Lập trỡnh bằng ngụn ngữ sơ đồ thang (LADDER DIAGRA- 123docz.net

L ời cam đoan

5. Dự kiến kết quả

3.3. Lập trỡnh bằng ngụn ngữ sơ đồ thang (LADDER DIAGRAM – LADDER LOGIC)

LADDER LOGIC)

Ngụn ng lữ ập trỡnh sơ đồ thang là ngụn ng l p trỡnh bữ ậ ằng đồ ọ h a. Cỏc phần

t ử cơ bản trong chƣơng trỡnh tƣơng đƣơng với cỏc ph n t c a mầ ử ủ ạch điều khiển

rele. Cỏc ph n t ầ ử này đƣợc n i v i nhau s t o thành cỏc bố ớ ẽ ạ ậc “thang” hay

“Network” tạo thành sơ đồ ạ d ng bậc thang. Nhƣ vậy, vi c lệ ập trỡnh theo sơ đồ

thang tƣơng đƣơng vớ ẽ ạch điệi v m n logicđiều khi n vể ới cỏc đầu ra cú quan h ệ

ph ụthuộc nhấ ịnh đốt đ i vớ ầi đ u vào.

Sơ đồ thang gồm hai đƣờng d c bi u diọ ể ễn đƣờng d n cụng su t. Cỏc m ch ẫ ấ ạ

đƣợc n i kố ết theo đƣờng ngang (cỏc n c thangấ ) giữa hai đƣờng d c này. M i n c ọ ỗ ấ

thang xỏc định m t hoộ ạt động trong quỏ trỡnh điều khiển và đều ph i bả ắt đầu v i ớ

ớt nhất mộ ầt đ u vào và kết thỳc với ớt nh t mấ ột đầu ra. Sơ đồ đƣợc đọc từtrỏi sang ph i và t trờn xuả ừ ống dƣới. Cu i mố ột chƣơng trỡnh bao giờ cũng phải cú cõu l nh ệ

kết thỳc chƣơng trỡnh.

a. Cỏc lệnh cơ bản của sơ đồ ậ b c thang LADDER DIAGRAM:

- “Power bus”: Thành phần luụn luụn phải cú trong sơ đồ, nơi dẫn nguồn điện

(tƣởng tƣợ ) đi vào và đi ra sơ đồng .

- LD

Lệnh đọc tr ng thỏi c a m t tớn hi u logic, lạ ủ ộ ệ ệnh LD đƣợ ử ục s d ng kốm theo

một số ệ hi u ghi phớa trờn ký hi u l nh và ệ ệ là địa chỉ thụng s cố ủa lệnh. - OUT

L nh OUT giệ ống nhƣ một role chấp hành đƣa ra kết qu logic c a cõu l nh ả ủ ệ

tớ ịi đa chỉ kốm v i cõu l nh. ớ ệ

- AND

L nh AND : Lệ ệnh logic “VÀ” đƣợc th hi n b ng 2 kh nể ệ ằ ối ối nối tiếp. - OR

L nh OR: Lệ ệnh logic “HOẶC” , lập trỡnh b khởi ối nối song song nhau. - AND LD

Lệnh AND LD đƣợc dựng để xõy d ng cỏc kh i logic ph c tự ố ứ ạp hơn ằ b ng

cỏch ghộp chỳng nối tiếp v i nhau. ớ

- OR LD

Lệnh OR LD đƣợc dựng để xõy d ng cỏc kh i logic b ng cỏch ghộp chỳng ự ố ằ

song song với nhau. - AND NOT

L nh AND NOT t o ra mệ ạ ột tiếp điểm thƣờng đúng (ngƣợc với lệnh AND) - LD NOT

L nh LD NOT t o ra 1 tiệ ạ ếp điểm thƣờng đúng ở đầ u của đoạn mạch (ngƣợc với lệnh LD)

- NETWORK

- Mạch t gi - ự ữ LATCHING /SELF HOLDING CIRCUIT

Khi bật switch CH00000, đầu ra CH01000 s b tớn hiẽ ật ệu đầu ra CH01000,

sau đú đƣợc s d ng là tớn hiử ụ ệu đầu vào để duy trỡ tr ng thỏi c a tớn hi u ra ạ ủ ệ

CH01000. Do đú, đầu ra CH01000 s ẽ đƣợc duy trỡ cho đến khi cú tớn hi u ệ

CH00.001.

b. Cỏc quy t c chung cắ ủa sơ đồ thang (LADDER DIAGRAM)

- N u muế ốn đầu ra luụn ON, ph i nở ả ối đầu ra này qua 1 c (Flag) là Bớt ờ

25313 (Channel 253 Bit 13). Bit này là 1 cờ ệ h thống luụn luụn ng thỏi ON. ởtrạ

- Cú th n i song song nhi u tiể ố ề ếp điểm dựng l nh OR ho c song song nhiệ ặ ều

đầu ra dựng lệnh OUT/OUT NOT và dựng bit đầu vào nhi u l n ề ầ

- N u cú 2 l nh Output cho cựng mế ệ ột điạchỉ bit, lệnh Output trƣớ ẽc s khụng cú tỏc dụng:

- Một đoạn mạch cú th ểcú nhiề ệu l nh OUT nối song song nhau.

LD 00000 OR 00002 AND 00001 OUR 01000 LD 00003 OR 00005 AND 00004 OUR 01001

c. Một số ệ l nh lập trỡnh ph ổbiến khỏc

- B nh th i gian TIMER ộ đị ờ –

Hỡnh 3.3. Bộ định thời gian - Timer

Đơn vị = 0,1 giõy SV = 0000 9999 000.0 999.9 giõy – – SV = 0100 0100 x 0.1 = 10 giõy SV = 9999 9999 x 0.1 = 999.9 giõy - B m COUNTER ộ đế Hỡnh 3.4. Bộ đếm Counter Lỳc khởi đầu giỏ tr hi n hành c a b ị ệ ủ ộ đếm đƣợc bắt đầ ạu t i SV. B m s ộ đế ẽ

gi m giỏ tr hi n hành c a nú (ả ị ệ ủ CNT N) đi 1 đơn vị m i lỗ ần cú sƣờn lờn xung ở đầu vào CP và c bỏo hoàn thành CNT N s b t khi giỏ tr hi n hành c a b m ờ ẽ ậ ị ệ ủ ộ đế

3.4. Lập trỡnh bằng phần mềm CX-PROGRAMMER

CX – Programmer là ph n m m cung c p 1 n n t ng chung cho phỏt tri n ầ ề ấ ề ả ể

chƣơng trỡnh củ ấ ảa t t c cỏc lo i PLC Omron t cỏc loạ ừ ại micro PLC đến nh ng ữ

loại PLC Duplex cao c p. CX Programmer khụng ch ấ – ỉ dựng để ậ l p trỡnh cho PLC, nú cũn là cụng c cỏc k ụ để ỹ sƣ quản lý 1 d ỏn t ng húa PLC làm b ự ự độ ộ

nóo h ệthống.

Cỏc chức năng chớnh của CX Programmer bao g– ồm: - T o và quạ ản lý cỏc chƣơng trỡnh.

- Kết nối với PLC qua nhiều đƣờng giao tiếp.

- Cho phộp thực hiện cỏc thao tỏc ch nh s a và theo dừi khi ỉ ử PLC đang chạy. - t thụng s hoĐặ ố ạt động cho PLC.

- Cấu hỡnh đƣờng truy n m ng. ề ạ

- H nhiỗtrợ ều chƣơng trỡnh, nhiều PLC trong cựng một chƣơng trỡnh. Để ậ l p trỡnh b ng ph n m m CX Programmer, ta th c hiằ ầ ề – ự ện cỏc bƣớc sau:

- Bƣớc 1: Từ menu File chọn New Projec để ạo chƣơng trỡnh mớ t i.

Đầu tiờn, trong m c Network, ta chụ ọn SYSMAC WAY, sau đú chọn CPM2 *

trong m c Device Type bụ ởi vỡ điều khi n PLC trong robot Harmo là CPM2ể *.

Hỡnh 3.5. Cửa sổ chương trỡnh CX - Programmer

- Bƣớc 2: Màn hỡnh s hi n ra m t khung làm viẽ ệ ộ ệc với cỏc thành phần nhƣ sau:

Hỡnh 3.6. Cỏc thành phần trờn khung làm việc của chương trỡnh CX Program-

Dựng chuột di đến thanh cụng c (Drawing Tool) và nh n chu t vào biụ ấ ộ ểu

Di chuộ ế nơi cần đặt đ n t tiếp điểm trờn sơ đồ và nh p chuấ ột trỏi.

Hỡnh 3.7. Màn hỡnh làm việc của CX - Program

Gừ địa ch vào ụ tr ng và nh n OK vào h p tho i trờn. ỉ ố ấ ộ ạ

Màn hỡnh s hi n ra m t Network m i v i tiẽ ệ ộ ớ ớ ếp điểm v a nh p và ụ ch n màu ừ ậ ọ

đen chuyển sang v trớ bờn c nh tiị ạ ếp điểm này.

Hỡnh 3.8. Màn hỡnh làm việc của CX – Program khi thực hiện một Network mới

Sau đú, từ thanh cụng c ch n l nh Output , r i di chuụ ọ ệ ồ ột đến v trớ cị ần đặ ệt l nh và nh n nỳt chu t trỏiấ ộ . Đỏnh địa ch vào h p tho i rỉ ộ ạ ồi ấn OK; tiếp đú đỏnh cõu lệnh vào h p thoộ ại rồi ấn OK.

Hỡnh 3.9. Màn hỡnh làm việc của CX – Program khi chọn lệnh Output

3.5. Lập trỡnh PLC cho robot Harmo trong quỏ trỡnh gắp sản phẩm tự động từ mỏy ộp nhựa. mỏy ộp nhựa.

Đối v m t bài toỏn t ng húa PLC, vi c kh o sỏt cụng ngh , tỡm hi u kới ộ ự độ ệ ả ệ ể ỹ h ệ

thống để cú hƣớng gi i quy t hả ế ợp lý đúng vai trũ quan trọng. Kh o sỏt k cụng nghả ỹ ệ

k t h p vế ợ ới cỏc thuật toỏn hợp lý cho phộp đơn giản húa bài toỏn, đồng nghĩa với tốc

độ ự th c hi n nhanhệ , độ tin c y cao, d b o trỡ, bậ ễ ả ảo dƣỡng nõng cấp chƣơng trỡnh. Đõy

là cỏc tiờu chớ r t quan trấ ọng đểđỏnh giỏ chất lƣợng của m t ph n m m PLC. ộ ầ ề

L p trỡnh PLC cho m t h ậ ộ ệ thống, trƣớc h t ta c n phế ầ ải đƣa ra cỏc bƣớ ậc l p trỡnh cho PLC, phõn tớch k tỹ ừng bƣớ ồc r i th c hi n lự ệ ập trỡnh theo đỳng trỡnh tự cỏc

3.5.1. Sơ đồ thực hiện bài toỏn lập trỡnh cho PLC

Giải bài toỏn lập trỡnh cho PLC, ngƣờ ậi l p trỡnh ph i tuõn th ả ủ 11 bƣớc theo sơ

đồsau:

Hỡnh 3.10. Sơ đồ thực hi n bài toỏn l p trỡnh cho PLCệ ậ

1. Tìm hiểu kỹ yêu cầu công nghệ

2. Liệt kê các cổng vào/ra Chọn PLC 3. Phân cổng vào/ra 4. Dựng l-u đồ ch-ơng trình 5. Lập trình ch-ơng trình giản đồ thang 6. Nạp ch-ơng trình vào PLC 7. Mô phỏng ch-ơng trình kiểm tra phần mềm Sửa ch-ơng trình Ch-ơng trình đúng? 8. Kết nối PLC với thiết bị thực

9. Kiểm tra kết nối

10. Chạy hệ thống Ch-ơng trình đúng? 11. L-u cất ch-ơng trình, bàn giao Kết thúc Sửa ch-ơng trình Sai Đúng Sai Đúng

3.5.2. Lập trỡnh PLC cho robot Harmo trong quỏ trỡnh gắp sản phẩm tự động từ mỏy ộp nhựa

3.5.2.1. Quy trỡnh cụng ngh ộp nh a ệ ự

Quy trỡnh cụng ngh c a mỏy ộp nh a: Sau khi mỏy ộp nhệ ủ ự ựa đó ộp xong một chi ti t thỡ ế cỏc n a khuụn ộp s ử ẽ đƣợ ự độc t ng tỏch ra và s n ph m c n phả ẩ ầ ải đƣợ ấc l y ra khỏi lũng khuụn để p t c ộp s n ph m khỏc. V i cỏc mỏy ộp nh a th cụng, tiế ụ ả ẩ ớ ự ủ

quy mụ nh , thỡ khõu l y s n phỏ ấ ả ẩm ra đƣợc th c hi n bự ệ ằng tay, nhƣng với cỏc dõy chuy n s n xu t l n, t ng húa cao, s n ph m nhề ả ấ ớ ự độ ả ẩ ựa đƣợc cỏc tay mỏy g p ra khắ ỏi khuụn ộp và chuy n t i cỏc khõu gia cụng tiể ớ ếp theo. Để mụ ph ng l i quỏ trỡnh g p ỏ ạ ắ

s n ph m nh a ra kh i Robot trong s n xu t th c t , m t mụ hỡnh thớ nghiả ẩ ự ỏ ả ấ ự ế ộ ệm đƣợc xõy dựng nhƣ hỡnh 3.11 sau:

Mụ hỡnh gồm 1 mỏy c p s n ph m nhấ ả ẩ ựa (cỏc chai nh aự ) cú đƣờng kớnh 76mm; chiều cao H = 165mm.

Hỡnh 3.12. Bản vẽ chi tiết chai nhựa

Robot thực hiện nhi m v g p 10 chai nhệ ụ ắ ựa từ mỏng c p s n phấ ả ẩm và đặt ra 10 v trớ khỏc nhau (ị được b trớ trờn 2 hàng: v trớ Home và v trớ xa nh t trờn c ố ị ị ấ ữ hành trỡnh theo phương Xo). Sau đú Robot l i g p 10 chai nhạ ắ ựa t 10 v ừ ịtrớ đú thả

vào mỏng c p s n ph m t o thành m t chu trỡnh kớn. ấ ả ẩ ạ ộ - Những khú khăn gặp phải khi xõy dựng mụ hỡnh.

Cú 2 khú khăn gặp phải khi xõy dựng mụ hỡnh thớ nghiệm, đú là:

+ Chai r t d b khi ta th ấ ễ ị đổ ảchai vỡ cỏc chai nhựa đề ỗng, kớch thƣớu r c bộ nờn trọng lƣợng c a chai là r t nh , di n tớch ti p xỳc gi a chai và sàn nh . Bờn c nh ủ ấ ỏ ệ ế ữ ỏ ạ

đú, chai rất d m c k t trong mụ hỡnh mà khụng di chuyễ ắ ẹ ển đến đỳng vị trớ để tay

R10 20 13 0 15 R38 R8

Robot đi vào gắ . Do đú Robot khụng gắp đƣợp c chai ra.

+ Khi robot th chai s g p r t nhiả ẽ ặ ấ ều khú khăn trong việc xỏc định đỳng vị trớ mà mỡnh mong mu n vỡ cỏc chai nh a r ng, m ng nờn d b bi n dố ự ỗ ỏ ễ ị ế ạng dƣới tỏc d ng c a l c k p. M t khỏc, khi th ụ ủ ự ẹ ặ ảchaira thỡ dƣới tỏc d ng c a lụ ủ ực đàn hồ ủi c a v ỏ

chai, chai sẽ đổ ho c n y t i cỏc vặ ả ớ ị trớ khỏc nhau do chai bi n d ng khi k p. ế ạ ẹ

- Phƣơng ỏn giải quyết cỏc khú khăn trờn

+ S d ng v t liử ụ ậ ệu làm mụ hỡnh là mica để ả gi m h s ma sỏt gi a chai v i mụ ệ ố ữ ớ

hỡnh.

+ Tăng độ ố d c c a m t phủ ặ ẳng nghiờng lờn, đồng th i rỳt ngờ ắn quóng đƣờng

d ch chuyị ển theo phƣơng ngang để ạo quỏn tớnh cho chai khi trƣợ t t trong mụ hỡnh,

đảm b o chai di chuy n ả ể đến đỳng vị trớ mà Robot cú th gể ắp đƣợc.

+ Điều chỉnh cỏc c hành trỡnh cữ ủa Robot chớnh xỏc sao cho khi đi xuống th ả

thỡ chai vừa chạm mặt sàn. Nhƣ vậy s khụng cú s va ch m gi a chai và m t sàn. ẽ ự ạ ữ ặ

+ Điều chỉnh mỏ k p sao cho khi mỏ k p k p ẹ ẹ ẹ chaithỡ độ ế bi n d ng cạ ủa chai là

nh ỏ nhƣng vẫn đủ ma sỏt để ữ gi chai khụng b ị rơi ra khỏi mỏ k p. ẹ

3.5.2.2. Li t kờ cỏc cệ ổng vào, ra và lựa ch n PLC. ọ

Căn cứ vào cỏc chuyển động c a robot trong quỏ trỡnh làm vi c, ta cú: ủ ệ

a. Cỏc tớn hiệu đầu vào PLC gồm:

- Cỏc tớn hi u t c m bi n: 08 c m bi n và 01 Encorder ệ ừ ả ế ả ế

- Cỏc nỳt n: 03 nỳt: Khấ ở ội đ ng (Start), t m d ng (Pause) và d ng (Stop). ạ ừ ừ b. Cỏc tớn hiệu đầu ra PLC gồm:

- Cỏc tớn hiệu điều khi n Piston xylanh: 05 tớn hi u. ể – ệ

- Cỏc tớn hiệu điều khiển động cơ trờn trục Zo: 03 tớn hiệu (S1;S2;S7).

Vỡ v y, ậ ta ch n PLC OMRON SYSMAC CPM2A. V i cỏc c ng vào, ra ọ ớ ổ nhƣ hỡnh sau:

- C ng vào: ổ

B ng 3.2. C ng vào c a b ả ổ ủ ộ điều khi n PLC OMRON SYSMAC CPM2Aể

CHO 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 CH1 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 - C ng ra: ổ

B ng 3.3. C ng c a b ả ổ ra ủ ộ điều khi n PLC OMRON SYSMAC CPM2Aể

10CH 00 01 02 03 04 05 06 07 11CH 00 01 02 03 04 05 06 07

Hỡnh 3.13. PLC OMRON SYSMAC CPM2A 3.5.2.3. Phõn c ng vào, ra ổ a. Cỏc tớn hiệu đầu vào PLC - Cỏc tớn hiệu từ ả c m biến: B ng 3.4. Cỏc tớn hi u t cả ệ ừ ảm biến STT Tờn cảm biến Địa ch ỉ Tỏc dụng Ghi chỳ

1 CBĐT00 CH0.00 Tớn hi u ph n h i t c m bimó húa Encoder: 1 xung ~1cm. ệ ả ồ ừ ả ến điện t b ừ ộ

2 CBĐT01 CH0.01