Giáo trình hình thành quy trình chuyển đổi nguyên lý chuyển mạch trong hệ thống phân cấp p3

Tham khảo tài liệu ''giáo trình hình thành quy trình chuyển đổi nguyên lý chuyển mạch trong hệ thống phân cấp p3'', công nghệ thông tin, hệ điều hành phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp hoạch, thiết kế kinh doanh tạo thành hệ thống tự động hoá sản xuất toàn cục Trong lĩnh vực robot, với áp dụng thành tựu công nghệ thông tin robot đà có thị giác xúc giác Việc áp dụng trí khôn nhân tạo vào robot ®· ®−a robot tõ øng dơng chđ u công nghiệp sang lĩnh vực dịch vụ y tế Kết hợp với thành tựu điện tử, robot ngày uyển chuyển thông minh Trong tơng lai robot không thay hoạt động bắp ngời mà thay công việc đòi hỏi hoạt động trí nÃo ngời Lúc hệ thống điều khiển robot không vi xử lý mạch mà có hỗ trợ máy tính mạng nơron nhân tạo, xư lý song song nhóng robot 1.3.3 vai trß tự động hoá trình sản xuất Lịch sử hoàn thiện công cụ phơng tiện sản xuất xà hội văn minh phát triển sở giới hoá, điện khí hoá Khi có đột phá lĩnh vực công nghệ vật liệu điện tử tin học công nghệ tự động có hội phát triển mạnh mẽ, đem lại muôn vàn lợi ích thiết thực cho xà hội Đó mấu chốt suất, chất lợng giá thành Trong thực tiễn áp dụng tự động hoá vào sản xuất mang lại hiệu không nhỏ: cho phép giảm giá thành sản phẩm nâng cao suất lao động, cải thiện điều kiện sản xuất nh ổn định giấc, chất lợng gia công , đáp ứng cờng độ cao sản xuất đại, thực chuyên môn hoá hoán đổi sản xuất Từ tăng cao khả cạnh tranh, đáp ứng yêu cầu sản xuất, tăng thị phần khả bán hàng cho nhà sản xuất Trong tơng lai gần tự động hoá đóng vai trò vô quan trọng thiếu, không ứng dụng sản xuất mà đợc ứng dụng ®Ĩ phơc vơ ®êi sèng ng−êi Trong s¶n xt no sÏ thay thÕ ng−êi nh−ng c«ng viƯc bắp nặng nhọc, công việc nguy hiểm, độc hại hay công việc tinh vi đại, đời sống ngời công nghệ đợc ứng dụng để phục vụ cho nhu cầu sống, nhng phơng tiện thiếu đời sống Khoa điện - 22 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp 1.3.4 ứng dụng tự động hoá trình sản xuất Tự động hoá có mặt hầu hết tất lĩnh vực sản xuất đời sống Mỗi ứng dụng co đặc điểm tầm quan trọng riêng, sau xin giới thiệu ứng dụng số lĩnh vực chính: ã Tự động hoá sản xuất ( factory automation ), trình sản xuất ngành gang thép, dầu mỏ, hoá chất, nông nghiệp, ng nghiệp, chăn nuôi, thờng dùng loại đồng hồ tự động hoá thiết bị tự động hoá để điều khiển thông số sản xuất, thực tự động hoá trình sản xuất thiết bị sản xuất Trong nớc kinh tế phát triển, tự động hoá sản xuất đà đạt đến trình độ cao, trình sản xuất họ ®· sư dơng réng r·i kü tht ®iỊu khiĨn tù động Từ năm 1960 đến tự động hoá sản xuất đà phát triển nhanh chóng mặt: Ngời máy công nghiệp, hệ thống sản xuất linh hoạt, hệ thống quản lý thông tin, kỹ thuật nhóm, tự động hoá kho tàng, nhà máy tự động hoá không cần công nhân, lắp ráp tự động phụ trợ máy tính ã Tự động hoá trình ( process automation ), lĩnh vực dùng hệ thống phức tạp hơn, đo lờng khống chế đại lợng biến đổi liên tục nh lu lợng, áp suất, nhiệt độ, tốc độ, dòng điện, điện áp Nó có mặt ngành công nghiệp nặng công đoạn quan trọng dây truyền công nghiệp nhẹ ã Quản lý cao ốc, Khách sạn, Trung tâm thơng mại ( building control, building management), nhà cao ốc, ngời ta bố trí dày đặc khắp nơi cáp điện thông tin thiết bị điều khiển điện tử tiến hành quản lý tự động hoá hệ thống điều hoà nhiệt độ phòng, hệ thống chiếu sáng hệ thống phòng hoả, chống trộm, tự động điều khiển thiết bị liên quan, chế tạo nớc lạnh cần dùng cho thiết bị khởi động điều hoà nhiệt độ Trình độ tự động hoa nhà cao, hút nớc thải, dùng gió nóng sấy khô vật ẩm ã Tự động hoá khu vực công cộng, nhà ga, sân bay ( public system automation), nhà ga, sân bay, việc quản lý bán vé kiểm tra hành lý đợc tự động hoá mặt khác nơi việc phòng cháy quan trọng, Khoa điện - 23 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp hệ thống phòng cháy đợc tự động hoá ã Tự động hoá văn phòng (office automation ), lợi dụng thiết bị văn phòng tự động hoá, tự động hoàn thành việc khởi thảo, sửa chữa, hiệu đính, phân phát, lu trữ, thực tự động hoá toàn diện văn phòng Mục tiêu chủ yếu tự động hoá văn phòng tự động hoá quản lý xí nghiệp ã Tự động hoá gia đình ( home automation), máy tính tiến vào gia đình, sống gia đình thay đổi toàn diện, ngời đợc giải phóng khỏi lao động công việc gia đình phiền toái, xuất cách sống mẻ có tính sáng tạo, gia đình thêm an ninh, sống thêm thuận tiện dễ chịu đầy hứng thú ã Dới điều khiển máy tính tự động khởi động điều chỉnh theo giấc, việc gia đình nh ®un n−íc, nÊu c¬m… sÏ cã thĨ ®iỊu khiĨn tõ xa để thực Khi vắng nhà, dùng điện thoại thông báo cho hệ thống điều khiển nhà làm trớc việc chuẩn bị Nếu nh liên kết máy tính gia đình với máy tính cửa hàng, ngành giao thông, ngân hàng bệnh viện, ngồi nhà tham gia hoạt động nh bình thờng ã Trong nông nghiệp: Công trờng thực vật địa sản xuất nông nghiệp công nghiệp hoá Nhiệt độ, độ ẩm công trờng thực vật, chí toàn trình ơm gièng ®Ịu cã thĨ sư dơng ®iỊu khiĨn tù ®éng, để giảm bớt sức ngời nâng cao sản lợng Do đó, nông nghiệp tự động hoá đà đợc ứng dụng từ lâu Đầu năm 80 Liên Xô (cũ) đà chế tạo loại máy tự động ứng dụng nông nghiệp Khi làm việc loại máy tự động quan sát độ ẩm thổ nhỡng nhiệt độ không khí sức gió, xác định phơng pháp tới tiến hành tới cho trồng, nhờ loại máy làm ma nhân tạo khác Cũng cuối năm 80 Nhật đà phát minh loại máy tự động ơm giống khoai tây loại máy sử dụng máy tính diều khiển ứng dụng vào việc nuôi cá nớc ngọt, loại máy tự động kiểm tra nhiệt độ nớc, hàm lợng Khoa điện - 24 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp muối nớc đình phơng pháp cấp thức ăn cho cá Trong chăn nuôi gia súc, gia cầm co loại máy ứng dụng công việc này, nh loại máy tự động chăn nuôi Liên Xô ( cũ) chế tạo loại máy chuẩn bị thức ăn gia súc, phân phát thức ăn gia súc, vắt sữa, đỡ đẻ cho lợn nái Mặc dù tự động hoá nông nghiệp đà đợc ứng dụng từ lâu, song nã chØ ph¸t triĨn ë mét sè n−íc ph¸t triĨn, nớc chậm phát triển, co nỊn n«ng nghiƯp chiÕm tû lƯ lín nh−ng viƯc øng dụng tự động hoá vào nông nghiệp chậm Hiện nay, đợc trợ giúp nớc nớc phát triển đà đa dần tự động hoá vào sản xuất nông nghiệp, đặc biệt nớc Đông Nam có Việt Nam 1.3.5 thành tựu tự động hoá trình sản xuất Thế giới ngày phát triển, sống ngời ngày cáng thay đổi, hàng loạt máy móc tự động đà xuất hiện, robot đợc chế tạo thay ngời nhiều mặt, thành tựu ngành tự động hoá mang lại Trong 40 năm qua đà mang lại thành to lớn: ã Dẫn hớng điều khiển thiết bị không gian, bao gồm máy bay dân dụng, tên lửa, máy bay chiến đấu, tàu vận tải, vệ tinh.Hệ thống điều khiển đà đảm bảo đợc tính ổn định xác dới tác động nhiễu môi trờng hệ thống ã Hệ thống điều khiển sản xuất công nghiệp, từ máy tự động đến mạch tích hợp.Những thiết bị điều khiển máy tính đà có độ xác định vị lắp ráp cao để tạo nhiều sản phẩm có chất lợng tốt ã Hệ thống điều khiển trình công nghiệp, ví dụ trình sản xuất hydrocacbon nhiều chất hoá học khác Hệ điều khiển đà xử lý hàng ngàn thông tin lấy từ cảm biến để điều khiển hàng trăm cấu chấp hành : van, cấp nhiệt, bơm, sản phẩm với yêu cầu khắt khe tính kỹ thuật ã Điều khiển hệ thống truyền thông bao gồm: hệ thống điện thoại internet Khoa điện - 25 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ kiểm soát mức lợng đầu vào, đầu truyền dẫn, thông báo cố đa dạng, phức tạp thờng xảy truyền thông 1.3.6 Mục đích ý nghĩa việc thiết kế mô hình điều tiết khí hậu nhà lới Kỹ thuật trồng không dùng đất kỹ thuật trồng tiên tiến đại, ngày kỹ thuật đợc kết hợp với tự động điều tiết tiểu khí hậu nhà lới nhà kính đà đợc ứng dụng rộng rÃi giới Trồng rau phơng thức không dùng đất kết hợp với tự động điều tiết tiểu khí hậu nhà lới nhà kính giải pháp có hiệu việc sản xuất rau an toàn mà không gây ô nhiễm môi trờng, tận dụng đợc mặt không gian (ngay đất nghèo dinh dỡng, nhiễm độc, nhiễm mặn), hạn chế đợc tác hại thời tiết khắc nghiệt, tiết kiệm đợc công lao động, giải phóng đợc sức lao động nặng nhọc trồng đất,chủ động trồng đợc nhiều vụ năm, tăng số vụ gấp ữ lần suất cao gấp 20 lần so với trồng đất Chính lợi ích to lớn mà vấn đề áp dụng tự động hóa vào điều tiết tiểu khí hậu nhà lới nhà kính vô quan trọng, với kỹ thuật trồng không dùng đất hai biện pháp kỹ thuật giải pháp mấu chốt đa nông nghiệp nớc ta vốn lạc hậu sang giai đoạn mới, giai đoạn nông nghiệp tiên tiến, đại, góp phần chung công công nghiệp hóa đại hãa n«ng nghiƯp n«ng th«n hiƯn Nh− vËy chóng ta đà thấy rõ vai trò quan trọng tự ®éng hãa ®êi sèng ng−êitrong mäi lÜnh vùc: Từ y tế,vui chơi giải trí, đến công nghiệp, nông nghiệp Do việc ứng dụng tự động hóa vào ®iỊu tiÕt tiĨu khÝ hËu nhµ l−íi vµ nhµ kính trở nên cấp thiết, với kỹ thuật trồng không dùng đất hai biện pháp kỹ thuật cần đợc nghiên cứu kỹ lỡng để sớm đa vào ứng thực tiễn sản xuất nông nghiệp chất lợng cao Việt Khoa điện - 26 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp Nam 1.4.kết luận chơng I Ngày nay, lĩnh vực, công nghệ sản xuất cụ thể có góp mặt tự động hoá Ngời ta nói tự động hoá gắn với xuất, chất lợng sản phẩm, công nghệ tự động hoá đà góp phần lớn vào trình phát triển xà hội, cải thiện đời sống ngời Từ mà nên đề cao vai trò để tiếp tục học tập nghiên cứu để ứng dụng chúng cách hiệu hữu ích Đối với nớc ta, theo chủ chơng sách Đảng Nhà Nớc, đẩy mạnh công nghiệp hoá đại hoá nông nghiệp nông thôn để đến 2010 đa nớc ta thành nớc công nghiệp hoá, đại hoá Thì công nghệ tự động hoá trở nên quan trọng chúng ta, cần có nhiều công trình nghiên cứu tự động hoá để ứng dụng vào thực tế cách đơn giản hiệu Từ phân tích chơng I cho thấy mét triĨn väng to lín cđa hƯ thèng trång rau nhà lới có tự động điều tiết tiểu khí hậu, với kỹ thuật trồng không dùng ®Êt, trång rau dung dÞch hay trång rau thđy canh Sự kết hợp biện pháp kỹ thuật hợp lý kinh tế Vì phơng pháp ®iỊu tiÕt khÝ hËu nhµ l−íi vµ nhµ kÝnh đảm bảo cho trồng sinh trởng phát triển nhiệt độ phù hợp với sinh lý Còn phơng pháp thủy canh, hệ thống tới nhỏ giọt không cung cấp nớc cho mà kèm theo chất dinh dỡng cần thiết cho cây, sử dụng phơng pháp tới nhỏ giọt tiết kiệm đợc dung dịch, cung cấp cho xác không lÃng phí, theo phơng pháp đợc trồng nhà lới, không tiếp xúc với đất tránh đợc mầm bệnh dùng thuốc bảo vệ thực vật, nông sản đợc đảm bảo an toàn, môi trờng không bị ô nhiễm, rút ngắn mùa vụ, giảm bớt công lao động, suất cao, hiệu kinh tế lớn, áp dụng sản xuất đại trà Đây mũi nhọn ngành nông nghiệp đại Khoa điện - 27 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp Chơng II giới thiệu simatic s7-200 2.1 chọn thiết bị điều khiển Trong đề tài chọn thiết bị điều khiển thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7 - 200 víi khèi xư lý cpu 224 Khoa điện - 28 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp 2.1.1 Giíi thiƯu chung vỊ S7 – 200 S7 - 200 thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhá cđa h·ng Siemens (CHLB §øc), cã cÊu tróc theo kiểu module có module mở rộng Các module đợc sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác Thành phần S7 - 200 khối vi xử lý trung tâm CPU Hiện tại, nhờ tiến khoa học công nghệ đà cho đời hệ S7 - 200 ứng với CPU212, CPU214, đến CPU221, CPU222, CPU224, CPU226 Về hình thức bên ngoài, khác loại CPU đợc nhận biết nhờ số đầu vào/ra vµ ngn cung cÊp VÝ dơ: - CPU212 cã cổng vào cổng có khả ®−ỵc më réng b»ng module më réng - CPU214 cã 14 cỉng vµo vµ 10 cỉng vµ cã khả đợc mở rộng module mở rộng S7 - 200 có nhiều loại module mở rộng khác Sau hình ảnh số S7 - 200 với CPU tơng ứng: 2.1b 2.1a 2.2 nghiên cứu Phần mềm Simatic S7 200 2.2.1 Vòng quét PLC thực chơng trình theo chu trình lặp vòng lặp vòng quét (scan cycle) Mỗi vòng quét đợc bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đếm ảo, tiếp đến giai đoạn thực chơng trình sau Khoa điện - 29 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp giai đoạn truyền thông nội kiểm tra lỗi, kết thúc vòng quét giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng.trong vòng quét chơng trình đợc thực lệnh lệnh kết thúc lệnh kết thúc (MEND) Thời gian quét phụ thuộc độ dài chơng trình, vòng quét thời gian quét mà phụ thuộc lệnh thoả mÃn chơng trình Trong thời gian thực vòng quét có tín hiệu báo ngắt chơng trình dừng lại để thực xử lý ngắt, tín hiệu báo ngắt thực giai đoạn Tại thời điểm thực lệnh vào/ra Thông thờng lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn đầu cuối CPU đảm đơng Truyền liệu từ đệm ảo ngoại vi Nhập liệu từ ngoại vi vào đệm ảo Truyền thông tự kiểm tra lỗi Thực chơng trình Hình 2.2: Vòng quét 2.2.2 Phơng pháp lập trình S7-200 ngôn ngữ lập trình Thông qua S7-200 mà ngời sử dụng thông tin đợc với diều khiển PLC bên S7-200 biểu diễn mạch logic cứng dÃy lệnh lập trình - Cách lập trình cho S7 -200 nói riêng cho PLC siemen nói chung dựa hai phơng pháp - Phơng pháp hình thang: (lader logic viết tắt LAD) phơng pháp đồ hoạ thích hợp ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic, Khoa điện - 30 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp kỹ s ngành điện - Phơng pháp liệt kê: STL(Statement list) dạng ngôn ngữ lập trình thông thờng máy tính Bao gồm câu lệnh đợc ghép lại theo thuật toán định để tạo chơng trình Phơng pháp phù hợp với kỹ s lập trình Một chơng trình đợc viết theo phơng pháp LAD đợc chuyển sang dạng STL nhiên chơng trình viết theo dạng STL đợc chuyển sang dạng LAD Trong trình lập trình điều khiển viết theo phơng pháp LAD chuyển sang STL lệnh STL có chức tơng ứng nh tiếp điểm, cuộn dây hộp dây dùng LAD Để làm quen hiểu biết thành phần LAD STL ta cần nắm vững định nghĩa sau - Định nghĩa LAD: LAD ngôn ngữ lập trình đồ hoạ Những thành phần dùng LAD tơng ứng với thành phần bảng điều khiển rơle Trong chơng trình LAD phần tử dùng để biểu diễn lệnh logic sau +Tiếp điểm: biểu tợng (symbol) mô tả tiếp điểm rơle Các tiếp điểm thờng mở thờng đóng +Cuộn dây (Coil): Là biểu tợng mô tả rơle đợc mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle +Hộp(Box): Là biểu tợng mô tả hàm khác làm việc có dòng điện chạy đến hộp Những dạng hàm thờng biểu diễn hộp thời gian (Timer), đếm (Counter) hàm toán học.Cuộn dây hộp phải mắc theo chiều dòng điện Chiều dòng điện mạng LAD từ đờng nguồn bên trái sang đờng nguồn bên phải Đờng nguồn bên trái dây nóng đờng nguồn bên phải dây trung hoà ®−êng trë vỊ cđa ngn cung cÊp (Khi sư dơng chơng trình tiện Khoa điện - 31 - Trờng §HNNI_ Hµ Néi ... chơng trình Phơng pháp phù hợp với kỹ s lập trình Một chơng trình đợc viết theo phơng pháp LAD đợc chuyển sang dạng STL nhiên chơng trình viết theo dạng STL đợc chuyển sang dạng LAD Trong trình. .. thông tin thiết bị điều khiển điện tử tiến hành quản lý tự động hoá hệ thống điều hoà nhiệt độ phòng, hệ thống chiếu sáng hệ thống phòng hoả, chống trộm, tự động điều khiển thiết bị liên quan,... tạo nhiều sản phẩm có chất lợng tốt ã Hệ thống điều khiển trình công nghiệp, ví dụ trình sản xuất hydrocacbon nhiều chất hoá học khác Hệ điều khiển đà xử lý hàng ngàn thông tin lấy từ cảm biến