giao trinh PLC s7 200 trung cấp nghề

Bài 1: Tổng quan về PLC Bài 2: Cài đặt phần mềm lập trình Step7 Micro Win V4.0 cho PLC S7200 Bài 3: Lập trình với phần mềm Step7 Micro Win V4.0 Bài 4: Phần mềm mô phỏng S7200 Bài 5: Bài tập thực hành với PLC S7200 Bài 2: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 2.1 Cài đặt phần mềm Step7 Micro Win V4.0 Các yêu cầu về phần cứng và phần mềm:  Bộ vi xử lý và bộ nhớ: Máy vi tính với CPU 80586 hoặc Version ít nhất 64MB, hoặc thiết bị lập trình của Siemens (như PG740).  Hệ điều hành: Microsoft Windows 95, Windows 98,…,Windows NT4.0.  Vùng đĩa cứng tối thiểu 40 MB trên ổ đĩa có Windows, với tối thiểu trống 80MB.  Màn hình VGA có hỗ trợ của Microsoft Windows và có độ phân giải tối thiểu 800x600 Pixel. Một trong các bộ thiết bị sau:  Cáp PCPPI được nối với các cổng truyền thông ( PC COM1 hoặc COM2).  Card CP ( Communication Processor: xử lý truyền thông ) và cáp MPI ( Multipoint Interface: giao tiếp đa điểm ).  Card MPI ( có cáp truyền thông cùng với card MPI ). Phần lớn các đĩa gốc của Step7 đều có khả năng tự cài đặt chương trình (Autorun). Bởi vậy chỉ cần cho đĩa vào ổ CD và thực hiện theo đúng chỉ dẫn hiện trên màn hình. Ta có thể chủ động thực hiện việc cài đặt bằng cách gọi chương trình Setup.exe có trên đĩa. Công việc cài đặt, về cơ bản không khác nhiều so với việc cài đặt các phần mềm ứng dụng khác, tức là cũng bắt đầu bằng việc chọn ngôn ngữ cài đặt (mặc định là tiếng Anh), chọn thư mục đặt trên ổ cứng (mặc định là C:Program FileSimens), kiểm tra dung tích còn lại trên ổ cứng, chọn ngôn ngữ sẽ được sử dụng trong quá trình làm việc với Step7 sau này. Hình 5.1 Chọn loại ngôn ngữ cài đặt Sau khi chọn ngôn ngữ xong chọn Ok, chương trình sẽ kiểm tra và trên màn hình xuất hiện như sau: Hình 5.2 Kiểm tra chuẩn bị cài đặt Khi cài đặt Step 7 MicroWin nên đóng tất cả các ứng dụng khác, hoặc khi màn hình xuất hiện hộp thoại sau thì phải lập tức đóng ứng dụng để cài đặt đúng. Sau đó nhấp Next để tiếp tục việc cài đặt. Hình 5.3 Quá trình cài đặt bắt đầu Hộp thoại xuất hiện thông báo về phần mềm nếu chấp nhận cài đặt chọn Yes. Hình 5.4 Các điều khoản của chương trình Khi đó hộp thoại xuất hiện hỏi chúng ta muốn cài chương trình ở đâu, mặc định ở ổ đĩa C:Program File. Nếu muốn thay đổi chọn nút Browse, nếu không chọn Next để tiếp tục. Hình 5.5 Chọn ổ đĩa cần cài đặt Sau đó chương trình sẽ chạy các file để hoàn thiện việc cài đặt chương trình.

Bài 1: TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1 Các kiến thức PLC (Programmable Logic Control)-Bộ điều khiển logic khả trình) Hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu thiết kế điều khiển thỏa mãn yêu cầu sau:  Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu  Dễ dàng sửa chữa thay  Ổn định môi trường công nghiệp  Giá cạnh tranh Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc thể thuật tốn mạch số I0.0 I0.1 Q0.0 Với mạch số: I0.0 Q0.0 I0.1 Các điều khiển lập trình – sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển tự động ứng dụng thương mại công nghiệp Các PLC thiết kế vào năm 70 để thay cho hệ thống điều khiển relay Ban đầu chúng bao gồm xử lý bit với nhớ chương trình, ghi tích lũy số ngõ vào ngõ ra, chức chúng thực thao tác logic đơn giản xử lý với ngõ vào số Ngày PLC phát triển mạnh thao tác với tín hiệu tương tự thực phép toán phức tạp điều khiển PID, điều khiển mờ Chúng dùng tất giai đoạn trình sản xuất điều khiển q trình Khơng giống hệ thống đấu dây phần cứng truyền thống, PLC có khả lập trình lại, giám sát on-line, có khả phát lỗi thân PLC thiết bị kết nối với chúng Quá trình thực thi PLC bao gồm giai đoạn: giám sát ngõ vào, tính tốn sở chương trình điều khiển ngõ để tự động hóa q trình hay công cụ PLC diện nhiều ứng dụng cụ thể Chúng thiết bị làm việc lâu bền, làm việc điều kiện môi trường sản xuất bao gồm độ ẩm, nhiễu, thay đổi nhiệt độ chấn động Tất hệ thống PLC gồm có thành phần cần thiết để thao tác với liệu vào, xử lý liệu điều khiển ngõ Các khối PLC bao gồm xử lý trung tâm (CPU), nhớ, giao tiếp ngõ vào giao tiếp ngõ Ngồi ra, PLC tích hợp khối nguồn, xung clock giao tiếp truyền thông để nạp chương trình, giám sát trạng thái PLC hay nối mạng PLC với Ngõ vào PLC đưa vào tín hiệu số hay tương tự từ thiết bị khác (cảm biến) biến đổi thành tín hiệu logic để CPU sử dụng Bộ xử lý trung tâm CPU tính tốn thực thi phép tính điều khiển dựa lệnh điều khiển nhớ Bộ giao tiếp ngõ biến đổi lệnh điều khiển từ CPU thành tín hiệu số hay tương tự để dùng điều khiển thiết bị chấp hành khác (actuator) Một thiết bị lập trình dùng để nhập lệnh mong muốn, lệnh định PLC làm tác động ngõ vào cụ thể Một thiết bị giao tiếp (operator interface) cho phép thông tin trình hiển thị để nhập thơng số điều khiển Bộ nhớ PLC nói chung chia thành phần: nhớ chương trình, nhớ liệu vùng nhớ lưu thông số cấu hình hệ thống Bộ nhớ chương trình lưu trữ lệnh sơ đồ lập trình LAD hay STL Vùng nhớ điều khiển cách thức sử dụng vùng nhớ liệu I/O Các lệnh LAD hay STL viết thiết bị lập trình (PC) nạp (tải) vào vùng nhớ chương trình PLC Hình 1: Cấu trúc chung PLC Bộ nhớ liệu dùng vùng làm việc bao gồm vùng nhớ cho phép tính, vùng lưu trữ tạm thời cho kết tạm số Vùng nhớ liệu bao gồm vùng nhớ cho thiết bị như: vùng nhớ timer (T) (word bit), counter (C) (word bit), đếm tốc độ cao (HC), vùng nhớ ngõ vào (I), vùng nhớ ngõ (Q), ngõ vào tương tự (AI), ngõ tương tự (AQ), vùng nhớ biến (V), vùng nhớ bên (M), vùng nhớ đặc biệt (SM),… Bộ nhớ thông số gồm ô nhớ lưu trữ thông số cài đặt, mật khẩu, địa thiết bị điều khiển thơng tin khơng gian nhớ sử dụng PLC hoạt động theo cách thức đơn giản việc lặp lại trình sau Dữ liệu vào từ bên chuyển đổi qua giao tiếp ngõ vào thành dạng mà CPU dùng CPU tính tốn dựa liệu vào theo chương trình người dùng lưu trữ nhớ Các kết q trình tính tốn đưa tới giao tiếp ngõ để chuyển đổi thành dạng mà thiết bị kết nối với PLC sử dụng 1.2 Cấu trúc chung hệ thống điều khiển dùng PLC PLC nhiều hãng chế tạo, hãng có nhiều họ khác nhau, có nhiều phiên (version) họ, chúng khác tính giá thành, phù hợp với mức độ toán đơn giản hay phức tạp Ngồi cịn có ghép nối mở rộng cho phép liên kết nhiều PLC nhỏ (thành mạng PLC) để thực chức phức tạp, hay giao tiếp với máy tính để tạo thành mạng tích hợp, thực việc 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 Hình 2: Cấu trúc chung hệ thống điều khiển dùng PLC Trong đó: ● 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 trạng thái OFF ngõ vào số coi mức logic hay mức logic thấp Các kênh vào số thường nối với cảm biến hai trạng thái dạng đóng/ ngắt (On/Of) như: - Cảm biến quang điện, - Cảm biến tiệm cận - Cảm biến xung điện - Các công tắc ● Ngõ vào tương tự: tín hiệu vào tín hiệu tương tự , thường ngõ vào tương tự có tầm – 20 mA, – 20 mA hay – 10VDC Các kênh vao tương tự sử dụng cho việc lấy tín hiệu từ cảm biến tương tự : - Cảm biến lưu lượng - Cảm biến độ ẩm - Cảm biến áp xuất - Cảm biến nhiệt độ - Cảm biến áp xuất 10 - Cảm biến vị trí / tốc độ / gia tốc 11 - Cảm biến lực ● Ngõ số: gồm trạng thái ON OFF Các ngõ thường nối để điều khiển van solenoid, cuộn dây contactor, đèn hiệu Các kênh số nối với thiết bị như: 12 - Các cuộn hút cho van điện từ 13 - Các động bước 14 - Các cấu đóng ngắt vv ● Ngõ tương tự: tín hiệu tín hiệu tương tự, thường có tầm từ – 10 VDC Các kênh tương tự thường nối với cấu chấp hành tương tự: 15 - Các động DC AC 16 - Các van động cơ, xi lanh thuỷ khí 17 - Các thiết bị đo tương tự ● Thiết bị đầu vào: gồm thiết bị tạo tín hiệu điều khiển, thường nút nhấn, cảm biến … * Cảm biến: thiết bị nhằm biến đổi trạng thái vật lý thành tín hiệu điện để PLC sử dụng Cảm biến nối với ngõ vào PLC Một ví dụ sử dụng nút nhấn nối với đầu vào PLC, tín hiệu điện gửi tới PLC trạng thái (đóng/mở) tiếp điểm nút nhấn ● Thiết bị chấp hành (Actuator): thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành tác động vật lý Actuator nối với ngõ PLC Một ví dụ actuator sử dụng Soft Starter (bộ khởi động mềm) nối đầu PLC, tùy thuộc vào tín hiệu ngõ PLC mà Soft Starter khởi động hay dừng động Hình Các dạng tín hiệu ngõ vào 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 qui 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 thông qua cáp, nối PLC PC PG Cần ý chương trình để điều khiển hệ thống chạy PLC, khơng cần có máy tính hay lập trình để chạy PLC, chúng đóng vai trị lập trình hay giám sát hoạt động thông qua việc trao đổi thông tin với PLC Chương trình PLC thường có cấu trúc, gồm có chương trình (main program), chương trình (subroutine) chương trình ngắt (interrupt) Nhờ cấu trúc chương trình trở nên dễ đọc rõ ràng Chương trình PLC thực thi theo chu kỳ quét liên tục Chương trình PLC thực thi phần trình lặp lại: chu kỳ quét Chu kỳ quét PLC bắt đầu với việc CPU đọc trạng thái ngõ vào Chương trình ứng dụng thực sử dụng trạng thái đầu vào Khi chương trình thực xong CPU bắt đầu trình tự chẩn đốn tác vụ giao tiếp Chu kỳ quét kết thúc việc cập nhật ngõ ra, sau lại lặp lại từ đầu Thời gian thực chu kỳ quét phụ thuộc vào kích thước chương trình, số lượng ngõ vào/ra cần giám sát PLC vào số lượng yêu cầu giao tiếp Hình Chu kỳ (vịng) qt PLC ● 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 đến PLC ●Sơ đồ nối dây PLC: thể sơ đồ nối dây thực thiết bị phía input phía output vào PLC S7–200 ●Sơ đồ điều khiển PLC: viết STEP7-Micro/WIN phần mềm dùng cho PLC thuộc chủng loại S7-200 1.3 Giới thiệu PLC S7-200 1.3.1 Quy trình thiết kế hệ điều khiển dùng PLC: Bao gồm bước sau: 1- Xác định tín hiệu vào ra: bước cần xác định cách kết nối thiết bị đầu vào, với PLC Thiết bị vào tiếp điểm, cảm biến,… Thiết bị loại cuộn dây điện từ , đèn, … 2- Xây dựng giản đồ xung mô tả hoạt động 3- Soạn thảo chương trình: chương trình viết dạng LAD, STL, hay dạng FBD 4- Nạp chương trình cho PLC 5- Chạy chương trình: Trước khởi động hệ thống cần kiểm tra nối dây từ PLC đến thiết bị ngoại vi q trình chạy kiểm tra cần thực bước tinh chỉnh hệ thống để đảm bảo an toàn đưa vào hoạt động thực tế a Bộ S7-200/CPU 212 có số tính sau: – Số cổng vào/ra (I/O): ngõ vào số/6 ngõ số (có địa I0.0 ÷ I0.7, Q0.0 ÷ Q0.5) – Số tối đa mở rộng ghép nối: (với tối đa 64 ngõ vào số /64 ngõ số) – Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 1.2 μs/lệnh – Bộ đếm thời gian (timer): 64 – Bộ đếm (counter): 64 – Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): (2 kHz-software) b Bộ S7-200/CPU 216 có tính sau: – Số cổng vào/ra (I/O): 24 ngõ vào số/16 ngõ số số (có địa I0.0 ÷ I2.7, Q0.0 ÷ Q1.7) – Số tối đa mở rộng ghép nối: – Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 0.8 μs/lệnh – Bộ đếm thời gian (timer): 256 – Bộ đếm (counter): 256 – Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): (1 software – hardware) – Bộ nhớ chương trình/dữ liệu: 8KB/5KB – Cổng giao tiếp: c Bộ S7-200/CPU 226 có tính sau: – Số cổng vào/ra (I/O): 24 ngõ vào số/16 ngõ số (địa từ I0.0 ÷ I2.7, Q0.0 ÷ Q1.7) – Số tối đa mở rộng ghép nối: – Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 0.37 μs/lệnh – Bộ đếm thời gian (timer): 256 – Bộ đếm (counter): 256 – Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): (30 kHz) – Đồng hồ thời gian thực – Bộ nhớ chương trình/dữ liệu: 8KB/5KB – Cổng giao tiếp: – Số ngõ xung: (20 kHz) 1.3.2 Sơ đồ nối dây thực S7 – 200 Sơ đồ nối dây CPU 212: Hình Sơ đồ nối dây PLC S7-200, CPU 212 Với cách nối dây sơ đồ thể hiện, công tắc (hay nút nhấn) ngõ vào tác động, ngõ vào trạng thái logic (trạng thái ON) Nếu công tắc bị ngắt (hay không nhấn nút nữa), ngõ vào tương ứng trạng thái logic (trạng thái OFF) Nguyên tắc chung có điện áp khoảng quy định trước (thông thường 15 – 30 VDC) so với điểm chuẩn điện áp (các ngõ vào ký hiệu COM) đặt vào ngõ vào ngõ vào trạng thái 1, khơng có điện áp đủ lớn so với điểm chuẩn điện áp đặt vào ngõ vào ngõ vào trạng thái Các CPU 216 CPU 226 nối dây tương tự với CPU 212 Chú ý: • PLC nhận tín hiệu ngõ vào 24V, ngõ relay (3 4) SIKOSTART phải cấp tín hiệu 24V cho PLC • PLC có ngõ tiếp điểm relay nối chung với nhau, chưa nối nguồn bên trong, điều khiển contactor cấp điện áp 220V • Do ngõ relay PLC nối chung: Cách đấu đầu với thiết bị chấp hành PLC Bài 2: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 2.1Cài đặt phần mềm Step7 Micro Win V4.0 Các yêu cầu phần cứng phần mềm:  Bộ vi xử lý nhớ: Máy vi tính với CPU 80586 Version 64MB, thiết bị lập trình Siemens (như PG740)  Hệ điều hành: Microsoft Windows 95, Windows 98,…,Windows NT4.0  Vùng đĩa cứng tối thiểu 40 MB ổ đĩa có Windows, với tối thiểu trống 80MB  Màn hình VGA có hỗ trợ Microsoft Windows có độ phân giải tối thiểu 800x600 Pixel Một thiết bị sau:  Cáp PC/PPI nối với cổng truyền thông ( PC COM1 COM2)  Card CP ( Communication Processor: xử lý truyền thông ) cáp MPI ( Multipoint Interface: giao tiếp đa điểm )  Card MPI ( có cáp truyền thơng với card MPI ) Phần lớn đĩa gốc Step7 có khả tự cài đặt chương trình (Autorun) Bởi cần cho đĩa vào ổ CD thực theo dẫn hình Ta chủ động thực việc cài đặt cách gọi chương trình Setup.exe có đĩa Công việc cài đặt, không khác nhiều so với việc cài đặt phần mềm ứng dụng khác, tức bắt đầu việc chọn ngôn ngữ cài đặt (mặc định tiếng Anh), chọn thư mục đặt ổ cứng (mặc định C:\Program File/Simens), kiểm tra dung tích cịn lại ổ cứng, chọn ngơn ngữ sử dụng q trình làm việc với Step7 sau Hình 5.1 - Chọn loại ngôn ngữ cài đặt Sau chọn ngôn ngữ xong chọn Ok, chương trình kiểm tra hình xuất sau: 10 Hình 6.4 - Đặt tên tập tin chọn Save (*.awl) Hình 6.5 - Chọn loại CPU cần mơ 34 Hình 6.6 - Mở File cần mơ *.awl Hình 6.7 - Chạy mơ chương trình PLC 35 Đèn báo trạng thái Chương trình dạng LAD Chương trình dạng STL Hình 6.8 - Quan sát đèn báo trạng thái ngõ vào PLC Hình 6.9 - Dừng chương trình PLC * Nếu chương trình dài địi hỏi nhiều modun mở rộng double click vào Module mở rộng, sau chọn loại mong muốn, chọn Accept 36 Hình 6.10 - Module mở rộng 37 Bài 5: BÀI TẬP THỰC HÀNH CƠ BẢN VỚI PLC S7- 200 Mục đích – Làm quen với thiết bị công nghiệp: thiết bị động lực thiết bị điều khiển – Làm quen với khái niệm điều khiển cứng (bằng thiết bị, dây nối) điều khiển mềm (bằng chương trình) – Tìm hiểu điều khiển chương trình (PLC) – Tìm hiểu cách sử dụng PLC để điều khiển đối tượng đơn giản Cơng cụ thí nghiệm – Bộ PLC S7 – 200, CPU 212, 216, hay 226 – Phần mềm STEP7 – MicroWIN/16, hay STEP7 – MicroWIN/16 – Các thiết bị đầu vào ************************************************ Bài tập 1: Mạch điều khiển tắt/mở bóng đèn Đ a Sơ đồ mạch điện: b Sơ đồ điều khiển dạng LAD (chương trình bên PLC): Sơ đồ hình vẽ thể thuật tốn điều khiển thực chương trình PLC Đường nguồn (logic 1) c Sơ đồ nối dây PLC: Sơ đồ cho biết tín hiệu vào nối đến PLC để chương trình PLC viết vận hành theo ý đồ thiết kế Sơ đồ nối dây PLC Giản đồ thời gian giải thích: 38 Ban đầu chưa đóng cơng tắc S ngõ vào PLC I0.0 có mức logic 0, chương trình điều khiển (LAD) cuộn dây Q0.3 khơng có tín hiệu từ đường cơng suất nên có mức logic Khi đóng cơng tắc S ngõ vào I0.0 trạng thái logic 1, tiếp điểm thường mở I0.0 chương trình LAD đóng lại cho phép tín hiệu từ đường cơng suất tới cuộn dây Q0.3, ngõ Q0.3 có mức logic làm sáng đèn Đ I0.0 PLC 24 VDC 220 VACS Đ I0.1 I0.7 I0.0 Q0.3 Q0.7 Đường nguồn (logic 1) Bài tập : Mạch điều khiển đóng cuộn dây contactor K khoảng thời gian t = 2s nhả a Sơ đồ dạng LAD: b Sơ đồ nối dây PLC: Giản đồ thời gian giải thích: Cuộn dây K cấp nguồn giây kể từ nhấn nút nhấn S Giả sử ngõ Q0.1 mức logic 0, T37 trạng thái nên tiếp điểm thường đóng T37 Network mức Khi nhấn nút nhấn S ngõ vào I0.0 có mức logic 1, tiếp điểm thường mở I0.0 sơ đồ LAD đóng lại, cuộn dây Q0.1 có tín hiệu từ đường cơng suất nên có mức logic 1, tiếp điểm thường mở Q0.1 đóng lại Khi nhả nút nhấn S ngõ vào I0.0 có mức logic 0, tiếp điểm thường mở I0.0 mở cuộn dây Q0.1 có tín hiệu từ đường cơng suất (do tiếp điểm Q0.1 đóng) Khi cuộn dây Q0.1 trạng thái ngõ vào IN Timer on39 delay T37 có tín hiệu từ đường cơng suất làm khởi động Timer Trị số đếm tức thời Timer tăng dần theo theo thời gian, trị số tức thời lớn trị số đặt trước PT T37 (bit) lên mức Tiếp điểm thường đóng T37 hở làm ngắt tín hiệu từ đường cơng suất vào cuộn dây Q0.1(Network 1) , tiếp điểm thường mở Q0.1 hở Tín hiệu vào chân IN Timer T37 bị ngắt làm cho Timer T37 bị reset ( trị số đếm tức thời trở bit T37 trở trạng thái 0) Bài tập 3: Mạch đếm lên xuống a Sơ đồ dạng LAD b Sơ đồ nối dây PLC Giản đồ thời gian giải thích: Dùng nút nhấn S1,S2 S3 để tạo xung đưa vào I0.0 , I0.1và I0.2 tương ứng Mỗi nhấn S1 ngõ vào I0.0 có chuyển trạng thái từ mức logic lên 1, chân đếm lên CU đếm có chuyển đổi từ Off sang On làm cho giá trị đếm tức thời tăng lên đơn vị Tương tự nhấn S2 có chuyển đổi trạng thái chân đếm xuống CD đếm làm cho giá trị tức thời giảm xuống đơn vị Khi giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt PV (=4) bit C48 lên mức logic Khi nhấn nút nhấn S3 ngõ vào I0.3 chuyển lên mức logic 1, tiếp điểm thường mở I0.2 đóng lại cho phép tín hiệu từ đường công suất vào chân reset R đếm, giá trị tức thời đếm trở 40 Chú ý: Bộ đếm lên CTU hoạt động tương tự đếm lên xuống CTUD loại đếm có đầu vào: chân đếm lên CU, chân reset R chân giá trị đặt PV Với lệnh PLC, tất ngõ vào lệnh phải nối với tiếp điểm I0.0 I0.1 I0.2 Giá trị tức thời C48 C48 (bit) Q0.0 01 345434 41 BÀI TẬP THỰC HÀNH THEO NHĨM Nội dung thí nghiệm Xác định số tín hiệu vào cần liên kết với PLC Lập trình PC để dùng PLC thực chức điều khiển a Vẽ sơ đồ đấu dây dùng PLC b Vẽ sơ đồ điều khiển dạng LAD Nạp chương trình điều khiển vào PLC kiểm tra hoạt động PLC Vấn đề 1- ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐỘNG, ĐẢO CHIỀU Bài tập : Điều khiển khởi động, đảo chiều động không đồng Mô tả vấn đề A Bài toán Cho sơ đồ đấu dây để khởi động đảo chiều động KĐB pha (bằng cách đảo pha): Cách vận hành – Nhấn nút Run1: động quay theo chiều thuận, đèn Đ1 sáng – Nhấn nút Run2: động quay theo chiều ngược, đèn Đ2 sáng – Nhấn nút Stop để dừng động cơ, để ngắt điện động trước đổi chiều quay – Nếu động quay khơng thể đảo chiều 42 B Bài toán Sơ đồ đấu dây mạch động lực để khởi động đảo chiều động KĐB tương tự phần A, nhiên có bốn nút nhấn Run1, Run2, Dir, Stop Cách vận hành – Nhấn nút Run1: động quay theo chiều thuận, đèn Đ1 sáng – Nhấn nút Run2: động quay theo chiều ngược, đèn Đ2 sáng – Nhấn nút DIR để đảo chiều động cơ, động không đảo chiều mà phải sau khoảng thời gian ngắt điện M giây Trong thời gian đèn Đ3 nhấp nháy với tần số Hz (có thể dùng SM0.5 hay Timer) – Nhấn nút Stop để dừng động C Bài toán Sơ đồ đấu dây để khởi động đảo chiều động KĐB, khởi động Y → Δ (để giảm dòng điện khởi động) ~ K1 K2 Khối đấu dây động KĐB(hình b) a) Mạch động lực b) Khối đấu dây động U1-U2 , V1-V2 , W1-W2 cuộn dây stator động KĐB (3 pha) Qui trình khởi động: – Đóng tiếp điểm K5 – Sau 50 ms đóng tiếp tiếp điểm K3 43 – Thời gian khởi động M s, sau khoảng thời gian ngắt tiếp điểm K5 đóng K3 – Sau 50 ms đóng tiếp điểm K4 * Cách vận hành: – Nhấn nút Run1: động khởi động Y/D theo chiều thuận, đèn Đ1 sáng – Nhấn nút Run2: động khởi động Y/D theo chiều ngược, đèn Đ2 sáng – Nhấn nút Stop để dừng động cơ, để ngắt điện động trước đổi chiều quay Hướng dẫn: Có thể viết phần khởi động Y/Δ thành chương trình con, chương trình khởi động gọi chương trình 44 Vấn đề 2- ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH THEO THỜI GIAN Mơ tả vấn đề Bài tốn Cho qui trình đóng gói cơng nghiệp sau: • Khi khởi động động M1 dùng để kéo băng tải phải giây để đưa hệ thống băng tải chạy ổn định • Cần M giây để đưa gói hàng từ đầu đến cuối băng tải để xếp vào thùng • Nắp phễu rót hàng M2 điều khiển mở đóng cách cấp điện (ứng với mở) khơng cấp điện (ứng với đóng), người ta dùng đếm (counter) hoạt động nguyên tắc sử dụng cảm biến đếm dạng tế bào quang điện contact hành trình • Mỗi hộp đựng 10 gói hàng (lấy ví dụ) + Đầu tiên người vận hành nhấn nút START để khởi động động M1 định thời gian thứ (timer loại on-delay) Sau giây (chẳng hạn), băng tải chạy ổn định timer thứ bắt đầu điều khiển nam châm M2 để mở nắp phễu cho hàng rơi xuống băng tải Khi đủ số gói hàng qui định (chẳng hạn, 10 gói) cho thùng đếm lên điều khiển để: + Đóng nắp phễu cách ngừng cung cấp điện cho M2 + Khởi động timer (loại on-delay) thứ hai (để định thời gian M giây) Nam châm M2 Phễu rót hàng Cảm biến đếm Count Động M1 Thùng chưa hàng – Sau M giây, reset giá trị đếm ban đầu; cung cấp điện trở lại cho M2, nắp phễu mở chu kỳ chuyển hàng tự động bắt đầu – Dây chuyền dừng hoạt động cách nhấn nút STOP 45 Bài tốn ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN CƠNG NGHIỆP Cho dây chuyền cơng nghiệp sau: • Dây chuyền có cảm biến quang S1 để phát sản phẩm vào vùng làm việc (workcell) Cảm biến quang S2 dùng để phát sản phẩm khỏi vùng làm việc • Ngõ PLC điều khiển băng tải M1 chạy mở cửa C1, cho phép sản phẩm vào vùng làm việc; đồng thời điều khiển băng tải M2 chạy mở cửa C2, cho phép sản phẩm khỏi vùng làm việc • Bộ điều khiển đếm số sản phẩm vùng làm việc thông qua cảm biến S1 S2 • Nếu có M sản phẩm vùng làm việc băng tải đầu vào M1 dừng Nếu khơng có sản phẩm vùng làm việc (dùng lệnh so sánh) băng tải đầu M2 ngừng Nếu băng tải đầu vào dừng 10 giây đếm reset không (cho sản phẩm vùng làm việc bị loại bỏ) (băng tải M1) tự động bắt đầu lại Đầu tiên người vận hành nhấn nút START, đèn RUN báo hiệu hệ thống bắt đầu làm việc, băng tải M1 khởi động , dây chuyền vận hành theo quy trình nêu Dây chuyền dừng hoạt động cách nhấn nút STOP, đèn RUN tắt M1M2 C1 Vùng làm việc C2 S2 S1 Bài toán Bãi đậu xe mơ tả hình vẽ sau: • Bãi đậu xe có hai cửa vào D1 D2 đóng mở độc lập nhau, cửa có cảm biến phát có xe đến gần PS1 PS2 (chẳng hạn cảm biến quang, ) • Sức chứa bãi đậu xe hữu hạn (lấy ví dụ M chỗ), giả thiết xe có kích thước chuẩn (ví dụ, xe chỗ) 46 • Tại cửa vào có đèn tín hiệu báo hết chỗ FULL, đèn bật lên bãi đậu xe hết chỗ đỗ xe Nút nhấn Reset cho phép xác định bãi xe trống Khi có xe đến gần cửa vào (do cảm biến PS1 báo về) cửa vào D1 mở khoảng thời gian (chẳng hạn M+5 giây) xe vào bãi, trừ tín hiệu FULL bật (cửa khơng mở có xe đến gần trường hợp này) Khi có xe đến gần cửa D2 (do cảm biến PS2 báo về) cửa D2 mở khoảng thời gian (chẳng hạn M+5 giây) xe khỏi bãi Một đếm dùng để đếm số xe có bãi (sẽ tăng lên đơn vị có xe vào giảm đơn vị có xe ra), bật tín hiệu FULL báo hết chỗ số xe bãi đạt giới hạn sức chứa bãi Phần làm thêm (không bắt buộc): Đối với cửa D1 D2, nâng hay hạ kiểm tra cơng tắc hành trình (một cơng tắc hành trình báo cửa hạ tối đa, cơng tắc hành trình báo cửa nâng lên tối đa) Bài toán -ĐIỀU KHIỂN PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM Cho dây chuyền công nghiệp phân loại đếm sản phẩm theo tiêu chuẩn sau: d chiều dài sản phẩm vào L chiều dài tối đa thành phẩm yêu cầu - Nếu d ≥ L xem sản phẩm khổ - Nếu d < L xem sản phẩm vừa Giả sử khoảng cách sản phẩm liên tiếp lớn d Các cảm biến X1và X2 đặt băng chuyền dùng để phân loại sản phẩm Yêu cầu: - Xác định nhập số sản phẩm vừa cần đếm cho thùng hàng (M sản phẩm) - Nhấn nút START (NO) để khởi động dây chuyền (Motor: M = 1) 47 - Chờ giây để băng chuyền chạy ổn định Sau cho phép đưa sản phẩm vào (Enable: EN=1) - Bắt đầu trình phân loại đếm sản phẩm loại vừa (d < L, R=0) Nếu sản phẩm khổ (phế phẩm) xuất tín hiệu loại bỏ (Remove: R=1 để điều khiển cần gạt phế phẩm ngoài) Tín hiệu giữ (R = 1) có sản phẩm vào - Khi đủ số sản phẩm u cầu xuất tín hiệu báo đầy (FULL = 1) tạm ngừng đưa sản phẩm vào băng chuyền (EN = 0) - Chờ M+5 giây, sau xố đếm, reset tín hiệu báo đầy (FULL = 0); cho sản phẩm chạy vào (EN = 1) tự động tiếp tục chu kỳ trình phân loại đếm - Nhấn nút STOP (NO) để dừng dây chuyền (Hướng dẫn: dùng thêm lệnh CTUD, P, SET, RESET,…) Nội dung thí nghiệm Xác định số tín hiệu vào cần liên kết với PLC Lập trình PC để dùng PLC thực chức điều khiển a Vẽ sơ đồ đấu dây dùng PLC b Vẽ sơ đồ điều khiển dạng LAD Nạp chương trình điều khiển vào PLC kiểm tra hoạt động PLC 48 ... trình đến PLC ●Sơ đồ nối dây PLC: thể sơ đồ nối dây thực thiết bị phía input phía output vào PLC S7–200 ●Sơ đồ điều khiển PLC: viết STEP7-Micro/WIN phần mềm dùng cho PLC thuộc chủng loại S7-200. .. ý: • PLC nhận tín hiệu ngõ vào 24V, ngõ relay (3 4) SIKOSTART phải cấp tín hiệu 24V cho PLC • PLC có ngõ tiếp điểm relay nối chung với nhau, chưa nối nguồn bên trong, điều khiển contactor cấp. .. (chương trình bên PLC) : Sơ đồ hình vẽ thể thuật tốn điều khiển thực chương trình PLC Đường nguồn (logic 1) c Sơ đồ nối dây PLC: Sơ đồ cho biết tín hiệu vào nối đến PLC để chương trình PLC viết vận