng viên: Thầy Trần Nhựt Thanh

GIỚI THIỆU VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

 Bộ PLC Modicon M340 còn được gọi là bộ điều khiển tự động hóa khả trình PACs

Modicon M340 Bộ điều khiện tự động hóa khả trình PACs là viết tắt của

“Programmable Automation Controllers” là sự kết hợp những tinh túy của PLC (Programmable Logic Controllers) và PC (Personal Computer) để tạo nên một nền tảng truyền tải chức năng lớn hơn, độ mở rộng hơn và linh hoạt cao hơn

2

 Từ đó, điều khiển và vận hành hệ thống thiết bị một cách trực quan thông qua máy

tính PACs được sử dụng trong công nghiệp để điều khiển qui trình sản xuất, trao đổi

dữ liệu, giám sát thiết bị từ xa, theo dõi hoạt động và điều khiển chuyển động.

PLC Modicon M340

3

 Hơn nữa với khả năng kết nối qua hệ thống internet phổ thông bằng giao thức TCP/IP và

SMTP để điều khiển quy trình, PACs có thể truyền dữ liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác trong mạng lưới hay đến các phần mềm ứng dụng và hệ thống dữ liệu của doang nghiệp

 Năm 2007 công ty Schneider Electric mới phát hành bộ điều khiển tự động hóa khả trình

Modicon M340 với bộ xử lý BMX P34 20302, đây là dòng sản phẩm mới trong dòng sản phẩm Modicon M340

4

Các module này được kết nối với nhau thông qua bộ rack được tích hợp local bus Mỗi

bộ rack đều bắt buộc phải có bộ nguồn Bộ rack chính được trang bị một CPU

6

CẤU TRÚC PHẦN CỨNG

 Bộ rack: là phần tử cơ bản trong bộ PLC Modicon M340, bộ phận này có 2 chức

năng chính:

• Chức năng cơ khí: được sử dụng để lắp rắp toàn bộ các module tại một trạm

PLC bao gồm bộ nguồn, CPU, module mở rộng, module I/O số và tương tự.

• Chức năng điện – điện tử: được tích hợp đường truyền Bus để: Phân phối

nguồn điện cho các module được lắp trên cùng một bộ rack Phân phối dữ liệu

và tín hiệu điều khiển cho toàn bộ trạm PLC Có chức năng tản nhiệt trong suốt quá trình hoạt động.

7

Bộ rack có 4 phiên bản (BMX XBP 0400, BMX XBP 0600, BMX XBP 0800, BMX XBP 1200) bao gồm loại 4, 6, 8 hoặc 12 khe cắm Số lượng tối đa các module mở rộng tương ứng với các phiên bản là 4, 6,8 hoặc 12 module Mỗi khe cắm được sử dụng để lắp các module chức năng

Bộ rack phiên bản BMX XBP 0600

8

Vị trí lắp đặt các module

9

 Bộ xử lý CPU BMX P34 xxxx

Mỗi trạm PLC đều được trang bị một bộ xử lý CPU chính quản lý toàn bộ trạm PLC, bao gồm các phần tử: Các module I/O mở rộng Các module I/O analog Các module giao tiếp Các module ứng dụng khác.

Việc chọn bộ CPU này dựa trên các đặc tính sau:

• Khả năng xử lý của CPU (dựa trên số lượng vào/ra mà bộ CPU quản lý)

• Khả năng bộ nhớ

• Lựa chọn cổng giao tiếp

10

Cấu tạo của BMX P34 1000:

Cổng USB:

Hầu hết các bộ xử lý BMX P34 xxxx đều được trang bị cổng USB Có 2 loại dây cáp có thể sử dụng để kết nối tạo nên giao diện giao tiếp giữa người và máy thông qua cổng USB, đó là:

• BMX XCA USB 018, có chiều dài là 1.8m

• BMX XCA USB 045, có chiều dài là 4.5m Hai loại dây cáp này thuộc hai kiểu:

o Kiểu USB loại A dùng để kết nối với bàn phím

o Kiểu USB loại B dùng để kết nối với bộ điều khiển

12

Giao thức modbus:

 Modbus định nghĩa một tập hợp rộng các dịch vụ phục vụ trao đổi dữ liệu quá trình, dữ

liệu điều khiển và chuẩn đón Tất cả các bộ điều khiển của hãng Modicon đều sử dụng Modbus là ngôn ngữ chung

 Modbus là giao thức giao tiếp do hãng Modicon phát triển Thực chất là một chuẩn giao

thức và dịch vụ thuộc lớp ứng dụng, vì vậy có thể được thực hiện trên các cơ chế vận chuyển cấp thấp như TCP/IP, MAP (Manufacturing Message Protocol), và ngay cả qua đường truyền nối tiếp RS-232

13

Các bộ xử lý BMX P34 xxxx được xây dựng dựa trên phương thức giao tiếp nối tiếp thông qua cổng nổi tiếp RJ45:

Cổng nối tiếp RJ45

14

Các chân sử dụng cho cổng nối tiếp RS-232 bao gồm:

• Chân 1: chân tín hiệu RXD

• Chân 2: chân tín hiệu TXD

• Chân 3: chân tín hiệu RTS

• Chân 6: chân tín hiệu CTS

Các chân sử dụng cho cổng song song RS-485 bao gồm

• Chân 4: chân tín hiệu D1

• Chân 5: chân tín hiệu D0

Còn lại chân 7 và 8 được kết nối với nguồn, trong đó:

• Chân 7 nối với nguồn 5VDC/190mA

• Chân 8 nối với mass (0v)

15

Cổng Ethernet:

Ethernet là một công nghệ mạng cục bộ dùng để kết nối các thiết bị trong phạm vi gần Các

bộ xử lý BMX P34 2020 và BMX P34 2030/20302 được xây dựng, tích hợp cổng giao tiếp chuyên dụng Ethernet với 2 công tắc xoay dùng để lựa chọn địa chỉ IP một cách dễ dàng

Cổng Ethernet RJ45

16

Chân 4, 5, 7, 8: không kết nối.

Bên cạnh đó, địa chỉ MAC cũng được ghi phía trước bộ xử lý Với cùng một mạng cục bộ gồm nhiều trạm PLC được kết nối với máy tính thông qua Ethernet, thì mỗi trạm đóng vai trò như một nút mạng, do đó mỗi trạm PLC phải có một địa chỉ IP nhất định Hai công tắc xoay phía sau bộ xử lý là một cách đơn giản để chọn một địa chỉ IP

17

 Bộ nguồn:

Mỗi bộ rack đều cần phải có 1 bộ nguồn để phân phối đến các module trên rack Điều đó

có nghĩa là bộ nguồn BMX CPS xxxx được sử dụng để cấp nguồn cho mỗi rack BMX XBP xx00 và các module trên đó Sự lựa chọn bộ nguồn phù hợp phụ thuộc vào mạng lưới phân phối

18

Ngoài chức năng phân phối nguồn điện cho rack và các module, bộ nguồn còn có các chức năng bổ sung khác bao gồm:

• Cấp nguồn cho khối hiển thị

• Cấp nguồn cho các relay cảnh báo

• Khởi động lại toàn bộ các thiết bị trên rack

• Đảm bảo đầu ra là 24VDC nhờ có cảm biến nguồn

19

Bộ nguồn BMX CPS xxxxTrong đó:

1. Khối hiển thị

2. Nút reset

3. Cổng kết nối với thiết bị cảnh báo

4. Kết nối với ngõ vào của mạng

20

Thông số kĩ thuật cơ bản bộ nguồn BMX CPS xxxx.

0.31A/240V

 Các module vào/ra số:

Các module I/O của bộ PLC Modicon M340 được thiết kế tiêu chuẩn, mỗi module chỉ chiếm

1 khe cắm (slot) trên một rack Mỗi module thường có số hiệu là BMX Dxx xx xx Ý nghĩa như sau:

22

 Module I/O tương tự:

 Bên cạnh các module I/O số dùng để xử lý các tín hiệu logic, trong công nghiệp việc thu

thập và xử lý các tín hiệu tương tự cũng không kém phần quan trọng Do đó, trạm PLC Modicon M340 cũng được trang bị một số module I/O tương tự Đặc trưng là BMX AMI

0410 và BMX AMO 0210

 Trong đó, BMX AMI 0410 là module ngõ vào Analog (16 bit) với 4 kênh tốc độ cao riêng

biệt, tác động ở mức điện áp cao BMX AMO 0210 là module ngõ ra Analog (15 bit) với

2 kênh ngõ ra, tác động ở mức điện áp cao hoặc dòng điện

23

Các thông số cơ bản của các module I/O tương tự BMX AMI 0410 và BMX AMI 0210.

24

Module BMX AMI 0410 BMX AMI 0210

Loại I/O Ngõ vào tác động mức cao Ngõ ra tác động mức cao

PHẦN MỀM UNITY PRO XL

 Unity Pro XL là phần mềm hổ trợ lập trình cho bộ điều khiển PLC Modicon M340 Unity

Pro XL cung cấp một môi trường làm việc thân thiện với người dùng để có thể phát triển các giải thuật logic điều khiển, chỉnh sửa, giám sát các trạng thái logic cần thiết để kiểm soát ứng dụng, bao gồm công cụ để quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong

dự án

 Unity Pro XL có thể được sử dụng để lập trình cho các bộ PLC Modicon M340, Modicon

Premium, Modicon Atrium hoặc Modicon Quantum

 Phần mềm Unity Pro XL có nhiệm vụ làm cầu nối trung gian giữa người lập trình

và PLC.

25

Giao diện lập trình Unity Pro XL.

26

Giao diện phần mềm lập trình Unity Pro XL được thiết kế thân thiện với người dùng

27

Trong đó:

1 Menu bar

2 Thanh công cụ (tool bar)

3 Cây thư mục để quản lý Project (Project Browser)

4 Cửa sổ soạn thảo (Editor Window)

5 Thanh ghi tên các cửu sổ đang được mở

6 Cửa sổ thông tin (Information Window) tại cửa sổ này thể hiện các thông tin các lỗi đã xảy

ra về chương trình, hoặc lỗi về cấu hình phần cứng)

7 Thanh trạng thái (Status bar) thể hiện trạng thái của PLC hoặc PLC trong mô phỏng

28

Cách tạo và quản lý project:

• Mở phần mềm Unity Pro XL

• Vào File/New để mở cửa sổ New Project

29

• Từ cửa sổ New Project, ta lựa chọn phiên bản PLC cho phù hợp

• Từ đó xuất hiện cây thư mục quản lý toàn bộ project (Project Browser)

30

Cửu sổ PLC bus thể hiện một bộ rack giống như của trạm PLC thực bên ngoài Trong đó, các module nguồn, bộ xử lý đã được chọn mặc định Ta chỉ các thêm các module cần thiết bằng cách click đôi vào các ô số 1, 2, 3, …để xuất hiện cửa sổ New Device và chọn các module phù hợp.

32

Khai báo biến

Để khai báo biến, từ cửa sổ Project Browsers, ta theo đường dẫn Project/Variable & FB instances, xuất hiện cửa sổ Data Editor

Từ cửa sổ này ta khai báo tên biến vào ô Name, kiểu dữ liệu của biến vào ô Type, địa chỉ biến vào ô Address, giá trị vào ô Value trong thẻ Variables

33

Viết chương trình cho project

 Một chương trình có thể được xây dựng từ các Tasks và các Events, các Task này được thực

hiện theo một chu kỳ hoặc định kỳ Các Events được thực hiện ưu tiên trước các Tasks Mỗi Task được xây dựng từ các section và các subroutines Mỗi Event được xây dựng từ Timer Events và I/O Events

 Để tạo một chương trình đơn giản ta theo đường dẫn Project/Program/Tasks/

Mast/Section Click phải tại Section, chọn New Section, từ đó xuất hiện cửa sổ New

34

Cửa sổ New.

Điền tên chương trình tại ô Name, chọn ngôn ngữ tại ô Language, click OK, xuất hiện giao diện lập trình Từ đó, sử dụng các công cụ, nhóm lệnh để soạn thảo chương trình cho PLC

35

Ví dụ đơn giản: Dùng 3 nút nhấn để điều khiển một đèn Sử dụng:

Kết Luận

M340 là dòng PLC tầm trung với kích thước nhỏ gọn, bộ CPU 32 bit công suất cao M340 phục vụ nhu cầu các nhà sản suất thiết bị OEM và điều khiển công nghiệp Có:

 I/O digital và analog

 Thời gian đáp ứng của các relay ngõ ra có tần suất cao

 Phương pháp kết nối truyền thông Ethernet, CANopen, Modbus

 Có thẻ nhớ

37

Đánh giá

với các thuật toán điều khiển khác nhau

• Dễ dàng thiết kế và thay đổi logic điều khiển: với các hệ thống điều khiển sử

dụng rơle, khi thay đổi logic điều khiển cần có nhiều thời gian để nối lại dây cho các thiết bị và panel điều khiển Với hệ thống điều khiển sử dụng PLC, thay đổi logic điều khiển bằng cách thay đổi chương trình thông qua thiết bị lập trình và ngôn ngữ lập trình chuyên dùng.

tuyến và trực quan làm cho hệ thống được thiết kế có tính tối ưu.

• Công suất tiêu thụ ít

38

Mở rộng vấn đề

 Vì PLC có giá thành rất đắt nên là một bất lợi lớn trong tiêu chí lựa chọn sản phẩm của

người tiêu dùng Chính vì thế, PLC cần được tối ưu hóa để giảm chi phí sản xuất nhưng vẫn giữ được chất lượng sản phẩm

 Phần mềm khó tìm, đòi hỏi vấn đề về bản quyền rất cao nên cần được phổ biến rộng hơn

 Đòi hỏi khả năng lập trình chuyên nghiệp Vì thế, người lập trình phải nắm thật vững kiến

thức, cũng như khả năng tư duy để nâng cao chất lượng

39

 Xin chân thành cảm ơn thầy Trần Nhựt Thanh đã tận tình hướng dẫn chúng

em hoàn thành xong bài báo cáo này.

thông.

40

Chân thành cảm ơn!