3..1. Phương ỏn chọn thiết bị điều khiển cho hệ thống:
Để điều khiển hệ thống hoạt động ta cú cỏc phương ỏn được đưa ra: + Phương ỏn lập trỡnh cho hệ thống bằng vi điều khiển 8051. + Phương ỏn lập trỡnh cho hệ thống bằng PIC.
+ Phương ỏn lập trỡnh cho hệ thống bằng PLC.
Để thực hiện tốt đề tài cho đồ ỏn mụn học nhúm lựa chọ phương lập trỡnh điều khiển cho hệ thống bằng PLC. Sở dĩ như vậy vỡ cỏc lý do sau:
- Lập trỡnh dễ dàng, ngụn ngữ lập trỡnh dễ hiểu. - Dễ dàng sửa chữa thay thế.
- Dễ dàng thay đổi thuật toỏn.
- Dễ dàng trao đổi thụng tin với mỏy tớnh.
- Chương trỡnh điều khiển cú thể sửa đổi dễ dàng. - Khụng yờu cầu cao về mạch điều khiển.
3.5.2.Nguyờn lý hoạt động của PLC:
Đơn vị xử lý trung tõm :
CPU điều khiển cỏc hoạt động bờn trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra
chương trỡnh được chứa trong bộ nhớ, sau đú sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trỡnh , sẽ đúng hay ngắt cỏc đầu ra. Cỏc trạng thỏi ngừ ra ấy được phỏt tới cỏc thiết bị liờn kết để thực thi. Và toàn bộ cỏc hoạt động thực
3.5.3. Phõn loại PLC:
PLC được phõn loại như sau:
-Hóng Sản xuất: Siemens, Omron, Mitsubishi, Schneider, GE Fanuc,…. -Version: VD: + Siemens cú cỏc họ: LOGO!, S5, S7-200, S7-300, S7-400… + Mitsubishi cú cỏc họ: FX0, FX2N, ….. + Omron cú cỏc họ: Zen, CPM1, CQM1, CJM1, …
+ Schneider cú cỏc họ: Zelio, Twido,…
+ GE Fanuc cú cỏc họ: Versa Max, Versa Micro, 90-30, 9070,…
Hỡnh 3.25-PLC hóng SIEMENS
3.5.4. Ưu điểm của PLC:
- Khụng cần đấu dõy cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu Relay.
- Cú độ mềm dẻo sử dụng rất cao, muốn thay đổi phương phỏp điều khiển chỉ cần thay đổi chương trỡnh điều khiển.
- Chiếm vị trớ khụng gian nhỏ trong hệ thống. - Nhiều chức năng điều khiển.
- Tốc độ xử lý thời gian thực tương đối cao. - Cụng suất tiờu thụ nhỏ.
- Khụng cần quan tõm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Cú khả năng mở rộng số ngừ vào/ra khi mở rộng nhu cầu điều khiển bằng cỏch nối thờm cỏc khối vào ra chức năng.
- Giỏ thành hợp lý tựy vào từng loại PLC. kế mạch điều khiển số.
3.5.5. PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN CHƯƠNG TRèNH TRONG PLC
Hỡnh vẽ minh họa việc xử lý chương trỡnh trong CPU được cho như hỡnh 3.4.
PLC thực hiện chương trỡnh theo chu trỡnh lặp. Mỗi vũng lặp được gọi là vũng quột (scan). Mỗi vũng quột được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cỏc cổng vào số tới vựng bộ đệm ảo ngừ vào (I), tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trỡnh. Trong từng dũng quột, chương trỡnh được thực hiện từ lệnh đầu tiờn đến lệnh kết thỳc. Sau giai đoạn thực hiện chương trỡnh là giai đoạn chuyển cỏc nội dung của bộ đệm ảo ngừ ra (Q) tới cỏc cổng ra số. Vũng quột được kết thỳc bằng giai đoạn truyền thụng nội bộ và kiểm tra lỗi.
Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vũng quột gọi là thời gian vũng quột (Scan time). Thời gian vũng quột khụng cố định, tức là khụng phải vũng quột nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Cú vũng quột thực hiện lõu, cú vũng quột thực hiện nhanh tựy thuộc vào số lệnh trong chương trỡnh được thực hiện, vào khối dữ liệu truyền thụng… trong vũng quột đú.
Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tớnh toỏn và việc gửi tớn hiệu điều khiển tới đối tượng cú một khoảng thời gian trễ đỳng bằng thời gian vũng quột. Núi cỏch khỏc, thời gian vũng quột quyết định tớnh thời gian thực của chương trỡnh điều kiển trong PLC. Trong thời gian quột càng ngắn, tớnh thời gian thực của chương trỡnh càng cao.
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thụng thường lệnh khụng làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thụng qua bộ đệm ảo của cổng trong vựng nhớ tham số. Việc truyền thụng giữa bộ đệm ảo với ngoại vi do hệ điều hành CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi cụng việc khỏc, ngay cả chương trỡnh xử lý ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra
3.5.6. VAI TRề CỦA PLC TRONG TỰ ĐỘNG HểA
PLC được xem là trung tõm đầu nóo của hệ thống tự động điều khiển, là nơi xử lý và điều khiển cỏc thiết bị hoạt động theo yờu cầu của người lập chương trỡnh. Một chương
trỡnh điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC, trong quỏ trỡnh thi hành PLC liờn tục kiểm tra trạng thỏi của hệ thống xuyờn suốt từ tớn hiệu hồi tiếp, từ cỏc tớn hiệu thường nhập. Sau đú dựa vào chương trỡnh logic để quyết định tớn hiệu đầu ra, để điều khiển hệ thống thiết bị theo yờu cầu. PLC được sử dụng thớch hợp cho cỏc hệ thống tự động húa từ đơn giản đến phức tạp. Cỏc PLC cũn cú thể kết hợp với nhau thành một mạng truyền thụng.
CHƯƠNG 4
LẬP TRèNH HỆ THỐNG
CHƯƠNG V
KẾT LUẬN VÀ HUỚNG PHÁT TRIỂN
Đó chế tạo thành cụng mụ hỡnh khoan lỗ tự động, ứng dụng bộ khả lập trỡnh PLC S7- 200, CPU 224 để điều khiển.
Đề tài này cú thể làm tài liệu phục vụ cho việc học tập và nghiờn cứu của sinh viờn khoa Cơ khớ. Đõy là một mụ hỡnh tổng hợp toàn bộ cỏc đồ ỏn mụn học của chuyờn ngành Cơ điện tử.
Nghiờn cứu ứng dụng điều khiển tự động khụng chỉ cho mụ hỡnh khoan lỗ tự động mà cũn phỏt triển với nhiều mỏy và hệ thống điều khiển khỏc như hệ thống đúng nắp chai tự động, hệ thống sản xuất xi măng, hệ thống đúng gúi và phõn loại sản phẩm …
Hướng phỏt triển của đề tài này là cú thể kết nối giao diện với mỏy tớnh để điều khiển, nghiờn cứu động lực học của hệ thống. Đề tài này cú thể ứng dụng chế tạo thực tế, phục vụ cho quỏ trỡnh sản xuất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hệ thống điều khiển bằng khớ nộn_Nguyễn Ngọc Phương, NXB Giỏo dục. 2. Giỏo trỡnh sản xuất tự động_Chõu Mạnh Lực, ĐH Bỏch khoa Đà Nẵng. 3. Chi tiết mỏy_Nguyễn Văn Yến (2006), NXB Giao thụng vận tải.
4. PLC S7-200_Nguyễn Bỏ Hội (2005), NOVAS Tech Co.,Ltd.