ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BẰNG PLC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG DHCN HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA Tên đề tài : Nghiên cứu tính ứng dụng PLC hệ thống điều khiển tốc độ động chiều Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN ĐỨC QUANG Nhóm sinh viên thực : Hoàng Văn Ngữ Nguyễn Hữu Phương Hàn Thượng Nguyên msv:0841240162 msv:0841240159 msv:0841240 Lớp : Tự Động Hóa - K8 GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lời nói đầu Đất nước ta đường tiến lên đất nước cơng nghiệp hóa đại hóa Để đạt mục tiêu ngành cơng nghiệp máy tính ngành then chốt để tiến lên cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Ngày nhà máy xí nghiệp hay cơng xưởng, sử dụng máy tính vào việc đo lường điều khiển tính tốn, qn lý hành chính, nhờ có đặc điểm gọn nhẹ độ tin cậy cao Linh hoạt đơn giản sử dụng đặc biệt công nghiệp đại máy tính điện tử khơng góp phần vào việc nâng cao suất lao động, đóng góp phần vào việc sức khỏe người Để hồn thành cơng việc phải kết nối máy tính với Và thiết bị ngoại vi khác nhập liệu sử lý liệu cho thiết bị khác, để thực trước tiên ta phải kết nối phần cứng cho phù hợp viết chương trình truyền liệu GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1.Mục đích: Hiện nghành cơng nghiệp ứng dụng tự động hóa vào trình sản xuất nhằm tạo suất cao, hạ giá thành sảm phẩm, giảm sức lao động người Việc ứng dụng plc vào điều khiển q trình cơng nghệ làm cho cơng việc thiết kế, lắp đặt, giám sát trở lên đơn giản đem lại hiệu cao PLC có khả lập trình trình phức tạp, sửa đổi chương trình dễ dàng Ứng dụng PLC biến tần động sử dụng nhiều, giúp cho việc điều khiển động phù hợp với yêu cầu sử dụng, tiết kiệm dược 1.3 Tìm hiểu PLC 1.3.1 Khái quát PLC Trong thời đại công nghiệp hóa, đại hóa nhu cầu điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt có giá thành thấp thúc đẩy phát triển hệ thống điều khiển lập trình – hệ thống sử dụng CPU nhớ để điều khiển máy móc hay q trình hoạt động Trong hồn cảnh đó, điều khiển lập trình thiết kế nhằm thay phương pháp truyền thống dùng rơle thiết bị rời cồng kềnh, điều khiển tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic Ngồi PLC cịn thực tác vụ khác như: định thời, đếm,…làm tăng khả điều khiển cho hoat động phức tạp, với loại PLC nhỏ nhất… Cách hoạt động PLC kiểm tra tất trạng thái tín hiệu ngõ vào đưa từ trình điều khiển, thực logic lập chương trình kích tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngồi tương ứng Với mạch giao tiếp chuẩn khối vào khối PLC cho phép kết nối trực GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tiếp đến cấu tác động có công suất nhỏ ngõ mạch chuyển đổi tín hiệu ngõ vào mà khơng cần có mạch giao tiếp hay rơle trung gian Tuy nhiên cần phải có mạch điện tử cơng suất trung gian PLC điều khiển thiết bị có cơng suất lớn Việc sử dụng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà khơng cần có thay đổi mặt kết nối cứng, có thay đổi chương trình điều khiển nhớ thơng qua thiết bị lập trình chun dùng Hơn chúng cịn có ưu điểm thời gian lắp đặt đưa vào hoạt động nhanh so với hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực việc nối dây phức tạp thiết bị rời.Về phần cứng PLC tương tự máy tính truyền thống, chúng có đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển cơng nghiêp: • • Có khả khử nhiễu tốt Kết cấu chắn nâng cao độ tin cậy đồng thời kết cấu nhỏ gọn giảm bớt không gian yêu cầu • Dựa vào vi xử lí giúp nâng cao khả giao tiếp, khả đa nhiệm • Cấu trúc dạng môđun cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả việc nối thêm môđun mở rộng vào có thêm mơđun chức chun dùng Các trạm vào từ xa giúp tiết kiệm dây ống dẫn • Việc kết nối dây mức điện áp tín hiệu ngõ vào ngõ chuẩn hóa • Hiển thị chuẩn đốn làm cho việc chuẩn đoán dễ dàng hơn, giảm thời gian khắc phục cố • Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu dễ sử dụng (ladder, instruction functionchart) • Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cấu trúc PLC có dạng module linh hoạt cho phép yếu tố phần mềm, phần cứng mở rộng yêu cầu ứng dụng thay đổi.Khi mà ứng dụng vượt giới hạn phần cứng PLC PLC cũ thay đơn giản với PLC có nhớ dung lượng vào lớn phần cứng cũ tái sử dụng cho ứng dụng nhỏ Một hệ thống PLC mang lại nhiều lợi ích với giải pháp điều khiển từ độ tin cậy đến khả lặp lại chương trình 1.3.1.1 Liệt kê số lợi ích mà PLC mang lại • • Nhờ kết cấu chắn nên độ tin cậy nâng cao Bộ nhớ lập trình thay đổi đơn giản điều khiển linh hoạt • Kích thước nhỏ gọn nên khơng gian u cầu giảm bớt • Dựa vào vi xử lí giúp nâng cao khả giao tiếp, khả đa nhiệm • Bộ đếm định thời phần mềm giúp giảm bớt phần cứng, thay đổi giá trị đặt trước dễ dàng • Role điều khiển phần mềm làm cho giá thành dây dẫn, phần cứng giảm, đồng thời giảm yêu cầu không gian • Tổ chức theo kiểu module cho phép cài đặt linh hoạt, dễ dàng,giảm giá trị phần cứng có khả mở rộng • Hạn chế tùy biến điều khiển, có khả điều khiển nhiều thiết bị nhờ giao diện vào, đa dạng • Các trạm vào từ xa giúp tiết kiệm dây ống dẫn • Hiển thị chuẩn đoán làm cho khả chuẩn đoán lỗi dễ dàng giảm thời gian khắc phục cố • Giao diện vào module làm cho panel điều khiển gọn gàng, dễ dây, dễ bảo dưỡng • Ngắt vào/ra nhanh chóng mà khơng làm xáo trộn đến dây dẫn GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các biến hệ thống lưu nhớ liệu thuận lợi cho việc • quản lí, tạo báo cáo Các PLC thường gặp 1.3.1.2 Sau số PLC thường gặp sử dụng rộng rãi công nghiệp: Bộ PLC ALLEN-BRADLEY SLC500 hãng AMATROL Mỹ Họ PLC Simatic S5, Simatic S7 hãng Siemens, cộng hồ • • liên bang Đức • Các họ PLC Series 90 TM hãng Fanme, Nhật Bản • Các họ PLC CQM1, CPM1, CPM1A SRM1 hãng OMRON, Nhật Bản 1.3.1.3 Chức PLC Các PLC cung cấp hệ điều khiển thích hợp cho máy móc ứng dụng công nghiệp, với máy tính để lập trình cho PLC, thay phải sử dụng thiết bị phần cứng cồng kềnh như: cuộn Rơle công tắc điện Các PLC điều khiển thích hợp với loại máy móc hay hệ thống cơng nghiệp là: • • • • • Các Robot Điều khiển mơi trường cơng trình xây dựng Các dây chuyền lắp ráp Các hệ thống an toàn Các dây truyền tự động Về bản, chức điều khiển Lơgic khả lập trình giống chức điều khiển thiết kế sở Rơle thành phần điện tử khác PLC mang tính nhỏ gọn linh hoạt việc thay đổi ứng dụng điều khiển mà khơng phải thay đổi phần cứng điều khiển: • Thu nhận tín hiệu đầu vào phản hồi (từ cảm biến, cơng tắc hành trình) • Liên kết, ghép nối lại đóng mở mạch phù hợp với chương trình GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Tính tốn soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thơng tin thu từ đầu vào • Đưa lệnh điều khiển đến địa thích hợp đầu GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.3.1.4 Các phận PLC Hình 1.1 Các phận PLC Hình 1.2 Sơ đồ khối PLC GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mỗi môđun cắm lên đáy hộp nhờ giắc cắm qua giắc cắm nối với luồng liên lạc nội Luồng đưa tín hiệu ngồi Có hai cách nối nối với ngồi: • • Nối trực tiếp dây dẫn Qua mối liên lạc nối tiếp song song có giắc cắm Số lượng mơđun vào thay đổi nhiều hay tuỳ theo nhu cầu điều khiển vượt khả nhớ Nếu cần có th tng thờm b nh ph Luồng liên lạc nội Môđun Nguồn Trung tâm Xử lý Môđun vào Môđun vào Môđun phối ghép Bộ nhớ Nguồn Hỡnh 1.3 Sơ đồ liên lạc module 1.3.1.5 Sự hoạt động PLC theo vòng quét Hoạt động PLC mơ tả tóm tắt sau: PLC tiến hành hoạt động cách kiểm tra trạng thái đầu vào so sánh chúng với logic chương trình Các đầu sau kích hoạt on hay off tuỳ thuộc vào logic dịng lệnh chương trình PLC PLC không quan tâm đến việc thiết bị nối với mơđun vào mà kiểm tra xem trạng thái đầu vào on hay off thực kích hoạt đầu theo chương trình Điều làm cho PLC trở thành điều khiển lí tưởng cho thiết bị công nghiệp GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PLC thực chương trình theo chu trình lặp Mỗi vịng lặp gọi vòng quét (scan) Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn chuyền liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I, giai đoạn thực chương trình Trong vịng quét, chương trình thực từ lệnh đến lệnh kết thúc khối OB1 (Block End) Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo Q tới cổng số Vòng quét kết thúc giai đoạn truyền thông nội kiểm tra lỗi Chú ý đệm I Q không liên quan tới cổng vào/ra tương tự nên lệnh truy nhập cổng tương tự thực trực tiếp với cổng vật lý không thông qua đệm Thời gian cần thiết để PLC thực vòng quét gọi thời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vịng qt khơng cố định, tức khơng phải vịng quét thực khoảng thời gian Có vịng qt thực lâu, có vòng quét thực nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh chương trình thực hiện, vào khối lượng liệu truyền thơng vịng qt Như việc đọc liệu từ đối tượng để xử lý, tính tốn việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có khoảng thời gian trễ thời gian vịng qt Nói cách khác, thời gian vịng qt định tính thời gian thực chương trình điều khiển PLC Thời gian vịng qt ngắn, tính thời gian thực chương trình cao GVHD : NGUYỄN ĐỨC QUANG Page 10 ... nhiều, giúp cho việc điều khiển động phù hợp với yêu cầu sử dụng, tiết kiệm dược 1.3 Tìm hiểu PLC 1.3.1 Khái quát PLC Trong thời đại cơng nghiệp hóa, đại hóa nhu cầu điều khiển dễ sử dụng, linh... cồng kềnh, điều khiển tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic Ngồi PLC cịn thực tác vụ khác như: định thời, đếm,…làm tăng khả điều khiển cho hoat động phức... tử cơng suất trung gian PLC điều khiển thiết bị có công suất lớn Việc sử dụng PLC cho phép hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần có thay đổi mặt kết nối cứng, có thay đổi chương trình điều