Luận văn: Ứng dụng PLC trong hệ thống băng chuyền

Phần I: Trình bày lý thuyết

PHẦN 1 TRÌNH BÀY LÝ THUYẾT

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương I: Tìm hiểu chung về PLC

CHƯƠNG I

TÌM HIỂU CHUNG VỀ PLC

1.1 Giới thiệu PLC PLC là 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. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :

- Lập trình dễ dàng , ngôn ngữ lập trình dễ học. - Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản , sửa chữa. - Dung lượng bộ nhớ lớn có thể chứa được những chương trình phức tạp. - Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp . - Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các modul mở rộng. - Giá cả có thể cạnh tranh được.

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình, chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay relay.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

1. 2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC

Chương I: Tìm hiểu chung về PLC

1.2.1 Cấu trúc Tất cả các PLC đều có thành phần chính là : - Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ).

- Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. - Các modul vào /ra.

Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … 1.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC 1.2.2.1 Đơn vị xử lý trung tâm

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

1.2.2.2 Bộ nhớ

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :  Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.  Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi

và các relay. Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ .

Kích thước bộ nhớ :

 Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo .

 Các PLC loại lớn có kích thước từ 1k ÷ 16k, có khả năng chứa từ 2000

÷ 16000 dòng lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

1.2.2.3 Các ngỏ vào ra I/O

Chương I: Tìm hiểu chung về PLC

Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON/OFF) để thực hiện việc

Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽ được

PLC ), các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC ). Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêu xử lý là 12/24 VDC hoặc 100/240 VAC. Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O được cung cấp bỡi các đèn led trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản. đóng hay ngắt mạch ở đầu ra. 1.2.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC lưu trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ. PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho đến cuối chương trình. Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một chu kỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :

 Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC được gọi là hệ điều hành.

 Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự từng lệnh một trong chương trình. Trong ghi, đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào và thực hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra.

 Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

modul đầu ra. 1.2.4 So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác.

Chương I: Tìm hiểu chung về PLC

Điều khiển

Với chức năng được lưu trữ bằng

Tiếp xúc vật lý Bộ nhớ khả lập trình

Quy trình cứng Quy trình mềm

Thay đổi được Khả lập trình tự do Bộ nhớ thay đổi được Không thay đổi được

Liên kết cứng Liên kết phích cắm RAM EPROM ROM EPROM

Rơle, linh kiện điện tử, mạch điện tử PLC xử lý 1 bit PLC xử lý từ ngữ

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 1.1: So sánh PLC với các hệ thống điều khiển khác

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

CHƯƠNG II

THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH S7 200

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thao tác điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh ( với các PLC hoặc máy tính). Hình 2.1: SIMATIC S7 của Siemen

Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài sự khác nhau của 2 loại CPU nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp. - CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng - CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

2.1 Cấu trúc phần cứng của CPU 214

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU-214.

Hình 2.2: Cấu trúc PLC CPU 214

2.1.1 Các thông số của CPU 214

 CPU - 214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul mở rộng.

 2.048 từ đơn (4 kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình (vùng nhớ có giao diện với EPROM).

 2.048 từ đơn (4 kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc miền non-volatile.

 Tổng số ngõ vào/ra cực đại là 64 ngõ vào và 64 ngõ ra.

 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 timer 1ms, 16 timer 10ms và 108 timer 100ms.

 128 bộ đếm chia làm 2 loại: Chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.

 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.

 Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.

 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2khz và 7 khz.

 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.

 2 bộ điều chỉnh tương tự.

 Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ kể từ

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

khi PLC bị mất nguồn cung cấp.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

2.1.2 Các đèn báo trên S7-200 CPU 214

 SF (đèn đỏ): đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng.

 Run (đèn xanh): đèn xanh run chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.

 Stop (đèn vàng): đèn vàng stop chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương trình và đang thực hiện lại.

 Ix.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của cổng. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của công tắc.

 Qx.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng.

Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng. 2.1.3 Chế độ làm việc

PLC có 3 chế độ làm việc:

 Run: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ run sang stop nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh stop.

 Stop: cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ stop.

 Term: cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc

run hoặc stop.

S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

2.1.4 Cổng truyền thông phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

8 7

giải thích chân

····· ····

Đất 24 VDC Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng Đất 5 VDC (điện trở trong 100Ω) 24 VDC (120 mA tối đa) Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Hình 2.3: Cổng truyền thông

Hình 2.4: Sơ đồ kết nối truyền thông cho PLC S7-200

Do PLC thông qua liên kết RS485 nhưng máy tính chỉ có RS232 nên phải

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

2.1.5 Cáp truyền thông cho PLC S7-200 dùng cáp chuyển đổi. Quá trình chuyển đổi được thực hiện qua các bước: - Đặt tốc độ truyền cho cáp PC/PCI, có hai tốc độ truyền là 9600 baud và 19200 baud - Nối đầu cáp phía PC (RS232) vào cổng COM1 hoặc COM2 của máy tính.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

- Nối đầu còn lại của cáp PC/PCI (RS485) vào cổng giao tiếp của CPU S7-

200. 2.2 Cấu trúc bộ nhớ

Tham số Tham số

EPROM

Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu

Miền nhớ ngoài

Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. Chương trình Chương trình Chương trình Tham số Vùng đối tượng

Hình 2.5: Cấu trúc bộ nhớ bên trong và ngoài của S7-200

 Vùng chương trình Là nguồn nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm… . Cũng giống như  Vùng tham số vùng chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

 Vùng dữ liệu

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương trình. Nó có thể được truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (w-word) hoặc theo từ kép (dw_ double word), vùng dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ với các

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

V : Variable memory. I : Input image register. O : Output image regiter. M : Internal memory bits. SM : Special memory bits. công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu theo từ tiếng anh, đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau: Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc từ kép (double word).

 Vùng đối tượng Bao gồm các thanh ghi timer, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào ra, thanh ghi

AC. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nên đọc/ghi được . 2.3 Mở rộng cổng vào ra

CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul (bao gồm modul số và modul tương tự). Có thể mở rộng cổng vào, ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích. Địa chỉ của các vị trí của các modul được xác định cùng kiểu. Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại.

PLC

Modul kết nối

Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương tự với số đầu vào/ra của modul .

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Caple kết nối Hình 2.6: Kết nối modul với PLC

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Sau đây là địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 214

CPU 214 Modul 0 4vào/4a Modul 1 8 vào Modul 3 8 ra Modul 4 3vào/1ra Modul 2 3vào/1a analog

AIW8 AIW12 AQW 4

AIW 0 AIW 2 AIW 4 AQW 0

I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7

I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

Bảng 2.1: Địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 214

Có thể được lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong các phần

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

2.4 Cấu trúc chương trình của S7-200 mềm : Step 7 – micro / dos Step 7 – micro / win 2.4.1 Thực hiện chương trình của S7-200 PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.

1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào

4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi

2.Thực hiện chương trình 3. Truyền thông và . tự kiểm tra lỗi

Hình 2.7: Vòng quét trong S7-200

Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác,

ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào và ra. Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.

2.4.2 Các toán hạng lập trình cơ bản

 I : dùng để chỉ ngõ vào vật lý nối trực tiếp vào PLC.

 Q : dùng để chỉ ngõ ra vật lý nối trực tiếp từ PLC.

 T : dùng để xác định phần tử định thời có trong PLC.

 C : dùng để xác định phần tử đếm có trong PLC.

 M và S : dùng như các cờ hoạt động như bên trong PLC.

Tất cả các phần tử (toán hạng) trên có hai trạng thái ON hoặc OFF (1 hoặc 0). 2.5 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 214 2.5.1 Phương pháp lập trình

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm một dãy các tập lệnh. S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng quét.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên ba phương pháp cơ bản.

- Phương pháp hình thang (ladder, viết tắt là LAD). - Phương pháp liệt kê lệnh (statement list, viết tắt là STL). - Phương pháp lập trình theo biểu đồ khối FBD (Function block diagram):

Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự động tạo ra một chương trình theo dạng STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình viết dưới dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD.

Phương pháp hình thang (LAD): LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa, những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau:

 Tiếp điểm: Là biểu tượng mô tả các tiếp điểm của rơle. Tiếp điểm thường mở: Tiếp điểm thường đóng:

 Cuộn dây (coil):   mô tả rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơ le.

 Hộp (box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học.

Ví dụ:

Hình 2.8: Ví dụ phương pháp lập trình LAD

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

 Phương pháp liệt kê lệnh (STL): Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

Q0.0

LD A LDN A OLD =

Stack 0: bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp

Stack 1: bit thứ hai của năn xếp

Stack 2: bit thứ ba của ngăn xếp

Stack 3: bit thứ tư của ngăn xếp

Stack 4: bit thứ năm của ngăn xếp

Stack 5: bit thứ sáu của ngăn xếp

Stack 6: bit thứ bảy của ngăn xếp

Stack 7: bit thứ bảy của ngăn xếp

Stack 9: bit thứ tám của ngăn xếp Ví dụ: Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của CPU S7-200. Ngăn xếp là một khối 9 bit chồng lên nhau, tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit thứ 2 của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi (hoặc có thể được nối thêm ) vào ngăn xếp khi có yêu cầu phối hợp hai bit đầu của ngăn xếp thì ngăn xếp sẽ được kéo lên một bit. Hình 2.9: Cấu trúc của một ngăn xếp

 Phương pháp lập trình theo biểu đồ khối FBD:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

STEP7 Micro/Win32 cho phép tạo ra các lệnh như các hộp logic giống với các biểu đồ cổng chung. Trong FBD không có tiếp điểm và cuộn dây như của dạng LAD, nhưng có các lệnh tương đương xuất phát như các hộp lệnh. Logic của chương trình nhận được từ sự liên kết giữa các hộp lệnh.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Ví dụ:

2.5.2 Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214

Hình 2.10: Ví dụ phương pháp lập trình FBD

Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của các toán hạng

Truy nhập bit (địa chỉ byte, V ( 0.0  4095.7) chỉ số bit) I (0.0  7.7)

Q ( 0.0 7.7)

M ( 0.0 31.7)

SM ( 0.0 85.7)

T (0 127)

C (0 127)

Truy nhập bit VB (0 4.095)

IB (0 7)

MB (0 31).

SMB (0 85)

AC (0 3) hằng số

Truy nhập từ đơn VW (0 4094)

T (0 127)

C (0 127)

IW (0 6)

QW (0 6)

MW (0 30)

SMW (0 84)

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

AC (0 3)

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

AIW (0 30)

AQW (0 30) hằng số

Truy nhập từ kép VD (0 4092)

ID (0  4)

QD (0  4)

MD (0  28)

SMD (0  82)

AC (0  3)

HC (0  2) hằng số.

Bảng 2.2: Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214

2.6 Một số lệnh cơ bản dùng trong lập trình 2.6.1 Các lệnh vào, ra

 Lệnh LD, LDN trong LAD như sau:

LAD Mô tả Toán hạng

LD N Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng nếu n = 1. N: I, Q, M, SM, T, C, V LDN N Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi n = 1.

LDI N Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi n = 1 N: I LDNI N Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi n = 1

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Bảng 2.3: Mô tả lệnh LD, LDN trong LAD

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

 Lệnh Output

LAD Mô tả Toán hạng

N: I, Q, M, SM, T, C, V (bít) n ( ) Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dòng điều khiển đi qua.

N: Q (bít)

n ( ) Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng điều khiển đi qua.

Bảng 2.4: Mô tả lệnh Output bằng LAD

2.6.2 Lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm

 Set (S) và Reset (R):

Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, lệnh điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộc dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm (hoặc một dãy các tiếp điểm).

Mô tả Toán hạng LAD

Đóng một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ S bit. N ( S )

S bit: I, Q, M, SM, T, C, V N (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số, *VD, *AC

N ( R )

Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S bit. Nếu S bit lại chỉ vào timer hoặc counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu ra của timer / counter đó.

Đóng tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ S bit.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

N ( SI ) S bit: Q N (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số,

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

*VD, *AC

Ngắt tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ địa chỉ S bit. N ( RI )

Bảng 2.5: Mô tả bằng lệnh Set và Reset trong LAD

2.6.3 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị của đỉnh ngăn xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt không có toán hạng riêng của chính chúng và vì thế phải đặt chúng vào vị trí phía trước của cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm có nhu cầu về bộ nhớ, nên đối với CPU 214 là 256 lệnh.

LAD Mô tả Toán hạng

Không có

NOT

Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo thì nó thông mạch.

Không có

Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 0 lên 1

Không có N

Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xuống 0.

Bảng 2.6: Mô tả lệnh các lệnh tiếp điểm đặc biệt

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

2.6.4 Các lệnh so sánh

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Khi lập trình, nếu có các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh cho byte, từ hay từ kép của S7-200. LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép (giá trị thực hoặc nguyên). Những lệnh so sánh thường là so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng (=) và so sánh lớn hơn hoặc bằng (> =). Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng. Ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bít cao nhất trong từ hoặc từ kép.

= = B

= = I

= = D

Mô tả Toán hạng LAD

= = R

n1, n2 (byte) : VB , IB , QB, MB, SMB , AC , CONST , *VD*, AC Tiếp điểm đóng khi n1 = n2 B = byte I = integer D = double integer R = real

> = B

Tiếp điểm đóng khi

> = I

n1, n2 (từ): VW, T, C, QW, MW, IW, SMW,AC, AIW, Hằng số, *VD, *AC

> = D

> = R

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

n1 > n2 B = byte I = integer D = double integer R = real

< = B

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

< = I

n1, n2(từ kép):VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, hằng số, *VD, *AC

< = D

< = R

Tiếp điểm đóng khi n1 < n2 B = byte I = integer D = double integer R = real

Bảng 2.7: Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD:

2.6.5 Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con: Các lệnh của chương trình, nếu không có những lệnh điều khiển riêng thì sẽ được thực hiện theo thứ tự từ trên xuống dưới trong một vòng quét. Lệnh điều khiển chương trình cho phép thay đổi thứ tự thực hiện lệnh. Chúng cho phép chuyển thứ tự thực hiện, đáng lẽ ra là lệnh tiếp theo nhưng tới một lệnh bất cứ nào khác của chương trình, trong đó nơi điều khiển chuyển đến phải được đánh dấu trước bằng một nhãn chỉ đích thuộc nhóm lệnh điều khiển chương trình gồm: lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con, nhãn chỉ đích, hay gọi đơn giản là nhãn, phải được đánh dấu trước khi thực hiện lệnh nhảy hay lệnh gọi chương trình con.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Việc đặt nhãn cho lệnh nhảy phải nằm trong chương trình. Nhãn của chương trình con, hoặc của chương trình xử lý ngắt được khai báo ở đầu chương trình. Không thể dùng lệnh nhảy JMP để chuyển điều khiển từ chương trình chính vào một nhãn bất kỳ trong chương trình con hoặc trong chương trình xử lý ngắt. Tương tự như vậy cũng không thể từ một chương trình con hay chương trình xử lý ngắt nhảy vào bất cứ một nhãn nào nằm ngoài các chương trình đó. Lệnh gọi chương trình con là lệnh chuyển điều khiển đến chương trình con. Khi chương trình con thực hiện xong các phép tính của mình thì việc điều khiển lại được chuyển trở về lệnh tiếp theo trong chương trình chính nằm ngay sau lệnh gọi chương trình con. Từ một chương trình con có thể gọi được một chương trình con khác trong nó, có thể gọi như vậy nhiều nhất là 8 lần trong S7-200. Nói chung (trong một chương trình con có lệnh gọi đến chính nó) về nguyên tắc không bị cấm song phải để ý đến giới hạn trên.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con, lệnh khai báo nhãn và lệnh thoát khỏi

Lệnh nhảy JMP và lệnh gọi chương trình con SBR cho phép chuyển điều khiển từ vị trí này đến vị trí khác trong chương trình. Cú pháp của lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con trong LAD và STL đều có toán hạng là nhãn chỉ đích (nơi nhảy đến, nơi chứa chương trình con). chương trình con được biểu diễn trong LAD:

Mô tả Toán hạng LAD

Lệnh nhảy thực hiện việc chuyển điều khiển đến nhãn n trong một chương trình. n ( JMP )

Lệnh khai báo nhãn n trong một chương trình. LBL:n n: 0  255

n ( CALL ) Lệnh gọi chương trình con, thực hiện phép chuyển điều khiển đến chương trình con có nhãn là n.

n: 0  255

SBR:n Lệnh gán nhãn n cho một chương trình con.

Lệnh trở về chương trình đã gọi chương trình con có điều kiện (bít đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1). n ( CRET ) Không có

n ( RET ) Lệnh trở về chương trình đã gọi chương trình con không điều kiện.

Bảng 2.8: Mô tả lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con

2.6.6 Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Lệnh MEND, END, STOP, NOP, WDR.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Các lệnh này được dùng để kết thúc chương trình đang thực hiện, và kéo dài trong khoảng thời của một vòng quét.

Trong LAD và STL chương trình chính phải được kết bằng lệnh kết thúc không điều kiện MEND. Có thể sử dụng lệnh kết thúc có điều kiện END trước lệnh kết thúc không điều kiện.

Lệnh STOP kết thúc chương trình, nó chuyển điều khiển chương trình đến chế độ STOP. Nếu gặp lệnh STOP trong chương trình chính hoặc trong chương trình con thì chương trình đang thực hiện sẽ được kết thúc ngay lập tức.

Lệnh rỗng NOP không có tác dụng gì trong việc thực hiện chương trình. Lệnh NOP này phải được đặt trong chương trình chính, hoặc chương trình ngắt, hoặc chương trình con.

Lệnh WDR sẽ khởi động lại đồng hồ quan sát (watchdog timer) và chương trình tiếp tục được thực hiện trong vòng quét ở chế độ quan sát.

Timer là bộ tạo tời thời gian trễ giữ tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều

2.6.7 Các lệnh điều khiển Timer: khiển vẫn thường gọi là khâu trễ. S7-200 có 128 Timer được chia làm 2 loại khác nhau, đó là :

 Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (timer ON delay), ký hiệu là TON.

IN: cho phép timer hoạt động

Txxx : số hiệu timer

PT: giá trị đặt cho timer

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 2.11: Lệnh TON trong LAD

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Hình 2.12: Giản đồ thời gian của TON  Timer tạo thời gian trễ có nhớ (timer on delay retentive), ký hiệu là TONR

Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian nhất định, còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo trong nhều khoảng thời gian khác nhau.

IN: cho phép Timer hoạt động

Txxx: số hiệu Timer

PT: Giá trị đặt cho Timer

Hình 2.13: Lệnh TON trong LAD

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 2.14: Giản đồ thời gian của TONR

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

 Timer tạo thời gian trễ khi mất xung kích (TOF)

IN: Cho phép Timer hoạt động

Txxx: Số hiệu Timer

PT: Giá trị đặt cho Timer

Hình 2.15: Lệnh TON trong LAD

Hình 2.16: Giản đồ thời gian của TOFF

Timer TON, TOF và TONR với 3 độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms. Thời gian trễ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ timer được chọn và giá trị đặt trước cho timer.

Các loại timer của S7-200 chia theo TON, TOF, TONR và độ phân giải bao gồm :

Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại CPU 224

1 ms 32,767s T32T96

TON 10 ms 327,67s T33T36; T97 T100 TOFF

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

100 ms 3276,7s T37T63; T101 T127

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

1 ms 32,767s T0 T64

10 ms 327,67s T1T4; T65T68 TONR

100 ms 3276,7s T5T31; T69T95

Bảng 2.9: Độ phân giải của các timer

Chú ý: khi sử dụng timer kiểu TOR, giá trị đếm tức thời được lưu lại và không bị thay đổi trong khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0. Giá trị của t-bít không được nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị đặt trước.

Một timer đang làm việc có thể được đưa lại về trạng thái khởi động ban đầu. Công việc đưa một timer về trạng thái ban đầu được gọi là reset timer đó.

Có hai phương pháp để reset một timer kiểu TON:  Xóa tín hiệu đầu vào.  Dùng lệnh R (Reset).

3.6.9 Các lệnh điều khiển Counter:

- Counter là bộ điếm hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200. Các bộ đếm của S7-200 được chia ra làm 2 loại: bộ đếm lên (CTU) và bộ đếm lên/xuống (CTUD).

- Bộ đếm lên CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào, tức là đếm số

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

lần thay đổi trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu. - Khác với bộ đếm counter, các bộ đếm CTU đều có chân nối với tín hiệu điều khiển xóa để thực hiện đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (reset) cho bộ đếm, được ký hiệu là chử R trong LAD.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Cxxx : Số hiệu counter (0-255)

R: Reset bộ đếm

PV: Giá trị đặt cho bộ đếm

Hình 2.17: Bộ đếm lên của S7-200

Hình 2.18: Giản đồ thời gian của hàm CTU

 Bộ đếm xuống CTD :

Khi chân LD được kích giá trị PV được nạp cho bộ đếm. Mỗi lần có một sườn cạnh lên ở chân CD, giá trị bộ đếm giảm xuống 1. Khi giá trị hiện tại của bộ đếm bằng 0, ngõ ra sẽ được bật lên ON và bộ đếm sẽ ngừng đếm.

Cxxx : Số hiệu counter (0-255)

R : Reset bộ đếm

PV : Giá trị đặt cho bộ đếm

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 2.19: Bộ đếm xuống

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Hình 2.20: Giản đồ thời gian của hàm CTD

 Bộ đếm lên / xuống CTUD :

Đếm tiến khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm, ký hiệu là CU trong LAD, và đếm xuống khi gặp sườn của xung vào cổng đếm lùi được ký hiệu là CD trong LAD.

Giống như bộ đếm CTU, bộ đếm CTUD cũng được đưa về trạng thái khởi phát ban đầu bằng 2 cách.

Khi đầu vào logic chân xóa, ký hiệu bằng R trong LAD có giá trị là 1 hoặc bằng lệnh R (reset).

Cxxx : số hiệu counter (0-255)

CD: đếm lên

CD: đếm xuống

R : reset bộ đếm

PV : Giá trị đặt cho bộ đếm

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 2.21: Bộ đếm lên xuống

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Hình 2.22: Giản đồ xung của hàm CTUD - Bộ đếm tiến CTU và bộ đếm lên/xuống CTUD có miền giá trị tức thời từ 0 đến 32.767.

- Giống như bộ đếm CTU, bộ đếm CTUD cũng được đưa về trạng thái khởi

Khi đầu vào logic của chân xóa, ký hiệu bằng R trong LAD hoặc bít thứ nhất

Bằng lệnh R (reset) với C-bít của bộ đếm.

phát ban đầu bằng 2 cách: của ngăn xếp trong STL, có giá trị logic là 1. 3.6.10 Đồng hồ thời gian thực Đồng hồ tời gian thực chỉ có ở CPU 214 . Để có thể làm việc với đồng hồ thời gian thực CPU 214 cung cấp hai lệnh đọc và ghi giá trị cho đồng hồ. Những giá trị đọc được hoặc ghi được với đồng hồ thời gian thực là các giá trị về ngày, tháng, năm, và các giá trị giờ, phút, giây. Các dữ liệu đọc, ghi với đồng hồ thời gian thực trong LAD và trong STL có độ dài một byte. Khi cài đặt đồng hồ thời gian thực cho PLC có hai cách:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

- Trực tiếp từ PC và gián tiếp từ người lập trình. Với phương pháp gián tiếp từ người lập trình các thông số nhập cho đồng hồ thời gian thực phải ở dạng số BCD.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

Byte 0 Năm ( 0 99)

Byte 1 Tháng (0 12)

Byte 2 Ngày (0 31)

Byte 3 Giờ (0 23)

Byte 4 Phúc (0  59)

Byte 5 Giây (0 59)

Byte 6 0

Byte 7 0 Ngày trong tuần

Bảng 2.10: Cấu trúc của bộ đếm 8 byte

 Lệnh READ_RTC (LAD)

Hình 2.23: Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực Lệnh đọc nội dung của đồng hồ thời gian thực với bộ đệm 8 byte được chỉ thị trong lệnh bằng toán hạng T.

 SET_RTC (LAD)

Hình 2.24: Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Lệnh ghi nội của bộ đệm 8 byte được chỉ thị trong lệnh bằng toán hạng t vào đồng hồ thời gian thực.

Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

LAD Toán hạng

T(byte) : VB , IB , QB , MB , SMB , *VD , *AC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Bảng 2.11: Cú pháp sử dụng lệnh đọc, ghi dữ liệu với đồng hồ thời gian

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

CHƯƠNG III GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO PLC S7 200

Phần mềm 3.1

Phần mềm hổ trợ lập trình STEP 7/Micro/WIN 32 phiên bản 3.1.

STEP 7/Micro/WIN 32 tạo trợ giúp trực tuyến.

  Cáp nối với cổng truyền thông PC/PPI.   Hộp thoại công cụ STEP 7-/Micro/WIN 32 cũng có phần hổ trợ định dạng

TP070 cho màn hình cảm ứng. 3.2 Những vấn đề thường gặp khi kết nối giữa PLC và máy tính - Các lỗi thường hay xảy ra  Sai tốc độ truyền thông.  Sai địa chỉ trạm.  Ðặt cáp PC/PP sai: kiểm tra cáp chuyển mạch DIP đặt trên cáp.  Sai cổng truyền thông trên PC: kiểm tra cổng COM.  PLC đang ở chế điều khiển: đặt PLC trở về chế độ STOP.  Xung đột với các phần khác: tháo dây ra CPU khỏi mạng.

3.3 Chọn các tham số mặc định cho giao diện truyền thông

 Đặt chuyển mạch DIP trên cáp PC/PPI chọn tốc độ bằng với tốc độ của PC và chọn 11 bit

 Đầu cuối của RS 323 hay RS485 của cáp đến cổng truyền thông của máy tính COM1 hoặc COM2. Hiện nay một số PLC sử dụng cổng USB.

 Nhấn vào biểu tượng cho cáp nối PC/PPI trong hộp thoại này. Chọn nút View Properties hộp thoại sẽ xuất hiện giao diện. Kiểm tra thuộc tính tốc độ truyền chuẩn là 9.6 kbps.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

 Trong cửa sổ STEP 7/Micro/WIN 32, nhấn vào biểu tượng truyền thông hoặc chọn View Component Comunication từ menu. Hộp thoại Comunication Links xuất hiện.

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

Hình 3.1: Truyền thông với 1 PLC trong chế độ PPI

3.4 Thay đổi các tham số truyền thông. - Khi chúng ta truyền thông với PLC S7-200 có thể thay đổi các tham số theo các bước sau.

 Chọn nút View Component System Block từ menu.  Nhấn Port (0,1) mặc đinh địa chỉ trạm là 2, tốc độ truyền là 9.6kbps.  Nhấn OK để lưu tham số này nếu có thay đổi.  Nhấn vào Download trên thanh công cụ để tải sự thay đổi đó tới CPU của PLC. Các tham số này sẽ được chấp nhận.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 3.2: Điều chỉnh các tham số truyền thông

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

Sau khi đã lập xong chương trình từ phần mềm STEP7 Micro/WIN 32, tiếp 3.5 Nạp chương trình từ máy tính vào PLC theo là tải chương trình này vào PLC thực hiện các bước sau.

 Save dữ liệu lập trình vào đĩa.  Compile để chương trình biên dịch.  Trước khi Download chúng ta đưa PLC về chế độ STOP.  Nhấn Download trên thanh công cụ hoặc PLC STOP.  Nhấn OK thực hiện quá trình Download.

Chú ý: Trước đó trên PLC đã có sẳn chương trình thì khi Download lên

chương trình này sẽ ghi chồng lên chương trình trước. 3.6 Tải một chương trình từ PLC về máy tính

 Có thể upload khối chương trình, khối hệ thống, khối dữ liệu.  Mở một file mới sau đó nhấn File Upload.  Hộp thoại upload hiển thị có thể lựa chọn các khối chương trình, các khối dữ

liệu, khối hệ thống hoặc loại bỏ bất cứ khối nào mà không muốn upload.  Nhấn OK để thực hiện lệnh và cance hủy bỏ (không thực hiện).

Hình 3.3: Biên dịch chương trình và truyền tải dữ liệu đến PLC hay ngược lại

3.7 Chọn chế độ làm việc cho CPU:

- Chế độ Stop: CPU không thực hiện chương trình. Chúng ta có thể download

một chương trình, hay định dạng CPU. Đèn led vàng bao ở chế độ Stop.

- Chế độ Run CPU đang thực hiện chương trình. Đèn led xanh sáng chỉ sự

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

hoạt động của CPU.

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

- Có 3 cách để thay đổi trạng thái CPU.  Dùng công tắc chuyển mạch bằng tay.  Dùng phần mền điều khiển.  Dùng câu lệnh Stop trong chương trình.

* Thay đổi chế độ của công tắc chuyển mạch.

 Đặt công ở chế độ Stop CPU dừng việc thực hiện chương trình  Đặt ở chế độ Run CPU bắt đầu thực hiện chương trình  Đặt công tắc ở chế độ Term không thay đổi chế độ làm việc của CPU (ở chế độ Stop hay Run khi nguồn có trở lại).

Thanh menu

Khởi động trình quản lý Micro/Win32: Star - Step S7-MicroWin. Bấm chuột

Công cụ hỗ trợ lập trình

Phần soạn thảo chương trình

3.8 Chương trình quản lý Step S7 MRO/WIN Trình quản lý Step7 Micro/Win32 là giao diện đồ hoạ với người dùng bằng trình soạn thảo trực tiếp bạn có thể: Tác động lên thanh công cụ của chương trình, truy cập trực tuyến với PLC. mở chương trình công cụ soạn thảo. Thanh công tác

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 3.4: Giao diện soạn thảo chương trình

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

 Thanh menu gồm: các lệnh trong từng cửa sổ.  Thanh công cụ: gồm các thao tác các lệnh thường hay sử dụng ở dạng các ký hiệu.

 Thanh trạng thái hiển thị nhiều trạng thái hiện tại và nhiều thông tin khác.  Thanh công tác: chứa các ứng dụng đang mở và cửa sổ dưới dạng các nút.

Bấm F1 chúng ta sẽ nhận được sự trợ giúp, hoặc bấm trực tiếp chuột phải vào biểu tượng soạn lệnh lập trình chúng ta sẽ nhận được hướng dẫn cụ thể của từng lệnh.

- Trợ giúp phổ biến là tác động thực đơn tuỳ chọn Help Contents. - Trợ giúp ngữ cảnh tác động bằng F1.  Contents : Hiển thị danh sách tuỳ theo những tiêu đề phổ biến  Index: Cho phép truy cập thông tin trợ giúp bằng cách hiển thị những thuật

ngữ theo thứ tự mẫu tự.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 3.5: Cửa sổ trợ giúp

Chương III: Giới thiều phần mềm lập trình cho PLC S7-200

Soạn thảo chương trình 3.9

 Vào Menu file chọn lệnh New sẽ thấy xuất hiện một cửa sổ để chúng ta lập trình.

 Tuỳ thuộc vào các lệnh ứng dụng để giải quyết tình huống cụ thể.  Nhấp mouse vào biểu tượng lệnh hoặc đưa mouse vào biều tượng lệnh bấm kéo đến Netword cần gắng biểu tượng lệnh sao đó nhả mouse ra.

 Làm tương tự liện kết các lệnh cần thiết cho đến khi hết lệnh cần lập trình.  Sau đó lưu file và đặt tên.  Thực hiện biên dịch chương trình đê PLC hiểu được lệnh.  Download chương trình.  Bấm nút RUN để PLC hoạt động.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 3.6: Soạn thảo chương trình PLC

Phần II: Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống băng chuyền lúa

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

PHẦN 2 ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN LÚA

Chương IV: Khảo sát hệ thống băng tải

CHƯƠNG IV

KHẢO SÁT HỆ THỐNG BĂNG TẢI

4.1 Các ký hiệu dùng trong hệ thống băng tải:  M1: băng tải dùng để đưa lúa từ phễu vào bồ đài M2.  M5: băng tải ngang dùng để đưa lúa vào băng tải M7.  M6: băng tải dùng để đưa lúa vào nhóm từ silo1 đến silo4.  M7: băng tải dùng để đưa lúa vào nhóm từ silo5 đến silo8.  M8, M9: băng tải dùng để đưa lúa xuống xe.  M10: băng tải dùng để đưa lúa từ các silo về bồ đài M4.  M2: bồ đài dùng để đưa lúa vào cân định lượng W.  M4: bồ đài dùng để đưa lúa từ sàng đến băng tải M5 hoặc băng tải M6.  Cân định lượng W:  Nguyên lý hoạt động của cân:

Đây là loại cân có 2 ngăn. Lúa từ bồ đài M2 sẽ được đưa qua ngăn thứ nhất của cân cho đến khi khối lượng đạt như quy định thì cân sẽ xã lúa xuống sàng, đồng thời thì cân sẽ tự động chuyển sang ngăn thứ hai để nhận lúa từ bồ đài M2, khi lúa từ ngăn thứ hai của cân đã đạt chuẩn quy định thì cân sẽ đưa lúa xuống sàng, đồng thới cân sẽ tự chuyển sang ngăn thứ nhất để nhận lúa, quá trình cứ thế tiếp tục để đảm bảo lúa không bị tồn lại ở bồ đài M2.  Sàng M3: có nhiệm vụ sàng lại lúa để loại bỏ tạp chất như bụi, sạn… 4.2 Các động cơ sử dụng trong hệ thống băng tải:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Tất cả đều là động cơ xoay chiều 3 pha.

Chương IV: Khảo sát hệ thống băng tải

Tên thiết bị sử dụng động cơ Công suất (Hp) Số lượng (cái) Dòng điện dịnh mức (A) Điện áp định mức (V)

30 7 44 380

Băng tải M1, M2, M6, M7, M8, M9, bồ đài M4 Bồ đài M2 + cân 25 1 37 380

Sàng M3 5 1 8.5 380

10 2 15.5 380

0.5 15 1.03 380

Băng tải M5, M10 Van nhập lúa, van xuất lúa Bảng 4.1: Các động cơ dùng trong hệ thống băng tải

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 4.1: Hệ thống silo và băng tải tại cty TNHH bột mì Đại Phong

Chương IV: Khảo sát hệ thống băng tải

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 4.2: Sơ dồ hệ thống băng tải

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

CHƯƠNG V

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA

Động cơ điện xoay chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện xoay

5.1 Khái niệm chung chiều. 5.2 Phân loại:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Động cơ điện xoay chiều được sản xuất với nhiều kiểu và công suất khác nhau. Theo sơ đồ nối điện có thể phân ra làm hai loại: động cơ ba pha và một pha, và nếu theo tốc độ có động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ. 5.3 Sơ lược về động cơ không đồng bộ Động cơ không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên được sử dụng rộng rãi. Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất (nhất là loại rôto lồng sóc đúc nhôm) nên chiếm một số lượng khá lớn trong loại động cơ công suất nhỏ và trung bình. Nhược điểm của động cơ này là điều chỉnh tốc độ khó khăn và dòng điện khởi động lớn thường bằng 6-7 lần dòng điện định mức. Để khắc phục cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông cơ không đồng bộ rôto lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rôto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên. Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có thể điều chỉnh được tốc độ trong một chừng mực nhất định, có thể tạo một mômen khởi động lớn mà dòng khởi động không lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rôto lồng sóc, do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn. Trong hệ thống băng chuyền lúa tại công ty bột mì Đại Phong chỉ sử dụng các động cơ không đồng bộ 3 pha do đặc tính có cơ cấu đơn giản, bền, dễ sử dụng, đặc tính vận hành tốt với tốc độ quay hầu như không đổi và dễ dàng đảo chiều động cơ. 5.3.1 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ Khi cho dòng điện 3 pha vào động cơ và do sự bố trí dây quấn có các pha lệch nhau 1200 , nên tạo được từ trường quay làm phát sinh trong các thanh dẫn của rotor dòng điện cảm ứng và dưới tác dụng của từ trường quay tạo ra lực điện từ làm rotor quay theo chiều của từ trường quay, nhưng tốc độ quay của rotor bao giờ

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

cũng nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường quay. Cũng vì thế mà gọi động cơ này là động cơ không đồng bộ 3 pha. Hình 5.1: Các cuộn dây dặt lệch nhau 1200

Động cơ không đồng bộ ba pha có hai phần chính: stato (phần tĩnh) và rôto (phần quay). Stato gồm có lõi thép trên đó có chứa dây quấn ba pha. Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, trong dây quấn sẽ có các dòng điện chạy, hệ thống dòng điện này tao ra từ trường quay, quay với tốc độ:

f

n



*60 p

Trong đó:

- f1: tần số nguồn điện (Hz). - p: số đôi cực từ của dây quấn.

5.3.2 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ về cơ bản gồm hai bộ phận chủ yếu stator và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy. Trục làm bằng thép, trên đó gắn rotor, ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy.

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

Hình 5.2: Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ.

1. Lõi thép stator; 2. Dây quấn stator; 3. Nắp máy; 4. Ổ bi; 5. Trục máy 6. Hộp dầu; 7. Lõi thép rotor; 8. Thân máy; 9. Quạt gió làm mát; 10. Hộp quạt.

5.3.2.1 Stato (phần tĩnh)

Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn.  Vỏ máy Vỏ máy là nơi cố định lõi sắt, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục. Vỏ máy có thể làm bằng gang, nhôm hay lõi thép.

Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ.

 Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt vỏ máy.

 Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

 Lõi sắt Lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay, nên để giảm tổn hao lõi sắt được làm những lá thép kỹ thuật điện dây 0,5mm ép lại. Yêu cầu lõi sắt là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn.

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên (hạn chế dòng điện phuco).

 Dây quấn

Lõi thép

Cuộn dây

Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt trong các rãnh của lõi thép. Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba dây quấn stator sẽ tạo ra từ trường quay. Dây quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành máy.

Hình 5.3: Cấu tạo stator

5.3.2.2 Phần quay (Rotor)

Rotor là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy. Lõi thép: lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài

Dây quấn: dây quấn của động cơ điện không đồng bộ có hai kiểu là rotor  ghép lại tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ để lắp trục.  ngắn mạch (còn gọi rotor lồng sóc) và rotor dây quấn.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

 Rotor lồng sóc: loại rotor lồng sóc có công suất trên 100kW, trong các rãnh của lõi thép rotor đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc (hình 5.4a). Ở động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rotor tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát (hình 5.4b).

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

b) a)

Hình 5.4 : Rotor lồng sóc và rotor dây quấn

 Rotor dây quấn: Trong rãnh lõi thép rotor đặt dây quấn ba pha. Dây quấn rotor thường nối sao, ba đầu ra nối với ba vòng tiếp xúc bằng đồng cố định trên trục rotor và được cách điện với trục (Hình 5.5). Nhờ ba chổi than tỳ sát vào ba vòng tiếp xúc, dây quấn rotor được nối với ba biến trở bên ngoài, để mở máy hay điều chỉnh tốc độ. Hình 5.5: Rotor dây quấn.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

5.3.3 Phương pháp khởi động động cơ không dồng bộ 3 pha: Đối với động cơ có công suất nhỏ vài HP (sức ngựa), có thể khởi động trực tiếp bằng cách đưa thẳng điện áp nguồn vào động cơ. Khi khởi động thì động cơ đạt mômen khởi động tối đa, với cường độ dòng khởi động cao hơn lúc bình thường khoảng 3 đến 5 lần, nhưng không làm sụt áp gây ảnh hưởng đến mạng điện. Nhưng đối với động cơ có công suất lớn trên 30 HP, thì không thể khởi động trực tiếp được, vì lúc này dòng khởi động tăng cao hơn làm sụt áp gây ảnh hưởng đến mạng điện. Do đó cần phải có phương pháp khởi động sao cho đạt yêu cầu là mômen khỏi động cao và dòng khởi động nhỏ để không gây ảnh hưởng đến điện áp nguồn. Phương pháp thông dụng nhất là khống chế điện áp nguồn ở phần stator để hạn chế dòng khởi động, đó chính là cách khởi động sao tam giác.

Chương V: Sơ lược về động cơ điện xoay chiều 3 pha

Khởi động tam giác

Khởi động sao

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 5.6: Mạch khởi động sao tam giác

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

CHƯƠNG VI

GIỚI THIỆU MỘT SỐ CẢM BIẾN VÀ SƠ LƯỢC CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN

Điện năng

Tín hiệu điện của đại lượng cần đo

6.1 Giới thiệu một số cảm biến  Khái niệm cảm biến: Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và đại lượng không có tính điện cần đo thành đại lượng điện có thể đo và xử lý được. Các đại lượng cần đo thường không có tính điện như: nhiệt độ, áp suất, chuyến động…Cảm biến là một thiết bị quan trọng trong các dây chuyền sản xuất tự động. Nguyên lý cơ bản của một số cảm biến như sau: Tín hiệu của đại lượng cần đo

Bộ phận xử lý thông tin Biến đổi năng lượng

Hình 6.1: Nguyên lý hoạt động của một cảm biến

Đại lượng vật lý cần đo Hiệu ứng sử dụng Tín hiệu ra

Áp điện Điện tích Lực Áp suất Gia tốc

Nhiệt độ Điện áp

Tốc độ Điện áp

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Vị trí Điện áp Nhiệt điện Cảm ứng điện từ Hiệu ứng Hall

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Từ thông bức xạ quang Dòng điện Điện áp Điện áp

Phát xạ quang Hiệu ứng quang áp Hiệu ứng quang điện từ Bảng 6.1: Các dạng chuyển đổi tín hiệu của các loại cảm biến

Cảm biến quang được dùng để truyền thông tin từ tín hiệu ánh sáng nhìn thấy

Cảm biến quang được cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là bộ phận phát và

Việc xác định vị trí dịch chuyển đóng vai trò rất quan trọng trong kỹ thuật.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

6.2 Các loại cảm biến: 6.2.1 Cảm biến quang hoặc các tia hồng ngoại, tử ngoại thành tín hiệu điện. Thành phần cấu tạo quan trọng nhất của cảm biến quang là tế bào quang điện. Cơ sở vật lý của tế bào quang điện là quang dẫn. Đó là kết quả của hiệu ứng quang điện. Hiện tượng giải phóng các hạt mang điện trong vật liệu dưới tác dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn điện của vật liệu, dẫn đến thay đổi điện trở của vật liệu. bộ phận thu. Bộ phận phát: bao gồm bộ phận phát sóng là diode phát quang, chùm tia này hướng tới bộ phận thu là một transitor quang hoặc photodiode. Ở bộ phận nhận, tia hồng ngoại được xử lý và cho tín hiệu ra sau khi đã khuyếch đại. Tín hiệu này được đưa đến bộ điều khiển. Nếu có vật cản, chùm tia sáng không tới được bộ phận thu thì tín hiệu ngõ ra ở mức tích cực. 6.2.2 Cảm biến đo vị trí và dịch chuyển Hiện nay có hai phương pháp cơ bản để xác định vị trí và dịch chuyển. Trong phương pháp thứ nhất, bộ cảm biến cung cấp tín hiệu là hàm phụ thuộc vào vị trí của một trong các phần tử của cảm biến, đồng thời phần tử này có liên quan đến vật cần xác định dịch chuyển Trong phương pháp hai, ứng dụng với một dịch chuyển cơ bản, cảm biến phát ra một xung. Việc xác định vị trí và dịch chuyển được tiến hành bằng cách đếm số xung phát ra. Một số cảm biến không đòi hỏi liên kết cơ học giữa cảm biến và vật cần đo vị trí hoặc dịch chuyển. Mối liên hệ giữa vật dịch chuyển và cảm biến được thực hiện thông qua vai trò trung gian của điện trường, từ trường hoặc điện từ trường, ánh sáng.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Hình 6.2: Cảm biến đo sự dịch chuyển của băng tải

Phương pháp có độ chính xác cao là biến đổi các đại lượng đo thành tần số,

Đo tốc độ bằng phương pháp đếm xung : 6.2.3 Cảm biến đo vận tốc Trong công nghiệp, phần lớn trường hợp đo vận tốc là đo tốc độ quay của máy. Độ an toàn cũng như chế độ làm việc của máy phụ thuộc rất lớn vào tốc độ quay. Trong trường hợp chuyển động thẳng, việc đo vận tốc dài cũng thường chuyển về đo tốc độ quay. Bởi vậy, các cảm biến đo vận tốc góc đóng vai trò quan trọng trong việc đo vận tốc. Phương pháp đo vận tốc hay gia tốc có thể thực hiện trực tiếp đại lượng đo thành các tín hiệu điện như suất điện động, dòng điện, điện tích q hoặc các thông số điện như R, L, C để suy ra các đại lượng cần đo. đo tần số rồi suy ra đại lượng cần đo.

- Đo tốc độ phương pháp đếm xung đo tốc độ quay là phương pháp đo được sử dụng nhiều do chúng có những ưu điểm mà các phương pháp khác không đạt được, đó là độ chính xác cao, chống nhiễu tốt, thực hiện dưới dạng số, kết cấu đơn giản và độ tin cậy cao.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

- Các cảm biến đo tốc độ quay thường là cảm biến cảm ứng, cảm biến quang…kết hợp với một đĩa gắn liền trên trục quay. Đĩa dạng tròn và được chia thành nhiều phần bằng nhau, mỗi phần có thể thực hiện dưới dạng lỗ, rãnh hoặc răng.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Tần số của tín hiệu xung được tính theo công thức:

F = P.N

P: số phần trên đĩa; N: số vòng quay của đĩa trong 1 giây; Hình 6.3: Sơ đồ cấu tạo cảm biến cảm ứng đo tốc độ

Hình 6.4 : Cảm biến đo tốc độ

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

6.2.4 Cảm biến đo khối lượng (Load cell): Load cell là thiết bị biến sự thay đổi độ lớn của lự tác dụng lên một vật thành sự thay đổi điện áp. Thiết bị ứng dụng tính chất của kim loại là khi chiều dài biến đổi thì trị số của kim loại biến đổi theo.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Hình 6.5: Cảm biến đo khối lượng (Load cell )

6.3 Các phần tử điều khiển:

Các phần tử điều khiển truyền động điện là các phần tử tham gia vào mạch truyền động điện với chức năng điều khiển hoặc bảo vệ. Điều khiển có thể bằng tay hay tự động. Một phần tử điều khiển có thể chỉ giữ một chức năng hoặc điều khiển hoặc bảo vệ hoặc giữ cả hai chức năng. 6.3.1 Công tắc: 6.3.1.1 Khái niệm: Công tắc là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất nhỏ và dòng điện định mức nhỏ hơn 6A. Công tắc thường có hộp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi mở. Điện áp của công tắc nhỏ hơn hay bằng 500V. Trạng thái của công tắc sẽ bị thay đổi khi có ngoại lực tác động và giữ nguyên khi bỏ lực tác động (trừ công tắc hành trình).

Hình 6.6: Các loại công tắc

6.2.1.2 Phân loại:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Phân loại theo công dụng làm việc có các loại công tắc sau:  Công tắc đóng ngắt trực tiếp  Công tắc chuyển mạch dùng để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

 Công tắc hành trình và cuối hành trình loại công tắc này được áp dụng trong các máy cắt gọt lim loại để điều khiển tự động quá trình làm việc của mạch điện.

Các thông số định mức của công tắc:  Uđm : điện áp định mức của công tắc.  Iđm: dòng điện định mức của công tắc.

Ngoài ra còn có các thông số thử công tắc như: độ bền cơ khí, độ bền cách

Điều quan trọng khi lựa chọn công tắc ta cần chú ý đến hai thông số kỹ thuật điện, độ phóng điện. là dòng điện định mức và điện áp định mức.

6.2.2 Nút ấn:

Nút ấn có độ bền lên tới 1.000.000 lần đóng ngắt không tải và 200.000 đóng Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là một loại khí cụ diện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau: các nút ấn thường có các tiếp điểm thường đóng và thường mở. Khi ta tác động thì các tiếp điểm này sẽ thay đổi trạng thái sử dụng thường đóng sang thường mở và ngược lại. ngắt có tải. Khi thao tác nút ấn cần phải dứt khoát để đóng hoặc mở mạch điện.

Có hai loại nút ấn:

 Nút ấn đơn (hình a) .  Nút ấn kép (hình b).

Hình 6.7: Nút ấn

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Khi lựa chọn nút ấn ta cần chú ý đến các thông số kỹ thuật là dòng điện định mức, điện áp định mức, trạng thái của các cặp tiếp điểm khi có ngoại lực tác động và khi không có ngoại lực tác động.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Phân loại contactor tùy theo các đặc điểm sau: 6.2.3 Contactor: Contactor là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm của mạch động lực. Khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp dến 500V và dòng là 600A.

 Theo nguyên lý hoạt động ta có contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hút điện từ ), kiểu hơi ép, kiểu thủy lực. Thông thường sử dụng contactor kiểu điện từ.

 Theo điện áp: contactor một chiều và contactor xoay chiều, contactor 1 pha

va 3 pha. 6.2.3.1 Cấu tạo:

Công tắc tơ làm việc dựa trên nguyên tắc của nam châm điện bao gồm các bộ phận chính sau: Cơ cấu điện từ (nam châm điện), hệ thống dập hồ quang điện, hệ thống tiếp điểm (tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ).

Nam châm điện: Gồm có 4 thành phần: - Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm. - Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm 2 phần: Phần cố định và nắp di

- Lõ xo phản lực có tác dụng đẩy nắp di động trở về vị trí ban đầu khi ngừng

Hình 6.8: Trạng thái hoạt động của cơ cấu điện từ

Trạng thái nam châm chưa hút Trạng thái nam châm có lực hút  động. Lõi thép nam châm có dạng EE, EI… cung cấp điện vào cuộn dây.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hệ thống dập hồ quang điện: 

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Hệ thống tiếp điểm của contactror

- Tiếp điểm phụ: có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A.

Khi dòng điện qua contacror hồ quang sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy. Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của contactor.  Hệ thống tiếp điểm liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động về cơ. Tùy theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm của contactor thành 2 loại: - Tiếp điểm chính : có khả năng cho dòng điện đi qua (từ 10A đến vài nghìn A). Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường mở và được đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor. tiếp điểm phụ có 2 trạng thái: thường đóng và thường mở. Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường đóng ngắt trong mạch điện động

lực, còn các tiếp điểm phụ lắp trong hệ thống mạch điều khiển.  Nguyên lý làm việc:

Khi cuộn hút của công tắc tơ chưa được cấp điện, lò xo 5 đẩy lõi thép động số 4 tách xa khỏi lõi thép tĩnh. Các cặp tiếp điểm chính 1 và tiếp điểm phụ 3 ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm phụ 2 ở trạng thái đóng. Vì vậy, tiếp điểm 1 và 3 gọi là tiếp điểm thường mở.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Khi cấp điện cho cuộn hút, trong cuộn hút sẽ có dòng điện chạy qua. Dòng điện này sẽ sinh ra từ thông móc vòng qua cả hai lõi thép và khép kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thông sẽ biến thiên theo chiều và trị số của dòng điện sinh ra nó, nhưng xét tại một thời điểm nhất định thì từ thông đi qua bề mặt tiếp xúc của hai lõi thép là cùng chiều nên sẽ tạo thành ở hai bề mặt này hai cực N-S trái dấu nhau. Kết quả là lõi thép động sẽ bị hút về phía lõi thép tĩnh, kéo theo tay đòn 2 làm cho các tiếp chính 1 và tiếp điểm phụ 3 đóng lại, tiếp điểm phụ 2 mở ra. Khi cắt điện vào cuộn hút, lò xo hồi vị đẩy lõi thép động 4 về vị trí ban đầu.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Hình 6.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của contactor

Khi cuộn hút được cấp điện thì hai lõi thép sẽ bị biến thành nam châm điện và luôn có xu thế hút nhau, không phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong cuộn dây. Tức là không phụ thuộc vào nguồn điện cấp cho cuộn dây là điện xoay chiều hay điện một chiều.

Cuộn hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn 85% đến

 Điện áp định mức: là điện áp cách điện an toàn giữa các bộ phận tiếp điện với vỏ của công tắc tơ. Điện áp này không được chọn nhỏ hơn điện áp cực đại của lưới điện. 105% điện áp định mức của cuộn hút.

 Dòng điện định mức (Iđm): là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc lâu dài. Đối với mỗi công tắc tơ thì dòng điện này phụ thuộc vào điện áp làm việc của contactor. Về nguyên tắc khi chọn contactor thì dòng điện định mức của contactor không được nhỏ hơn dòng điện tính toán của phụ tải. Dòng điện này chủ yếu do tiếp điểm của contactor quyết định.  Tần số đóng cắt lớn nhất cho phép: thường được tính bằng số lần đóng (cắt)

lớn nhất cho phép trong một giờ.  Tuổi thọ contactor: được tính bằng số lần đóng mở, sau số lần đóng mở đó thì

contactor có thể sẽ bị hỏng và không dùng được nữa.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

 Tính ổn định điện động: tiếp điểm chính của contactor cho phép một dòng điện lớn di qua ( khoản 10 lần dòng điện định mức) mà lực điện động không làm hư tiếp điểm thì contactor có tính ổn định lực điện động.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

 Tính ổn định nhiệt: contactor có tính ổn định nhiệt nghĩa là khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua trong một khoảng thời gian cho phép thì các tiếp điểm không bị nóng chảy . 6.2.4 Aptomat: 6.2.4.1 Khái niệm chung:

Aptomat là loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt điện bằng tay nhưng có thể tự

Phân loại:

động ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch. a) - Theo cơ cấu tác động:  Aptomat nhiệt: tác động nhờ cơ cấu điện - nhiệt nên thời gian tác động sẽ rất chậm. Lọai này thường dùng để bảo vệ quá tải.  Aptomat điện từ: tác động nhờ cơ cấu điện - từ nên thời gian tác động sẽ rất nhanh. Lọai này thường dùng để bảo vệ ngắn mạch.

- Theo kết cấu:

 Aptomat một cực.  Aptomat hai cực.  Aptomat ba cực.

- Theo điện áp sử dụng:  Aptomat một pha.  Aptomat ba pha. - Theo công dụng:

 Aptomat dòng cực đại.  Aptomat điện áp thấp.  Atomat chống giật.  Aptomat đa năng.

Thông số kỹ thuật và cách lựa chọn aptomat: b)

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

- Dòng điện định mức của aptomat (A): đây là dòng điện lớn nhất cho phép aptomat làm việc trong thời gian lâu dài mà không bị tác động. Dòng điện này không được nhỏ hơn dòng điện tính toán của phụ tải. - Dòng điện bảo vệ ngắn mạch của aptomat (A): là dòng điện nhỏ nhất đủ để làm aptomat tự ngắt. Chỉ những aptomat có kết cấu ngắt kiểu điện từ mới có thông số này. Đối với aptomat loại này, khi chọn để đóng ngắt động cơ thì dòng điện này không được chọn nhỏ hơn dòng khởi động động cơ.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

- Dòng điện bảo vệ quá tải của aptomat (A): dòng điện này có thể điều chỉnh được nhờ các vít điều chỉnh đặt bên trong aptomat. - Điện áp làm việc của aptomat (V): điện áp này được chọn phụ thuộc vào điện áp của lưới điện mà aptomat sử dụng. Về nguyên tắc điện áp này không được nhỏ hơn điện áp cực đại của lưới điện mà aptomat sử dụng. - Số cực của aptomat: loại một cực, hai cực hay ba cực.

6.2.4 Rơle trung gian:

Rơle trung gian bao gồm: Mạch từ của nam châm điện, hệ thống tiếp điểm

Rơle trung gian la một loại khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu điện từ. Rơle trung gian đóng vai trò trung gian giữa các thiết bị điều khiển. chịu dòng nhỏ, vỏ bảo vệ và chân ra các tiếp điểm. Nguyên lý hoạt động: nguyên lý hoạt động của rơle trung gian cũng tương tự như nguyên lý hoạt động của contactor. Khi cấp điện áp bằng gái trị điện áp định mức vào hai đầu của rơle trung gian thì kực điện từ hút mạch kín lại, hệ thống tiếp điểm chuyển đổi trạng thái và duy trì trạng thái này ( tiếp điểm thường đóng mở ra, tiếp điểm thường mở đóng lại). Khi ngưng cấp nguồn, mạch từ hở, hệ thống tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

Hình 6.10: Rơle trung gian

Dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động với vai trò điều khiển trung gian giữa

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

6.2.5 Rơle thời gian: các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước. Rơle thời gian bao gồm: mạch từ của nam châm điện, bộ định thời gian làm bằng linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng nhỏ (5A), vỏ bảo vệ và các chân ra các tiếp điểm.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Tùy theo yêu cầu sử dụng khi lắp ráp hệ thống mạch điều khiển truyền động

mà ta có hai loại rơle thời gian: rơle thời gian ON DELAY và OFF DELAY. - Các loại rơle thời gian  Trễ vào thời điểm cuộn hút được đóng điện (ON DELAY). Loại này chỉ có tiếp điểm thường đóng, mở chậm hoặc thường mở, đóng chậm.  Trễ vào thời điểm cuộn hút mất điện (OFF DELAY). Loại này chỉ có tiếp điểm thường đóng, đóng chậm hoặc thường mở, mở chậm.  Trễ vào cả hai thời điểm trên (ON/OFF DELAY). Loại này có tiếp điểm

thường đóng, mở đóng chậm hoặc thường mở, đóng mở chậm.

Hình 6.11: Rơle thời gian và sơ đồ đấu dây

6.2.6 Rơle nhiệt: Rơle nhiệt loại khí cụ dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải. Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó có thời gian làm việc từ vài giây.

Rơle nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý co giãn vì nhiệt của các thanh kim loại. Trong mạch điện công nghiệp, nó thường được dùng để bảo vệ quá tải cho các động cơ điện. Khi đó rơle nhiệt kết hợp với contactor tạo thành bộ khởi động từ.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Ta xét nguuyên lý làm việc của rơle nhiệt bảo vệ cho động cơ ba pha như 6.2.6.1 Nguyên lý làm việc: hình 6.12.

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

Hình 6.12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của rơle nhiệt

Muốn điều chỉnh tiếp điểm đóng cắt ở các mức độ quá tải khác nhau ta điều

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Ấn nút điều khiển PB1, cuộn hút của công tắc tơ K được cấp điện. Nó sẽ đóng các tiếp điểm cấp điện cho động cơ M họat động. Ở chế độ định mức hoặc không tải của động cơ thì dòng điện qua động cơ không vượt quá dòng định mức nên nhiệt lượng trên dây đốt nóng ở mức bình thường và nhiệt độ trên thanh lưỡng kim 5 bình thường. Thanh lưỡng kim chưa bị cong, các tiếp điểm thường đóng 2 và thường mở 3 của rơle nhiệt chưa tác động, động cơ vẫn hoạt động bình thường. Khi động cơ M bị quá tải, dòng điện qua động cơ vượt quá dòng điện định mức làm cho nhiệt lượng trên dây đốt nóng 7 tăng lên, nhiệt độ trên thanh lưỡng kim cũng tăng cao. Do thanh lưỡng kim được chế tạo từ hai vật liệu có hệ số giãn nở vì nhiệt khác nhau ép sát vào nhau, lá kim loại bên phía phải của thanh lưỡng kim có hệ số giãn nở vì nhiệt nhiều hơn nên làm thanh lưỡng kim bị cong về bên trái. Khi thanh lưỡng kim bị cong về phía trái sẽ đẩy cần gạt 8 sang trái tác động vào đòn bẫy 1 mở tiếp điểm thường đóng 2, ngắt điện mạch điều khiển, cuộn hút contactor bị ngắt điện, các tiếp điểm K1 mở ra bảo vệ an toàn cho động cơ. chỉnh vít 4 để tăng hay giảm lực căng của lò xo ép vào đòn bẫy 1. 6.2.6.3 Chọn rơle nhiệt: Đặc tính cơ bản của rơle nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời gian tác động của nó (gọi là đặc tính thời gian – dòng điện, A - s). Mặt khác, để đảm bảo được yêu cầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đúng số số liệu kỹ

Chương VI: Giới thiệu một số loại cảm biến và sơ lược các phần tử điều khiển

thuật đã cho của nhà sản xuất, các đối tượng bảo vệ cũng cần đặt tính thời gian dòng điện. Lựa chọn đúng rơle là sao cho đặc tính A – s gần sát đặc tính A – s của đối tượng cần bảo vệ. Nếu chọn thấp quá sẽ không tận dụng được công suất của động cơ điện, chọn cao quá sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị cần bảo vệ. Trong thực tế, cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của rơle nhiệt bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần bảo vệ, khi đó rơle sẽ tác động ở giá trị (1,2 – 1,3)Iđm. Bên cạnh đó chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh phải được xem xét. Thông thường với dòng điều chỉnh như trên, ở nhiệt độ môi trường là 250C khi dòng quá tải tăng 20%, rơle nhiệt sẽ tác động ngắt mạch sau khỏang 20 phút. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn thì thời gian tác động sớm hơn.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 6.13: Đồ thị các đường đặc tính A – s

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

CHƯƠNG VII HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN LÚA

Băng tải M6 và M5 không hoạt động đồng thời với nhau tức là lúa chỉ có thể

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

7.1 Nguyên lý hoạt động: 7.1.1 Quá trình nhập lúa: Khi ta ấn nút chọn Silo1( hoặc silo 2 hoặc silo 3 hoặc silo 4 ) thì van V1 của silo 1 mở ra, khi van V1 silo 1 mở ra hoàn toàn thì băng tải M6 bắt đầu hoạt động, sau đó van hai ngã V0 sẽ mở ra (van V0 mở ở chế độ đưa lúa vào băng tải M6 ). Sau đó lần lược đến bồ đài M4, sàng M3, cân W, bồ đài M2 và băng tải M1 hoạt động. nhập vào silo1, silo2, silo3, silo4 hoặc silo5, silo6, silo7, silo8 và ngược lại. Tương tự khi ta ấn nút chọn silo 5 ( hoặc silo6 hoặc silo7 hoặc silo8 ) thì van V5 của silo5 sẽ mở ra hoàn toàn sau đó băng tải M7 rồi đền băng tải M5 và van hai ngã V0 ( van V0 hoạt động ở chế độ đưa lúa vào silo5, silo6, silo7, silo8). Khi hệ thống dây chuyền đã hoạt động thì lúa được đưa vào phễu rồi xuống băng tải M1 sau đó lúa được được đưa đến bồ đài M2, lúa từ bồ đài M2 sẽ được đưa qua cân định lượng W. Khi khối lượng đã đạt chuẩn qui định thì cân sẽ xã lúa xuống sàng M3. Lúa từ sàng M3 lại tiếp tục đưa qua bồ đài M4 và qua van 2 ngã V0 rồi đến băng tải M5 hoặc băng tải M6 (tùy vào việc ta chọn mở nhóm silo nào), nếu lúa được đưa vào băng tải M5 thì sau đó sẽ tiếp tục qua băng tải M7. Khi đó lúa được đưa vào các silo. Khi lúa được đưa vào đầy silo 1 ( nhờ cảm biến báo đầy ) thì lúc này đèn sẽ sáng lên cùng với còi báo động sau 5s nếu ta không ấn chọn mở van silo kế tiếp thì hệ thống băng tải sẽ chuyển sang chế độ dừng hoạt động. Khi ta ấn chọn tiếp silo2 (hoặc silo3 hoặc silo4) thì van V2 của silo2 sẽ mở ra hoàn toàn và van V1 silo 1 mới đóng lại. Việc mở silo 3 cũng tương tự như silo 2. Đối với silo4 khi ta ấn chọn silo4 thì van V3 silo3 đóng lại, van silo4 luôn ở trạng thái mở. Khi silo4 hoạt động thì các van trước đó đều đóng lại (khi 1 silo đang hoạt động ta có thể ấn mở silo tiếp theo khi ta đưa cùng 1 loại lúa vào các silo).

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

Quá trình nhập lúa và xuất lúa có thể hoạt động đồng thời.

Quá trình đưa lúa váo các silo5, silo6, silo7, silo8 cũng tương tự như quá trình đưa lúa vào silo1, silo2, silo3, silo4. Chỉ khác là van V0 sẽ mở ở chế độ đưa lúa vào băng tải M5. 7.1.2 Dừng hệ thống nhập lúa : Có 1 nút ấn Stop dùng để dừng hệ thồng băng tải đưa lúa vào các silo. Khi ta chọn Stop hệ thống thì băng tải M1 sẽ dừng lại, rồi đến bồ đài M2, cân W, sàng M3, bồ đài M4, băng tải M5, M7 hoặc băng tải M6 sẽ dừng lại sau một khoảng thời gian đặt trước để đảm bảo lúa được đưa vào hết trong silo và sau cùng thì van silo sẽ đóng lại. 7.1.3 Nguyên lý hoạt động của quá trình xuất lúa: Gồm có 8 nút ấn để chọn mở 8 van xuất lúa của 8 silo. Việc xuất lúa từ nhóm silo1, silo 2, silo3, silo4 và nhóm silo5, slio6, silo7, silo8 có thể hoạt động đồng thời. Trong cùng 1 nhóm thì chỉ có 1 silo được xã lúa còn các silo cón lại không hoạt động dù ta có ấn chọn mở van silo này. Khi ta ấn nút chọn xuất lúa silo 1 (hoặc slio2 hoặc silo3 hoặc silo4) thì băng tải M8 sẽ hoạt động sau đó van V1 mở ra lúc này van Vđ1 và van Vđ2 luôn ở trạng thái đóng. Tương tự khi ta ấn chọn silo 5 (hoặc silo6 hoặc silo7 hoặc silo8) thì băng tải M9 sẽ hoạt động, sau đó van silo sẽ mở ra và lúa sẽ được đưa xuống xe. Khi silo 5 hoạt động thì các silo6 , silo7, silo8 đóng lại kể cả khi ta ấn nút chọn các silo này.

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Có 2 nút OFF cho quá trình xuất lúa.  OFF1 dùng để dừng hệ thống băng tải M8 và van các silo1, silo2, silo3, silo4.  OFF2 dùng để dừng hệ thống băng tải M9 và van các silo5, silo6, silo7, silo8. Khi ta ấn nút dừng thì van silo sẽ đóng lại, tiếp theo là băng tải M8 hoặc M9 sẽ dừng lại sau một khoảng thời gian đặt trước để đảm bảo lúa được đưa hết xuống xe. 7.1.4 Nguyên lý hoạt động của quá trình đảo lúa :

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

Các nút ấn dùng nhập lúa và xuất lúa trong quá trình xuất lúa và nhập lúa ban

Ta sử dụng công tắc 2 trạng thái ON\OFF dùng để đóng mở van đảo Vđ1 và Khi hoạt động ở chế độ đảo lúa thì ta cần thực hiện 2 thao tác đó là chọn mở van silo xuất lúa (van V(1) ,V(2) ,V(3) ,V(4) ,V(5) ,V(6) ,V(7) ,V(8) ) và chọn mở van silo nhập lúa (van V1 ,V2 ,V3 ,V4 ,V5 ,V6 ,V7 ,V8 ). đầu sẽ sử dụng lại cho việc xuất và nhập lúa của quá trình đảo lúa . Vđ2.

 Khi ta bật công tắc Vđ1 thì van Vđ1 sẽ mở ra rồi đến băng tải M10 hoạt động.  Khi ta bật công tắc Vđ2 thì van Vđ2 sẽ mở ra rồi đến băng tải M10 hoạt động.  Van Vđ1 và van Vđ2 không hoạt động đồng thời.

Khi hệ thống hoạt động ở chế độ đảo lúa thì băng tải M1, bồ đài M2, cân W,

Sự cố trong hệ thống băng tải:

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Nếu ta chọn xuất lúa từ silo1 đến silo4 thì thì băng tải M10 (băng tải M10 có nhiệm vụ đưa lúa vào bồ đài M4) sẽ hoạt động sau đó đến băng tải M8 rồi đến van chọn sẽ mở ra lúc này lúa sẽ được đưa qua bồ đài M4. Lúa từ bồ đài M4 sẽ được dồn vào bất cứ silo nào trong 7 silo còn lại bằng việc ta ấn nút chọn nhập lúa của quá trình nhập (nếu ta ấn nút chọn nhập trong nhóm silo1, silo2, silo3, silo4 thì van của silo đó sẽ mở ra sau đó băng tải M6 sẽ hoạt động rồi đến van V0 sẽ mở ra ở chế độ đưa lúa vào băng tải M6) hoặc chọn nhập lúa vào nhóm silo5, sio6, silo7, silo8, lúc đó lúa sẽ được đưa vào các silo này, khi lúa được đưa vào đầy một silo nào đó thì đèn báo sẽ sáng lên sau 5s nếu ta không tiếp tục chọn mở van silo kế tiếp thì hệ thống sẽ dừng lại. Lúa trong 1 silo chọn ban đầu sẽ được dồn vào bất kỳ 1 trong 7 silo còn lại tùy vào việc ta ấn chọn mở van silo nào. Trong lúc đảo lúa ta vẫn có thể xuất lúa xuống xe được. Khi chọn xuất silo nào thì chỉ duy nhất van xã của silo đó mới được mở ra dù ta có ấn nút chọn xã lúa của 7 silo còn lại. Quá trình nhập lúa vào cũng tương tự như vậy. sàng M3 sẽ không hoạt động. Ta có thể chủ động dừng dây chuyền đảo lúa bằng việc bật công tắc Vđ1 hoặc Vđ2 về vị trí OFF thì van của các silo sẽ đóng lại sau đó ta sẽ tác động vào các nút OFF của quá trình xuất và nhập lúa, băng tải M8 hoặc băng tải M9 dừng lại rồi đến băng tải M10 sẽ dừng lại, đến bồ đài M4, băng tải M6 hoặc M5 và M7 sau khoảng thời gian đặt trước để đảm bảo lúa được đưa vào hết trong silo. 7.2

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

Toàn bộ hệ tống băng tải khi hoạt động thường xảy ra các sự cố:  Động cơ bù đài bị quá tải: một là do trong quá trình vận hành máy khi điều chỉnh độ căng băng của gào tải đã điều chỉnh sai, thường làm cho trục dẫn động lệch tâm dẫn đến gàu tải ma sát với thùng gào làm kẹt băng, trường hợp này cần phải tắt động cơ gào tải gấp để điều chỉnh lại vì đay là sai số trong vận hành nên động cơ không thể vượt tải, để lâu sẽ cháy động cơ. Hai là do gào tải bị kẹt liệu vì lượng nguyên liệu cấp vào nhiều, trường hợp này động cơ có thể vượt tải và tự khắc phục sự cố, do đó trong trường hợp này không nhất thiết phải tắt máy mà chờ một khoảng thời gian nếu động cơ không thể vượt qua tình trạng quá tải thì mới ngừng động cơ và tiến hành sửa chữa.

 Động cơ băng tải bị quá tải: trường hợp này có thể là do băng tải bị kẹt bánh

xích hoặc do lượng nguyên liệu qua nhiều dẫn đến động cơ bị quá tải. 7.3 Xử lý sự cố: Do yêu cầu thực tiễn và cơ sở vật chất hiện tại của hệ thống băng tải ta xử lý sự cố thông qua việc bảo vệ của các rơle nhiệt của khởi động từ. Rơle nhiệt sẽ tác động ngắt nguồn cung cấp khi động cơ gặp sự cố quá tải. Hướng xử lý trong thời gian tới sẽ sử dụng cảm biến tốc độ để kiểm tra vận tốc của băng tải cũng như bồ đài, khi đó nếu xảy ra các sự cố trên thì các cảm biến này sẽ tác động để dừng hệ thống lại. 7.4 Chế độ kiểm tra hoạt động và xử lý sự cố hệ thống băng tải: Bên cạnh quy trình hoạt động tự động của hệ thống băng tải được điều khiển trực tiếp bằng PLC thì ta sẽ sử dụng chế độ điều khiển băng tay ở từng công đoạn để phục vụ cho mục đích kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống băng tải.

Về phương thức ta sử dụng công tắc gạt 3 vị trí.  Khi công tắc ở vị trí 1: lúc này hệ thống hoạt động dưới sự điều khiển PLC để cấp nguồn cho cuộn dây của contactor.

 Khi công tắc ở vị trí 2: lúc này sẽ ngắt nguồn cung cấp cho cuộn dây của contactor

 Khi công tắc ở vị trí 3: sẽ khởi động trực tiếp contactor mà không thông qua

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

sự điều khiển của PLC.

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương VII: Hoạt động của hệ thống băng chuyền lúa

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 7.1: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng tay của hệ thống băng tải

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

CHƯƠNG VIII

8.1 Quá trình khởi động hệ thống băng tải.

LƯU DỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN

Start

Silo5

Silo6

Silo7

Silo8

Silo1

Silo2

Silo3

Silo4

Ấn chọn silo

Van silo chọn mở ra hoàn toàn Van silo chọn mở ra hoàn toàn

Khởi động băng tải M7 Khởi động băng tải

Khởi động băng tải M5 Van V01 mở ra hoàn

Van V02 mở ra hoàn

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Khởi động bồ đài M4

Khởi động sàng M3

Khởi động cân W

Khởi động bồ đài M2

Khởi băng tải M1

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 8.1: Lưu đồ khởi động hệ thống băng tải

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

8.2 Quá trình nhập lúa vào silo

Lúa từ xà lang

Phễu

Băng tải M1

Bồ đài M2

Cân định lượng

Không mở van cân Đủ khối lượng qui định?

Sàng M3

Bồ đài M4

Băng tải M5

1’

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Băng tải M6 Băng tải M7

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

1 1’

Silo1 Silo2 Silo3 Silo4 Silo5 Silo6 Silo7 Silo8

Cảm biến báo đầy ?

Đèn báo sau 5s

Có chọn mở van tiếp theo ? Dừng hệ thống băng tải

Van silo chọn mở ra

Van trước đó đóng lại

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 8.2: Lưu đồ quá trình nhập lúa vào silo

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Stop

Dừng băng tải M1

Dừng bồ đài M2 dừng

Dừng cân định lượng W

Dừng sàng M3

Dừng bồ đài M4

Dừng băng tải M6 Dừng băng tải M5

Dừng băng tải M7

Đóng van silo1 hoặc silo2 hoặc silo3 Đóng van silo5 hoặc silo6 hoặc silo7

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

8.3 Quá trình dừng nhập lúa vào silo Hình 8.3: Lưu đồ dừng quá trình nhập lúa vào silo

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Xe đúng vị trí

Chọn silo xuất lúa

Silo4

Silo5 Silo6 Silo7 Silo8 Silo3 Silo2

Băng tải M8 hoạt động Băng tải M10 hoạt động

Van silo chọn mở ra Băng tải M9 hoạt động

Lúa được đưa xuống xe Van silo chọn mở ra

Lúa được đưa xuống xe

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

8.4 Quá trình xuất lúa xuống xe Silo1 Hình 8.4: Lưu đồ xuất lúa xuống xe

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Dừng quá trình xuất lúa

Ấn nút stop1 Ấn nút stop2

Van silo xuất lúa đóng lại (silo5,silo6,silo7,silo8)

Van silo xuất lúa đóng lại (silo1,silo2,silo3,silo4)

Dừng băng tải M9

8.5 Dừng quá trình xuất lúa

Dừng băng tải M10 Dừng băng tải M8

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Hình 8.5: Lưu đồ dừng quá trình xuất lúa

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

QT nhập lúa có hoạt động ?

Stop quá trình nhập

QT xuất lúa có hoạt động ?

Stop quá trình xuất

Bật van đảo Vđ1 hoặc Vđ2

2 2’

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

8.6 Quá trình đảo lúa

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Van đảo Vđ1

Van đảo Vđ1 mở ra

Ấn chọn silo xuất lúa Ấn chọn silo nhập lúa

Silo1 Silo2 Silo3 Silo4 Chọn một trong bảy silo còn lại (ngoại trừ silo đã chọn xuất lúa)

Van silo chọn mở ra Băng tải M8 hoạt động

Van silo chọn mở ra Băng tải M6 hoạt động Băng tải M7 hoạt động

3 Băng tải M5 hoạt động

Van V01 mở ra Van V02 mở ra

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Bồ đài M4 hoạt động

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

Đưa lúa ra

Băng tải M8

Van đảo Vđ1

Băng tải M10

Bồ đài M4

Van V01 Van V02

Băng tai M5

Băng tải M6 Băng tải M7

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Silo5 Silo6 Silo7 Silo8 Silo1 Silo2 Silo3 Silo4

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

2’

Van đảo Vđ2

Van đảo Vđ2 mở ra

Ấn chọn silo xuất lúa Ấn chọn silo nhập lúa

Silo6 Silo7 Silo8 Chọn một trong bảy silo còn lại (ngoại trừ silo đã chọn xuất lúa)

Van silo chọn mở ra Băng tải M10 hoạt động

Băng tải M9 hoạt động Băng tải M6 hoạt động Băng tải M7 hoạt động

Băng tải M5 hoạt động Van silo chọn mở ra

3’

Van V01 mở ra Van V02 mở ra

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Silo5 Bồ đài M4 hoạt động

Chương VIII: Lưu đồ điều khiển hệ thống băng chuyền

3’

Đưa lúa ra

Băng tải M9

Van đảo Vđ2

Băng tải M10

Bồ đài M4

Van V01 Van V02

Băng tai M5

Băng tải M6 Băng tải M7

Silo5 Silo6 Silo7 Silo8 Silo2 Silo3 Silo4

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Silo1 Hình 8.6: Lưu đồ của quá trình đảo lúa

Chương IX: Chương trình PLC

CHƯƠNG IX: CHƯƠNG TÌNH PLC

9.1 Quy định các địa chỉ sử dụng trong chương trình PLC: 9.1.1 Các đại chỉ ngõ vào PLC:

Địa chỉ Chức năng Dạng thiết bị

Tên dùng trong chương trình stop_nhap nhap_silo1 nhap_silo2 nhap_silo3 nhap_silo4 I0.0 Dừng quá trình nhập lúa I0.1 I0.2 I0.3 I0.4

CTHT1 I0.5

CTHT2 I0.6

CTHT3 I0.7

CTHT4 I1.0

CTHT5 I1.1

nhap_silo5 nhap_silo6 nhap_silo7 nhap_silo8 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

CTHT6 I2.0

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

CTHT7 I2.1 Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Công tắc hành trình Công tắc hành trình Chọn mở van silo 1 Chọn mở van silo2 Chọn mở van silo3 Chọn mở van silo 4 Công tắc hành trình dùng khi mở van silo1, silo2,silo3,silo4 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo1 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo2 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo3 Công tắc hành trình dùng cho việc mở van V0 để đưa lúa vào silo1 đến silo4 Chọn mở van silo5 Chọn mở van silo6 Chọn mở van silo7 Chọn mở van silo8 Công tắc hành trình dùng cho việc mở van V0 để đưa lúa vào silo5 đến silo8 Công tắc hành trình dùng khi mở van silo5, silo6,silo7,silo8

Chương IX: Chương trình PLC

CTHT8 I2.2

CTHT9 I2.3

CTHT10 I2.4

cam_bien1 cam_bien2 cam_bien3 cam_bien4 cam_bien5 cam_bien6 cam_bien7 cam_bien8 stop_xuat1 xuat_silo1 xuat_silo2 xuat_silo3 xuat_silo4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 I4.0 I4.1

CTHT11 I4.2

CTHT12 I4.3

CTHT13 I4.4

CTHT14 I4.5

CTHT15 I4.6

cb_vitri1 stop_xuat2 xuat_silo5 xuat_silo6 xuat_silo7 xuat_silo8 I4.7 I5.0 I5.1 I5.2 I5.3 I5.4

CTHT16 I5.5

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

CTHT17 I5.6 Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Nút ấn Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo5 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo6 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo7 Cảm biến báo đầy silo1 Cảm biến báo đầy silo2 Cảm biến báo đầy silo3 Cảm biến báo đầy silo4 Cảm biến báo đầy silo5 Cảm biến báo đầy silo6 Cảm biến báo đầy silo7 Cảm biến báo đầy silo8 Dừng xuất lúa nhóm silo1 đến silo4 Chọn mở van xuất silo1 Chọn mở van xuất silo2 Chọn mở van xuất silo3 Chọn mở van xuất silo4 Công tắc hành trình dùng cho việc mở van xuất từ silo1 đến silo4 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo1 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo2 Công tăc hành trình dùng khi đóng van silo3 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo4 Cảm biến vị trí xe Dừng xuất lúa nhóm silo5 đến silo8 Chọn mở van xuất silo5 Chọn mở van xuất silo6 Chọn mở van xuất silo7 Chọn mở van xuất silo8 Công tắc hành trình dùng cho việc mở van xuất từ silo5 đến silo8 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo5

Chương IX: Chương trình PLC

CTHT18 I5.7

CTHT19 I6.0

CTHT20 I6.1

I6.2 I6.3 I6.4 cb_vitri2 van_dao1 van_dao2 CTHT21 I6.5

CTHT22 I6.6

CTHT23 I6.7

CTHT24 I7.0 Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Cảm biến Công tăc gạt Công tăc gạt Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo6 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo7 Công tắc hành trình dùng khi đóng van silo8 Cảm biến vị trí xe Mở van đảo VD1 Mở van đảo VD2 Công tắc hành trình dùng mở van đảo VD1 Công tắc hành trình dùng đóng van đảo VD1 Công tắc hành trình dùng mở van đảo VD2 Công tắc hành trình dùng đóng van đảo VD2

Bảng 8.1: Bảng tổng kết các ngỏ vào cần sử dụng

9.1.2 Các ngõ ra PLC Tên dùng trong chương trình mo_van_silo1 dong_van_silo1 mo_van_silo2 dong_van_silo2 mo_van_silo3 dong_van_silo3 bt_M6

Tên thiết bị Địa chỉ Chức năng

Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Q0.0 Mở van nhập lúa silo1 Q0.1 Đóng van nhập lúa silo1 Q0.2 Mở van nhập lúa silo2 Q0.3 Đóng van nhập lúa silo2 Q0.4 Mở van nhập lúa silo3 Q0.5 Đóng van nhập lúa silo3 Q0.6 Khởi động băng tải M6

van_V01 Cuộn dây contactơ Q0.7 Mở van V0 đưa lúa vào silo1 đến silo4

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

bo_dai_M4 sang_M3 can_W bo_dai_M2 bang_tai_M1 den_bao bt_M5 bt_M7 Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Đèn báo Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Q1.0 Khởi động bồ đài M4 Q1.1 Khởi động sàng M3 Q2.0 Khởi động cân W Q2.1 Khởi động bồ đài M2 Q2.2 Khởi động băng tải M1 Q2.3 Đèn báo khi lúa đầy các silo Q2.4 Khởi động băng tải M5 Q2.5 Khởi động băng tải M7

Chương IX: Chương trình PLC

van_V02 Cuộn dây contactơ Q2.6 Mở van V0 đưa lúa vào băng tải M5

Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Cuộn dây contactơ Q2.7 Mở van nhập lúa silo5 Q3.0 Đóng van nhập lúa silo5 Q3.1 Mở van nhập lúa silo6 Q3.2 Đóng van nhập lúa silo6 Q3.3 Mở van nhập lúa silo7 Q3.4 Đóng van nhập lúa silo7 Q3.5 Mở van xuất lúa V1 Q3.6 Đóng van xuất lúa V1 Q3.7 Mở van xuất lúa V2 Q4.0 Đóng van xuất lúa V2 Q4.1 Mở van xuất lúa V3 Q4.2 Đóng van xuất lúa V3 Q4.3 Mở van xuất lúa V4 Q4.4 Đóng van xuất lúa V4 Q4.5 Khởi động băng tải M8 Q4.6 Mở van xuất lúa V5 Q4.7 Đóng van xuất lúa V5 Q5.0 Mở van xuất lúa V6 Q5.1 Đóng van xuất lúa V6 Q5.2 Mở van xuất lúa V7 Q5.3 Đóng van xuất lúa V7 Q5.4 Mở van xuất lúa V8 Q5.5 Đóng van xuất lúa V8 Q5.6 Khởi động băng tải M9 Q5.7 Khởi động băng tải M10 Q6.0 Mở van đảo VD1 Q6.1 Đóng van đảo VD1 Q6.2 Mở van đảo VD2 Q6.3 Đóng van đảo VD2 mo_van_silo5 dong_van_silo5 mo_van_silo6 dong_van_silo6 mo_van_silo7 dong_van_silo7 mo_van_V1 dong_van_V1 mo_van_V2 dong_van_V2 mo_van_V3 dong_van_V3 mo_van_V4 dong_van_V4 bt_M8 mo_van_V5 dong_van_V5 mo_van_V6 dong_van_V6 mo_van_V7 dong_van_V7 mo_van_V8 dong_van_V8 bt_M9 bt_M10 mo_VD1 dong_VD1 mo_VD2 dong_VD2 Bảng 8.2: Bảng tổng kết các ngõ ra cần sử dụng

9.1.3 Các bộ timer dùng trong chương trình

Chức năng

Tên timer T33 Dộ phân giải (ms) 10 Giá trị đặt 500

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

T37 100 1200 Nhập lúa từ silo1 đến silo4 T38 100 50 Đặt thời gian khởi động băng tải M5 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con Đặt thời gian mở van V01

Chương IX: Chương trình PLC

T39 T40 T41 T42 T43 T44 T45 T46 T47 T48 T49 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 50 50 50 50 150 150 150 150 150 150

T50 100 50

Nhập lúa từ silo5 đến silo 8

T51 T52 T53 T54 T55 T56 T57 T58 T59 T60 T61 T62 T63 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 50 50 50 50 50 150 150 150 150 150 150 150

T101 100 50

T104 100 50 Đặt thời gian mở trể cho sàng Đặt thời gian mở trể cho cân Đặt thời gian mở trể cho bồ đài M2 Đặt thời gian mở trể cho băng tải M1 Thời gian báo đầy của cảm biến Thời gian dừng băng tải M1 Thời gian dừng bồ đài M2 Thời gian dừng cân W Thời gian dừng sàng M3 Thời gian dừng bồ đài M4 Thời gian dừng băng tải M6 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con và tắt đèn báo đầy Đặt thời gian mở van V02 Đặt thời gian mở trể cho sàng M3 Đặt thời gian mở trể cho cân W Đặt thời gian mở trể cho bồ đài M2 Đặt thời gian mở trể cho băng tải M1 Thời gian cảm biến báo đầy Thời gian dừng băng tải M1 Thời gian dừng bồ đài M2 Thời gian dừng cân W Thời gian dừng sàng M3 Thời gian dừng bồ đài M4 Thời gian dừng băng tải M5 Thời gian dừng băng tải M7 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con nhập lúa từ silo5 đến silo8 Đặt thời gian mở trể cho V1, V2, V3, V4 T105 100 1150 Đặt thời gain dừng băng tải M8

T106 100 50

Quá trình xuất lúa T107 100 50

T108 100 150

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

T109 100 50 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con Đặt thời gian mở trể cho V5, V6, V7, V8 Đặt thời gian dừng băng tải M9 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con xuất lúa

Chương IX: Chương trình PLC

T110 T111 T112 T113 100 100 100 100 50 50 150 150

T114 100 50 Nhập lúa từ silo1 đến silo4 của quá trình đảo lúa

T115 100 50

T116 100 50

T117 T118 T119 T120 100 100 100 100 50 150 150 150 Nhập lúa từ silo5 đến silo8 của quá trình đảo lúa

T121 100 50

T122 T123 100 100 150 150 Đặt thời gian mở van V0 Thời gian cảm biến báo đầy Đặt thời gian dừng bồ đài M4 Đặt thời gian dừng băng tải M6 Tắt đèn báo và thoát khỏi chương trình con Đặt thời gian khởi động băng tải M5 Đặt thời gian mở van V0 đưa lúa vào băng tải M5 Thời gian cảm biến báo đầy Đặt thời gian dừng bồ đài M4 Đặt thời gian dừng băng tải M5 Đặt thời gian dừng băng tải M7 Đặt thời gian thoát khỏi chương trình con và tắt đèn báo Đặt thời gian mở trể băng tải M10 Đặt thời gian dừng băng tải M10

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Bảng 8.3: Bảng tổng kết các timer cần sử dụng

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

9.2 Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

100

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

101

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

102

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

103

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

104

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

105

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

106

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

107

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

108

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

109

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

110

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

111

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

112

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

113

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

114

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

115

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

116

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

117

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

118

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

119

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

120

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

121

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

122

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

123

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

124

SVTH: Nguyễn Phước Hậu

Chương IX: Chương trình PLC

125

2.4.1 2.4.2

MỤC LỤC CÁC NỘI DUNG CHÍNH PHẦN 1: TRÌNH BÀY LÝ THUYẾT ..................................................................... 1 CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ PLC ............................................................. 2 1.1 Giới thiệu PLC .......................................................................................... 2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC ................................................. 2 1. 2 1.2.1 Cấu trúc ............................................................................................. 3 1.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC ............................................................ 3 1.2.4 So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác ........................................ 4 CHƯƠNG II: THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH S7 200.................................. 6 2.1 Cấu trúc phần cứng của CPU 214 .............................................................. 6 Các thông số của CPU 214 ................................................................. 7 2.1.1 Các đèn báo trên s7-200 CPU 214 ...................................................... 8 2.1.2 Chế độ làm việc ................................................................................. 8 2.1.3 2.1.4 Cổng truyền thông.............................................................................. 8 2.1.5 Cáp truyền thông cho PLC S7-200 .................................................... 9 2.2 Cấu trúc bộ nhớ ....................................................................................... 10 2.3 Mở rộng cổng vào ra ............................................................................... 11 2.4 Cấu trúc chương trình của S7-200 ........................................................... 12 Thực hiện chương trình của S7-200 ................................................. 12 Các toán hạng lập trình cơ bản ......................................................... 13 2.5 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 214 ................................................ 13 2.5.1 Phương pháp lập trình ...................................................................... 13 2.5.2 Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214 ........................... 16 2.6 Một số lệnh cơ bản dùng trong lập trình ................................................. 17 2.6.1 Các lệnh vào, ra ............................................................................... 17 Lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm .................................................... 18 2.6.2 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: ............................................................. 19 2.6.3 Các lệnh so sánh .............................................................................. 19 2.6.4 Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con: ......................................... 21 2.6.5 Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét: ..................................... 22 2.6.6 Các lệnh điều khiển Timer ............................................................... 23 2.6.7 3.6.9 Các lệnh điều khiển Counter: ........................................................... 26 3.6.10 Đồng hồ thời gian thực ..................................................................... 29 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO PLC S7 200 .......... 32 3.1 Phần mềm ............................................................................................... 32 3.2 Những vấn đề thường gặp khi kết nối giữa PLC và máy tính .................. 32 3.3 Chọn các tham số mặc định cho giao diện truyền thông .......................... 32 Thay đổi các tham số truyền thông. ......................................................... 33 3.4

3.5 Nạp chương trình từ máy tính vào PLC ................................................... 34 3.6 Tải một chương trình từ PLC về máy tính ............................................... 34 3.7 Chọn chế độ làm việc cho CPU: .............................................................. 34 3.8 Chương trình quản lý Step S7 MRO/WIN ............................................... 35 Soạn thảo chương trình .......................................................................... 37 3.9 PHẦN 2: ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU HIỂN HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN LÚA ... 38 CHƯƠNG IV: KHẢO SÁT HỆ THỐNG BĂNG TẢI ........................................... 39 4.1 Các ký hiệu dùng trong hệ thống băng tải: ............................................... 39 4.2 Các động cơ sử dụng trong hệ thống băng tải: ......................................... 39 CHƯƠNG V: SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA .............. 42 5.1 Khái niệm chung ..................................................................................... 42 5.2 Phân lọai: ................................................................................................ 42 5.3 Sơ lược về động cơ không đồng bộ ......................................................... 42 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ............................. 42 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ................................................. 43 Phương pháp khởi động động cơ không dồng bộ 3 pha: ................... 46 5.3.1 5.3.2 5.3.3

6.3.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.4 6.2.5 6.2.6

7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4

CHƯƠNG VI: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CẢM BIẾN VÀ SƠ LƯỢC CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN ...................................................................................... 48 6.1 Giới thiệu một số cảm biến ...................................................................... 48 6.2 Các loại cảm biến: ................................................................................... 49 6.2.1 Cảm biến quang ............................................................................... 49 Cảm biến đo vị trí và dịch chuyển .................................................... 49 6.2.2 6.2.3 Cảm biến đo vận tốc......................................................................... 50 6.2.4 Cảm biến đo khối lượng (Load cell): ................................................ 51 6.3 Các phần tử điều khiển: ........................................................................... 52 Công tắc: .......................................................................................... 52 Nút ấn: ............................................................................................. 53 Contactor: ........................................................................................ 54 Aptomat: .......................................................................................... 57 Rơle trung gian: ............................................................................... 58 Rơle thời gian: ................................................................................. 58 Rơle nhiệt: ....................................................................................... 59 CHƯƠNG VII: HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN LÚA .......... 62 7.1 Nguyên lý hoạt động: .............................................................................. 62 Quá trình nhập lúa: ........................................................................... 62 Dừng hệ thống nhập lúa : ................................................................. 63 Nguyên lý hoạt động của quá trình xuất lúa: .................................... 63 Nguyên lý hoạt động của quá trình đảo lúa :..................................... 63 7.2 Sự cố trong hệ thống băng tải: ................................................................. 64 7.3 Xử lý sự cố: ............................................................................................. 65 CHƯƠNG VIII: LƯU DỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN ............ 68 8.1 Quá trình khởi động hệ thống băng tải. .................................................... 68 8.2 Quá trình nhập lúa vào silo ...................................................................... 70 8.3 Quá trình dừng nhập lúa vào silo ............................................................. 72

8.4 Quá trình xuất lúa xuống xe .................................................................... 73 8.5 Dừng quá trình xuất lúa ........................................................................... 74 8.6 Quá trình đảo lúa ..................................................................................... 75 CHƯƠNG IX: CHƯƠNG TÌNH PLC ................................................................... 80 9.1 Quy định các địa chỉ sử dụng trong chương trình PLC: ............................ 80 9.1.1 Các đại chỉ ngõ vào PLC: ................................................................. 80 9.1.2 Các ngõ ra PLC ................................................................................ 82 9.1.3 Các bộ timer dùng trong chương trình .............................................. 83 9.2 Chương trình PLC ................................................................................... 86

iii

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1: Địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 214 ................................. 12 Bảng 2.2: Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214 ................................. 17 Bảng 2.3: Mô tả lệnh LD, LDN trong LAD ........................................................... 17 Bảng 2.4: Mô tả lệnh Output bằng LAD ................................................................ 18 Bảng 2.5: Mô tả bằng lệnh Set và Reset trong LAD ............................................... 19 Bảng 2.6: Mô tả lệnh các lệnh tiếp điểm đặc biệt ................................................... 19 Bảng 2.7: Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD: .................................................. 21 Bảng 2.8: Mô tả lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con ....................................... 22 Bảng 2.9: Độ phân giải của các timer .................................................................... 26 Bảng 2.10: cấu trúc của bộ đếm 8 byte .................................................................. 30 Bảng 2.11: Cú pháp sử dụng lệnh đọc, ghi dữ liệu với đồng hồ thời gian ............... 31 Bảng 4.1: Các động cơ dùng trong hệ thống băng tải ............................................. 40 Bảng 6.1: Các dạng chuyển đổi tín hiệu của các loại cảm biến .............................. 49 Bảng 8.1: Bảng tổng kết các ngỏ vào cần sử dụng ................................................. 82 Bảng 8.2: Bảng tổng kết các ngõ ra cần sử dụng .................................................... 83 Bảng 8.3: Bảng tổng kết các timer cần sử dụng ..................................................... 85

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1: So sánh PLC với các hệ thống điều khiển khác ........................................ 5 Hình 2.1: SIMATIC S7 của Siemen ......................................................................... 6 Hình 2.2: Cấu trúc PLC CPU 214 ............................................................................ 7 Hình 2.3: Cổng truyền thông ................................................................................... 9 Hình 2.4: Sơ đồ kết nối truyền thông cho PLC S7-200 ............................................ 9 Hình 2.5: Cấu trúc bộ nhớ bên trong và ngoài của S7-200 ..................................... 10 Hình 2.6: Kết nối modul với PLC .......................................................................... 11 Hình 2.7: Vòng quét trong S7-200 ......................................................................... 13 Hình 2.8: Ví dụ phương pháp lập trình LAD ......................................................... 14 Hình 2.9: Cấu trúc của một ngăn xếp ..................................................................... 15 Hình 2.10: Ví dụ phương pháp lập trình FBD ........................................................ 16 Hình 2.11: Lệnh TON trong LAD .......................................................................... 23 Hình 2.12: Giản đồ thời gian của TON .................................................................. 24 Hình 2.13: Lệnh TON trong LAD .......................................................................... 24 Hình 2.14: Giản đồ thời gian của TONR ................................................................ 24 Hình 2.15: Lệnh TON trong LAD .......................................................................... 25 Hình 2.16: Giản đồ thời gian của TOFF ................................................................. 25 Hình 2.17: Bộ đếm lên của S7-200 ........................................................................ 27 Hình 2.18: Giản đồ thời gian của hàm CTU ........................................................... 27 Hình 2.19: Bộ đếm xuống ...................................................................................... 27 Hình 2.20: Giản đồ thời gian của hàm CTD ........................................................... 28 Hình 2.21: Bộ đếm lên xuống ................................................................................ 28 Hình 2.22: Giản đồ xung của hàm CTUD .............................................................. 29 Hình 2.23: Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực ........................................... 30 Hình 2.24: Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực ........................................... 30 Hình 3.1: Truyền thông với 1 PLC trong chế độ PPI ........................................... 33 Hình 3.2: Điều chỉnh các tham số truyền thông ..................................................... 33 Hình 3.3: Biên dịch chương trình và truyền tải dữ liệu đến PLC hay ngược lại ...... 34 Hình 3.4: Giao diện soạn thảo chương trình ........................................................... 35 Hình 3.5: Cửa sổ trợ giúp ...................................................................................... 36 Hình 3.6: Soạn thảo chương trình PLC .................................................................. 37 Hình 4.1: Hệ thống silo và băng tải tại cty TNHH bột mì Đại Phong ..................... 40 Hình 4.2: Sơ dồ hệ thống băng tải .......................................................................... 41 Hình 5.1: Các cuộn dây dặt lệch nhau 1200 ............................................................ 43 Hình 5.2: Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ. .............................................. 44 Hình 5.3: Cấu tạo stator ......................................................................................... 45 Hình 5.4 : Rotor lồng sóc và rotor dây quấn........................................................... 46 Hình 5.5: Rotor dây quấn. ...................................................................................... 46

Hình 5.6: Mạch khởi động sao tam giác ................................................................. 47 Hình 6.1: Nguyên lý hoạt động của một cảm biến ................................................. 48 Hình 6.2: Cảm biến đo sự dịch chuyển của băng tải ............................................... 50 Hình 6.3: Sơ đồ cấu tạo cảm biến cảm ứng đo tốc độ ............................................. 51 Hình 6.4 : Cảm biến đo tốc độ ............................................................................... 51 Hình 6.5: Cảm biến đo khối lượng (Load cell ) ...................................................... 52 Hình 6.6: Các loại công tắc .................................................................................... 52 Hình 6.7: Nút ấn .................................................................................................... 53 Hình 6.8: Trạng thái hoạt động của cơ cấu điện từ ................................................. 54 Hình 6.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của contactor ............................................... 56 Hình 6.10: Rơle trung gian .................................................................................... 58 Hình 6.11: Rơle thời gian và sơ đồ đấu dây ........................................................... 59 Hình 6.12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của rơle nhiệt ............................................. 60 Hình 6.13: Đồ thị các đường đặc tính A – s .......................................................... 61 Hình 7.1: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng tay của hệ thống băng tải ................... 67 Hình 8.1: Lưu đồ khởi động hệ thống băng tải ....................................................... 69 Hình 8.2: Lưu đồ quá trình nhập lúa vào silo ......................................................... 71 Hình 8.3: Lưu đồ dừng quá trình nhập lúa vào silo ................................................ 72 Hình 8.4: Lưu đồ xuất lúa xuống xe ....................................................................... 73 Hình 8.5: Lưu đồ dừng quá trình xuất lúa .............................................................. 74 Hình 8.6: Lưu đồ của quá trình đảo lúa .................................................................. 79