Bài giảng môn Điện tử công nghiệp: Chương 4 - Thiết kế hệ điều khiển dùng PLC

Bài giảng Điện tử công nghiệp - Chương 4 Thiết kế hệ điều khiển dùng PLC có nội dung trình bày về trình tự các bước thiết kế; Lập trình cho hệ điều khiển logic dùng PLC; Giản đồ hình thang (LAD). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương 4: Thiết kế hệ điều khiển dùng PLC c om 4.1 Trình tự bước thiết kế: Bước 1: Mơ tả tốn co ng Bước 2: Thống kê thiết bị vào an Bước 3: Chọn thiết bị th Bước 4: Thiết lập cấu hình hệ điều khiển logic ng Bước 5: Địa hóa vào/ra du o Bước 6: Xây dựng phần mềm u Bước 7: Chạy mô cu Bước 8: Chạy công nghệ Bước 9: Lưu giữ phần mềm Bước 10: Xây dựng tài liệu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 1: Mơ tả tốn c om  Mơ tả tốn dạng hàm, biểu thức logic, dạng đồ thị thời gian an co ng  Trong trường hợp tổng qt, mơ tả tốn đoạn văn Đây cách phổ biến tương ứng với yêu cầu người sử dụng ng th  Người thiết kế phải chuyển từ ngôn ngữ văn thành ngôn ngữ điều khiển (hàm logic, bảng, đồ thị thời gian) cu u du o  Yêu cầu bước phải mô tả cách đầy đủ xác yêu cầu toán CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 2: Thống kê thiết bị vào c om  Trên sở yêu cầu có bước 1, người thiết kế phải thống kê đầy đủ chủng loại kiểu thiết bị vào/ra an co ng  Các thiết bị vào/ra thông thường thiết bị tiêu chuẩn mô tả tài liệu kỹ thuật th VD: thiết bị vào/ra kiểu chiều 24 VDC, 48 VDC ng Thiết bị vào kiểu xoay chiều, điện áp 110 VAC cu u du o Thiết bị chiều, xoay chiều CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 3: Chọn thiết bị ng c om  Chọn họ PLC sử dụng thiết kế xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu kinh tế, khả hỗ trợ giải pháp nhà cung cấp thiết bị du o ng th an co  Chọn thành phần cấu trúc hệ thống bao gồm thiết bị: bảng mạch Bus, nguồn, CPU, module vào/ra, thiết bị phụ trợ Lưu ý, chọn CPU phải đảm bảo tốc độ xử lý, đáp ứng u cầu cơng nghệ, dung lượng nhớ chương trình liệu cu u  Các module vào/ra phải có tổng số đầu vào/ra kiểu phù hợp với số đầu vào/ra thống kê bước Số khe cắm bảng mạch Bus phải đủ module nguồn có cơng suất thỏa mãn  Các thiết bị phụ trợ: đầu nối, cáp truyền thông, chuyển đổi, … CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bước 4: Thiết lập cấu hình hệ điều khiển co ng  Cấu hình hệ thiết lập cách lắp ghép module thành phần bảng mạch bus cu u du o ng th an  Ngoài module nguồn module CPU có vị trí xác định, module cịn lại lắp đặt vị trí bảng mạch Bus cho thuận lợi nối ghép với thiết bị vào/ra CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 5: Địa hóa vào/ra c om  Trên sở bước 2, 3, 4, địa đầu vào/ra xác định cách địa hóa ng th an co ng  Kết công việc thiết lập hai bảng địa vào/ra có dạng sau: Địa … cu Button (Nút nhấn) u Start (Nút khởi động) Tên thiết bị Địa 000.00 M (Động cơ) 100.00 000.01 Đ (Đèn) 100.01 … … … du o Tên thiết bị vào CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 6: Xây dựng phần mềm Phần mềm cho hệ điều khiển logic dùng PLC gọi thiết kế (Project Proccessor File) lưu giữ tên Nó bao gồm file: File chương trình (Program File) File liệu (Data File)  File chương trình chứa lệnh tạo soạn thảo chương trình phần mềm lập trình họ PLC chọn  File liệu chứa liệu thực lệnh cấu trúc hệ thống File liệu tạo cách; (1) File liệu tự động tạo tiến hành xây dựng thiết kế soạn thảo File chương trình (2) File liệu tạo cách soạn thảo trực tiếp từ phần mềm lập trình File liệu tạo thành theo cách (2) phải phù hợp với File chương trình  Trong đa số trường hợp, xây dựng phần mềm, người thiết kế tiến hành soạn thảo File chương trình Tiếp theo, từ File liệu hình thành, người thiết kết tiến hành sửa, thêm bớt, … để tạo thành File liệu cho thiết kế phù hợp với yêu cầu toán cu u du o ng th an co ng c om  => Tiến hành xây dựng chương trình cơng việc chủ yếu xây dựng phần mềm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 7: Chạy mô ng c om Phần mềm sau hoàn thành nạp vào nhớ PLC Thao tác thực thiết bị lập trình Để đánh giá chương trình, người thiết kế phải tiến hành chạy thử Bước chạy thử chạy mơ phỏng, cịn gọi chạy khơ (Dry Run) gồm thủ tục sau: th an co Dùng thiết bị mô thiết bị vào/ra thực tế nối thiết bị mô với đầu nối module vào/ra VD: công tắc, chuyển mạch thay cho thiết bị vào; đèn, rơ le thay cho thiết bị du o ng Chạy bước chương trình theo cách mơ tả tốn Bước Dùng công cụ phần mềm thiết bị lập trình để quan sát, đánh giá cu u Sửa chương trình, kết thúc Kết việc chạy mơ phải đạt sau: Chương trình khơng có lỗi cú pháp Các bước thực với yêu cầu công nghệ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 8: Chạy cơng nghệ c om Sau hồn thành bước điều kiện để thực chạy công nghệ, cịn gọi chạy ướt (Wet Run) Chạy cơng nghệ bao gồm bước sau: co  Kết nối thiết bị vào/ra với module vào/ra ng  Lắp đặt thiết bị hệ điều khiển logic PLC vào dây chuyền công nghệ th an  Nạp phần mềm vào PLC tiến hành chạy thử nghiệm toàn hệ thống theo yêu cầu công nghệ mô tả bước du o ng  Dùng cơng cụ phần mềm thiết bị lập trình để quan sát, đánh giá cu u  Thêm vào chương trình khâu thời gian trễ, thay đổi liệu File liệu để phối hợp hoạt động cách đồng khâu, cấu chấp hành dây chuyền Kết việc chạy công nghệ phải đạt sau:  Toàn hệ thống chạy theo yêu cầu công nghệ  Hệ thống điều khiển chạy ổn định CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bước 9: Lưu giữ phần mềm c om  Phần mềm sau chạy công nghệ phần mềm gốc, cần phải cất giữ để phục vụ cho việc bảo trì, bảo dưỡng, thay thiết bị sau co ng  Cần nhấn mạnh phải cất giữ File chương trình File liệu ng th an  Có thể sử dụng phương pháp cất giữ sau: cất giữ thẻ nhớ cố định (EPROM, EEPROM), cất giữ File chương trình, File liệu, cất giữ tài liệu in từ File chương trình, File liệu u du o  Vấn đề quyền phần mềm cần ý Để bảo vệ phần mềm, sử dụng cơng cụ lập trình theo bước sau: cu  Bảo vệ khơng cho phép mở File chương trình  Bảo vệ khơng cho phép truy nhập vào nhớ chương trình PLC 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4.2 Lập trình cho hệ điều khiển logic dùng PLC c om 4.2.3 Các phương pháp biểu diễn chương trình  Ưu điểm STL: ng - Dễ dàng soạn thảo chương trình biểu diễn tất lệnh dạng STL co - File chương trình dạng text, kích thước nhỏ => phụ hợp cho chương trình cỡ lớn an - Thuận lợi cho người lập trình chun nghiệp Ngơn ngữ tương tự hợp ngữ th  Nhược điểm STL: u => STL sử dụng du o - STL khơng trực quan ng - Khó thiết kế mạch điều khiển dùng PLC trực tiếp STL địi hỏi kỹ lập trình cao cu Trong biểu diễn giản đồ thang (LAD) lệnh biểu diễn dạng biểu tượng đặc trưng chương trình biểu diễn dạng đồ họa => trở thành cách biểu diễn chuẩn chương trình cho PLC Biểu diễn sơ đồ khối chức logic sơ đồ phần tử logic 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om 4.3 Giản đồ hình thang (LAD) Mạch điều khiển nối dây cứng 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om 4.3 Giản đồ hình thang (LAD) Sơ đồ dạng LAD 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4.3 Giản đồ hình thang (LAD) c om Network #1 ng Network #2 co Network #3 th ng 10 11 du o Network #4 an 12 cu u Network #5 13 Network #6 14 Network #7 TIM000 #100 Network #8 CuuDuongThanCong.com 19 END (01) https://fb.com/tailieudientucntt .c om cu u du o ng th an co ng Hệ lệnh: Họ CQM1 - OMRON CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 - OMRON c om  Lệnh mô tả tiếp điểm thường mở NO (Normal Opened) ng  Cú pháp: an (B) = trạng thái ON (Active) co  B: địa Bit ng th (B) = trạng thái OFF (Inactive)  B: địa Bit u cu  Cú pháp: du o  Lệnh mơ tả tiếp điểm thường kín NC (Normal Closed) (B) = trạng thái OFF (Inactive) (B) = trạng thái ON (Active) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) c om  Lệnh mô tả cuộn dây rơ le ng  Cú pháp: co  B: địa Bit an đ/k logic = => (B) = ng th đ/k logic = => (B) = cu u du o VD: Chương trình thực mạch tự trì Sử dụng công tắc S1 S2 để điều khiển động M: Nhấn S1 => M chạy nhấn S2 => M tắt Mạch tự trì: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) Lệnh KEEP (11) PLC OMRON lệnh trì Bit trạng thái ổn định .c om  co ng Cú pháp: th an S đầu vào SET ng R đầu vào RESET du o B địa Bit cu u VD2: Mạch tự trì sử dụng lệnh KEEP Sử dụng lệnh KEEP cho VD CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) DIFU(13) lệnh tạo xung ngắn điều kiện vào chuyển từ mức thấp lên mức cao (Possitive Edge)  DIFD(14) lệnh tạo xung ngắn điều kiện vào chuyển từ mức cao xuống thấp (Negative Edge)  Cú pháp :  Hoạt động lệnh DIFU(13) DIFD(14): cu u du o ng th an co ng c om  CuuDuongThanCong.com Địa Lệnh Tham số 000.00 LD 000.01 000.01 000.01 DIFU 200.00 200.00 000.02 LD 000.00 000.00 000.03 DIFD 200.01 200.01 https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) Lệnh ghi dịch SFT(10)  Định nghĩa ghi: tập hợp từ từ liền vùng liệu  Cú pháp:  S (start): địa ghi  E (end): địa ghi cuối  S = E: ghi từ  Hoạt động: C = 1: dịch trái bit, I điền vào Bit trẻ nhất, Bit già  Thanh ghi dịch dùng để phát loại bỏ sản phẩm lỗi cu u du o ng th an co ng c om  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) Lệnh chuyển liệu MOV(21)  Cú pháp:  S (source): địa word nguồn  D (destination): địa word đích  Hoạt động: I = 1, word nguồn (S) => word đích (D)  Chú ý: trường hợp phần toán hạng liệu, phải thêm dấu # cu u du o ng th an co ng  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt  Lệnh cộng, trừ số học (BCD)  Cú pháp: I ADD(30) ng I c om Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) co Au th an Ad Mi Su R du o ng R SUB(31) Au, Ad: địa toán hạng  R: địa kết  Mi: địa số bị trừ, Su: địa số trừ  R: địa kết cu u  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) Lệnh so sánh CMP(20)  Cú pháp:  Cp1: địa từ so sánh thứ  Cp2: địa từ so sánh thứ hai  Hoạt động: I = so sánh lập cờ, (Cp1) - (Cp2) => lập cờ cu u du o ng th an co ng c om   255.05: cờ lớn  255.06: cờ  255.07: cờ nhỏ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) COUNTER dùng để đếm kiện xảy  COUNTER có đếm tăng (COUNTER-Up), đếm giảm (COUNTER-Down), đếm thuận nghịch (COUNTER-Up/Down)  Các họ PLC khác cung cấp lệnh COUNTER khác  Cú pháp lệnh: ng th an co ng c om  du o CP đầu vào xung đếm Khi CP chuyển từ thấp lên cao giá trị COUNTER tăng đơn vị u xxx số TC vùng nhớ liệu dành cho TIMER/COUNTER cu CNTxxx toán hạng địa giá trị PV COUNTER cờ hoàn thành (Complement Flag) SV địa chứa giá trị đặt COUNTER R đầu vào RESET CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ lệnh: Họ CQM1 – OMRON (tiếp) TIMER định thời gian có nhiều ứng dụng điều khiển TIMER thực chất đếm xung thời gian Hệ thống cung cấp cho người sử dụng cờ định thời vùng liệu (SR) với chu kỳ: 0.01s, 0.1s, 0.2s, …  TIMER có loại chính: ON-Delay OFF-Delay Tuy nhiên, từ loại (ON-Delay) xây dựng kiểu TIMER khác như: OFF-Delay, ON-OFF Delay, …  Các họ PLC khác cung cấp lệnh TIMER kiểu ON-Delay, OFF-Delay, … khác Dữ liệu dành cho TIMER xác định vùng nhớ liệu dành cho TIMER  Cú pháp lệnh TIMER ON-Delay: u du o ng th an co ng c om  cu S (Start) đầu vào điều kiện cho phép TIMER hoạt động xxx số TC vùng nhớ liệu dành cho TIMER/COUNTER TIM xxx toán hạng địa giá trị TIMER (Present Value) cờ hoàn thành (Complement Flag) SV địa chứa giá trị đặt TIMER CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... sau: co  Kết nối thiết bị vào/ra với module vào/ra ng  Lắp đặt thiết bị hệ điều khiển logic PLC vào dây chuyền công nghệ th an  Nạp phần mềm vào PLC tiến hành chạy thử nghiệm toàn hệ thống... có), File chương trình, File liệu 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4. 2 Lập trình cho hệ điều khiển logic dùng PLC c om 4. 2.1 Chương trình ngơn ngữ lập trình ng  Chương trình... động cách đồng khâu, cấu chấp hành dây chuyền Kết việc chạy công nghệ phải đạt sau:  Toàn hệ thống chạy theo yêu cầu công nghệ  Hệ thống điều khiển chạy ổn định CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt