intTypePromotion=1

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư

Chia sẻ: Nguyenhuucuong Cuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:85

0
861
lượt xem
278
download

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: "Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư" sẽ giúp bạn nắm được khái niệm về hệ thống điều khiển, kỹ thuật lập trình PLC s7-300, kết nối mạng và ứng dụng của PLC. Mời bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư

  1. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Lêi nãi ®Çu HiÖn nay sù tiÕn bé khoa häc kÜ thuËt trªn thÕ giíi diÔn ra nhanh chãng, víi sù ra ®êi cña hµng lo¹t nh÷ng s¶n phÈm míi øng dông nh÷ng tiÕn bé ë nh÷ng níc ph¸t triÓn.§Æc biÖt trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y kÜ thuËt ®iÒu khiÓn ph¸t triÓn m¹nh mÏ, cã nhiªug c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn míi ®îc ra ®êi ®Ó thay thÕ cho nh÷ng c«ng nghÖ ®· lçi thêi. §Ó b¾t kÞp víi tiÕn bé khoa häc kÜ thuËt trªn thÕ giíi còng nh ®¸p øng yªu cÇu CNH_H§H ®Êt níc th× ngµnh c«ng nghiÖp ViÖt Nam ®ang thay ®æi nhanh chãng, c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ hiÖn ®¹i ®ang dÇn dÇn ®îc thay thÕ c¸c c«ng nghÖ l¹c hËu vµ thiÕt bÞ cò. C¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ tiªn tiÕn víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn lËp tr×nh PLC, Vi xö lý, ®iÖn khÝ nÐn, ®iÖn tö. §ang ®îc óng dông réng r·i trong c«ng nghiÖp nh c¸c d©y truyÒn x¶n xuÊt níc ngät, chÕ biÕn thøc ¨n gia xóc, m¸y ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh CNC, c¸c hÖ thèng ®Ìn giao th«ng, c¸c hÖ thèng b¸o ®éng. Trong c¸c trêng ®¹i häc, cao ®¼ng vµ c¸c trêng trung häc ®· vµ ®ang ®a c¸c thiÕt bÞ hiÖn ®¹i cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh ®îc vµo gi¶ng d¹y. Mét trong nh÷ng lo¹i thiÕt bÞ cã øng dông m¹nh mÏ vµ ®¶m b¶o cã ®é tin cËy cao lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng PLC. Víi ®Ò tµi “ThiÕt kÕ m« h×nh hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®Ìn giao th«ng t¹i ng· t ”. Chóng em ®· vËn dông ®îc nh÷ng u ®iÓm cña hÖ th«ng ®iÒu khiÓn nµy cã hiÖu qu¶ cao. §iÒu ®Æc biÖt lµ ý tëng nµy ®îc øng dông trong thùc tÕ rÊt nhiÒu. Bëi v× hiÖn tr¹ng giao th«ng ViÖt Nam cßn rÊt th« s¬, l¹c hËu, ngêi tham gia giao th«ng kh«ng ®i theo ®óng nguyªn t¾c nµo míi ®Én ®Õn t¾c ®êng, tai n¹n.. Sau qu¸ tr×nh häc tËp rÌn luyÖn vµ nghiªn cøu t¹i trêng chóng em ®· tÝch luü ®îc vèn kiÕn thøc ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi cña m×nh. Cïng víi sô híng dÉn GVHD: nguyen dinh khanh 1 SV: giap van thuy
  2. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp tËn t×nh cña thÇy gi¸o nguyen dinh khanh, còng nh c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa vµ c¸c b¹n sinh viÖn cïng kho¸ ®Õn nay chóng em ®· hoµn thµnh ®Ò tµi nµy víi néi dung sau: 1: X¸c ®Þnh nhiÖm vô ®iÒu khiÓn hÖ thèng. 2: Giíi thiÖu chung vÒ PLC. 3: ThiÕt kÕ chÕ t¹o m« h×nh m« pháng. 4: ViÕt ch¬ng tr×nh ch¹y cho hÖ thèng qua phÇn mÒm øng dông. 5: Hoµn thµnh thuyÕt minh. Do thêi gian nghiªn cøu cã h¹n nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nhng sai sãt, chóng em rÊt mong nhËn ®ùoc sù gãp ý, chØ dÉn thªm cña c¸c thÇy c« còng nh ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c b¹n sinh viªn ®Ó ®Ò tµi cña chóng em hoµn thiÖn h¬n, ®¸p øng ®Çy ®ñ nh÷ng môc tiªu ®· ®Æt ra. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! bac giang, ngµy 11 th¸ng 6 n¨m 2010 GVHD: nguyen dinh khanh 2 SV: giap van thuy
  3. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn 1 ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. GVHD: nguyen dinh khanh 3 SV: giap van thuy
  4. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp ................................................................................................................. .......................................................................................... NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn 2 ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. GVHD: nguyen dinh khanh 4 SV: giap van thuy
  5. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp ................................................................................................................. .......................................................................................... DAÃN NHAÄP I. Ñaët vaán ñeà Töï ñoäng ngaøy caøng ñoùng vai troø quan troïng trong ñôøi soáng vaø coâng nghieäp. Ngaøy nay ngaønh töï ñoäng ñaõ phaùt trieån tôùi trình ñoä cao nhôø nhöõng tieán boä cuûa lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng, cuûa nhöõng ngaønh khaùc nhö ñieän töû, tin hoïc, … Nhieàu heä thoáng ñieàu khieån ñaõ ra ñôøi, nhöng phaùt trieån maïnh vaø coù khaû naêng phuïc vuï roäng laø boä ñieàu khieån PLC. Sôû dó nhö theá, do boä PLC coù nhieàu öu ñieåm noåi baäc so nhöõng boä ñieàu khieån khaùc :  Ñôn giaûn, deå daøng thay ñoåi, laäp trình .  Tin caäy trong moâi tröôøng coâng nghieäp.  Caïnh tranh ñöôïc giaù thaønh vôùi caùc boä dieàu khieån khaùc. Cuoái thaäp nieân 60 xuaát hieän khaùi nieäm veà PLC vaø ñaõ ñöôïc phaùt trieån raát nhanh. Naêm 1974 PLC ñaõ söû duïng nhieàu boä xöû lyù nhö : maïch ñònh thôøi, boä ñeám, dung löôïng nhôù ñeán 12KB vaø coù 1024 ñieåm nhaäp xuaát. Naêm 1976 ñaõ giôùi thieäu heä thoáng ñöa tín hieäu vaøo ra töø xa. Naêm 1977 PLC ñaõ duøng ñeán vi xöû lyù. Naêm1980 phaùt trieån caùc khoái nhaäp xuaát thoâng minh naâng cao ñieàu khieån thuaän lôïi qua vieãn thoâng, naâng cao vieäc phaùt trieån phaàn meàm, duøng maùy tính caù nhaân laäp trình. Ñeán naêm 1985 ñaõ thaønh laäp maïng PLC. Rieâng nöôùc ta saép tôùi ñaây haønh raøo thueá quan khu vöïc ñöôïc loaïi boû, kinh teá môû cöûa hôïp taùc vôùi nöôùc ngoaøi. Tröôùc tình hình ñoù, neàn coâng nghieäp seõ gaëp khoâng ít khoù khaên do coøn nhieàu daây chuyeàn coù coâng ngheä laïc haäu. Ñeå coù choå ñöùng vaø theá maïnh treân thöông tröôøng, nhaø nöôùc ñaõ ñaëc bieät chuù troïng ñeán öùng duïng vaø phaùt trieån töï ñoäng trong saûn xuaát, nhaèm naâng cao naêng suaát, chaát löôïng saûn phaåm vaø haï giaù thaønh. Moät trong GVHD: nguyen dinh khanh 5 SV: giap van thuy
  6. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp nhöõng phöông aùn toát nhaát vaø ñöôïc söû duïng roäng hieän nay laø thay theá nhöõng heä thoáng ñoù baèng boä ñieáu khieån PLC. Ñeå phaùt trieån maïnh hôn nöõa, nhieäm vuï ñaët ra haøng ñaàu laø ñaøo taïo nhöõng chuyeân gia veà töï ñoäng ñieàu khieån noùi chung vaø veà PLC noùi rieâng. Laø moät kyõ sö ñieän coâng nghieäp, coâng vieäc seõ gaén lieàn vôùi ñieàu khieån, vaän haønh heä thoáng saûn xuaát. Nhö vaäy, nhöõng hieåu bieát veà PLC seõ taïo nhieàu thuaän lôïi ñeå laøm vieäc toát hôn. Khi ñang coøn ngoài treân gheá nhaø tröôøng, vieäc tìm hieåu, nghieân cöùu ñeå naém vöõng phöông phaùp laäp trình treân boä PLC raát coù yù nghóa vaø laø ñieàu kieän toát nhaát hoïc hoûi, tích luõy kinh nghieäm. II. Giôùi haïn ñeà taøi -Do thêi gian nghiªn cøu cã h¹n nªn viÖc t×m hiÓu vÒ PLC vµ SIMATIC S7-300 cña SIEMENS cßn nhiÒu thiÕu sãt vµ kh«ng ®Çy ®ñ. -Do hoµn c¶nh häc tËp kh«ng ®îc tiÕp xóc nhiÒu víi PLC nªn tr«ng qua tr×nh kh¶o s¸t vµ thùc hµnh víi PLC cßn cã nhiÒu khã kh¨n. -Do yªu cÇu cña ®Ò tµi xuÊt ph¸t tõ thùc tÕ nªn trong khi xö lý c¸c trêng hîp trong thùc tÕ cßn cã nhiÒu trêng hîp kh«ng xö lý ®îc. GVHD: nguyen dinh khanh 6 SV: giap van thuy
  7. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Phu lôc Tran g Lêi nãi ®Çu 1 Ch¬ng I: kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn 8 I. Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 8 II.Ph©n lo¹i. 8 III. Sù kh¸c nhau gi÷a c¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn 11 VI. Bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®îc 12 Ch¬ng II: Giíi thiÖu vÒ PLC s7-300 13 I. §¹i c¬ng vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh PLC. 13 II. HÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC S7 - 300. 18 III. CÊu tróc bé nhí cña CPU cña PLC S7 - 300. 25 GVHD: nguyen dinh khanh 7 SV: giap van thuy
  8. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Ch¬ng III kü thuËt lËp tr×nh PLC s7 – 300 32 I.Giíi thiÖu chung 32 II. Ng«n ng÷ lËp tr×nh PLC 33 III. LËp tr×nh vµ chän chÕ ®é lµm viÖc cho PLC S7-300. 39 IV. C¸c khèi, hµm vµ chøc n¨ng cña nã trong PLC. 41 V. Bé thêi gian 51 VI. Bé §Õm 57 Ch¬ng IV kÕt nèi m¹ng trong PLC 61 1. Giíi thiÖu. 61 2. Khai b¸o m¹ng MPI 61 3. M¹ng vµo ra ph©n t¸n 62 Ch¬ng V thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o m« h×nh 64 I. Kh¶o s¸t hÖ thèng ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®Ìn giao th«ng t¹i ng· t 64 II. M¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn tõng tr¹ng th¸i cña hÖ thèng ®Ìn. 68 III. M¹ch ®iÒu khiÓn b»ng PLC 74 Ch¬ng VI øng dông cña PLC 79 Ch¬ng i: kh¸i qu¸t chung vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. I. Kh¸i niÖm vÒ ®iÒu khiÓn. §iÒu khiÓn lµ mét qu¸ tr×nh cña mét hÖ thèng trong ®ã díi t¸c ®éng cña hay nhiÒu ®¹i lîng gäi lµ c¸c ®¹i lîng vµo, nh÷ng ®¹i lîng kh¸c gäi lµ ®¹i lîng ra ®îc thay ®æi theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh cña hÖ thèng ®ã. II. Ph©n lo¹i. GVHD: nguyen dinh khanh 8 SV: giap van thuy
  9. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp HiÖn nay ngêi ta chia c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn ra lµm hai lo¹i chÝnh lµ: * Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nèi cøng ( ®iÒu khiÓn lËp tuyÕn). * Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®îc. II.1. Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nèi cøng ( ®iÒu khiÓn lËp tuyÕn). Kh¸i niÖm: Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nèi cøng lµ hÖ thèng ®îc thùc hiÖn bëi c¸c phÇn tö tù ®éng nèi víi nhau b»ng c¸c ®êng d©y. Trong ®iÒu khiÓn nèi cøng ngêi ta chia lµm hai lo¹i: ®iÒu khiÓn nèi cøng tiÕp ®iÓm vµ ®iÒu khiÓn nèi cøng kh«ng tiÕp ®iÓm. a. Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nèi cøng cã tiÕp ®iÓm: Dïng c¸c khÝ cô ®iªn tö nh r¬le, c«ng t¾c t¬ víi c¸c bé c¶m biÕn, c¸c ®Ìn , c¸c c«ng t¾c, c¸c khÝ cô nµy ®îc nèi l¹i víi nhau theo mét m¹ch ®iÖn cô thÓ ®Ó thùc hiÖn mét yªu cÇu c«ng nghÖ nhÊt ®Þnh nh m¹ch ®æi chiÒu quay, m¹ch khëi ®éng giíi h¹n dßng hay m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ch¹y tuÇn tù vµ dõng tuÇn tù. C¸c phÇn tö C¸c phÇn tö C¸c phÇn tö ® vµo Çu ®iÒu khiÓn ® ra Çu S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn nèi cøng cã tiÕp ®iÓm. b. Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nèi cøng kh«ng tiÕp ®iÓm: Dïng c¸c cæng logic c¬ b¶n ®a n¨ng hay c¸c m¹ch tuÇn tù ( Gäi chung lµ IC sè ) kÕt hîp víi c¸c bé c¶m biÕn, c¸c ®Ìn, c«ng t¾c - C¸c IC sè nµy còng ®îc nèi l¹i víi nhau theo mét s¬ ®å logic cô thÓ ®Ó thùc hiÖn mét yªu cÇu c«ng nghÖ nhÊt ®Þnh. C¸c m¹ch ®iÒu khiÓn nèi cøng sö sông c¸c linh kiÖn ®iÖn tö c«ng suÊt, quang trë, triac, tranzitor ®Ó thay thÕ c«ng t¾c trong c¸c m¹ch ®éng lùc. C¸c phÇn C¸c tin hiÖu ®iÒu ® vµo Çu khiÓn GVHD: nguyen dinh khanh 9 SV: giap van thuy
  10. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp CÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn nèi cøng kh«ng tiÕp ®iÓm. Trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn nèi cøng, c¸c linh kiÖn hay khÝ cô ®iÖn ®îc nèi vÜnh viÔn víi nhau. Do ®ã khi muèn thay ®æi l¹i nhiÖm vô ®iÒu khiÓn th× ph¶i nèi d©y l¹i toµn bé m¹ch ®iÖn. Víi c¸c m¹ch phøc t¹p th× kh«ng hiÖu qu¶ vµ rÊt tèn kÐm. Ph¬ng ph¸p diÒu khiÓn nèi cøng ®îc thùc hiÖn theo c¸c bíc sau. X¸c ®Þnh yªu cÇu c«ng nghÖ ThiÕt kÕ s¬® ® å iÒu khiÓn Chän phÇn tö m¹ch ®iÖn R¸p nèi m¹ch, liªn kÕt c¸c phÈn tö Ch¹y thö kiÓm tra L­u vµo bé nhí, In thµnh tµi liÖu… II.2.HÖ thèng ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®îc (PLC) Trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®îc cÊu tróc cña bé ®iÒu khiÓn vµ c¸ch nèi d©y ®éc lËp víi ch¬ng tr×nh. Ch¬ng tr×nh ®îc ®Þnh nghÜa ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn ®îc ghi trùc tiÕp vµo bé nhí cña bé ®iÒu khiÓn nhê sù trî gióp cña bé lËp tr×nh hay m¸y vi tÝnh. §Ó thay ®æi ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn GVHD: nguyen dinh khanh 10 SV: giap van thuy
  11. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp chØ cÇn thay ®æi néi dung bé nhí cña bé ®iÒu khiÓn, phÇn nèi d©y bªn ngoµi kh«ng bÞ ¶nh hëng. ®©y lµ u ®iÓm cña ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®îc. Các bước thiết lập sơ đồ diều khiển lập trình: X¸c ®Þnh yªu cÇu c«ng nghÖ ThiÕt kÕ thuËt gi¶i So¹n th¶o ch­¬ tr× ng nh N¹p ch­¬ tr× vµo bé nhí ng nh Ch¹y thö kiÓm tra L­u vµo bé nhí, in thµnh tµi liÖu… III. Sự khác nhau giữa hệ thống điều khiển nối cứng và hệ thống điều khiển lập trình được có thể minh hoạ bằng ví dụ sau: - Điều khiển hệ thống 3 máy bơm nước qua 3 khởi động từ K1, K2, K3. Trình tự điều khiển như sau: Các máy bơm hoạt động tuần tự nghĩa là K1 đóng trước, tiếp đến là K2 rồi cuối cùng là K3 đống. Để thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu trên mạch điều khiển ta có thể thiết kế như sau: Trong đó các nút ấn S1, S2, S3, S4 là các phần tử nhập tín hiệu. GVHD: nguyen dinh khanh 11 SV: giap van thuy
  12. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Các tiếp điểmK1, K2, K3 và các mối liên kết là các phần xử lý. Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý. Sơ đồ điều khiển theo kiểu nối cứng: S1 S2 K1 K2 K3 S3 S4 K1 K2 K1 K2 K3 -Nếu ta thay bằng thiết bị điều khiển lập trình được có thể mô tả như sau: Tín hiệu vào S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên Tín hiệu ra K1, K2, K3 là các khởi động từ vẫn giữ nguyên -Phần xử lý được thay thế bằng thiết bị điều khiển lập trình được. Ch­ ¬ tr× ng nh S1 S2 S3 S4 Bé nhí PLC IV.Bộ điều khiển lập trình được. GVHD: nguyen dinh khanh 12 SV: giap van thuy
  13. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Ch­ ¬ng tr×nh I1 I2 I3 I4 Bé nhí ch­ ¬ng tr×nh PLC Output module Khèi nguån nu«i Input module Bé vi xö lý Q1 Q2 Q3 Bộ điều khiển lập trình được(Programble Logic Controler): gọi tắt là PLC bao gồm các module sau: -Khối xử lý trung tâm CPU và bộ nhớ chương trình -Module xuất nhập(Input / Output) -Hệ thống Bus truyền tín hiệu -Khối nguồn nuôi -Module nhập (input module) được nối với các công tắc, nút ấn, các bộ cảm biến để điều khiển chương trình từ bên ngoài. Các ngõ vào được kí hiệu theo thứ tự I1, I2, I3…… -Module xuất (output module) được nối với tải ở ngõ ra như cuộn dây rơle, công tắc tơ, đèn tín hiệu, van điện từ….. -Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhí nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình hay bằng một máy vi tính. Ch¬ng II giíi thiÖu vÒ PLC - s7 300 I. §¹i c¬ng vÒ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh PLC. GVHD: nguyen dinh khanh 13 SV: giap van thuy
  14. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp 1. Kh¸i niÖm. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh (Programmable Logic Control , viÕt t¾t lµ PLC ) lµ lo¹i thiÕt bÞ cho phÐp thùc hiÖn linh ho¹t c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn sè th«ng qua mét ng«n ng÷ lËp tr×nh. Thay cho viÖc thùc hiÖn thuËt to¸n ®ã b»ng m¹ch sè nh vËy víi ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn PLC trë thµnh mét bé ®iÒu khiÓn sè nhá gän dÔ dµng thay ®æi thuËt to¸n vµ ®Æc biÖt dÔ trao ®æi th«ng tin víi m«i trêng xung quanh (víi c¸c PLC kh¸c hay m¸y tÝnh). Toµn bé ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®îc lu trong bé nhí cña PLC díi d¹ng c¸c khèi ch- ¬ng tr×nh nh khèi OB, FC hoÆc FB, vµ ®îc thiÕt lËp theo chu kú vßng quÐt. §Ó cã thÓ thùc hiÖn ®îc mét ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, tÊt nhiªn PLC cã t×nh n¨ng nh mét m¸y tÝnh. NghÜa lµ ph¶i cã mét bé vi xö lý (PLC), mét hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí ®Ó lu ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, d÷ liÖu vµ tÊt nhiªn ph¶i cã cæng ®Çu vµo/ra ®Ó giao tiÕp ®îc víi ®èi tîng ®iÒu khiÓn vµ trao ®æi th«ng tin víi m«i trêng xung quanh. Bªn c¹nh ®ã PLC cßn cã thªm c¸c khèi chøc n¨ng ®Æc biÖt kh¸c nh bé ®Õm (Counter), bé thêi gian (Timer)… vµ c¸c khèi chuyªn dông kh¸c. 2. CÊu tróc cña PLC. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh PLC lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ®Æc biÖt dùa trªn bé vi xö lý, sö dông bé nhí lËp tr×nh ®îc ®Ó lu tr÷ c¸c lÖnh vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng: phÐp logic, lËp chuçi, ®Þnh giê, ®Õm, thuËt to¸n ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y vµ c¸c qu¸ tr×nh. Ch­¬ tr× ng nh TÝ hiÖ n u TÝ hiÖ n u PLC Ngâ vµo Ngâ ra PLc ®îc thiÕt kÕ cho phÐp nh÷ng ngêi kh«ng yªu cÇu kiÕn thøc cao vÒ m¸y tÝnh vµ ng«n ng÷ m¸y tÝnh cã thÓ vËn hµnh ®îc. Khi cÇn ®iÒu khiÓn mét bµi to¸n ta chØ cÇn viÕt ch¬ng tr×nh theo ng«n ng÷ PLC vµ nhËp vµo bé GVHD: nguyen dinh khanh 14 SV: giap van thuy
  15. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp nhí PLC. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn sÏ gi¸m s¸t c¸c tÝn hiÖu vµo /ra theo c¸c ch¬ng tr×nh nµy vµ thùc hiÖn c¸c quy t¾c ®iÒu khiÓn ®· lËp tr×nh. PLC cã 5 thµnh phÇn c¬ b¶n: §¬n vÞ xö lý trung t©m, bé nhí, bé nguån nu«i, khèi tÝn hiÖu vµo/ra vµ thiÕt bÞ lËp tr×nh. ThiÕ bÞ t lËp tr× nh Bé nhí Giao Giao Bé xö lý diÖn diÖn nhËp xuÊt Nguån c«ng xuÊt S¬ ®å cÊu tróc c¬ b¶n cña PLC 3. CÊu t¹o PLC. Mét PLC ®iÓn h×nh cã cÊu t¹o nh h×nh vÏ: BUS ®Þ chØ a Panel lËp BUS ®iÒ khiÓ u n tr×nh RAM RAM (vï ng Xung vï ng Khèi Pin nhí PLC nhÞ p ROM vµo /ra nhí d÷ ch­¬ ng liÖu tr× nh) BUSd÷liÖu HÖthèngBUSvµo ra Opto TiÕ ® m p iÓ cuopler ®ura Ç TÝ hiÖ vµo n u TÝ hiÖ ra § K n u GVHD: nguyen dinh khanh 15 SV: giap van thuy
  16. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp Ta thÊy cÊu tróc c¬ b¶n cña PLC bao gåm mét bé vi xö lý trung t©m CPU, bé nh¬ (ROM, RAM), khèi vµo ra, khèi ph¸t xung nhÞp, pin vµ hÖ thèng c¸c BUS. Toµn bé ho¹t ®éng cña PLC ®îc ®iÒu khiÓn bëi CPU, nã ®îc cung cÊp bëi khèi ph¸t xung nhÞp, do ®ã tèc ®é cña CPU sÏ phô thuéc vµo khèi ph¸t xung nhÞp( th«ng thêng khèi ph¸t xung nhÞp cã tÇn sè vµo kho¶ng 1 ÷ 8 MHz ), xung nhÞp nµy sÏ cung cÊp cho tÊt c¶ c¸c khèi trong PLC ®Ó ®ång bé hãa qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña khèi nµy víi CPU. HÖ thèng BUS bao gåm BUS ®Þa chØ ( x¸c ®Þnh ®Þa chØ trªn c¸c vïng nhí ), BUS ®iÒu khiÓn ( truyÒn t¶i c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn ), BUS d÷ liÖu ( truyÒn t¶i d÷ liÖu)vµ c¸c BUS vµo/ra ( mang th«ng tin tõ c¸c ®Çu vµo ra). Cã bèn bé nhí trong PLC: +Bé nhí ROM: lµ lo¹i bé nhí kh«ng thÓ thay ®æi ®îc, bé nhí nµy chØ n¹p ®îc mét lÇn nªn Ýt ®îc sö dông phæ biÕn nh c¸c lo¹i bé nhí kh¸c. +Bé nhí RAM: lµ lo¹i bé nhí cã thÓ thay ®æi ®îc vµ dïng ®Ó chøa c¸c ch- ¬ng tr×nh øng dông còng nh d÷ liÖu, d÷ liÖu chøa trong RAM sÏ bÞ mÊt khÝ mÊt ®iÖn. Tuy nhiªn, ®iÒu nµy cã thÓ kh¾c phôc b»ng c¸ch dung Pin. +Bé nhí EPROM: gièng nh RAM, nhuån nu«i cho EPROM kh«ng cÇn dung Pin, tuy nhiªn néi dung chøa trong nã cã thÓ xãa b»ng c¸ch chiÕu tia cùc tÝm vµo mét cöa sæ nhá trªn EPROM vµ sau ®ã n¹p l¹i néi dung b»ng m¸y n¹p. +Bé nhí EEPROM: kÕt hîp hai u ®iÓm cña RAM vµ EPROM, lo¹i nµy cã thÓ xoa vµ n¹p b»ng tÝn hiÖu ®iÖn. Tuy nhiªn sè lÇn n¹p còng cã giíi h¹n. 4. ¦u nhîc ®iÓm cña hÖ thèng: Trong giai ®o¹n ®Çu cña thêi kú ph¸t triÓn c«ng nghiÖp vµo kho¶ng 1960 - 1980, yªu cÇu tù ®éng cña hÖ ®iÒu khiÓn ®îc thùc hiÖn b»ng c¸c R¬le ®iÖn tö nèi víi nhau b»ng d©y dÉn ®iÖn trong b¶ng ®iÒu khiÓn, trong nhiÒu trêng hîp b¶ng ®iÒu khiÓn cã kÝch thíc qu¸ lín ®Õn nçi kh«ng thÓ g¾n toµn bé lªn trªn têng vµ c¸c d©y nèi còng kh«ng hoµn toµn tèt v× thÕ rÊt hay x¶y GVHD: nguyen dinh khanh 16 SV: giap van thuy
  17. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp ra trôc trÆc trong hÖ thèng. Mét ®iÓm quan träng n÷a lµ do thêi gian lµm viÖc cña c¸c R¬le cã giíi h¹n nªn khi cÇn thay thÕ ph¶i ngõng toµn bé hÖ thèng vµ d©y nèi còng ph¶it hay míi cho phï hîp, b¶ng ®iÒu khiÓn chØ dïng ®îc mét yªu cÇu riªng biÖt kh«ng thÓ thay ®æi tøc thêi chøc n¨ng kh¸c mµ ®ßi hái thî chuyªn m«n cã tay nghÒ cao. Tãm l¹i hÖ thèng ®iÒu khiÓn R¬le hoµn toµn kh«ng linh ho¹t. *Tãm t¾c nhîc ®iÓm cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng R¬le: -Tæn kÐm rÊt nhiÒu d©y dÉn. -Thay thÕ rÊt phøc t¹p. -CÇn c«ng nh©n söa ch÷a tay nghÒ cao. -C«ng suÊt tiªu thô lín. -Thêi gian söa ch÷a l©u. -Khã cËp nhËt s¬ ®å nªn g©y khã kh¨n cho c«ng t¸c b¶o tr× còng nh thay thÕ. *¦u ®iÓm cña hÖ ®iÒu khiÓn PLC: Sù ra ®êi cña hÖ ®iÒu khiÓn PLC ®· lµm thay ®æi h¼n hÖ thèng ®iÒu khiÓn còng nh c¸c quan niÖm thiÕt kÕ vÒ chóng, hÖ ®iÒu khiÓn dïng PLC cã nhiÒu u ®iÓm sau: -Gi¶m 80% sè lîng d©y dÉn. -C«ng suÊt tiªu thô cña PLC rÊt thÊp. -Cã chøc n¨ng tù chuÈn ®o¸n do ®ã dÔ dµng cho c«ng t¸c söa ch÷a ®îc nhanh chãng vµ dÔ dµng. -Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn th©y ®æi dÔ dµng b»ng thiÕt bÞ lËp tr×nh ( m¸y tÝnh, mµn h×nh ) mµ kh«ng cÇn thay ®æi phÇn cøng nÕu kh«ng cã yªu cÇu thªm bít c¸c thiÕt bÞ xuÊt nhËp. -Sè lîng R¬le vµ Timer Ýt h¬n nhiÒu so víi hÖ ®iÒu khiÓn cæ ®iÓn. -Sè lîng tiÕp ®iÓm trong ch¬ng tr×nh sö dông kh«ng h¹n chÕ. -Thêi gian hoµn thµnh mét chu ch×nh ®iÒu khiÓn rÊt nhanh( vµi mS) dÉn ®Õn t¨ng cao tèc ®é s¶n xuÊt. GVHD: nguyen dinh khanh 17 SV: giap van thuy
  18. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp -Chi phÝ l¾p ®Æt thÊp. -§é tin cËy cao. -Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cã thÓ in ra giÊy chØ trong vµi phót thuËn tiÖn cho vÊn ®Ò b¶o tr× vµ söa ch÷a hÖ thèng. 5. Ph©n lo¹i PLC. HiÖn nay trong lÜnh vùc ®iÒu khiÓn nãi chung vµ ngµnh tù ®éng hãa nãi riªng, c¸c PLC míi ®îc ®a vµo sö dông ngµy cµng nhiÒu víi tÝnh n¨ng rÊt lín nh: + PLC S5 + PLC S7 - 200 + PLC S7 - 300 + PLC S7 - 400 + PLC LOGO GVHD: nguyen dinh khanh 18 SV: giap van thuy
  19. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp II. HÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC S7 - 300. II.1. CÊu tróc phÇn cøng cña hÖ thèng PLC S7 - 300. Th«ng thêng, ®Ó t¨ng tÝnh mÒm dÎo trong øng dông thùc tÕ mµ ë ®ã phÇn lín c¸c ®èi tîng ®iÒu khiÓn cã sè tÝn hiÖu ®Çu vµo/ra còng nh chñng lo¹i tÝn hiÖu vµo /ra kh¸c nhau mµ c¸c bé ®iÒu khiÓn PLC ®îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng hãa vÒ cÊu h×nh. Chóng ®îc chia nhá thµnh c¸c modul. Sè c¸c modul ®îc sö dông nhiÒu hay Ýt tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ, song tèi thiÓu bao giê còng ph¶i cã mét modul chÝnh lµ c¸c modul CPU, c¸c modul chøc n¨ng chuyªn dông nh PID, ®iÒu khiÓn ®éng c¬. Chóng ®îc gäi chung lµ modul më réng. TÊt c¶ c¸c modul ®îc g¸ trªn nh÷ng thanh ray ( RACK). * Modul CPU. Lµ modul cã chøa bé vi xö lý, hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí, c¸c bé thêi gian, bé ®Õm, cæng truyÒn th«ng( chuÈn truyÒn RS485) vµ cã thÓ cßn cã mét vµi cæng vµo /ra sè ( Digital). C¸c cæng vµo ra cã trªn modul CPU ®îc gäi lµ cæng vµo ra ONBOART. Modul CPU bao gåm c¸c lo¹i sau : *CPU 312-IFM -6ES7-312-5AC00-OABO -6ES7-312-5AC01-OABO -6ES7-312-5AC02-OABO -6ES7-312-5AC81-OABO -6ES7-312-5AC82-OABO +C¸c module nµy cã: -Vïng nhí lµm viÖc :6KB -Thêi gian xö lÝ 1 khèi lÖnh:0.6ms/KAW -DI/DO trªn module CPU:10/6 GVHD: nguyen dinh khanh 19 SV: giap van thuy
  20. truong cao dang nghe bac giang thuyÕt minh Khoa ®iÖn - ®iÖn tö ®å ¸n tèt nghiÖp -Sö dông trong nèi m¹ng MPI *CPU 313 -6ES7 313-1AD00-0AB0 -6ES7 313-1AD01-0AB0 -6ES7 313-1AD02-0AB0 -6ES7 313-1AD03-0AB0 +C¸c module nµy cã: -Vïng nhí lµm viÖc :12KB -Thêi gian xö lÝ 1 khèi lÖnh:0.6ms/KAW -Sö dông trong nèi m¹ng 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 +C¸c module nµy cã: -Vïng nhí lµm viÖc :24KB -Thêi gian xö lÝ 1 khèi lÖnh:0.3ms/KAW -Sö dông trong nèi m¹ng 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 +C¸c module nµy cã: -Vïng nhí lµm viÖc :Tõ 24KB ®Õn 32KB GVHD: nguyen dinh khanh 20 SV: giap van thuy
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2