-Tạo Project
Sau khi khởi động phần mềm TIA việc đầu tiên ta phải làm là tạo project để viết chương trình ở mục Star => Create new project => Project name (nhập tên chương trình) => Path (chọn địa chỉ lưu chương trình) => Create
Hình 4.1: Tạo project mới
Hình 4.2: chọn add a new device…
-Chọn cấu hình CPU.
Để chọn cấu hình CPU ta chọn Devices & network => Add new device => Controllers => SIMATIC S7-1200 => CPU => CPU 1214 AC\DC\Rly => 6ES7 214-1BG40-0XB0 => Add
Hình 4.3: Chọn CPU
Cách khai báo trong TIA Portal: sau khi tạo project và chọn cấu hình xong cấu để khai báo địa chỉ các biến ta chọn PLC tags => Show all tags => nhập tên biến ở Name => nhập địa chỉ ở Address.
Bảng tín hiệu đầu vào
Công tắc hành trình A I0.0 Công tắc hành trình B I0.1 Công tắc hành trình C I0.2 Công tắc hành trình D I0.3 Công tắc hành trình E I0.4 Công tắc hành trình F I0.5
Nút ấn đi lên I0.6
Nút ấn sang xuống I1.7
Nút ấn sang phải I1.0
Nút ấn sang trái I1.1
Start I1.2
Stop I1.3
Nút ấn auto I1.4
Nút ấn manual I1.5
Bảng 4.1: Tín hiệu đầu vào của PLC
Bảng tín hiệu đầu ra LÊN Q0.0 PHẢI Q0.1 XUỐNG Q0.2 TRÁI Q0.3 MANUAL Q0.4 AUTO Q0.5
Bảng 4.2: Tín hiệu đầu ra của PLC Bảng tín hiệu trong chương trình
Biến trung gian y M0.0
Biến trung gian z M0.1
Đi lên 1 M0.2
Đi lên 2 M0.3
Đi lên 3 M0.4
Đi xuồng 2 M0.6 Đi xuồng 3 M0.7 Nguồn M1.0 Strat HMI M1.1 Stop HMI M1.2 Công tắc hành trình A HMI M1.5 Công tắc hành trình B HMI M1.6 Công tắc hành trình C HMI M1.7 Công tắc hành trình D HMI M2.0 Công tắc hành trình E HMI M2.1 Công tắc hành trình F HMI M2.2 Reset CTU M3.1
Đi lên HMI M5.1
Đi xuồng HMI M5.2
Sang phải HMI M5.3
Sang trái HMI M5.4
Bảng 4.3: Tín hiệu của chương tring trong S7-1200
Hình 4.5: Khai báo địa chỉ
4.2.3. Viết chương trình.
Để viết chương trình ta chọn Program block => Main (OB1) rồi viết chương trình. Khi click vào main xong màn hình hiện:
Chương trình chính.
Network 1 : Viết chương trình cho nút ấn START-STOP.
Network 2 : Viết chương trình khởi tạo cho nút chuyển giữa 2 chế độ manual và auto.
Network 4 : Viết chương trình cho hành trình đi lên lần thứ 2.
Network 5 : Viết chương trình cho hành trình đi lên lần thứ 3.
Network 7 : Viết chương trình cho hành trình đi sang phải.
Network 8 : Viết chương trình cho hành trình đi xuống lần thứ nhất.
Network 10 : Viết chương trình cho hành trình đi xuống lần thứ ba.
Network 11 : Viết chương trình tổng hợp hành trình đi xuống.
Network 13 : Viết chương trình khởi tạp biến trung gian Y.
Network 14 : Viết chương trình khởi tạp biến trung gian z.
*Chương trình mô phỏng chạy chế độ auto.
Network 16,17 : Viết chương trình tác động cho CTHT A,B.
Network 18,19 : Viết chương trình tác động cho CTHT C,D.
*Chương trình mô phỏng chạy chế độ manual.
4.2.3. kiểm tra lỗi và chạy thử chương trìnhBước 1: kiểm tra lỗi. Bước 1: kiểm tra lỗi.
Sau khi viết chương trình xong ta click vào compile biểu tượng trên thanh công cụ để soát lỗi. Nễu chương trình thông báo errors : 0 ; warnings : 0 là chương trình viết không có lỗi gì và có thể cho nạp vào PLC.
Hình 4.7: kiểm tra lỗi
Bước 2:chạy mô phỏng.
Ta chạy mô mỏng trên PLC sim xem chương trình của mình viết đã đúng với yêu cầu của bài toán hay chưa. Ta click vào start simulation.
Ta kick vào biểu tượng hình chiếc kính có tên monitoring on/off
Hình 4.9: Chạy mô phỏng
Ta chuột phải vào các nút ấn chọn modify 0/1 để thay đổi trạng thái của các nút ấn.
CHƯƠNG V: TIẾN HÀNH CHẠY MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ CẦU
TRỤC TRÊN WINCC
5.1. THỰC HIỆN KẾT NỐI PC SYTEMS ĐẾN PLC 1214C.
Bước 1: Ta chọn add new device – bảng add new device hiện ra .
Hình 5.1: Thiết bị
Bước 2: Chọn PC systems- chọn SIMATIC HMI application-chọn WINCC RT professional- chọn OK.
Bước 3: mở bảng Hardware catalog.
Hình 5.3: Cài đặt WINCC
Bước 4: chọn communications modules.
Bước 5: chọn PROFINET/E thernet – chọn IE general.
Hình 5.5: Cài đặt WINCC
Bước 6: Network view ta nối trong network PLC CPU 1214C nối với PC system 1 như hình:
Bước 7: conections kéo như hình dưới .
Hình 5.7: Kết nối PLC với WINCC Đến đây ta đã kết nối thành công PC sytems đến PLC 1214C.
5.2. THIẾT KẾ GIAO DIỆN HMI
Bước 1: Ta chọn add new screen, ta chọn HMI_RT_1[WINCC RT professional] – ta chọn screen-rồi add new screen.
Bước 2: Chọn thiết bị:
Ta chọn từ bảng Elements và bảng Basic objects rồi kéo sang creen 1.
Hình 5.9: Lấy nút nhần
Bước 3: Cài đặt thông số cho các thiết bị Ta click 2 lần vào thiết bị.
Ta chọn properties để cài màu cho thiết bị.
Hình 5.11: Cài đặt màu cho nút nhấn
Chọn tiếp Animation – chọn appearance rồi gắn tags cho nút nhấn.
Sau khi chọn hiển thị xong ta chọn event – bảng event hiện lên – ta chọn press left mouse button – sau đó click vào add function – ta gõ set bit – tiếp theo ta click vào dấu … dưới dòng tag(input/output) – chọn tiếp PLC tag để gán thiết bị với bẳng tag ở chương trình.
Hình 5.13: Cài đặt setbit cho nút nhấn
Ta làm tương tự với phần resetbit.
Để cài đặt đèn báo ta click vào thiết bị chọn appearance – gắn tags cho thiết bị ở phần name – cài đặt tín hiệu 0-1 cho đèn báo ở phần range - ở phần background color t chọn màu cho các trjng thái của đèn báo.
Hình 5.15: Cài đặt đèn báo
Các nút nhấn và đèn báo khác ta cũng làm tương tự. Sau khih thiết kế tất cả các nút nhấn và đèn báo ta được:
Bước 4: Chọn và cài đặt cho các thiết bị mô phỏng chuyển động của cầu trục. Ta vào elament chọn symbol library.
Hình 5.17: Lấy thiết bị mô phỏng chuyển động
Tại mục properties ta chọn general, chọn thiết bị cần dùng ở phần categories.
Làm tương tự ta được mô hình sau.
Hình 5.19:Màn hình HMI WINCC hoàn chỉnh
Tiếp đó ta gán biến run time tạo chuyển động cho thiết bị.
Vào animations, moverment chọn vertical moverment. Ta gán biến runtime tại TAG và điều chỉnh chuyển động tại START POSITION.
Để hiện thị thiết bị đúng theo sơ đồ công nghệ ta chọn Display, visibility, gán biến runtime và cài đặt thời gian hiển thị.
Hình 5.21 Cài đặt hiển thị cho thiết bị
5.3. THỰC HIỆN CHẠY MÔ PHỎNG TRÊN HMI WINCC
Đầu tiên, ở main(OB1) ta lick vào start simulation để khởi động phần mềm mô phỏng - ở phần connection to interface/subnet ta chọn PN/IE_1 – nhấn Start seach để kiểm tra kết nối của máy tính đến PLC SIM.
Sau khi kiểm tra kết nối thành công ta nhấn load.
Hình 5.23: Kết nối với PLC SIM Ở phần action ta chọn start module sau đó nhấn finish.
Hình 5.24: Kết nối với PLC SIM
Hình 5.25: Chạy mô phỏng WINCC
Sau khi hoàn thành tất cả các thao tác trên màn hình mô phỏng HMI WINCC sẽ hiện ra và ta có thể tiên hành mô phỏng.
Hình 5.26: Màn hình mô phỏng HMI WINCC
Đầu tiên để cấp điện cho toàn bộ hệ thống ta nhấn nút START – đèn báo cấp nguồn cho hệ thống sẽ sáng.
Hình 5.27: Khởi động hệ thống
Để chạy chế độ manual ta nhấn nút MANUAL- khi đó đèn báo chế độ điều khiển bằng tay sẽ sáng.
Hình 5.28: Chọn chế độ điều khiển bằng tay
Ban đầu thùng hàng ở CTHT A, đèn báo CTHT A sẽ sáng. Ta nhấn giữ nút LÊN khi đó động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng từ CTHT A đi lên đến CTHT B.
Hình 5.29: hành trình đi lên
Khi thùng hàng lên đến CTHT B ta nhấn giữ nút PHẢI, khi đó động cơ 2 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng sang phải đến CTHT C.
Hình 5.30: Hành trình sang phải
Khi thùng hàng đến CTHT C ta nhấn giữ nút XUỐNG, khi đó động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT D.
Hình 5.31: Hành trình đi xuống
Khi thùng hàng xuống đến CTHT D ta nhấn giữ nút LÊN, khi đó động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng lên đến CTHT E.
Hình 5.32: Hành trình đi lên
Khi thùng hàng lên đến CTHT E ta nhấn giữ nút XUỐNG, khi đó động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT C.
Hình 5.33: Hành trình đi xuống
Khi thùng hàng xuống đến CTHT C ta nhấn giữ nút TRÁI, khi đó động cơ 2 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng sang trái đến CTHT B.
Hình 5.34: Hành trình sang trái
Khi thùng hàng đến CTHT B ta nhấn giữ nút LÊN, khi đó động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng lên đến CTHT F.
Hình 5.35: Hành trình đi lên
Khi thùng hàng lên đến CTHT F ta nhấn giữ nút XUỐNG, khi đó động cơ
1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT A.
Hình 5.36: hành trình đi xuống
Khi thùng hàng quay trở lại CTHT A thì ta đã hoàn thành một chu trình của sơ đồ công nghệ mà bài toán đặt ra.
. Hình 5.37: Hoàn thành chu trình
5.5. CHẠY MÔ PHỎNG Ở CHẾ ĐỘ AUTO
Để chạy chế độ AUTO ta nhấn nút START – nhấn nút AUTO, thùng hàng ban đầu ở CTHT A nên đèn CTHT A sẽ sáng và động cơ 1 tự động thực hiên quá trình đưa thùng hàng lên.
Hình 5.38: Hành trình đi lên
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT B, đèn báo CTHT B sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng lên của động cơ 1 dừng lại, động cơ 2 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng đến CTHT C.
Hình 5.39: Hành trình sang phải
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT C, đèn báo CTHT C sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng sang phải của động cơ 2 dừng lại, động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT D.
Hình 5.40: hành trình đi xuống
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT D, đèn báo CTHT D sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng xuống của động cơ 1 dừng lại, động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng lên CTHT E.
Hình 5.41: Hành trình đi lên
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT E, đèn báo CTHT E sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng lên của động cơ 1 dừng lại, động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT C.
Hình 5.42: hành trình đi xuống
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT C, đèn báo CTHT C sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng xuống của động cơ 1 dừng lại, động cơ 2 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng sang trái đến CTHT B.
Hình 5.43: Hành trình sang trái
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT B, đèn báo CTHT B sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng sang trái của động cơ 2 dừng lại, động cơ 2 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng lên đến CTHT F.
Hình 5.44: Hành trình đi lên
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT F, đèn báo CTHT F sẽ sáng, quá trình đưa thùng hàng lên của động cơ 1 dừng lại, động cơ 1 sẽ thực hiên quá trình đưa thùng hàng xuống đến CTHT A.
Hình 5.45: hành trình đi xuống
Khi thùng hàng được đưa đến CTHT A thì đã hoàn thàn một chi trình. Quá trình này được thực hiên lặp lại liên tục một cách tự động theo đúng sơ đồ công nghệ mà bài toán đã đề ra ban đầu.
Lưu ý
Trong trường hợp hệ thống đang được điều khiển bằng tay ở chế độ MANUAL ta có thể trực tiếp chuyển sang chế độ điều khiển tự động bằng cách nhấn nút AUTO. Hệ thống sẽ tiếp tục thực hiện quá trình một cách tự động theo đúng sơ đồ công nghệ.
Trong trường hợp hệ thống đang được điều khiển tự động ở chế độ AUTO ta có thể trực tiếp chuyển sang chế độ điều khiển bằng tay bằng cách nhấn nút MANUAL. Hệ thống sẽ dừng lại và ta tiếp tục điều khiển hệ thống bằng các nút nhấn trên bảng điều khiển.
Qua thực hiện đề tài: “ Thiết kế hệ điều khiển – tự động” dưới sự chỉ bảo của thầy Phạm Văn Huy cùng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đồ án môn học của mình theo đúng kế hoạch được giao.
Trong đề tài này em đã thực hiện được những vấn đề sau: Tìm hiểu về PLC S7 – 1200.
Tìm hiểu về phần mềm thiết kế TIA PORTAL, giao diện WIN CC Tìm hiểu về phương pháp tổng hợp mạch theo phương pháp hàm tác
động.
Thiết kế, lựa chọn các linh kiện của hệ thống điều khiển – tự động. Xây dựng được mô hình mô phỏng hệ điều khiển – tự động bằng
phần mềm PLC S7 – 1200 và giao diện WIN CC.
Tuy nhiên do thời gian và hiểu biết có hạn nên bên cạnh những kết quả đã đạt được vẫn còn nhiều hạn chế. Trong quá trình thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm hiểu về bộ môn chuyên ngành. Đó cũng là kết quả của việc học tập và nghiên cứu cùng với sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Điện. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và đặc biệt là thầy Phạm Văn Huy đã chỉ bảo tận tình để em hoàn thành quyển đồ án này.
