32.2.5.2.1 Khối Programe Block
.1. Khối OB1: Là khối chứa chương trình chính, luôn được quét trong mỗi vòng vòng quét. Đây là khối chính trong việc thiết kế chương trình và bắt buộc phải có.
2. Khối SUBROUTIN: Là khối chứa chương trình con. Chương trình chứa trong khối này sẽ được thực hiện mỗi khi có lệnh gọi thực hiện từ chương trình chính.
3. Khối INTERRUPT: Là khối chứa chương trình ngắt. Khối này sẽ được thực hiện mỗi khi có sự kiện ngắt xảy ra.
Hình 3. 29: Cách tạo chương trình con hay chương trình ngắt
Có thể tạo nhiều chương trình con hay chương trình ngắt tuy nhiên không thể tạo nhiều chương trình chính do chương trình chính chỉ có một. Có thể xóa hay đổi tên
chương trình con hay chương trình ngắt bằng cách click chuột phải vào biểu tượng chương trình và chọn “Delete” hay “ Rename”
3.2.2.5.2.2 Khối Data Block
Đây là khối chứa dữ liệu của một chương trình. Ta có thể định dạng dữ liệu trước trong khối này và sử dụng chúng trong chương trình. Khi tải chương trình vào PLC thì toàn bộ nội dung của khối sẽ được lưu vào bộ nhớ của PLC. Khối chỉ làm việc với dữ liệu của vùng nhớ V.
Để tạo dữ liệu trong khối này ta có click vào biểu tượng trên màn hình hoặc trên cây thư mục chọn khối và click vào biểu tượng “USER”, khi đó màn hình chương trình sẽ chuyển sang làm việc với khối. Cách tạo dữ liệu được thể hiện bên dưới.
Ví dụ về cách tạo một Data Block :
3.2.2.5.2.3 Khối Symbol Table
... Khối này cho phép người dùng đặt biểu tượng và chú thích các địa chỉ sử dụng trong chương trình. Khi ta đặt biểu tượng ( symbol ) và chú thích ( comment ) thì trong chương trình sẽ thể hiện các biểu tượng này thay cho địa chỉ. Công việc này sẽ giúp cho người dùng dễ dàng giám sát các địa chỉ được sử dụng trong
chương trình.
Ví dụ về cách lập một Symbol Table.
Hình 3. 31: Cửa sổ Symbol Table
3.2.2.5.2.4 Khối Comunication
Khối này giúp người dùng kết nối với thiết bị lập trình bằng cách định dạng cho cổng giao tiếp.
Các bước thực hiện như sau:
1. Click chuột vào biểu tượng của khối trên màn hình giao diện chương trình người dùng, khi đó sẽ hiện ra một bảng thong báo như sau:
Hình 3. 32: Cửa sổ Comunications
Trong bảng này ta chọn địa chỉ của PLC, thường mặc định là 2, sau ô đó chọn ô “Search all baud rates” để tìm tất cả các tốc độ truyền thong yêu cầu, tiếp theo Click chuột vào biểu tượng “Set PG/PC interface” để cài đặt giao diện truyền thong, một cửa sổ sẽ hiện ra như sau:
Hình 3. 33: Cửa sổ Set PG/PC interface
Trong cửa sổ này ta chọn Properties để định dạng cổng truyền thông. Nếu ta dùng cổng truyền thông loại nào thì ta chọn loại đó, sau đó chọn các thông số cho chuẩn truyền thông như thể hiện bên dưới. Sau khi chọn xong các thông số ta nhấn “OK”để thoát khỏi cửa sổ này và quay lại cửa sổ trước đó, tại đây ta chọn chuẩn là PC/PPI cable (PPI) nếu cáp sử dụng là PPI, sau đó nhấn “OK”để thoát về cử sổ ban đầu. Tại đây ta click đúp chuột vào biểu tượng “Double - Click to refresh ”. Nếu quá trình giao tiếp thành công tại
đó sẽ hiển thị loại PLC đang kết nối có nghĩa là chương trình đã nhận dạng được loại PLC, nếu không sẽ hiển thị cảnh báo lỗi. Nếu có lỗi xảy ra ta phải kiểm tra thông báo lỗi để tìm cách khắc phục lỗi sau đó thực hiện lại các bước như trên.
Sau khi kết nối thành công ta tiến hành viết hoặc đọc chương trình, nếu muốn viết chương trình vào PLC thì ta chọn “Download” còn ngược lại thì chọn “Upload”. Để Upload hay Download thì người dùng phải kết nối cáp với PLC và chuyển PLC sang chế độ STOP. Việc này được thực hiện như sau:
- Từ thanh menu ta chọn „File” và kéo thả xuống, tại đây ta chọn Upload hoặc DownLoad
- Trên thanh Toolbar ta chọn mũi tên xuống cho việc DownLoad và mũi tên lên cho việc Upload.
- Nhấn phím Ctrl + U cho việc Upload và Ctrl + D cho việc DownLoad.
Hình 3. 34: Cửa sổ Upload/Download chương trinh xuống PLC
3.2.3 TRẠM I (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.3.1 Lựa chọn thiết bị
Hệ thống sử dụng thiết bị điều khiển là PLC S7-300 của hang SIEMENS, PLC có tổng cộng 16 ngõ vào (Input) và 16 ngõ ra (Output).
Hình 3. 35: PLC S7-300 cpu 314 2DP của hãng SIEMENS
Hệ thống sử dụng van điện từ khí nén là van 5/2 một bên tác động từ, một bên tác động lò xo và van 5/3 điều khiển tay xoay giác hút chân không.
Hình 3. 36: Van khí sử dụng trong trạm
Xylanh: sử dụng một xilanh thường hành trình 60mm, xylanh xoay 180 độ.
Cảm biến: sử dụng loại cảm biến tiệm cận phát hiện kim loại gắn trong ngăn chứa, nhiệm vụ phát hiện phôi có trong ngăn chứa. các công tắc hành trình nam châm và các công tắc hành trình cơ tại xylanh xoay để phát hiện cữ hành trình của các xylanh.
Các nút nhấn Start, Stop, Reset và các đèn hiện thị trạng thái, ở đây nút nhấn Start, Stop trong module sử dụng thường mở (NO) và thường đóng (NC).
3.2.3.2 Thiết kế mạch điện điều khiển.
Mạch thiết kế sử dụng phần mềm FluisSIM 3.6 của hang Festo và Autocad 2007.
Mạch Panel điều khiển.
PLC INPUT
Hình 3. 37: Mạch các nút nhấn bảng điều khiển trạm 1
Mạch cảm biến.
Hình 3. 38:Ngõ vào cảm biến PLC trạm 1
Trong đó:
S1 là hành trình nam châm phát hiện vị trí trong của Xylanh đẩy phôi.
S2 là hành trình nam châm phát hiện vị trí ngoài của Xylanh đẩy phôi.
S3 là hành trình nam châm phát hiện vị trí xoay trái.
S4 là hành trình nam châm phát hiện vị trí xoay phải.
CB2 là cảm biến áp suất tác động khi áp suất bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt. CB1 và CB2 là loại cảm biến NPN
Hình 3. 39: Ngõ ra PLC trạm 1
2.3.3 Thiết kế mạch khí nén.
Mạch thiết kế sử dụng phần mềm FluidSIM 3.6 của hang FESTO. Trong mạch sử dụng 2 xilanh, một giác hút nên sẽ có 3 van:
- Một van 5/2 hai cuộn coil cho xylanh đẩy phôi. - Một van 5/3 hai coil cho xylanh xoay.
- Một xan 5/2 một coil cho giác hút chân không.
XYLANH XOAY GIÁC HÚT CHÂN
KHÔNG XYLANH ĐẨY PHÔI
MAIN PRESSURE
3.2.3.4 Lập trình trạm 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
START I0.0 Nút nhấn Start (NO)
STOP I0.2 Nút nhấn Stop (NC)
RESET I0.1 Nút nhấn Reset ( NO)
S1 I0.3 Hành trình nam châm phát hiện hành trình trong của xylanh tách phôi
S2 I0.4 Hành trình nam châm phát hiện hành trình ngoài của xylanh tách phôi
S3 I0.5 Cảm biến tiệm cận phát hiện hành trình xoay trái của xylanh S4 I0.6 Cảm biến tiệm cận phát hiện hành trình xoay phải của
xylanh
CB1 I1.0 Cảm biến tiệm cận phát hiện phôi trong ngăn chứa
CB2 I0.7 Cảm biến áp suất xuất tín hiệu khi áp suất đạt bằng hoặc lớn hơn giá trị cài đặt
TH bận bộ 2 I1.1
Y1 Q0.1 Cuộn coil tác động xylanh đẩy phôi thu vào Y2 Q0.2 Cuộn coil tác động xylanh đẩy phôi đi ra
Y3 Q0.3 Cuộn coil tác động xylanh xoay trái bên ngăn chứa phôi Y4 Q0.4 Cuộn coil tác động xylanh xoay phải sang trạm kế Y5 Q0.0 Cuộn coil tác động xylanh giác hút
D – START Q0.6 Đèn báo Start D – STOP Q0.7 Đèn báo Stop D – RESET Q0.5 Đèn báo Reset
Lưu đồ hoạt động của trạm.
Đây là lưu đồ quy định hoạt động của trạm cũng từ đó đưa ra cách lập trình chi tiết quá trình hoạt động của trạm 1.
Ghi chú:
Y1+: Cuộn coil bị tác động giác hút hoạt động.
Y1-: Cuộn coil mất tác động, giác hút ngưng hoạt động.
START Y3+ Y4+ Y2+ CB1 S4 S2 S1 Y1+ S3 Y5+ READY Y5+ CB2 Y1- S4 Y4+ CB2 + CB1 CB2 + CB1 S3 Hình 3. 41: Lưu đồ hoạt động trạm I
Giải thích lưu đồ hoạt động và phân tầng hoạt động cho chương trình. Trạng thái ban đầu của mô hình (trạng thái reset)
Xylanh đẩy phôi đang ở hành trình trong.
Hoạt động của chu trình:
Khi nhấn Start khởi động hệ thống, nếu CB1 tác động (có nghĩa là có phôi trong ngăn chứa) thì xylanh Y5+ tay giác hút sẽ xoay sang phải phía trạm 2.
Khi xylanh Y5+ xoay sang phải hành trình S4 bị tác động.
Xylanh Y3+ sẽ đi ra đẩy phôi, tức là hành trình S2 bị tác động, lập tức xylanh Y2+ đẩy phôi đi vào.
Khi Y2+ đi vào hành trình S1 tác động xylanh Y4+ xoay trái.
Khi xylanh Y4+ xoay trái hành trình S3 tác động, lập tức Xylanh giác hút Y1+ tác động.
Có tín hiệu CB2 xylanh Y5+ tác động xoay phải.
Khi xoay phải cảm biến S4 tác động xylanh Y1- Khi xylanh Y1- bị tác động sẽ xảy ra 2 trường hợp: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. CB1 và CB2 đều tác động sẽ quay về trạng thái Y3+ thực hiện tiếp chu trình.
2. CB1 và CB2 đảo (cảm biến áp suất không tác động và cb tiệm cận không phát hiện có phôi) tác động Xylanh Y4+ xoay trái, và quay về trạng thái chờ READY.
Chương trình hoạt động.
Ta sử dụng phần mềm S7 SIMATIC Manager để lập trình, load chương trình xuống PLC, chạy PLC và quan sát hoạt động của các ngõ vào PLC.
Từ lưu đồ trên ta tiến hành lập trình cho hệ thống.
Nhấn[Cancel], sau đó vào File chọn New màn hình xuất hiện như sau:
Hình 3. 43: Giao diện lưu project S7 SIMATIC
Cấu hình phần cứng, chọn CPU 314C-2DP cấu hình mạng PROFIBUS DP.
Hình 3. 45: Giao diện Symbols chương trình
Sau khi lập trình xong ta click vào biểu tượng trong chương trình hoặc váo PLC > Download để load chương trình xuống PLC.
3.2.4 TRẠM 2
3.2.4.1 Lựa chọn thiết bị.
Trạm sử dụng PLC S7-200 CPU 224 (14 ngõ vào, 10 ngõ ra) để lập trình và điều khiển trạm.
Trạm sử dụng 2 xylanh dẫn hướng loại 2 ti.
Hình 3. 47: Xylanh dẫn hướng loại 2 pittong
Trạm còn sử dụng xylanh xoay dung để gạt phôi sang trạm kế, đây là xylanh xoay có góc tác động là .
Trạm sử dụng 2 cảm biến quang, 1 cảm biến tiệm cận dung để phát hiện phôi ở ngõ vào NPN, và 1 cảm biến áp suất.
Sử dụng động cơ có hộp số vận tốc là 100 vòng/phút dunh2 điện 24VDC để kéo băng tải vận chuyển phôi.
3.2.4.2 Thiết kế mạch điều khiển.
Sơ đồ kết nối ngõ vào ra PLC của trạm 2.
Hình 3. 49: Ngõ ra PLC
3.2.4.3 Thiết kế mạch khí nén.
XYLANH XOAY GIÁC HÚT CHÂN
KHÔNG XYLANH NẰM
NGANG XYLANH NẰM DỌC
Hình 3. 50: Mạch khí nén của trạm 2
Mạch sử dụng van điện từ 5/2 dùng để điều khiển xylanh nằm ngang, dọc xylanh xoay và giác hút.
2.4.4 Lập trình trạm 2
Bảng địa chỉ ngõ vào ra (input/output). Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
S1 I0.0 Hành trình nam châm phát hiện xylanh đi xuống S2 I0.1 Hành trình nam châm phát hiện xylanh đi lên S3 I0.2 Hành trình nam châm phát hiện xylanh đi ra S4 I0.3 Hành trình nam châm phát hiện xylanh đi vào S5 I0.4 Hành trình nam châm phát hiện xylanh xoay phải S6 I0.5 Hành trình nam châm phát hiện xylanh xoay trái START I0.6 Nút nhấn Start (NO) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
RESET I0.7 Nút nhấn Reset (NO)
CB1 I1.0 Cảm biến quang phát hiện phôi cuối băng tải
CB2 I1.1 Cảm biến tiệm cận phát hiện phôi được gắn trên tay chặn CB3 I1.2 Cảm biến quang phát hiện phôi đầu băng tải
CB4 I1.3 Cảm biến áp suất (hút) STOPP I1.4 Nút nhấn Stop (NC)
BS3 I1.5 Tín hiệu báo bận của trạm 3
Y1 Q0.0 Cuộn coil tác động xylanh xoay trái Y2 Q0.1 Cuộn coil tác động xylanh xoay phải Y3 Q0.2 Cuộn coil tác động xylanh đi xuống Y4 Q0.3 Cuộn coil tác động xylanh đi ra Y5 Q0.4 Cuộn coil tác động xylanh giác hút
Y6 Q0.6 Động cơ
Y8 Q1.0 Đèn Reset (Đỏ)
Y9 Q1.1 Cuộn coil tác động xylanh khí đẩy phôi Y10 Q0.5 Tín hiệu xuất trạm 1 khi trạm 2 đang bận
Lưu đồ hoạt động của trạm 2.
START Y5+ Y4+ Y3- S1 CB4 S2 Y3+ S3 Y5- Y3+ S1 Y3- CB4 Y4- S2 CB2 + BS3 Y2+ S4 S5 + 2S Y1 BS3 Y7+ Y7- Y6 CB3 + CB2 CB3 + CB2 Y10+ Y10- BS3 + CB1 1S (a) (b) (c)
*Giải thích lưu đồ hoạt động. Trạng thái (a)
Khi nhấn Start khởi động hệ thống, băng tải Y7+ chạy, nếu cảm biến CB3 và CB2 phát hiện có ngõ vào thì băng tải sẽ ngừng hoạt động Y7- và phát tín hiệu Y6.
Trạng thái (b)
Khi nhấn Start nếu CB2 phát hiện có phôi thì Y3+ tác động xylanh đi xuống
Khi xuống S1 tác động kích cho Y5+ giác hút, hút nắp, khi cảm biến hút CB4 tác động kích xylanh Y3- đi lên.
Khi xylanh đi lên S2 tác động kích cho Y4+ xylanh đi ra
Khi xylanh đi ra tác động S3 kích Y3+ đi xuống
Xylanh đi xuống tác động S1 nhả phôi Y5-, lúc này CB4 không tác động kích xylanh đi lên Y3-
Khi xylanh đi lên tác động S2, S2 kích xylanh đi về Y4-, lúc này xylanh đi về sẽ tác động cảm biến S4
S4 tác động Y2+ xoay phải, lúc này S5 bị tác động kết hợp timer 2s kích xylanh Y1 xoay trái.
Khi xoay trái tác động S6 kết hợp tín hiệu báo bận không tác động hệ thống làm việc tiếp.
Trạng thái (c)
Nhấn nút Start CB1 tác động kích xylanh xả khí Y10+ đẩy phôi, sau thời gian 2s Y10- tác động ngắt khí và quay về trạng thái chờ.
Lập trình hệ thống (STEP 7 MicroWIN) o Chương trình MAIN
CHƢƠNG IV: GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN SCADA 4.1 KHÁI NIỆM SCADA
SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, nói một cách khác là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc giám sát và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển tự động thông thường. Để có thể điều khiển và giám sát từ xa thì hệ SCADA phải có hệ thống truy cập, truyền tải dữ liệu cũng như hệ giao diện người – máy (HMI – Human Machine Interface). Trong hệ thống điều khiển giám sát thì HMI là một thành phần quan trọng không chỉ ở cấp điều khiển giám sát mà ở các cấp thấp hơn người ta cũng cần giao diện người – máy để phục vụ cho việc quan sát và thao tác vận hành ở cấp điều khiển cục bộ. Vì lý do giá thành, đặc điểm kỹ thuật nên các màn hình vận hành (OP – Operator Panel), màn hình sờ (TP – Touch Panel), Multi Panel … chuyên dụng được sử dụng nhiều và chiếm vai trò quan trọng hơn.
Nếu nhìn nhận SCADA theo quan điểm truyền thống thì nó là một hệ thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về khu trung tâm để xử lý. Trong các hệ thống như vậy thì hệ truyền thông và phần cứng được đặt lên hàng đầu và cần sự quan tâm nhiều hơn. Trong những năm gần đây sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ truyền thông công nghiệp và công nghệ phần mềm trong công nghiệp đã đem lại nhiều khả năng và giải pháp mới nên trọng tâm của công việc thiết kế xây dựng hệ thống SCADA là lựa chọn công cụ phần mềm thiết kế giao diện và các giải pháp tích hợp hệ thống.
4.2 Thiết lập SCADA cho MODULE.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});