lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự động, chương 2

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

573
lượt xem 287
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tổng quát về PLC 1. Giới thiệu PLC PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự động, chương 2

Chương 2: GIÔÙI THIEÄU BOÄ PLC CUÛA SIMATIC S7-200 I. Toång quaùt veà PLC 1. Giôùi thieäu PLC PLC vieát taét cuûa Programmable Logic Controller , laø thieát bò ñieàu khieån laäp trình ñöôïc (khaû trình) cho pheùp thöïc hieän linh hoaït caùc thuaät toaùn ñieàu khieån logic thoâng qua moät ngoân ngöõ laäp trình. Ngöôøi söû duïng coù theå laäp trình ñeå thöïc hieän moät loaït trình töï caùc söï kieän. Caùc söï kieän naøy ñöôïc kích hoaït bôûi taùc nhaân kích thích (ngoõ vaøo) taùc ñoäng vaøo PLC hoaëc qua caùc hoaït ñoäng coù treã nhö thôøi gian ñònh thì hay caùc söï kieän ñöôïc ñeám. Moät khi söï kieän ñöôïc kích hoaït thaät söï, noù baät ON hay OFF thieát bò ñieàu khieån beân ngoaøi ñöôïc goïi laø thieát bò vaät lyù. Moät boä ñieàu khieån laäp trình seõ lieân tuïc “laëp” trong chöông trình do “ngöôøi söû duïng laäp ra” chôø tín hieäu ôû ngoõ vaøo vaø xuaát tín hieäu ôû ngoõ ra taïi caùc thôøi ñieåm ñaõ laäp trình. Ñeå khaéc phuïc nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa boä ñieàu khieån duøng daây noái ( boä ñieàu khieån baèng Relay) ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra boä PLC nhaèm thoûa maõn caùc yeâu caàu sau :  Laäp trình deå daøng , ngoân ngöõ laäp trình deå hoïc .  Goïn nheï, deå daøng baûo quaûn , söûa chöõa.  Dung löôïng boä nhôù lôùn ñeå coù theå chöùa ñöôïc nhöõng chöông trình phöùc taïp .  Hoaøn toaøn tin caäy trog moâi tröôøng coâng nghieäp .
 Giao tieáp ñöôïc vôùi caùc thieát bò thoâng minh khaùc nhö : maùy tính , noái maïng , caùc moâi Modul môû roäng.  Giaù caû caù theå caïnh tranh ñöôïc. Caùc thieát keá ñaàu tieân laø nhaèm thay theá cho caùc phaàn cöùng Relay daây noái vaø caùc Logic thôøi gian .Tuy nhieân ,beân caïnh ñoù vieäc ñoøi hoûi taêng cöôøng dung löôïng nhôù vaø tính deå daøng cho PLC maø vaãn baûo ñaûm toác ñoä xöû lyù cuõng nhö giaù caû … Chính ñieàu naøy ñaõ gaây ra söï quan taâm saâu saéc ñeán vieäc söû duïng PLC trong coâng nghieäp . Caùc taäp leänh nhanh choùng ñi töø caùc leänh logic ñôn giaûn ñeán caùc leänh ñeám , ñònh thôøi , thanh ghi dòch … sau ñoù laø caùc chöùc naêng laøm toaùn treân caùc maùy lôùùn … Söï phaùt trieån caùc maùy tính daãn ñeán caùc boä PLC coù dung löôïng lôùn , soá löôïng I / O nhieàu hôn. Trong PLC, phaàn cöùng CPU vaø chöông trình laø ñôn vò cô baûn cho quaù trình ñieàu khieån hoaëc xöû lyù heä thoáng. Chöùc naêng maø boä ñieàu khieån caàn thöïc hieän seõ ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät chöông trình . Chöông trình naøy ñöôïc naïp saün vaøo boä nhôù cuûa PLC, PLC seõ thöïc hieän vieâïc ñieàu khieåûn döïa vaøo chöông trình naøy. Nhö vaäy neáu muoán thay ñoåi hay môû roäng chöùc naêng cuûa qui trình coâng ngheä , ta chæ caàn thay ñoåi chöông trình beân trong boä nhôù cuûa PLC . Vieäc thay ñoåi hay môû roäng chöùc naêng seõ ñöôïc thöïc hieän moät caùch deå daøng maø khoâng caàn moät söï can thieäp vaät lyù naøo so vôùi caùc boä daây noái hay Relay . 2. Caáu truùc , nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLC
a. Caáu truùc Taát caû caùc PLC ñeàu coù thaønh phaàn chính laø : Moät boä nhôù chöông trình RAM beân trong ( coù theå môû roäng theâm moät soá boä nhôù ngoaøi EPROM ). Moät boä vi xöû lyù coù coång giao tieáp duøng cho vieäc gheùp noái vôùi PLC . Caùc Modul vaøo /ra. Beân caïnh ñoù, moät boä PLC hoaøn chænh coøn ñi keøm theâm moâït ñôn vò laäp trình baèng tay hay baèng maùy tính. Haàu heát caùc ñôn vò laäp trình ñôn giaûn ñeàu coù ñuû RAM ñeå chöùa ñöïng chöông trình döôùi daïng hoaøn thieän hay boå sung . Neáu ñôn vò laäp trình laø ñôn vò xaùch tay , RAM thöôøng laø loaïi CMOS coù pin döï phoøng, chæ khi naøo chöông trình ñaõ ñöôïc kieåm tra vaø saún saøng söû duïng thì noù môùi truyeàn sang boä nhôù PLC . Ñoái vôùi caùc PLC lôùn thöôøng laäp trình treân maùy tính nhaèm hoå trôï cho vieäc vieát, ñoïc vaø kieåm tra chöông trình . Caùc ñôn vò laäp trình noái vôùi PLC qua coång RS232, RS422, RS458, … b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLC  Ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng beân trong PLC. Boä xöû lyù seõ ñoïc vaø kieåm tra chöông trình ñöôïc chöùa trong boä nhôù, sau ñoù seõ thöïc hieän thöù töï töøng leänh trong chöông trình , seõ ñoùng hay ngaét caùc ñaàu ra. Caùc traïng thaùi ngoõ ra aáy ñöôïc phaùt tôùi caùc thieát bò lieân keát ñeå thöïc thi. Vaø toaøn boä caùc hoaït ñoäng thöïc thi ñoù ñeàu phuï thuoäc vaøo chöông trình ñieàu khieån ñöôïc giöõ trong boä nhôù.
 Heä thoáng bus Heä thoáng Bus laø tuyeán duøng ñeå truyeàn tín hieäu, heä thoáng goàm nhieàu ñöôøng tín hieäu song song : Address Bus : Bus ñòa chæ duøng ñeå truyeàn ñòa chæ ñeán caùc Modul khaùc nhau. Data Bus : Bus duøng ñeå truyeàn döõ lieäu. Control Bus : Bus ñieàu khieån duøng ñeå truyeàn caùc tín hieäu ñònh thì vaø ñieåu khieån ñoàng boä caùc hoaït ñoäng trong PLC . Trong PLC caùc soá lieäu ñöôïc trao ñoåi giöõa boä vi xöû lyù vaø caùc modul vaøo ra thoâng qua Data Bus. Address Bus vaø Data Bus goàm 8 ñöôøng, ôû cuøng thôøi ñieåm cho pheùp truyeàn 8 bit cuûa 1 byte moät caùch ñoàng thôøi hay song song. Neáu moâït modul ñaàu vaøo nhaän ñöôïc ñòa chæ cuûa noù treân Address Bus , noù seõ chuyeån taát caû traïnh thaùi ñaàu vaøo cuûa noù vaøo Data Bus. Neáu moät ñòa chæ byte cuûa 8 ñaàu ra xuaát hieän treân Address Bus, modul ñaàu ra töông öùng seõ nhaän ñöôïc döõ lieäu töø Data bus. Control Bus seõ chuyeån caùc tín hieäu ñieàu khieån vaøo theo doõi chu trình hoaït ñoäng cuûa PLC . Caùc ñòa chæ vaø soá lieäu ñöôïc chuyeån leân caùc Bus töông öùng trong moät thôøi gian haïn cheá. Heâï thoáng Bus seõ laøm nhieäm vuï trao ñoåi thoâng tin giöõa CPU, boä nhôù vaø I/O . Beân caïch ñoù, CPU ñöôïc cung caáp moät xung Clock coù taàn soá töø 18 MHZ. Xung naøy quyeát ñònh toác ñoä hoaït ñoäng cuûa PLC vaø cung caáp caùc yeáu toá veà ñònh thôøi, ñoàng hoà cuûa heä thoáng.
 Boä nhôù PLC thöôøng yeâu caàu boä nhôù trong caùc tröôøng hôïp : Laøm boä ñònh thôøi cho caùc keânh traïng thaùi I/O. Laøm boä ñeäm traïng thaùi caùc chöùc naêng trong PLC nhö ñònh thôøi, ñeám, ghi caùc Relay. Moãi leänh cuûa chöông trình coù moät vò trí rieâng trong boä nhôù, taát caû moïi vò trí trong boä nhôù ñeàu ñöôïc ñaùnh soá, nhöõng soá naøy chính laø ñòa chæ trong boä nhôù . Ñòa chæ cuûa töøng oâ nhôù seõ ñöôïc troû ñeán bôûi moät boä ñeám ñòa chæ ôû beân trong boä vi xöû lyù. Boä vi xöû lyù seõ giaù trò trong boä ñeám naøy leân moät tröôùc khi xöû lyù leänh tieáp theo . Vôùi moät ñòa chæ môùi , noäi dung cuûa oâ nhôù töông öùng seõ xuaát hieän ôû ñaáu ra, quaù trình naøy ñöôïc goïi laø quaù trình ñoïc . Boä nhôù beân trong PLC ñöôïc taïo bôõi caùc vi maïch baùn daãn, moãi vi maïch naøy coù khaû naêng chöùa 2000 ÷ 16000 doøng leänh , tuøy theo loaïi vi maïch. Trong PLC caùc boä nhôù nhö RAM, EPROM ñeàu ñöôïc söû duïng . RAM (Random Access Memory ) coù theå naïp chöông trình, thay ñoåi hay xoùa boû noäi dung baát kyø luùc naøo. Noäi dung cuûa RAM seõ bò maát neáu nguoàn ñieän nuoâi bò maát . Ñeå traùnh tình traïng naøy caùc PLC ñeàu ñöôïc trang bò moät pin khoâ, coù khaû naêng cung caáp naêng löôïng döï tröõ cho RAM töø vaøi thaùng ñeán vaøi naêm. Trong thöïc teá RAM ñöôïc duøng ñeå khôûi taïo vaø kieåm tra chöông trình. Khuynh höôùng hieän nay duøng CMOSRAM nhôø khaû naêng tieâu thuï thaáp vaø tuoåi thoï lôùn . EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) laø boä nhôù maø ngöôøi söû duïng bình thöôøng chæ coù theå ñoïc chöù khoâng ghi noäi dung vaøo ñöôïc . Noäi dung cuûa EPROM khoâng bò maát khi maát nguoàn , noù ñöôïc gaén saün
trong maùy , ñaõ ñöôïc nhaø saûn xuaát naïp vaø chöùa heä ñieàu haønh saün. Neáu ngöôøi söû duïng khoâng muoán môû roäng boä nhôù thì chæ duøng theâm EPROM gaén beân trong PLC . Treân PG (Programer) coù saün choå ghi vaø xoùa EPROM. Moâi tröôøng ghi döõ lieäu thöù ba laø ñóa cöùng hoaïc ñóa meàm, ñöôïc söû duïng trong maùy laäp trình . Ñóa cöùng hoaêïc ñóa meàm coù dung löôïng lôùn neân thöôøng ñöôïc duøng ñeå löu nhöõng chöông trình lôùn trong moät thôøi gian daøi . Kích thöôùc boä nhôù :  Caùc PLC loaïi nhoû coù theå chöùa töø 300 ÷1000 doøng leänh tuøy vaøo coâng ngheä cheá taïo .  Caùc PLC loaïi lôùn coù kích thöôùc töø 1K ÷ 16K, coù khaû naêng chöùa töø 2000 ÷16000 doøng leänh. Ngoaøi ra coøn cho pheùp gaén theâm boä nhôù môû roäng nhö RAM , EPROM.  Caùc ngoû vaøo ra I / O Caùc ñöôøng tín hieäu töø boä caûm bieán ñöôïc noái vaøo caùc modul ( caùc ñaàu vaøo cuûa PLC ) , caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc noái vôùi caùc modul ra ( caùc ñaàu ra cuûa PLC ) . Haàu heát caùc PLC coù ñieän aùp hoaït ñoäng beân trong laø 5V , tín hieâïu xöû lyù laø 12/24VDC hoaëc 100/240VAC. Moãi ñôn vò I / O coù duy nhaát moät ñòa chæ, caùc hieån thò traïng thaùi cuûa caùc keânh I / O ñöôïc cung caáp bôõi caùc ñeøn LED treân PLC , ñieàu naøy laøm cho vieäc kieåm tra hoaït ñoäng nhaäp xuaát trôû neân deå daøng vaø ñôn giaûn . Boä xöû lyù ñoïc vaø xaùc ñònh caùc traïng thaùi ñaàu vaøo (ON,OFF) ñeå thöïc hieän vieäc ñoùng hay ngaét maïch ôû ñaàu ra .