CPU212 cho phộp mở rộng nhiều nhất 2 modul và CPU214 nhiều nhất 7 modul. Cỏc modul mở rộng tƣơng tự và số đều cú trong S7 – 200
Cú thể mở rộng cổng vào/ ra của PLC bằng cỏch ghộp nối thờm vào nú cỏc modul mở rộng về phớa bờn phải của CPU, làm thành một múc xớch. Địa chỉ của cỏc vị trớ của modul đƣợc xỏc định bằng kiều vào/ra và vị trớ của modul trong múc xớch, bao gồm cỏc modul cú cựng kiểu. Vớ dụ nhƣ một modul cổng ra khụng thể gỏn địa chỉ của một modul cổng vào cũng nhƣ một modul tƣơng tự khụng thế cú địa chỉ nhƣ một modul số và ngƣợc lại.
Cỏc modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tƣơng tự với số đầu vào/ra của modul.
Sau đõy là một vớ dụ về cỏch đặt địa chỉ cho cỏc modul mở rộng trờn CPU214: CPU214 Modul 0 (4 vào/ 4ra) Modul 1 8 vào Modul 2 3 vào analog/ 1 ra analog Modul 3 8 ra Modul 4 3 vào analog/ 1 ra analog
10.0 Q0.0 12.0 13.0 0 Q3.0 AIW8 10.1 Q0.1 12.1 13.1 0 Q3.1 AIW10 10.2 Q0.2 12.2 13.2 0 Q3.2 AIW12 10.3 Q0.3 12.3 Q3.3 10.4 Q0.4 Q3.4 AQW4 10.5 Q0.5 Q2.0 Q3.5 10.6 Q0.6 Q2.1 Q3.6 10.7 Q0.7 Q2.2 Q3.7 11.0 Q1.0 Q2.3 11.1 Q1.1 11.2 11.3 11.4 11.5 4.4.3 Thực hiện chƣơng trỡnh
PLC thực hiện chƣơng trỡnh theo chu trỡnh lặp. Mỗi vũng đƣợc gọi là vũng quyột (scan) .Mỗi vũng quột đƣợc bắt đầu bằng giai đoạn đọc giữ liệu từ cỏc cổng vào vựng bộ đẹm ảo ,tiếp theo là giai đoạn thực hiện chƣơng trỡnh.Trong từng vũng quột, chƣơng trỡnh đƣợc thực hiện bằng lệnh đầu tiờn và kết thỳc tại lệnh kết thỳc (MEND), sau khi giai đoạn thực hiện chƣơng trỡnh là giai đoạn truyền thụng nội bộ và kiểm lỗi.Vũng quột đƣợc kết thỳc bằng giai đoạn chuyển cỏc nội dung của bộ đệm ảo tới cỏc cổng ra.
Nhƣ vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra ngay, thụng thƣờng lệnh khụng làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thụng qua bộ đệm ảo của cổng trong vựng nhớ tham số. Việc truyền thụng giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong cỏc giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lớ. Khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức thỡ hệ thống sẽ cho dừng mọi việc khỏc, ngay cả chƣơng trỡnh xử lớ ngắt, để
thực hiện lệnh này một cỏch trực tiếp với cổng vào/ ra.
Nếu xử dụng cỏc chế độ ngắt, chƣơng trỡnh con tƣơng ứng với từng tớn hiệu ngắt đƣợc soạn thảo và cài đặt nhƣ bộ phận của chƣơng trỡnh. Chƣơng trỡnh sử lý ngắt chỉ đƣợc thực hiện trong vũng quột khi xuất hiện tớn hiệu bỏo ngắt và cú thể xảy ra ở bất kỳ thời điểm nào trong vũng quột.
4.4.4 Cấu trỳc chƣơng trỡnh của S7 – 200
Cú thể lập trỡnh cho PLC S7 – 200 bằng cỏch sử dụng một trong những phần mềm sau đõy:
Step 7 – Micro/DOS Step 7 – Micro/WIN
Nhƣng phần mềm này cú thể đều cú thể cài đặt đƣợc trờn cỏc mỏy lập trỡnh họ PG7xx và cỏc mỏy tớnh cỏc nhõn (PC).
Cỏc chƣơng trỡnh cho S7 – 200 phải cú cấu trỳc bao gồm chƣơng trỡnh chớnh (main program) và sau đú đến cỏc chƣơng trỡnh con và cỏc chƣơng trỡnh sử lý ngắt đƣợc chỉ ra sau đõy:
Chƣơng trỡnh chớnh đƣợc kết thỳc bằng lệnh kết thỳc chƣơng trỡnh (MEND)
- Cỏc chƣơng trỡnh con đƣợc nhúm lại thành một nhúm ngay sau chƣơng trỡnh chớnh.Sau đú đến ngay cỏc chƣơng trỡnh xử lớ ngắt.Bằng cỏch viết nhƣ vậy, cấu trỳc chƣơng trỡnh đƣợc rừ ràng và thuận tiện hơn trong chƣơng việc đọc chƣơng trỡnh sau này. Cú thể tự do trộn lẫn cỏc chƣơng trỡnh con và chƣơng trỡnh xử lớ ngắt đằng sau chƣơng trỡnh chớnh.
2.Ngụn ngữ lập trỡnh của S7-200
4.4.5 Phƣơng phỏp lập trỡnh
S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dóy cỏc lệnh lập trỡnh đầu tiờn và kết thỳc ở lập trỡnh cuối trong một vũng. Một vũng nhƣ vậy đƣợc gọi là vũng quột (scan)
Một vũng quột (scan clycle) đƣợc bắt đầu bằng việc đọc trạng thỏi của đầu vào,và sau đú thực hiện chƣơng trỡnh. Scan clycle kết thỳc bằng việc thay đổi trạng thỏi đầu ra.Trƣớc khi bắt đầu một vũng quột tiếp theo S7-200 thực thi cỏc nhiệm vụ truyền thụng .Chu trỡnh thực hiện chƣơng trỡnh là chu trỡnh lặp(xem hỡnh 2.1)
Cỏch lập trỡnh cho S7-200 núi riờng và cho cỏc PLC của Siemens núi chung dựa trờn hai phƣơng phỏp cơ bản: phƣơng phỏp hỡnh thang (ladder logic viết tắt thành LAD) và phƣơng phỏp liệt kờ lệch (statement Lớt viết tắt thành STL). Chƣơng này sẽ giới thiệu cỏc thành phần cơ bản của hai phƣơng phỏp trờn và cỏch sử dụng chỳng trong lập trỡnh.
Nếu chƣơng trỡnh đƣợc viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trỡnh sẽ tự tạo ra một chƣơng trỡnh theo kiểu STL tƣơng ứng. Ngƣợc lại khụng phải mọi chƣơng trỡnh đƣợc viết theo kiểu SLT cũng cú thể chuyển sang dạng LAD.Bộ lệnh của phƣơng phỏp SLT đƣợc trỡnh bày trong quyển sỏch này đều cú một chức năng tƣơng ứng nhƣ cỏc tiếp điểm, cỏc cuộn dõy và cỏc hộp dựng trong LAD.Những lệnh này phải đọc và phối hợp đƣợc trạng thỏi của cỏc tiếp điểm để đƣa ra đƣợc một quyết định về giỏ trị trạng thỏi đầu ra hoặc một giỏ trị logic
Cho phộp, hoặc khụng cho phộp thực hiện chức năng của một (hay nhiều) hộp. Để dễ dàng làm quen với cỏc thành phần cơ bản của LAD và của STL cần phải nắm đƣợc cỏc điịnh nghĩa cơ bản sau đõy:
Định nghĩa về LAD: LAD là một ngụn ngữ lập trỡnh bằng đồ họa.
Những thành phần cơ bản dựng trong LAD tƣơng ứng với cỏc thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chƣơng trỡnh LAD cỏc phần tở cơ bản dung để biểu diễn lệnh logic nhƣ sau:
-Tiếp điểm: là biểu tƣợng (symbol) mụ tả cỏc tiếp điểm của rơle. Cỏc tiếp điểm đú cú thể là thƣờng mở -| |- hoặc thƣơng đúng -| /|-
dũng điện cung cấp cho rơle.
- Hộp (box): là biểu tƣợng mụ tả cỏc hàm khỏc nhau nú làm việc khi cú dũng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thƣờng đƣợc biểu diễn bằng hộp là cỏc bộ thời, gian (Timer), bộ đếm (coumter) và cỏc hàm toỏn học. Cuộn dõy và cỏc hộp phải đƣợc mắc đỳng chiều dũng điện.
- Mạng LAD: là đƣờng nối cỏc phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đƣờng nguồn bờn trỏi sang đƣờng nguồn bờn phải. Đƣờng nguồn bờn trỏi là dõy núng, đƣờng nguồn bờn phải là dõy trung hũa (neutral) hay là đƣờng trở về nguồn cấp (đƣờng nguồn bờn phải thƣờng khụng thể thực hiện khi dựng chƣơng trỡnh tiện dụng STEP 7 – micro/DOS hoặc STEP 7 – micro/WIN). Dũng điện chạy từ trỏi qua cỏc tiếp điểm đúng đến cỏc cuộn dõy hoặc cỏc hộp trở về bờn phải nguồn.
Định nghĩa về STL:
Phƣơng phỏp liệt kờ lệnh (STL) là phƣơng phỏp thể hiện chƣơng trỡnh dƣới dạng tập hợp cỏc cõu lệnh. Mỗi cõu lệnh trong chƣơng trỡnh, kể cả những lệnh hỡnh thức biểu diễn một chức năng của PLC
Định nghĩa về ngăn xếp logic (loic stack)
S0 Stack 0 – bit đầu tiờn hay bit trờn cựng của ngăn xếp S1 Stack 1 – bit thứ hai của ngăn xếp
S2 Stack 2 – bit thứ ba của ngăn xếp S3 Stack 3 – bit thứ tƣ của ngăn xếp S4 Stack 4 – bit thứ năm của ngăn xếp S5 Stack 5 – bit thứ sỏu của ngăn xếp S6 Stack 6 – bit thứ bảy của ngăn xếp S7 Stack 7 – bit thứ tỏm của ngăn xếp S8 Stack 8 – bit thứ chin của ngăn xếp
phƣơng thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7 – 200. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bti chồng lờn nhau. Tất cả cỏc thuật toỏn liờn quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bit đầu tiờn hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp. Giỏ trị logic mới đều cú thể đƣợc gửi (hoặc đƣợc nối thờm) vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bit đầu tiờn của ngăn xếp, thỡ ngăn xếp sẽ đƣợc kộo lờn một bit. Ngăn xếp và tờn của từng bit trong ngăn xếp đƣợc biểu diễn trong hỡnh 4.4
LAD STL
10.0 Q1.0 LD 10.0 |————| |–––––––––– ( ) = Q1.0
Hỡnh 4.4 Mụ tả lệnh LAD và STL
4.5 Chuyển mạch điều khiển Relay – Contactor sang điều khiển PLC S7-200 200
Start
Bấm cũ
Dao cắt đi xuống Đế ộp đi xuống Đế ộp đi lờn Đế ộp dừng Dao cắt đi lờn Dao cắt dừng Trễ 0,5s Chạm cụng tắc đảo chiều đế Chạm cụng tắc giới hạn hành trỡnh Cam hành trỡnh chạm cụng tắc hành trỡnh Cữ đỳng kớch thƣớc
4.5.2 Cỏc đầu vào, ra và sơ dồ nguyờn lý mạch ngoài PLC 1. Đầu vào 1. Đầu vào 1) I0.0 Start 2) I0.1 Stop 3) I0.2 Cũ (Thƣờng mở) 4) I0.3 Cam 5) I0.4 Cụng tắc khống chế đế lờn 6) I0.5 Cụng tắc đảo chiều đế 7) I0.6 Đế xuống
8) I0.7 Đế lờn
9) I1.0 Tiếp điểm kớch thƣớc chuẩn
10) I1.1 Tiếp điểm thƣớc đúng INCHING 11) I1.2 Tiếp điểm thƣớc mở INCHING 12) I1.3 Cũ (thƣờng đúng)
2. Đầu ra
1) Q0.0 Động cơ dao 2) Q0.1 Động cơ thủy lực 3) Q0.2 Van dầu xuống 4) Q0.3 Van dầu lờn 5) Q0.4 Ly hợp
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TRấN Mễ HèNH 1. Giới thiệu cỏc phần tử trờn mụ hỡnh
* Cụng tắc nguồn
* Cầu chỡ
* Cỏc nỳt điều khiển: START, STOP, UP, DOWN, CLUTCH, INCHING tƣơng ứng với cỏc nỳt điều khiển ở thiết bị thực tế.
* Cỏc cụng tắc hành trỡnh:Cề, CAM, Đ/C ĐẾ, G/H TRấN ĐẾ tƣơng ứng với cỏc cụng tắc hành trỡnh trờn thực tế.
* Cụng tắc: KÍCH THƢỚC CHUẨN tƣơng ứng với tiếp điểm đƣợc điều khiển bởi computer khi bàn cứ đỳng kớch thƣớc chuẩn.
* Cỏc Rơle đầu ra (đồng thời là rơ le hiển thị): Đ/cDAO, THUỶ LỰC, ĐẾ XUỐNG, ĐẾ LấN, LY HỢP.
* Điụt cầu, tụ lọc.
* Dàn cầu đấu cỏc đầu vào ra.
2. Mụ tả thực nghiệm trờn mụ hỡnh
- Bạt cụng tắc nguồn cấp điện cho mụ hỡnh: đốn hiển thị nguồn sỏng - Nhấn nỳt START: Rơle đ/c Dao sỏng (động cơ dao đƣợc cấp điện) + Nhấn cụng tắc cũ: Cỏc Rơ le THUỶ LỰC, ĐẾ XUỐNG, LY HỢP sỏng (động cơ thuỷ lực quang, van dầu xuống mở, ly hợp đúng sau 0.5s)
+ Giữ nguyờn cụng tắc cũ, nhấn nhả cụng tắc Đ/ch Đế, nhấn và giữ CAM, sau khi cụng tắc CAM nhả cụng tắc cũ: cỏc rơle THUỶ LỰC, ĐẾ LấN, LY HỢP sỏng (động cơ thuỷ lực quay, van dầu lờn mở, ly hợp vẫn đúng).
+ Nhả cụng tắc CAM: Rơ le LY HỢP tắt (LY HỢP nhả)
+ Nhấn nhả cụng tắc G/H TRấN ĐẾ: Rơle THUỶ LỰC, ĐẾ LấN tắt (động cơ thuỷ lực ngừng quay, van dầu lờn đúng)
- Nhấn nỳt INCHING
+ Nhấn cụng tắc cũ: Rơ le LY HỢP sỏng, nhả cụng tắc cũ Rơle LY HỢP tắt (chỉ cú dao cắt làm việc, dựng để thay đổi dao)
- Nhấn nỳt CLUTCH: chỉ cú role LY HỢP sỏng cả role Đ/C DAO cũng tắt (dựng để thay dao nhờ quỏn tớnh của động cơ dao)
KẾT LUẬN
Đề tài ―Nghiờn cứu tỡm hiểu hệ thống mỏy cắt giấy trong nhà mỏy giấy trong nhà mỏy giấy HAPACO. Đi sõu cải tiến quy trỡnh cắt giấy bằng PLC‖ của em đó giải quyết một số vấn đề sau:
- Nghiờn cứu tổng quan về cụng nghiệp sản xuất giấy, cụng nghệ sản suất giấy từ bó mớa.
- Đi sõu nghiờn cứu về mỏy cắt giấy XII bao gồn: nghiờn cứu tổng quan về mỏy cắt giấy, nghiờn cứu cấu tạo, chức năng những bộ phận chớnh của mỏy, từ thiết bị và quy trỡnh vận hành thực tế vẽ lại sơ đồ nguyờn lý mạch điều khiển, mạch động lực của bộ phận bàn cử, bộ phận dao cắt, thuyết minh quy trỡnh hoạt động của hai bộ này (do thiết bị đó lõu ngày, hồ sơ kỹ thuật bị thất lạc, mất mỏt).
Do thiết bị sử dụng điều khiển ở bộ phận sao cắt sử dụng bằng Relay- contactor, độ tin cậy cao hơn (điều này rất cần thiết khi sản xuất theo dõy chuyền). Vỡ đõy là vấn đề thực tế nờn em chƣa đƣợc điều khiển PLC vào thiết bị thực mà mới chỉ chạy trờn mụ hỡnh.
Em xin đƣợc sự chỉ bảo, gúp ý của thầy cụ để đề tài của me đƣợc hoàn thiện hơn. Cuối cựng em xin trõn trọng cảm ơn thầy Hiệu trƣởng, Ban Giỏm hiệu nhà trƣờng, cỏc phũng ban chức năng, thầy trƣởng khoa Điện, cỏc thầy cụ trong khoa Điện và đặc biệt là thầy Nguyễn Đoàn Phong là ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn em thực hiện đề tài.
Hải Phũng, ngày ....thỏng...năm 2010.
Sinh viờn thực hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS TSKH Thõn Ngọc Hoàn, TS Nguyễn Tiến Ban - Điểu chỉnh tự động các hệ thống truyền động – NXB khoa học kỹ thuật – 2007.
2. Lê Thành Bắc - Giáo trình thiết bị điện – NXB khoa học kỹ thuật – 2001. 3. Nguyễn Doãn Ph-ớc, Phan Xuân Minh – Tự động hoá SIMATIC S7–200
- Nhà xuất bản nông nghiệp – 1997.
4. Vừ Minh Chớnh (chủ biờn), Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh - Điện tử
cụng suất – NXB Khoa học và Kỹ thuật – 2007.
5. Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi – Trang bị Điện điện tử mỏy gia cụng
kim loại – NXB giỏo dục 2001.
6. Vũ Quang Hồi – Trang bị điện điện tử cụng nghiệp – NXB giỏo dục - 2002
7. PGS TSKH Thõn Ngọc Hoàn – Mỏy điện – NXB giao thụng vận tải –
1999
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CễNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY ... 2
1.1 Giới thiệu tổng quan về cụng ty cp hapaco ... 2
1.2 Quy trỡnh cụng nghệ chung để sản xuất giấy ... 5
1.3 Quy trỡnh cụng nghệ sản xuất giấy từ bó mớa ... 9
1.4 Một số chỉ tiờu kinh tế ... 15
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN VÀ KẾT CẤU CƠ KHÍ CỦA MÁY CẮT GIẤY XII ... 19
2.1 Giới thiệu chung về cấu tạo chức năng sử dụng của mỏy cắt giấy búp cũ XII ... 19
2.2 Cỏc bản vẽ cơ khớ minh họa chức năng của cỏc chi tiết mỏy ... 20
CHƢƠNG 3 SƠ ĐỒ NGUYấN Lí MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH ĐỘNG LỰC, NGUYấN Lí HOẠT ĐỘNG BỘ PHẬN BÀN CỮ ... 27
3.1 Sơ đồ nguyờn lý mạch điều khiển ... 27
3.2 Sơ đồ nguyờn lý mạch động lực ... 30
3.3 Thuyết minh hoạt động ... 31
3.3.1 Thuyết minh hoạt động phần cơ khớ ... 31
3.3.2 Thuyết minh hoạt động phần điện động lực và điều khiển của động cơ lai bàn cữ. ... 32
CHƢƠNG 4 SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC, ĐIỀU KHIỂN CỦA BỘ PHẬN DAO CẮT GIẤY DÙNG PLC ... 34
4.1 Sơ đồ nguyờn lý mạch điều khiển mỏy cắt giấy búp cũ XII ... 34
4.2 Sơ đồ nguyờn lý mạch động lực ... 35
4.3 Thuyết minh nguyờn lý hoạt động mỏy cắt ... 36
4.4 Giới thiệu về thiết bị điều khiển logic khả trỡnh S7-200 ... 40
4.4.1 Cấu hỡnh cứng ... 40
4.4.2 Mở rộng cổng vào ra ... 44
4.4.4 Cấu trỳc chương trỡnh của S7 – 200 ... 46
4.4.5 Phương phỏp lập trỡnh ... 46
4.5 Chuyển mạch điều khiển Relay – Contactor sang điều khiển PLC S7-200 . 49 4.5.1 Thuật điều khiển ... 49
4.5.2 Cỏc đầu vào, ra và sơ dồ nguyờn lý mạch ngoài PLC ... 51
4.5.3 Chương trỡnh điều khiển PLC S7- 200 bằng ngụn ngữ LAD ... 53
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TRấN Mễ HèNH ... 57
1. Giới thiệu cỏc phần tử trờn mụ hỡnh ... 57
2. Mụ tả thực nghiệm trờn mụ hỡnh ... 57