Tham khảo tài liệu ''giáo trình hình thành ứng dụng điều tiết hóa chất bảo vệ thực vật gây nên tồn dư kim loại p7'', khoa học tự nhiên, nông - lâm phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
đồ án tốt nghiệp sv Lơng văn kiên * Hệ thống điều khiển ga xe lửa * Nhà máy chế tạo Ôtô * Hệ thống điều khiển an toàn * Hệ thống điều khiển thang máy * Hệ thống điều khiển nhà máy điện * Luyện phôi chế tạo thép * Tự động hoá xây dựng * Điều khiển máy khoan * Tự động hoá nông nghiệp 3.1.2.8 Cấu trúc PLC * Cấu trúc PLC nói chung Thiết bị lập trình Bé nhí Giao diƯn nhËp Bé xư lÝ Giao diƯn xuất Nguồn công suất Hệ thống PLC Hình 12: So sành kinh tế Rơle PLC Trờng dhnni hà nội 63điện 45a khoa điện F- w y *Bộ sử lý trung tâm (CPU) : Đợc xây dựng từ vi sử lý (8 bit, 12 bit 32 bit) có nhớ chơng trình RAM, ROM Th«ng th−êng nã cã cỉng giao diƯn víi thiÕt bị ngoại vi máy tính (PC) lập trình Bộ xử lý trung tâm ghép nối vào - qua BUS : BUS liệu, BUS điều khiển BUS địa Chức vi sử lý trung tâm PLC : điều khiển kiểm soát chơng trình đợc lu nhớ cách Nó liên kết tín hiệu lại với theo quy định từ đa lệnh cho đầu Sự thao tác chơng trình dẫn đến thời gian trễ, đếm chơng trình quét qua chơng trình đầy đủ sau lại lặp lại Thời gian chu kì đợc gọi "thời gian quét" phụ thuộc vào dung lợng nhớ *Bộ nhớ chơng trình : thờng phận lu trữ điện tử nh : RAM, PROM, EPROM Chơng trình điều khiển tải xuống từ thiết bị lập trình, chúng đợc giữ lại nhớ Để trì chơng trình trờng hợp điện nguồn đột ngột, ta phải cung cáp nguồn dự phòng cho nhớ nµy Trong thiÕt kÕ ng−êi ta th−êng chia bé nhí thành modul phép điều khiển chơng trình có kích thờng khác Khi cần mở rộng nhớ cần cắm thêm thẻ nhớ điện tử vào panel PLC *modul đầu vào : chứa lọc thích ứng lợng Nó có chức chuẩn bị tín hiệu phần tử đầu vào dới dạng tín hiệu tơng tự số, sau chuyển CPU để xử lý Để thuận tiện việc điều khiển, modul đầu vào đợc thiết kế để nhận nhiều đầu vào đầu vào thờng đợc trang bị điốt phát quang để kiểm tra h hỏng *modul đầu : đợc cấu tạo nh modul đầu vào Nó có chức truyền thông tin đến phần tử kích hoạt cho thiết bị làm việc Vì Trờng dhnni hà nội 64điện 45a khoa điện d o m w o sv Lơng văn kiên lic k đồ án tốt nghiệp C m o c to bu y bu to k lic C c u -tr ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c h a n g e Vi e w N to k lic sv Lơng văn kiên w modul đầu đợc thiết kế để thích hợp với nhiều mạch phối ghép khác Việc kiểm tra, quan sát trực quan đợc thể qua điot phát quang đầu *Bé nguån cung cÊp : th«ng th−êng nguån cung cấp cho PLC đợc cấp từ nguồn 220V ~ 110V~ (tần số 50 ữ 60 Hz) 24V chiều Bộ nguồn cho ngồn ổn định cao, cấp cho CPU, cho modul đầu vào modul đầu 3.1.2.9 Cấu trúc PLC S7 - 200 víi khèi xư lý CPU224 * KÕt nối với máy tính: Để lập trình điều khiển hệ thống nạp S7-200 cần phải kết nối với máy tính theo sơ đồ nh sau Q0.0 ÷ Q2.7 Module më réng RS-232 Modul më réng RS-485 I0.0 ữ I0.7 Hình13: Sơ đồ kết nối tổng thể Trờng dhnni hà nội 65điện 45a khoa ®iƯn d o m ®å ¸n tèt nghiƯp o c bu y o c u -tr a c k w w d o m C lic k to w w w C bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y k * Cấu hình cứng CPU 224: S7-200 thiết bị điều khiển logic khả lập trình hÃng Siemens (CHLB Đức), có cấu trúc theo kiểu modul có modul mở rộng Các modul sử dụng cho nhiều mục ®Ých sư dơng kh¸c HiƯn ®· xt hiƯn thị trờng với nhiều loại S7-200 với tính ngày đợc cải tiến: từ CPU 212, CPU 214 đến CPU 224, CPU 226 Thiết bị điều khiển sử dụng đề tài CPU 224, trình bày cấu trúc CPU 224 CPU 224 có đầy đủ tính CPU phiên trớc với cải tiến đáng kể kỹ thuật Đầu Nguồn vào Đèn báo Nối Modul mở rộng Hộp công tắc Cổng truyền thông Đầu vào Hình14: Mô hình phần cứng CPU224 * Đặc điểm kỹ thuật CPU 224: - Bộ nhớ chơng trình : 8KB - Bộ nhớ liệu: KB - Ngôn ngữ chơng trình : LAD, FBD, STL - Bảo vệ chơng trình : mức password bảo vệ - 256 đếm: đếm tốc ®é cao(30 kHz), bé ®Õm A/B(tèi ®a 20 kHz), cã thể sử dụng đếm tiến, đếm lùi đếm tiến lùi Trờng dhnni hà nội 66điện 45a khoa điện d o m w o sv Lơng văn kiên lic đồ án tốt nghiệp C m o c u -tr c to bu y bu C lic k to ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y k - 128 bé Timer chia lµm loại có độ phân giải khác nhau: Timer 1ms, 16 bé Timer 10 ms, 236 Timer 100 ms - Số đầu vào ra: có 14 đầu vào số, 10 đầu số - Có tối đa 94 đầu vào số, 74 đầu số, 28 đầu vào tơng tự, đầu tơng tự với modul mở rộng tơng tự số - điều chỉnh tơng tự - đầu phát xung tốc độ cao, tÇn sè 20 kHz cho d·y xung kiĨu PTO PWM Việc kết hợp đầu số tốc độ cao đếm tốc độ cao sử dụng cho ứng dụng cần điều khiển có phản håi tèc ®é - Tèc ®é xư lý logic 0.37 s - Các chế độ ngắt xử lý ngắt: ngắt truyền thông, ngắt theo sờn lên sờn xuống xung, ngắt đếm tốc độ cao, ngắt truyền xung * Mô tả đèn báo CPU : - SP(đèn đỏ ): Đèn đỏ báo hiệu hệ thống bị hỏng - RUN(đèn xanh): Đèn xanh định PLC làm việc chơng trình đợc nạp vào máy - STOP:(đèn vàng): Đèn vàng STOP định PLC chế độ dừng, dừng chơng trình thực lại - Ix.x(đèn xanh): đèn xanh cổng vào trạng thái tức thời cổng vào Ix.x Đèn báo tín hiệu trạng thái tín hiệu theo giá trị logic cổng - Qx.x(đèn xanh):Đèn báo hiệu trạng thái tức thời cổng Qx.x,trạng thái tín hiệu đầu theo giá trị logic cổng * Cỉng trun th«ng: S7 200 sư dơng cỉng RS485 với phích nối chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình với trạm PLC khác.Tốc độ truyền cho máy lập trình (kiểu PPI) 9600 baud Tốc độ cung cấp PLC theo kiểu tự Trờng dhnni hà nội 67điện 45a khoa điện w d o m sv Lơng văn kiên o đồ án tốt nghiệp lic C m o c to bu y bu to k lic C c u -tr ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y k tõ 300 ®Õn 38400 baud S7 200 ghép nối với máy lập trình PG702 máy lập trình thuộc họ PG7xx sử dụng cáp nối thẳng qua MPI Cáp kèm theo máy lập trình Ghép nối máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối PC/PPI với chuyển đổi RS232 /RS 485 * Công tắc chọn chế độ làm việc cho CPU 224 Công tắc chọn chế độ làm việc có ba vị trí cho phép lựa chọn chế độ làm việc khác cho CPU 224 - RUN cho phép PLC thực chơng trình.PLC S7 200 rời khỏi chế độ RUN chuyển sang chế độ STOP máy có cố chơng trình gặp lệnh STOP ,thậm chí công tắc chế độ RUN Nên quan trạng thái thực PLC theo đèn báo - STOP c−ìng bøc PLC dõng c«ng viƯc thùc hiƯn chơng trình chạy chuyển sang chế độ STOP chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chơng trình nạp lại chơng trình - TERM cho phép máy lập trình định chế độ làm việc RUN STOP * CÊu tróc bé nhí cđa CPU 224 Bé nhí cđa PLC S7 200 đợc chia làm vùng với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn.Bộ nhớ S7 200 có tính động cao ,đọc ghi toàn vùng, loại trừ bit nhớ đặc biệt truy cập để đọc - Vùng chơng trình: Là miền nhớ đợc sử dụng để lu trữ lệnh chơng trình Vùng thuộc kiểu non- volatile đọc ghi đợc - Vùng tham số: Là miền lu giữ tham số nh : từ khóa, địa trạm Cũng giống nh vùng chơng trình ,vùng tham số đọc /ghi đợc Trờng dhnni hà nội 68điện 45a khoa điện d o m w o sv Lơng văn kiên lic đồ án tốt nghiệp C m o c u -tr c to bu y bu C lic k to ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c h a n g e Vi e w N y bu to đồ án tốt nghiệp sv Lơng văn kiên - Vùng liệu: Đợc sử dụng để cất liệu chơng trình bao gồm kết phép tính, số đợc định nghĩa chơng trình,bộ đệm truyền thông - Vùng đối tợng: Bao gồm Timer, đếm tốc độ cao đầu tơng tự Vùng không thuộc kiểu non- volatile nhng đọc /ghi đợc - Vùng liệu: Vùng liệu lµ vïng cã ý nghÜa quan träng viƯc thùc chơng trình Nó miền nhớ động, truy cập theo bit, byte, từ đơn từ kép Vùng liệu lại chia thành nhiều miền nhớ nhỏ với công dụng khác Các vïng ®ã gåm: V - Variable memory (MiỊn nhí) I - Input image register (Bộ đệm cổng vào) O - Output image register (Bé ®Ưm cỉng ra) M - Internal memory bits (Vïng nhí néi) SM - Special memory bits (Vùng nhớ đặc biệt) * Kết nối PLC - Kết nối dây cung cấp cho CPU đầu vào cđa CPU ViƯc kÕt nèi d©y ngn cung cÊp cho CPU nối đầu vào/ra CPU đợc mô tả nh hình vẽ: Trờng dhnni hà nội 69điện 45a khoa điện w d o m o c lic k c u -tr a c k C m o d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y Qua sơ đồ kết nối thấy nguồn cung cấp cho đầu vào, đầu CPU 24VDC Tất đầu cuối S7-200 đợc nối đất để đảm bảo an toàn để khư nhiƠu cho tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn Ngn cung cÊp cho cảm biến 24VCD chiều sử dụng cho đầu vào sở, modul mở rộng cuộn dây rơ le mở rộng 3.1.3 Trình tự thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC Việc lập trình cho PLC đà ngày trở nên phổ biến Việt Nam nhê sù phỉ cËp PLC cho rÊt nhiỊu øng dụng Ngời lập trình 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 * Nghiên cứu yêu cầu điều khiển thiết bị điều phải định thiết bị hệ thống mà chúng tao muốn điều khiển Mục đích chủ yếu điều khiển đợc lập trình hoá để điều khiển hệ thống bên Hệ thống đợc điều khiển Trờng dhnni hà nội 70điện 45a khoa điện d o m w o sv Lơng văn kiên lic k đồ án tốt nghiệp C m o c to bu y bu to k lic C c u -tr ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y k thiết bị, máy móc, trình sử lý thờng đợc gọi hệ thống điều khiển * 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) nèi d©y thùc tÕ sÏ kÕ tiÕp theo sè 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 Trờng dhnni hà nội 71điện 45a khoa điện w d o m sv Lơng văn kiên o ®å ¸n tèt nghiƯp lic C m o c to bu y bu to k lic C c u -tr ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c đồ án tốt nghiệp sv Lơng văn kiên Tìm hiểu yêu cầu hệ thống điều khiển Nối tất thiết bị vào / với PLC Dựng lu đồ chung hệ thống điều khiển Kiểm tra tất dây nối Liên kết đầu vào / tơng ứng vỡc đầu I/O PLC Chạy thử chơng trình Phiên dịch lu đồ sang giản đồ thang Lập trình giản đồ thang vào PLC Sửa lại phần mềm Chơng trình Thay đổi chơng trình Mô chơng trình kiểm tra phần mềm Lu chơng trình vào EPROM Sắp xếp có hệ thống tất vẽ Chơng trình Kết thúc Hình 16: Trình tù thiÕt kÕ hƯ thèng ®iỊu khiĨn dïng PLC Tr−êng dhnni hà nội 73điện 45a khoa điện ... vào Hình1 4: Mô hình phần cứng CPU224 * Đặc điểm kỹ thuật CPU 224: - Bộ nhớ chơng trình : 8KB - Bộ nhớ liệu: KB - Ngôn ngữ chơng trình : LAD, FBD, STL - Bảo vệ chơng trình : mức password bảo vệ. .. 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... 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 Trờng dhnni hà nội 71điện