MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC GIAO TIẾP WINCC

MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC GIAO TIẾP WINCC PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1. Khái quát chung về thiết bị điều khiển lập trình PLC PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau : + Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học . + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa. + Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp . + Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp . + Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các

ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC GIAO TIẾP WINCC GVHD: Thạc sĩ TRẦN VĂN TRINH SVTH : TRẦN QUỐC CƯỜNG 08705981 VŨ VĂN ĐÔ 08022681 MINH HẢO 08028061 TRẦN QUANG PHI 08029651 TRƯƠNG VĂN QUANG 08705041 VĂN SƠN 08704871 ĐÀO VĂN THÍ 08026911 VĂN TÌNH 08029921 LÝ LÊ LÊ _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC LỚP : NCĐT1ALT Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2009 PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN Khái quát chung thiết bị điều khiển lập trình PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller , thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chương trình “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối ( điều khiển Relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau : + Lập trình dể dàng , ngơn ngữ lập trình dể học + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa + Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp + Hồn tồn tin cậy môi trường công nghiệp + Giao tiếp với thiết bị thông minh khác : máy tính , nối mạng , mơ Module mở rộng + Giá cá thể cạnh tranh _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MÔ HÌN THÍ NGHIỆM PLC Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng Relay dây nối Logic thời gian Tuy nhiên ,bên cạnh việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dể dàng cho PLC mà bảo đảm tốc độ xử lý giá … Chính điều gây quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm , định thời , ghi dịch … sau chức làm tốn máy lớùn … Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều Trong PLC, phần cứng CPU chương trình đơn vị cho trình điều khiển xử lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực xác định chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực việc điều khiển dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức qui trình cơng nghệ , ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực cách dễ dàng mà không cần can thiệp vật lý so với dây nối hay Relay 1.1 Giới thiệu PLC S7- 200 1.1.1 Cấu trúc nguyên lý hoạt động PLC 1.1.1.1 Cấu trúc : PLC nhiều hãng chế tạo, hãng có nhiều họ khác nhau, có nhiều phiên họ, chúng khác tính giá thành, phù hợp với tốn đơn giản hay phức tạp Ngồi có ghép mở rộng cho phép ghép nhiều PLC nhỏ để thực chức phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành mạng tích hợp, việc thực theo dõi, kiểm tra, điều khiển q trình cơng nghệ phức tạp hay toàn phân xưởng sản xuất Mặc dù vậy, hệ thống điều khiển dùng loại PLC có cấu trúc hình sau : + Ngõ vào dạng số: gồm hai trạng thái ON OFF Khi trạng thái ON ngõ vào số coi mức logic hay mức logic cao Khi trang thái OFF ngõ vào coi mức logic hay mức logic thấp + Ngõ số: gồm hai trạng thái ON OFF Các ngõ thường nối để điều khiển cuộn dây contactor, đèn tín hiệu… _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC + Thiết bị đầu vào: gồm thiết bị tạo tín hiệu điều khiển thương nút nhấn, cảm biến + Thiết bị chấp hành (Autuator): thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành tác động vật lý Autuator nối với ngõ PLC + Chương trình điều khiển: chương trình bao gồm hay nhiều lệnh nhằm thực nhiệm vụ cụ thể Việc lập trình cho PLC đơn giản xây dựng tập hợp lệnh Có nhiều cách để lập trình cho PLC như: dạng lập trình hình thang (LAD); dạng câu lệnh (STL); hay dạng sơ đồ khối chức (FBD) Chương trình điều khiển định quy luật thay đổi tín hiệu output phía đầu PLC theo thay đổi tín hiệu input phía đầu vào theo mong muốn Các chương trình điều khiển tạo cách sử dụng lập trình chuyên dụng cầm tay (hand- held programmer hay PG = programmer) chạy phần mềm điều khiển máy tính PC nạp vào PLC thơng qua cáp, nối PLC PC hay PG + Thiết bị lập trình (PG/PC): chương trình viết thiết bị lập trình truyền xuống PLC + Cáp kết nối (cáp PPI): thiết bị cần thiết để truyền liệu từ thiết bị lập trình xuống PLC PLC có thành phần : Một nhớ chương trình RAM bên ( mở rộng thêm số nhớ EPROM ) Một vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC Các Module vào /ra Bên cạnh đó, PLC hồn chỉnh kèm thêm đơn vị lập trình tay hay máy tính Hầu hết đơn vị lập trình đơn giản có đủ RAM để chứa đựng chương trình dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị xách tay , RAM thường loại CMOS có pin dự phòng, chương trình kiểm tra sẵn sàng sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … 1.1.1.2 Nguyên lý hoạt động PLC : _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát đến thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ Hệ thống Bus: Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: + Address Bus : Bus địa dùng để truyền địa đến Module khác + Data Bus : Bus dùng để truyền liệu + Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điểu khiển đồng hoạt động PLC Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý module vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song Nếu module đầu vào nhận địa Address Bus , chuyển tất trạnh thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, module đầu tương ứng nhận liệu từ Data bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh đó, CPU cung cấp xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống Bộ nhớ: + PLC thường yêu cầu nhớ trường hợp : Làm định thời cho kênh trạng thái I/O Làm đệm trạng thái chức PLC định thời, _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC đếm, ghi Relay + Mỗi lệnh chương trình có vị trí riêng nhớ, tất vị trí nhớ đánh số, số địa nhớ Địa ô nhớ trỏ đến đếm địa bên vi xử lý Bộ vi xử lý giá trị đếm lên trước xử lý lệnh Với địa , nội dung ô nhớ tương ứng xuất đấu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo bỡi vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000 - 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong PLC nhớ RAM, EPROM sử dụng + RAM (Random Access Memory ) nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung lúc Nội dung RAM bị nguồn điện nuôi bị Để tránh tình trạng này, PLC trang bị pin khơ, có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dùng để khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dùng CMOSRAM nhờ khả tiêu thụ thấp tuổi thọ lớn + EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) nhớ mà người sử dụng bình thường đọc khơng ghi nội dung vào Nội dung EPROM không bị mất nguồn, gắn sẵn máy, nhà sản xuất nạp chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng khơng muốn mở rộng nhớ dùng thêm EPROM gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi xóa EPROM + EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với truy xuất linh động RAM có tính ổn định Nội dung xóa lập trình điện, nhiên số lần có giới hạn Môi trường ghi liệu thứ tư đĩa cứng đĩa mềm, sử dụng máy lập trình Đĩa cứng đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường dùng để lưu chương trình lớn thời gian dài Kích thước nhớ : + Các PLC loại nhỏ chứa từ 300 -1000 dòng lệnh tùy vào cơng nghệ chế tạo _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC + Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K - 16K, có khả chứa từ 2000 - 16000 dòng lệnh Ngồi cho phép gắn thêm nhớ mở rộng RAM , EPROM Các ngõ vào I/O: Các đường tín hiệu từ cảm biến nối vào module ( đầu vào PLC ), cấu chấp hành nối với module ( đầu PLC ) Hầu hết PLC có điện áp hoạt động bên 5V, tín hiệu xử lý 12/24VDC 100/240VAC Mỗi đơn vị I/O có địa chỉ, hiển thị trạng thái kênh I/O cung cấp đèn LED PLC, điều làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng đơn giản Bộ xử lý đọc xác định trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực việc đóng hay ngắt mạch đầu 1.1.2 Các hoạt động xử lý bên PLC 1.1.2.1 Xử lý chương trình: Khi chương trình nạp vào nhớ PLC , lệnh vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ vi xử lý thực cách lệnh một, từ đầu cuối chương trình Mỗi lần thực chương trình từ đầu đến cuối gọi chu Thời gian thực chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý PLC độ lớn chương trình Một chu lỳ thực bao gồm ba giai đoạn nối tiếp : + Đầu tiên, xử lý đọc trạng thái tất đầu vào Phần chương trình phục vụ cơng việc có sẵn PLC gọi hệ điều hành + Tiếp theo, xử lý đọc xử lý lệnh chương trình Trong ghi đọc xử lý lệnh, vi xử lý đọc tín hiệu đầu vào, thực phép tốn logic kết sau xác định trạng thái đầu + Cuối cùng, vi xử lý gán trạng thái cho đầu module đầu 1.1.2.2 Xử lý xuất nhập: _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC Gồm hai phương pháp khác dùng cho việc xử lý I / O PLC : + Cập nhật liên tục : Điều đòi hỏi CPU quét lệnh ngỏ vào (mà chúng xuất chương trình ), khoảng thời gian Delay xây dựng bên để chắn có tín hiệu hợp lý đọc vào nhớ vi xử lý Các lệnh ngõ lấy trực tiếp tới thiết bị Theo hoạt động logic chương trình, lệnh OUT thực ngõ cài lại vào đơn vị I/O, nên chúng giữ trạng thái lần cập nhật + Chụp ảnh trình xuất nhập : Hầu hết PLC loại lớn có vài trăm I/O, CPU xử lý lệnh thời điểm Trong suốt trình thực thi, trạng thái ngõ nhập phải xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm tác động chương trình Do u cầu delay 3ms cho ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên dài tăng theo số ngõ vào Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, ngõ I/O cập nhật tới vùng đặc biệt chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt dùng đệm lưu trạng thái logic điều khiển đơn vị I/O Mỗi ngõ vào có địa I/O RAM Suốt trình copy tất trạng thái vào I/O RAM Quá trình xảy chu kỳ chương trình (từ Start đến End ) Thời gian cập nhật tất ngõ vào phụ thuộc vào tổng số I/O copy tiêu biểu vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng lệnh khoảng từ 1-10 us 1.1.3 PLC S7- 200 CPU 224 - Bộ nhớ: + Chương trình: từ 32 đến 64Kb tuỳ theo loại CPU + Dữ liệu: từ 16Kb đến 40Kb tuỳ theo loại CPU Số I/O số có sẵn CPU Số module tối đa ghép nối CPU 221 CPU 222 6IN/4OUT 8IN/6OUT CPU 224 CPU 226 14IN/10OUT 24IN/16OUT Khơng có module module module _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN Số lợng I/O số tối đa MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC 128IN 128IN 128IN 128IN 128OUT 128OUT 16IN 128OUT 32IN 128OUT 32IN 32OUT 256/256 32OUT 256/256 Số lợng I/O Analog tối đa Khơng có Các Counter/ Timer 256/256 16OUT 256/256 CPU 221 CPU 222 - Một số tính khác: Tốc độ xử lý logic tốc độ 33MHZ Phép toán số nguyên (+,-,*,/) Phép toán số thực (+,-,*,/) Các vòng lặp For/Next Bộ đếm tốc độ cao Các đầu dạng xung Các ngắt thời gian CPU 224 CPU 226 0.37s/lệnh 0.37s/lệnh 0.37s/lệnh 0.37s/lệnh Có Có Có Có Có Có 20KHz (20KHz) (1-255ms) Có Có 20KHz (20KHz) (1-255ms) Có Có 20KHz (20KHz) (1-255ms) Có Có 20KHz (20KHz) (1-255ms) Phần mềm STEP7- MicroWIN32: 2.1 Giao diện phần mềm: Để hệ thống PLC thực q trình điều khiển thân phải biết cần phải làm làm Việc truyền thơng tin hệ thống ví dụ quy trình hoạt động yêu cầu kèm theo cho PLC người ta gọi lập trình.Và để lập trình cho PLC cần phải có giao tiếp người PLC Việc giao tiếp phải thông qua phần mềm gọi phần mềm lập trình Mỗi loại PLC họ PLC khác có phần mềm lập trình khác Đối với PLC S7-200, SIEMEN xây dựng phần mềm để lập trình cho họ PLC loại Phần mềm có tên STEP7- MicroWIN32.Đây phần _ GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌN THÍ NGHIỆM PLC mềm chạy Windows 32bit, trải qua nhiều phiên khác Ở tập trung nói STEP7-MicroWIN32 version 4.0 Ngồi việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm có nhiều tính khác cơng cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình với ngơn ngữ khác nhau… Phần mềm có xây dựng phần trợ giúp (Help) nói đầy đủ, chi tiết tiện dụng Người dùng tra cứu vấn đề PLC S7-200 Nút thay đổi cách nhanhDown chóng, rõCơng ràng dễtrạng hiểu thái làm cụ kết Mở, tạo mới, lưu CT điều khiển load/Uploa d nối lệnh việc PLC Nút kiểm tra trạng thái chương trình Để thực phần mềm lập trình STEP7- MicroWIN32 ta có cách: Cách 1: Vào Start → Simatic → STEP7- MicroWIN32 V4.0 → STEP7- MicroWIN32 Cách 2: Chạy thông qua biểu tượng Desktop Các khối chức Vựng soạn thảo chương trình _ 10 GVHD: Th.S – TRẦN VĂN TRINH Các khối hàm, lệnh SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 79 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 80 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC Bài 12: Đóng gói sản phẩm Băng tải hoạt động chế độ Auto, sản phẩm đếm Khi đủ sản phẩm delay giây, ngừng Van khí hoạt động tượng trưng cho đóng gói sản phẩm Sau băng tải hoạt động đưa gói sản phẩm Khi có cảm biến quang 3, băng tải ngừng, giây sau van khí hoạt động đẩy gói sản phẩm Sau băng tải lại hoạt động đếm sản phẩm trở lại Lập trình cho PLC phần mềm Step Microwin: 81 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC Khởi động PC Access Kích phải chuột vào Microwin(COM1) chọn New PLC….Đặt Name S7-200 OK Sau kích chuột phải chọn New \ Item 82 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC Chạy giao diện WinCC: Nhấn nút cửa sổ Graphic Designer Sau quan sát thay đổi đèn báo Q0.0 mơ hình PLC 83 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 84 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 85 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN N _24V 2.1 Sơ đồ nguyên lý: N _24V OUT Q1 R 99 33K P HA A P HA B LED N _5V IS O PC 817 N _24V_D C Ko Dao Day den TH C B _ Q U A N G _TR A N G _ L2 R 93 2K R 6K Q13 C 815 R R 560 J2 R 10K E N C O D E R _ IN +24V D C +12V P HA A P HA B R 30 3K3 C 103 R 31 10K E N C O D E R 1_ O U T 1 4 N _24V_D C R 49 0K R 40 3K3 LM 324 U 4C 10 13 LM 324 12 U 4D D LED SW 14 L M3 24 3 R 55 10K N _5V R 57 R 53 47K 22K U 5B L M3 24 2K N _24V_D C 4 U 5A R 79 3k R 64 3K 12K R 52 R 54 10K R 50 3K U 5C L M3 24 10 11 N _24V R 18 C 1815 C 10 03 R 51 10K + 1k +12 V R 21 10K - Q 15 C 815 D K_D O N G C O INPUT IS O P C 17 C O N R 77 12k + R 75 IS O pc81 - C B _TU + R 26 2k IS O P C 17 13 L M3 24 12 +24 V D C R 59 A 015 N _24V NGUON VAO N _5V J12 Q 5K6 PHA A PHA B A 015 C 12 104 70 U F /25 V V IN V cc_ 5V D 17 R 28 60 C 11 104 LE D R 60 30 E N C OD ER 3_O U T LE D C 470 U F 220 0uF IS O 1 P C 81 2 0 u F /5 V 805 VO U T C U 1 D 18 C VO U T R 76 7/5W G N D V IN +12V GN D LM 7812 /5 W Q9 R 58 0K +24 V D C N G U O N D C O _E N C O D E R R 27 70 R 90 N _ 5V N G U O N _ C B R 36 +12 V D K_D O N G C O +24 V D C U 1 D O N G C O 04 R 24 10K N _ 24V _ D C C J18 IS O P C 81 J6 +24 V D C D 10 SW KEY DC:0 10V INPUT LE D E N C O D E R _ IN V cc_ 5V +24V D C J 24 0K D 16 R 23 60 +24 V D C SW 14 LM 324 5K6 J10 A B J 17 U 5D LE D Q R 22 R 48 10K DC:0 10V EN C O D E R 2_O U T LED J19 R 25 3K C B_D U N G R 74 12k D 15 R 20 560 R 91 +12V J16 PHA A PHA B A 1015 - J5 LED R 16 3K J7 5K6 LE D R 78 3k3 + J8 IS O PC 817 Q16 +24V D C Q4 R 19 D 21 D D O N G C O Q 70 SW KEY - N _24V N _5V N _2 4V D J15 22K R 44 0K 2K IR F _ R 15 10K R 47 R 42 U 4B 7K 1N 4007 R 43 L M3 24 IR F _ 3 R 45 10K 11 3 IS O P C 17 + U 4A J21 A B - C 103 R 41 10K LED + N _24V N _24V N _24V +12 V D 14 R 14 560 E N C O D E R _ IN LE D R 38 3 /1 W Q3 - R 92 A 1015 R 96 1k R 17 3K3 C 104 70 +12 V J14 +24V D C 5K6 1K D O N G C O Q SW 14 LM 324 DC:0 10V INPUT Q 18 C 18 15 10K U 3D D K_D O N G C O R 66 1K R 71 33K R 46 C 815 R 72 10K + R 39 N _5V Q 10 C 18 15 R 62 33K C B _ Q U A N G _ 2_ XA M 12 C B _ Q U A N G _ 2_ XA N H Q11 C 1815 13 IS O P C 81 R 12 R 61 33K Q 14 LM 324 - R 56 12K R 11 2K 10 C 104 SW KE Y + ko IS O PC 817 LM324 22K R 10 10K C B Q U A N G _TH U A N IS O P C 81 U 3C - J4 R 65 22K 47K R 34 10K IS O PC 817 LED LM 324 R 37 22K U 3B + D 20 R 73 3K3 J 11 IN O UT J13 D LED R 33 - -> 21V LED J9 LED R 13 3k3 R 12K LED R 35 10K D D R 3K D 13 R 560 R 32 U 3A A 101 1N 4007 5K IR F _ R 1N 4007 Q2 + R 70 1K 11 J3 N _ 5V 10K - 1K + R 67 +24V D C D 12 N _24V R 68 12K 5K A 101 IS O PC 817 - Q 12 C 1815 R J23 R 63 33K LED R 98 3K3 Dao Day trang TH + IS O PC 817 - D 19 C B _ Q U A N G _ _ T n g _ L LED 2 D N _5V J1 N _2 4V R 3K R 29 10K 2.2 Sơ đồ chi tiết: 2.2.1 Khối nguồn: +24V D C N _24V VOUT +12V R 76 /5 W C2 C 12 104 U F /2 V 2 0 u F /5 V U V IN 7805 GN D C V IN N G U O N D C O _EN C O D ER /5 W N _5V LM 7812 J6 N _24V_D C VOUT D 18 Vcc_5V U1 R 36 NGUON VAO N GUON _ CB GN D +24V D C +24V D C Vcc_5V +24V D C J24 2200uF C4 470U F C 11 104 LED Trong sơ đồ ta sử dụng nguồn điện : nguồn 5V DC nguồn 24 VDC Nguồn 5VDC cung cấp cho Opto Encoder 86 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT R 60 330 ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC Nguồn 24VDC dùng để cung cấp điện áp cho động cho PLC Tụ lọc nguồn 2200uF/50v lọc điện áp nhấp nhô từ điện áp vào, tạo điện áp tương đối phẳng IC 7812 dùng để chuyển mức điện áp ngõ vào 24VDC thành điện áp ngõ 12VDC IC 7805 dùng để chuyển mức điện áp ngõ vào 12VDC thành điện áp ngõ 5VDC N _5V 2.2.2 Khối cách li: Q R K +2 V D C A 1 A B L E D D IS O P C PHA PHA J N _5V R R K E N C O D E R _ IN J N _ V R Q K +2 V D C A 1 A B E N C O D E R _ O U T D L E D R PHA PHA IS O P C R 1 K Khi ngõ vào Encoder hoạt động tạo xung làm cho Q1 dẫn => Opto dẫn(điện áp 24VDC) tạo xung tương ứng đưa vào ngõ vào PLC 2.2.3 Khối cảm biến: 2.2.3.1 Khối cảm biến đảo: Khi cảm biến quang che lại, điện áp chân gần 0v nên Q13 (C1815) không dẫn, điện áp cực C lớn điện áp cực E (Q12) => Q12 dẫn => Opto dẫn (IS01) => điện áp chân gần 24VDC, đưa vào ngõ vào PLC 87 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC Khi cảm biến quang không che, điện áp chân gần 24VDC, tạo điện áp phân cực cho chân B (Q13) => Q13 dẫn, điện áp chân B = 0V => Q12 không dẫn => Opto không dẫn (IS01) => điện áp chân gần 0VDC, đưa vào ngõ vào PLC 2.2.3.2 Khối cảm biến không đảo: N _24V D 19 LED J23 R 98 3K3 C B_Q U AN G 3_TR AN G _L2 R 93 12K Ko Dao Day den TH IS O PC 817 R 99 33K Khi cảm biến quang che lại, điện áp chân gần 24VDC => Opto ESO12 dẫn => điện áp chân gần 24VDC đưa vào ngõ vào PLC Khi cảm biến quang không che , điện áp chân gần 0VDC => Opto ESO12 không dẫn => điện áp chân 0VDC đưa vào ngõ vào PLC 2.2.4 Khối tạo xung điều khiển MANUAL AUTO : 88 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC N _24V_D C ĐỒ ÁN +12V R 30 3K3 C6 103 13 12 U 3D Q7 SW 14 LM324 DONG CO + LM324 SW KEY C5 104 IR F 54 _ 10 11 LM324 U 3C + + 22K 47K R 34 10K + R 37 LM324 - - R 35 10K - D6 LED 22K U 3B 1N 4007 U 3A R 33 J13 R 32 - R 31 10K R 39 10K 470 DC:0 10V INPUT +12V J14 R 92 R 38 3 /1 W D K _D O N G C O - U3A : mạch khuyến đại đảo, tạo xung xuông đơn cực đưa vào U3B - U3B : mạch tích phân, có xung vuông từ U3A đưa vào tạo xung tam giác, đưa vào U3C khuyếch đại tín hiệu xung tam giác - Trường hợp 1: công tắc SW nối chân 14 (Op-amp)và điện trở R92 lại + Điện áp DC (dao động từ 0VDC đến 10VDC) đưa vào chân V+ (Op-amp) so sánh với xung tam giác (chân 13 Op-amp) tạo xung vuông (Ton,Toff), Ton lớn Toff => Motor chay nhanh, Ton nho Toff => Motor chay châm (đây chế độ điều khiển tay - MANUAL) - Trường hợp : công tắc SW nối chân (ngõ vào) với điện trở R92: + Điện áp chân người lập trình viết, đưa vào điều khiển động (đây chế độ điều khiển tự động - AUTO PLC ) MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 89 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC - Bài 1: Dùng mơ hình lập trình đèn sáng dần từ trái qua phải, từ phải qua trái sáng đuổi từ trái qua phải ngược lại - Bài 2: Điều khiển bóng đèn  Tạo giao diện dùng WinCC gồm nút ON, nút OFF để điều khiển bóng đèn ( Q0.0) 90 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MÔ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC  Tạo giao diện dùng WinCC gồm nút ON, nút OFF, nút FLASH Nhấn nút ON đèn sáng, nhấn nút OFF đèn tắt, nhấn nút FLASH đèn nhấp nháy 0.5s - Bài 3: Đếm sản phẩm Băng tải hoạt động chế độ Manual, sản phẩm chuyển qua liên tục Cảm biến quang điếm sản phẩm, đủ số lượng sản phẩm cần đếm ngừng đếm cho van khí hoạt động ( van khí tượng trưng cho q trình đóng gói sản phẩm) u cầu tạo giao diện cần có: Start, Stop, Reset, Ơ nhập thơng số điếm hiển thị kết - Bài 4: Đếm sản phẩm Băng tải hoạt động chế độ manual Sản phẩm chạy qua liên tục Cảm biến quang đếm sản phẩm thấp, cảm biến quang đếm sản phẩm cao Cảm biến quang đếm sản phẩm băng tải Yêu cầu tạo giao diện gồm: ô thị kết đếm, nút Start, nút Stop - Bài 5: Đếm sản phẩm tuần hoàn Băng tải hoạt động chế độ Manual, sản phẩm chuyển qua liên tục Cảm biến quang điếm sản phẩm, đủ số lượng sản phẩm cần đếm ngừng đếm cho van khí hoạt động Sau giây van khí trở ví ban đầu, băng tải hoạt động đếm trở lại Chu trình lặp lại - Bài 6: Đếm sản phẩm hai băng tải Băng tải hoạt động chế độ Manual Sản phẩm chuyển qua liên tục Yêu cầu đếm sản băng tải băng tải theo số liệu nhập vào Khi băng tải đủ sản phẩm cho van khí hoạt động, băng tải đủ sản phẩm cho van khí hoạt động Khi hai van khí hoạt động Reset thơng số chu trình lặp lại - Bài 7: Phân loại sản phẩm có từ tính 91 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ĐỒ ÁN MƠ HÌNH THÍ NGHIỆN PLC Băng tải hoạt động chế độ Manual Sản phẩm qua liên tục u cầu sản phẩm qua băng tải khơng có từ tính, sản phẩm có từ tính loại sản phẩm Dùng cảm biến từ để nhận sản phẩm có từ tính Dùng van khí để loại bỏ sản phẩm hư - Bài 8: Phân loại sản phẩm có từ tính kết hợp với đếm sản phẩm Băng tải hoạt động chế độ Manual Sản phẩm đếm, cảm biến từ tích cực khơng đếm sản phẩm loại sản phẩm Đếm đến giá trị nhập vào Reset Chu trình lặp lại - Bài 9: Đếm sản phẩm theo chiều cao Băng tải hoạt động Manual Sản phẩm qua liên tục đếm sản phẩm cao thấp theo số liệu nhập vào Khi đếm đủ ngừng đếm Reset hệ thống - Bài 10: Phân loại sản phẩm theo chiều cao Băng tải hoạt động Manual, cho sản phẩm thấp qua Sản phẩm thấp đếm, sản phẩm cao không đếm bị loại van khí Đếm đủ sản phẩm theo số nhập vào Reset đếm lại - Bài 11: Phân loại sản phẩm theo chiều cao có từ tính Băng tải hoạt động, cho sản phẩm cao qua Van khí loại bỏ sản phẩm thấp Sản phẩm qua băng tải mà có từ bị loại van khí đếm cảm biến quang Khi đếm đủ Reset hệ thống - Bài 12: Đóng gói sản phẩm Băng tải hoạt động chế độ Auto, sản phẩm đếm Khi đủ sản phẩm delay giây, ngừng Van khí hoạt động tượng trưng cho đóng gói sản phẩm Sau băng tải hoạt động đưa gói sản phẩm Khi có cảm biến quang 3, băng tải ngừng, giây sau van khí hoạt động đẩy gói sản phẩm Sau băng tải lại hoạt động đếm sản phẩm trở lại 92 GVHD: Th.S TRẦN VĂN TRINH SVTH: LỚP NCĐT1ALT ... để lập trình cho PLC cần phải có giao tiếp người PLC Việc giao tiếp phải thông qua phần mềm gọi phần mềm lập trình Mỗi loại PLC họ PLC khác có phần mềm lập trình khác Đối với PLC S7-200, SIEMEN... HÌN THÍ NGHIỆM PLC Việc xây dựng bảng I/O phụ thuộc vào hệ thống cấu hình PLC hệ PLC mà định viết chương trình điều khiển Và việc gán địa cho I/O hệ thống phải tuân thủ quy định nhà cung cấp PLC. .. xuống PLC PLC có thành phần : Một nhớ chương trình RAM bên ( mở rộng thêm số nhớ EPROM ) Một vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC Các Module vào /ra Bên cạnh đó, PLC hồn