Thuật toán điều khiển dây chuyền sản xuất kính bằng PLC cho quá trình cán và kéo ngang

Vai trò của PLC trong điều khiển tự động

PLC có thể đ−ợc sử dụng để điều khiển những thao tác ứng dụng đơn giản, lặp đi lặp lại hoặc một vài thiết bị trong số chúng có thể đ−ợc nối mạng cùng với hệ thống điều khiển trung tâm hoặc những máy tính trung tâm thông qua một phần của mạng truyền dẫn, với mục đích để tổ hợp việc điều khiển một quá trình xử lí phức tạp. Ngày nay, với những tiến bộ v−ợt bậc của điện tử và tin học đã đem lại hiệu năng cao, tối thiểu hoá kích th−ớc và chức năng xử lí quá trình nhiều hơn nh− các chức năng điều khiển chuyển động PID Analog, Chúng đã mở ra thị tr−ờng mới cho PLC.

Ưu điểm của việc sử dụng PLC trong tự động hoá [2]

Ch−ơng trình đ−ợc đ−a vào bộ nhớ của PLC bằng thiết bị lập trình, thiết bị này không kết nối cố định với PLC và có thể chuyển từ thiết bị điều khiển này đến thiết bị điều khiển khác mà không làm xáo trộn các hoạt động. Nếu chỉ muốn thay đổi một bộ phận nhỏ trong dãy chức năng, có thể đ−ợc cải tạo một cách đơn giản bằng cách sao chép cải biến thêm những phần mới.

Hiệu quả kinh tế của PLC [2]

Để sửa đổi hệ thống điều khiển và các qui tắc đang sử dụng, ng−ời vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, không cần nối lại dây. So với hệ thống điều khiển logic thông th−ờng (dạng kinh điển) thì hệ thống dùng PLC có những chỉ tiêu −u việt.

Khả năng và những ứng dụng của bộ điều khiển Logic khả trình PLC [4]

Hệ thống trộn bê tông tự động đã đ−ợc các chuyên gia Nhật Bản và Cu Ba đánh giá cao, cho phép áp dụng ngay vào các dự án lớn của thành phố Hà Nội. Đ−ợc ứng dụng vào các ga nhỏ sẽ tăng động chính xác, an toàn, giảm cường độ lao động cho người trực ban (chỉ cần nhìn vào màn hình là có thể biết đ−ợc cự ly của tàu so với ga) thay thế các thao tác thủ công nh− chờ tàu đến, khi tàu đến phải chạy ra xem tàu đã vào hết ch−a…. Các tín hiệu vào hệ thống điều khiển xuất phát từ các bộ cảm biến dùng để phát hiện có người đến gần từ bên ngoài và sự đến gần của người từ bên trong.

Tín hiệu ra của thiết bị điều khiển có thể dẫn đến các van điều khiển, van khí nén vận hành bằng Solenoid sử dụng chuyển động của các pittông trong xi lanh để mở và đóng cửa. PLC đối thoại qua hệ thống máy tính công nghiệp chạy phần mềm HMI là chìa khoá để làm cho hệ thống lớn này dễ thiết lập và sử dụng.

Cấu trúc cơ bản của bộ điều khiển lập trình PLC [5]

Ethernet TCP/IP và Web cho phép các kỹ s− kiểm tra tình trạng thiết bị từ mọi vị trí trong nhà máy.

Bộ xử lí trung tâm

Thông tin đ−ợc truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị phân 1 hoặc 0, t−ơng ứng với các trạng thái on/off. Thuật ngữ từ đ−ợc sử dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Bộ vi xử lí 8 bit có một bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8 bit, có thể thực hiện phép toán giữa các số 8 bit và phân phối kết quả theo số 8 bit.

Nh− vậy, mỗi từ có thể đ−ợc định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ đ−ợc gán một địa chỉ duy nhất.

Bé nhí

Một phần của bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho cỏc địa chỉ ngừ vào và ngừ ra, cựng với trạng thỏi cỏc ngừ vào và ngừ ra đú. Tuy nhiên, để tránh mất mát chương trình khi nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ắc quy để duy trì nội dung RAM trong một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM, chương trình có thể được tải vào vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường là các module có khoá với PLC, do đó chương trình trở thành vĩnh cửu.

Chạy thử ch−ơng trình

Bao gồm các câu lệnh đ−ợc ghép lại theo một thuật toán nhất định để tạo một chương trình. Một ch−ơng trình đ−ợc viết theo ph−ơng pháp LAD có thể đ−ợc chuyển sang dạng STL tuy nhiên không phải ch−ơng trình nào viết theo dạng STL cũng có thể đ−ợc chuyển sang dạng LAD. Trong quá trình lập trình điều khiển chúng tôi viết theo ph−ơng pháp LAD do vậy khi chuyển sang STL thì bộ lệnh của STL có chức năng t−ơng ứng nh− các tiếp điểm, các cuộn dây và các hộp dây dùng trong LAD.

Khi ở chế độ hoạt động, PLC sẽ đi từ đầu đến cuối chương trình thang, nấc cuối của chương trình thang. Thuật ngữ ngừ vào đ−ợc dựng cho hoạt động điều khiển, chẳng hạn đúng cỏc tiếp điểm cụng tắc, đ−ợc dựng làm ngừ vào PLC.

NÊc 2

• Cách Download một ch−ơng trình
• Thực hiện ch−ơng trình

Đ−ờng nguồn bên trái là dây nóng đ−ờng nguồn bên phải là đây trung hoà hay là đ−ờng trở về của nguồn cung cấp (Khi sử dụng ch−ơng trình tiện dùng Step7 Micro/Dos hoặc Step7 Micro/Win thì đ−ờng nguồn bên phải không đ−ợc thực hiện). Đó là sử dụng PLC S7 - 200 CPU224 và các module nhập/xuất trong khu vực có các thiết bị nhập và thiết bị xuất, sử dụng cáp nối kết các module này đến PLC và kết nối máy tính với PLC qua cổng COM với dao diện truyền thông RS232 và RS485. Để lập trình thông qua bộ giao diện nối tiếp của thiết bị lập trình/PC, đòi hỏi một cáp PC/PPI Khi sử dụng phần mềm lập trình STEP7- Micro/Win32, việc lập trình có thể thông qua SIMATIC CPs CP551 hoặc CP5611 (see SIMATIC NET) hoặc giao diện MPI của thiết bị lập trình.

Để tăng khả năng của bộ điều khiển trong các ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối t−ợng điều khiển có số l−ợng đầu vào/ra cũng nh− chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ PLC đ−ợc thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình, vì vậy chúng bị chia nhỏ thành các module. - Kích th−ớc của cảm biến càng nhỏ càng tốt có nh− vậy mới đ−a cảm biến vào được những nơi chật hẹp để đảm đương được những công việc mà con người không thể thực hiện được, hơn thế với kích thước nhỏ độ chính xác càng tốt. Để sản xuất ra đ−ợc cảm biến phải có một trình độ cao, nó là sự kết hợp giữa khoa học vật lý, điện tử, hoá học và vật liệu… Tóm lại trong một hệ thống tự động hoá, phần tử cảm biến đóng vai trò quan trọng nó là tai mắt cảm nhận sự thay đổi của đối t−ợng.

Mức của môi tr−ờng làm việc là một tham số công nghệ, thông tin về nó dùng để kiểm tra chế độ làm việc của các thiết bị công nghệ, trong một số trường hợp dùng để điều khiển quá trình sản xuất. Ngoài ra trong một số dây chuyền sản xuất lớn ng−ời ta kết nối máy tính với nhiều CPU khác nhau và kết hợp với những phần mềm khác nh− protul… tạo thành một hệ thống điều khiển, hay còn gọi là mạng đa chủ. Từ đó chúng tôi đã tiến hành xây dựng mô hình cho dây chuyền sản xuất kính và viết ch−ơng trình điều khiển cho từng giai đoạn điều khiển t−ơng ứng với các quá trình sản xuất trong dây chuyền để tiến hành tự động hoá hoàn toàn quá trình sản xuất.