II.1- Lu đồ điều khiển chung cho 3 máy nén khí:
Phân tích lu đồ (hình I.8):
- Start – Khởi động chơng trình. - Kiểm tra điều kiện P ≤ 37Kg/Cm2:
+ Nếu đúng ra lệnh chạy các máy “Tự động”, lệnh này để điều khiển các máy nén khí chạy ở chế độ “Tự động” (đợc phân tích ở phần sau lu đồ điều khiển riêng máy nén khí Hình I.10)
+ Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện P ≤ 35Kg/Cm2. - Kiểm tra điều kiện P ≤ 35Kg/Cm2.
+ Nếu Đúng ra lệnh chạy các máy “Dự phòng”, lệnh này để điều khiển các máy nén khí chạy ở chế độ “Dự phòng” (đợc phân tích ở phần sau lu đồ điều khiển riêng máy nén khí Hình I.10).
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
- Khi có lệnh chạy máy “Tự động” hoặc chạy máy “Dự phòng” chơng trình sẽ kiểm tra tiếp điều kiện P≥ 40 Kg/Cm2.
+ Nếu Sai thì quay lại kiểm lại từ đầu chơng trình.
+ Nếu đúng thì ra lệnh dừng máy “Tự động” và “Dự phòng” tiếp tục quay lại đầu chơng trình.
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình Lệnh chạy tự động Lệnh chạy dự phòng Dừng chạy tự động, dự phòng End Start Đ Đ Đ S S S P ≤ 37Kg/cm2 P ≤ 35Kg/cm2 P ≥ 40Kg/cm2
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
2- Lu đồ điều khiển 1 van giảm áp:
Phân tích lu đồ (Hình I.9):
- Start – Khởi động chơng trình.
- Chơng trình kiểm tra điều kiện P ≤ 19Kg/Cm2: + Nếu Sai quay lại kiểm tra cho đến khi đúng. + Nếu Đúng thì ra lệnh mở van.
- Khi có lệnh mở van chơng trình kiểm tra tiếp điều kiện quá tải van: + Nếu đúng thì báo lỗi và ra lệnh đóng van.
+ Nếu sai thì kiểm tra tiếp điều kiện P≥ 21 Kg/Cm2. Đúng thì ra lệnh đóng van. Mở van Đóng van End Start Đ Đ S S P ≤ 19Kg/cm2
Quá tải van
Hình I.9 - Lưu đồ điều khiển 1 van giảm áp
P ≥ 21Kg/cm2
Báo lỗi S
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
II.3- Lu đồ điều khiển 1 máy nén khí:
Phân tích lu đồ (Hình I.10):
- Start – Khởi động chơng trình.
- Chơng trình kiểm tra điều kiện khoá điều khiển ở vị trí “Tự động”: + Nếu đúng kiểm tra tiếp điều kiện “Có lệnh chạy máy tự động”.
Đúng ra lệnh chạy máy.
Sai quay lại kiểm tra cho đến khi đúng.
+ Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện khoá ở vị trí “Dự phòng”.
Đúng thì kiểm tra liên tục điều kiện có “Lệnh chạy máy dự phòng” cho đến khi đúng thì ra lệnh chạy máy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sai sang kiểm tra điều kiện khoá điều khiển ở vị trí “Bằng tay”, Đúng thì ra lệnh chạy máy, Sai thì quay lại đầu chơng trình.
- Khi có lệnh chạy máy chơng trình kiểm tra liên tiếp các điều kiện:
áp suất dầu thấp ≤ 0,8Kg/Cm2.
áp suất dầu cao ≥ 3Kg/Cm2. Nhiệt độ dầu cao ≥ 70oc.
áp suất cấp I cao ≥ 3Kg/Cm2.
áp suất cấp II cao ≥ 13Kg/Cm2.
Rơ le nhiệt động cơ quạt gió tác động. Rơ le nhiệt động cơ nén khí tác động.
+ Nếu có điều kiện nào đúng thì báo lỗi và ra lệnh dừng máy. + Nếu Sai thì kiểm tra điều kiện tiếp theo.
- Kiểm tra điều kiện có lệnh “Dừng máy tự động và dự phòng”:
+ Nếu Sai thì quay lại kiểm tra các điều kiện bảo vệ công nghệ + Nếu Đúng thì ra lệnh dừng máy và quay trở về đầu chơng trình.
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình Quá tải ĐC Lệnh chạy máy Start Đ Đ S S Đ S S S Khoá đặt vị trí TĐ Khoá đặt vị trí DP Khoá đặt vị trí BT Lệnh chạy DP Lệnh chạy TĐ Lệnh dừng máy Đ P dầu ≥ 3 át P dầu ≤ 0,8 át t dầu ≥ 700C P cấp I ≥ 3 át P cấp II ≥13 át Lệnh dừng TĐ, DP Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ S S S S S S Báo lỗi Đ
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
II.4 Lu đồ báo lỗi trong hệ thống:
P phân đoạn I,II cao
thấp Đ Báo lỗi
Start
Báo tín hiệu trung tâm
Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ Báo lỗi Đ P tuyến 1; 2 ORY cao P tuyến 1,2 ORY thấp Quá tải van 1 Mất nguồn ĐK máy N1 Mất nguồn ĐK máy N2 Mất nguồn ĐK máy N3 Mất nguồn ĐK van giảm áp S S S S S S S S S Đ Quá tải van 2
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
Phân tích lu đồ báo lỗi trong hệ thống (Hình I.11):
- Start – Khởi động chơng trình. - kiểm tra các điều kiện :
áp suất khí phân đoạn I và II cao ≥ 41Kg/Cm2.
áp suất khí tuyến 1 và 2 cao ≥ 22Kg/Cm2.
áp suất khí tuyến 1 và 2 thấp ≤ 18Kg/Cm2
máy nén khí dự phòng làm việc.
Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N1. Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N2. Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển máy nén khí N3. Mất nguồn một chiều van giảm áp.
Quá tải van giảm áp tuyến 1. Quá tải van giảm áp tuyến 1.
Bảo vệ công nghệ máy nén khí N1 tác động. Bảo vệ công nghệ máy nén khí N2 tác động. Bảo vệ công nghệ máy nén khí N3 tác động.
+ Nếu có điều kiện nào đúng thì báo lỗi và báo tín hiệu sự cố trung tâm + Nếu Sai thì kiểm tra các điều kiện tiếp theo và quay trở về đầu chơng trình. - End – Kết thúc chơng trình.
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phần II
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
chơng 1- thiết bị logic khả trình PLC I- cấu trúc chung về PLC:
I.1- Giới thiệu chung:
- Thiết bị logíc khả trình là bộ điều khiển logíc lập trình đợc, đợc viết thành PLC ( Progammable Logic Contronl).
- Mới ra đời từ năm 1985, chúng đã nhanh chóng phát triển hình thành và đ- ợc các nghành công nghiệp đón nhận để sử dụng hệ thống và đợc coi là một dạng Contronl số hoá chuẩn của công nghiệp
- Ngày nay lĩnh vực điều khiển đợc mở rộng đến các quá trình sản xuất phức tạp, đến các hệ thống điều khiển tổng thể với các mạch vòng kín, đến các hệ thống sử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập chung hoá. Vì vậy các hệ điều khiển logíc thông thờng không thể thực hiện đợc, các bộ điều khiển chơng trình và điều khiển bằng máy tính đã chở nên cần thiết.
I.2- Chức năng của PLC (TL - 3):
Ngời ta đã đi đến tiêu chuẩn hoá các chức năng chính của PLC trong các hệ điều khiển là:
- Điều khiển chuyên gia giám sát: + Thay thế cho điều khiển rơ le.
+ Thay thế cho các Panel điều khiển, mạch in.
+ Điều khiển tự động, bán tự động bằng tay các máy và các quá trình. + Có các khối điều khiển thông dụng ( thời gian, bộ đếm).
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
- Điều khiển dãy:
+ Các phép toán số học. + Cung cấp thông tin.
+ Điều khiển liên tục các quá trình (nhiệt độ, áp suất...). + Điều khiển PID.
+ Điều khiển động cơ chấp hành. + Điều khiển động cơ bớc.
- Điều khiển mềm dẻo:
+ Điều hành quá trình báo động. + Phát hiện lỗi khi chạy chơng trình. + Ghép nối với máy tính (RS232/ RS242). + Ghép nối với máy in.
+ Thực hiện mạng tự động hoá xí nghiệp. + Mạng cục bộ.
+ Mạng mở rộng. + FA, EMS, CTM
I.3- Lợi thế của PLC trong tự động hoá (TL - 3):
Trong tự động hoá PLC đã chở thành thiết bị điều khiển thông dụng bởi các lợi thế của nó.
- Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn. - Dễ dàng thay đổi.
- Có thể tính toán chính xác đợc giá thành. - Cần ít thời gian đào tạo.
- Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ phần mềm.
- ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng.
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
- Chuẩn hoá đợc phần cứng điều khiển.
- Thích ứng trong các môi trờng khắc nghiệt ( Nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động, tiếng ồn...). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
I.4- Cấu trúc chung của PLC:
Thiết bị Logíc khả trình PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển, thông qua một ngôn ngữ lập trình riêng thay cho việc phải thiết kế và thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Nh vậy với chơng trình điều khiển của nó PLC chở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ trao đổi thông tin với môi trờng bên ngoài (Với PLC khác, với các thiết bị, với máy tính cá nhân). Toàn bộ chơng trình điều khiển đợc nhớ trong bộ nhớ của PLC dới dạng các khối chơng trình và đ- ợc thực hiện theo chu kỳ vòng quét (SCAN).
Có rất nhiều loại PLC của các hãng khác nhau nhng chúng đều có một nguyên lý chung nh hình vẽ dới đây (Hình II.1).
POWEZ SUPPLY Memory Output Input CPU COM Signal to Solenoids Motor Signal from Switches Sensors
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
Trong đó:
- Powez Supply: Bộ nguồn điện áp dải rộng. - Memory: Bộ nhớ chơng trình.
- RAM ( Random Access Memory) bộ nhớ này có thể ghi hoặc đọc ra
- EPROM (Erasable Programmable Red Only Memory) là bộ nhớ vĩnh cửu chơng trình có thể lập trình lại bằng thiết bị lập trình.
- EEPROM ( Electriccal Erasable Programmable Red Only Memory) là bộ nhớ vĩnh cửu các chơng trình có thể lập trình lại bằng thiết bị chuẩn CRT hoặc bằng tay.
- INPUT : Khối đầu vào. - OUTPUT: Khối đầu ra.
- COM: Cổng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi (Máy tính, bộ lập trình). - CPU: Bộ vi sử lý trung tâm.
Nh vậy PLC thực chất hoạt động nh một máy tính cá nhân nghĩa là phải có bộ vi s lý, hệ điều hành, bộ nhớ để lu giữ chơng trình điều khiển, dữ liệu, có cổng vào ra để giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. Bên cạnh đó PLC còn có các bộ Counter, Time để phục vụ bài toán điều khiển.
- PLC sẽ thực hiện chơng trình theo chế độ lặp có chu kỳ mỗi vòng lặp đợc gọi là một vòng quét SCAN (hình II.2).
4. Đọc và ghi dữ liệu đầu ra
2. Thực hiện chư 3.Tự kiểm tra lỗi
1. Đọc và ghi dữ liệu đầu vào
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
I.5- Thủ tục để thiết kế bộ điều khiển chơng trình (TL - 3):
Tìm hiểu các yêu cầu của hệ thống
điều khiển
Lập lưu đồ chung
Liệt kê đầu vào ra tương ứng với PLC Dịch sang giản đồ thang Lập trình giản đồ thang vào PLC Mô phỏng chương trình, kiểm tra phần mềm Chương trình đúng Thay đổi chư
ơng trình
Nối tất cả các thiết bị vào ra với PLC
Kiểm tra các dây nối Chạy thử chương trình Chương trình đúng Sửa lại phần mềm Lưu chương trình vào EPROM Sắp sếp có hệ thống các bản vẽ Kết thúc S Đ S Đ
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
Để thiết kế bộ điều khiển chơng trình gồm các bớc nh sơ đồ (Hình II.3)
1 – Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu của hệ thống cần lập trình điều khiển. 2 – Lập lu đồ điều khiển chung dựa trên các yêu cầu điều khiển của hệ thống. 3 – Phân cổng vào ra, chọn sơ bộ cấu hình bộ điều khiển lập trình.
4 – Chuyển đổi sơ đồ điều khiển sang giản đồ thang (Ladder). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5 – Thử chơng trình, mô phỏng và kiểm tra phần mềm đáp ứng các yêu cầu của hệ thống cần điều khiển:
+ Nếu đợc thì thực hiện các bơc tiếp theo.
+ Nếu cha đợc thì thay đổi, sửa lỗi cho đến khi đáp ứng các yêu cầu của hệ thống.
6 – Tiến hành lắp ráp PLC với các phần tử vào ra của hệ thống. 7 – Kiểm tra việc ghép nối.
8- Chạy thử chơng tình điều khiển hệ thống:
+ Chạy thử lại chơng trình điều khiển nếu sai thì sửa lỗi. + Chạy thử cả hệ thống.
9 – Lu chơng trình vào bộ nhớ (EPROM).
10 – Sắp sếp các bản vẽ theo trình tự rồi kết thúc.
II- Các phơng pháp lập trình cho PLC:
II.1- Giới thiệu các phơng pháp lập trình cho PLC
Trong các PLC đơn giản đựơc chế tạo để thay thế các mảng rơ le và các mạch logic rời rạc nên các phơng pháp lập trình dễ hiểu nhất dợc hình thành từ các mạch rơ le, các mạch tổ hợp thực hiện các hàm đại số boole và các mạch tuần tự.
Các PLC thông thờng có các phơng pháp lập trình sau:
- Lu đồ hệ điều khiển ( Contronl System flowchar) - Giản đồ thang ( Ladder Diagram)
- Danh sách lệnh.
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình
Phổ biến nhất hiện nay đợc thống nhất sử dụng trong hầu hết các chủng loại PLC là ngôn ngữ giản đồ thang. Giản đồ thang không khác mấy so với sơ đồ mạch rơ le, trong đó các biến logic thờng đợc đặc trng bởi các điểm thờng kín hoặc thờng hở, các phép toán logíc đợc thực hiện bởi dây nối và các bậc thang, các phần tử chức năng hàm logic là các phần tử ra trên mỗi bậc của thang.
II.2- Giới thiệu các tệp lệnh chính của PLC - OMRON (TL - 3):
Trong PLC của OMRON có 14 tập lệnh cơ bản đựơc sử dụng trong hầu hết các chơng trình khi lập trình:
- LD : Khởi động từng mạch hay khối Logic. - AND : Dùng để nối tiếp hai đầu vào trở lên. - OR : Dùng để nối song song các đầu vào.
- NOT : Đảo đầu vào của nó, thờng dùng để lập đầu vào hoặc đầu ra thờng kín. NOT có thể dùng cùng với LD, NOT, AND, OR.
- END : Chỉ kết thúc chơng trình và nó phải có mặt ở mọi chơng trình. Ngoài các lệnh trên còn có các lệnh:
* AND LD : Lệnh đấu khối nối tiếp. * OR LD : Lệnh đấu khối song song.
* Nhiều đầu ra điều kiện riêng phải dùng rơ le tạm thời: - LD TR : Gọi loại rơ le tạm thời.
- OUT TR : Đặt vị trí rơ le tạm thời.
Nếu rẽ nhánh ra nhiều rơ le tạm thời có từ TR∅ ữ TR7 khi các rơ le tạm thời dùng song không qua lại nữa thì có thể dùng lại rơ le tạm thời trên.
* Lệnh vào bộ thời gian TIM N0
Trong PLC chỉ có một bộ thời gian chuẩn đợc đánh số nhng dùng chung cho bộ thời gian và bộ đếm nên số thứ tự của bộ thời gian và bộ đếm không đợc trùng
Chơng 1- Thiết bị logic khả trình t = n . 0,1s n = 0 ữ 9999 Thời gian từ 0 ữ 999,9s * Lệnh vào bộ đếm CNT N0 Là bộ đếm lùi đặt trớc CNT N0 : Số của bộ đếm SV : Đặt số cần đếm * Lệnh chuyền số liệu MOV:
MOV chuyền số liệu qua nguồn (hoặc dữ liệu một kênh định trớc hoặc một hằng số Hexadesin 4 số đến một kênh đích). Nh vậy lệnh này yêu cầu hai dữ liệu phải đợc sác định.
- Kênh nguồn hoặc hằng số - Kênh đích (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Lệnh rơ le chốt số liệu KEEP - RELAY:
Keep – Relay dùng để làm chốt, nó duy trì trạng thái ON hặc OFF của 1 bít cho đến khi có một trong hai đầu vào của nó tác động đặt ( S ) hoặc hồi nó.
Nếu chức năng Keep đợc dùng với rơ le H thì trạng thái đầu ra chốt vẫn đợc dữ ngay cả khi cắt nguồn.
* Lệnh vào bộ lấy sờn xung.
DIFU và DIFD kích thích đầu ra lên ON sau mỗi lần quét. - Để lấy sờn lên DIFU FUN 1 3
- Để lấy sờn xuống DIFD FUN 1 4 * Lệnh tính toán số học:
- Lệnh Cộng ADD
Cộng các dữ liệu ở hai kênh khác nhau hoặc một kênh với một hằng