Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ: Phần 1

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

332
lượt xem 87
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trình bày các nội dung: Giới thiệu chung về bộ điều khiển lập trình cơ nhỏ, các chức năng cơ bản của logo, các chức năng đặc biệt của logo, lập trình trực tiếp trên logo. Tham khảo nội dung tài liệu để nắm bắt nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ: Phần 1

LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội hiện đại với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và kỹ thuật. Việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào trong các nhà máy, xí nghiệp, các hệ thống dây truyền sản xuất ngày càng nhiều nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, năng suất lao động, giá trị kinh tế. Cơ bản phải đáp ứng được những yêu cầu: - Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu. - Dễ sửa chữa và thay thế. - Ổn định trong môi trường công nghiệp. - Giá cả cạnh tranh. Tuy nhiên các công nghệ tự động hóa không chỉ đòi hỏi phải đáp ứng được những yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn phải đảm bảo tính kinh tế và an toàn. Chính nhờ những yêu cầu đó người ta sử dụng thiết bị vi xử lý được đưa vào trong mạch điều khiển để tạo nên sự thay đổi sâu sắc và vượt bậc trong lĩnh vực sản xuất và phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày. Điển hình là bộ kỹ thuật điều khiển lập trình LOGO! cùng với chương trình điều khiển đơn giản, nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Trên thực tế ở mọi ngành sản xuất công nghiệp, mục tiêu tăng năng suất lao động, số lượng và chất lượng được giải quyết bằng con đường gia tăng mức độ tự động hóa các quá trình và thiết bị sản xuất. Việc tự động hóa có thể nhằm mục đích tăng sản lượng hoặc cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản xuất. Những hệ thống có khả năng khởi động, kiểm soát và dừng một quá trình sản xuất theo yêu cầu giám sát hoặc đo đếm giá trị các biến đã được xác định của quá trình nhằm đạt được kết quả mong muốn ở sản phẩm đầu ra của máy hoặc thiết bị thì được gọi là hệ thống điều khiển. Quá trình tự động hóa sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của công nhân vận hành máy móc hoặc thiết bị thông qua hệ thống điều khiển. Những hệ thống điều khiển đã được tự động hóa có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần hoặc cần rất ít sự can thiệp của con người. 1
BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CƠ NHỎ 1.Tổng quát về điều khiển lập trình. * Định nghĩa, khái niệm điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình. - Hệ thống điều khiển công nghiệp được tạo ra từ một nhóm gồm các thiết bị điện và điện tử, nó mang đến sự chính xác, hiện đại và tránh được các hư hại trong sản xuất. Hệ thống điều khiển bao gồm nhiều dạng khác nhau, khác từ nguồn năng lượng sử dụng, cách thức vận hành cho đến máy móc thiết bị. Hệ thống điều khiển nối cứng là hệ thống sử dụng những bộ điểm tiếp rơle vào việc điều khiển quá trình tự động vận hành các máy móc thiết bị, kèm theo đó là việc sử dụng dây điện để kết nối chúng với nhau trong bảng điều khiển. Do đó, hệ thống điều khiển nối cứng có nhiều nhược điểm như sau : - Tốn khá nhiều công sức cho việc kết nối dây điện. - Khó khăn cho việc thay thế và sửa chữa. - Khó xác định lỗi nhanh chóng, muốn vậy đòi hỏi người thợ phải có kỹ năng tay nghề cao. - Khi có sự cố về điện, phải tạm ngưng sản xuất để xác định lỗi và tiến hành sửa chữa. - Nhu cầu về một 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 systems) – hệ thống sử dụng bộ vi xử lý (CPU) và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình. Bộ điều khiển lập trình ra đời nhằm thay thế hệ thống điều khiển truyền thống dùng rơ-le và thiết bị rời cồng kềnh. Nó tạo ra khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc sử dụng các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra, các bộ lập trình còn có thể thực hiện những tác vụ khác như định 2
thời, đếm…làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với các bộ điều khiển lập trình nhỏ nhất. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống . Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống làm cho hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành. Nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình chuyên dùng hỗ trợ cho công việc lập trình. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Các nhà thiết kế đã từng bước chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình, đó là ngôn ngữ lập trình dùng các khối hàm (FBD) và giản đồ hình thang (Ladder Diagram). Các nhà sản xuất liên tục đưa ra các công cụ (cả phần mềm và thiết bị) hỗ trợ cho việc lập trình, giám sát và gỡ rối. 2. Cấu trúc của một bộ điều khiển LOGO. 2.1 Khái niệm về Logo: - Logo là module logic thế hệ mới của Siemens , là bộ điều khiển có khả năng lâp trình đơn giản có sẵn đầu vào và ra được ứng dụng cho các quy trình tự động hoá cỡ nhỏ. - Loại có màn hình LCD : Có màn hiển thị bằng LCD và các nút để thao tác cho phép lập trình bằng tay trực tiếp ngay trên Logo hoặc qua phần mềm lầp trình trên máy tính. - Loại không có màn hình LCD : Không có màn hiển thị và các nút để thao tác . Dùng phần mềm lập trình trên máy tính và nạp vào Logo để chạy, logo có thể nối thêm các module mở rộng. tới 4 đầu vào và 8 đầu ra. Logo có hai loại vói nguồn điện cung cấp 24V và 230V: - Loại bình thường có 6 đầu vào 4 đầu ra. - Loại lớn có 12 đầu vào 8 đầu ra. - Loại LB11 có 12 đầu vào 8 đầu ra có thể mở rông thêm 4 vào- 4 ra. 2.2 Sơ đồ khối bộ điều khiển LOGO. Thông thường, một bộ Logo thường có một số khối sau: 1. Nguồn 2. Đầu vào 3. Đầu ra 4. Module với nắp bao phủ 5. Panel điều khiển ( các khóa ) 6. Màn hiển thị LCD 3
7. AS kết nối giao diện. * Bảng thông số kỹ thuật của các họ Logo. B ản g 1.1: Thông số đặc tính của các họ LOGO 4
* Khả năng mở rộng của LOGO * Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 3 modul analog: Bản g 1.2: Thông số đặc tính mở rộng của các họ LOGO * Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog: B ảng 1.3: Thông số đặc tính mở rộng của các họ LOGO *Phương pháp kết nối LOGO. - Kết nối đầu vào số * Cách đấu dây họ LOGO!230: Hình 1.2: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO!230. Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 đầu vào. Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp. Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp. * Cách đấu dây họ LOGO! AM2: 5
Hình 1.3: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 * Cách đấu dây họ LOGO! AM2 PT100 Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 PT100 - Kết nối đầu ra số: * Đối với đầu ra dạng relay: Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào đầu ra. Ví dụ: đèn, motor, contactor, relay… Tải thuần trở: tối đa 10A Tải cảm: tối đa 3A. Sơ đồ kết nối như sau: 6
Hình 1.5: Sơ đồ đấu dây đầu ra relay của LOGO * Đối với đầu ra dạng transistor: Tải kết nối vào đầu ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dòng điện không vượt quá 0.3 A. Sơ đồ kết nối như sau: Hình 1.6: Sơ đồ đấu dây đầu ra Transistor của LOGO *Kết nối với modul analog output LOGO! AM 2 Hình 1.7: Sơ đồ đấu dây ra Analog của LOGO 7
BÀI 2 : CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA LOGO. 1. Các cổng logic cơ bản. 1.1 Cổng AND – VÀ. * Sơ đồ nối thể hiện bằng tiếp diểm * Biểu tượng của hàm: * Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra = 1 khi tất cả các đầu vào bằng 1. 8
- Đầu ra = 0 khi có một đầu vào = 0 1.2 Cổng OR – HOẶC . *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm *Biểu tượng của hàm 9
* Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra =1 khi có một trong các đầu vào =1. - Đầu ra =0 khi tất cả các đầu vào = 0 10
1.3 Cổng NOT – ĐẢO. *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm * Biểu tượng của hàm * Bảng trạng thái. I Q 0 1 1 0 * Kết luận. - Đầu ra =1 khi đầu vào = 0 - Đầu ra =0 khi đầu vào =1 11
1.4 Cổng NAND – VÀ ĐẢO. *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 12
Hàm = 0 khi tất cả các dầu vào bằng 1. Hàm =1 khi có ít nhất một đầu vào của hàm =0 1.5 Cổng HOẶC- ĐẢO ( NOR ) * Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm 13
* Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 Hàm = 0 khi ít nhất có một đầu vào =1 Hàm =1 khi tất cả các đầu vào = 0. 14
1.6 Cổng HOẶC- LOẠI TRỪ ( XOR ). * Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái: I1 I2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 * Kết luận: Hàm = 0 khi các đầu vào có cùng giá trị 0 hoặc 1. 15
Hàm =1 khi các đầu vào có giá trị khác nhau. 1.7 Cổng AND with edge evaluation (Cổng AND lấy cạnh xung lên). *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. 16
Đầu vào không sử dụng ta có thể sử dụng ký hiệu x (x=1). Đầu ra bằng 1 trong 1 chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà tất cả các đầu vào cùng bằng 1. 17
1.8 Cổng NAND with edge evaluation (Cổng NAND lấy cạnh xung lên) *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. Đầu ra của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1 trong 1 chu kỳ máy tại thời điểm đầu tiên mà một trong các đầu vào bằng 0. 18
2. Các bài tập áp dụng * Kết nối cổng AND – OR. Bước1: Sơ đồ nguyên lý ( hình 2.1 ). Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch AND-OR. * Quy trình làm việc - CT1 đóng – CT2 đóng → Đ sáng - CT1 đóng – CT2 Mở → Đ Tắt - CT3 đóng – CT4 đóng → Đ sáng - CT5 đóng – CT6 Mở → Đ Tắt - CT3 đóng – CT6 đóng → Đ sáng 19
- CT5 đóng – CT4 Mở → Đ Tắt Bước2:* Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( công tắc ) I2 : CT2 I3 : CT3 I4 : CT4 I5 : CT5 I6 : CT6 - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ (Đèn chiếu sáng) Bước 3: * Chương trình điều khiển. Bước 4:* Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO I1 và I2 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I3 và I4 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I5 và I6 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I1 , I5và I3 Không tác động Q1 không tác động ( đèn không sáng ). Bước 5: Download, chạy thử. 20