Giáo trình hình thành quá trình vận hành cấu tạo trong bộ tụ đóng mạch cổng truyền thông p4

Tham khảo tài liệu ''giáo trình hình thành quá trình vận hành cấu tạo trong bộ tụ đóng mạch cổng truyền thông p4'', công nghệ thông tin, kỹ thuật lập trình phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 * Chuẩn bị vào tác động nhanh: Thiết kế module cho phép thích nghi đơn giản với chức điều khiển Khi điều khiển phụ kiện đà đợc lắp ghép PLC vào t sẵn sàng làm việc * Độ tin cậy cao ngày tăng: Các linh kiện điện tử bán dẫn có tuổi thọ dài so với thiết bị Độ tin cậy cđa PLC ngµy cµng cao vµ ti thä ngµy cµng tăng đợc thiết kế tăng bền để chịu đợc rung động, nhiệt, ẩm tiếng ồn Việc bảo dỡng định kỳ thờng cần thiết điều khiển rơle nhng với PLC điều đợc loại bỏ * Dễ dàng thay đổi chơng trình: Những thay đổi cần thiết bắt đầu khởi động lúc thực dễ dàng mà không cần thao tác phần cứng Chơng trình đợc đa vào nhớ PLC thiết bị lập trình, thiết bị không kết nối cố định với PLC chuyển từ thiết bị điều khiển đến thiết bị điều khiển khác mà không làm xáo trộn hoạt động PLC vận hành mà không cần kết nối với thiết bị lập trình sau chơng trình đợc tải vào nhớ PLC * Đánh giá nhu cầu sử dụng: Nếu biết xác số đầu vào đầu xác định kích cỡ yêu cầu nhớ (độ dài chơng trình) tối đa Từ dễ dàng, nhanh chóng lựa chọn loại PLC phù hợp Các thiết bị lập trình loại cầm tay, giao tiếp để bàn, máy tính Các hệ thống cầm tay có bàn phím nhỏ hình tinh thể lỏng Các thiết bị để bàn có hiển thị với bàn phím hoàn chỉnh hình hiển thị Các máy tính cá nhân đợc lập cấu hình nh trạm làm việc phát triển chơng trình * Khả tái tạo: Bộ điều khiển logic khả trình PLC đợc a dùng điều khiển khác không sử dụng thuận lợi cho hệ thống đà làm việc ổn định mà đáp ứng nhu cầu thiết bị mẫu mà ngời ta thay đổi cải tiến trình vận hành * Tiết kiệm không gian: PLC đòi hỏi không gian so với điều khiển rơle tơng ứng, kích thớc nhỏ có nghĩa tiết kiệm không gian tủ 32 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 đặc biệt tiết kiệm lợng tiêu thụ, giảm thiểu đáng kể yêu cầu làm mát, điều kiện khí hậu Việt Nam * Sự cải biến thuận tiện: Các PLC sử dụng thiết bị điều khiển cho nhiều hệ thống điều khiển Để sửa đổi hệ thống điều khiển qui tắc sử dụng, ngời vận hành cần nhập tập lệnh khác, không cần nối lại dây Nếu muốn thay đổi phận nhỏ dÃy chức năng, đợc cải tạo cách đơn giản cách chép cải biến thêm phần So với kỹ thuật điều khiển rơle giảm phần lớn tổng thời gian lắp ráp Nhờ đó, hệ thống linh hoạt, hiệu So với hệ thống điều khiển logic thông thờng (dạng kinh điển) hệ thống dùng PLC có tiêu u việt 3.1.4 Khả ứng dụng điều khiển logic khả trình PLC Sự phát triển nhanh chóng loại PLC đà đem đến sức mạnh tiện dụng cho ngời dùng Nó đà trở thành phần tử tự động thiếu đợc tự động hoá với chức ứng dụng rộng rÃi * Thu thập tín hiệu đầu vào, tín hiệu phản hồi (từ cảm biến) từ xử lí phép tính logic với tốc độ cao, thời gian vòng quét nhỏ * Thực liên kết, ghép nối đóng mạch phù hợp qua chuẩn truyền thông Trong nhà máy công nghiệp, hệ thống TĐH đóng vai trò quan trọng Với tính bật điều khiển lập trình PLC ®−ỵc øng dơng rÊt phỉ biÕn 33 Tr−êng ®hnni – hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Bảng 3.1: Chức PLC số kiểu điều khiển Kiểu điều khiển Chức -Thay điều khiển kiểu Rơle - Thời gian đếm Điều khiển chuyên gia giám sát - Thay cho Panel điêu khiển mạch in - Điều khiển tự động, bán tự động tay, máy trình - Thực phép toán số học - Cung cấp thông tin (Bus truyền thông) Điều khiển dÃy - Điều khiển động chấp hành - Điều khiển động bớc - Điều hành trình báo động - Phát lỗi điều hành - Ghép nối máy tính (RS232/RS485) Điều khiển mềm dẻo - Ghép nối máy in - Mạch TĐH xí nghiệp Dới đa số ứng dụng bản: * Hệ thống điều khiển tự động trộn bê tông: Sử dụng phần mềm điều khiển Simatic S7 - 200 phần mềm WinCC, quản lý toàn trình thi công, sản xuất giao hàng tiết kiệm nguyên liệu, chi phí đầu t Hệ thống cân định lợng trạm trộn đảm bảo xác cao đà giải triệt để sai lệch động nhờ ứng dụng thuật toán bù khối lợng Thực tế sản xuất cho thấy, sai số sau bù lệch 16Kg/11,95 bê tông tơi, kết vợt mong đợi Hệ thống trộn bê tông tự động đà đợc chuyên gia Nhật Bản Cu Ba đánh giá cao, cho phép áp dụng vào dự án lớn thành phố Hà Nội 34 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 * Mô hình đóng mở cửa tự ®éng: Cöa tù ®éng sÏ më cã ng−êi ®Õn gần kéo dài khoảng thời gian xác định, trớc đóng Các tín hiệu vào hệ thống điều khiển xuất phát từ cảm biến dùng để phát có ngời đến gần từ bên đến gần ngời từ bên Các cảm biến linh kiện bán dẫn cảm biến nhiệt cung cấp tín hiệu điện áp xạ hồng ngoại tác động lên chúng Ngoài ra, có tín hiệu nhập vào thiết bị điều khiển phát từ công tắc giới hạn biết thời điểm cửa mở hoàn toàn thiết bị định để trì cửa mở thời gian yêu cầu Tín hiệu thiết bị điều khiển dẫn đến van điều khiĨn, van khÝ nÐn vËn hµnh b»ng Solenoid sư dơng chuyển động pittông xi lanh để mở đóng cửa Mô hình đà đợc ứng dụng vào nhà văn phòng Chính phủ đà đợc ý kiến phản hồi đáng khích lệ 3.1.5 Cấu trúc điều khiển lập trình PLC Hệ thống PLC thông dụng có năm phận b¶n, gåm bé xư lý, bé nhí, bé ngn, giao diện nhập xuất thiết bị lập trình Thiết bị lËp tr×nh Bé nhí Giao diƯn nhËp Bé xư lÝ Giao diện xuất Nguồn công suất Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống PLC 35 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Đơn vị xử lý trung tâm CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chơng trình đợc chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chơng trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ đợc phát tới thiết liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chơng trình điều khiển đợc giữ bé nhí HƯ thèng Bus HƯ thèng Bus lµ tun dïng ®Ĩ trun tÝn hiƯu, hƯ thèng gåm nhiỊu ®−êng tÝn hiƯu song song: Address bus: Bus ®Þa chØ dùng để truyền địa đến Modul khác Data Bus: Bus dùng để truyền liệu Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điều khiển đồng hoạt động PLC Trong PLC số liệu đợc trao đổi vi xử lý modul vào thông qua Data Bus, Address Bus vµ Data Bus gåm ®−êng, ë cïng thêi gian cho phÐp truyÒn bit byte cách đồng thời hay song song Nếu module đầu vào nhận đợc địa Address Bus, chuyển tất trạng thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, module đầu tơng ứng nhận đợc liệu Data Bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu đợc chuyền lên Bus tơng ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạnh đó, CPU đợc cung cấp xung Clock có tần số từ 1ữ8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yêu cầu định thời, đồng hồ hệ thống 36 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Bộ nhớ Là nơi lu chơng trình cho hoạt ®éng ®iỊu khiĨn, d−íi sù kiĨm tra cđa bé vi xư lý Trong hƯ thèng PLC cã nhiỊu lo¹i bé nhí: - Bé nhí chØ ®äc (ROM) cung cÊp dung lợng lu trữ cho hệ điều hành liệu cố định đợc CPU sử dụng - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) dành cho chơng trình ngời dùng nơi lu trữ thông tin theo trạng thái thiết bị nhập/xuất, giá trị đồng hồ thời gian chuẩn, đếm thiết bị nội vi khác Một phần nhớ này, khối địa chỉ, dành cho địa ngõ vào ngõ ra, với trạng thái ngõ vào ngõ Một phần dành cho liệu đợc cài đặt trớc, phần khác dành để lu trữ giá trị đếm, giá trị đồng hồ thời chuẩn - Bộ nhớ đọc xoá lập trình đợc (EPROM) ROM lập trình, sau trơng trình đợc thờng trú ROM Ngời dùng thay đổi chơng trình liệu RAM Tất PLC có lợng RAM để lu chơng trình ngời dùng cài đặt liệu chơng trình Tuy nhiên, để tránh mát chơng trình nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ắc quy để trì nội dung RAM thời gian Sau đợc cài đặt vào RAM, chơng trình đợc tải vào vi mạch nhớ EPROM, thờng module có khoá với PLC, chơng trình trở thành vĩnh cửu Ngoài có đệm tạm thời, lu trữ kênh nhËp/xt Bé ngn Bé ngn cã nhiƯm vơ chun đổi điện áp AC thành điện áp DC (5 V) cần thiết cho xử lý mạch điện module giao diÖn nhËp/xuÊt Nguån cung cÊp cho PLC đợc cấp từ nguồn 220V~ 110V~ (tần số 50 ữ 60 Hz) 24 DCV 37 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Thiết bị nhập/xuất Thiết bị nhập/xuất nơi xử lý nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi truyền thông tin tới thiết bị bên Tín hiệu nhập từ công tắc từ cảm biến Các thiết bị xuất đến cuộn dây khởi động động cơ, van Solenoid Các thiết bị nhập/xuất đợc phân loại theo kiểu tín hiệu cung cấp, rời rạc Digital Analog Các thiết bị cung cấp tín hiệu rời rạc Digital thiết bị có tín hiệu on off Các thiết bị Analog cung cấp tín hiệu có độ lớn tỷ lệ với giá trị biến đợc giám sát Thiết bị lập trình Đợc sử dụng để nhập chơng trình cần thiết vào nhớ xử lý Chơng trình đợc viết thiết bị này, sau đợc chuyển đến nhí cđa PLC 3.1.6 Tr×nh tù thiÕt kÕ hƯ thèng ®iỊu khiĨn sư dơng bé ®iỊu khiĨn PLC ViƯc lËp trình cho PLC đà ngày trở nên phổ biến ë ViƯt Nam hiƯn nhê sù phỉ cËp PLC cho rÊt nhiỊu øng dơng Ng−êi lËp tr×nh cã thĨ lập trình máy tính viết chơng trình theo yêu cầu cụ thể nạp vào PLC để điều khiển hệ thống Quy trình thực : - Nghiên cứu yêu cầu điều khiển - Phân định đầu vào đầu - Viết chơng trình điều khiển - Nạp chơng trình vào nhớ PLC - Cho PLC chạy thử để điều khiển đối tợng 38 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Nghiên cứu yêu cầu điều khiển thiết bị Điều phải định thiết bị hệ thống mà chúng tao mn ®iỊu khiĨn Mơc ®Ých chđ u cđa bé điều khiển đợc lập trình hoá để điều khiển hệ thống bên Hệ thống đợc điều khiển thiết bị, máy móc, trình xử lý thờng đợc gọi hệ thống điều khiển 39 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 Phân định đầu vào đầu Tất thiết bị đầu vào đầu bên đợc nối với điều khiển PLC phải đợc xác định Những thiết bị đầu vào chủng loại chuyển mạch, thiết bị cảm ứng thiết bị đầu thiết bị từ tính, van điện từ, động đèn báo Sau việc nhận dạng chủng loại thiết bị đầu vào đầu đó, phân công số lợng phù hợp với số đầu vào (Input) đầu (Output) nối dây thực tế theo số lợng điều khiên PLC Sự phân định số lợng đầu vào đầu phải đợc đa trớc việc nối đầu dây theo sơ đồ ladder số lệnh giá trị xác tiếp điểm sơ đồ ladder Viết chơng trình điều khiển Tiếp theo, viết chơng trình dới dạng sơ đồ ladder thông qua thứ tự thao tác hệ thống điều khiển nh đà xác định, theo bớc Từ sơ đồ ladder dịch sang dạng khác để tiên theo dõi chơng trình Nạp chơng trình vào nhớ Từ chơng trình đà viết đầu vào/ra xác định Ta truy nhập chơng trình nhớ bàn phím lập trình máy vi tính với trợ giúp công cụ phần mềm lập trình Sau hoàn chỉnh phần lập trình, ta kiểm tra lỗi mà hoá công cụ chức chuẩn đoán mà đợc mô toàn thao tác để thấy đợc nh mong muốn Chạy thử chơng trình điều khiển Để đảm bảo cấu trúc chơng trình tham số đà cài đặt xác trớc đa vào hệ điều khiển, ta cần chạy thử chơng trình điều khiển Nếu có lỗi cha hợp lý sửa chạy chơng trình ®iỊu khiĨn, tèt nhÊt ta nªn ghÐp nèi víi ®èi tợng hoàn chỉnh chơng trình điều khiển 40 Trờng đhnni hà nội khoa điện Báo cáo tốt nghiệp tô kim hùng tự động 46 3.1.7 Ngôn ngữ lập trình Simatic S7 200 Cấu trúc chơng trình S7-200 Có thể lập trình cho S7-200 cách sử dụng phần mền sau đây: - STEP 7-Micro/DOS - STEP 7-Micro.Win Những phần mềm cài đặt đợc máy lập trình họ PG7xx máy tính PC (Person Computer) Các chơng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chơng trình (main program) sau đến chơng trình chơng trình xử lý ngắt đợc sau đây: - Chơng trình đợc kết thúc lệnh kết thúc chơng trình (MEND) - Chơng trình phận chơng trình Các chơng trình phải đợc viết sau lệnh kết thúc chơng trình chính, lệnh MEND - Các chơng trình xử lý ngắt phận chơng trình Nếu cần sử dụng chơng trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc MEND Các chơng trình đợc nhóm lại thành nhóm sau chơng trình Sau đến chơng trình xử lý ngắt Nh làm cho cấu trúc chơng trình đợc rõ ràng thuận tiện việc đọc chơng trình sau Ta trộn lẫn chơng trình với chơng trình xử lý ngắt đằng sau chơng trình 41 Trờng đhnni hà nội khoa điện ... Các chơng trình đợc nhóm lại thành nhóm sau chơng trình Sau đến chơng trình xử lý ngắt Nh làm cho cấu trúc chơng trình đợc rõ ràng thuận tiện việc đọc chơng trình sau Ta trộn lẫn chơng trình với... Các chơng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chơng trình (main program) sau đến chơng trình chơng trình xử lý ngắt đợc sau đây: - Chơng trình đợc kết thúc lệnh kết thúc chơng trình (MEND)... (MEND) - Chơng trình phận chơng trình Các chơng trình phải đợc viết sau lệnh kết thúc chơng trình chính, lệnh MEND - Các chơng trình xử lý ngắt phận chơng trình Nếu cần sử dụng chơng trình xử lý