KHOA ĐIỆN TỬ -CÔNG NGHIỆP    ĐỀ TÀI ☺ GVHD : THẠC SĨ: TRẦN VĂN TRINH SV : LÊ QUÝ ĐÔNG LỚP : ĐHĐT1-TC TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2009 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 2 – LỜI NÓI ĐẦU Lời nói đầu em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo chuyên ngành Công nghệ điện tử, cảm ơn thầy Trần Văn Trinh đã hướng dẫn tận tình cho em trong quá trình thực hiện đồ án này. Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một đổi thay, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung và của công nghệ điện tử nói riêng đã tạo ra hàng loạt các thiết bị có những đặc tính nổi bật nhưng có độ chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần vào hoạt động lao động sản xuất đạt kết quả cao hơn mong đợi. Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa năng. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi từ những lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp… cho đến những nhu cầu hoạt động cần thiết hàng ngày. Một trong những ứng dụng rất quan trọng trong công nghiệp đó là khi sản phẩn làm ra trên giây chuyền với số lượng lớn. Khả năng bao quát của con người lại hạn chế, nên trong đề tài này em thiết kế hệ thống đếm sản phẩm trên giây chuyền công nghiệp. TP.Hồ Chí Minh: ngày 01 tháng01 năm2010 SVTH:Lê Quý Đông SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 2 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 3 – NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHỮ KÝ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP. Hồ Chí Minh: ngày tháng năm 2010 Th. S: Trần Văn Trinh SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 3 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 4 – NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN CHỮ KÝ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP. Hồ Chí Minh: Ngày tháng năm 2009 SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 4 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 5 – MỤC LỤC CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Trang 6. 1. Đặt vắn đề Trang 6 2. Mục đính nghiến cứu Trang 6 CHƯƠNG II:GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC S7 Trang 7. 1. Tổng quan về PLC Trang 7. 1.1. Giới thiệu về PLC 2. Bộ điều khiển PLC. Trang 8. 2.1. Cấu tạo của PLC S7_200 2.2. Đơn vị cơ bản 2.3. Chế độ làm việc 2.4. Các chân của cổng chuyền thông. 2.5. Hình ảnh PLC. 2.6. Một số thông số kỹ thuật của S7-200 CPU 22x. 2.7. Các Module vào ra mở rộng. 2.8. Hình ảnh Module mở rộng CPU 222 3. Cấu trúc bộ nhớ. Trang 12. 3.1. Vùng nhớ chương trình. 3.2. Vùng nhớ tham số. 3.3. Vùng nhớ dữ liệu. Trang 12 3.4. Địa chỉ các vùng nhớ của S7-200 CPU 224 3.5. Truy cập dữ liệu tại các vùng nhớ của S7-200. 4. Phân chia vùng nhớ trong S7-200. Trang 14. 4.1. Vùng đệm ảo đầu vào ( I; I0.0 – I15.7). 4.2. Vùng đệm ảo đầu ra ( Q; Q0.0 – Q15.7). 4.3. Vùng nhớ biến. 4.4. Vùng nhớ bít (M; M0.0-M31.7). SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 5 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 6 – 4.5. Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao (HC; HC0-HC5) 4.6. Vùng nhớ thời gian (T; T0-T255). 4.7. Vùng nhớ bộ đếm ( C; C0-C255). 4.8. Vùng nhớ thanh ghi tổng (AC; AC0-AC3). 4.9. Vùng nhớ đặc biệt (SM). 4.10. Vùng nhớ trạng thái điều khiển tuần tự (S). 4.11. Vùng nhớ đầu vào tương tự (AI). 4.12. Vùng nhớ đầu ra tương tự (AQ). 5. Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 22x. 5.1 Ngôn ngữ LADDER (LAD). Trang 18 5.2 Ngôn ngữ STL. 5.3 Ngôn ngữ FBD. 5.4 Bảng toán hạng và giới hạn cho phép CPU224 6. Một số lệnhcơ bản trong S7-200. Trang 20. 6.1. Lệnh về bít. 6.2. Timer. TON, TOF,TONR 6.3. Counter. Trang 23 6.4. Lệnh MOVE. 6.5. Lệnh so sánh. 7. Các kết nối PLC và giao tiếp máy tính Trang 26. CHƯƠNG III: MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WIN CC Trang 30 1. Giới thiệu mô hình. Trang 30 2. Cấu trúc Mô hình đồ án. Trang 30 3. Sơ đồ mạch in. Trang 31 4. Giới thiệu về WINCC. Trang 32. 5. Giới thiệu về PC ACCESS. Trang 43 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH Trang 45 1. Lưu đồ giải thuật Trang 45. 2. Thiết kế dao diện điều khiển. Trang 46 3. Tạo biến ngoại. Trang 47 SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 6 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 7 – 4. Chương trình điều khiển. Trang 48 5. Kết quả thực hiện và chạy chương trình. Trang 49 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN Trang 50 SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 7 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 8 – CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Đặt vấn đề: Tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Ngày nay nghành tự động đã phát triển tới trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển tự động, của những ngành khác như điện tử tin học… Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộ điều khiển PLC. Vì bộ PLC có nhiều ưu điểm nổi bật hơn so với những bộ điều khiển khác: - Đơn giản, dễ dàng thay đổi, lập trình. - Tin cậy trong môi trường công nghiệp. - Cạnh tranh được giá thành với các bộ điều khiển khác. Cuối thập niên 1960 xuất hiện các khái niệm về PLC và đã được phát triển rất nhanh. Giới hạn đề tài: Do hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo và nhiều điều kiện khách quan khác nên đề tài chỉ nghiên cứu những nội dung sau. - Chương I: CƠ SỞ LÝ LUẬN - Chương II: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC S7 - Chương III: MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WINCC’’ Nội dung trọng tâm vẫn là phần lập trình và thiết kế giao diện trên WinCC 2. Mục đích nguyên cứu: Qua thời gian nguyên cứu lý thuyết về PLC cũng như tập lệnh Của SIMATIC S7-200, bản thân nhận thấy cần học hỏi nhiều hơn nữa về phương pháp lập trình cũng như kinh nghiệm khắc phụ sự cố khi chạy chương trình. Với đồ án này là điều kiện tốt nhất sẽ giúp ích rất nhiều trong quá trình học hỏi đó. Mục đích nguyên cứu chỉ để làm quen với thực tế, thấy được mối quan hệ giữa lý SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 8 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 9 – thuyết với thực tiễn. “MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WINCC’’ điều quan trọng cần rút ra được sau quá trình thực hiện là cách thức tự giải quyết một vấn đề được đặt ra trước bằng phương pháp lập trình và thấy được khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC S7 1. Tổng quát về PLC: 1.1. Giới thiệu PLC: - PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. - 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 dể dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học. + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa. + Dung lượng bộ nhớ lớn để 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 mô Module mở rộng. + Giá cả cạnh tranh được. - Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 9 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 10 – và các Logic thời gian. Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả…. Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp. Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời, thanh ghi dịch… sau đó là các chức năng làm toán trên các máy tính… Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I / O nhiều hơn. - 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 qui 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 dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay. 2. Bộ điều khiển PLC S7- 200: 2.1 Cấu tạo của PLC - S7-200: PLC Step 7 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC hỗn hợp vừa đơn khối vừa đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản sau đó có thể ghép thêm các Module mở rộng về phía bên phải, có các Module mở rộng tiêu chuẩn. 2.2 Đơn vị cơ bản: Đơn vị cơ bản của PLC S7-200 như hình 1.1 1. Chân cắm cổng ra. 2. Chân cắm cổng vào. 3. Các đèn trạng thái: SF (đèn đỏ): Báo hiệu hệ thống bị hỏng. RUN (đèn xanh): Chỉ định rằng PLC đang ở chế độ làm việc. STOP (đèn vàng): Chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng. 4. Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng vào. SVTH: Lê Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 10 [...]... chỉ PLC Sau khi chọn xong cổng Com cũng như địa chỉ PLC, ta thực hiện việc Download cũng như Upload Chọn mũi tên xuống cho việc Download,mũi tên lên cho việc upload CHƯƠNG III: MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 31 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 32 – PLC VỚI WINCC ’ 1 Giới thiệu mô hình Mô hình dây chuyền là một hệ thống băng dàn con lăn vận chuyển kính. .. nơi lưu trữ như hình: SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 35 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 36 – Hình 1.4 Tạo 1 project mới (2) Khi đó cửa sổ soạn thảo giao diện xuất hiện như hình: Hình 1.5 Giao diện làm việc khi tạo project Để kết nối với PLC thì cần liên kết với DRIVER Chọn phải chuột vào Tag Management và chọn Add New Driver: Hình 1.6 Kết nối PLC với máy tính (1) Khi đó hộp thoại Add... trị bộ đếm (1 Word) được tăng lên 1 Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV(Preset value), ngõ ra sẽ được bật lên ON Khi chân Reset được kích (xung lên) giá trị hiện tại bộ đếm và ngõ ra được trả về 0 Bộ đếm ngưng đếm khi giá trị bộ đếm đạt giá trị tối đa là 32767 (2 SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh 16 – 1) GVHD: Th.S: 25 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 26 – 6.3.2 Counter Down (đếm xuống):... Connection: cho phép ta chọn loại cổng kết nối Sau khi chọn cổng COM, bước kế tiếp ta phải chọn địa chỉ PLC, thông thường địa chỉ mặc định của PLC là 2, nếu địa chỉ PLC khác 2 thì ta phải chọn địa chỉ trước khi thực hiện việc Communication SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 30 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 31 – Trường hợp nếu không biết địa chỉ PLC ta thực hiện như sau: Vào phần Communication,... OUT 6.5 Các lệnh so sánh: So sánh byte: SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 28 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 29 – Tương tự các hàm so sánh cho Byte, ta cũng có các lệnh so sánh cho số Int, Dint, Real 7 CÁCH KẾT NỐI PLC VÀ GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH Để có thể giao tiếp giữa máy tính và PLC trong quá trình Download hoặc Upload cho PLC, trước tiên ta phải chọn cổng giao tiếp: 1 Trường hợp cáp... chuyển kính khi sản phẩm kính đi qua cảm biến quang sẽ đưa tín hiệu về PLC xử lý xuất dữ liệu lên màn hình giám sát 2 Cấu trúc Mô hình đồ án: a Động cơ DC Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên... Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 33 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 34 – 1 2 V D C J 1 1 2 C O N 2 0 L S 1 1 2 V D C J 2 2 1 C O N 2 2 4 V D C 0 2 4 V D C 4 1 2 0 L S 2 5 3 5 3 4 1 2 R E L A Y S P D T J 6 R E L A Y 0 S P D T J 7 3 2 1 C O N 3 3 2 1 C O N 3 3 Sơ đồ Mạch in 4 GIỚI THIỆU WINCC a Giới thiệu về WinCC WinCC ( Windows Control Center ): là chương trình kết hợp với PLC dùng để giám... vòng quét tiếp theo Ví dụ ngôn ngữ FBD 5.4 Bản toán hạng và gới hạn cho phép CPU224 SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 22 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 23 – 6 MỘT SỐ LỆNH CƠ BẢN TRONG S7-200: 6.1 Lệnh về bit: SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 23 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 24 – 6.2 Timer: TON, TOF, TONR TON: Delay On TOF: Delay Off TONR: Delay On có nhớ 6.2.1 TON: IN:... liệu không bị mất SVTH: Lê Quý Đông Trần Văn Trinh GVHD: Th.S: 11 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 12 –  Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng trong truyền thông nối tiếp RS 485 với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 boud 2.4 Các chân của cổng truyền thông là: 1 Nối đất 2 24v DC Hinh 1.2 3 Truyền và... Văn Trinh GVHD: Th.S: 34 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 35 – Vào menu => simatic => WinCC => windows control Center 7.0 Hình 1.3 Cách vào WinCC 7.0 Khi đó màn hình sẽ hiện lên thông báo tạo mới dự án như sau: • Single User Project :tạo dự • án với 1 máy chủ • Multi-User Project : tạo dự • án với nhiều máy tính nối mạng • Client Project :tạo dự • án với 2 máy kết nối nhau Nhấn chọn Single User Project . Quý Đông GVHD: Th.S: Trần Văn Trinh 8 Đồ án 1: ĐẾM SẢN PHẨM KÍNH Trang - 9 – thuyết với thực tiễn. “MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WINCC’’ điều quan trọng cần rút ra được sau quá trình. II: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC S7 - Chương III: MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WINCC’’ Nội dung trọng tâm vẫn là phần lập trình và thiết kế giao diện trên WinCC 2. Mục đích nguyên cứu: . 23 6.4. Lệnh MOVE. 6.5. Lệnh so sánh. 7. Các kết nối PLC và giao tiếp máy tính Trang 26. CHƯƠNG III: MÔ HÌNH ĐẾM SẢN PHẨM GIAO TIẾP PLC VỚI WIN CC Trang 30 1. Giới thiệu mô hình. Trang