cấu tạo kết nối của PLC

cấu tạo kết nối của PLC

Mục Lục1 PLC Lịch sư cđa PLC……………………………………………………………….2 Néi dung chÝnh……………………………………………………………….3 Thêi gian đáp ứng .4 Những vấn đề liên quan tới thời gian đáp ứng4 Rơle Thay Rơ le Những câu lệnh Một ví dụ đơn gi¶n ……………………………………………… 10 10.Thanh ghi cđa PLC………………………………………………… …… 10 11.Mức độ ứng dụng 12 12.Kiểm tra chơng trình ...13 13.Câu lệnh Latch 15 14.Bộ đếm ..16 15.Bộ định thời .19 16.Độ xác định thời 22 17.One-shots 23 18.Điều khiển .24 19.Thanh ghi dịch 26 20.Lấy di chuyển liệu.30 21.Những câu lệnh toán học .32 22.Hệ thống số.35 23.Phép toán LOGIC.38 24.Các đầu vào DC 41 25 Đầu vào AC 43 26 Rơle đầu ra45 27.Đầu transistor……………………………………………………… 47 28.Sư dơng rs -232 víi thang logic….………………………………… 49 PLC gì? PLC (viết tắt Programmable Logic Controller :Bộ điều khiển logic lập trình đợc ) thiết bị đợc phát minh để thay cho dÃy mạch rơle liên tiếp để điều khiển máy móc.PLC làm việc cách quan sát đầu vào tùy theo trạng thái chúng ,sẽ đóng mở đầu ra.Ngời sử dụng nhập vào chơng trình ,thờng thông qua phần mềm để tạo kết mong muốn PLC đợc sử dụng rÊt nhiĨu øng dơng thùc tÕ NÕu cã mét ngµnh công nghiệp tồn mà muốn có hội thành công có mặt PLC Nếu bạn ngành công nghiệp nh khí,đóng gói, chế tạo vật liệu,lắp ráp tự động nhiều ngành công nghiệp khác bạn đà sư dơng PLC NÕu b¹n cha tõng sư dơng ,b¹n lÃng phí thời gian tiền bạc.Hầu hết loại ứng dụng cần vài loại điều khiển điện cần thiết phải có PLC Lấy ví dơ, h·y thư gi¶ thiÕt r»ng, chóng ta cã công tắc muốn mở cuộn dây 5s sau tắt mà không cần quan tâm tới công tắc làm việc nh Chóng ta cã thĨ thùc hiƯn b»ng m¹ch thêi gian đơn giản bên Nhng điều xảy trình cho 10 công tắc cuộn dây Chúng ta cần 10 mạch thời gian bên Nếu trình cần đếm sau lâu , công tắc riêng biệt đợc mở Chúng ta cần nhiều mạch đếm bên Bạn thấy trình xử lý lớn cần thiết phải có mét PLC Chóng ta cã thĨ lËp tr×nh cho PLC ý đến đầu vào mở cuộn dây thời gian xác định Bài viết cho bạn đủ thông tin để viết đợc chơng trình phức tạp chơng trình Chúng ta xem qua cần phải ý đến “top 20” c©u lƯnh cđa PLC Cã thĨ nãi r»ng với hiểu biết câu lệnh , ngời giải 80% số ứng dụng tồn Thật vậy, 80% Tất nhiên học nhiều câu lệnh để giúp bạn giải tất ứng dụng tiềm PLC Lịch sử PLC PLC đợc giới thiệu lần đầu vào cuối năm 1960 Lý để thiết kế thiết bị nh để giảm bớt chi phí lớn thay rơle phức tạp dựa hệ thống điều khiển khí Bedford Associates (Bedford, MA ) đà chế tạo thiết bị Modular Digital Controller (MODICON) cho nhà sản xuất ôtô lớn Mỹ Cũng lúc đó, vài công ty đa mô hình dựa máy tính ,một số dựa PDP-8 MODICON 084 PLC giới đợc đa làm sản phẩm thơng mại Khi yêu cầu sản phẩm thay đổi, hệ thống điều khiển thay đổi theo.Điều trở nên đắt đỏ thay đổi thờng xuyên.Vì rơle thiết bị khí chúng có thời gian sống giới hạn nên cần bảo dỡng nghiêm ngặt hạn.Sự sửa chữa buồn tẻ có nhiều role nh vËy.B©y giê ta cã mét bøc tranh vỊ bảng điều khiển máy móc bao gồm nhiều , hàng trăm , hàng nghìn role Kích cì lín nh vËy cã thĨ lµm chóng ta e ngại Thật phức tạp nối dây cho nhiều thiết bị riêng lẻ nh Những rơle nối với theo cách để tạo đầu mong muốn Những điều khiển dễ dàng lập trình đội ngũ kỹ s nhà máy Chu trình sống dài lập trình thay đổi dễ dàng Chúng tồn taị môi trờng công nghiệp khắc nghiệt Có nhiều điều để hỏi Những câu trả lời để sử dụng kỹ thuật lập trình mà hầu hết ngời đà quen thuộc thay phận khí phận cố định Khoảng năm 70 thống trị PLC dẫn đến kết máy ký hiệu mảng bit dựa CPU phát triển Lọai AMD 2901 2903 phổ biến MODICO A-B PLC Khi công nghệ vi điện tử phổ biến, có nhiều PLC đựoc thiết kế dựa chúng Thậm chí đến ngày hôm loại dựa 2903 Modicon (nh PLC3 A-B) đà đợc xây dựng thành loại PLC nhanh 984A/B/ X, loại dựa 2901 Khả giao tiếp bắt đầu đợc mở rộng vào năm 1973 Đó hệ thống Modbus cđa Modicon PLC b©y giê cã thĨ ‘nãi chun ới PLC khác chúng xa máy mà chúng điều khiển Chúng gửi nhận nhiều loại điện áp khác , điều cho phép chúng thâm nhập vào giới tơng tự Không may, thiếu chuẩn hóa tình trạng công nghệ thay đổi thờng xuyên đà làm cho giao tiếp PLC trở nên khó khăn không tơng thích giao tiếp mạng vật lý.Tuy nhiên thập kỷ bật PLC Vào năm 80.đà có cố gắng chuẩn hóa giao tiếp nh giao thức tự động sản xuất (MAP) General Motor Đó khoảng thời gian mà kích cỡ PLC đợc giảm đi, phần mềm PLC đà lập trình đợc qua ký hiệu lập trình PC thay nhũng thiết bị lập trình dành riêng hay lập trình tay Ngày PLC nhá nhÊt thÕ giíi cì chØ b»ng rơle điều khiển Vào năm 90 đà chứng kiến giảm dần việc giới thiệu giao thức đại hóa lớp vật lý số giao thức phổ biến từ năm 80.Chuẩn (IEC-1131-3) đà cố gắng kết hợp ngôn ngữ lập trình PLC vào chuẩn quốc tế Chúng ta lập trình cho PLC sơ đồ khối chức năng, danh sách nhũng câu lệnh, C ngôn ngữ có cấu trúc, tất lúc PC đà dùng để thay cho PLC vài ứng dụng Ngay công ty đợc trang bị MODICON 084 chuyển sang hệ thống điều khiển dựa trªn PC Néi dung chÝnh PLC chđ u gåm CPU, khu vực nhớ, mạch dành riêng cho vào liệu Chúng ta xem PLC nh hộp có hàng trăm, hàng nghìn role, đếm, đồng hồ,và khu vực lu trữ liệu riêng biệt Những đếm, đồng hồ có thực sụ tồn không? Không , chúng không tồn cách vật lý mà , chúng đợc giả lập xem nh phần mềm đếm, thời gianNhững rơle nội đựoc giả lập vị tríNhững rơle nội đựoc giả lập vị trí bit ghi.(sẽ tìm hiểu kỹ phần sau) Hoạt động phận Rơle vào (công tắc) Là kết nối với giới bên ngoài.Chúng tồn cách vật lý nhận tín hiệu từ công tắc, cảm biếnNhững rơle nội đựoc giả lập vị tríHiển nhiên chúng rơle, chúng trasistor Rơle chức nội (công tắc):Chúng không nhận tín hiệu từ giới ngoàI không tồn cách vật lý Chúng rơle giả lập giúp cho PLC bỏ rơle ngoài.Cũng có vài rơle đặc biệt dành riêng cho nhiệm vụ Một vài caí luôn mở Một vài luôn đóng Một vài mở cấp nguồn đựoc sủ dụng để khởi tạo liệu đà đợc lu giữ Bộ đếm :Những không tồn mọt cách vật lý.Chúng đợc giả lập đếm chúng đợc lập trình để giả lập xung đếm Hiển nhiên đếm đếm xuôi, ngợc hay hai Vì đợc giả lập nên chúng có tốc độ đếm giới hạn Một vài nhà sản xuất đa đếm tốc độ cao dựa phần cứng.Chúng ta coi nh chúng tồn cách vật lý Hầu hết đếm đếm xuôi, ngợc hay hai Đồng hồ: Nhũng không tồn mọt cách vật lý.Chúng có nhiều loại số gia khác nhau.Loại phổ biến loại trễ mở Các loại khác bao gồm trễ đóng hai loại có khả nhớ khả nhớ Rơle đầu (cuộn dây):Chúng đựoc nối với giới bên ngoài.Chúng tồn cách vật lý gửi tín hiệu đóng/mở tới cuộn dây, nguồn sángNhững rơle nội đựoc giả lập vị trí Chúng Transistor, rơle, triac tùy theo loại lựa chọn Nơi lu trữ liệu : Hiển nhiên chúng ghi đợc định làm công việc lu trữ liệu.Chúng thờng đựoc sử dụng làm nhớ tạm thời cho phép toán thao tác liệu.Chúng đợc dùng để lu trữ liệu không cấp nguồn cho PLC Khi không cấp nguồn chúng có nội dung tơng tự nh trớc tắt nguồn Rất cần thiết thuận lợi Thời gian đáp ứng Tổng thời gian đáp ứng PLC điều cần xem xÐt mua PLC Còng gièng nh bé n·o, PLC cần khoảng thời gian để phản ứng với thay đổi.Trong nhiều ứng dụng, không cần quan tâm đến tốc độ,nhng có nhũng ứng dụng lại cần Nếu bạn rời mắt khỏi viết,bạn nhìn thấy tranh tờng.Mắt bạn đà thùc sù nh×n thÊy bøc tranh tríc bé n·o bạn nói Ô,có tranh tờng.Trong vd mắt bạn xem nh cảm biến.Đôi mắt đợc nối với mạch vào nÃo bạn Mạch vào nÃo bạn cần khoảng thời gian để nhận mắt bạn nhìn thấy (nếu bạn uống rợu thời gian đáp ứng đầu vào dài hơn).Ngay nÃo nhận mắt đà nhìn thấy xử lý liệu.Nó ®a tÝn hiƯu tíi måm Måm cđa b¹n nhận liệu bắt đầu phản ứng lại Ngay mồm bạn từ Hừ ,thật mét bøc tranh xÊu xÝ” Chó ý r»ng vd phải phản ứng lại điều: Đầu vào- Cần khoảng thời gian để nÃo nhận tín hiệu vào từ mắt Thực thi- Cần khoảng thời gian đẻ xử lý thông tin nhận đợc từ mắt.Chơng trình nh sau: Nếu mắt nhìn thấy tranh xấu đầu đa từ phù hợp mồm Đầu ra- Mồm nhận tín hiệu từ nÃo từ (Không có ý định đùa cợt) "Kìa,thật tranh xấu" Những vấn đề liên quan tới thời gian đáp ứng Bây đà biết thời gian đáp ứng,và điều cần thiết cho áp dụng PLC thấy đầu vào đóng /mở nã quan s¸t Nãi c¸ch kh¸c,nã chØ quan s¸t đầu vào phần kiểm tra đầu vào trình quét Trong sơ đồ ,đầu vào không đuợc nhận biết lần quét 2.Điều đầu vào bật ,lần quét đà hoàn thành việc quan sát đầu vào.Đầu vào không đợc nhận biết lần quét Điều đầu vào mở ,lần quét đà hoàn thành việc quan sát đầu vào.Đầu vào không đựoc quan sát.Bởi lần quét quan sát đầu vào tín hiệu cha có.Nó lại tắt trớc lần quét quan sát đầu vào.Vì mà PLC không quan sát đợc tín hiệu Để tránh việc nói rằng đầu vào nên ®ùoc më Ýt nhÊt : input delay time + one scan time Nhng làm cho đầu vào mở đủ dài, đo PLC không quan sát đ ợc đầu vào mở.Do trở thành gánh nặng Không đúngNhững rơle nội đựoc giả lập vị trítất nhiên phải có cách giả việc này.Thực có hai cách DÃn xung Đây chức kéo dài tín hiệu đầu vào PLC quan sát đợc tín hiệu đầu vào lần quét kế tiếp.( VD nh kéo dàI khoảng thời gian có xung) Chức ngắt Chức ngắt trình quét để xử lý thủ tục đặc biệt mà bạn viết VD Ngay đầu vào mở, không cần quan tâm tới trình xử lý, PLC dừng làm thực thủ tục ngắt (Một thủ tục đợc xem nh chơng trình ben chơng trình chính.) Sau thực xong thủ tục ngắt, trở lại điểm đà dừng lại tiêp tục trình quét bình thờng Bây hÃy quan sát thời gian mở daì đầu ra.HÃy giả sử công tắc bật ,chúng ta cần bật tải nối với đầu PLC.Sơ đồ bên dới cho thấy khoảng trễ dài nhất(trờng hợp xấu đầu vào không đuợc quét lần quét 2) đầu sau đầu vào mở Khoảng trễ lớn chu kỳ quét thời gian trễ vào Rơle Bây đà hiểu cách PLC xử lý đầu vào, đầu hầu nh sẵn sàng để viết chơng trình Nhng hÃy xem rơle hoạt động nh nào.Sau mục đích rơle thay rơle thật Chúng ta thấy rơle công tắc điện từ.Cho điện vào cuộn dây từ truờng đợc sinh ra.Từ trờng hút điểm tiếp xúc rơle lại,làm cho chúng nối với Những điểm tiếp xúc xem nh công tắc.Chúng cho phép dòng chảy qua hai điểm, đóng mạch HÃy xem xét VD sau đây.Ơ ,chúng ta đơn giản bật chuông (vào ăn tra) công tắc đóng lại.Chúng ta có phận thật Một công tắc,một rơle chuông.Bất công tắc đóng ,chúng ta cho dòng qua chuông tạo nên âm Chú ý hình vẽ ta có mạch riêng biệt.Mạch dới phần chiều,mạch phần xoay chiều Ơ sử dụng rơle chiều để điều khiển mạch xoay chiều.Khi công tắc mở ,không có dòng điện chảy qua cuộn dây rơle.Ngay công tắc đóng lại, dòng điện chảy qua cuộn dây rơle tạo nên từ trờng Từ trờng làm cho tiếp điểm rơle đóng lại.Bây dòng xoay chièu chảy qua chuông nghe đợc tiếng kêu Một rơle công nghiệp điển hình Thay Rơ le Tiếp ,chúng ta dùng PLC thay rơle.(Việc hiệu mặt kinh tế nhng đà chứng minh điều mà cần).Điều cần thiết phải tạo sơ đồ thang.Sau quan sát ta hiểu lại gọi sơ đồ thang.Chúng ta phải tạo sơ đồ thang PLC không hiểu sơ đồ nguyên lý.Nó nhận biết đợc mÃ.Thật may mắn , hầu hết PLC có phần mềm chuyển sơ đồ thang sang mÃ.Cái giúp học mà PLC Bớc 1: Chúng ta phải dịch tất dùng sang ký hiệu để PLC hiểu.PLC không hiểu thuật ngữ giống nh công tắc, rơle, chuôngNhững rơle nội đựoc giả lập vị tríNó quan tâm tới đầu vào,ra,cuộn dây,tiếp điểmNhững rơle nội đựoc giả lập vị tríNó không quan tâm thiết bị đầu vào ,đầu thực gì.Nó quan tâm đầu hay đầu vào Đầu tiên ,chúng ta thay cục pin ký hiệu.Ký hiệu thờng đợc sủ dụng tất sơ đồ thang Ký hiệu giống nh hai song song.Thanh bên tráI đợc cấp nguồn + bên phải nối đất Do coi dòng (logic) chảy từ trái qua phải Tiếp theo thay đầu mạch vào ký hiệu.Ơ ví dụ có đầu vào thật (vd công tắc).Chúng ta ký hiệu đầu vào nh hình vẽ phia dới.Ký hiệu đợc sử dụng nh tiếp ®iĨm cđa r¬le Ký hiƯu cđa tiÕp ®iĨm KÕ ®Õn tạo ký hiệu cho đầu Trong vd sử dụng 1đầu ( vd chuông).Chúng ta cho đầu ra, chuông, đợc kết nối cách vật lý với ký hiệu bên dới.Ký hiệu đợc sử dụng nh cuộn dây rơle Ký hiệu cuộn dây Nguồn Ac nguồn không cần đặt vào giản đồ thang.Plc quan tâm đầu mà mở mà không quan tâm đợc kết nèi vËt lý víi nã Bíc 2: Chóng ta ph¶i cho PLC biết nơi thứ đợc lắp đặt.Nói cách khác phải cho tất thiết bị địa chỉ.Công tắc đợc tiếp xúc vật lý với PLC đâu ? Cái chuông nh nào? Chúng ta bắt đầu với sơ đồ đờng trống rỗng thị trấn PLC đa cho đối tựong địa chỉ.Bạn tìm đợc ngời bạn bạn địa ?.Bạn biết họ sống thị trấn nhng nhà ?.Thị trấn PLC có nhiều nhà (đầu vào,đầu ra)nhng phải sống đâu (thiết bị đợc nối vào đâu).Chúng ta sâu vào mô hình địa sau đây.Các nhà sản xuất PLC thực việc nhiều cách khác nhau.Bây hÃy nói đầu vào đựoc gọi 0000.Đầu đợc gọi 500 Bớc cuối: Chúng ta phải chuyển sơ đồ nguyên lý thành chuỗi kiện logic.Việc đơn giản.Chơng trình viết cho PLC biết phải làm kiện biết trớc xảy ra.Trong vd phải cho PLC biết ngời vận hành đóng công tắc.Hiển nhiên muốn chuông keu nhng PLC điều này.Nó thiết bị ngu dốt ,có phải không Hình vẽ sơ đồ chuyển đổi cuối cùng.Chú ý đà thay rơle thật ký hiệu.Nó thật đợc hiểu ngầm sơ đồ Đừng lo, bạn thấy có ý làm thêm ví dụ phía sau Những câu lệnh Bây hÃy xem xét câu lệnh cách chi tiết để thấy câu lệnh làm việc nh Load Câu lệnh Load(LD) thờng dùng để mở tiếp điểm.Nó đợc gọi kiểm tra mở (XIO) (nh kiểm tra đầu vào để xem liƯu kÕt nèi vËt lý cđa nã cã më kh«ng).Ký hiƯu cho c©u lƯnh Load nh sau: lKý hiƯu LoaD(tiÕp điểm) Cái đựoc sử dụng tín hiệu vào cần thiết để thay cho ký hiệu để mở Khi đầu vào vật lý mở có thẻ nói cau lệnh True(đúng).Chúng ta kiểm tra tín hiệu mở đầu vào.Nếu đầu vào mở ký hiệu mở Điều kiện mở đợc hiểu nh trạng thái logic Ký hiệu thờng đợc sử dụng cho đầu vào nội, đầu vào ngoại, tiếp điểm đầu ngoại Nhớ rơle nội không tồn cách vật lý, chúng rơle giả lập (bằng phần mềm) LoadBar Câu lệnh LoaDBar thờng để tiếp điểm đóng.Đôi gọi LoaDNot kiểm đóng.(XIC) ( kiểm tra đầu vào xem liệu đà đóng cha).Ký hiƯu cho c©u lƯnh LoadBar nh sau: Ký hiƯu LoaDNot(thêng tiếp điểm đóng) Cái đợc sử dụng tín hiệu đầu vào không cần thay thê cho ký tự để mở.Khi đầu vào vật lý đóng nói câu lệnh True(đúng).Chúng ta kiểm tra đầu vào để tìm tín hiệu đóng.Nếu đầu vào đóng ký hiệu mở.Điều kiện đóng đợc hiểu trạng thái logic Ký hiệu nàythờng đợc sử dụng cho đầu vào nội, đầu vào ngoại,và tiếp điểm đầu ngoại.Nhớ rơle nội không tồn cách vật lý,chúng rơle giả lập (bằng phần mềm) Nó ngợc lại với câu lệnh Load Chú ý: Với hầu hết PLC,câu lệnh (Load hay LoadBar) phải ký hiệu bên trái thang Logic State Load LoadBar False True True False Out Câu lênh Out đuợc gọi câu lệnh OutputEnergize.Câu lệnh giống nh cuộn dây rơle.Ký hiệu nh sau: Ký hiƯu OUT (cn d©y) Khi cã mét đuờng câu lệnh True trớc ngang thang, trở thành True.Khi câu lƯnh nµy lµ True, nã sÏ më.Chóng ta cã thĨ xem câu lệnh nàynh lệnh mở đầu ra.Câu lệnh dợc sử dụng cho cuộn dây nội đầu ngoại Outbar Câu lệnh Outbar đuợc gọi câu lệnh OutNot.Một vài thiết bị câu lệnh này.Câu lệnh Outbar giống nh cuộn dây rơle đóng.Ký hiệu nh sau: Ký hiệu OUTBar(thờng cuộn dây đóng) Khi có đuờng câu lệnh False trớc ngang thang,nó trở thành True Khi câu lệnh True ,nó mở.Chúng ta xem câu lệnh nh nh lệnh đóng đầu ra.Câu lệnh đợc sử dụng cho cuộn dây nội đầu ngoại.Nó ngợc với câu lệnh Out Logic State Out OutBar False True True False Mét ví dụ đơn giản Bây hÃy so sánh giản đồ hình thang đơn giản với mạch kết nối rơle thực bên xem khác biệt Trong mạch trên,cuộn dây đợc tiếp điện có công tắc đóng đầu + - Pin.Chúng ta giả lập mạch tơng tự nh với giản đồ thang.Một giản đồ thang bao gồm riêng biệt giống nh thang thật Mỗi ngang phải chứa nhiều đầu vào nhiều đầu ra.Câu lệnh ngang phải luôn câu lệnh đầu vào câu lệnh cuối ngang phải luôn câu lệnh đầu (hay tơng đơng) Chú ý vd từ ngang đơn giản giản đồ thang tạo lại mạch phía với giản đồ thang.ở dùng câu lệnh Load Out.Một vài nhà sản xuất yêu cầu giản đò thang phải bao gồm câu lệnh END ngang cuối Một vài loại PLC yêu cầu có câu lệnh ENDH ngang cuèi cïng sau ngang END TiÕp theo chóng ta sÏ xem xÐt nh÷ng ghi Thanh ghi cđa PLC B©y giê chóng ta sÏ lÊy vÝ dơ trớc thay đổi công tắc 2(SW2) thành ký hiệu thờng đóng (câu lệnh loadbar).SW1 tắt SW2 mở lúc khởi tạo.Giản đồ thang có dạng nh sau: Chú ý cho ký hiệu (câu lệnh ) địa Điạ đợc bên ngoàI khu vực lu trữ file liệu PLC để trạng thái câu lệnh (vd true/false) đợc lu trữ Nhiều PLC sử dụng 16 khe hay bit lu trữ.Trong vd dùng loại lu trữ khác hay ghi REGISTER 00 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 01 00 REGISTER 05 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 Trong bảng thấy ghi 00, bit 00 (vd đầu vao 0000) mức logic bit 01 (vd đầu vào 0001) møc logic 1.Thanh ghi 05 cho thÊy bit 00 (vd ... phần mềm để tạo kết mong muốn PLC đợc sử dụng nhiểu ứng dụng thực tế Nếu có ngành công nghiệp tồn mà muốn có hội thành công có mặt PLC Nếu bạn ngành công nghiệp nh khí,đóng gói, chế tạo vật liệu,lắp... câu lệnh PLC Cã thĨ nãi r»ng víi sù hiĨu biÕt c¬ câu lệnh , ngời giải 80% số ứng dụng tồn Thật vậy, 80% Tất nhiên học nhiều câu lệnh để giúp bạn giải tất ứng dụng tiềm PLC Lịch sử PLC PLC đợc... Khoảng năm 70 thống trị PLC dẫn đến kết máy ký hiệu mảng bit dựa CPU phát triển Lọai AMD 2901 2903 phổ biến MODICO A-B PLC Khi công nghệ vi điện tử phổ biến, có nhiều PLC đựoc thiết kế dựa chúng