ộ đ m ti n / i CTUD đ m ti n hi gặp sườn ên của xung vào cổng đ m, ý hiệu à CU trong AD hoặc bít th 3 của ngăn x p trong ST , và đ m i hi gặp sườn của xung vào cổng đ m i, được ý hiệu à CD trong AD hoặc bít th 2 của ngăn x p trong STL.
Gi ng như bộ đ m CTU, bộ đ m CTUD c ng được đưa về trạng thái hởi phát ban đầu bằng 2 cách.
Khi đầu vào ogic của chân xóa, ý hiệu bằng R trong AD hoặc bít th nhất của ngăn x p trong ST , có giá trị ogic à 1 hoặc,
ằng ệnh R (reset) với C-bít của bộ đ m.
CTUD có giá trị đ m t c thời đúng bằng giá trị đang đ m và được ưu trong thanh ghi 2 byte C-word của bộ đ m. Giá trị đ m t c thời uôn được so sánh với giá trị
42
CU C-Bit
PV
CD R
đặt trước PV của bộ đ m. N u giá trị đ m t c thời ớn h n bằng bằng giá trị đặt trước thì C-bít có giá trị ogic bằng 1. Còn các trường hợp hác C-bít có giá trị ogic bằng 0.
Giá trị đ m t c thời
Hình 3.15: Bộ đ m CTUD của S7-200
ộ đ m ti n CTU có miền giá trị đ m t c thời từ 0 đ n 32.767. ộ đ m ti n/ i CTUD có miền giá trị đ m t c thời à 32.767
Các bộ đ m được đánh s từ 0 đ n 127 (đới với CPU 224) và ý hiệu bằng Cxx, trong đó xx à s th t của bộ đ m. Ký hiệu Cxx đồng thời c ng à địa chỉ h nh th c của C-word và của C-bít. Mặc d d ng địa chỉ h nh th c, song C-word và C-bít vẫn được phân biệt với nhau nhờ iểu ệnh sử dụng àm việc với từ hay với ti p điểm (bít).
3.5. ỰA CHỌN THIẾT Ị CHO HÌNH
Các thi t bị sử dụng trong hệ th ng gồm có:
Động c điện DC : d ng để th c hiện cái quá tr nh ên xu ng, quay thuận nghịch, ra vào trong quá tr nh ấy xe.
Công t c hành tr nh: d ng để điều hiển đóng ng t cái quá tr nh th c hiện của mơ h nh .
(Có thể thay cơng t c hành tr nh bằng cảm bi n quang hoặc cảm bi n hồng ngoại).
Các đèn báo: Hiển thị các trạng thái ấy gửi.
R e: Thi t bị trung gian d ng để cấp nguồn cho các đầu ra của hệ th ng.
Nguồn 5 VDC: nguồn cấp cho động c quay .
Nguồn 12 VDC: nguồn cấp cho động c ên xu ng và ra vào
43
3.5.1. Cơng t c hành trình
Cơng t t hành tr nh trước tiên à cái công t c t c à àm ch c năng đóng mở mạch điện, và nó được đặt trên đường hoạt động của một c cấu nào đó sao cho hi c cấu đ n 1 vị trí nào đó sẽ tác động ên công t c. Hành tr nh có thể à tịnh ti n hoặc quay.
Khi công t c hành tr nh được tác động th nó sẽ àm đóng hoặc ng t một mạch điện do đó có thể ng t hoặc hởi động cho một thi t bị khác. Người ta có thể dùng cơng t c hành trình vào các mục đích như:
- Giới hạn hành tr nh ( hi c cấu đ n vị trí giới hạn tác động vào cơng t c sẽ làm ng t nguồn cung cấp cho c cấu -> nó khơng thể vượt qua vị trí giới hạn).
- Hành trình t động: K t hợp với các r e, P C hay vi điều khiển để khi c cấu đ n vị trí định trước sẽ tác động cho các c cấu khác hoạt động (hoặc chính c cấu đó).
- Công t c hành tr nh được dùng nhiều trong các dây chuyền t động. Các công t c hành trình có thể là các nhút nhấn (button) thường đóng, thường mở, cơng t c 2 ti p điểm, và cả công t c quang
44
3.5.2. Cảm bi n quang cảm i n he
H nh 3.17: Cảm bi n quang
Cấu tạo chung cảm bi n quang gồm có: một bộ phát quang và một bộ thu quang. ộ phát quang có thể sử dụng ánh tia hồng ngoại, ánh sáng đỏ, azer. ộ thu quang có thể sử dụng tranzitor quang, diode quang.
Nguyên lý hoạt động của cảm bi n quang như sau: tín hiệu quang từ bộ phát quang hơng bị cản nó vẫn truyền tới bộ thu gi nguyên trạng thái đầu. Khi có vật cản đường truyền tín hiệu quang từ bộ phát tới bộ thu, th bộ thu sẽ chuyển trạng thái đầu ra
3.5.3. Rơle
Khái niệm chung về r e:
R e à một oại thi t bị điện tử t động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp hi tín hiệu đầu vào đạt nh ng giá trị xác định. R e à thi t bị điện d ng để đóng c t các mạch điện điều hiển, bảo vệ và điều hiển s àm việc của mạch động điện.
Các ộ phận hối ch nh của rơle
R e bao gồm các bộ phận sau:
45 đổi nó thành đại ượng cần thi t để cung cấp tín hiệu ph hợp cho h i trung gian. + C cấu trung gian( h i trung gian): àm nhiệm vụ ti p nhận nh ng tín hiệu đưa đ n từ h i ti p thu và bi n đổi nó thành đại ượng cần thi t cho r e tác động
+ C cấu chấp hành( h i chấp hành): àm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều hiển. Ví dụ các h i trong c cấu r e điện từ được minh họa
Phận loại rơle
Có nhiều oại r e với nguyên ý và hoạt động hác nhau. Do vậy có nhiều cách để phân oại r e:
Phân oại theo nguyên ý àm việc gồm các nhóm :
+ R e c điện: r e điện từ, r e từ điện, r e điện từ phân c c, r e cảm ng + R e nhiệt
+ R e từ
+ R e điện tử – bán dẫn, vi mạch + R e s
Phân oại theo nguyên ý tác động của c cấu chấp hành :
+ R e có ti p điểm: oại này tác động ên mạch bằng cách đóng mở các ti p điểm + R e hơng có ti p điểm ( r e tĩnh): oại này tác động bằng cách thay đổi đột ngột các tham s của c cấu chấp hành m c trong mạch điều hiển như: điện cảm, điện dung, điện trở….
Phân oại theo đặc tính tham s vào: + R e dòng điện
+ R e điện áp + R e công suất + R e tổng trở
Phân oại theo cách m c c cấu:
46 + R e th cấp: oại này được m c vào mạch thông qua bi n áp đo ường hay bi n áp dòng điện.
Phân oại theo giá trị và chiều các đại ượng đi vào r e + R e c c đại + R e c c tiểu + R e c c đại – c c tiều + R e so ệch + R e định hướng 3.5.4. Bộ nguồn
Trong các mạch điện tử của các thi t bị như: CPU, Radio - Cassette, Âmlpy, Ti vi màu, Đầu VCD, v v… chúng sử dụng nguồn một chiều DC ở các m c điện áp khác nhau, nhưng ở ngoài z c c m của các thi t bị này lại c m tr c ti p vào nguồn điện AC 220V 50Hz, như vậy các thi t bị điện tử cần có một bộ phận để chuyển đổi từ nguồn xoay chiều ra điện áp một chiều, cung cấp cho các mạch trên, bộ phận chuyển đổi bao gồm:
i n áp nguồn: Hạ th từ 220V xu ng các điện áp thấp h n như 6V, 9V, 12V, 24V v v …
Mạch chỉnh ưu: Đổi điện AC thành DC.
Mạch ọc: ọc gợn xoay chiều sau chỉnh ưu cho nguồn DC phẳng h n.
Mạch ổn áp: Gi một điện áp c định cung cấp cho tải tiêu thụ
47
CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG – THU T TO N ĐI U KHIỂN 4.1. Thi t v thi c ng m h nh 4.1. Thi t v thi c ng m h nh
4.1.1. Thi t m h nh
H nh 4.1: Thi t m h nh Solidwor s 3D
5 4
48 1 3
49 TẢ 1 2 3 4 5 Động c “dọc”: đưa hung nâng di chuyển theo phư ng thẳng đ ng, ên xu ng gi a các tậng Động c “ra vào”, di chuyển tay khung nâng cất/ ấy xe ra vào vị trí Động c “quay” di chuyển tay khung nâng theo phư ng xoay, đưa khung nâng qua ại gi a các vị trí Vị trí IN/OUT cho xe vào vị trí này để th c hiện gửi xe và trả xe cho khách hàng Các tầng để gởi xe 4.1.2. Thi c ng m h nh H nh 4.2:Mơ hình th c t
50 Công t c hành tr nh Cảm bi n he
H nh 4.3: K t cấu hung nâng
4.2. ựa chọn động cơ
Để điều khiển khung nâng trong mơ hình có thể chọn loại động c DC có bộ giảm t c. Động c DC: có t c độ cao, momen tư ng đ i lớn, cơng suất có nhiều m c l a chọn, do đó cần bộ giảm t c để giảm t c độ và tăng momen ph hợp với yêu cầu của hung nâng trong mô h nh. Động c 12 VDC được l a chọn để th c hiện mơ hình.
51
4.3. ảng tủ điện điều hiển
H nh 4.5: Bảng tủ điện điều khiển
Bảng tủ điện điều khiển gồm: 1 Nguồn CPU máy tính ; 1 P C S7-200 CPU 224 XP DC/DC/DC; 1 cổng mở rộng ; 6 relay điều khiển 3 động c
52 Công nghệ
4.4. L P CHƢƠNG TR NH ĐI U KHIỂN 4.4.1. Các ƣớc lập trình
Để lập chư ng tr nh điều khiển phải xuất phát từ các yêu cầu công nghệ của đ i tượng điều khiển. Từ các u cầu cơng nghệ xây d ng thuật tốn điều khiển, hoặc xây d ng ogic điều khiển. ước cu i cùng là xây d ng thuật toán hoặc s đồ logic, dùng ngơn ng lập trình để vi t chư ng tr nh điều khiển. Các bước lập trình có thể mơ tả như sau:
Hình 4.6: S đồ các bước để lập trình
Từ thuật toán hay ogic điều hiển vạch ra một hướng đi để vi t chư ng tr nh hướng đi đó phải xuất phát từ các yêu cầu công nghệ
Chư ng tr nh điều hiển vi t cho P C th c chất à mô tả các m i hên t gi a các phần tử đã được định nghĩa sẵn trong P C, mà các m i iên t đó quy t định ch c năng của hệ th ng. Do đó việc ập chư ng tr nh điều hiển cho P C à việc sao chép ại s đồ ogic điều hiển n i dây bằng ngôn ng ập tr nh. Khi vi t chư ng tr nh cần phải xét đ n tr nh t xử ý các tín hiệu trong vịng quét của hệ điều hành. Tr nh t đó phải theo một trật t ogic, đ i với P C oại S7-200 ngồi phần tử c bản cịn có các bộ ch c năng hác,... đã được định nghĩa trong bộ vi xử ý điều đó cho phép dễ dàng ập tr nh được ogic điều hiển tuỳ theo từng ngôn ng ệnh ch c năng.
Việc iểm tra chư ng tr nh có thể th c hiện gián ti p thơng qua s đồ ogic và việc chuyển s đồ ogic thành chư ng tr nh rất thuận tiện ít có hả năng sai sót.
Do điều iện th c t có mơ h nh để chạy thử và iểm tra chư ng tr nh, nên trong đồ án này em d ng phư ng pháp ập chư ng tr nh điều hiển thơng qua s đồ thuật tốn.
Thuật toán Sơ đồ logic
53
4.4.2. Gán các địa chỉ vào ra 4.4.2.1. Các tín hiệu đầu vào 4.4.2.1. Các tín hiệu đầu vào
ảng 4.1: Các tín hiệu đầu vào I1.0 Nút gửi I0.5 Nút ấy I0.7 Nút RESET I0.6 s 1 I0.4 s 2 I0.0 s 3 I0.2 s 4 I0.3 s 5 I0.1 s 6 I1.1 Công t c hành tr nh 1 I1.2 Công t c hành tr nh 2 I1.3 Công t c hành tr nh 3 I1.4 Cảm bi n he I1.5 Công t c hành tr nh 4 I2.0 Công t c hành tr nh 5 I2.1 Cảm bi n he
54 4.4.2.2. Các tín hiệu đầu ra ảng 4.2: Các tín hiệu đầu ra Q2.1 Động c ên Q2.0 Động c xu ng Q0.2 Động c vào Q0.3 Động c ra Q0.4 Động c phải Q0.5 Động c trái Q0.6 ed ấy Q0.7 ed gửi
55
4.4.3. Thuật toán điều khiển
4.4.3.1. Thuật toán điều hiển cho P C
RESET
Gửi xe ấy xe
Chọn vị trí gửi xe Chọn vị trí cất xe
Tới vị trí IN Tới vị trí ấy xe
L
ấy xe ấy xe
Về vị trí chờ
Tới vị trí gửi Tới vị trí OUT
Cất xe Xe ra
Hình 4.7: Thuật toán điều khiển cho PLC State 1 State 3 START State 5.1 State 5 State 5.3 State 1 State 2 State 4 State 4.1 State 4.2 State 5.2 State 4.3
56
Lệnh Start: reset
Reset State
Hình 4.8: kh i Start
Input: reset; Output: state
Khi nhấn reset th state=1, đồng thời xóa các ơ nhớ ưu giá trị vị trí mong mu n về 0; chư ng tr nh nhảy vào th c hiện quá trình State 1
State 1: chọn cất xe vào hoặc lấy xe ra
Cất xe vào State
Lấy xe ra
Hình 4.9:Kh i State 1
Input: cất xe vào, lấy xe ra Output: state, các đèn báo
Khi nhấn nút “gửi xe vào” th state=3 Khi nhấn nút “ ấy xe ra” th state=2
Khi state=3, chương trình nhảy vào thực hiện khối State 3
Trạng thái State 3: chọn vị tr để gửi xe vào bãi gửi
state Chọn vị trí cất xe sst vị trí các ơ mu n gửi Hình 4.10: Kh i State 3 Input: Chọn vị trí gửi xe Output: State=5.Các ơ 1, 2,3,4,5 State 3 State 1 Start
57
Trạng thái State 5: Thực hiện di chuyển hung đ n vị tr In để lấy xe lên khung, di chuyển khung chứa xe đ n vị trí chọn gửi, cất xe vào vị trí đ chọn. Quay lại trạng thái chờ an đầu để cất xe vào/ lấy xe ra
Công t c hành tr nh 1 state Công t c hành tr nh 2 Công t c hành tr nh 3 Cảm bi n he 4 Công t c hành tr nh 6 Động c trái Động c phải Động c vào Động c ra Động c ên Động c xu ng Hình 4.11: Trạng thái State 5
Input: vị trí ên xu ng,ra vào, quay trái phải đọc về: các giá trị này được các cảm bi n và công t c hành tr nh đọc về và xử lý khi khung nâng di chuyển .Được th c hiện trong chư ng tr nh cất xe.
Các công t c hành tr nh và cảm bi n he để giới hạn hành tr nh động c “ra vào”, “ ên xu ng”, “trái phải”.
Output: động c quay trái-phải, động c ra -vào, động c ên -xu ng. Th c hiện di chuyển khung nâng.
58 Output: state=1, khi th c hiện cất xe vào bãi hoàn tất, trở về trạng thái b t đầu hệ th ng chờ ti p lệnh “cất xe vào/ lấy xe ra” từ người dùng.
Tương tự, khi state=2, chương trình nhảy vào thực hiện khối State 2
Trạng thái State 2: chọn vị trí lấy xe ra
Trạng thái State 4: thực hiện di chuyển hung n ng đ n vị trí chọn, khung nâng lấy xe cho vào khung, di chuyển đ n vị trí Out, trả xe cho khách, và di chuyển khung nâng về vị tr c i đặt chờ, state =1. Quay lại trạng thái chờ an đầu để cất xe vào/ lấy xe ra
4.4.3.2. Thuật tốn q trình gửi xe và lấy xe 4.4.3.2.1. Quá tr nh gửi xe
Khi báo có xe, lệnh gửi xe được yêu cầu. Khi đó quá tr nh cất xe b t đầu. START:
Giải thích: Gửi s 1
Trạng thái(1):Lệnh gửi xe b t đầu, động c ra chuyển động, chạm công t c hành tr nh
1 th động c dừng, k t thúc trạng thái (1). Trạng thái (2) b t đầu.
Trạng thái (2): Chạm công t c hành tr nh 1 động c ên nâng ấy xe từ IN, k t thúc
trạng thái (2), quá trình cất xe chuyển sang trạng thái (3).
Trạng thái (3):Gặp cảm bi n he 7 đ m được (CO =2 ) ra th động c vào chạm công
t c hành tr nh 2, t thúc quá trình (3). Trạng thái (4) b t đầu.
Trạng thái (4):Trạng thái (4) ,chạm công t c hành tr nh 2 động c xoay sang phải chạm
cảm bi n he 4 t thúc quá trình này. Ti p theo, trạng thái (5) được th c thi.