. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH: .................................................................................. 26 2.2.1. Lập trình tuyến tính và lập trình có cấu trúc: .............................................. 26 2.2.2. Qui trình thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC: ............................... 27 2.2.3. Các ngôn ngữ lập trình: ................................................................................ 29 2.2.4. Các địa chỉ ngõ vàora: .................................................................................. 30 2.2.5. Sử dụng và khai báo các dạng tín hiệu: ....................................................... 31 2.2.6. Cấu trúc bộ nhớ của S7300: ........................................................................ 32 2.3. XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH: ................................................................................. 33 2.3.1.Vòng quét của chương trình: ......................................................................... 33 2.3.2. Những khối OB đặc biệt: ............................................................................... 35 CHƯƠNG 3: KẾT NỐI PLC VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI .......................................... 38 3.1. KẾT NỐI PLC VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI .......................................................... 38 3.1.1. Kết nối đầu vàora: ......................................................................................... 38 2.4.2. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm .......................................................... 40 3.2. CÀI ĐẶT STEP 7: ................................................................................................ 41 3.2.1. Tổng quát về Step 7: ...................................................................................... 41 3.2.2. Soạn thảo một Project. ................................................................................... 45 3.1.3. Nạp chương trình và giám sát viêc thực hiện chương trình. ...................... 59 CHƯƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC ........................................... 62 4.1. CÁC LỆCH LIÊN KẾT LOGIC: ........................................................................ 62 4.1.1. Hàm AND :.................................................................................................... 62 4.1.2. Hàm OR: ........................................................................................................ 62 4.1.3. Hàm NOT: ...................................................................................................... 62 4.1.4. Hàm XOR: ...................................................................................................... 63 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH: .................................................................................. 26 2.2.1. Lập trình tuyến tính và lập trình có cấu trúc: .............................................. 26 2.2.2. Qui trình thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC: ............................... 27 2.2.3. Các ngôn ngữ lập trình: ................................................................................ 29 2.2.4. Các địa chỉ ngõ vàora: .................................................................................. 30 2.2.5. Sử dụng và khai báo các dạng tín hiệu: ....................................................... 31 2.2.6. Cấu trúc bộ nhớ của S7300: ........................................................................ 32 2.3. XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH: ................................................................................. 33 2.3.1.Vòng quét của chương trình: ......................................................................... 33 2.3.2. Những khối OB đặc biệt: ............................................................................... 35 CHƯƠNG 3: KẾT NỐI PLC VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI .......................................... 38 3.1. KẾT NỐI PLC VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI .......................................................... 38 3.1.1. Kết nối đầu vàora: ......................................................................................... 38 2.4.2. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm .......................................................... 40 3.2. CÀI ĐẶT STEP 7: ................................................................................................ 41 3.2.1. Tổng quát về Step 7: ...................................................................................... 41 3.2.2. Soạn thảo một Project. ................................................................................... 45 3.1.3. Nạp chương trình và giám sát viêc thực hiện chương trình. ...................... 59 CHƯƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC ........................................... 62 4.1. CÁC LỆCH LIÊN KẾT LOGIC: ........................................................................ 62 4.1.1. Hàm AND :.................................................................................................... 62 4.1.2. Hàm OR: ........................................................................................................ 62 4.1.3. Hàm NOT: ...................................................................................................... 62 4.1.4. Hàm XOR: ...................................................................................................... 63 4
Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 MỤC LỤC CHƯƠNG : ĐẠI CƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 1.1.1 Điều khiển nối cứng điều khiển lập trình: 1.1.2 So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác: 1.1.3 Ứng dụng hệ thống điều khiển PLC: 10 1.1.4 Một số dòng sản phẩm PLC thông dụng: 10 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA PLC 16 2.1 CẤU TRÚC HOẠT ĐỘNG VÀ PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PLC S7-300: 16 2.1.1 Modul CPU: 16 2.1.2 Modul mở rộng: 18 2.1.3 Trao đổi liệu CPU modul mở rộng: 22 2.2 NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH: 26 2.2.1 Lập trình tuyến tính lập trình có cấu trúc: 26 2.2.2 Qui trình thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC: 27 2.2.3 Các ngôn ngữ lập trình: 29 2.2.4 Các địa ngõ vào/ra: 30 2.2.5 Sử dụng khai báo dạng tín hiệu: 31 2.2.6 Cấu trúc nhớ S7-300: 32 2.3 XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH: 33 2.3.1.Vòng qt chương trình: 33 2.3.2 Những khối OB đặc biệt: 35 CHƯƠNG 3: KẾT NỐI PLC VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI 38 3.1 KẾT NỐI PLC VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI 38 3.1.1 Kết nối đầu vào/ra: 38 2.4.2 Kiểm tra việc nối dây phần mềm 40 3.2 CÀI ĐẶT STEP 7: 41 3.2.1 Tổng quát Step 7: 41 3.2.2 Soạn thảo Project 45 3.1.3 Nạp chương trình giám sát viêc thực chương trình 59 CHƯƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC 62 4.1 CÁC LỆCH LIÊN KẾT LOGIC: 62 4.1.1 Hàm AND : 62 4.1.2 Hàm OR: 62 4.1.3 Hàm NOT: 62 4.1.4 Hàm XOR: 63 4.2 CÁC LỆNH GHI/XÓA GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM 63 4.2.1 Lệnh xoá RESET: 63 4.2.2 Lệnh SET: 63 4.2.3 Bộ nhớ RS: 64 4.2.4 Bộ nhớ SR: 64 4.3 BỘ THỜI GIAN: 64 4.3.1 Nguyên lý làm việc chung Timer 64 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 4.3.2 Khai báo sử dụng: 66 4.4 BỘ ĐẾM COUNTER: 71 4.4.1 Nguyên lý làm việc: 71 4.4.2 Khai báo sử dụng: 72 4.5 CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG: 74 4.5.1 Thao tác dùng tiếp điểm Bit Logic lập trình 74 4.5.2 Thao tác dùng định thời gian lập trình 76 4.5.3 Thao tác dùng đếm lên-xuống S_CUD 76 CHƯƠNG 5: CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC 78 5.1 CHỨC NĂNG SO SÁNH: 78 5.1.1 Nhóm hàm so sánh số nguyên 16 bit: 78 5.1.2 Nhóm hàm so sánh hai số nguyên 32 bits: 78 5.1.3 Nhóm hàm so sánh số thực 32 bits 79 5.2 CHỨC NĂNG DỊCH CHUYỂN DỮ LIỆU: 79 5.3 CHỨC NĂNG CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU : 80 5.3.1 Hàm chuyển số BCD thành số số nguyên 16 bits: 80 5.3.2 Hàm chuyển đổi số nguyên 16 bits sang dạng BCD 80 5.3.3 Hàm chuyển đổi số nguyên 16 bits sang số nguyên 32 bits: 81 5.3.4 Chuyển đổi số BCD sang số nguyên 32 bits: 81 5.3.5 Hàm đảo giá trị bits 82 5.3.6 Các hàm đổi dấu : 83 5.3.7 Các hàm thực chức làm tròn (đổi kiểu liệu): 83 5.4 CHỨC NĂNG T OÁN HỌC: 84 5.4.1 Nhóm hàm làm việc với số nguyên 16 bits: 85 5.4.2 Nhóm hàm làm việc với số nguyên 32 bits: 86 5.4.3 Nhóm hàm làm việc với số thực: 88 CHƯƠNG 6: CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG CƠ BẢN 92 6.1 ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN: 92 6.1.1 Bài tập Điều khiển máy khoan: 92 6.1.2 Đảo chiều động cơ: 93 6.1.3 Chuyển đổi tam giác: 94 6.2 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH: 94 6.2.1 Điều khiển cánh tay ROBOT bốc hàng hóa 94 6.2.2 Điều khiển cầu trục: 96 6.2.3 Đèn giao thông ngã tư: 98 6.2.4 Mơ hình hệ thống pha trộn màu sơn 99 6.2.5 Hệ thống thùng sơn 100 6.2.6 Hệ thống tự động điều khiển vào 101 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Chương : ĐẠI CƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Mục đích chương học: - Phát biểu khái niệm điều khiển lập trình - So sánh ưu nhược điểm điều khiển lập trình với hình thức điều khiển khiển khác - Trình bày ứng dụng PLC thực tế 1.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Trong cơng nghiệp u cầu tự động hóa ngày tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng yêu cầu Để giải nhiệm vụ điều khiển người ta thực hai cách: thực Rơle, khởi động từ thực chương trình nhớ Hệ điều khiển Rơle hệ điều khiển lập trình có nhớ khác phần xử lý: thay dùng Rơle, tiếp điểm dây nối phương pháp lập trình có nhớ chúng thay cách mạch điện tử Như thiết bị PLC làm nhiệm vụ thay phần mạch điện điều khiển khâu xử lý số liệu Nhiệm vụ sơ đồ mạch điều khiển xác định số hữu hạn bước thực xác định gọi "chương trình" Chương trình mơ tả bước thực gọi tiến trình điều khiển, tiến trình lưu vào nhớ nên gọi "điều khiển lập trình có nhớ" Trên sở khác khâu xử lý số liệu ta biểu diễn hai hệ điều khiển sau: Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển Rơle: Xác định nhiệm vụ điều khiển Sơ đồ mạch điện Chọn phần tử mạch điện Nối dây liên kết phần tử Kiểm tra chức Hình 1-1: Lưu đồ điều khiển dùng Rơle Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển PLC: Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Xác định nhiệm vụ điều khiển Thiết kế giải thuật Soạn thảo chương trình Kiểm tra chức Hình 1-2: Lưu đồ điều khiển PLC Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển người ta cần thay đổi mạch điều khiển cách lắp lại mạch, thay đổi phần tử hệ thống điều khiển Rơle điện Trong khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ta cần thay đổi chương trình soạn thảo hệ điều khiển lập trình có nhớ Như cách tổng quát nói hệ thống điều khiển PLC tập hợp thiết bị linh kiện điện tử Để đảm bảo tính ổn định, xác an tồn q trình sản xuất, thiết bị bao gồm nhiều chủng loại, hình dạng khác với cơng suất từ nhỏ đến lớn Do tốc độ phát triển nhanh công nghệ để đáp ứng yêu cầu điều khiển phức tạp nên hệ thống điều khiển phải có hệ thống tự động hóa cao Yêu cầu thực hệ lập trình có nhớ PLC kết hợp với máy tính, ngồi cần có thiết bị ngoại vi khác như: Bảng điều khiển, động cơ, cảm biến, tiếp điểm, công tắc tơ, 1.1.1 Điều khiển nối cứng điều khiển lập trình: Sự khác hệ điều khiển Rơle điện lập trình có nhớ minh hoạ ví dụ sau: Điều khiển hệ thống máy bơm nước qua cấp khởi động từ K1, K2, K3 Trình tự điều khiển sau: Các máy bơm hoạt động nghĩa K1 đóng trước tiếp đến K2 cuối K3 đóng Để thực nhiệm vụ theo yêu cầu mạch điều khiển ta thiết kế sau: Trong nút ấn S1, S2, S3, S4 phần tử nhập tín hiệu Các tiếp điểm K1, K2, K3 mối liên kết phần xử lý Các khởi động từ K1, K2, K3 kết xử lý Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Hình 1-3: Sơ đồ điều khiển Rơle Nếu ta thay thiết bị điều khiển PLC ta mơ tả sau: - Tín hiệu vào: S1, S2, S3, S4 giữ nguyên - Tín hiệu ra: K1, K2, K3 khởi động từ giữ nguyên - Phần tử xử lý: thay PLC Hình 1-4: Sơ đồ điều khiển thay PLC Khi thực chương trình điều khiển có nhớ PLC ta cần thực nối mạch theo sơ đồ sau: Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Hình 1-5: Sơ đồ nối dây thực PLC Nếu nhiệm vụ điều khiển thay đổi ví dụ bơm 1, 2, hoạt động theo nguyên tắc số bơm hoạt động độc lập Như mạch điều khiển dùng Rơle ta phải tiến hành lắp ghép lại toàn mạch điều khiển, mạch điều khiển dùng PLC ta lại cần soạn thảo lại chương trình nạp lại vào CPU ta có sơ đồ điều khiển theo yêu cầu nhiệm vụ mà không cần phải nối lại dây mạch điều khiển Như cách tổng quát nói hệ thống điều khiển PLC tập hợp thiết bị linh kiện điện tử Để đảm bảo tính ổn định, xác an tồn q trình sản xuất, thiết bị bao gồm nhiều chủng loại, hình dạng khác với công suất từ nhỏ đến lớn Do tốc độ phát triển nhanh công nghệ để đáp ứng yêu cầu điều khiển phức tạp nên hệ thống điều khiển phải có hệ thống tự động hóa cao Yêu cầu thực hệ lập trình có nhớ PLC kết hợp với máy tính, ngồi cần có thiết bị ngoại vi khác như: Bảng điều khiển, động cơ, cảm biến, tiếp điểm, công tắc tơ, Mỗi thành phần hệ thống điều khiển có vai trò quan trọng trình bày hình vẽ sau: Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Hình 1-6: Mơ hình hệ thống điều khiển PLC Khả truyền liệu hệ thống rộng thích hợp cho hệ thống xử lý linh động hệ thống phân phối Hệ thống PLC không cảm nhận giới bên ngồi khơng có cảm biến, điều khiển hệ thống sản xuất khơng có động cơ, xy lanh hay thiết bị ngoại vi khác cần thiết sử dụng máy tính chủ vị trí đặc biệt dây chuyền sản xuất 1.1.2 So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác: a Hệ thống điều khiển PLC điển hình: Trong hệ thống điều khiển PLC phần tử nhập tín hiệu : chuyển mạch, nút ấn, cảm biến, nối với đầu vào thiết bị PLC Các phần tử chấp hành : Đèn báo, rơ le, công tắc tơ, nối đến lối PLC đầu nối Chương trình điều khiển PLC soạn thảo dạng (sẽ trình bày phần sau) nạp vào nhớ bên PLC, sau tự động thực theo chuỗi lệnh điều khiển xác định trước Hệ cho phép cơng nhân vận hành thao tác tay tiếp điểm, nút dừng khẩn cấp để đảm bảo tính an tồn trường hợp xảy cố b.Vai trò PLC: PLC xem trái tim hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương trình điều khiển chứa nhớ PLC, PC thường xuyên kiểm tra trạng thái hệ thống thơng qua tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị nhập để từ đưa Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 tín hiệu điều khiển tương ứng đến thiết bị xuất PLC sử dụng cho yêu cầu điều khiển đơn giản lập lập lại theo chu kỳ, liên kết với máy tính chủ khác máy tính chủ thơng qua kiểu hệ thống mạng truyền thơng để thực q trình xử lý phức tạp Tín hiệu vào: Mức độ thơng minh hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả PLC để đọc liệu khác từ cảm biến thiết bị nhập bằnh tay Tiêu biểu cho thiết bị nhập tay : Nút ấn, bàn phím chuyển mạch Mặt khác, để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lưu lượng chất lỏng PLC phải nhận tín hiệu từ cảm biến Ví dụ : Tiếp điểm hành trình, cảm biến quang điện tín hiệu đưa vào PLC tín hiệu số (Digital) tín hiệu tương tự (Analog), tín hiệu giao tiếp với PLC thơng qua Modul nhận tín hiệu vào khác DI (vào số) AI (vào tương tự) Đối tượng điều khiển: Một hệ thống điều khiển khơng có ý nghĩa thực tế không giao tiếp với thiết bị xuất, thiết bị xuất thông dụng như: Môtơ, van, Rơle, đèn báo, chuông điện, giống thiết bị nhập, thiết bi xuất nối đến ngõ Modul (Output) Các Modul DO (Ra số) AO (ra tương tự) c Cấu tạo PLC: Thiết bị điều khiển lập trình PLC bao gồm khối xử lý trung tâm (CPU) có chứa chương trình điều khiển Modul giao tiếp vào/ra có nhiệm vụ liên kết trực tiếp đến thiết bị vào/ra, sơ đồ khối cấu tạo PLC vẽ hình 1-6 Khối xử lý trung tâm : vi xử lý điều khiển tất hoạt động PLC như: Thực chương trình, xử lý vào/ra truyền thơng với thiết bị bên ngồi Bộ nhớ: có nhiều nhớ khác dùng để chứa chương trình hệ thống phần mềm điều khiển hoạt động hệ thống, sơ đồ LAD, trị số Timer, Counter chứa vùng nhớ ứng dụng, tùy theo yêu cầu người dùng chọn nhớ khác nhau: - Bộ nhớ ROM: loại nhớ không thay đổi được, nhớ nạp lần nên sử dụng phổ biến loại nhớ khác - Bộ nhớ RAM: loại nhớ thay đổi dùng để chứa chương trình ứng dụng liệu, dử liệu chứa Ram bị mất điện Tuy nhiên, Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 điều khắc phục cách dùng Pin - Bộ nhớ EPROM: Giống ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng Pin, nhiên nội dung chứa xố cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ nhỏ EPROM sau nạp lại nội dung máy nạp - Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm RAM EPROM, loại xóa nạp tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp có giới hạn d Ưu nhược điểm hệ thống: Trong giai đoạn đầu thời kỳ phát triển công nghiệp vào khoảng năm 1960 1970, yêu cầu tự động hệ điều khiển thực Rơle điện từ nối nối với dây dẫn điện bảng điều khiển, nhiều trường hợp bảng điều khiển có kích thước q lớn khơng thể gắn tồn lên tường dây nối khơng hồn tồn tốt thường xảy sai hỏng hệ thống Một yếu tố thời gian làm việc Rơle có giới hạn nên cần thay tồn hệ thống dây nối phải thay cho phù hợp, bảng điều khiển dùng cho yêu cầu riêng biệt thay đổi tức thời chức khác mà phải lắp giáp lại toàn bộ, trường hợp bảo trì sửa chữa cần đòi hỏi thợ chun mơn có tay nghề cao Tóm lại hệ điều khiển Rơle hồn tồn khơng linh động * Tóm tắt nhược điểm hệ thống điều khiển dùng Rơle: - Tốn nhiều dây dẫn - Thay phức tạp - Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao - Công suất tiêu thụ lớn - Thời gian sửa chữa lâu - Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho cơng tác bảo trì thay * Ưu điểm hệ điều khiển PLC: Sự đời hệ điều khiển PLC làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển quan niệm thiết kế chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm sau: - Giảm 80% Số lượng dây nối - Công suất tiêu thụ PLC thấp - Có chức tự chuẩn đốn giúp cho cơng tác sửa chữa nhanh chóng dễ dàng - Chức điều khiển thay đổi dễ dàng thiết bị lập trình (máy tính, hình) Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 mà không cần thay đổi phần cứng khơng có u cầu thêm bớt thiết bị xuất nhập - Số lượng Rơle Timer nhiều so với hệ điều khiển cổ điển - Số lượng tiếp điểm chương trình sử dụng khơng hạn chế - Thời gian hồn thành chu trình điều khiển nhanh (vài mS) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất - Chi phí lắp đặt thấp - Độ tin cậy cao - Chương trình điều khiển in giấy vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì sửa chữa hệ thống 1.1.3 Ứng dụng hệ thống điều khiển PLC: Từ ưu điểm nêu trên, PLC ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghiệp như: - Hệ thống nâng vận chuyển - Dây chuyền đóng gói - Các ROBOT lắp giáp sản phẩm - Điều khiển bơm - Sản xuất xi măng - Dây chuyền lắp giáp Tivi - Điều khiển hệ thống đèn giao thông - Quản lý tự động bãi đậu xe - Dây truyền may công nghiệp - Điều khiển thang máy - Dây chuyền sản xuất xe Ơtơ 1.1.4 Một số dòng sản phẩm PLC thơng dụng: a Về hình dạng: Có hai kiểu cấu thơng dụng với hệ thống PLC kiểu hộp đơn kiểu modul nối ghép Kiểu hộp đơn thường sử dụng cho thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ cung cấp dạng nguyên hoàn chỉnh Kiểu modul ghép nối: Gồm nhiều modul riêng cho nguồn, CPU, cổng vào/ra lắp ray Kiểu sử dụng cho thiết bị lập trình kích cỡ b Về hãng sản xuất dòng sản phẩm: 10 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 IN2: REAL OUT: REAL ENO: BOOL b Hàm trừ hai số thực: Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm thực trừ hai số thực MD0 MD4 Kết cất vào MD10 Trong trường hợp tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm khơng thực chức FBD LAD STL Hình 5-17: Khối thực chức trừ hai số thực Dữ liệu vào/ra: EN: IN2: REAL BOOL IN1: REAL OUT: REAL ENO: BOOL c Nhân hai số thực: Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm thực nhân hai số thực MD0 MD4 Kết cất vào MD10 FBD LAD STL Hình 5-18: Khối thực chức nhân hai số thực Trong trường hợp tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm khơng thực chức Dữ liệu vào/ra: EN: IN2: REAL BOOL IN1: REAL OUT: REAL ENO: BOOL 89 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 d Chia hai số thực: Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm thực chia hai số thực MD0: MD4 Kết cất vào MD10 Trong trường hợp tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm khơng thực chức FBD LAD STL Hình 5-19: Khối thực chức chia hai số thực Dữ liệu vào/ra: EN: BOOL IN2: REAL IN1: REAL OUT: REAL ENO: BOOL e Hàm lấy giá trị tuyệt đối : ABS Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm thực chức lấy giá trị tuyệt đối MD8 cất vào MD12 Khi tín hiệu vao I0.0 = đầu Q4.0 = hàm khơng thực chức FBD LAD STL Hình 5-20: Khối thực chức lấy giá trị thuyệt đối Dữ liệu vào/ra: EN: BOOL OUT: REAL IN: REAL ENO: BOOL Ví dụ: MD8= -6,234 x 10-3 thi sau thực chức ABS giá trị MD12 = 6,234 x 10-3 f Hàm SIN, COS, TAN, ASIN, ACOS, ATAN: Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm thực chức tinh SIN, 90 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 COS, TAN, ASIN, ACOS, ATAN MD0 cất vào MD10 Khi tín hiệu vào I0.0 = đầu Q4.0 = hàm khơng thực chức FBD LAD STL Hình 5-22: Khối thực chức tính hàm Sin Dữ liệu vào/ra: EN: BOOL OUT: REAL IN: REAL ENO: BOOL 91 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Chương 6: CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG CƠ BẢN Nội dung chương này: - Bài tập điều khiển - Bài tập điều khiển trình 6.1 ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN: 6.1.1 Bài tập Điều khiển máy khoan: Viết chương trình cho PLC điều khiển thiết bị khoan thủy lực đầu khoan tự động mô tả (hình 2), với yêu cầu kỹ thuật sau: Đưa chi tiết vào vị trí cần khoan, ấn nút Start, mũi khoan xoay, đầu khoan tịnh tiến khoan chi tiết Đạt đủ chiều sâu khoan cần thiết (S4 tác động), đầu khoan tự động quay kết thúc chu kỳ khoan S3 Trong trình gia cơng xảy cố ta ấn nút Stop, đầu khoan tự động lui Hình 7.2 Cơ cấu khoan a, Bảng phân công nhiệm vụ: Input (ngõ vào) Output (ngõ ra) Tên gọi Địa Tên gọi Địa Start I0.0 Sot 1Y Q0.0 Stop I0.1 S3 I0.2 S4 I0.3 b, Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống 92 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Hình : Biểu đồ trạng thái theo thời gian c, Kết nối ngoại vi 6.1.2 Đảo chiều động cơ: Viết chương trình điều khiển để đảo chiều động điện DC Nhấn S1 để động quay chiều kim đồng hồ, nhấn S2 để động quay ngược chiều kim đồng hồ Nhấn S0 để dừng động Ghi : có sử dụng mơ hình (Động DC) Sinh viên phải thực phần sau: a Thực bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput) Input (ngõ vào) Output (ngõ ra) Tên gọi Tên gọi Địa Địa 93 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng STL: 6.1.3 Chuyển đổi tam giác: Chuyển chế độ hoạt động động từ chế độ (Y) sang tam giác (∆) Tác động tín hiệu khởi động ( nút nhấn PB Start) động khởi động chế độ (Y), sau giây động chuyển sang hoạt động chế độ (∆) Dừng động tác động tín hiệu ngừng ( nút nhấn PB Stop) Sinh viên phải thực phần sau: a Thực bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput) Input (ngõ vào) Output (ngõ ra) Tên gọi Tên gọi Địa b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD: 6.2 ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH: 6.2.1 Điều khiển cánh tay ROBOT bốc hàng hóa 94 Địa Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 START STOP RESET PH1 LS3 LS1 LS2 Băng chuyền B Băng chuyền A Loại robot hay gặp xí nghiệp cơng nghiệp Robot nắm chặt vật từ băng chuyền A bỏ sang băng chuyền B Ở vị trí ban đầu cánh tay phía băng chuyền B Khi ấn START động thuận khởi động quay theo chiều kim đồng hồ Khi gặp LS1 dừng lại đồng thời băng chuyền A khởi động Băng chuyền A đưa vật tiến tới cánh tay Khi vật chạm vào PH1 cảm biến phát vật cánh tay kẹp chặt lấy vật Khi LS3 tác động tức vật kẹp chặt động ngược khởi động quay theo chiều ngược lại Khi cánh tay chạm vào LS2 dừng nhả vật xuống băng chuyền B Băng chuyển B ln hoạt động (Khi ấn START bắt đầu hoạt động) Giản đồ thời gian 95 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Start TG Stop PH1 LS1 LS2 Ls3 DCT DCN DC Kep BCA a Phân công I/O: Đầu vào Đầu I0.0 Start Q0.0 DC Thuận I0.1 Stop Q0.1 DC Ngược I0.2 PH1 Q0.2 Băng chuyền A I0.3 LS1 Q0.3 DC Kẹp I0.4 LS2 I0.5 LS3 I0.6 Reset b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD: 6.2.2 Điều khiển cầu trục: 96 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 S5 S4 S1 S3 RESET START ARLAM STOP S2 TANK Khi ấn START trục kéo cuộn tròn đưa mốc lên, sensor S3 tác động trục kéo ngừng cuộn Sau trục kéo di chuyển sang trái, đến ví trí sensor S4 tác động dừng hạ mốc xuống đưa sản phẩm vào chùng chứa (TANK) Đưa sản phẩm xuống S2 tác động ngừng Sản phẩm thùng 20 s Sau thời gian sản phẩm nhấc lên di chuyển qua trái sensor S5 tác động dừng lại Mốc hạ đến vị trí S2 chng reo lên, người vận hành lấy sảm phẩm nhấn RESET chuông hết reo, mốc kéo lên vị trí S3 di chuyển vị trí S1 hạ mốc xuống vị ví S2 a Phân công I/O: Đầu vào Đầu I0.0: START Q0.0: ĐỘNG CƠ SANG TRÁI I0.1: RESET Q0.1: ĐỘNG CƠ SANG PHẢI I0.2: STOP Q0.2: ĐỘNG CƠ KÉO LÊN I1.1: S1 Q0.3: ĐỘNG CƠ HẠ MỐC XUỐNG I1.1: S2 Q0.4: CHUÔNG I1.3: S3 I1.4: S4 I1.5: S5 b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống 97 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 PB1 TG PB2 Stop S1 S2 S3 S4 S5 MTrai MPhai MLen MXuong Coi T37 20s c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD 6.2.3 Đèn giao thơng ngã tư: u cầu cơng nghệ: Lập trình hệ thống đèn giao thơng ngã tư theo trình tự sau X1 V1 D1 X2 V2 D2 98 Sta rt Sto p Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 - Đèn xanh X1 sáng 25 giây - Rồi đến đèn vàng V1 sáng giây - Đèn xanh X2 sáng 25 giây - Rồi đến đèn vàng V2 sáng giây a Phân công I/O: b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD 6.2.4 Mơ hình hệ thống pha trộn màu sơn u cầu công nghệ: Màu sơn tạo màu bản: Xanh dương, đỏ xanh lục (Q0.1, Q0.2, Q0.3) - Tỷ lệ màu cài đặt thông qua thời gian chạy bơm - Khi bơm loại sơn vào đồng thời động trộn (Q0.0) thực trộn - Khi tất bơm sơn bơm đủ động trộn tiếp tục hoạt động 10 giây dừng động trộn - Xả sơn bình thơng qua van (Q0.4) động xả (Q0.5) tác động sensor I0.3 mức thấp dừng xả - Nếu lượng sơn bình chứa vượt mức giới hạn cao I0.2 ngừng bơm tiếp trục trộn - Sau thực xong tiếp tục bơm thực mẻ khác 99 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 Motor1 (Q 0.0) Blue color Motor2 (Q 0.1) Green color olor Red c Motor4 (Q 0.3) Motor3 (Q 0.2) SS Sensor1 (I 0.2) SS Sensor2 (I 0.3) Valve (Q 0.4) Motor5 (Q 0.5) a Phân công I/O: b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD 6.2.5 Hệ thống đóng thùng sơn u cầu cơng nghệ: Đóng gói hộp sơn sau pha trộn - Băng chuyền thứ điều khiển với motor1 (q0.0) chuyển hộp sơn sau pha trộn - Khi hộp sơn đến gặp sensor1 phát băng tải dừng lại robot (Q0.3) hoạt động đưa hộp sơn vào thùng Băng chuyền Q0.0 tiếp tục hoạt động - Khi đủ bốn hộp sơn thùng băng tải Q0.1 hoạt động sensor2 (I0.3) tác động thi dừng lại - Và hệ thống lại tiếp tục hoạt động để bỏ vào thùng Sensor1 (I 0.2) Motor1 (Q 0.0) Robot (Q 0.2) Motor2 (Q 0.1) Sensor2 (I 0.3) a Phân công I/O: 100 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD 6.2.6 Hệ thống tự động điều khiển vào Motor_up (Q 0.1) Position_open (I 0.3) Motor_down (Q 0.0) Motor Sensor (I 0.4) Position_close (I 0.2) - Hệ thống tự động mở cửa có xe vào thông qua cảm biến quang (I 0.5) Cửa đóng sau chờ đợi 10s khơng có xe - Khi có xe đến sensor cảm biến nhận dạng (I0.5) tác động, động Q0.0 kéo cửa lên tác động cơng tắc hành trình I0.4 dừng lại - Nếu sensor cảm biến nhận dạng khơng tác động lúc đố tính thời gian trễ sau 10 giây Q0.1 tác động đóng cửa lại a Phân công đầu vào, đầu Symbol Address Comment Start I0.0 Nút nhấn start Stopped I0.1 Nút nhấn stop Position_close I0.2 Cơng tắc hành trình báo cửa đóng Position_open I0.3 Cơng tắc hành trình báo cửa mở Sensor I0.4 Sensor siêu âm xác định có xe cần vào cửa Motor_up Q0.0 Động kéo cửa lên motor_down Q0.1 Động kéo cửa xuống 101 Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 b Vẽ biểu đồ trạng thái trình hoạt động hệ thống T Start (I 0.0) t Stopped (I 0.1) t Position_close (I 0.2) t Position_open (I 0.3) t Sensor sieu am (I 0.4) t Motor_down (Q 0.0) Motor_up (Q 0.1) c Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị với PLC d Trình bày chương trình dạng LAD 102 10s t t Giáo trình tổng hợp biên soạn Đỗ Mạnh mobile: 0989866423 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Tài liệu PLC S7-300 SIEMENS - Trần Xuân Công Trường ĐHSPKT Hưng Yên 2- Help phần mềm Step v5.4 - Siemens 3- Điều khiển PLC – ĐHBKHN 4- Tra cứu tài liệu mạng: www.diendandientu.com www.dientuvietnam.com www.siemens.com 103 ... Bảng điều khiển, động cơ, cảm biến, tiếp điểm, công tắc tơ, 1.1.1 Điều khiển nối cứng điều khiển lập trình: Sự khác hệ điều khiển Rơle điện lập trình có nhớ minh hoạ ví dụ sau: Điều khiển hệ thống. .. Qui trình thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC: Qui trình thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC bao gồm bước sau: a Xác định qui trình điều khiển: Điều cần biết đối tượng điều khiển hệ thống, ... biểu khái niệm điều khiển lập trình - So sánh ưu nhược điểm điều khiển lập trình với hình thức điều khiển khiển khác - Trình bày ứng dụng PLC thực tế 1.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Trong cơng