Giáo trình Lập trình PLC – Phạm Khánh Tùng

Mạng grafcet là một đồ hình chức năng cho phép mô tả các trạng thái làm việc của hệ thống và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái và sự chuyển đổi từ trạng[r]

LỜI NÓI ĐẦU

Trong hệ thống sản xuất, thiết bị tự động bán tự động, hệ thống điều khiển đóng vai trị điều phối tồn hoạt động máy móc thiết bị Các hệ thống máy móc thiết bị sản xuất thường phức tạp, có nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để hoạt động đồng theo trình tự cơng nghệ định nhằm tạo sản phẩm mong muốn Nhờ phát triển nhanh chóng kỹ thuật điện tử, thiết bị điều khiển logic khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) xuất vào năm 1969 thay hệ thống điều khiển rơ le Càng ngày PLC trở nên hoàn thiện đa Các PLC ngày khơng có khả thay thể hoàn toàn thiết bị điều khiển lo gíc cổ điển, mà cịn có khả thay thiêt bị điều khiển tương tự Ngày thấy PLC hầu hết ứng dụng cơng nghiệp Các PLC kết nối với máy tính để truyền, thu thập lưu trữ số liệu bao gồm trình điều khiển thống kê, q trình đảm bảo chất lượng, chẩn đốn cố trực tuyến, thay đổi chương trình điều khiển từ xa Ngồi PLC cịn dùng hệ thống quản lý lượng nhằm giảm giá thành cải thiện môi trường điều khiển các hệ thống phục vụ sản xuất, dịch vụ văn phịng cơng sở Với hỗ trợ máy tính cá nhân PC nâng cao đáng kể tính khả sử dụng PLC điều khiển máy trình sản xuất Các PC giá thành khơng cao sử dụng thiêt bị lập trình giao diện người vận hành hệ thống điêu khiển Nhờ phát triển phần mềm đồ hoạ cho máy tính cá nhân PC, PLC trang bị giao diện đồ hoạ để mơ thị hoạt động phận hệ thống điêu khiển Điều có ý nghĩa đặc biệt quan trọng máy CNC, tạo cho ta khả mơ trước q trình gia cơng, nhằm tránh cố lập trình sai Máy tính cá nhân PC PLC sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển sản xuất hệ thống dịch vụ

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ LOGIC HAI TRẠNG THÁI 1.1 Những khái niệm

1.1.1 Khái niệm logic hai trạng thái

Trong sống vật tượng thường biểu diễn hai trạng thái đối lập, thông qua hai trạng thái đối lập rõ rệt, người nhận thức vật tượng cách nhanh chóng cách phân biệt hai trạng thái Chẳng hạn ta nói nước bẩn, giá đắt rẻ, nước sôi không sôi, học sinh học giỏi dốt, kết tốt xấu

Trong kỹ thuật, đặc biệt kỹ thuật điện điều khiển, ta thường có khái niệm hai trạng thái: đóng cắt đóng điện cắt điện, đóng máy ngừng máy

Trong toán học, để lượng hoá hai trạng thái đối lập vật tượng người ta dùng hai giá trị: Giá trị hàm ý đặc trưng cho trang thái vật tượng, giá trị đặc trưng cho trạng thái đối lập vật tượng Ta gọi giá trị giá trị logic

Các nhà bác học xây dựng sở tốn học để tính toán hàm biến lấy hai giá trị này, hàm biến gọi hàm biến logic, sở toán học để tính tốn hàm biến logic gọi đại số logic Đại số logic có tên đại số Boole lấy tên nhà tốn học có cơng đầu việc xây dựng nên công cụ đại số

Đại số logic cơng cụ tốn học để phân tích tổng hợp hệ thống thiết bị mạch số Nó nghiên cứu mối quan hệ biến số trạng thái logic Kết nghiên cứu thể hàm trạng thái nhận hai giá trị

1.1.2 Các hàm logic

Một hàm y = f (x1,x2 , ,xn ) với biến x1, x2, xn nhận hai giá trị:

hoặc hàm y nhận hai giá trị: gọi hàm logic

Hàm logic biến: y = f (x)

Với biến x nhận hai giá trị: 1, nên hàm y có khả hay thường gọi hàm y0, y1, y2, y3 Các khả ký hiệu mạch rơle

Bảng 1.1 Tên hàm

Bảng chân lý

Thuật toán logic

Ký hiệu sơ đồ

Ghi chú

x Kiểu rơle Kiểu khối điện tử Hàm

không y0 0 y x.x y 0  

Hàm đảo y1 y1x

Hàm lặp

(YES) y2

y2 = x Hàm đơn

vị y3 1 y x x

1 y 3   

Trong hàm hai hàm y0 y3 ln có giá trị khơng đổi nên

quan tâm, thường xét hai hàm y1 y2

Hàm logic hai biến y = f (x1,x2 )

Với hai biến logic x1, x2, biến nhận hai giá trị 1, có 16 tổ

hợp logic tạo thành 16 hàm Các hàm thể bảng 1.2 Bảng 1.2

Tên hàm

Bảng chân lý

Thuật toán logic

Ký hiệu sơ đồ

Ghi x1 x2 1 0

0 Kiểu rơle

Kiểu khối điện tử Hàm

không y0 0 0 y0 x1x1x2x2

Hàm Hàm

Piec y1 0 y1 x1x2 x1x2 Hàm

cấm x1 INHIBIT x1

y2 0 y2 x1x2 Hàm

đảo x1 y3 0 1 y3 x1 Hàm

cấm x2 INHIBIT x2

y4 0 y4 x1x2 Hàm

Hàm loại trừ XOR

y6 1 y6 x1x2 x1x2

Cộng module

Hàm

Cheffer y7 1 y7 x1x2 x1x2 Hàm

AND y8 0 y8 x1x2 Hàm

cùng dấu

y9 1 0

2

9 x x x x

y  

Hàm lặp

x2 y10 1 y10 x2

Chỉ phụ thuộc x2 Hàm kéo

theo x2

y11

1 1 y11 x1x2 Hàm lặp

x1 y12 1 0 y12 x1

Chỉ phụ thuộc x1 Hàm kéo

theo x1

y13 1 y13 x1x2

Hàm OR

y14 1 1

2

14 x x

y  

Hàm đơn

vị y15 1 1

 

x152 x21

x x y

 

 Hàm luôn

bằng

Ta nhận thấy rằng, hàm đối xứng qua trục nằm y7 y8,

nghĩa y0 = y15 , y1 = y14

Hàm logic n biến y = f (x1, x2, , xn )

Với hàm logic n biến, biến nhận hai giá trị nên ta có 2n tổ hợp biến, tổ hợp biến lại nhận hai giá trị 1, số hàm logic tổng 2n

2 Ta thấy với biến có khả tạo hàm, với biến có 16 khả

năng tạo hàm, với biến có 256 khả tạo hàm Như số biến tăng số hàm có khả tạo thành lớn

mà tích có đủ tất biến hàm Hàm tích chuẩn hàm chứa tích tổng mà tổng có đủ tất biến hàm

1.1.3 Các phép tính

Người ta xây dựng ba phép tính biến logic là:

1 Phép phủ định (đảo): ký hiệu dấu “-” phía ký hiệu biến Phép cộng (tuyển): ký hiệu dấu “+” (song song)

3 Phép nhân (hội): ký hiệu dấu “.” (nối tiếp) 1.1.4 Tính chất số hệ thức

a Các tính chất

Tính chất đại số logic thể bốn luật là: luật hoán vị, luật kết hợp, luật phân phối luật nghịch đảo

+ Luật hoán vị:

x1 + x2 = x2 + x1

x1.x2 = x2.x1

+ Luật kết hợp:

x1 + x2 + x3 = (x1 + x2) + x3 = x1 + (x2 + x3 )

x1.x2.x3 = (x1.x2 ).x3 = x1.(x2.x3 )

+ Luật phân phối:

(x1 + x2 ).x3 = x1.x3 + x2.x3

x1 + x2.x3 = (x1 + x2 ).(x1 + x3 )

Ta minh hoạ để kiểm chứng tính đắn luật phân phối cách lập bảng 1.3

Bảng 1.3

x1 0 0 1 1

x2 0 1 0 1

x3 1 1

(x1 + x2).(x1 + x3) 0 1 1

x1 + x2.x3 0 1 1

Luật phân phối thể qua sơ đồ rơle hình 1.1:

X1 X1

X2 X3

X1

Hình 1.1

+ Luật nghịch đảo:

2 2 x x x x x x x x    

Ta minh hoạ tính đắn luật nghịch đảo cách thành lập bảng 1.4:

Bảng 1.4

1

x x2 x1 x2 x1x2 x1x2 x1x2 x1x2

0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Luật nghịch đảo thể qua mạch rơle hình 1.2:

nh1.2

Luật nghịch đảo tổng quát thể định lý De Morgan:

3 3 x x x x x x x x x x x x        

b Các hệ thức

Một số hệ thức thường dùng đại số logic cho bảng: Bảng 1.5

1 x0x 10 x1.x2 x2.x1

2 x.1x 11 x1 x1.x2 x1

3 x.00 12 x1(x1 x2) x1

4 x11 13 x1.x2 x1.x2 x1

5 xx x 14 (x1 x2)(x1 x2) x1

6 x.x x 15 x1x2 x3 (x1x2)x3

7 xx 1 16 x1.x2.x3 (x1.x2).x3

9 x1 x2 x2 x1 18 x1.x2  x1 x2

1.2 Các phương pháp biểu diễn hàm logic

Có thể biểu diễn hàm logic theo bốn cách là: biểu diễn bảng trạng thái, biểu diễn phương pháp hình học, biểu diễn biểu thức đại số, biểu diễn bảng Karnaugh (bìa Canơ)

1.2.1 Phương pháp biểu diễn bảng trạng thái:

Ở phương pháp giá trị hàm trình bày bảng Nừu hàm có n biến bảng có n +1 cột (n cột cho biến cột cho hàm) 2n hàng tương ứng với 2n tổ hợp biến Bảng thường gọi bảng trạng thái hay bảng chân lý

Ví dụ: hàm biến y = f (x1, x2, x3 ) với giá trị hàm cho trước

được biểu diễn thành bảng 1.6: Bảng 1.6

TT tổ hợp biến x1 x2 x3 y

0 0

1 0

2 1

3 1

4 0

5 1

6 1

7 1

Ưu điểm phương pháp biểu diễn bảng dễ nhìn, nhầm lẫn Nhược điểm cồng kềnh, đặc biệt số biến lớn

1.2.2 Phương pháp biểu diễn h nh học

Với phương pháp hình học hàm n biến biểu diễn không gian n chiều, tổ hợp biến biểu diễn thành điểm không gian Phương pháp phức tạp số biến lớn nên thường dùng

1.2.3 Phương pháp biểu diễn biểu thức đại số

Người ta chứng minh rằng, hàm logic n biến biểu diễn thành hàm tổng chuẩn đầy đủ tích chuẩn đầy đủ

Cách viết hàm dạng tổng chuẩn đầy đủ

- Trong tích, biến có giá trị giữ ngun, cịn biến có giá trị lấy giá trị đảo; nghĩa xi =1 biểu thức

tích viết xi , xi = biểu thức tích viết xi Các

tích cịn gọi mintec ký hiệu m

- Hàm tổng chuẩn đầy đủ tổng tích

Ví dụ: Với hàm ba biến bảng 1.6, ta có hàm dạng tổng chuẩn đầy đủ:

6 3 3

1.x x x x x x x x x x x m m m m

x

f        

Cách viết hàm dạng tích chuẩn đầy đủ

- Hàm tích chuẩn đầy đủ quan tâm đến tổ hợp biến mà hàm có giá trị Số lần hàm khơng số tổng tổ hợp biến

- Trong tổng biến có giá trị giữ ngun, cịn biến có giá trị lấy đảo; nghĩa xi = biểu thức tổng viết

xi , xi =1 biểu thức tổng viết xi Các tổng

được gọi tên Maxtec ký hiệu M

- Hàm tích chuẩn đầu đủ tích tổng

Ví dụ: Với hàm ba biến bảng 1.6, ta có hàm dạng tích chuẩn đầy đủ:

7 3 3 ) )( )( )( ( M M M M x x x x x x x x x x x x f             

1.2.4 Phương pháp biểu diễn bảng Karnaugh (b a canô) Nguyên tắc xây dựng bảng Karnaugh:

- Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập bảng có 2n ơ, tương ứng với tổ hợp biến Đánh số thứ tự ô bảng tương ứng với thứ tự tổ hợp biến

- Các ô cạnh đối xứng cho phép khác giá trị biến

- Trong ô ghi giá trị hàm tương ứng với giá trị tổ hợp biến

Ví dụ 1: bảng Karnaugh cho hàm ba biến bảng 1.6 bảng 1.7 sau:

x2, x3

x1 00 01 11 10

0

0

1

1 3

1

2 1 1

4 5 7 6

Ví dụ 2: bảng Karnaugh cho hàm bốn biến bảng 1.8 sau:

x3, x4 x1,x2

00 01 11 10

00

0

1

1 3

1

2 1 01

4 5 7 6

1

11

12

1

13 15

1

14

10

8 9

1

11 10

1.3 Các phương pháp tối thiểu hố hàm logic

Trong q trình phân tích tổng hợp mạch logic, ta phải quan tâm đến vấn đề tối thiểu hố hàm logic Bởi vì, giá trị hàm logic có nhiều hàm khác nhau, nhiều cách biểu diễn khác tồn cách biểu diễn gọn nhất, tối ưu số biến số số hạng hay thừa số gọi dạng tối thiểu Việc tối thiểu hoá hàm logic đưa chúng từ dạng dạng tối thiểu Tối thiểu hoá hàm logic mang ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lớn, đặc biệt tổng hợp mạch logic phức tạp Khi chọn sơ đồ tối giản ta có số biến kết nối tối giản, giảm chi phí vật tư giảm đáng kể xác suất hỏng hóc số phần tử nhiều

Ví dụ: Hai sơ đồ hình 1.3 có chức nhau, sơ đồ a số tiếp điểm cần 3, đồng thời cần thêm rơle trung gian P, sơ đồ b cần tiếp điểm, khơng cần rơle trung gian

Hình1.3

Thực chất việc tổi thiểu hố hàm logic tìm dạng biểu diễn đại số đơn giản hàm thường có hai nhóm phương pháp là:

- Phương pháp dùng thuật toán

1.3.1 Phương pháp tối thiểu hoá hàm logic biến đổi đại số

ở phương pháp ta phải dựa vào tính chất hệ thức đại số logic để thực tối giản hàm logic Nhưng tính trực quan phương pháp nên nhiều kết đưa không khẳng định rõ tối thiểu hay chưa Như vậy, phương pháp chặt chẽ cho trình tối thiểu hố

Ví dụ: cho hàm

2 2 1 2 2 2 2 ) ( ) ( x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f             

1.3.2 Phương pháp tối thiểu hoá hàm logic dùng bảng Karnaugh

Đây phương pháp thông dụng đơn giản nhất, tiến hành với hệ có số biến n ≤ phương pháp cần quan sát xử lý trực tiếp bảng Karnaugh

Qui tắc phương pháp là: có 2n có giá trị nằm kề hợp thành khối vuông hay chữ nhật thay 2n ô lớn với số lượng biến giảm n lần Như vậy, chất phương pháp tìm kề chứa giá trị (các ô có giá trị hàm không xác định gán cho giá trị 1) cho lập thành hình vng hay chữ nhật lớn tốt Các biến nằm khu vực bị loại bỏ biến có giá trị biến đổi, biến dùng biến có giá trị khơng biến đổi (chỉ 1)

Qui tắc áp dụng theo thứ tự giảm dần độ lớn ô, cho cuối tồn chưa giá trị bao phủ Cũng tiến hành tối thiểu theo giá trị hàm số lượng nhiều so với giá trị 1, lúc hàm hàm phủ định

Ví dụ: Tối thiểu hàm

7

0 m m m m m

m z y x z y x z y x z y x z y x z y x

f            

+ Lập bảng Karnaugh bảng 1.9, có biến với mintec

x, y

z 00 01 11 10

0 2 6 4

0 1 1

1

1

1

3

1

7

1

5

1

+ Tìm nhóm (hình chữ nhật) chứa có giá trị 1, ta hai nhóm, nhóm A nhóm B

+ Loại bớt biến nhóm:

Nhóm A có biến z =1 khơng đổi giữ lại cịn hai biến x y thay đổi theo cột mintec A cịn biến z: A = z

Nhóm B có biến x z thay đổi, cịn biến y khơng đổi mintec B cịn biến y : B = y

Kết tối thiểu hoá là: f = A + B = z + y 1.4 Các hệ mạch logic

Các phép toán định lý đại số Boole giúp cho thao tác biểu thức logic Trong kỹ thuật thực tế cách nối cổng logic mạch logic với (theo kết cấu tối giản có) Để thực tốn điều khiển phức tạp, số mạch logic phụ thuộc vào số lượng đầu vào cách giải loại mạch logic nào, sử dụng phép toán hay định lý Đây toán tối ưu nhiều có khơng lời giải Tuỳ theo loại mạch logic mà việc giải tốn có phương pháp khác Về mạch logic chia làm hai loại:

+ Mạch logic tổ hợp + Mạch logic trình tự 1.4.1 Mạch logic tổ hợp

Mạch logic tổ hợp mạch mà đầu thời điểm phụ thuộc tổ hợp trạng thái đầu vào thời điểm Như vậy, mạch khơng có phần tử nhớ Theo quan điểm điều khiển mạch tổ hợp mạch hở, hệ khơng có phản hồi, nghĩa trạng thái đóng mở phần tử mạch hồn tồn khơng bị ảnh hưởng trạng thái tín hiệu đầu Sơ đồ mạch logic tổ hợp hình 1.4

Hình 1.4

Với mạch logic tổ hợp tồn hai loại toán tốn phân tích tốn tổng hợp

+ Bài tốn phân tích có nhiệm vụ từ mạch tổ hợp có, mơ tả hoạt động viết hàm logic đầu theo biến đầu vào cần xét tới việc tối thiểu hoá mạch

+ Bài toán tổng hợp thực chất thiết kế mạch tổ hợp Nhiệm vụ thiết kế mạch tổ hợp thoả mãn yêu cầu kỹ thuật mạch phải tối giản Bài tốn tổng hợp tốn phức tạp, yêu cầu chức logic, việc tổng hợp mạch phụ thuộc vào việc sử dụng phần tử, chẳng hạn phần tử loại: rơle - cơng tắc tơ, loại phần tử khí nén hay loại phần tử bán dẫn vi mạch Với loại phần tử logic sử dụng ngồi nguyên lý chung mạch logic đòi hỏi phải bổ sung nguyên tắc riêng lúc tổng hợp thiết kế hệ thống

Ví dụ: mạch logic tổ hợp hình 1.5

Hình1.5

1.4.2 Mạch logic tr nh tự

Mạch trình tự hay gọi mạch dãy (sequential circuits) mạch trạng thái tín hiệu khơng phụ thuộc tín hiệu vào mà cịn phụ thuộc trình tự tác động tín hiệu vào, nghĩa có nhớ trạng thái Như vậy, mặt thiết bị mạch trình tự khơng có phần tử đóng mở mà cịn có phần tử nhớ

Hình1.6

Xét mạch logic trình tự hình 1.7 Ta xét hoạt động mạch thay đổi trạng thái đóng mở x1 x2 Biểu đồ hình 1.7b mơ tả hoạt động

mạch, biểu đồ nét đậm biểu tín hiệu có giá trị 1, cịn nét mảnh biểu tín hiệu có giá trị

Từ biểu đồ hình 1.7b ta thấy, trạng thái z =1 đạt thao tác theo trình tự x1 =1, x2 =1 Nếu cho x2 =1 trước, sau cho x1 =1 y

z

Để mô tả mạch trình tự ta dùng bảng chuyển trạng thái, dùng đồ hình trạng thái Mealy, đồ hình trạng thái Moore dùng phương pháp lưu đồ Trong phương pháp lưu đồ có dạng trực quan Từ lưu đồ thuật toán ta dễ dàng chuyển sang dạng đồ hình trạng thái Mealy đồ hình trạng thái Moore từ thiết kế mạch trình tự

Với mạch logic trình tự ta có tốn phân tích tốn tổng hợp

a) b)

Hình1.7

Trong dây truyền sản xuất công nghiệp, thiết bị máy móc thường hoạt động theo trình tự logic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm an toàn cho người thiết bị

Một q trình cơng nghệ có ba hình thức điều khiển hoạt động sau:

+ Điều khiển hoàn toàn tự động, lúc cần huy chung nhân viên vận hành hệ thống

+ Điều khiển bán tự động, trình làm việc có liên quan trực tiếp đến thao tác liên tục người chuỗi hoạt động tự động

+ Điều khiển tay, tất hoạt động hệ người thao tác Trong trình làm việc để đảm bảo an toàn, tin cậy linh hoạt, hệ điều khiển cần có chuyển đổi dễ dàng từ điều khiểu tay sang tự động ngược lại, hệ điều khiển đáp ứng yêu cầu thực tế

Trong trình làm việc khơng bình thường hoạt động dây truyền có nhiều loại, thiết kế ta phải cố gắng mô tả chúng cách đầy đủ Trong số hoạt động khơng bình thường chương trình điều khiển dây truyền tự động, người ta thường phân biệt loại sau:

+ Hư hỏng phận cấu trúc điều khiển Lúc cần phải xử lý riêng phần chương trình có chỗ hư hỏng, đồng thời phải lưu tâm cho dây truyền hoạt động lúc có hư hỏng sẵn sàng chấp nhận lại điều khiển hư hỏng sửa chữa xong

+ Hư hỏng cấu trúc trình tự điều khiển

+ Hư hỏng phận chấp hành (như hư hỏng thiết bị chấp hành, hư hỏng cảm biến, hư hỏng phân thao tác )

Khi thiết kế hệ thống phải tính đến phường thức làm việc khác để đảm bảo an toàn xử lý kịp thời hư hỏng hệ thống, phải ln có phương án can thiệp trực tiếp người vận hành đến việc dừng máy khẩn cấp, xử lý tắc nghẽn vật liệu tượng nguy hiểm khác Grafcel cơng cụ hữu ích để thiết kế thực đầy đủ yêu cầu hệ tự động cho q trình cơng nghệ kể

1.5.2 Định nghĩa Grafcet

11/1982 đăng ký tổ chức tiêu chuẩn hoá Pháp Như vậy, mạng grafcet tiêu chuẩn hố cơng nhận ngơn ngữ thích hợp cho việc mơ tả hoạt động dãy q trình tự động hố sản xuất

Mạng grafcet đồ hình chức cho phép mơ tả trạng thái làm việc hệ thống biểu diễn trình điều khiển với trạng thái chuyển đổi từ trạng thái sang trạng thái khác, đồ hình định hướng xác định phần tử là: tập trạng thái, tập điều kiện chuyển trạng thái

Mạng grafcet mô tả thành chuỗi giai đoạn chu trình sản xuất Mạng grafcet cho trình sản xuất ln ln đồ hình khép kín từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối từ trạng thái cuối trạng thái đầu

1.5.3 Một số ký hiệu grafcet

- Một trạng thái (giai đoạn) biểu diễn hình vng có đánh số thứ tự trạng thái Gắn liền với biểu tượng trạng thái hình chữ nhật bên cạnh, hình chữ nhật có ghi tác động trạng thái hình 1.8a b

Một trạng thái tương ứng với nhiều hành động trình sản xuất

3 Khởi động động Hãm động cơ

a) b) c) d)

Hình1.8

- Trạng thái khởi động thể hình vng lồng vào nhau, thứ tự thường hình 1.8c

- Trạng thái hoạt động (tích cực) có thêm dấu “.” hình vng trạng thái hình 1.8d

trạng thái 10 hình 1.9d xảy sau 2s kể từ có tác động cuối trạng thái thực

3

3

b

5

5 c

5

5 d

5

5

t/9/2s

a) b) c) d)

Hình1.9

- Ký hiệu phân nhánh hình 1.10 sơ đồ phân nhánh lại tồn hai loại sơ đồ rẽ nhánh sơ đồ song song

Sơ đồ rẽ nhánh phần sơ đồ có hai điều kiện liên hệ ba trạng thái hình 1.10a b

Sơ đồ song song sơ đồ có điều kiện liên hệ trạng thái hình 1.10c d

Ở hình 1.10a , trạng thái hoạt động, chuyển tiếp t12 thoả mãn trạng thái hoạt động; chuyển tiếp t13 thoả mãn trạng thái hoạt động

Ở hình 1.10b trạng thái hoạt động có t79 trạng thái hoạt động, trạng thái hoạt động có t89 trạng thái hoạt động

Ở hình 1.10c trạng thái hoạt động có t123 trạng thái đồng thời hoạt động

Ở hình 1.10d trạng thái hoạt động có t789 trạng thái hoạt động

1

2 3

t 1,2 t 1,3

9

7 8

t 7,9 t 8,9

1

2 3

t 1,2,3

9

7 8

t 7,8,9

c) d)

Hình1.10

- Ký hiệu bước nhảy hình 1.11

Hình 1.11a biểu diễn grafcet cho phép thực bước nhảy, trạng thái hoạt động có điều kiện a trình chuyển hoạt động từ trạng thái sang trạng thái bỏ qua trạng thái trung gian 4, điều kiện a không thoả mãn trình chuyển trình tự 2, 3, 4,

2

3

4

a

b

5

c a

6

7

8

d

e

9

f

a) b)

Hình1.11

Hình 1.11b, trạng thái hoạt động thoả mãn điều kiện f trình chuyển sang trạng thái 9, khơng thoả mãn điều kiện q trình quay lại trạng

1.5.4 Cách xây dựng mạng grafcet

Để xây dựng mạng grafcet cho q trình trước tiên ta phải mơ tả hành vi tự động bao gồm giai đoạn điều kiện chuyển tiếp, sau lựa chọn dẫn động cảm biến mô tả chúng ký hiệu, sau kết nối chúng lại theo cách mô tả

Ví dụ: để kẹp chặt chi tiết c khoan lỗ (hình 1.12) trước tiên người điều khiển ấn nút khởi động d để khởi động chu trình cơng nghệ tự động, q trình giai đoạn 1:

Hình1.12

+ Giai đoạn 1: S1 píttơng A chuyển động theo chiều A+ để kẹp chặt chi

tiết c Khi lực kẹp đạt yêu cầu xác định cảm biến áp suất a1 chuyển

sang giai đoạn

+ Giai đoạn 2: S2 đầu khoan B xuống theo chiều B+ mũi khoan quay

theo chiều R, khoan đủ sâu, xác định nút b1 kết thúc giai đoạn 2,

chuyển sang giai đoạn

+ Giai đoạn 3: S3 mũi khoan lên theo chiều B- ngừng quay Khi mũi

khoan lên đủ cao, xác định b0 khoan dừng chuyển sang giai đoạn

+ Giai đoạn 4: S4 píttơng A trở theo chiều A - nới lỏng chi tiết, vị trí

trở xác định a0, píttơng ngừng chuyển động, kết thúc chu

kỳ gia công

S2

S3

S4

c

a1

b1

b0

a0

S1 A+

R, B+

B -

A -

Ấn nút khởi động Giai đoạn kẹp vật Chi tiết kẹp chặt Quay mũi khoan tiến vào Đã khoan thủng

Lùi mũi khoan Đã rút mũi khoan Mở kẹp

Đã mở kẹp xong S0

Hình1.13

1.5.5 Phân tích mạng grafcet

a Qui tắc vượt qua, chuyển tiếp

- Một trạng thái trước chuyển tiếp sang trạng thái sau hoạt động (tích cực) có đủ điều kiện chuyển tiếp

- Khi trình chuyển tiếp sang trạng thái sau giai đoạn sau hoạt động (tích cực) khử bỏ hoạt động trạng thái trước (giai đoạn trước hết tích cực)

Với điều kiện hoạt động có nhiều sơ đồ không hoạt động hoạt động không tốt Người ta gọi:

+ Sơ đồ không hoạt động sơ đồ có nhánh chết (Sơ đồ có nhánh chế hoạt động khơng vào nhánh chết)

+ Sơ đồ không sơ đồ mà vị trí phát lệnh hai lần

S0

S1

S2

S3

S4

S5

1

2

3

4

5

6

Hình 1.14

Sơ đồ khơng thể làm việc S2 S4 tích cực

giả sử hệ trạng thái ban đầu S0 có điều kiện S0 hết tích cực

chuyển sang S3 tích cực Sau có điều kiện S3 hết tích cực S4 tích

cực Nếu lúc có điều kiện S1 khơng thể tích cực S0 hết

tích cực Do khơng S2 tích cực mà để S5 tích cực phải

có S2 S4 tích cực kèm điều kiện hệ nằm im vị trí S4

Muốn sơ đồ làm việc ta phải chuyển mạch rẽ nhánh thành mạch song song

S0

S1

S2

S3

S4

S5

2

5

3

4

6

S0

S1

S2

S3

S4

S5

2

5

4

6

7

1

Hình1.15 Hình1.16