Thuật ngữ thanh ghi được sử dụng đối với cỏc thiết bị điện tử, trong đú dữ liệu cú thanh thể được lưu trữ. Rơle nội là thiết bị loại này. Thanh ghi dịch chuyển gồm nhiều Rơle nội gộp theo nhúm, thụng thường là 8, 16 hoặc 32, cho phộp cỏc bit được lưu trữ di chuyển rừ Rơ le này đến
phõn. Vỡ vậy nếu cú 8 Rơ le nội trong thanh ghi, thanh ghi cú thể lưu trữ 8 trạng thỏi 0/1
Mỗi Rơ le nội cú thể lưu trữ một trạng thỏi đúng ngắt. Giả sử trạng thỏi của thanh ghi ở thời điểm nào đú là:
Nghĩa là Rơ le 1 đúng, Rơ le 2 ngắt, Rơ le 3,4 đúng, Rơ le 5,6 ngắt, Rơ
le 7 đúng, Rơ le 8 ngắt. cỏch sắp xếp này được gọi là thanh ghi 8 bit. Cỏc thanh ghi cú thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu xuất phỏt từ cỏc nguồn nhập khỏc ngoài cỏc thiết bị đúng- ngắt, chẳng hạn cỏc cụng tắc. Thanh ghi dịch chuyển cú thể dịch chuyển cỏc bit được lưu trữ. Cỏc thanh ghi dịch chuyển cần cú ba tớn hiệu vào, thứ nhất để tải dữ liệu vào vị trớ thứ nhất của thanh ghi, thứ hai là lệnh dịch chuyển dữ liệu theo chiều dọc một vị trớ của thanh ghi và thứ ba là cài đặt lại hoặc xoỏ việc ghi dữ liệu.
Để minh hoạ điều này ta xem tỡnh huống sau: Lỳc đầu thanh ghi 8 bit cú cỏc trạng thỏi như sau:
Giả sử thanh ghi nhận tớn hiệu vào 0. Đõy là tớn hiệu vào đến Rơ le nội thứ nhất
Nếu thanh ghi nhận thờm tớn hiệu dịch chuyển, tớn hiệu voà này sẽ nhập vào vị trớ thứ nhất trờn thanh ghi và tất cả cỏc bit sẽ dịch chuyển theo chiều dọc một vị trớ. Bit cuối cựng đi ra ngoài và mất đi.
1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 Tín hiệu vμo 0 1 0 1 1 0 0 1 0 Tín hiệu ra 0 1 0 1 0 1 0 0 1
Như vậy tập hợp cỏc Rơ le nội lỳc đầu là đúng, ngắt, đúng, đúng, ngắt, ngắt, đúng, ngăt. thỡ bõy giờ là: ngắt, đúng,ngắt, đúng, đúng, ngắt, ngắt,
đúng, ngắt.
Việc gộp cỏc Rơ le nội thành nhúm để tạo thành thanh ghi dịch chuyển do PLC thực hiện một cỏch tự động, khi chức năng thanh ghi được chọn.
Sau đõy ta xột một vớ dụ về thanh ghi dịch chuyển cho việc theo dừi cỏc sản phẩm.
Ta sử dụng một bộ cảm biến để theo dừi và phỏt hiện sản phẩm hỏng di chuyển dọc theo băng truyền, và khi sản phẩm đú đến vị trớ thớch hợp, cơ cấu loại bỏ sẽ được kớch hoạt để loại bỏ sản phẩm đú ra khỏi băng truyền.
Hỡnh 3.30 là sơ đồ chương trỡnh thang được viết theo ngụn ngữ của Mitsubshi.
Khi phỏt hiện sản phẩm khụng đạt yờu cầu, tớn hiệu xung xuất hiện ở
ngừ vào X400. tớn hiệu này nhập trạng thỏi 1 vào thanh ghi dịch chuyển ở Rơ le nội M140.Khi cỏc sản phẩm dịch chuyển, dự cú lỗi hay khụng, đều cú xung tớn hiệu vào ở X401. tớn hiệu này dịch chuyển trạng thỏi 1 dọc theo thanh ghi. Khi trạng thỏi 1
đến Rơ le nội M144 sẽ kớch hoạt ngừ ra Y430 và cơ cấu loại bỏ sẽ loại sản phẩm hỏng ra khỏi băng truyền. Khi sản phẩm đó bị loại bỏ, tớn hiệu vào X403 xuất hiện. Tớn hiệu này sẽ cài đặt lại cơ cấu loại bỏ để cỏc sản
phẩm tiếp theo khụng bị loại bỏ cho đến khi cú tớn hiệu loại bỏ đến H ì n h 3 . 3 0 M 1 4 0 X 4 0 2 M 1 0 0 X 4 0 3 X 4 0 1 Y 4 3 0 M 1 4 4 E N D M 1 0 0 M 1 0 0 M 1 4 4 M 1 4 0 X 4 0 0 M 1 4 0 M 1 4 0 O u t S F T R S T
thống thực tế gồm nhiều Rơ le nội hơn để đảm bảo cơ cấu loại bỏ bị
ngắt khi cỏc sản phẩm đạt yờu cầu di chuyển dọc theo băng truyền và khụng cho phộp tớn hiệu vào từ X400 khi sản phẩm đang dịch chuyển.
GIỚI THIỆU VỀ PLC OMRON
OMRON là một cụng ty của Nhật Bản được thành lập năm 1933. OMRON được coi là một trong những hóng điện tử hàng đầu thế giới về cụng nghệ tự động hoỏ. Cỏc thiết bị tự động của OMRON cú chất lượng cao, được sản xuất với cụng nghệ mới nhất và rất đa dạng: từ
cụng tắc đơn giản, rơle cỏc lọai , bộ định thời, bộ đếm, cảm biến, kiểm soỏt nhiệt độ…cho tới cỏc thiết bị điều khiển chương trỡnh hiện đại. Tất cả cú gần 20.000 mặt hàng khỏc nhau, liờn tục được cải tiến.
4.1 Cấu trỳc cơ bản của PLC OMRON
PLC OMRON cú bốn thành phần cơ bản sau:
a) Input Area: Cỏc tớn hiệu nhận vào từ cỏc thiết bị đầu vào bờn ngoài (Input devices) sẽ được lưu trong vựng nhớ này.
b) Output Area: Cỏc lệnh điều khiển đầu ra sẽ được lưu tạm trong vựng nhớ này. Cỏc mạch điện tử trong PLC sẽ xử lý lệnh và đưa ra tớn hiệu
điều khiển thiết bị ngoài ( Output devices).
c) Bộ xử lý trung tõm (CPU): là nơi xử lý mọi hoạt động của PLC, bao gồm việc thực hiện chương trỡnh
d)Bộ nhớ (Memory): là nơi lưu chương trỡnh điều khiển và cỏc trạng thỏi nhớ trung gian trong quỏ trỡnh thực hiện
Mạch đầu vào ( Input Unit)
Là mạch điện tử làm nhiệm vụ phối ghộp chuyển đổi giữa tớn hiệu điện
đầu vào (Input) và tớn hiệu số sử dụng bờn trong PLC. Kết quả của việc xử lý sẽ được lưu ở vựng nhớ Input Area. Mạch đầu vào được cỏch ly về điện với cỏc mạch trong của PLC nhờ cỏc diốt quang. Bởi vậy nếu cú hư hỏng mạch đầu vào sẽ khụng ảnh hưởng đến hoạt động của CPU.
Mạch đầu ra ( Output Unit)
Mạch điện tử đầu ra sẽ biến đổi cỏc lệnh mức logic bờn trong PLC ( trong vựng nhớ Output Area) thành cỏc tớn hiệu điều khiển như đúng mở rơle.
Cỏc thiết bị ra vào thường gặp
Cụng tắc trờn bộ CPM 1 PLC training kit sẽ lấy nguồn tờ đầu ra Power supply output 24 V DC cú sẵn của PLC với dũng ra tổng cộng tối đa là 0.3 A. cỏc cụng tắc này mụ phỏng cỏc đầu vào số (là cỏc đầu vào chỉ cú hai trạng thỏi) trong thực tế bằng cỏch bật tắt bằng tay cỏc cụng tắc này, do vậy thuận tiện trong viờc thử nghiệm hay đào tạo.
Dưới đõy là một vớ dụ khi đấu dõy đầu vào với cỏc thiết bị cú trong thực tế thay cho cụng tắc mụ phỏng:
Cỏch nối đầu dõy vào số của PLC cú thể cú ba dạng sau: 1) Đầu vào là tiếp điểm Rơle (Relay)
3) Đầu vào là Transistor kiểu PNP.
Chỳ ý
Dũng vào của cỏc đầu vào IN00000-IN00002 = 12mA Dũng vào của cỏc đầu vào khỏc bằng 5mA
Khi đầu vào của PLC ở mức ON, cỏc đốn tương ứng trong PLC đều sỏng
Cỏc địa chỉ bộ nhớ trong PLC.
Tất cả cỏc đầu vào cũng như cỏc bộ lưu trữ khỏc trờn PLC khi sử dụng trong chương trỡnh đều thụng qua cỏc địa chỉ nhớ tương ứng. Cỏc địa chỉ bộ nhớ được tổ chức thành cỏc nhúm gồm 16 bit gọi là word hay chennal (CH). Mỗi bớt cú giỏ trị 0 hoặc 1. Cỏc bit được đỏnh số từ 00
đến 15 từ phải qua trỏi.
Địa chỉ đầy đủ của mỗi bit sẽ được ký hiệu bằng năm chữ số. 3 chữ số đầu từ trỏi qua là ký hiệu của chennal, hai chữ số tiếp theo là số thứ tự
của bit.
Khi tham chiếu đến từng bit này ta phải định địa chỉ của từng chennal (word) và số của bit trong word.
Cỏc vựng nhớ ( Memory Area ) trong PLC CPM1.
Cỏc vựng nhớ thường dựng trong bộ CPM1.
CH000 - CH009 Input Area ( Cỏc đầu vào)
CH010 - CH019 OutputArea ( Cỏc đầu ra)
CH200 – CH 239 Word Area (Vựng nhớ hỗ trợ tự do)
SR240 – SR 255 Speial Registers
TR0 – TR 7 Temporaty Registers (Relays)
HR00 – HR19 Holding Registers (Relays)
AR00 – AR15 Auxiliary Registers (Relays)
LR00 – LR15 Link Registers ( Relays)
TIM/CNT00 -TIM/ CNT127
Timer/ Counter ( Địa chỉ dạng bit và word của timer và counter.
DM0000 – MD1023 Data Memory Read/Write- Vựng
nhớ cho phộp đọc hoặc ghi
DM6144 – DM6599 Data memory Read Only – Vựng
DM6600 – DM6655 Data memory PLC Setup– Vựng nhớ lưu thiết bị lập trỡnh của PLC
Với bộ Training kit cỏc địa chỉ bit trong word CH00 từ bit ụ đến bit 11 là cho cỏc đầu vào, cũn trong word CH010 cỏc bit 00 đến 7 là cho cỏc
đầu ra. Khi viết trong chương trỡnh, cỏc địa chỉ này thường được viết dưới dạng: Vớ dụ 000.01 (cú dấu chấm giữa địa chỉ của word và số bit trong word) hoặc 00001 ( khụng cú dấu chấm)
4.2 Lập trỡnh bằng Programming Console
Programming console là một bộ bàn phớm lập trỡnh cầm tay cho PLC của OMRON dựng ngụn ngữ lập trỡnh dạng dũng lệnh Mnemonic. Nú cung được dựng để đọc chương trỡnh bộ nhớ và thiết lập cỏc chế độ
hoạt động của PLC. Bộ Programming Console được nối vào cổng Peripheral Port của PLC dựng cỏp đi kốm, qua đõy Programming
Console sẽ nhận được nguồn nuụi từ PLC, đồng thời cú thể ghi đọc chương trỡnh PLC