intTypePromotion=1
ADSENSE

Đồ án môn học Kỹ thuật lập trình PLC

Chia sẻ: Nguyễn Hồng Thanh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:56

214
lượt xem
36
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án môn học "Kỹ thuật lập trình PLC" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Tổng quan về PLC, bộ điều khiển PLC S5, động cơ không đồng bộ bap ha, ứng dụng bộ điều khiển PLC S5 khởi động động cơ KĐB ba pha roto dây quấn. Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học Kỹ thuật lập trình PLC

  1. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam MỤC LỤC Lời nói đầu ................................................................................................................................. 4 Chương 1. Tổng quan về PLC .................................................................................................................................... 5   1.1 Giới thiệu chung về PLC .................................................................................................................................... 5   1.1.1 PLC là gì? 5        1.1.2  Đặc điểm bộ điều khiển lập trình 5        1.1.3 Khái niệm cơ bản 6 1.2 Cấu  trúc và hoạt động của một PLC 7 1.2.1 Cấu trúc 7 1.2.2  Hoạt động của một PLC 10 1.3 Phân loại .................................................................................................................................... 11 1.3.1 Phân loại theo hãng sản xuất 11 1.3.2 Phân loại theo số cổng vào ra 12 1.4  Ưu , nhược điểm và ứng  dụng của PLC 14 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 1
  2. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam 1.4.1 Ưu điểm 14 1.4.2 Nhược điểm 15 1.4.3 Ứng dụng 15 Chương 2. Bộ điều khiển PLC S5 17 2.1 Cấu tạo của họ PLC Step 5 17 2.1.1 Đơn vị cơ bản 17 2.1.2 Các mudule vào/ra mở rộng 18 2.2 Địa chỉ và gán địa chỉ 18 2.2.1 Địa chỉ vào/ra trên Mudule số 19 2.2.2 Địa chỉ vào ra trên module tương tự 19 2.3 Cấu trúc của chương trình 20 2.3.1 Cấu trúc của chương trình 20 2.3.2 Khối và đoạn 20 2.4 Bảng lệnh của S5­95U 21       2.4.1 Nhóm lệnh cơ bản 21 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 2
  3. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam      2.4.2 Nhóm lệnh bổ trợ 21 2.4.3 Nhóm lệnh hệ thống 22 2.5 Cú pháp một số lệnh cơ bản của S5 22 2.5.1 Nhóm lệnh logic cơ bản 22 2.5.2 Nhóm lệnh Set và Reset 23 2.5.3 Nhóm lệnh thời gian 23 2.5.4 Nhóm lệnh đếm 26 Chương 3. Động cơ không đồng bộ bap ha 29 3.1 Giới thiệu tổng quan 29 3.1.1 Khái niệm 29 3.1.2 Cấu tạo 29 3.2 Nguyên lý làm việc 32 3.2.1 Roto quay cùng chiều nhưng tốc độ nn1 33 3.2.3 Roto quay ngược chiều n
  4. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam 3.3 Các phương pháp khởi động 33 3.3.1 Phương pháp đổi đầu dây quấn 34 3.3.2 Dùng điện trở mở máy ở mạch roto 34 3.3.3 Giảm dòng khởi động dùng điện cảm giảm áp  35 3.3.4 Giảm áp bằng cách dùng biến áp tự ngẫu 35   3.4 Ứng dụng 35 Chương 4. Ứng dụng bộ điều khiển PLC S5 khởi động động cơ KĐB ba  pha roto dây quấn 36 4.1 Giới thiệu về phần mềm Step 5 36 4.2 Chọn phương án 38    4.2.1 Điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian 39    4.2.2 Điều khiển tự động theo nguyên tắc tốc độ 40    4.2.3 Điều khiển tự động theo nguyên tắc dòng điện 41   4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động cơ KDB 3 pha 43 4.4 Phương án thay thế 44 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 4
  5. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam 4.4.1 Phân công đầu vào/ra 45 4.4.2 Sơ đồ nối dây phần cứng 45 4.4.3 Chương trình điều khiển PLC 46 Kết luận và hướng phát triển 47 Lời nói đầu      Cùng với sự  phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự  phát triển của Công nghệ điện tử ­ tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng   công nghệ  trên toàn thế  giới.  Ở  nước ta, ngành kĩ thuật điện tử  ­ tin học đã  được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí.  Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị  có thể  lập trình được. Đó  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 5
  6. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là  PLC.     Ra đời năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử  lí, chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang  phát triển  ở Việt Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông  thường thì PLC có nhiều  ưu  điểm hơn hẳn, ví dụ  như: Kết nối mạch điện  đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình, độ tin cậy cao...    Hiện nay trên thế  giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ  điều khiển lập trình   (Omron,   Siemens,   ABB,   Misubishi,   GE   fanus...)   với   nhiều   ứng   dụng:   Điều  khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén, điều khiển thang máy, hệ thống đèn giao  thông... Ngày nay có rất nhiều phương pháp để điều khiển động cơ không đồng   bộ  ba pha như dùng các bộ  vi điều khiển, PLC hay dùng biến tần,… trong đồ  án môn học PLC, em được giao đề  tài: “Nghiên cứu  ứng dụng bộ  điều khiển   PLC­S5 để điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn   qua 3 cấp điện trở theo nguyên tắc thời gian, không đảo chiều quay”      Thiết bị khả trình PLC mà em sử dụng để viết chương trình điều khiển   trong đồ án này là PLC Step 5 thuộc họ Simatic của hãng Siemens. Trong quá  trình làm đồ án cũng gặp nhiều khó khăn, nhưng được sự hướng dẫn của thầy  giáo Nguyễn Đắc Nam và các bạn trong nhóm em đã hoàn thành đồ án này.      Mặc dù đã cố gắng nhưng  chắn không tránh khỏi sai sót. Rất mong sự đóng  góp ý kiến của các thầy cô giáo, cũng như các bạn sinh viên để đồ án  được  hoàn thiện hơn.                   Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên  Nguyễn Hồng Thanh Phú Thọ, ngày 18 tháng 3 năm 2016 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PLC  1.1  GI   ỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC.  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 6
  7. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam 1.1.1 PLC là gì? PLC (programmable Logic Controller) là thiết bị có thể lập trình được, được  thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ  đơn giản đến phức tạp, tùy thuộc vào người điều khiển mà có thể thực hiện  một loạt các chương trình hoặc 1 sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các  tác nhân kích thích ( hay còn gọi là ngõ vào) tác động vafoPLC hoặc qua các bộ  định thì (Timer) hay các sự kiện đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kích  thích nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài  được gắn vào ngõ ra của PLC. Như vậy nếu ta thay đổi chương trình được cài  đặt bên trong PLC là ta có thể thực hiện được các chức năng khác nhau, trong  các môi trường điều khiển khác nhau. Hiện nay PLC được nhiều hãng khác  nhau sản xuất như: Siemens, Omron, Mitshubishi,… Mặt khác ngoài PLC cũng  đã bổ xung thêm các thiết bị mở rộng  khác như các Module mở rộng AI  (Analog Input), DI (Digital Input), Module ghép nối truyền thông các thiết bị  hiển thị các bộ nhớ Cartridge thêm vào. 1.1.2 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình Nhu cầu về bộ điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt và có giá thành thấp đã  thúc đẩy  sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (Programmable­ Control System)­ hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay  quá trình hoạt động. Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình PLC được  thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng Role và  thiết bị rời cồng kềnh, và nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng  và linh hoạt dựa trên các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra PlC còn có thể thực hiện  tác vụ khác như định thì, đếm các lệnh tính toán số học, các lệnh xử lý dữ liệu  trên mạng,… làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp,  ngay cả với PLC nhỏ nhất. Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở ngõ vào,  được đưa về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trình và kích ra  tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 7
  8. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam chuẩn ở khối đầu vào và đầu ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến  những cơ cấu tác động (Actuators) có công suất nhỏ ở đầu ra và những mạch  chuyển đổi tín hiệu (Transducer) ở ngõ vào, mà không cần có các mạch giao  tiếp hay role trung gian. Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử công suất trung  gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn. Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần  có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây. Sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình  điều khiển bên trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Hơn nữa,  chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so  với những hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện  việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời. Vể phần cứng, PLC tương tự như máy tính “Truyền thống”, và chúng có  các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp. Khả năng kháng nhiễu tốt; Cấu trúc dạng Module cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng kết nối  và thêm chức năng. Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được  chuẩn hóa. Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng: Ladder và STL­ dễ hiểu và dễ sử dụng. Thay đổi chương trình dễ dàng. Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển  các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình (Process­Control). 1.1.3 Khái niệm cơ bản. Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng Ganeral Motors  vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật đáp ứng những yêu cầu điều  khiển trong công nghiệp. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 8
  9. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Dễ lập trình và dễ thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp  trong nhà máy. Cấu trúc dạng module dễ dàng bảo trì và sửa chữa. Tin cậy hơn trong môi trường sản suất của nhà máy công nghiệp. Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch role chức năng  tương đương. Giá thành cạnh tranh. Những chỉ tiêu này tạo ra sự quan tâm của các kĩ sư thuộc ngành nghiên cứu  về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu  đưa ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ  các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác vụ  đếm, sau đó là các lệnh xử lý toán học, xử lý bằng dữ liệu, xử lý xung tốc độ  cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lí thời gian thực,…Song song đó, sự phát  triển mạnh mẽ về phần cứng cũng đạt được kết quả: Bộ nhớ lớn hơn, số  lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều module chuyên dùng hơn. Vào năm 1976,  PLC có khả năng điều khiển ngõ vào/ra  ở xa bằng kĩ thuật truyền thông. Sự gia tăng những ứng dụng PLC trong công ngiệp đã thúc đẩy các nhà  sản xuất hoàn chỉnh các họ PLC với các mức độ khác nhau về khả năng, tốc độ  xử lý và hiệu xuất. Các họ PLC phát triển trừ loại làm việc độc lập, chỉ với 20  ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước, đến các PLC có cấu  trúc Module nhằm dễ dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng  chuyên dùng  bao gồm: Xử lý tín hiệu liên tục (Analog). Điều khiển động cơ servo, động cơ bước. Truyền thông. Tăng số lượng ngõ vào/ ra. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 9
  10. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Tăng bộ nhớ mở rộng. Với cấu trúc dạng modul cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ  thống điều khiển dùng PLC với chi phí và công suất ít nhất. 1.2 CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CẢU MỘT PLC 1.2.1 Cấu trúc. Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử  lý trung tâm  (CPU: Contral Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra. Trong đó: Thiết bị đầu vào là các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển như: nút ấn,  cảm biến, công tắc hành trình,… Input, Output các cổng nối phía đầu vào ra của PLC hay của các  Module mở rộng. Cơ cấu chấp hành: gồm các thiết bị được điều khiển như: chuông,  đèn, động cơ, van khí nén,…  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 10
  11. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của PLC Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của PLC Chương trình điều khiển: định ra quy luật thay đổi tín hiệu Output đầu ra theo  tín hiệu Input đầu vào như mong muốn. Các chương trình điều khiển được tạo   ra bằng cách sử  dụng bộ lập trình chuyên dùng cầm tay hoặc chạy bằng phần  mềm điều khiển trên máy tính sau đó được nạp vào PLC thông qua cáp nối giữa   PLC với máy tính (hay PG). Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm 3 phần: bộ  xử  lý, hệ  thống bộ  nhớ và hệ thống nguồn cung cấp. Hình 1.3 Sơ đồ khối tổng quát của CPU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 11
  12. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Có nhiều loại bộ nhớ để cho người sử dụng lựa chọn theo mục đích hay yêu  cầu sử dụng:  ROM ( Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc, không xóa dùng lưu trữ dữ  liệu chương trình cố định, không thay đổi thường dùng cho nhà sản xuất  PLC.  RAM (Random Acess Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để  lưu trữ dữ liệu và chương trình cho người sử dụng.  EPROM: ROM lập trình có thể xóa được.  EEPROM: Electrically EPROM 1.2.2 Hoạt động của một PLC Về cơ bản hoạt động của 1 PLC khá đơn giản, đầu tiên, hệ thống các cổng   vào/ra dùng để  đưa các tín hiệu từ  các thiết bị  ngoại vi vào CPU ( Như  các  Sensor, contact, tín hiệu động cơ,…). Sauk hi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì  CPU sẽ  xử lý và đưa tín hiệu điều khiển qua ngõ ra xuất ra các thiết bị  được  điều khiển. Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét dữ liệu hoặc trạng thái  của các thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình  đưa ra thanh ghi lệnh để  thi hành. Chương trình  ở  dạng STL (Stament List­   dạng lệnh liệt kê) hay  ở  dạng LADDER (dạng hình thang) dữ  được dịch ra  ngôn ngữ máy cất trong chương trình. Khi thực hiện xong chương trình, tiếp đó  là quá trình truyền thông nội bộ, kiểm lỗi  và cuối cùng CPU sẽ  gửi hoặc cập   nhật (Update) tín hiệu tới các thiết bị  được điều khiển thông qua ngõ ra. Một  chu kì gồm: đọc tín hiệu  ở  ngõ vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội  bộ, tự  kiểm tra lỗi và gửi cập nhật tín hiệu ngõ ra được gọi là chu kì quét   (Scanning). Như  vậy. tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thì lệnh không xử  lý trực  tiếp với cổng vào ra mà sẽ xử lý thông qua bộ nhớ đệm. Nếu có sử dụng ngắt  thì chương trình con tương  ứng từng tín hiệu  ngắt sẽ  được soạn thảo và cài   đặt như  1 bộ  phận chương trình. Chương trình ngắt chỉ  thực hiện trong vòng  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 12
  13. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam quét khi xuất hiện tín hiệu ngắt và có thể xảy ra  ở bất kì thời điểm nào trong   vòng quét. Hình 1.4 Sơ đồ hoạt động của 1 PLC là 1 vòng quét Thực tế  khi PLC thực hiện chương trình (Program Execution), PLC khi   cập nhật tín hiệu ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu này không dduojwcj truy xuất   tức thời để  đưa ra (Update)  ở  ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu  ở  ngõ ra   phải theo hai bước: khi xử lý thực hiện chương trình, xử lý sẽ  chuyển đổi các   mức logic tương ứng  ở ngõ ra trong “ chương trình nội”, các mức logic này sẽ  chuyển đổi ON/OFF, tuy nhiên lúc này các tín hiệu  ở  ngõ ra “thật”  vẫn chưa  được đưa ra. Khi xử lý kết thúc chương trình xử  lý, việc chuyển đổi các mức   logic ( của các tiếp điểm) đã hoàn thành thì việc cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra   mới thật sự tác động lên ngõ ra để điều khiển các thiết bị ở ngõ ra. Thường việc thực thi một vòng quét chỉ  xảy ra với một thời gian rất  ngắn, một vòng quét đơn (single scan) có thời gian thực hiện một vòng quét từ  1ms tới 100ms, việc thực hiện 1 chu kì quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ  dài của chương trình và cả  mức độ  giao tiếp của thiết bị ngoại vi với PLC, vi   xử lý chỉ có thể đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ  khi tín hiệu này tác động với   khoảng thời gian lớn hơn 1 chu kỳ quét. Nếu thời gian tác động ở ngõ vào nhỏ  hơn một chu kì quét thì vi xử lý xem như không có tín hiệu này. Tuy nhiên trong   Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 13
  14. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam thực tế  sản xuất, thường các hệ  thống chấp hành là các hệ  thống cơ  khí nên  tốc độ  quét như  trên có thể  đáp  ứng được các chức năng của dây truyền sàn   xuất. Để  khắc phục khoảng thời gian quét dài,  ảnh hưởng đến chu trình sản   xuất, các nhà thiết kế  còn thiết kế  hệ  thống PLC cập nhật tức thời, dùng bộ  đếm tốc độ  cao (High Speed Counter) các hệ  thống này thường được áp dụng  cho các PLC lớn với số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn. 1.3 PHÂN LOẠI 1.3.1 Phân loại theo hãng sản xuất. Trên thế giới có rất nhiều các hãng sản xuất PLC nổi tiếng như : Mitsubishi. Siemen. Omron. Idec. Fuji. 1.3.2 Phân loại theo số lượng cổng vào ra và dung lượng bộ nhớ.  Loại 1: micro PLC. Micro PLC thường được  ứng dụng trong các dây truyền sản xuất nhỏ, các   ứng dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ ( điều khiển băng tải nhỏ ). Tiêu   chuẩn của 1 micro PLC như sau: 32 ngõ vào/ra. Sử dụng vi sử lí 8 bit. Thường dùng thay thể rowle. Bộ nhớ có dung lượng 1k. Ngõ vào ra là tín hiệu số. Có timer và counters. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 14
  15. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Thường được lập trình bằng các bộ lập trình bằng tay.  Loại 2: PLC cỡ nhỏ. PLC cỡ nhỏ thường được sử dụng trong các hệ thống nhỏ ( điều khiển động  cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ) chức năng của các PLC này thường được giới  hạn trong việc thực hiện chuỗi các mức logic, điều khiển thay thế rơ le. Ví dụ PLC của hãng simen loại nhỏ như S5­95U, S5­90U, S5­100U, S7­200 là  các loại PLC nhỏ có số lượng ngõ vào /ra nhỏ hơn 256. Hình 1.5 PLC S5­100U của simen. Các tiêu chuẩn của 1 PLC cỡ nhỏ như sau: Có 256 ngõ vào ra . Dùng vi sử lí 8 bit. Thường dùng thay htees các rơ le. Dùng bộ nhớ 2K. Lập trình bằng ngôn ngữ dạng LAD hoặc liệt kê. Có timer, counters, thanh ghi dịch. Đồng hồ thời gian thực. Thường được lập trình bằng bộ lập trình bằng tay.  Loại 3: PLC cỡ trung bình. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 15
  16. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam PLC cỡ trung bình điều khiển được các tín hiệu tương tự, xuất nhập dữ  liệu, ứng dụng được các thuật toán, thay đổi được các đặc tính của PLC nhờ  vào hoạt động của phần cứng và phần mềm. PLC loại lớn của simen là các loại S7­300, S7­400 các loại này có số  lượng ngõ vào /ra rất lớn. Hình 1.6 PLC S7­300 và S7­400 của hãng Siemens Các tiêu chuẩn của PLC cỡ trung bình như sau: Có khoảng 1024 ngõ vào ra. Dùng vi sử lí 8 bit Thay thế rơ le và điều khiển đươch tín hiệu tương tự. Bộ nhớ 4K và có thể nầng lên 8K. Tín hiệu ngõ vào ra là tương tự hoặc số. Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao. Có timer, counters, thanh ghi dịch . Có khả năng xử lí chương trình con ( qua lệnh JUMP…). Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 16
  17. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam Thực hiện các thuật toán cộng, trừ, nhân, chia. Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232. Có đường tín hiệu đặc biệt ở modul vào ra. Có khả năng hoạt động với mạng. Lập trình qua màn hình máy tính để dễ quan sát. 1.4 ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỀM VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA PLC. 1.4.1 Ưu điểm. Sự ra đời của hệ điều khiển  PLC  đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển  cũng như các khái niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có những  ưu điểm sau: – Giảm đến 80% số lượng dây nối. – Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp . – Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho việc sửa chữa được nhanh chóng và  dễ dàng. – Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình, khi không có  các yêu cầu thay đổi các đầu vào ra thì không cần phải nâng cấp phần cứng – Giảm thiểu số lượng rơle và timer so với hệ điều khiển cổ điển. – Không hạn chế số lượng tiếp điểm sử dụng trong chương trình. – Thời gian để một chu trình điều khiển hoàn thành chỉ mất vài ms, điều này  làm tăng tốc độ và năng suất PLC . – Chương trình điều khiển có thể được in ra giấy chỉ trong thời gian ngắn  giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống. – Chức năng lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học. – Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa. – Dung lượng chương trình lớn để có thể chứa được nhiều chương trình phức  tạp. – Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. – Dễ dàng kết nối được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, kết  nối mạng Internet, các Modul mở rộng. – Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ. – Giá bán cạnh tranh. Đặc trưng của tất cả các dòng PLC bất kì là khả năng có thể lập trình được,  chỉ số IP ở dải quy định cho phép PLC hoạt động trong môi trường khắc  nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng rất  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 17
  18. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp các  thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập và đầu ra xuất được  đáp ứng tuỳ nghi trong khả năng trên có thể xem là các tiêu chí đầu tiên cho  chúng ta khi nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho một hệ thống  hoạt động tự động. 1.4.2 Nhược điểm. Giá thành cao ( phần cứng và phần mềm). Đòi hỏi người sử dụng phải có chuyên môn. So sánh đặc tính kĩ thuật giữa những hệ thống điều khiển Chỉ tiêu so sánh Rơ ­ le Mạch số Máy tính PLC Giá thành từng  Khá  Thấp Cao Thấp Chức năng thấp Kích thước  Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn vật ly Tốc độ điều  Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh khiển Khả năng  Xuất  Tốt Khá tốt Tốt chống nhiễu sắc      Lắp đặt Mất  Mất thời  Mất nhiều  Lập trình và  thời gia  gian thiết  thời gian lập  lắp đặt đơn  thiết kế  kế trình giản lắp đặt Khả năng điều  Không Có Có Có khiển tác vụ  phức tạp Để thay đổi  Rất khó Khó Khá đơn  Rất   đơn  điều khiển giản giản Công tác bảo trì Kém ­có  Kém­nếu  Kém ­có  Tốt­các  rất  IC được  nhiều mạch  modul được  nhiều  hàn điện tử  tiêu chuẩn  công  chuyên dùng hóa tắ c 1.4.3. Ứng dụng – Hệ thống nâng vận chuyển. – Dây chuyền đóng gói. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 18
  19. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam – Các robot lắp giáp sản phẩm . – Điều khiển bơm. – Dây chuyền xử lý hoá học. – Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh. – Sản xuất xi măng. – Công nghệ chế biến thực phẩm. – Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn. – Dây chuyền lắp giáp Tivi. – Điều khiển hệ thống đèn giao thông. – Quản lý tự động bãi đậu xe. – Hệ thống báo động. – Dây chuyền may công nghiệp. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 19
  20. ĐAMH: Kĩ thuật lập trình PLC                                          GVHD: Th.s Nguyễn  Đắc Nam CHƯƠNG 2. BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S5 2.1CẤU TẠO CỦA HỌ PLC STEP 5 PlC Step 5 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC hỗn   hợp vừa đơn khối, vừa đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn   vị cơ bản sau đó có thể ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các   module mở rộng tiêu chuẩn S5­100U. Những module ngoài này bao gồm những   đơn vị chức năng mà có thể hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kĩ thuật   cụ thể. 2.1.1 Đơn vị cơ bản Đơn vị cơ bản của PLC S5­95U như sau: . Hình 2.1. Hình khối mặt trước PLC S5­95U Trong đó: 1. Ngăn để ắc quy. 2. Công tắc để mở điện ắc quy. 3. Công tắc nguồn. 4. Bảng ổ cắm và đèn báo cho đầu vào , ra logic. Có:  16 đầu vào tử I32.0 đến I33.7, 16 đầu ra từ Q32.0 đến Q 33.7. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Thanh. Lớp: TĐ1Đ12  Trang 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2