Nhö vaäy vieäc caáu truùc chöông trình laøm phaân taùn quaù trình hoaït ñoäng cuûa chöông trình thaønh nhieàu vuøng chöùc naêng töông öùng vôùi caùc khoái, haøm ñeå quaûn lyù vaø truy [r]
(1)PHẦN I
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH (PLC)
CHƯƠNG
KỸ THUẬT LẬP TRÌNH
Chủ đề:
Biến vùng nhớ Tổ chức trình Các kỹ thuật lập trình Mục đích:
Sử dụng định nghĩa khối liệu Khai báo truy cập hàm chức
(2)4.1 KHAÙI QUAÙT
Thiết bị điều khiển lập trình đóng vai trị quan trọng điều khiển, giám sát quản lý hoạt động thiết bị, máy công nghệ sản xuất phương diện kinh tế, sử dụng kỹ thuật Đối với hệ thống điều khiển mà sử dụng thiết bị làm trung tâm điều khiển ngồi cơng việc kết nối, đảm bảo tính đồng bộ, thiết bị ngoại vi điều khiển đơn giản, yếu tố cần phải quan tâm đến chương trình điều khiển mà người sử dụng viết cho thiết bị điều khiển Khi đề cập đến hệ thống có mức độ hoạt động phức tạp, nhiều đầu vào – ra, lặp lại địa I/O nhiều lần thường xuyên q trình qt địi hỏi việc thiết kế viết chương trình phải có kỹ thuật hẳn hoi Như việc cấu trúc chương trình làm phân tán trình hoạt động chương trình thành nhiều vùng chức tương ứng với khối, hàm để quản lý truy xuất chúng tác nhiệm làm cho chương trình tối ưu, hạn chế tối đa lỗi, khơng gây nhầm lẫn, dễ dàng kiểm tra sửa lỗi cải tiến Cấu trúc mơ tả hình 4.1
SFC FB
FB FC
FC FB
Hệ điều hành
OB
Hình 4.1– Cấu trúc gọi khối chương trình
4.2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ CPU
Vùng nhớ CPU tổ chức hình 4.2
ACCU ACCU Accumulators Address Registers ACCU ACCU
Data Block Registers
ACCU ACCU
Status word
ACCU
• Chương trình người sử dụng (RAM)
• Chương trình người sử dụng (EEPROM)
• Logic Block
• Data Block
• Local Block
Bộ đệm số Q Bộ đệm vào số I Vùng nhớ cờ M Timer T Counter C
Load memory Word memory System word
Hình 4.2- Tổ chức nhớ
(3)thống SFC, SFB khối liệu DB Vùng nhớ tạo phần nhớ RAM CPU EEPROM
Work memory: vùng nhớ chứa khối DB mở, khối chương trình (OB, FB, FC, SFC, SFB) CPU thực phần nhớ cấp phát cho tham số hình thức để khối chương trình trao đổi tham trị với hệ điều hành khối chương trình khác Tại thời điểm định vùng Work memory chứa khối chương trình để thực thi Sau khối chương trình thi hành xong hệ điều hành xóa khỏi Work memory nạp vào khối chương trình cần thực
System memory: vùng nhớ chứa đệm vào/ (I/ Q), vùng biến cờ M, ghi C-word, PV, T-bit Timer, ghi C-word, PV, C-bit Counter Việc truy cập, sửa đổi liệu ô nhớ vùng nhớ phân chia hệ điều hành CPU chương trình ứng dụng người sử dụng
4.3 TỔ CHỨC Q TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
Cơng việc giúp thực công đoạn tạo dựng chương trình đơn giản Hình 4.3 mơ tả cơng đoạn tảng để tổ chức yêu cầu điều khiển q trình
4.3.1 Chia trình thành nhiều nhiệm vụ
Một q trình tự động hóa gồm nhiều nhiệm vụ riêng biệt Bằng việc nhận định nhiệm vụ có quan hệ q trình phân chia thành nhiệm vụ nhỏ hơn, chí q trình phức tạp xác định vùng nhiệm vụ đơn giản Ví dụ sau sử dụng hệ thống trộn để mơ tả cách tổ chức trình thành cụm chức nhiệm vụ riêng biệt Hình 4.4
Chia trình thành nhiều nhiệm vụ riêng lẽ
Mơ tả cấu hình máy Thiết kế mơ tả u cầu an tồn
Mô tả nhiệm vụ
Định nghóa mô tả trạm vận hành
Hình 4.4 – Phân chia trình
(4)Với đặc tính cấu trúc trình điều khiển ta phân chia q trình thành nhiều nhóm có mối quan hệ với Cơ thành nhóm mơ tả hình 4.5
4.3.2 Mô tả nhiệm vụ
Khi mô tả khu vực hay nhiệm vụ, không định nghĩa hoạt động chúng mà thành phần biến đổi điều khiển
Ví dụ q trình trộn cơng nghiệp sử dụng bơm, động cơ, van, chúng mô ta đầy đủ để xác định đặc tính hoạt
động quan hệ khắn khít địi hỏi suốt thời gian hoạt động Bảng 3-1 đến 3-4 cung cấp mơ tả điển hình thiết bị sử dụng q trình trộn
Hình 4.5–Định nghóa nhóm trình
Bảng 3-1 Mơ tả động bơm cung cấp thành phần A
Động bơm cung cấp cấp thành phần A
1 Bơm cung cấp thành phần A tới thùng trộn - Lưu lượng 75 gallons /min
- Công suất 80 HP, n = 1000 RPM
2 Bơm điều khiển (start/stop) từ trạm vận hành đặt gần thùng trộn
3 Bơm cung cấp có điều kiện ràng buộc: - Intake van thành phần A mở
- Feed van thành phần A mở - Thùng trộn khơng đầy - Drain van thùng trộn đóng
- Động bơm không lỗi ( tiếp điểm phụ trợ không nhấc lên)
(5)Bảng 3-2 Mô tả động trộn
Động trộn
1 Động trộn thành phần A B thùng trộn - Công suất 80 HP, n = 1000 RPM
2 Động trộn điều khiển (start/stop) từ trạm vận hành đặt gần thùng trộn
3 Động trộn có điều kiện ràng buộc: - Thùng trộn không trống
- Drain van thùng trộn đóng
- Động trộn không lỗi ( tiếp điểm phụ trợ không nhấc lên) - Nút dừng khẩn cấp không làm việc
Bảng 3-3 Mô tả van xả
Van xả
1 Van xả có nhiệm vụ xả thành phần trộn Van có cuộn dây trả lò xo
- Nếu cuộn dây kích, van xả mở
- Nếu cuộn dây khơng kích, van xả đóng
2 Động trộn điều khiển (open/close) từ trạm vận hành đặt gần thùng trộn
3 Mở van xả có ràng buộc: - Động trộn không hoạt động - Nút dừng khẩn cấp không làm việc
Bảng 3-4 Mô tả giới hạn mức thùng trộn
Các giới hạn thùng trộn
1 Các giới hạn mức thông báo trạng thái mức thùng cung cấp ràng buộc q trình
Mơ tả đầu vào/ra quan hệ vào –
Sau viết mô tả vật lý thiết bị điều khiển, tạo sơ đồ logic đầu vào / cho thiết bị vùng nhiệm vụ Hình 4.6 sơ đồ thích nghi với khối logic lập trình
Ví dụ :
(6)BÀI TẬP CHƯƠNG
Bài 1: Một dây chuyền sản xuất có động điện M1, M2, M3 chạy chế độ (CĐ) khác nút nhấn (push button)
Nhấn nút CĐ1 : động M1 M2 chạy Nhấn nút CĐ2 : động M2 M3 chạy Nhấn nút CĐ3 : động M1 M3 chạy
Hãy viết chương trình điều khiển PLC
Bài 2: Hệ thống điều khiển máy dập
Thực tế hệ thống, máy điều khiển có chế độ vận hành: tự động tay Chế độ tự động máy chạy theo chương trình tạo sẳn; chế độ tay dùng để thử động tác cấu hệ để kiểm tra sản phẩm tạo trước làm việc tự động ta sử dụng chế độ để sản xuất thay cho tự động hư hỏng Viết chươngtrình sử dụng chương trình cho hệ thống dập hai chế độ, nguyên tắc hoạt động sau:
• Đầu tiên, chuyển qua chế độ tay đưa pít tơng vị trí A B Do hầu hết pít tơng nằm vị trí lưng chừng xy lanh
• Tác động tín hiệu khởi động (nút nhấn PB_START) pít tơng kẹp chặt dịch chuyển từ vị trí A đến B thực kẹp chặt phơi, lúc LS2 tác động pít tơng dập dịch chuyển từ vị trí C đến D để dập định hình phơi (theo hình dạng khn) lúc LS4 tác động làm cho pít tơng dập lùi C LS3 tác động LS3 tác động làm cho pít tơng kẹp dịch chuyển từ B A LS1 tác động thực lần dập
LS3 LS4
LS2 LS1
Van 5/2/2 side
(7)Tài liệu tham khảo:
[1] “STEP Program Design”
Simatic, Siemens
[2] “Statement List for S7-300 and S7-400 Programming”
Siemens, Germany