PLC hoạt động theo nguyờn lý vũng quột. Mỗi vũng quột gồm 3 giai đoạn.
+ Giai đoạn 1: Đọc data từ cac mụdun vào cất vào một vựng nhớ( phộp chụp ành đầu vào).
+ Giai đoạn 2: Thực hiện chương trỡnh trong bộ nhớ.
+ Giai đoạn 3: Gửi cỏc kết quả đến một vựng nhớ ( ảnh đầu ra) gửi đến modul đầu ra để biến đồi thành tớn hiệu điều khiển từ cơ cấu chấp hành Mỗi một điểm trờn modul đầu vào tương ứng với một bớt trong vựng ảnh đầu vào và mỗi một điểm trờn modul đầu ra tương đương với một bit trong vựng ảnh đầu ra. Việc truy nhập đến cỏc điểm vào/ra được thực hiện thụng qua vựng ảnh vào/ra. Nếu trạng thỏi của tớn hiệu vào thay đổi ≥2 lần trong một chu kỳ ( vũng quột) thỡ hệ thống khụng cập nhật kịp
Chu kỳ quột là thời gian thực hiện một vũng quột ( T)
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
T phụ thuộc vào số đầu vào và số đầu ra. Nhiều đầu ra thỡ gửi lõu, nhiều đầu vào thi đọc lõu. Để giảm chu kỡ quột thỡ ta chọn CPU cú tốc độ xử lý cao. Vỡ vậy chọn CPU phụ thuộc bài toỏn cụ thể để đảm bảo chỉ tiờu kinh tế, kỹ thuật
3.1.4 Ghộp nối PLC với cỏc thiết bị ngoại vi
Hỡnh 3.4: Ghộp nối PLC với cỏc thiết bị ngoại vi
3.2. Lựa chọn PLC cho hệ thống điều khiển
Hiện nay trong lĩnh vực điều khiển nói chung và ngành tự động hóa nói riêng, các PLC mới đợc đa vào sử dụng ngày càng nhiều với tính năng rất lớn nh: PLC - S5, PLC- S7 - 200, PLC - S7 - 300, PLC - S7 - 400, LOGO. Nhng dựa vào các đầu vào và đầu ra của hệ thống ta lựa chọn CPU226 của S7_200 . Vì CPU 226 của S7 - 200 có tích hợp sẵn th viện giao tiếp với biến tần, có thể lập trình đồng hồ thời gian thực, và quan trọng là giá thành rẻ hơn so với các PLC trên
Khối đầu vào PLC Khối đầu ra
Nỳt ấn Cụng tắc CT hanh trinh Cảm biến Rơle
TIM Rơle Tgian Bộ dếm CNT >= So sỏnh Động cơ Van Gia nhiệt
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
Hỡnh 3.5: Hỡnhảnh PLC
3.2.1 Cỏc đặc điểm kỹ thuật CPU 226 của S7_200
Simatic S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trỡnh loại nhỏ của hóng Siemens (CHLB Đức), cú cấu trỳc theo kiểu modul và cú cỏc modul mở rộng. Cỏc modul này sử dụng cho nhiều loại ứng dụng lập trỡnh khỏc nhau. Trong giới hạn của đồ ỏn này ta chỉ tỡm hiểu về CPU 226 của S7_200.
CPU 226 gồm cú :
- Bộ nhớ dữ liệu 5KB, 1modul nhớ loại EEPROM. - 24 cổng vào và 16 cổng ra.
- Cú thể ghộp được 7 modul mở rộng.
- Tổng số cổng logic vào ra cực đại là 128 cổng vào và 120 cổng ra . - Vựng nhớ 256 bit
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
3.2.2. Phần mềm lập trỡnh micro/win cho S7-200
Đõy là phần mềm soạn thảo chương trỡnh LAD một cỏch nhanh chúng, đơn giản và cung dễ dàng thay đổi mà khụng gõy trở ngại nhiều, khụng tốn kộm, khụng mõt nhiều thời gian.
Sau khi cài đặt chương trỡnh vào mỏy tớnh , PLC được kết nối với mỏy tớnh nhờ cỏp cú bộ chuyển đổi RS232/RS485 (PC/PPI) thỡ chương trỡnh sẵn sàng được viết nhờ cỏc thanh cụng cụ cú trong phần mềm.
Dưới đõy là cửa sổ của phần mềm lập trỡnh micro/win
3.3 Lựa chọn cỏc thiết bị của hệ thống
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
3.3.1 Cảm biến
Trong cỏc hệ thống tự động thường sử dụng cỏc loại cảm biến như: Cảm biến bỏn dẫn, cảm biến kiểu cảm ứng, bộ phỏt quang… với giỏ thành cao sử dụng trong thực tế sản xuất. Trong phạm vi làm mụ hỡnh của đồ ỏn cỏc loại cảm biến cú giỏ thành phự hợp được chọn như: cảm biến vị trớ (dựng cơ chế phỏt nhận), cảm biến đếm sản phẩm và nhận biết sản phẩm lỗi, cảm biến mức…
Cảm biến quang điện
RTr
Hỡnh 3.7: Cấu tạo và sơ đồ nguyờn lý cảm biến quang điện ĐF R1 R2 R3 R4 R5 T2 T1 TT CB
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
Cỏc thiết bị chuyển mạch quang điện cú thể vận hành theo kiểu truyền phỏt, vật thể cần phỏt hiện sẽ chắn chựm sỏng (thường là bức xạ hồng ngoại), khụng cho chỳng chiếu tới thiết bị dũ hoặc theo kiểu phản xạ , vật thể cần phỏt hiện sẽ phản chiếu chựm sỏng lờn thiết bị dũ. Thiết bị dũ xạ cú thể là Transistor quang, thường là hai Tranzitor, được gọi là cặp Darlington. Cặp Darlington làm tăng độ nhạy của thiết bị. Tuỳ theo mạch được sử dụng, đầu ra cú thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp khi ỏnh sỏng đến transitor. Cỏc bộ cảm biến được cung cấp dưới dạng cỏc hộp cảm nhận sự cú mặt của cỏc vật thể ở khoảng cỏch ngắn, thường nhỏ hơn 5mm
3.3.2. Van điều khiển khớ nộn
Cỏc loại van này được sử dụng để điều khiển hướng chuyển động của pitton trong xi lanh. Sự chuyển động của pitụng được dựng để đẩy sản phẩm lỗi , gắp sản phẩm hay rút chai …Sau đõy là một loại van được dựng với những chức năng như vậy
Kiểu 4/2
Nguyờn lý hoạt động
Van 4/2 gồm cú hai cổng khớ ra 4 và 2 .Trong đú luụn cú một cổng khớ thụng với nguồn và một cổng khớ thụng với cổng xả
Cỏc cổng khớ 12 và 14 thực hiện chức năng điều khiển trạng thỏi của cỏc cổng khớ ra 4 và 2
Trạng thỏi của cỏc cổng khớ ra 4 và 2 quyết định bởi vị trớ dừng của pitton trong van. Nếu pitton dừng ở bờn trỏi thỡ cổng 4 thụng với cổng xả 3 , cổng khớ 2 thụng với nguồn khớ 1.Nếu pittụng dừng ở bờn phải thỡ cổng khớ 4 thụng với cổng khớ nguồn 1 và cổng khớ 2 thụng với cổng khớ xả 3
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
Trờn hỡnh mặt cắt nguyờn lý là trường hợp pittụng dừng bờn trỏi. Dễ thấy cổng khớ 2 thụng với cổng khớ nguồn 1 cổng khớ 4 thụng với cổng khớ xả 3
Muốn đảo ngược trạng thỏi của cỏc cổng khớ ra 4 và 2 cho nhau ta tỏc động vào cỏc cổng khớ điều khiển như sau: ta cắt nguồn khớ ở cổng 12 và đúng nguồn khớ cho cổng 14. Khi đú ỏp lực của khớ nộn tỏc động lờn bề mặt của pittụng ( thắng lực ma sỏt ) sẽ đẩy pittụng chạy sang bờn phải. Khi pitton dừng ở bờn phải thỡ cổng khớ 4 lỳc này sẽ thụng với cổng khớ nguồn 1 và cổng 2 sẽ thụng với cổng xả 3
Sau đú nếu ta cắt nguồn khớ ở cổng 14 và đúng nguồn khớ ở cổng 12 thỡ pitton sẽ quay về vị trớ ban đầu ( bờn trỏi ) và trạng thỏi của cỏc cổng khớ ra 4 và 2 sẽ phục hồi ( cổng 4 thụng với cổng 3, cổng 2 thụng với cổng 1 )
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45
Sơ đồ mạch dựng khớ nộn điều khiển
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45 3.3.3. Động cơ KĐB. Ta chọn động cơ khụng đồng bộ 3 pha 1.5 KW. Hỡnh 3.10: Động cơ khụng đồng bộ *Thụng số của động cơ; Tốc độ động cơ 1450 v/p Điện ỏp định mức 380V Dũng điện định mức 3 A Tần số 50 Hz Cụng suất 1,5 Kw
Đồ ỏn tốt nghiệp Tự động húa mỏy đúng viờn nang TCF-45