Thiết kế hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động sử dụng PLC

Lý thuyết về đấu nối điện 1. Đấu nối cho PLC

Về đấu nối nguồn cho PLC, ở đây ta sử dụng PLC với nguồn 24VDC, vậy ta sẽ cấp nguồn 24VDC cho PLC với cực dương của nguồn sẽ cấp vào chân L+, cực âm của nguồn sẽ được cấp vào chân M của PLC (có thể đấu tiếp địa hoặc không) như hình dưới đây. Về phần đấu nối cho đầu vào của PLC, ta sẽ đấu nguồn 0VDC vào chân 1M của PLC, nguồn 24VDC sẽ được đấu qua các thiết bị vận hành như công tắc, nút nhấn, cảm biến,. Đối với đầu ra, một bộ nguồn 24VDC sẽ được đấu vào hai chân 3L+ và 3M của đầu ra, các chân tín hiệu đầu ra của PLC sẽ được nối qua tải hoặc các thiết bị điều khiển khác rồi nối về 0VDC (chung với nguồn 0VDC của chân 3M).

Ngoài ra, một dây Ethernet cũng cần phải được đấu nối giữa cổng Ethernet của PLC với cổng Ethernet của màn hình HMI. Dây nóng và dây trung tính của nguồn sẽ được đấu vào đầu vào của Aptomat, đầu ra của Aptomat sẽ được đấu vào hai đầu của tải. Vì nút nhấn và công tắc đóng vai trò như một tiếp điểm, vì vậy đối với hai loại thiết bị này, chỉ việc đấu nối hai dây đầu dây của mạch cần đấu vào hai chân cần sử dụng của nút nhấn/ công tắc (tiếp điểm thường đóng hoặc thường mở).

Trong dự án này, các nút nhấn và công tắc bình thường sẽ được đấu ở trạng thái tiếp điểm thường mở, riêng nút Emergency thì sẽ được đấu ở trạng thái tiếp điểm thường đóng. Đối với đèn báo thì cũng sẽ được đấu nối tương tự như nút bấm, không phân biệt chân âm (-) và dương (+) vì hiện nay đèn báo điện một chiều công nghiệp đã được thiết kế sao cho nguồn đi vào luôn đi đúng chiều với Diode bên trong đèn báo.

Lý thuyết về điều khiển động cơ bước 1. Nguyên lý điều khiển động cơ bước

Khi có sự chênh lệch điện áp giữa hai chân ENA+ và ENA-, module sẽ không hoạt động (lực hút giúp động cơ đứng im và quay cũng sẽ không còn nữa). • Axis: trục chuyển động, ở đây ta sẽ sử dụng một trong số các trục chuyển động đã được cài đặt ở phần Technology object. • StartMode: khi bit tương ứng với Enable bằng với bit của StartMode, lệnh khởi tạo được kích hoạt.

• StopMode: khi bit tương ứng với Enable bằng với bit của StopMode, lệnh khởi tạo được hủy, lúc này không thể điều khiển động cơ. • Axis: trục chuyển động, sử dụng một trong số các trục chuyển động đã được cài đặt ở phần Technology object. • Execute: lệnh thực thi, khi bit này được kích lên true, động cơ sẽ bắt đầu hoạt động với các tham số đã được cài đặt trong khối với vị trí ban đầu là vị trí hiện tại của động cơ.

• Distance: khoảng cách di chuyển, động cơ sẽ chuyển động một khoảng bằng với giá trị này, bắt đầu với 0 ở vị trí hiện tại của động cơ. • Error: báo trạng thái lỗi khi thực hiện lệnh di chuyển hoặc trong quá trình di chuyển. Vì đồ án này sử dụng phương pháp điều khiển vị trí tuyệt đối nên lệnh này sẽ không được sử dụng.

• Axis: trục chuyển động, sử dụng một trong số các trục chuyển động đã được cài đặt ở phần Technology object. • Execute: lệnh thực thi, khi bit này được ON lên thì bộ điều khiển sẽ tiến hành thiết lập vị trí ban đầu của động cơ tại vị trí Position. • Axis: trục chuyển động, sử dụng một trong số các trục chuyển động đã được cài đặt ở phần Technology object.

• Execute: lệnh thực thi, khi bit này được ON lên true, PLC sẽ điều khiển cho Motor chuyển động tới vị trí Position với vị trí ban đầu là vị trí đã được cài đặt bằng lệnh MC_Home. • Error: báo trạng thái lỗi khi thực hiện lệnh di chuyển hoặc trong quá trình di chuyển. • Axis: trục chuyển động, sử dụng một trong số các trục chuyển động đã được cài đặt ở phần Technology object.

Thiết kế tủ điện

EPLAN với nền tảng CAE (Computer-Aid Engineering) đã phát triển các giải pháp thiết kế đã được chứng minh là hiệu quả; góp phần cải thiện, nâng cao hiệu suất mang lại lợi ích cho khách hàng trong nhiều năm trở lại đây. Sự kết hợp của các chức năng tiêu chuẩn và phần mở rộng tùy chọn trong một nền tảng CAE của EPLAN cho phép bạn tối ưu hóa toàn bộ quá trình lập kế hoạch và nâng cao chất lượng tài liệu tự động hóa về lâu dài, một số chức năng cơ bản mà EPLAN cung cấp: [18]. Với những phần mềm hiện tại của EPLAN, chúng có thể liên kết với nhau giúp người dùng có thể hoàn thiện một hệ thống cơ điện.

Là một công cụ rất quan trọng đối với các kỹ sư cũng như các công ty chuyên về thiết kế, thi công tủ Điện. EPLAN giúp tăng tối đa hiệu quả thiết kế, kiểm soát tài liệu và lưu trữ dự án. Tại nút Extras, bấm vào và chọn Import, sau đó load đường dẫn tới file edz đã tải về vào trường File name, chọn Add new records only rồi bấm OK.

Sau khi hoàn tất, để lấy mô hình PLC ra bản vẽ, bấm chọn Insert -> Device và tìm trong mục PLC -> General tên của PLC tương ứng. Insert -> Symbol sau đó chọn thiết bị cần thiết rồi đặt vào bản vẽ. Sau khi đã hoàn thành bản vẽ thiết kế tủ điện, tiến hành bóc tách thiết bị và lên danh sách linh kiện cần thiết sau đó đặt mua.

Sau khi thiết bị đã về đầy đủ, tiến hành thi công tủ điện, áp dụng những tiêu chuẩn về tủ điện công nghiệp (bao gồm tiêu chuẩn về an toàn, bảo hành và bảo vệ. Copies for internal use only in Phenikaa University. hệ thống điện) nhằm đảm bảo việc vận hành, bảo trì và bảo dưỡng hệ thống sau này được an toàn và dễ dàng hơn. Vì không có nhiều kinh phí cho vỏ tủ điện nên những nút bấm, công tắc hay đèn báo phục vụ việc vận hành hệ thống (được lắp ở cánh tủ) sẽ được lắp vào hộp nút nhấn như Hình 2.32 dưới đây. Các dây điện nối giữa các phần như từ hộp công tắc tới tủ điện, từ tủ điện tới mô hình hệ thống sẽ được bọc trong ống ruột gà làm bằng nhựa cách điện, giúp tăng độ bền, bảo vệ dây điện khỏi môi trường xung quanh cũng như bảo vệ người vận hành trong trường hợp xảy ra sự cố rò rỉ điện.

Tổng kết chương III

• Cấu hình cho các thiết bị cần thiết trong phần mềm như PLC, màn hình HMI, động cơ bước hay đầu đọc RFID. • Quản lý dữ liệu, phân loại cấp bậc điều khiển phục vụ cho việc quản lý và kiểm soát thông số hệ thống. • Các khối điều khiển giúp điều khiển hệ thống, việc chia hệ thống ra làm các khối nhỏ giúp quản lý cách thức và quy trình hoạt động của hệ thống.

• Màn hình HMI được lập trình phục vụ cho việc điều khiển, giám sát hệ thống. • Cài đặt thông báo cho các sự kiện và quyền quản trị giúp quản lý lỗi hệ thống, quản lý người sử dụng.

Định hướng mở rộng

Để có thể kết nối máy tính với PLC hay HMI thông qua cổng Ethernet, cần chỉnh sửa lại địa chỉ IP cho máy tính sao cho khác địa chỉ với các thiết bị khác nhưng vẫn phải cùng một lớp mạng. Truy cập vào Control Panel\Network and Internet\Network and Sharing Center, sau đó chọn Change adapter settings, sau đó kích đúp vào cổng Ethernet đang sử dụng để kết nối, chọn Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4), chọn Properties, thay đổi địa chỉ IP cần thiết rồi sau đó chọn OK. Để có thể kiểm tra lại xem máy tính đã được kết nối với các thiết bị khác qua cổng Ethernet hay chưa, ta cú thể sử dụng tổ hợp phớm Window + R, gừ cmd rồi chọn OK.

Sử dụng lệnh ping X với X là địa chỉ IP của một thiết bị khác trong cùng lớp mạng. Nếu màn hình cmd trả về kết quả có dạng như Hình 5.2 thì máy tính và thiết bị được ping đã có kết nối Ethernet. Để có thể sử dụng HMI mô phỏng (WinCC) với phần cứng PLC thật, ta phải cài đặt trong phần Set PG/PC Interface trong Control Panel.

Ở đây ta sẽ kiểm tra lại cổng Ethernet đã kết nối tới PLC, chọn đúng tên cổng đó trong danh sách, sau đó bấm OK.