Điều khiển lập trình cho hệ thống garage ô tô

Chương trình do con người lập ra và nạp vào bộ nhớ của PLC sau đó PLC sẽ thực hiện logic của quá trình điều khiển, PLCthực chất là một Modull hoá của quá trình điều khiển thiết bị bằng v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ

KHOA ĐIỆN



ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỀU KIỂN LẬP TRÌNH PLC

Đề tài: Điều khiển lập trình cho hệ thống garage ô tô

GV HƯỚNG Dẫn : Th.S Bùi Thị Thanh Thủy

SV thực hiện : Nguyễn Thanh Tiến

Lớp : TĐ1Đ13

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH BẰNG PLC 4

1.1 Khái niệm về PLC 4

1.2 Lịch sử phát triển của PLC 5

1.3 Ưu, nhược điểm của PLC 6

1.4 Cấu trúc PLC 7

1.4.1 Bộ xử lí trung tâm (CPU: Center Processing Unit) 8

1.4.2 Bộ nhớ và các bộ phận khác 8

1.4.3 Khối vào ra 9

1.4.4 Thiết bị lập trình 9

1.5 Ngôn ngữ lập trình cho PLC 9

1.6 Các ứng dụng của PLC 11

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC_CPM1A CỦA OMRON 12

2.1 Giới thiệu chung 12

2.2 Giới thiệu bộ điều khiển lập trình CPM1A 12

2.2.1 Các đặc điểm và chức năng của PLC CPM1A 12

2.2.2 Sơ đồ nối dây ngõ vào, ngõ ra của PLC CPM1A 18

2.2.3 Các chế độ hoạt động 18

2.3 Các Modun họ CPM1A 20

2.3.1 CPM 1A _ 10 CDR 20

2.3.2 CPM 1A -20 CDR 20

2.3.3 CPM 1A - 30 CDR 21

2.3.4 CPM1A_ 40CDR 21

2.4 Các vùng nhớ thông dụng trong CPM1A 21

2.5 Các đặc tính của CPM1A 22

2.5.1 Đặc tính chung 22

2.5.2 Đặc tính kĩ thuật 24

2.5.3 Lập trình cho PLC 26

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 35

3.1 Đặt vấn đề 35

3.2 Xác định yêu cầu công nghệ 35

3.3 Các yêu cầu của mô hình 36

3.4 Lựa chọn thiết bị cho mô hình 36

3.4.1 Bộ điều khiển lập trình (PLC) CPM1A của Omron 37

3.4.2 Lựa chọn barrier 37

3.3.3.Cảm biến quang 38

3.3.4 Động cơ một chiều liền hộp giảm tốc 38

3.3.5 Máy biến áp 3A 39

3.3.6 Rơ le điện từ một chiều 39

3.3.7 Công tắc hành trình 40

3.3.8 Bộ nguồn một chiều 40

3.3.9 Cảm biến khói 41

3.3.10 Quạt thông gió 42

3.3.11 Van điện từ : Cung cấp nước cho hệ thống báo cháy 42

3.3.12 Chuông báo cháy 43

CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRINH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 44

4.1 Lưu đồ thuật toán 44

4.2 Đầu vào plc 45

4.3 Đầu ra PLC 45

4.4 Đấu nối vào/ ra PLC 46

4.5 Lập trình điều khiển cho hệ thống bãi đỗ xe với phần mềm CX-Programmer 47

CHƯƠNG 5: CHẠY CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG CX – SMULATOR 49

5.1 Chạy mô phỏng 49

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của ngành công nghiệpđất nước đặc biệt là ngành điện tử - tin học Có thể coi là cuộc cách mạng côngnghệ trên toàn thế giới Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện - tử tin học đã được ứngdụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí Hiện nay,người ta đã sản xuât ra thiết bị có thể lập trình được Đó chính là thiết bị điềukhiển co lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là plc

Ra đời những năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình củamạch vi xử lí, chiếm hơn 80% và trở thành xu thế mói trong điều kiện côngnghiệp dang phát triển ở Việt Nam So với quá trình điều khiển bằng mạchthông thường thì PLC co nhiều ưu điểm hơn hẳn, ví dụ như : Kết nối mạch điênđơn giản, rút ngắn thời gian lắp đặt công trình, dễ dàng thay đổi công nhệ nhờthay đổi nội dung chương trình điều khiển, ứng dụng điều khiển trong phạm virộng, độ tin cậy cao

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình(Omron, Siment, ABB, Misubishi, Delta, Logo,GE fanus ) với nhiều ứng dụng: Tự động hóa quá trình công nghệ cung cấp vật liệu cho quá trình sản xuất, tựđộng hóa cho các máy gia công cơ khí, điều khiển các thiết bị thủy lực và khínén, tự động hóa quá trình lắp ráp các linh kiện điện – điện tử, điều khiển thangmáy, điều khiển tín hiệu đèn giao thông Ngày nay, với sự xuất hiện của côngnghệ, kĩ thuật máy móc đã dần thay thế một số công việc của con người , với rấtnhiều ứng dụng khác nhau Trong đồ án môn học này em đi sâu vào tìm hiểu,nghiên cứu, sử dụng PLC_ CPM1A của Omron cho hệ thống garage ô tô Trongquá trình là đồ án cũng gặp nhiều khó khăn, nhưng dưới sự hướng dẫn của cô

Bùi Thị Thanh Thủy và các bạn em đã hoàn thành đò án này

Do thời gian và trình độ có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏinhững khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm Em rất mong nhận được sự góp

ý, chỉ dẫn của các Thầy, Cô giáo và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Nguyễn Thanh Tiến

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP

TRÌNH BẰNG PLC

1.1 Khái niệm về PLC.

- PLC là chữ viết tắt của "Programmable Logic Controller" được hiểu là bộ điều

khiển có khả năng lập trình được Chương trình do con người lập ra và nạp vào

bộ nhớ của PLC sau đó PLC sẽ thực hiện logic của quá trình điều khiển, PLCthực chất là một Modull hoá của quá trình điều khiển thiết bị bằng vi mạch (IC)

Về mặt cấu trúc PLC được thiết kế dựa trên những nguyên tắc kiến trúc máytính Nó chính là một máy tính công nghiệp để thực hiện một dãy quá trình sảnxuất và thường gắn ngay tại nơi sản xuất để thuận tiện cho việc vận hành và theodõi

- Hiện nay trên thế giới PLC được sản xuất rất đa dạng về chủng loại, do cáchãng sản xuất như: Mitsubishi, Omron, Siements, Fefaus, Delta, Logo

1.2 Lịch sử phát triển của PLC.

Ngày nay tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng đời sống vàcông nghiệp, tự động hóa đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lýthuyết điều khiển tự động, tiến bộ của ngành điện tử, tin học…Chính vì vậy mànhiều hệ thống điều khiển ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng ứngdụng rộng là Bộ điều khiển lập trình PLC

Bộ điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable controller) đã được nhữngnhà thiết kế cho ra đời năm 1968(Công ty General Motor-Mỹ), với các chỉ tiêu

kỹ thuật nhằm đáp ứng các yêu cầu điều khiển :

 Dễ lập trình và thay đổi chương trình

 Cấu trúc dạng Module mở rộng, dễ bảo trì và sữa chữa

 Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất

Tuy nhiên hệ thống còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiềukhó khăn trong việc vận hành và lập trình hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế từngbước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành Để đơn giản hóa việc lậptrình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable controller Handle)đầu tiên được ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo ra sự phát triển thật sự cho

kỹ thuật lập trình Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC)chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển

chuẩn mới cho hệ thống, đó là tiêu chuẩn: Dạng lập trình dùng giản đồ hìnhthang.

Sự phát triển của hệ thống phần cứng từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho

hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng :

 Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn và có khả năng điều khiển các ngõvào, ngõ ra từ xa bằng kỹ thuật truyền thông

 Bộ nhớ lớn hơn

 Nhiều loại Module chuyên dùng hơn

Trong những đầu thập niên 1970, với sự phát triển của phần mềm, bộ lậptrình PLC không chỉ thực hiện các lệnh Logic đơn giản mà còn có thêm các lệnh

về định thì, đếm sự kiện, các lệnh về xử lý toán học, xử lý dữ liệu, xử lý xung,

1.3 Ưu, nhược điểm của PLC

* Ưu điểm:

Nhờ việc logic của quá trình điều khiển thực hiện bằng chương trình do con

người tạo ra chứ không phải bằng dây nối như các hệ thống điều khiển nối cứng,

do đó PLC có những ưu điểm sau:

- Dễ dàng thay đổi công nghệ cũng như nội dung chương trình thông qua việclập trình

- Độ tin cậy của hệ thống cao

- Tốc độ xử lý của PLC khá cao

- Tiêu tốn ít năng nượng

- Xử lý sự cố dễ và nhanh chóng do chỉ cần thay đổi lại chương trình khi PLCbáo lỗi chứ không cần phải kiểm tra trên toàn hệ thống

- Đấu nối các thiết bị PLC đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình

- Kết cấu mạch nhỏ gọn, giảm được kích thước định hình

- Được ứng dụng điều khiển với phạm vi rộng trong toàn bộ các ngành côngnghiệp

- Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với các PLC khác và các máy tính PLCthông qua cổng kết nối

- Việc lập trình đơn giản nhờ có sự trợ giúp của các phần mền chuyên dụng cũngnhư sự trợ giúp của các bộ lập trình

- Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho hiệu quả kinh

tế cao hơn, giá thành hạ so với các phương pháp khác

- Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động,tiếng ồn

ra trong bộ nhớ đệm được dùng để mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị tươngứng , như vậy hoạt động của thiết bị được diều khiển hòa toàn tự động theochương trình trong bộ nhớ, chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bịlập trình chuyên dùng

Sơ đồ cấu truc bên trong PLC

1.4.1 Bộ xử lí trung tâm (CPU: Center Processing Unit)

Bộ xử lí trung tâm điều khiển và quản lí tất cả hoạt động bên trong của PLC.

Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào, ra được thực hiện thôngqua hệ thống Bus dưới sự điều khiển của CPU Một mạch dao động thạch anhcung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU thường là 1 hay 8 MHz, tùy thuộcvào bộ xử lí được sử dụng Tấn số xung clock xác định tốc đọ hoạt động củaPLC và được dùng để đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống

1.4.2 Bộ nhớ và các bộ phận khác

Tất cả các PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau:

Rom ( Read Only Memory ) : Đây là bộ nhớ đơn giản nhất ( loại chỉ đọc ) nógồm các thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một word với một tín hiêu điều khiển,

ta có thể đọc một word ở bất kì vị trí nào ROM là bộ nhớ không thay đổi được

mà chỉ được nạp chương trình một lần duy nhất

RAM ( Random Access Memory ) : là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên,đay là bộnhớ để cất giứ chuong trình và dữ liệu người sử dụng Dữ liệu trong RAM sẽ bịmất đi khi mất điện Do đó điều này được giải quyết bằng cach luôn nuôi RAMbằng nguần pin riêng

EEPROM : Đây là bộ nhớ mà nó kết hợp sự truy xuất linh hoạt của RAM và bộnhớ chỉ đọckhông thay đổi ROM trên cùng một khối, nôij dung của nó có thểxóa ghi bằng điện tuy nhiên cũng chỉ được vài lần

Bộ nguần cung cấp : Bộ nguần cung cấp của PLC thường sử dụng hai loiaj điện

áp AC hoặc DC , thông thường nguần cung cấp điện áp 100 đến 220V : 50-60HZ; những nguần DC thì có giá trị : 5V, 24 V

Nguần nuôi bộ nhớ : Thông thường là pin để mở rộng thòi gian lưu giữ cho các

dữ liệu có trong bộ nhớ, nó chuyển sang trạng trái tích cực nếu dung lượng tụcạn kiệt và nó phải thay thế để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi

Công truyền thông : PLC luôn dùng cổng tuyền thông để trao đổi dữ liệuchương trình, các loại công truyền thông thường dùng là: RS232, RS 432,RS485 Tốc độ truyền thông tiêu chuẩn : 9600baud

Dung lượng bộ nhớ : Đối với PLC loại nhỏ dung lượng bộ nhớ cố định( thường là 2K ) dung lượng chỉ đáp ứng cho khoảng 80% hoaatj động quá trìnhđiều khiển công nhiệp Do giá thành bboj nhớ giảm liên tục do đó các nhà sảnxuất PLC trang bị bộ nhớ ngày càng lớn cho các thiết bị của họ

1.4.3 Khối vào ra.

Mọi hoạt động xử lí tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5V DC ; 15V DC( điện áp cho TTL và CMOS ) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớnhơn nhiều, thường là 24V DC đến 240V DC vói dòng lớn

Như vậy khối vào ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa các mạch vi điện tử củaPLC với các mạch công suất bên ngoài, kích hoạt các cơ cấu tác động : Nó thựchiện sự chuyển đổi các mức điện áp chuyển đổi và cách ly Tuy nhiên khối vào

ra cho phép PLC kết nói trực tiếp với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ ( <=2A) nên không cần các mạch công suất trung gian hay rơle trung gian

Có thể lựa chọn thông số cho các ngõ ra, vào với các yêu cầu điều khiển cụ thể :

+ Loại ngõ ra dùng rơle : Cố thể kết nối với cơ cấu tác động làm việc vóiđiện áp DC hoặc AC, cách ly dạng cơ nên đáp úng chậm.

+ Loại ngõ ra dùng triac : Kết nối được giữa các cơ cấu tác động làm việcvới điện áp DC hoặc AC với điện áp làm việc có giá trị từ 5V đến 240V,chịu được dòng nhỏ hơn so với dùng rơle nhưng tuổi thọ cao và tần sốđóng mở nhanh

+ Loai ngõ ra dùng tranzitor : Chỉ nối cơ cấu tác động là việc với điện áplàm việc từ 5V – 30V DC, tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh

Tất cả các ngõ vào/ra đều được cách ly quang trên các khối vào ra Mạchcách ly quang dùng một điot phát quang và một transistor quang Mạch này chophép tín hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuông mức tín hiệuchuẩn hơn nữa mạch này có tác động chống nhiễu khi chuyển công tắc và bảo

vệ quá áp từ nguần điện cung cấp ( cố thể tới 1500V )

1.4.4 Thiết bị lập trình

Trên các PLC loại lớn kết hợp vói máy tính thường lập trình với sự hỗ trợcủa phần mềm VDU ( Visua Display Unit ) Ở đây bàn phím, màn hình được nốivới PLC thông qua cổng nối tiếp, thường là RS232 hoặc RS485, các VDU hỗ trợrất tốt cho việc lập trình dạng ngôn ngữ ladder kể cả các chú thích tron chươngtrình để dễ đọc hơn

1.5 Ngôn ngữ lập trình cho PLC.

Để biểu diễn chương trình điều khiển trên PLC có 3 phương pháp biểu diễn

chính là:

- Sơ đồ bậc thang LAD (Ladder Diagram)

- Lưu đồ hệ thống điều khiền CSF (Control System Flowchart)

- Liệt kê danh sách lệnh STL (Statement List)

* Phương pháp biểu diễn LAD.

Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình tương tự như sơ đồ tiếp

điểm dùng rơ le trong sơ đồ điện công nghiệp Bắt đầu chương trình bằng mộtPower Bus trái, các công tắc được thay thế bằng các tiếp điểm thường đóng hoặcthường mở phụ thuộc vào trạng thái của công tắc Các công tắc tơ được thay thếbằng các cuộn dây

Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp LAD trên PLC (CPM1): 000.00 000.01 000.03 010.00

010 00 Nút D Rơ-Le Nhiệt K1

* Phương pháp biểu diễn CSF.

Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình như sơ đồ không tiếp điểm

dùng các cổng logic

Ví dụ: Biểu điễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp CSF

* Phương pháp biểu diễn STL.

Phương pháp STL dùng các từ viết tắt gợi nhớ để lập công thức cho việc

điều khiển, tương tự với ngôn ngữ assembler ở máy tính Phương pháp này thíchhợp cho đối tượng làm việc trong lĩnh vực tin học

Bắt đầu một chương trình bao giờ cũng là lệnh nạp địa chỉ một tiếp điểm nào

đó Sau đó là nội dung chương trình và kêt thúc chương trình bằng lệnh END

(01)

Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ trên bằng phương pháp STL (CPM1):

Kết thúc

>=1

&

000.01 000.03

000.00 X 010.00

LD

OR

AND NOT

000.00 010.00

1.6 Các ứng dụng của PLC

Bộ điều khiển lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành côngnghiệp, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động Chiếm một vị trí quan trọngtrong công nghiệp được ứng dụng trong các lĩnh vực sau:

- Hệ thống chiếu sáng cho cửa hang - siêu thị - nhà hàng, khách sạn, công ty

- Điều khiển hệ thống cung cấp nước tự động

- Tự động hoá các máy gia công cơ khí như: máy khoan, máy tiện, máy phay,máy bào

- Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén trong công nghiệp

- Tự động hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện tử

- Tự động đóng mở cửa công nghiệp cho các bãi xe, nhà ga, sân bay, khách sạn

- Điều khiển các thiết bị nâng chuyển như: băng tải, thang máy, cần cẩu, cầntrục, máy xúc

- Tự động hoá quá trình phân loại sản phẩm

- Điều khiển rô bốt tự động

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC_CPM1A CỦA OMRON

2.1 Giới thiệu chung

Hãng OMRON sản xuất nhiều họ PLC khác nhau từ đơn giản đến phức tạpnhư CP1M, CQM1, C200, để đáp ứng nhu cầu đa dạng trong các dây truền sảnxuất Mỗi loại PLC đều có một số đầu vào/ ra căn bản, và có thể ghép nối cácmodun mở rộng Mỗi modun vào ra được gọi là một kênh và có địa chỉ riêng.Trong phần này ta chỉ xét loại PLC CP1M

2.2 Giới thiệu bộ điều khiển lập trình CPM1A

2.2.1 Các đặc điểm và chức năng của PLC CPM1A

Các bộ điều khiển chương trình loại CPM1A kết hợp rất nhiều chức năng baogồm điều khiển xung đồng bộ, đầu vào ngắt, xung đầu ra, chỉnh annalog và chứcnăng đồng hồ Ngoài ra bộ điều khiển CPM1A còn là thiết bị điều khiển độc lập

có khả năng sử lí các ứng dụng điều khiển máy, bởi vậy nó là một bộ điều khiểnPLC lý tưởng cho các thiết bị CPM1A có chức năng kết nối thông tin với cácmáy tính cá nhân, với các PLC khác của Omron và với màn hình giao diện khác.Khả năng kết nói này cho phép người sử dụng có thể thiết kế một hệ thống sảnxuất phân tán và tiết kiệm chi phí

a Các chức năng cơ bản

 Các hình thái của CPU

Bộ điều khiển lập trình CPM1A là bộ điều khiển với 10, 20, 30 hoặc 40 đầu vào

ra Có 3 loại đầu ra (Dạng rơle, transistor hay triac) và 2 loại nguần ( 100/240VAC hoặc 24 VDC )

 Đầu vào/ra mở rộng

3 modun mở rộng có thể được nối thêm vào CPU để tăng số đầu vào ra của bộđiều khiển lên tói tối đa là 60 đầu vào/ra Có 3 loại modun mở rộng : Loại 20đầu vào/ra, loại 8 đầu vào và loại 8 đầu ra

 Các modun đầu vào/ra Analog ( vào/ra số )

Ta cố thể kết nối tối đa 3 modun đầu vào/ ra vào bộ điều khiển CPM1A để cungcấp các đầu vào và các đầu ra Analog Mỗi bộ này có 2 đầu vào và 1 đầu raAnalog Như vậy có tối đa 6 đầu vào Analog và 3 đầu ra Analog bằng cách kếtnối thêm với 3 bộ mở rộng vào/ra

Có thể đặt dải đầu vào Analog từ 0 đến 10 VDC, 1 đến 5 VDC hoặc 4 đến20mA với độ phân giải 1/256 ( Chức năng phát hiện mạch hở có thể dùng vớichế độ đặt 1 đến 5 VDC hoặc 4 đến 20 mA).

Có thể đặt đầu ra Digital ( Đầu ra tương tự ) từ 0 đến 10 VDC, - 10 đến 10 VDChoặc 4 đến 20 mA vói độ phân giải 1/256

 Dùng chung các bộ lập trình

Các thiết bị lập trình như: Bàn phím lập trình, phần mềm hõ trợ lập trình có thểđược dùng chung cho các bộ điều khiển C200H, C200HS, CPM1, CPM1A, bởivậy các công cụ lập trình bằng ngôn ngữ lập trình bậc thang hiện có được sửdụng một cách có hiệu quả

 Khả năng điều khiển động cơ có sẵn

Điều khiển xung đồng bộ (dùng cho đầu ra transistor)

Điều khiển xung đầu ra cho phép dễ dàng làm cho hoạt động của các bộ phậnngoại vi của thiết bị với thiết bị chính được đồng bộ Tần số xung đầu ra có thểđược đèu khiển như bội xung đầu vào, cho phếp tốc đọ của thiết bị ngoại

vi của máy ( VD như băng tải ) sẽ giống với tôc đọ của các thiết bị chínhcủa máy

 Truyền tin đơn giản không cần Protocol

Các lệnh TXD (48) và RXD (47) cố thể thế dùng ở chế độ truyền tin đơngiản không cần Protocol để trao đỗi dữ liệu với các thiết bị dùng giao tiếp nốitiếp chuẩn Ví dụ: Dữ liệu có thể được nhận từ một máy đọc mã vạch hoặcđược truyền tới một máy in nối tiếp Các thiết bị giao tiếp nối tiếp còn có thểđược nối với cổng RS-232C hoặc cổng ngoại vi

 Truyền tin với màn hình tốc độ cao

Khi nối tiếp 1:1 với màn hình, một màn hình điều khiển có thể được nối trựctiếp với bộ điều khiển chương trình CPM1A Màn hình điều khiển này phảiđược nối với cổng RS-232C và không được nối với cổng ngoại vi

Một bộ CPM1A có thể được kết nối trực tiếp với một bộ CPM1A khác hoặccác bộ điều khiển chương trình khác như CQM1, CPM1, CPM2A, CPM2C,RSM1 (-V2), C200HS, C200HX/HE, HG Kiểu kết nối các bộ điều khiển nàycho phép liên kết dữ liệu một cách tự động Bộ điều khiển phải được nối quacổng RS-232 và không được nối qua cổng ngoại vi

Máy đọc

mã vạch

Máy innối tiếp

CPM2A (Kết nối qua cổng RS-

232C)

Nạp dữ liệu từmáy đọc mã vạch

CPM2A (Kết nối qua cổng RS-

232C)

* Cần một bộ Adapter RS-232C để kết nối với cổng ngoại vi

Truyền dữ liệu tớimáy in nối tiếp

Màn hình

NT

CPM2A (Kết nối qua cổng RS-

232C)

 Ngắt và bộ đếm tốc độ cao

CPM1A có tổng cộng 5 đầu vào đếm tốc độ cao Mỗi đầu vào đếm tốc độ cao cóđáp tuyến tần số 20kHz/5kHz và 4 đầu vào ngắt (dưới dạng đếm) có tần số đápứng 2kHz Bộ đếm tốc độ cao có thể được sử dụng ở một trong 4 chế độ đầuvào sau đây: chế độ lệch pha (5 kHz), chế độ xung với đầu vào xác định chiều(20kHz), chế độ xung lên/xuống (20 kHz) hoặc chế độ đếm tăng (20kHz) Cácngắt có thể được khởi động khi bộ đếm đạt tới giá trị đặt hoặc giảm trong mộtkhoảng nhất định Các đầu vào ngắt (chế độ counter) có thể được sử dụng đểtăng hay giảm các bộ đếm (2kHz) và bắt đầu ngắt (thực hiện theo chương trìnhngắt) khi thiết bị đếm đạt tới giá trị cần thiết

 Đầu vào tốc độ cao để điều khiển máy

Chức năng đầu vào ngắt tốc độ cao

Có 4 đầu vào được sử dụng cho đầu vào ngắt (chung với các đầu vào phản hồinhanh và các đầu vào ngắt ở chế độ counter) với độ rộng của tín hiệu đầu vàotối thiểu là 50µs và thời gian phản hồi là 0,3 ms Khi một đầu vào ngắt bật lên

ON, chương trình chính sẽ dừng và chương trình ngắt sẽ được hoạt động

Chức năng đầu vào phản hồi nhanh

Có 4 đầu vào được sử dụng cho các đầu vào phản hồi nhanh (chung với các đầuvào phản hồi nhanh và các đầu vào ngắt ở chế độ counter) có thể đọc được cáctín hiệu đầu vào với độ rộng tín hiệu ngắn khoảng 50 ms

Chức năng lọc đầu vào

Hằng số thời gian đầu vào cho tất cả các đầu vào có thể đặt ở 1 ms, 2 ms, 3

ms, 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms hoặc 80 ms Tác động của các nhiễu của máy

và nhiễu bên ngoài có thể được giảm bớt bằng cách tăng hằng số thời gian đầuvào

b Các chức năng khác

Ngắt khoảng cách thời gian

CPM2A (Kết nối qua cổng RS-

232C)

Timer khoảng thời gian có thể được đặt trong khoảng 0,5 và 319,968 ms và cóthể được đặt để chỉ tạo ra một ngắt (one-shot mode) hoặc là tạo ra các ngắt định

kỳ (chế độ ngắt theo lịch trình)

Bộ chỉnh Analog Settings

Có 2 điều khiển trên module CPU có thể thay đổi các giá trị analog (0 đến 200BCD) trong IR 250 và IR 251.Những điều khiển này có thể được sử dụng để dễdàng thay đổi hoặc hoặc tinh chỉnh thông số cho máy ví dụ như thời gian tạmngừng hoặc tốc độ nạp của băng chuyền của máy

Giờ/lịch

Ta có thể đọc được giờ, ngày tháng năm hiện tại từ chương trình qua một đồng

hồ có sẵn (đồng hồ này có độ chính xác 1 phút/tháng) Ta có thể đặt thời giancho đồng hồ này bằng thiết bị lập trình (như bàn phím lập trình Programmingconsole) hoặc là chỉnh trực tiếp bằng cách làm tròn lên hoặc xuống theo phútgần nhất

Timer với thời gian dài (Long-Term timer)

Lệnh TIML ( ) là một timer với thời gian đặt dài có thể đặt tới 99990 giây (27giờ 46 phút 30 giây)

Điều khiển PID có sẵn

Lệnh PID (-) có thể được dùng với với một bộ đầu vào/ra analog để điều khiểncác đầu vào/ra analog

Khả năng kết nối đầy đủ

- Host Link

Kết nối Host Link có thể thực hiện được thông qua cổng RS-232C hoặc cổngngoại vi Ta có thể nối một máy tính các nhân hoặc một màn hình vào bộ điềukhiển chương trình dưới dạng kết nối Host Link để đọc hoặc viết số liệu vàotrong bộ nhớ hoặc là thay đổi chế độ hoạt động của bộ điều khiển chương trình

- Bộ nhớ mở rộng

Bộ nhớ mở rộng mã hiệu CPM1-EMU01-V1 là một thiết bị nạp chương trìnhdùng cho các bộ điều khiển chương trình kích thước nhỏ Dùng bộ nhớ mởrộng này sẽ cho phép trao đổi các chương trình và dữ liệu tại chỗ giưã các bộPLC

Ghi chú:

1.Bốn đầu vào này chung với đầu vào ngắt, đầu vào ngắt dạng counter và đầuvào đáp ứng nhanh, nhưng mỗi đầu vào chỉ có thể được sử dụng với một mụcđích

B500-AL004 Link Adapter

1: N Host Link communication

CPM1A (Kết nối qua cổng RS-232C

2.Đầu vào này chung với chức năng couter tốc độ nhanh hoặc điều khiển xungđồng bộ

3.Đầu ra này Chung với chức năng đầu ra xung hoặc chức năng điều khiểnxung đồng bộ Các chức năng đó chỉ được dùng với các đầu ra transistor

2.2.2 Sơ đồ nối dây ngõ vào, ngõ ra của PLC CPM1A

- Sơ đồ nối dây ngõ vào

Trong CPM1A các ngõ vào nằm trong kênh CH00 bắt đầu từ Bit 00 đến bit 11(12 đầu vào) Các đầu vào có thể là nút bấm, công tắc hành trình, transistor haysensor…

- Sơ đồ nói dây ngõ ra

Các ngõ đầu ra của CPM1A nằm trong kênh CH10, bắt đầu từ bit 00 đến 07 (8đầu ra)

2.2.3 Các chế độ hoạt động

CPU của bộ điều khiển lập trình CPM2A có 3 chế độ hoạt động: PROGRAM,

Chương trình không thể được thực hiện ở chế độ PROGRAM Chế độ này đượcdùng để thực hiện các các bước chuẩn bị cho việc thưc hiện chương trình nhưsau:

- Thay đổi các thông số ban đầu/thông số hoạt động như các thông số trong PCSetup

- Viết, nạp hoặc kiểm tra chương trình

- Kiểm tra việc đấu dây bằng force-setting và force-resetting các bit vào/ra

Chế độ MONITOR

Quá trình thực hiện chương trình được thực hiện tại chế độ này và các hoạtđộng có thể được thực hiện nhờ các công cụ lập trình Nhìn chung, chế độMONITOR được sử dụng để tìm chỗ sai của chương trình, chạy thử và sửa lỗi

- Online editing: Sửa chương trinh trực tiếp khi đang chạy

- Giám sát bộ nhớ vào/ra trong quá trình hoạt động

- Force-setting/Force-resetting các bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt và thay đổi cácgiá trị hiện tại trong suốt quá trình hoạt động

Chế độ RUN

Chương trình được chạy với tốc độ bình thường ở chế độ này Ta không thểtiến hành các bước hoạt động như Online editing, force-setting/force- resetingcác bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt hay các giá trị hiện tại nhưng vẫn có thể theodõi được tình trạng của các bit vào/ra

Các chế độ hoạt động khi khởi động

Khi có điện vào, chế độ hoạt động của bộ điều khiển chương trình CPM1A phụthuộc vào các PC setup setting và các trạng thái của khoá trên bàn phím lập trìnhnếu như bàn phím lập trình được nối với CPM1A

01 Chế độ khởi động giống như chế độ hoạt động

trước khi ngắt điện

02 Chế độ khởi động được xác định bởi các bit 00 tới

Ghi chú: Xác lập mặc định là 00 Với xác lập này, chế độ khởi động được thể

hiện bởi Programming Console's mode switch setting nếu bàn phím lập trìnhđược nối với cổng ngoại vi Nếu ta không nối bàn phím lập trình vào thì PLC

2.3.3 CPM 1A - 30 CDR

2.3.4 CPM1A_ 40CDR

2.4 Các vùng nhớ thông dụng trong CPM1A

GVHD: ThS Bùi Thị Thanh Thủy

phần tự do)

TIM/CNT 000- TIM/CNT

127

TIMER/COUNTER( địa chị dạngbít và word của time và counter)

( vùng nhớ cho phép đọc ghi)

(vùng nhớ chỉ cho phép đọc)

Với bộ CPM1 trainging kit , các địa chỉ trong word CH00 từ bit 00 đến bít 11cho các đầu vào đầu ra , còn trong word CH010 các bít 00 đến bít 7 là cho cácđầu ra.

Khi viết trong chương trình , các địa chỉ này thường được viết dưới dạng ví dụ000.01( có dấu chấm giữa các địa chỉ của word và số chỉ của bít trong word)hoặc 00001( không có dấu chấm)

200 mA

Trở kháng cách

điện Tối thiểu 20 MΩ (ở 500VDC) giữa các đầu nối ACbên ngoài và các đầu nối tiếp đất.

Cường độ điện

môi

2.300 VAC, 50 /60Hz cho 1 phút với dòng dò tối đa

10 mA giữa tất cả các đầu nối AC bên ngoài và đầunối tiếp đất

Miên nhiễu Tuân theo chuẩn IEC6100-4-4; 2kV (các đường dây

điện)Mức độ chịu

Nguồn DC: tối thiểu 2msTrọ

Tối đa600g

Ngôn ngữ lập trình Biểu đồ hình thang

thực hiện

lệnh

Lệnh cơbản 0,72 tới 16,2 µsLệnh đặc

biệt Lệnh MOV = 16,3 µsDung lượng chương

4 đầu ra)

20 đầu(12 đầuvào/ 8 đầura)

30 đầu(18 đầuvào/ 12đầu ra)

40 đầu(24 đầuvào/ 16đầu ra)Với

moduleI/O

mở rộng

-90 đầu(54 đầuvào/ 36đầu ra)

100 đầu(60 đầuvào/40đầu ra)Bit đầu vào 00000 tới 00915 (các chữ 0 tới 9)

Bit đầu ra 01000 tới 01915 (các chữ 10 tới 19)

Bít làm việc (vùng IR) 512: IR 20000 tới IR 23115 (ỈR200 tới IR 231)Bít đặc biệt (vùng SR) 384: SR 23200 tới SR 25515 (SR 232 t6ới SR 255)

Bit giữ (Vùng HR) 320: HR 0000 tới HR 1915 (HR 00 tới HR 19)Bít phụ (vùng AR) 256: AR 0000 tới AR 1515 (AR 00 tới AR 15)Bit kết nối (Vùng LR) 256: LR 0000 tới LR 1515 (LR 00 tới LR 15)

Timer / Counter

128: TIM/CNT 000 tới 127100-ms timer: TIM 000 tới TIM 12710-ms timer: TIM 000 tới TIM 127

Bộ đếm giảm dần, bộ đếm ngược

Bộ nhớ số

liệu

Đọc /ghi 1.024 word (DM 0000 tới DM 1023)Chỉ đọc 512 chữ (DM 6144 tới DM 6655)

Xử lý ngắt : Ngắt bên

ngoài

2 đầu (thờigian đápứng tối đa0,3 ms)

4 đầu ( thời gian đáp ứng tối đa 0,3ms)

Bảo vệ bộ nhớ Duy trì nội dung các vùng HR, AR, counter và bộ

Chức năng tự chẩn

đoán Lỗi CPU (watchdog timer), lỗi bộ nhớ, lỗi bus I/O

Kiểm tra chương trình Các lỗi lập trình thiếu lệnh END (được kiểm tra

liên tục trong suốt quá trình hoạt động)

Counter tốc độ cao

1 đầu: 1 pha ở 5 kHz hoặc 2 pha ở 2,5 kHZ(phương pháp đếm tuyến tính) Chế độ tăng dần: 0tới 65535 (16 bít)

Chế độ giảm dần: ±32767 tới 32767 (16 bít)Đầu vào đáp ứng

Các thiết lập tương tự 2 đầu : (0 tới 200)

2.5.3 Lập trình cho PLC.

* Khái niệm.

PLC sẽ dùng các phần tử "ảo" bên trong để thay thế cho các sơ đồ điệntrong thực tế như rơ le điện từ, công tắc tơ, rơ le thời gian, các tiếp điểm cũngnhư các phần tử điện trung gian Việc mô phỏng các sơ đồ điện này do người lậptrình tạo ra và được lập bằng một dạng ngôn ngữ điều khiển gọi là sơ đồ bậcthang (LADDER DIAGRAM) thường ngôn ngữ này giúp chúng ta lập trình và

dễ theo dõi, sửa chữa Hoặc chúng ta có thể dùng ngôn ngữ này để viết chươngtrình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình dạng câu lệnh STL (Stalement List)

* Các lệnh cơ bản sử dụng để lập trình.

Thành phần luôn luôn có trong sơ đồ gọi là Power bus, là nơi dẫn nguồnđiện (tưởng tượng) đi vào và đi ra sơ đồ:

- Lệnh LD.

a) Ý nghĩa: Lệnh này cho phép ta nhập các điểm vào chương trình và cho ta ý

nghĩa của các điểm phân nhánh

b) Ký hiệu:

- Lệnh LD NOT.

a) Ý nghĩa: Lệnh này tạo ra một tiếp điểm thường kín được nối trực tiếp vào

Power bus trái