Nếu cổng SET ( b2) có giá trị L, thì tín hiệu ra Q có giá trị L và đợc nhớ (mặc dù ngay sau đó tín hiệu ở cổng SET mất đi) cho đến khi cổng RESET (b1) có giá trị L thì phần tử Flipfop sẽ quay trở lại vị trí ban đầu. Khi cổng SET và cổng RESET cùng có giá trị L thì cổng ra Q có giá trị “1”
Hình 2-15: phần tử Flipfop có SET trội hơn
• Lý thuyết đại số Boole:
Một hàm y= f(x1,x2,...,xn)với các biến x1,x2,...,xn chỉ nhận các giá trị 0 hoặc 1 và hàm y cũng chỉ nhận các giá trị 0 hoặc 1 thì đợc gọi là hàm logic.
Trong kỹ thuật điều khiển, giá trị của các tín hiệu ra đợc viết dới dạng biến số đại số Boole.
a) các phép biến đổi hàm một biến: - Phép toán liên kết AND
- Phép toán liên kết OR - Phép toán liên kết NOT
b) Luật cơ bản của đại số Boole: - Luật hoán vị: A ^ B = B ^ A A v B = B ^ A - Luật kết hợp: ( A ^ B) ^ C = A ^ ( B ^ C ) = B ^ ( A ^ C ) & b1 1 ≥ b2 b1 b2 K1’ K1’ Q
( A v B) v C = A v ( B v C ) = B v ( A v C ) - Luật phân phối:
( A ^ B) v C = A ^ (B v C ) ( A v B ) ^ ( A v C ) = A v ( B ^ C ) - Luật hấp thụ: A v ( A ^B )= A A ^ ( A v B ) = A - Luật bù: A v ( A ^ B ) = A v B A ^ ( A v B ) = A ^ B - Luật De Morgan: A^B= A v B AvB=A ^ B 2.4 Hệ thống điều khiển dùng các bộ PLC 2.4.1 Giới thiệu chung về các bộ PLC
PLC là cụm từ viết tắt tiêng Anh:
Programmable Logic Controller tức là bộ điều khiển logic có khả năng lập trình đợc. Bộ điều khiển này thực hiện các chức năng lôgic tơng tự 1 panel trễ hay 1 hệ thống điều khiển lôgic ở trạng thái cứng.
PLC đợc phát triển dựa trên cơ sở vi xử lý sử dụng bộ nhớ lập trình đợc để lu trữ và thực hiện các chức năng nh phép tính logic, đếm, và các thuật toán để điều khiển máy và các quá trình.
PLC đợc thiểt kế cho phép ngời sử dụng không cần kiến thức chuyên sâu về máy tính và ngôn ngữ máy tính củng có thể vận hành.
PLC đã đợc các nhà thiết kế lập trình sẵn sao cho chơng trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản. ở đây thuật ngữ logic đợc sử dụng vì hầu hết việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic thực thi
và chuyển mạch. Các thiết bị nhập có thể là công tắc tơ, cảm biến, bàn phím vv... Các thiết bị xuất trong hệ thống đợc điều khiển nh động cơ, các van vv...đ- ợc nối kết với PLC. Khi ta nhập chơng trình vào bộ nhớ của PLC, thiết bị điều khiển sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo chơng trình này và thực hiện các bớc điều khiển đã đợc lập trình.
Hình 2-16: Thiết bị điều khiển logic lập trình
u điểm nổi bật của PLC là tính linh hoạt.Chúng ta có thể sử dụng cùng một thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển. Để sửa đổi hệ thống điều khiển ngời vận hành chỉ cần thay đổi chơng trình mà không cần mắc nối lại các thiết bị của hệ thống. Chính vì u điểm này mà PLC đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
PLC đầu tiên xuất hiện vào năm 1969. Ngày nay chúng đợc sử dụng phổ biến, từ các thiết bị nhỏ, độc lập sử dụng khoảng 20 đầu vào / đầu ra digital, đến các hệ thống nối ghép theo module có thể sử dụng rất nhiều đầu vào / đầu ra, xử lý các tính hiệu digital hoặc analog. Ngoài ra PLC còn có thể điều khiển tỷ lệ, tích phân, đạo hàm.
Trong PLC chơng trình đợc thực hiện theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đợc gọi là 1 vòng quét (Scan). Mỗi vòng quét có 4 giai đoạn, bắt đầu bằng giai đoạn:
• Đọc dữ liệu từ cổng vào (Input) tới bộ đệm. • Thực hiện chơng trình. PLC Tín hiệu ra Tín hiệu vào Chương trình
• Truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.
• Đa nội dung của bộ đệm tới các cổng ra (Output). Các bộ PLC thờng gặp:
• Họ Simatic S5, Simatic S7 của hãng Siemens của Cộng hoà liên bang Đức.
• Các họ Series 90 TM của hãng Fanme, Nhật Bản.
• Các họ CQM1, CPM1, CPM1A và SRM của hãng OMRON, Nhật Bản...
Các bộ PLC đợc ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp, giao thông và đời sống ... .
• Công nghệ cơ khí: - Gia công bao bì.
- Dây chuyền sản xuất xi măng. - Công nghệ đúc áp lực... . • Công nghệ thực phẩm:
- Các thiết bị sản xuất nớc ngọt. - Các thiết bị thức ăn gia súc. • Công nghiệp nhẹ:
- Ngành nhuộm. - Dệt, thêu ren.
ở Việt Nam bộ điều khiển SIMATIC S5 của hãng SIEMENS đa vào điều khiển các cơ cấu điều hoà công suất của các tổ máy thuỷ điện Hoà Bình. Công ty dầu khí Việt-Xô Petro dùng các bộ PLC để điều khiển các thiết bị sản xuất khí đốt và dầu nhờn.
Công ty thuốc lá Thăng Long, Công ty dệt 8-3 sử dụng bộ PLC vào dây chuyền tự động .v.v.. .
Vì vậy ứng dụng PLC vào điều khiển máy móc là điều tất yếu cần tìm hiểu nghiên cứu để đạt đợc hiệu quả tối u.