Luận văn Tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Chia sẻ: Nguyenquangthang Thang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

285
lượt xem 84
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng các đỗ xe cũng như yêu cầu các bãi đỗ xe phải được tự động hóa tăng theo. Bên cạnh đó sự tiến bộ trong công nghệ điện tử, tin học ngày nay thực sự là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta kỹ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

LỜ I NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng các đỗ xe cũng như yêu cầu các bãi đỗ xe phải được tự động hóa tăng theo. Bên cạnh đó sự ti ến b ộ trong công ngh ệ đi ện t ử, tin h ọc ngày nay th ực s ự là m ột cu ộc cách m ạng công ngh ệ trên toàn th ế gi ới. Ở n ước ta k ỹ thu ật đi ện t ử - tin h ọc đã đ ượ c ứng d ụng vào lĩnh v ực đi ều khi ển tự động, đ ặc bi ệt là k ỹ thu ật vi x ử lý. Hi ện nay ng ười ta đã s ản xu ất ra nh ững thi ết b ị có k ết c ấu nh ỏ g ọn d ạng máy tính mà bên trong có ch ứa b ộ vi x ử lý và có th ể l ập trình đ ượ c. Đó chính là các thi ết b ị đi ều khi ển có l ập trình "Programmable Logic Controller" viết tắt là PLC. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn, chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, được ứng dụng trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao. Có rất nhiều các hãng sản xuất bộ điều khiển l ập trình v ới nhi ều loại và khả năng ứng dụng khác nhau. Trong bản đồ án này em đi sâu vào tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động. Nội dung bản đồ án gồm các phần như sau: Chương I: Giới thiệu chung bãi đỗ xe Chương II: Giới thiệu chung về PLC và phần mềm lập trình Syswin Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mô hình điều khiển bãi đỗ xe tự động. Kết luận: Tóm tắt các kết quả đã đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn tại và đề xuất hướng phát triển của đồ án. 1
Do thời gian và trình độ có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏi những khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn của các Thầy, Cô giáo và các bạn đồng nghiệp. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐỖ XE 1.1 Tình hình giao thông tại các Thành phố Việt Nam Từ khi nền kinh tế Việt Nam chuyển từ kế hoạch hoá tập trung sang nền kinh tế thị trường thì bức tranh về kinh tế của Việt Nam có nhiều điểm sáng, mức sống của người dân được cải thiện từng bước, được bạn bè các nước trong khu vực và quốc tế hết lòng ca ngợi về những thành t ựu đổi mới trong quá trình xây dựng đất nước. Tuy mức tăng trưởng kinh tế của Việt Nam đạt được là khá cao nhưng đi liền với nó là vấn đề về tai n ạn giao thông và ùn tắc giao thông, đặc biệt là giao thông đường bộ, số vụ giao thông không ngừng tăng cả về quy mô và số lượng. Cho nên nhiều người thường nói rằng giao thông đường bộ ở Việt Nam giống như một quả bong bóng dẹp được chỗ này thì chỗ khác lại ùng ra, có không biết bao nhiêu là chiến dịch, chỉ thị nhưng chỉ được một thời gian ngắn lại đâu vào đấy. Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới tình trạng này thì có nhiều: Do sự lấn chiếm hành lang an toàn giao thông, sự gia tăng quá nhanh của các phương tiện giao thông cá nhân và ý thức của người tham gia giao thông quá kém và chưa được cải thiện nhiều trong những năm gần đây. Bên c ạnh đó cũng phải kể đến đường xá của chúng ta quá nhỏ hẹp, nhiều khúc cua 90 độ trong khi đó có quá nhiều các biển báo cấm và biển báo hi ệu trên m ột đo ạn đường, vỉa hè thì bị lấn chiếm làm nơi kinh doanh bán hàng, đ ể xe ô tô d ẫn tới tình trạng người tham gia giao thông bị khuất tầm nhìn, nhiều đoạn đường xuống cấp quá nhanh có nguy cơ tiềm ẩn tai nạn giao thông. Có th ể nói rằng cứ ở đâu có đường là ở đó có nhà dân thậm chí các doanh nghi ệp, các nhà máy các khu công nghiệp cũng coi bám mặt đường là một lợi th ế. Vì thế “trăm hoa đua nở” dẫn đến không kiểm soát được. Thời gian qua, tất cả các địa phương ra quân triển khai mạnh mẽ tháng ATGT nhưng tình hình TTATGT trên địa bàn cả nước vẫn diễn biến 2
rất phức tạp. Theo thống kê của Cục CSGT đường bộ- đường sắt và Uỷ ban ATGT Quốc gia, tính đến hết tháng 9, cả nước đã x ảy ra t ới 10.518 v ụ TNGT làm 9.510 người chết và 10.700 người bị thương. Điều này dẫn đ ến hậu quả về kinh tế và gánh nặng cho xã hội là rất lớn. Theo số liệu thống kê mới nhất, có tới 50% số người tham gia giao thông không dùng đèn báo khi chuyển hướng, 85% không dùng còi đúng quy định, 70% không dùng phanh tay, 90% không sử dụng đúng đèn chiếu sáng xa, gần và 72% không đội mũ bảo hiểm khi ngồi trên mô tô trên nh ững tuyến đường bắt buộc. Ngoài ra, tình trạng vượt đèn đỏ, uống rượu bia say, chở quá tải, quá tốc độ trong thời gian qua vẫn luôn ở m ức báo đ ộng và r ất khó kiểm soát. Hình 1.1: Tình hình ùn tắc giao thong tại các thành phố ở Việt Nam 1.2 Khái niệm về hệ thống bãi đỗ xe tự động Chỉ sau khi ngành công nghiệp ô tô ra đời một thời gian ngắn, từ những năm 20 của thế kỷ trước, hệ thống đỗ xe ô tô t ự đ ộng cũng đã xu ất hiện nhằm đáp ứng nhu cầu về chỗ đỗ xe ô tô, đặc biệt ở các khu vực trung tâm, siêu đô thị; Hệ thống đỗ xe tự động nếu trước đây chỉ hiện diện tại các nước Bắc Mỹ, Tây Âu thì đến nay chúng đã trở thành một ph ần không th ể thiếu trong giao thông công cộng ở các nước đang phát triển.Về mặt công nghệ, ngày nay toàn bộ quá trình sắp xếp chỗ đỗ xe, quản lý th ời gian l ưu bãi 3
hoàn toàn thực hiện bằng công nghệ điều khiển học.Trạm đỗ xe tự động không chỉ được lắp đặt như những công trình nổi, mà còn được thi công ngầm trong lòng đất, dưới lòng sông.Đối với tầng lớp công dân tại các đô thị lớn của Việt Nam hiện nay, khả năng tài chính không còn là v ấn đ ề l ớn mà đôi khi bài toán về chỗ đỗ xe mới là trở lực ngăn cản họ sở h ữu một chiếc ôtô riêng. Hệ thống đỗ xe tự động hay còn gọi là hệ thống đỗ xe thông minh: là một công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu các pallet và thang nâng, cho phép đỗ được nhiều xe ô tô hơn trên cùng một diện tích không gian; Hệ thống đỗ xe tự động là một giải pháp an toàn – tiết kiệm. 1.3. Giới thiệu một số hệ thống bãi đỗ xe tự động 1.3.1 Hệ thống cầu trục-di chuyển Cầu trục : cầu trục tự hành có nhiệm vụ nâng hạ và dịch chuyển bàn thao tác ( pallet) Bàn thao tác có cơ cấu móc kéo chuyển pallet ( khay ch ứa xe oto) th ực hiện thao tác vào/ra vị trí lưu đỗ. Cơ cấu chấp hành có thể sử dụng nhiều dạng khác nhau Đặc điểm : Hệ thống này có kết cấu nguyên lý đơn giản dễ điều khiển và thông dụng, thích hợp với mô hình vừa và nhỏ do hạn chế về chiều cao của cầu trục . Hệ thống có tốc độ xử lý khá cao và linh hoạt s ử dụng cho bãi đ ỗ công cộng, chung cư, công sở Nhược điểm: Hệ thống hạn chế chiều cao nâng chuyển và phát th ải ồn cơ học Hệ số sử dung diện tích: 60% -Rộng: 7,5m -Dài:30-50m -Cao: 10m -Số lượng:60-100 vị trí 4
Hình 1.2: Bãi đỗ xe của Toyota 1.3.2 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang -Thang nâng Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy: nâng, hạ pallet theo phương đứng. -Cơ cấu vạn chuyển trên 1 tầng theo phương pháp đấy/ kéo trượt ngang các pallet theo một vòng chòn khép kín ( pallet có th ể d ịch chuy ển theo 2 phương nằm ngang trên 1 tầng) -Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ăn khớp” truyền lực giữa các pallet với nhau Ưu điểm : Hệ thống này cho hệ số sử dung diện tích khá cao (>80%) thường sử dung cho bãi đỗ ngầm và nổi tòa cao ốc . Nhược điểm của hệ thống này là giới hạn diện tích sử dụng, chi phí năng lượng riêng lớn -Rộng:13m -Dài: 30-35m -Cao:10-15m -Số lượng: 120- 160 vị trí đỗ/1hệ thống 5
Hình 1.3: Bãi đỗ xe tại Nga 6
1.3.3 Hệ thống thang nâng-quay vòng tầng Thang nâng ở đây thuộc loại xích tải (Kiểu thang cuốn) nó có thể nâng/hạ pallet liên tục theo vòng tròn đứng Việc dịch chuyển trên mỗi tầng được thực hiện nhờ cơ cấu đấy kéo chuỗi pallet theo từng nhịp (mỗi bước dich chuyển bằng chi ều r ộng c ủa pallet). Mỗi đường vận chuyển có 1 bộ truyền động riêng. Truyền lực giữa pallet với nhau bằng liên kết khớp nối. Khi thang cuốn chịch chuyển thì khớp liên kết giữa pallet tự phân khai ra khỏi chuỗi. Đường lưu chuyển của hệ thống này được thiết lập nh ờ kết hợp truyền động chịch chuyển ngang của cả và thang nâng ở 2 đầu. Đườn chuyển động là vòng chuyển động ngược chiều khép kín giữa t ầng này v ới tầng khác qua 2 đầu thang cuốn Ưu điểm : Hệ thống này sử dung tối đa không gian lưu trữ trong diện tích h ẹp. Hệ thống này thích hợp cho bãi đỗ ngầm của khu trung cư, khách sạn Hạn chế của hệ thống này ở chỗ : phái sử dung đến nhiều bộ truy ền động , chi phí năng lượng riêng cao -Rộng:6,5m -Dài:25-30m -Cao:7-12m -Số lượng:32-40 vị trí Hình 1.4: Sơ đỗ lưu chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng tầng 7
1.3.4 Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn -Thang nâng ở hệ thống này thực hiện 2 chuyển động : nâng hạ theo phương đứng và quay quanh trục của nó -Thực hiện thao tác xếp vào/lấy ra nhờ cơ cấu cánh tay robot. Sơ đồ lưu chuyển : (hình 125) Khi thang nâng nâng bàn robot kết hợp chuyển động quay vòng đến vị trí xác định thì robot bắt đầu làm việc Hệ thống thang nâng - xoay vòng tròn Ưu điểm: BãI đỗ hình trụ ngầm hoặc nổi, kiến trục đẹp, khung k ết cấu thép hoặc beton Tốc độ xỷ của hệ thống khá cao. Nhược điểm: Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siểu thị,..Bãi đỗ có thể thiết kế ngầm và nổi - Đường kính mặt bằng: 20m - Cao: 10-16m + 16-20m - Số chứa: 100-200 vị trí đỗ 8
Hình 1.5: Mô hình gara ô tô tự động đang sản xuất tại Việt Nam 1.3.5 Hệ thống thang máy – dịch chuyển ngang Nguyên lý vận hành: Thang nâng kiểu thang máy ròng rọc kép di chuyển trên 4 đường ray theo phương thẳng đứng Cơ cấu chấp hành thường dung dạng móc kéo chịch chuy ển pllet vào/ra vị trí lưu đỗ. Truyền động cho cơ cấu này nhờ 1 bộ truyền xích. Ưu điểm : -Hệ thống này có kết cấu và điều khiển đơn giản, th ường sử dung cho bãi đỗ kiểu ngầm và tháp cao. -Tốc độ xử lý cao và ổn định Bãi đỗ đáp úng mọi nhu cầu sử dụng và đạt hiệu quả kinh tế cao Nhược điểm: Do có chiều cao lớn khó khăn cho công tác phong chống cháy nổ -Hệ số sử dung diện tích cao (k= 66 -80%) -Diện tích mặt bằng: 13m x 6,5m Hoặc 18x6,5m -Cao: 20-30m 9
-Số chứa:30-80 vi trí đỗ Hình 1.6: Bãi đỗ xe ở Beclin 1.3.6 Hệ thống nâng hạ- dịch chuyển Hệ thống này dùng cáp treo nâng hạ 3/4 vị trí đỗ/ 1 bộ truy ền đ ộng cáp treo. Ưu điểm: Hệ thống này điều kiển dơn giản, tời gian xuất/nhập nhỏ, hệ số sử dụng diện tích cao. Hệ thống này hích hợp cho bãi đỗ công cộng. Nhược điểm: Hệ thống này rất hạn chế về chiều cao không gian sử dụng. 10
Kích thước 1 modul: -Rộng: 6m -Cao:6m-8m -Dài: 15-20m -Số vị trí đỗ:15-20 -Hệ số sử dụng diện tích:85% Hình 1.7: Hệ thống nâng hạ- dịch chuyển 1.3.7 Hệ thống quay vòng đứng 11
Hệ thống quay vòng đứng Nguyên lý cấu tạo: Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròng theo chuỗi xích. Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn h ướng giữ thăng b ằng pallet khi chuyển động. Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động. Ưu điểm: Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sử cao về không gian và thời gian xuất/nhập. Nhược điển: Hệ thống này hạn chế vầ chiều cao và phát thải tiếng ồn cơ học Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều đối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyến phố bộ Đặc điểm: -Diệt tích sử dụng 1 modul 7-14 vị trí: 6,5 x5,6m -Cao 7-16m -Hệ số sử dụng diện ích: 95% -Số lượng vị trí/ 1 modul: 7-14 vị trí 12
Hình 1.8: Hệ thống quay vòng đứng 13
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC CPM1A VÀ PHẦN MỀM SYSWIN 2.1. Giới thiệu về PLC CPM1A. 2.1.1. Khái niệm về PLC. - PLC là chữ viết tắt của "Programmable Logic Controller" được hiểu là bộ điều khiển có khả năng lập trình được. Chương trình do con người lập ra và nạp vào bộ nhớ của PLC sau đó PLC sẽ th ực hiện logic c ủa quá trình điều khiển, PLC thực chất là một Modull hoá của quá trình điều khiển thiết bị bằng vi mạch (IC). Về mặt cấu trúc PLC được thiết kế dựa trên nh ững nguyên tắc kiến trúc máy tính. Nó chính là một máy tính công nghi ệp đ ể thực hiện một dãy quá trình sản xuất và thường gắn ngay tại nơi sản xu ất để thuận tiện cho việc vận hành và theo dõi. - Hiện nay trên thế giới PLC được sản xuất rất đa dạng về ch ủng lo ại, do các hãng sản xuất như: Mitsubisi, Omron, Siements, Fefaus… 2.1.2. Lịch sử phát triển của PLC. - Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và yêu cầu tự động hoá trong công nghiệp ngày càng cao, công nghệ sản xuất ngày càng phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, tạo năng suất trong lao động s ản xu ất. Đ ể đáp ứng được yêu cầu đó lĩnh vực điều khiển cũng phát triển không ngừng để nghiên cứu và tìm ra được các phương pháp điều khiển mang tính đột phá. - Trong những năm 60 điều khiển logic điện tử là các thiết b ị đóng c ắt đi ện từ như: Rơle, công tắc tơ... kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn, công tắc... Các khí cụ này nối lại với nhau theo một mạch điện cụ th ể để th ực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. Các thiết bị này được nối vĩnh vi ễn với nhau nên việc lắp đặt đi dây mất nhiều thời gian. Khi muốn thay đ ổi nhiệm vụ điều khiển thì phải tháo bỏ và đi dây l ại toàn b ộ. Vì v ậy mà khó thay đổi công nghệ và trong sửa chữa, chiếm nhiều diện tích. Đối với những công nghệ phức tạp thì hiệu quả, độ tin cậy không cao và rất t ốn kém. Tuổi thọ của thiết bị thấp. - Từ những nhược điểm của việc sử dụng hệ thống điều khiển nối cứng có tiếp điểm. Để khắc phục nó đến những năm 70 - 80 người ta tìm ra được các phần tử thay thế. Đó là sự ra đời của điều khiển logic không ti ếp đi ểm, 14
là ứng dụng các thiết bị bán dẫn vi mạch OR, AND, NOT, k ết h ợp v ới các bộ cảm biến, các đèn, công tắc... và chúng cũng được nối với nhau theo một sơ đồ công nghệ cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. - So với các điều khiển nối cứng có tiếp điểm thì nó có độ tin c ậy cao h ơn, hiệu quả hơn, diện tích công nghệ thu gọn hơn... nhưng do các thi ết b ị bán dẫn thường công suất nhỏ hay bị sự cố lúc ban đầu và khó có thể thay thế. - Để khắc phục các nhược điểm này người ta chế tạo ra các linh kiện có công suất lớn hơn như SCR, Triac để thay thế cho các thi ết b ị có ti ếp đi ểm trong mạch lực. - Cùng với sự phát triển của khoa học công ngh ệ, thì s ự ra đời của m ạch vi xử lý là bộ PLC và dây cứng, đây là một ứng dụng điển hình trong những năm 90 của VXL trong công nghiệp. Sự ra đời của vi xử lý PLC t ạo ra m ột bước ngoặt cho lĩnh vực điều khiển. Hiện nay ứng dụng kĩ thuật vi xử lý và kĩ thuật số thông qua sử dụng PLC dưới nhiều hình thức chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều khiển. Điều này đã được ch ứng minh t ại những nước phát triển và đang phát triển như nước ta. 2.1.3. Các ứng dụng của PLC. Bộ điều khiển lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động. Chiếm một vị trí quan trọng trong công nghiệp được ứng dụng trong các lĩnh vực sau: - Hệ thống chiếu sáng cho cửa hang - siêu thị - nhà hàng, khách sạn, công ty. - Điều khiển hệ thống cung cấp nước tự động. - Tự động hoá các máy gia công cơ khí như: máy khoan, máy tiện, máy phay, máy bào... - Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén trong công nghiệp. - Tự động hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện tử. - Tự động đóng mở cửa công nghiệp cho các bãi xe, nhà ga, sân bay, khách sạn. - Điều khiển các thiết bị nâng chuyển như: băng tải, thang máy, cần cẩu, cần trục, máy xúc... - Tự động hoá quá trình phân loại sản phẩm. - Điều khiển rô bốt tự động. 2.1.4. Ưu, nhược điểm của PLC. * Ưu điểm: 15
Nhờ việc logic của quá trình điều khiển thực hiện bằng ch ương trình do con người tạo ra chứ không phải bằng dây nối như các hệ thống điều khiển nối cứng, do đó PLC có những ưu điểm sau: - Dễ dàng thay đổi công nghệ cũng như nội dung chương trình thông qua việc lập trình. - Độ tin cậy của hệ thống cao. - Tốc độ xử lý của PLC khá cao. - Tiêu tốn ít năng nượng. - Xử lý sự cố dễ và nhanh chóng do chỉ cần thay đổi lại chương trình khi PLC báo lỗi chứ không cần phải kiểm tra trên toàn hệ thống. - Đấu nối các thiết bị PLC đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình. - Kết cấu mạch nhỏ gọn, giảm được kích thước định hình. - Được ứng dụng điều khiển với phạm vi rộng trong toàn bộ các ngành công nghiệp. - Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với các PLC khác và các máy tính PLC thông qua cổng kết nối. - Việc lập trình đơn giản nhờ có sự trợ giúp của các phần mền chuyên dụng cũng như sự trợ giúp của các bộ lập trình. - Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp s ẽ cho hi ệu qu ả kinh tế cao hơn, giá thành hạ so với các phương pháp khác. - Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, đi ện áp dao động, tiếng ồn. * Nhược điểm: - Việc thiết kế, sửa chữa chương trình cho PLC đòi hỏi ph ải có đ ội ngũ cán bộ biết lĩnh vực tin học, cần phải có quá trình đào tạo. - Giá thành của một hệ thống tương đối cao. 2.1.5. Ngôn ngữ lập trình cho PLC. Để biểu diễn chương trình điều khiển trên PLC có 3 ph ương pháp biểu diễn chính là: - Sơ đồ bậc thang LAD (Ladder Diagram). - Lưu đồ hệ thống điều khiền CSF (Control System Flowchart). - Liệt kê danh sách lệnh STL (Statement List). 16
* Phương pháp biểu diễn LAD. Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình tương tự như sơ đồ tiếp điểm dùng rơ le trong sơ đồ điện công nghiệp. Bắt đầu chương trình bằng một Power Bus trái, các công tắc được thay thế bằng các tiếp đi ểm thường đóng hoặc thường mở phụ thuộc vào trạng thái của công tắc. Các công tắc tơ được thay thế bằng các cuộn dây. Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp LAD trên PLC (CPM1): 000.00 000.01 000.03 010.00 010 .00 Nút D Rơ-Le Nhiệt K1 * Phương pháp biểu diễn CSF. Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình như sơ đồ không tiếp điểm dùng các cổng logic. Ví dụ: Biểu điễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp CSF 000.01 Kết thúc 000.03 X & 010.000 000.00 010.00 >=1 X * Phương pháp biểu diễn STL. Phương pháp STL dùng các từ viết tắt gợi nhớ để lập công thức cho việc điều khiển, tương tự với ngôn ngữ assembler ở máy tính. Phương pháp này thích hợp cho đối tượng làm việc trong lĩnh vực tin học. 17
Bắt đầu một chương trình bao giờ cũng là lệnh nạp địa chỉ một tiếp điểm nào đó. Sau đó là nội dung chương trình và kêt thúc chương trình b ằng l ệnh END (01). Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ trên bằng phương pháp STL (CPM1): LD 000.00 OR 010.00 AND NOT 000.01 AND NOT 000.03 OUT 010.00 END (01) 2.1.6. Biểu diễn các đại lượng trong PLC. Các hệ đếm sử dụng trong PLC gồm có: - Hệ nhị phân (hệ 2). - Hệ thập phân (hệ 10). - Hệ thập lục (hay hệ Hexa- hệ 16). * Hệ nhị phân (hay hệ 2 - Binary (bin)). Là hệ đếm sử dụng 2 con số 0 và 1 (gọi là bít) để biểu di ễn t ất c ả các đại lượng và các con số. Tất cả các đại lượng bên trong PLC đều ở trạng thái nhị phân. * Hệ thập phân (hay là hệ 10 - decimal (DEC)). Là hệ đếm thông thường và sử dụng 10 chữ số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 đ ể biểu diễn các con số. Hay thập phân còn kết hợp với hệ nhị phân để biểu gọi là BCD (Binary Coded Decimal). * Hệ thập lục (hay hệ 16 - Hexadecimal - HEX.). Là hệ đếm sử dụng 16 ký tự là 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 và A B C D E F (trong đó có 10 chữ số từ 0-9 và các chữ số từ A đến F). * Cách biểu diễn các đại lượng bên trong PLC. Khi biểu diễn các con số theo các h ệ đếm khác nhau. Đ ể phân bi ệt người ta thường thêm các chữ BIN (hoặc số 2) BCD hay HEX (hoặc H) vào các con số. 18
Bảng 2.1: Biểu diễn các đại lượng trong PLC Số nhị phân 4 bit tương đương HEX BCD Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 23=8 2 2 =4 21=2 20=1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 2 2 0 0 1 0 3 3 0 0 1 1 4 4 0 1 0 0 5 5 0 1 0 1 6 6 0 1 1 0 7 7 0 1 1 1 8 8 1 0 0 0 9 9 1 0 0 1 A A 1 0 1 0 B B 1 0 1 1 C C 1 1 0 0 D D 1 1 0 1 E E 1 1 1 0 F F 1 1 1 1 2.1.7. Cấu trúc phần cứng của PLC. PLC gồm 4 khối chức năng cơ bản như hình 2-1: - Bộ Xử lý trung tâm CPU. - Bộ nhớ chương trình (Program Memory). - Khối vào ra (In, out, put Block). - Khối nguồn cung cấp (Power Supply). INPUT DRIVES OUTPUT DS Input area CPU Output area Memory area 19 Power Supply
Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản phần cứng của PLC Trạng thái đầu vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm. PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua các trạng thái ngõ ra cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm. Sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị công tắc. Như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ. Chương trình được nạp vào PLC qua thiết bị lập trình chuyên dùng. * Bộ xử lý trung tâm CPU. Bộ xử lý trung tâm (CPU - Central Proccessing Unit) điều khiển và quản lý tất cả các hoạt động bên trong PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/ ra được thực hiện thông qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU. * Bộ nhớ chương trình (Program Memory). Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong của PLC có nhiệm vụ lưu chương trình điều khiển được lập bởi người dùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh ghi tạm trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… nội dung của bộ nhớ được mã hoá dưới dạng nhị phân. Tất cả PLC đều thường dùng vào các loại bộ nhớ sau: - EPROM (Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ phụ để lưu giữ vĩnh cửu các chương trình và có thể lập lại bằng thiết bị lập trình - EEPROM (Electrical Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ để lưu giữ vĩnh cửu các chương trình và có thể lập trình bằng thiết bị chuẩn CRT hoặc bằng tay. - RAM (Random acces memory) thông tin của bộ nhớ này có thể được ghi vào và đọc ra. Dung lượng bộ nhớ phụ thuộc vào họ PLC. 20