www.tinhgiac.com Dien cuu PLC tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vự...
10/20/2013 Lý thuyết chuyển mạch Trường Đại học Công nghiệpTp.HCM Khoa Công nghệ Điện tử Bộ môn Điện tử tự động Bài giảng Đo lường điều khiển máy tính Điển cứu:Điềukhiển (PLC) Biên soạn: ThS Huỳnh Minh ngọc ĐT: 0903694384, email: huynhminhngoc@hui.edu.vn 10/20/2013 • • • • • • • • • • • • 1.1 Ký hiệu Biến nhò phân thể biến có giá trò Đối với công tắc chuyển mạch, công tắc role hay transistor (ký hiệu X), phát biểu X=0 nghóa phần tử mở (không có dòng dẫn điện) X=1 nghóa đóng (dẫn điện) Đối với nut nhấn hay chuyển mạch giới hạn, X=0 nghóa không tác động, X=1 tác động 1.1.2 Cổng logic Đại số Bool Cổng logic AND OR NOT Các tính chất đại số Bool đònh lý De Morgan Cổng NOR, NAND, EXOR Flip-flops: RS, JK, D, T Hiện thực hóa chuyển mạch PLD, PAL, FPLA, PROM, , CPLD, FPGA 10/20/2013 10/20/2013 Giản đồ thang • 2.1 Mô tả • Mạch role thường vẽ dạng giản đồ thang 10/20/2013 10/20/2013 • Thí dụ: Mạch tổ hợp • Thí dụ: flip-flop giản đồ thang • • • 10/20/2013 10/20/2013 Bộ điều khiển logic lập trình (PLC): • 2.2.Mạch • Mạch mạch có ngõ không phụ thuộc giá trò ngõ vào mà phụ thuộc trạng thái ngõ vào trước Mạch có nhớ 10/20/2013 10/20/2013 10/20/2013 • -Lập trình PLC • Trong hệ thống tự động thường gặp thiết bò làm việc theo kiểu tuần tự, theo qui luật if …then…else với tín hiệu vào có hai mức ví dụ contact hành trình, role Các sơ đồ thực role mạch đònh thời với sơ đồ phức tạp số lượng role lớn, độ tin cậy nhiều không đạt yêu cầu Từ năm 70 để đáp ứng yêu cầu có thiết bò điều khiển thay sơ đồ role, xuất điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Controller-PLC) ngày hoàn thiện áp dụng rộng rãi công nghiệp (PLC hãng Allen Bradley Corporation sản xuất năm 1977 sử dụng vi xử lý 8080) 10/20/2013 • Khái niệm điều khiển lập trình : • Trong lónh vực điều khiển, người ta phân biệt hai phương pháp điều khiển • -Phương pháp điều khiển nối cứng • -Phương pháp điều khiển lập trình • Các PLC thực phép tính logic, tín hiệu vào tín hiệu rời rạc, PLC thực phép tính số học, logic làm việc với tín hiệu liên tục, số trường hợp PLC sử dụng thay cho máy tính (một số hãng dùng từ PC-programmable controller để PLC) 10/20/2013 • Trong hệ thống phức tạp thường gồm máy tính (vi xử lý) thực công việc phức tạp PLC thực công việc mang tính chất Máy tính PLC kết nối với qua đường truyền nối tiếp trao đổi thông tin cho Nhiều máy tính PLC kết nối với theo mạng điều khiển • PLC gồm thành phần sau : • -Vi xử lý • -Bộ nhớ RAM, ROM, EPROM, EEPROM • -Khối nhập • -Khối xuất • -Bộ lập trình cầm tay • -Nguồn • -Card giao tiếp • -Chức phụ trợ • -Khung khí để giữ mun gắn kết chúng với nguồn cung cấp đường bus • • • • • • • • • 10/20/2013 10/20/2013 11 10 Chương trình viết cho PLC dạng : -Giản đồ thang (Ladder diagram LAD) -Lưu đồ (Control system Flowchart CSF) -Bảng phát biểu (Statement list STL) Các họ PLC Siemens : -Logo -S7-200 -S7-300/400 Họ PLC Omron: ZEN, CQM1, CPM1, C200H 12 10/20/2013 PLC Siemens S7-200 • 1.Giới thiệu : • • PLC S7-200 họ gồm nhiều loại CPU CPU-212, 214, 215, 216, họ khác dung lượng nhớ, module I/O, tập lệnh, số cổng giao tiếp,… nhiên đại thể giống • PLC lập trình thông qua máy tính dùng cổng 485 với phần mềm lập trình Step7 MicroWin ver 2.0 hay 3.x theo kiểu kết nối Ppi (point to point interface), có card giao tiếp MPI (multi point interface) ghép nối PC với nhiều PLC • Giống PLC Omron chương trình PLC S7-200 thiết kế dạng chương trình (main, OB), chương trình (SBR), chương trình nắt (INT) • Bộ nhớ gồm ba loại ROM, EEPROM RAM chia làm nhiều vùng : V, I, Q, Ai, AQ, M, SM, T, C, HC, AC Các ô nhớ truy cập theo bit, byte (B), từ (W), từ kép (DW) 10/20/2013 13 10/20/2013 14 10/20/2013 16 • SIMATIC S7-200 micro PLC cho nhiệm vụ tự động hóa • Mạnh gọn : PLC S7-200 nhanh, khả truyền thông tính sản xuất cao chế độ thời gian thực • THiết kếmun kiên đònh đáp ứng sựsáng tạo người thực hiện, khả mởrộng tầm chất lượng cuối thấp • PLC S7-200 từ Siemens dùng la giải pháp micro PLC đứng hay kết hợp với điều khiển khác 10/20/2013 15 10/20/2013 • Hình 5: PLC S7-300 PLC S7-200 (hình vẽ trích dẫn tham khảo Siemens) • Sử dụng Step 7- MicroWin • 2.1.Cài đặt step7 chọn chế độ làm việc • C:\>setup (Enter) • 2.Soạn thảo project • -Chương trình LAD • Dạng LAD : 10/20/2013 17 10/20/2013 18 Giới thiệu Menu Của STEP 7Micro/ Win 32 • • • • • • • -Chương trình STL Dạng STL : POU Comment Network Network Title Network comment LD I0.0 = Q1.0 10/20/2013 19 10/20/2013 20 10/20/2013 • Menu Edit, Undo • Cut • Copy • Paste • Insert • Delete • Menu View, STL • LAD • FBD • POU comment • Symbol Table • Symbol Addressing • Symbol Information Table • Network comment • Menu File, New • Open • Save/Save as • Import • Export • Upload • Download • Create library • Add/Remove library 10/20/2013 21 • Menu PLC, Run • Stop • Compile • Clear • Power up reset • Information • Program Memory cartridge • Menu debug, First scan • Multi scan • Program Status • Use execution status • Menu Tool, Instruction Wizard • TD 200 Wizard • Position Wizard • EM 253 Control Wizard • Modem Expansion Wizard 10/20/2013 10/20/2013 22 • Menu Windows, Cascade • Horizontal • Vertical • Help, S7-200 on the web • About • 23 10/20/2013 24 10/20/2013 3.3 Lệnh PLC thêm vào 3.2.Lệnh thực thi • Để làm cho hệ thống PLC hữu ích tự động hóa công nghiệp, phải làm việc thời gian thực Như vậy, điều khiển phải thực kiện nhanh, nói cách khác , có thời gian đáp ứng ngắn Có hai cách để cảm nhận tín hiệu ngoài: hỏi vòng tín hiệu ngõ vào hay cách sử dụng tín hiệu ngắt 10/20/2013 25 3.4 Lập trình PLC: • 3.4.1 Ngôn ngữ lập trình PLC S7-200 • 3.4.1.1.Phương pháp lập trình • Để biểu diễn chương trình điều khiển PLC, có phương pháp biểu diễn : • -Giản đồ thang (Ladder diagram LAD) • -Lưu đồ (Control system Flowchart CSF) • -Bảng phát biểu (Statement list STL) 10/20/2013 27 10/20/2013 • • • • • • • • • • 26 3.4.1.2 Các bước lập trình : Việc lập trình cho PLC gồm bước sau : -Xác đònh thứ tự làm việc máy -Vẽ lưu đồ hệ thống -Gắn ngõ vào cho PLC -Đổi lưu đồ giản đồ thang -Viết chương trình vào PLC Kiểm tra chương trình sửa lỗi Chạy chương trình kiểm tra lỗi Lưu lại chương trình giấy hay đóa 10/20/2013 28 10/20/2013 3.4.1.4 Cấu trúc đòa nhớ PLC Siemens S7-200 • 3.4.1.3 Cấu trúc chương trình • Chương trình cho S7-200 lưu nhớ PLC lập với hai dạng cấu trúc khác nha U: • -Lập trình tuyến tính • -Lập trình có cấu trúc : chương trình 10/20/2013 • • • • • • • • 29 10/20/2013 • • • • • Ngõ vào I : I0.0 I0.7 Ngoõ Q : Q0.0 Q0.7 Ngoõ vào Analog :AIW0…AIW30 Ngõ Analog: AQW0…AQW30 Bộ nhớ thay đổi V: VB0…VB4095 Bộ nhớ M : MB0…MB31 Bộ nhớ đặc biệt : SMb0…SMB85 Timer : T0…T127 10/20/2013 • Bộ nhớ gồm ba loại ROM, EEPROM RAM chia làm nhiều vùng : V, I, Q, Ai, AQ, M, SM, T, C, HC, AC Các ô nhớ truy cập theo bit, byte (B), từ (W), từ kép (DW) • Tóm tắt vùng nhớ: • CPU 214 • Chương trình người dùng : 2KW • Dữ liệu người dùng: 2KW • • • • • • 31 30 Counter : C0…C127 Đếm vận tốc cao : HC0…HC2 Thanh ghi ACC: AC0…AC3 Vòng PID : Vùng nhớ AI, AQ : truy cập theo từ (16 bit): AIW0, AQW 10 Vùng nhớ V, I, Q, M, SM : truy cập theo bit , byte, word hay double word : I0.1, QB2, VW150… T, C : truy caäp theo bit : T1, C15 hay từ AC : truy cập theo byte, word hay double word HC : truy caäp theo double word 10/20/2013 32 10/20/2013 • • • • • • • • • • • • • • • • 3.5 Tập lệnh PLC • • • • • • • • • • • • • • • phaàn sau trình bày lệnh PLC, bạn đọc cần biết chi tiết đề nghò đọc tài liệu chuyên sâu Lệnh bit Dạng STL : POU Comment Network Network Title Network comment LD I0.0 = Q1.0 Network LDN I0.1 = Q1.1 Network LD I0.2 A I0.3 = Q1.2 10/20/2013 • • • • • • Network LD I0.3 O Q1.3 = Q1.3 Network LD I1.0 LD I1.1 AN I1.2 OLD = Q1.1 Network LD I1.3 LD I1.4 ON I1.5 ALD = Q1.5 33 10/20/2013 34 35 10/20/2013 36 Network LDN I1.4 LD I1.6 O I1.5 ALD = Q1.6 10/20/2013 10/20/2013 • • • • • • • • • • • • Lệnh Lệnh vi phân Lệnh đảo Lệnh đặt/ xóa Lệnh so sánh Lệnh timer Lệnh đếm Lệnh số học Lệnh PID Bảng Lệnh di chuyển Lệnh hoán đổi 10/20/2013 • • • • • • • • • • Lệnh ghi dời bit Ghi dời byte Lệnh quay Lệnh làm đầy Gọi chương trình Lệnh ngắt Bảng 19.Ngắt thời gian 20.Ngắt truyền thông Đếm vận tốc cao 37 10/20/2013 38 39 10/20/2013 40 3.6.Các thí dụ điều khiển dùng PLC: • Thí dụ : Mạch tự giữ • -Sơ đồ mạch • 10/20/2013 10 10/20/2013 10/20/2013 • • • • • • 41 -Mã nhớ (STL) Network LD I1.0 O Q1.0 AN I1.1 = Q1.0 10/20/2013 10/20/2013 42 • -Lập trình với lập trình cầm tay/ Step7 MicroWin : Nhập chương trình • -Chạy chương trình • -Kiểm tra kết • -Nhận xét kết • - Đònh hướng sử dụng • 43 10/20/2013 44 11 10/20/2013 4.Đặc tả chuỗi công nghiệp GRAFCET • Grafcet phương pháp phát triển cho đặc tả chuỗi điều khiển công nghiệp moat cách theo sơ đồ Một phương pháp tương tự bắt nguồn Đức gọi FUP (Function Plan) Bằng ví dụ, mô tả việc sử dụng Graftcet cho hệ thống băng chuyền táo • Hệ thống đóng thùng táo tự động • 10/20/2013 45 10/20/2013 46 12 ... mởrộng tầm chất lượng cuối thấp • PLC S7-200 từ Siemens dùng la giải pháp micro PLC đứng hay kết hợp với điều khiển khác 10/20/2013 15 10/20/2013 • Hình 5: PLC S7-300 PLC S7-200 (hình vẽ trích dẫn... PC-programmable controller để PLC) 10/20/2013 • Trong hệ thống phức tạp thường gồm máy tính (vi xử lý) thực công việc phức tạp PLC thực công việc mang tính chất Máy tính PLC kết nối với qua đường... viết cho PLC dạng : -Giản đồ thang (Ladder diagram LAD) -Lưu đồ (Control system Flowchart CSF) -Bảng phát biểu (Statement list STL) Các họ PLC Siemens : -Logo -S7-200 -S7-300/400 Hoï PLC Omron: