Đề tài “ Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư “

Chia sẻ: Nguyenquangthang Thang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

315
lượt xem 122
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay sự tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng những tiến bộ ở những nước phát triển.Đặc biệt trong những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiêug công nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế cho những công nghệ đã lỗi thời. Để bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng yêu cầu CNH_HĐH đất nước thì ngành công nghiệp Việt Nam đang thay...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài “ Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư “

Lời nói đầu Hiện nay sự tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra đời của hàng lo ạt những sản phẩm mới ứng dụng những tiến bộ ở những nư ớc phát triển.Đặc biệt trong những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh m ẽ, có nhiêug c”ng nghệ điều khiển mới đ ược ra đời để thay thế cho nh ững c”ng n ghệ đã lỗ i thời. Để bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên th ế giới cũng nh ư đáp ứng yêu cầu CNH_HĐH đất nước thì ngành c”ng nghiệp Việt Nam đang thay đ ổi nhanh chóng, c”ng nghệ và thiết b ị hiện đ ại đ ang d ần dần đư ợc thay th ế các c”ng nghệ lạc hậu và thiết b ị cũ . Các thiết bị c”ng nghệ tiên tiến với hệ thống đ iều khiển lập trình PLC, Vi xử lý, điện khí nén, điện tử. Đang đ ược úng dụng rộng rãi trong c”ng nghiệp như các dây truyền xản xu ất nước ngọt, chế biến thứ c ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương trình CNC, các hệ thống đ èn giao th ”ng, các hệ thống báo động. Trong các trường đ ại học, cao đ ẳng và các trường trung họ c đã và đang đưa các thiết bị hiện đ ại có khả năng lập trình được vào giảng dạy. Một trong những lo ại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và đ ảm bảo có độ tin cậy cao là h ệ thống đ iều khiển tự động PLC. Với đề tài “Thiết kế m” hình hệ thống điều khiển đèn giao th”ng tại ngã tư ”. Chúng em đã vận dụng được những ưu điểm của hệ th”ng điều khiển này có hiệu qu ả cao. Điều đặc biệt là ý tưởng này được ứng dụng trong thực tế rất nhiều. Bởi vì hiện trạng giao th ”ng Việt Nam còn rất th” sơ, lạc hậu, người tham gia giao th ”ng kh”ng đ i theo đúng nguyên tắc nào mới đẫn đ ến tắc đ ường, tai n ạn.. Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường chúng em đã tích lu ỹ được vốn kiến thứ c đ ể thực hiện đề tài của mình. Cùng với sụ hướng d ẫn tận tình của thầy giáo nguyen dinh khanh, cũng như các th ầy c” giáo trong khoa và các b ạn sinh viện cùng khoá đến nay chúng em đã hoàn thành đ ề tài này với nộ i dung sau: 1
1: Xác đ ịnh nhiệm vụ điều khiển h ệ thống. 2: Giới thiệu chung về PLC. 3: Thiết kế ch ế tạo m” hình m ” phỏng. 4: Viết chương trình chạy cho hệ thống qua phần m ềm ứng dụng. 5: Hoàn thành thuyết minh. Do thời gian nghiên cứu có hạn nên kh”ng thể tránh khỏi nhưng sai sót, chúng em rất mong nh ận đ ựoc sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các th ầy c” cũng như ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên đ ể đề tài của chúng em hoàn thiện hơn, đ áp ứng đầy đủ những mục tiêu đã đặt ra. Chúng em xin chân thành cảm ơn! bac giang, ngày 11 tháng 6 năm 2010 2
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 1 ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2 ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 3
............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................. DAãN NHAÄP I. ẹaởt vaỏn ủeà Tửù ủoọng ngaứ y caứng ủ oựng vai troứ quan troùng trong ủụ ứi soỏng vaứ coõng nghieọp. Ngaứ y nay ngaứnh tửù ủoọng ủaừ phaự t trieồn tụựi trỡnh ủoọ cao nhụứ nhửừng tieỏn boọ cu ỷa lyự thuyeỏ t ủ ieàu khieồn tửù ủoọng, cu ỷa nhửừ ng n gaứnh khaực nhử ủ ieọn tử ỷ, tin hoùc, … Nhieàu heọ thoỏng ủieàu khieồn ủaừ ra ủụứi, nhửng phaựt trieồ n maùnh vaứ coự khaỷ naờng phuùc vuù roọng laứ boọ 4
ủ ieàu khieồn PLC. Sụ ỷ d ú nhử theỏ , do boọ PLC coự nhieàu ửu ủieồm no ồi baọc so nhửừng boọ ủieàu khieồ n khaự c :  ẹụn giaỷn, deồ d aứng thay ủoồi, laọp trỡnh .  Tin caọ y trong moõi trửụứng coõng nghieọp.  Caùnh tranh ủửụùc giaự thaứnh vụựi caực boọ dieàu khieồn khaực. Cuoỏ i thaọp nieõn 60 xuaỏt hieọn khaự i nieọm veà PLC vaứ ủaừ ủửụùc phaựt trieồn raỏ t nhanh. Naờm 1974 PLC ủaừ sử ỷ duùng nhieàu boọ xử ỷ l yự nhử : maùch ủũnh thụứ i, boọ ủeỏm, dung lửụùng nhụự ủ eỏn 12KB vaứ coự 1024 ủieồm nhaọp xuaỏt. Naờm 1976 ủ aừ giụựi thieọu heọ thoỏng ủửa tớn hieọu vaứo ra tửứ xa. Naờm 1977 PLC ủ aừ duứng ủeỏn vi xử ỷ l yự. Naờm1980 phaự t trieồn caực khoỏi nhaọp xuaỏ t thoõng minh naõng cao ủ ieàu khieồn thuaọn lụùi qua vieón thoõng, n aõng cao vieọc phaự t trieồn phaàn meàm, duứng maự y tớnh caự nhaõn laọp trỡnh. ẹeỏn naờm 1985 ủaừ thaứnh laọp maùng PLC. Rieõng nửụực ta saộp tụựi ủaõy haứnh raứo thueỏ quan khu vửùc ủửụùc loaùi bo ỷ, kinh teỏ mụ ỷ cử ỷa h ụùp taực vụựi nửụực ngoaứ i. Trửụực tỡnh hỡnh ủoự, neàn coõng nghieọp seừ gaởp khoõng ớt kho ự khaờn do coứn nhieàu daõy chuyeàn coự coõng ngheọ laùc haọ u. ẹeồ coự choồ ủ ửựng vaứ theỏ maùnh treõn thửụng trửụứng, nhaứ nửụự c ủaừ ủaởc bieọt chu ự troùng ủeỏn ửựng duùng vaứ phaựt trieồn tửù ủoọng trong saỷn xuaỏ t, nhaốm naõng cao naờng suaỏt, chaỏt lửụùng saỷn phaồm vaứ haù giaự thaứnh. Moọt trong nhửừng phửụ ng aựn toỏt nhaỏ t vaứ ủ ửụùc sử ỷ duùng roọng hieọn nay laứ thay theỏ nhửừng heọ thoỏng ủoự b aống boọ ủieỏu khieồn PLC. ẹeồ phaựt trieồn maùnh hụn nửừa, nhieọm vuù ủ aởt ra haứng ủ aàu laứ ủ aứo taùo nhử ừng chuyeõn gia veà tửù ủoọng ủieàu khieồn noựi chung vaứ veà PLC noựi rieõng. Laứ moọt kyừ sử ủieọn coõng nghieọp, coõng vieọc seừ gaộn lieàn vụựi ủ ieàu khieồn, vaọn haứnh heọ thoỏng saỷn xuaỏt. Nhử vaọ y, nhửừng hieồu bieỏt veà PLC seừ taùo nhieàu thuaọn lụùi ủeồ laứm vieọc toỏ t hụn. Khi ủang coứn ngoài treõn gheỏ nhaứ trửụứng, vieọc tỡm hieồu, nghieõn cửựu ủeồ naộm vửừng phửụng phaựp laọp trỡnh treõn boọ PLC raỏt coự yự nghúa vaứ laứ ủieàu kieọn toỏt nhaỏ t hoùc ho ỷi, tớch luừ y kinh nghieọm. 5
II. Giới hạ n đề tài -Do thời gian nghiên cứu có hạn nên việc tìm hiểu về PLC và SIMATIC S7-200 của SIEMENS còn nhiều thiếu sót và kh ”ng đầy đủ. -Do hoàn cảnh họ c tập không đ ược tiếp xúc nhiều với PLC nên tr”ng qua trình khảo sát và thực hành với PLC còn có nhiều khó khăn. -Do yêu cầu của đề tài xuất phát từ thực tế nên trong khi xử lý các trường hợp trong thực tế còn có nhiều trư ờng hợp kh ”ng xử lý được. 6
Phu lục Trang Lời nói đầ u 1 Chương I: khái niệm về hệ thống điều khiển 8 I. Khái niệm về hệ thống điều khiển. 8 II.Phân loại. 8 III. Sự khác nhau giữa các phương pháp điều khiển 11 VI. Bộ đ iều khiển lập trình được 12 Chương II: Giới thiệu về PLC s7-200 13 I. Đại cương về thiết b ị điều khiển logic lập trình PLC. 13 II. Hệ thống đ iều khiển PLC S7 - 200. 18 III. Cấu trúc bộ nhớ của CPU củ a PLC S7 - 200. 25 Chương III kỹ thuật lập trình PLC s7 – 200 32 I.Giới thiệu chung 32 II. Ng”n ngữ lập trình PLC 33 III. Lập trình và chọn chế độ làm việc cho PLC S7-200. 39 IV. Các khối, hàm và chức n ăng của nó trong PLC. 41 V. Bộ th ời gian 51 VI. Bộ Đếm 57 Chương IV kết nố i mạ ng trong PLC 61 1. Giới thiệu. 61 2. Khai báo mạng MPI 61 3. Mạng vào ra phân tán 62 Chương V thiết kế và chế tạo mô hình 64 I. Khảo sát hệ thống điều khiển h ệ thống đ èn giao th ”ng tại ngã tư 64 II. Mạch điện đ iều khiển từng trạng thái của hệ thống đèn. 68 7
III. Mạch điều khiển b ”ng PLC 74 Chương VI ứng dụng của PLC 79 Chương I :Khái Quát Hệ Thống PLC Khái niệm và phân loại về hệ thống điều khiển. I. Khái niệm về điều khiển. Điều khiển là một quá trình của một h ệ thống trong đó dưới tác động củ a hay nhiều đại lượng gọi là các đại lượng vào, những đại lượng khác gọ i là đ ại lượng ra được thay đ ổi theo một quy luật nh ất đ ịnh củ a h ệ thống đó. II. Phân loại. Hiện nay người ta chia c”ng nghệ điều khiển ra làm hai loại chính là: * Phương pháp điều khiển nối cứng ( điều khiển lập tuyến). * Phương pháp điều khiển lập trình đư ợc. II.1. Phương pháp điều khiển nố i cứng ( điều khiển lậ p tuyến). Khái niệm: Phương pháp đ iều khiển nối cứng là h ệ thống được thực hiện bởi các phần tử tự động nối với nhau b”ng các đường dây. Trong điều khiển nố i cứng người ta chia làm hai loại: điều khiển nố i cứng tiếp đ iểm và điều khiển nối cứng kh”ng tiếp điểm. a. Phương pháp điều khiển nối cứng có tiếp điểm: Dùng các khí cụ điên tử như rơle, c”n g tắc tơ với các bộ cảm biến, các đ èn , các c”ng tắc, các khí cụ này đư ợc nối lại với nhau theo một mạch điện cụ thể để thực hiện mộ t yêu cầu c”ng nghệ nh ất đ ịnh như mạch đổi chiều quay, mạch khởi động giới hạn dòng hay m ạch điều khiển động cơ ch ạy tuần tự và d ừng tuần tự. Các phần tử Các phần tử Các phần tử đầu vào đ iều khiển đầu ra 8
Sơ đ ồ cấu trúc hệ thống điều khiển nối cứng có tiếp điểm. b. Phương pháp đ iều khiển nối cứng kh”ng tiếp điểm: Dùng các cổng logic cơ b ản đ a n ăng hay các mạch tuần tự ( Gọi chung là IC số ) kết hợp với các bộ cảm b iến, các đ èn, c”ng tắc - Các IC số này cũng được nối lại với nhau theo một sơ đồ logic cụ thể để th ực hiện một yêu cầu c”ng nghệ nhất định. Các mạch điều khiển nối cứng sử sụng các linh kiện điện tử c”ng suất, quang trở, triac, tranzitor để thay thế c”ng tắc trong các mạch động lực. Các phần điều khiển Các tin hiệu đầu vào Cấu trúc h ệ thống đ iều khiển nố i cứng kh”ng tiếp điểm. Trong hệ thống điều khiển nối cứng, các linh kiện hay khí cụ điện được nối vĩnh viễn với nhau. Do đó khi muốn thay đổ i lại nhiệm vụ điều khiển thì phải nối dây lại toàn bộ mạch điện. Với các mạch phức tạp thì kh”ng hiệu quả và rất tốn kém. Phương pháp diều khiển nố i cứng được thực hiện theo các bước sau. 9
X ác định yêu cầu c”ng nghệ Thiết kế sơ đồ điều khiển Chọ n phần tử mạch điện Ráp nố i mạch, liên kết các phẩn tử Chạy thử kiểm tra Lưu vào bộ nhớ, In thành tài liệu… II.2.Hệ thố ng điều khiển lập trình được (PLC) Trong hệ thống điều khiển lập trình được cấu trúc của bộ điều khiển và cách nối d ây độc lập với chư ơng trình. Chương trình đư ợc đ ịnh ngh ĩa hoạt động đ iều khiển được ghi trực tiếp vào bộ nhớ củ a bộ đ iều khiển nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình hay m áy vi tính. Để thay đổ i ch ương trình điều khiển chỉ cần thay đ ổi nộ i dung bộ n hớ của bộ điều khiển, ph ần nố i dây bên ngoài kh”ng bị ảnh hưởng. đây là ưu đ iểm của phương pháp đ iều khiển lập trình đư ợc. Cỏc bước thiết lập sơ đồ diều khiển lập trỡnh: 10
Xác định yêu cầu c”ng nghệ Thiết kế thuật giải Soạn thảo chương trình Nạp chương trình vào bộ nhớ Ch ạy thử kiểm tra Lưu vào bộ nhớ, in thành tài liệu … III. Sự khỏc nhau giữa hệ thố ng điều khiển nối cứng và hệ thống điều khiển lậ p trỡnh được cú thể minh hoạ b”ng vớ dụ sau: - Điều khiển hệ thống 3 mỏ y bơm n ước qua 3 kh ởi động từ K1, K2, K3. Trỡnh tự điều khiển như sau: Cỏc mỏ y bơm ho ạt động tu ần tự n ghĩa là K1 đúng trước, tiếp đ ến là K2 rồi cuố i cựng là K3 đống. Để thực hiện nhiệm vụ theo yờu cầu trờn mạch điều khiển ta cú th ể thiết kế như sau: Trong đú cỏc n ỳt ấn S1, S2, S3, S4 là cỏ c phần tử nh ập tớn hiệu. Cỏ c tiếp điểmK1, K2, K3 và cỏc mố i liờn kết là cỏc ph ần xử lý. Cỏ c khởi động từ K1, K2, K3 là kết qu ả xử lý. Sơ đồ điều khiển theo kiểu nối cứng: 11
-Nếu ta thay b”ng thiết b ị điều khiển lập trỡnh đ ược cú thể mụ tả như sau: Tớn hiệu vào S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyờn Tớn hiệu ra K1, K2, K3 là cỏ c khởi động từ vẫn giữ n guyờn -Phần xử lý được thay thế b ”ng thiết bị điều khiển lập trỡnh được. IV.Bộ điều khiển lậ p trỡnh được. 12
Bộ đ iều khiển lập trỡnh đư ợc(Programble Logic Controler): gọi tắt là PLC bao gồm cỏc module sau: -Khối xử lý trung tõm CPU và bộ nhớ chương trỡnh -Module xuất nhập(Input / Output) -Hệ thống Bus truyền tớn hiệu -Khối nguồn nuụi -Module nhập (input module) được nối với cỏ c cụng tắc, n ỳt ấn, cỏc bộ cảm b iến để điều khiển chương trỡnh từ bờn ngoài. Cỏ c ngừ vào được kớ hiệu theo thứ tự I1, I2, I3…… -Module xuất (output module) được nố i với tải ở n gừ ra như cuộn dõy rơle, cụng tắc tơ, đốn tớn hiệu, van điện từ….. -Ch ương trỡnh đ iều khiển được n ạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giỳp củ a bộ lập trỡnh h ay b”ng một mỏ y vi tớnh. Chương II giới thiệu về PLC - s7 300 I. Đại cương về thiết bị điều khiển logic lập trình PLC. 1 . Khái niệm. 13
Thiết bị điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Control , viết tắt là PLC ) là loại thiết b ị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số th ”ng qua một ng”n ngữ lập trình. Thay cho việc thực hiện thuật toán đó b”ng mạch số như vậy với chương trình điều khiển PLC trở thành m ột bộ điều khiển số nhỏ gọn d ễ d àng thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi th ”ng tin với m”i trường xung quanh (với các PLC khác hay máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ củ a PLC dưới dạng các khố i chương trình như khối OB, FC hoặc FB, và được thiết lập theo chu k ỳ vòng quét. Để có thể thực hiện được mộ t ch ương trình điều khiển, tất nhiên PLC có tình n ăng như một máy tính. Nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (PLC), mộ t hệ điều hành, bộ nh ớ để lưu chương trình đ iều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có cổng đầu vào/ra đ ể giao tiếp được với đối tượng đ iều khiển và trao đổi th”ng tin với m ”i trường xung quanh. Bên cạnh đ ó PLC còn có thêm các khố i chức n ăng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ th ời gian (Timer)… và các khối chuyên dụng khác. 2 . Cấu trúc của PLC. Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC là thiết b ị điều khiển đ ặc biệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nh ớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện các ch ức n ăng: phép logic, lập chuỗ i, định giờ, đ ếm, thuật toán đ ể đ iều khiển máy và các quá trình. PLc đ ược thiết kế cho phép những người kh”ng yêu cầu kiến thức cao về máy tính và ng”n ngữ m áy tính có th ể vận hành được. Khi cần đ iều khiển mộ t bài toán ta chỉ cần viết chương trình theo ng”n ngữ P LC và nh ập vào bộ nhớ PLC. Thiết bị đ iều khiển sẽ giám sát các tín hiệu vào /ra theo các chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đ ã lập trình. 14
PLC có 5 thành phần cơ bản: Đơn vị xử lý trung tâm, bộ nhớ, bộ nguồn nu ”i, khối tín hiệu vào/ra và thiết bị lập trình. Sơ đồ cấu trúc cơ bản của PLC 3 . Cấu tạo PLC. Một PLC điển hình có cấu tạo như hình vẽ: 15
Ta th ấy cấu trúc cơ bản củ a PLC bao gồm mộ t bộ vi xử lý trung tâm CPU, bộ nhơ (ROM, RAM), khối vào ra, khối phát xung nhịp, pin và h ệ thống các BUS. Toàn bộ hoạt động của PLC được điều khiển bởi CPU, nó đ ược cung cấp bởi khối phát xung nhịp, do đó tốc độ của CPU sẽ phụ thuộc vào khối phát xung nhịp( th ”ng th ường khối phát xung nhịp có tần số vào kho ảng 1  8 MHz ), xung nhịp này sẽ cung cấp cho tất cả các khố i trong PLC để đồng bộ hóa quá trình ho ạt động củ a khối này với CPU. Hệ thống BUS bao gồm BUS địa ch ỉ ( xác định địa chỉ trên các vùng nhớ ), BUS đ iều khiển ( truyền tải các th ”ng tin điều khiển ), BUS dữ liệu ( truyền tải dữ liệu)và các BUS vào/ra ( mang th”ng tin từ các đầu vào ra). Có bốn bộ nhớ trong PLC: +Bộ nhớ ROM: là lo ại bộ nhớ kh”ng thể thay đổi được, bộ nhớ này chỉ n ạp được một lần nên ít được sử dụng ph ổ b iến như các loại bộ nhớ khác. +Bộ nhớ RAM: là lo ại b ộ nhớ có thể thay đ ổi được và dùng đ ể chứ a các chương trình ứng dụng cũng như dữ liệu, dữ liệu ch ứa trong RAM sẽ b ị mất khí mất điện. Tuy nhiên, đ iều này có thể khắc phục b”ng cách dung Pin. +Bộ nhớ EPROM: giống như RAM, nhuồn nu”i cho EPROM kh”ng cần dung Pin, tuy nhiên nội dung chứa trong nó có thể xóa b”ng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ nhỏ trên EPROM và sau đó nạp lại nộ i dung b”ng máy nạp. +Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm của RAM và EPROM, loại này có th ể xoa và nạp b ”ng tín hiệu đ iện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới h ạn. 4 . Ưu nhược điểm của hệ thống: Trong giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển c”ng nghiệp vào khoảng 1960 - 1980, yêu c ầu tự động của hệ đ iều khiển được thực hiện b”ng các Rơle đ iện tử nố i với nhau b”ng dây dẫn điện trong bảng điều khiển, trong nhiều trường hợp b ảng điều khiển có kích thước quá lớn đến nỗi kh ”ng thể gắn toàn bộ lên trên tường và các d ây nối cũng kh”ng hoàn toàn tốt vì thế rất hay xảy ra trụ c trặc trong hệ thống. Một đ iểm quan trọng nữa là do th ời gian làm việc của các Rơle có giới h ạn nên khi cần thay thế phải ngừng toàn bộ hệ thống và dây nối cũng ph ảit hay mới cho phù hợp, b ảng điều khiển ch ỉ dùng được mộ t yêu cầu riêng biệt kh”ng thể thay đổ i tức thời 16
chức năng khác mà đòi hỏ i thợ chuyên m ”n có tay nghề cao. Tóm lại h ệ thống điều khiển Rơle hoàn toàn kh”ng linh ho ạt. *Tóm tắc nhược điểm của hệ thống điều khiển dùng Rơle: -Tổn kém rất nhiều dây d ẫn. -Thay th ế rất ph ức tạp. -Cần c”ng nhân sửa chữa tay nghề cao. -C”ng suất tiêu thụ lớn. -Thời gian sửa ch ữa lâu. -Khó cập nh ật sơ đồ nên gây khó kh ăn cho c”ng tác bảo trì cũng như thay th ế. *Ưu điểm của hệ điều khiển PLC: Sự ra đời của hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng như các quan niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm sau: -Giảm 80% số lượng dây d ẫn. -C”ng suất tiêu thụ của PLC rất thấp. -Có ch ức năng tự chuẩn đoán do đó d ễ d àng cho c”ng tác sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng. -Ch ức năng đ iều khiển thây đổ i dễ dàng b ”ng thiết bị lập trình ( máy tính, màn h ình ) m à kh”ng cần thay đ ổi ph ần cứng n ếu kh”ng có yêu cầu thêm bớt các thiết bị xu ất nhập. -Số lư ợng Rơle và Timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển. -Số lư ợng tiếp đ iểm trong chương trình sử dụng kh”ng hạn chế. -Thời gian hoàn thành mộ t chu chình điều khiển rất nhanh( vài mS) dẫn đ ến tăng cao tốc độ sản xu ất. -Chi phí lắp đ ặt thấp. -Độ tin cậy cao. -Ch ương trình điều khiển có th ể in ra giấy chỉ trong vài phút thuận tiện cho vấn đ ề b ảo trì và sửa chữa hệ thống. 5 . Phân loạ i PLC. 17
Hiện nay trong lĩnh vực điều khiển nói chung và ngành tự động hóa nói riêng, các PLC mới được đư a vào sử dụng ngày càng nhiều với tính năng rất lớn như: + PLC S5 + PLC S7 - 200 + PLC S7 - 300 + PLC S7 - 400 + PLC LOGO II. Hệ thố ng điều khiển PLC S7 - 300. II.1. Cấ u trúc phần cứng của hệ thố ng PLC S7 - 300. 18
Th”ng th ường, đ ể tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thự c tế mà ở đó ph ần lớn các đố i tượng đ iều khiển có số tín hiệu đ ầu vào/ra cũng như chủng loại tín hiệu vào /ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế kh”ng bị cứng hóa về cấu h ình. Chúng đ ược chia nhỏ thành các modul. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tu ỳ theo yêu cầu c”ng nghệ, song tối thiểu bao giờ cũng phải có mộ t modul chính là các modul CPU, các modul chứ c n ăng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ. Chúng được gọi chung là modul mở rộng. Tất cả các modul được gá trên những thanh ray ( RACK). * Modul CPU. Là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nh ớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền th”ng( chu ẩn truyền RS485 ) và có thể còn có một vài cổng vào /ra số ( Digital). Các cổng vào ra có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra ONBOART. Modul CPU bao gồm các loại sau : *CPU 312 -IFM -6ES7 -312 -5AC00-OABO -6ES7 -312 -5AC01-OABO -6ES7 -312 -5AC02-OABO -6ES7 -312 -5AC81-OABO -6ES7 -312 -5AC82-OABO +Các module này có: -Vùng nhớ làm việc :6KB -Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.6ms/KAW -DI/DO trên module CPU:10/6 -Sử dụng trong nối m ạng MPI *CPU 313 -6ES7 313 -1AD00-0AB0 -6ES7 313 -1AD01-0AB0 -6ES7 313 -1AD02-0AB0 -6ES7 313 -1AD03-0AB0 +Các module này có: 19
-Vùng nhớ làm việc :12KB -Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.6ms/KAW -Sử dụng trong nối m ạng MPI *CPU 314 -6ES7 314 -1AE01 -0AB0 -6ES7 314 -1AE02 -0AB0 -6ES7 314 -1AE03 -0AB0 -6ES7 314 -1AE04 -0AB0 -6ES7 314 -1AE83 -0AB0 -6ES7 314 -1AE84 -0AB0 +Các module này có: -Vùng nhớ làm việc :24KB -Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng trong nối m ạng MPI *CPU 314 IFM -6ES7 314 -5AE00 -0AB0 -6ES7 314 -5AE01 -0AB0 -6ES7 314 -5AE02 -0AB0 -6ES7 314 -5AE03 -0AB0 -6ES7 314 -5AE82 -0AB0 -6ES7 314 -5AE83 -0AB0 +Các module này có: -Vùng nhớ làm việc :Từ 24KB đến 32KB -Thời gian xử lí 1 khối lệnh:0.3ms/KAW -DI/DO trên module CPU:20/16 -Truyền th ”ng kiểu MPI *CPU 315 -6ES7 315 -1AF00 -0AB0 -6ES7 315 -1AF01 -0AB0 -6ES7 315 -1AF02 -0AB0 20