4.3.1 Yêu cầu:
Điều khiển khởi động và dừng các băng tải theo trình tự. Khi ấn nút start động cơ kéo băng tải 1 hoạt động sau 3s động cơ kéo băng tải 2 hoạt động và sau 4s tiếp theo động cơ kéo băng tải 3 hoạt động. Sau khi 3 động cơ kéo các băng tải đã hoạt động bấm vào nút dừng động cơ kéo băng tải 1 dừng ngay, sau 2 s động cơ kéo băng tải 2 dừng và sau 3s tiếp theo động cơ kéo băng tải 3 dừng.
Hình 4.9 Mô hình băng tải.
4.3.2 Phân tích bài toán:
Đây là bài toán mà các băng tải hoạt động theo trình tự và lặp lại, vì vậy có thể áp dụng lập trình theo giản đồ chức năng tuần tự (Grafcet) để lập trình.
4.3.3 Lập trình theo giản đồ chức năng tuần tự
Trạng thái 1: Động cơ kéo băng tải 1 chạy Trạng thái 2: Động cơ kéo băng tải 2 hoạt động Trạng thái 3: Động cơ kéo băng tải 3 hoạt động Trạng thái 4: Động cơ kéo băng tải 1 dừng Trạng thái 5: Động cơ kéo băng tải 2 dừng Trạng thái 6: Động cơ kéo băng tải 3 dừng
Mỗi trạng thái sẽ là một bước “step” trong sơ đồ Grafcet.
Các điều kiện làm thay đổi trạng thái ở đây gồm có t1= 3s chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, t2= 4s chuyển từ trạng thái 2 sang trạng thái 3, t4= 2s chuyển từ trạng thái 4 sang 5 và t5= 3s chuyển từ trạng thái 5 sang trạng thái 6, nút bấm start thay đổi từ trạng thái 0 sang sang trạng thái 1 và nút stop thay đổi trạng thái 3 sang trạng thái 4.
Hình 4.10 Sơ đồ Grafcet.
FS- firtscan
Đầu vào TT Ký hiệu Địa chỉ 1 Start I0.0 2 Stop I0.1 3 CTT2 T37 4 CTT3 T38 5 CTT5 T39 6 CTT6 T40 Đầu ra TT Ký hiệu Địa chỉ 1 ĐC1 Q0.0 2 ĐC2 Q0.1 3 ĐC3 Q0.2
Chuyển đổi sang LADER
Hình 4.12 Sơ đồ Grafcet thực hiện các công đoạn.
Khởi tạo các Step (bước) và các Transition (chuyển trạng thái)
Hình 4.13 Kết quả chạy mô phỏng trên phầm mềm Simulator V2.0
Hình 4.14 Sơ đồ kết nối vào ra của PLC
Hình 4.15 Sơ đồ đấu dây mạch động lực
4.4 Điều khiển thang máy nâng hàng
4.4.1 Yêu cầu công nghệ
Hình 4.16 Sơ đồ công nghệ thang máy nâng hàng.
Máy nâng hạ hàng hóa được sử dụng ở các tòa nhà, bến cảng, nhà máy. Thang máy nâng hàng gồm 4 tầng, vị trí các sensor cảm biến tầng 1 đến 4 ( S1 đến S4 ) việc lựa chọn tầng thông qua các nút ấn GT1 đến GT4. Khi thang ở vị trí tầng nào thì đèn chỉ thị tầng tương ứng sáng TR1đến TR4 sensor S0 đến S1 là nhằm bảo vệ hành trình cho thang máy nâng hàng khi bị lỗi, buồng thang dịch chuyển gặp các senser bảo vệ S0, S1sẽ dừng. Khi thang máy đến đúng sàn tầng được gọi thì thang máy sẽ tự động mở cửa trong 2s đợi 2s tiếp theo thang máy sẽ tự động đóng cửa đồng thời chuông sẽ kêu trong 10s. Khi bấm nút stop thang máy sẽ dừng.
Hình 4.17 Mô hình thang máy nâng hàng
4.4.2 Phân tích yêu cầu bài toán
Trong bài toán này ta thấy để điều khiển được thang máy ta thấy phải đọc được vị trí buồng thang sau đó so sánh vị trí buồng thang hiện tại với lệnh gọi, nếu thang máy đang ở sàn tầng cao hơn tầng gọi thì thang máy phải đi xuống, nếu thang máy đang ở sàn tầng thấp hơn tầng gọi thì thang máy phải đi lên. Quá trình đi lên
hoặc đi xuống của thang máy sẽ dừng lại khi đến đúng sàn tầng gọi như vậy đây là bài toán có nhiều khả năng xảy ra và cũng hoạt động theo tuần tự vì vậy trong bài toán này ta sẽ áp dụng phương pháp lập trình với lưu đồ thuật toán.
4.4.3 Lập trình với lưu đồ thuật toán
Các hoạt động chính bao gồm: Nâng thang, hạ thang, đóng cửa, mở cửa, chuông kêu.
Các khối trong sơ đồ được đánh số từ F1 đến F16, sau đó chuyển đổi các khối trong sơ đồ thành Lader. Khối F16 xác định điểm làm việc cho hệ thống bắt đầu từ khi ấn nút start. Khối F1 kiểm tra xem thang đang đứng ở tầng nào không bằng cách kiểm tra cảm biến báo các sàn tầng. F2 điều khiển thang máy đi lên. F3: Kiểm tra xem thang máy đã đến tầng nào chưa thang máy sẽ đến tầng gần nhất 1 trong các cảm biến báo tầng sẽ tác động. F4: Reset chiều nâng thang máy. F5: Đọc lệnh gọi tầng, đọc vị trí buồng thang hiện tại. F6 kiểm tra điều kiện lệnh gọi tầng lớn hơn vị trí buồng thang hiện tại. F7 kiểm tra điều kiện lệnh gọi tầng bằng vị trí buồng thang hiện tại. F8 kiểm tra điều kiện lệnh gọi tầng nhỏ hơn vị trí buồng thang hiện tại. F9 đóng mở cửa buồng thang và bật chuông. F10 xóa lệnh gọi tầng. F11: kiểm tra so sánh lệnh gọi tầng và vị trí buồng thang hiện tại xem đã đến đúng sàn tầng chưa. F12 kiểm tra nút bấm stop xem có dừng không. F13 điều khiển thang máy đi xuống. F14 điều khiển dừng thang máy đi xuống. F15 reset tất cả các đầu ra.
Các địa chỉ đầu vào
Địa chỉ Kí hiệu Chức năng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
I0.0 Start Khởi động chương trình I0.1 Stop Dừng chương trình I0.2 GT1 Gọi tầng 1 I0.3 GT2 Gọi tầng 2 I0.4 GT3 Gọi tầng 3 I0.5 GT4 Gọi tầng 4 I0.6 T1 Sensơ tầng 1 I0.7 T2 Sensơ tầng 2 I1.0 T3 Sensơ tầng 3 I1.1 T4 Sensơ tầng 4
I1.2 S0 Công tắc hành trình dưới I1.3 S1 Công tắc hành trình trên
Đầu ra:
Địa chỉ Kí hiệu Chức năng
Q0.0 Nang Động cơ kéo buồng thang quay thuận Q0.1 Ha Động cơ kéo buồng thang quay ngược Q0.2 DONG Động cơ kéo cửa quay thuận
Q0.3 MO Động cơ kéo cửa quay ngược Q0.4 CHUONG Chuông báo tầng
Q0.5 TR1 Đèn báo vận chuyển hàng hóa đến tầng 1 Q0.6 TR2 Đèn báo vận chuyển hàng hóa đến tầng 2 Q0.7 TR3 Đèn báo vận chuyển hàng hóa đến tầng 3 Q1.0 TR4 Đèn báo vận chuyển hàng hóa đến tầng 4 Chương trình Lader
Kết quả chạy mô phỏng trên phần mềm simulator v2.0
Hình 4.20. Kết quả chạy mô phỏng.
4.4.4 Sơ đồ kết nối vào ra
Sơ đồ kết nối vào ra PLC
Sơ đồ nối dây động cơ nâng hạ buồng thang và động cơ đóng mở cửa buồng thang.
H ìn h 4. 23 . S ơ đồ n ối d ây đ ộn g cơ n ân g hạ th an g m áy v à cả m b iế n
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Sau quá trình nghiên cứu, làm việc thực tế và viết đồ án, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của TS. Khổng Cao Phong cùng các thầy cô trong bộ môn Tự động hóa mỏ Trường ĐH Mỏ địa chất, các đồng chí giáo viên trường Cao Đẳng Công Nghiệp Phúc Yên đến nay luận văn với đề tài: “Nghiên cứu phương pháp triển khai
chương trình ladder từ thuật toán cho các bài thực hành PLC ở trường Cao Đẳng Công Nghiệp Phúc Yên” đã được hoàn thành theo nhiệm vụ thiết kế luận
văn đó được đặt ra. Ở đây tác giả chỉ nghiên cứu tổng quan về bộ điều khiển PLC bao gồm cấu trúc phần cứng và cách thức lập trình cho bộ điều khiển, ứng dụng giải một số bài toán bằng ladder từ một số phương pháp biểu diễn thuật toán cơ bản và được minh chứng bằng một số bài toán cụ thể. Sau khi hoàn thành đề tài tác giả đạt được một số kết quả về lý thuyết và thực nghiệm như sau:
Về mặt lý thuyết
Nghiên cứu và triển khai các bài toán lập trình PLC dựa trên cơ sở phương pháp LADDER, để làm đa dạng và phong phú hơn các bài tập thực hành trong trường học.
Ứng dụng được những kiến thức lý thuyết tổng hợp để lựa chọn giải quyết các bài toán phù hợp trong quá trình thực hành.
Về mặt thực tiễn
Việc lựa chọn phương pháp lập trình đúng đắn sẽ giúp cho quá trình lập trình được dễ dàng, thuận tiện, nhanh, gọn và chính xác hơn, giảm thời gian và công sức cho người lập trình.
Việc áp dụng các biện pháp lập trình khác nhau giúp cho phát triển song song các ngôn ngữ lập trình để phục vụ nhiều đối tượng và khả năng lập trình của mỗi kỹ thuật viên trong thực tế.
Qua quá trình tham khảo các tài liệu giới thiệu về cấu trúc phần cứng, lập trình phần mềm và nguyên lý điều khiển các bộ điều khiển PLC. Quan sát mô hình thực và hoạt động các bộ điều khiển trong thực tế. Đồng thời tham khảo một số ý kiến của những kỹ sư, các thầy giáo có kinh nghiệm nhiều năm về sử dụng lắp đặt và đào tạo hệ thống điều khiển và tự động. Tác giả đã có những thành công bước đầu trong việc nghiên cứu và triển khai một số bài tập thực hành, từ đó đã đúc rút được nhiều kinh nghiệm quý báu. Để có thể đưa các phương pháp lập trình vào ứng dụng trong thực tiễn giảng dạy thì cần phải hoàn thiện hơn nữa các hệ thống các bài tập. Tác giả kiến nghị một số nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện hệ thống các bài tập thực hành:
1. Phát triển song song các ngôn ngữ lập trình thông dụng nhằm hỗ trợ người sử dụng một cách thuận tiện nhất trong việc lựa chọn các phương thức lập trình.
2. Phát huy khả năng kết nối của bộ điều khiển với các thiết bị ngoại vi trong thực tế để hoàn thiện quá trình điều khiển trực quan trong học tập.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (1997), Tự động hóa với simatic S7-200, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
2. Trần Thị Hà, Trần Thị Hoàng Oanh,Trần Quang Huy(2008), Tự động hóa trong công nghiệp với S7 PROTOOL, NXB Hồng Đức, Hà Nội (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Nguyễn Như Hiền, Nguyễn Mạnh Tùng (2007), Điều khiển logic và PLC, NXB KHTN và CN, Hà Nội.
4. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà (2006), Tự động hóa với Simaic S7- 300, NXB KH và kỹ thuật.
5. R. Bourgeois, P.Dalle, B. Maizieres, E. Esvan, E.Seuillot (1999),Cẩm nang kỹ thuật điện tự động hóa và tin học công nghiệp, NXB KH và KT
6. Matteo Cantarelli (2006), Control system design using superisory control theory from theory to implementation,Universita degli Studi di Cagliari.