Kỹ thuật Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ thống thực hành đa năng tại trường Đại học Công nghiệp Việt Hung

51 478 0
Kỹ thuật Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ thống thực hành đa năng tại trường Đại học Công nghiệp Việt  Hung

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

đại học tháI nguyên đại học tháI nguyên Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Trường đại học kỹ thuật c«ng nghiƯp TẠ THỊ DUNG TẠ THỊ DUNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PLC ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT- HUNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PLC ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIT- HUNG Chuyên ngành: kỹ thuật điều khiển tự động hóa MÃ số: 60520216 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Khoa chuyên môn Trưởng khoa người hướng dẫn khoa học Chuyên ngành: kỹ thuật điều khiển tự động hóa PGS.TS NGUYN THANH H Phòng quản lý đt sau đại học Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Thái Nguyên - 2014 S húa bi Trung tõm Hc liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i ii LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN Lời tác giả xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo, giáo phịng Tên tơi là: Tạ Thị Dung Quản lý đào tạo sau đại học, khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Sinh ngày: 10 tháng 11 năm 1966 Học viên lớp cao học khóa 14 - Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Cơng Ngun đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả hồn thành luận văn nghiệp Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên Hiện công tác tại: Trường Đại học Cơng nghiệp Việt - Hung Tơi cam đoan tồn nội dung luận văn làm theo định hướng Trong trình thực đề tài tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, cô giáo khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên thuộc Đại học Thái Nguyên bạn đồng nghiệp Đặc biệt giáo viên hướng dẫn, không chép người khác Các phần trích lục tài liệu tham khảo luận văn hướng dẫn góp ý thầy PGS-TS Nguyễn Thanh Hà giúp cho đề tài hồn thành mang tính khoa học cao Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Nếu có sai tơi hồn toàn chịu trách nhiệm Tác giả luận văn thầy giáo, cô giáo Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm tài liệu tham khảo hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, giáo bạn đồng nghiệp để tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện q trình cơng tác sau Tác giả luận văn Tạ Thị Dung Tạ Thị Dung Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii iv 2.1.2 Giới thiệu loại Zen 15 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i 2.1.3 Đặc tính kỹ thuật ZEN -20C3AR-A-V2 16 LỜI CẢM ƠN ii 2.2 Các vùng nhớ Zen .18 MỤC LỤC iii 2.2.1 Các bit vào/ ra, bit làm việc bit có lưu 18 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi 2.2.2 Timer 19 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii 2.2.3 Counter .22 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii 2.3 Lập trình cài đặt thơng số ZEN 22 LỜI MỞ ĐẦU .1 2.3.1 Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị 22 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH 2.3.2 Nối dây đầu vào/ra hoạt động bên .23 PLC .2 2.3.3 Viết chương trình bậc thang 24 1.1 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển logic khả trình PLC 2.3.4 Sửa chương trình bậc thang .24 1.1.1 Khái niệm PLC .2 2.4 Các chức đặc biệt ZEN .31 1.1.2 Lịch sử phát triển PLC 2.4.1 Bảo vệ chương trình .31 1.1.3 Vai trị PLC hệ thống tự động hố 2.4.2 Xoá password đăng ký 33 1.2 Cấu trúc chung PLC 2.5 Xử lý lỗi 33 1.2.1 Bộ xử lý tín hiệu 2.5.1 Xử lý lỗi 33 1.2.2 Bộ nhớ 2.5.2.Các thông báo lỗi 33 1.2.3 Bộ nguồn 2.5.3 Xố thơng báo lỗi .35 1.2.4 Module vào - 2.6 Kết luận chương 36 1.2.5 Thiết bị lập trình CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG ỨNG DỤNG 1.3 Nguyên lý hoạt động PLC PLC ZEN 37 1.3.1 Đọc tín hiệu đầu vào 3.1 Thiết kế bố trí module chứa điều khiển ZEN 37 1.3.2 Thực chương trình .9 3.2 Mơ hình thực hành khởi động động chế độ sao-tam giác 39 1.3.3 Cập nhật đầu 10 3.2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển khởi động động chế độ tam giác 1.4 Trình tự bước thiết kế toán điều khiển PLC 11 .39 1.5 Phân tích lựa chọn chủng loại PLC .12 3.2.2 Thiết kế bố trí thiết bị bề mặt module .40 1.6 kết luận chương 13 3.2.3 Xây dựng mơ hình thực hành 41 CHƯƠNG 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ZEN CỦA OMRON 14 3.2.4 Chương trình điều khiển 41 2.1 Tổng quan ZEN OMRON .14 3.3 Mơ hình thực hành lập trình cửa tự động 42 2.1.1 Các đặc điểm Zen 14 3.3.1 Tổng quan hệ thống điều khiển cửa tự động 42 Số hóa Trung tâm Học liệu Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v vi 3.3.2 Thiết kế bố trí thiết bị bề mặt modul 43 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 3.3.3 Xây dựng mơ hình thực hành 44 TT KÝ HIỆU 3.4 Mơ hình trị chơi đường lên đỉnh Olympia .45 PLC 3.4.1 Tổng quan trò chơi đường lên đỉnh Olympia 45 CPU Bộ xử lý trung tâm 3.4.2 Thiết kế bố trí thiết bị bề mặt modul 46 RAM Random access Memory - Bộ nhớ cho phép đọc ghi 3.4.3 Xây dựng mơ hình thực hành 46 ROM Read Only Memory - Loại nhớ đọc 3.4.4 Chương trình 47 PROM Programmable Read Only Memory - Loại nhớ cải tiến từ ROM 3.5 Mơ hình thực hành lập trình điều khiển bãi đỗ xe tự động .48 EPROM Erasable Programmable Read Only Memory - Bộ nhớ cải tiến lên EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - loại AC Nguồn điện xoay chiều 3.3.4 Chương trình điều khiển 44 3.5.1 Tổng quan hệ thống đóng điều khiển bãi đỗ xe tự động 48 3.5.2 Bố trí thiết bị bề mặt modul .51 từ PROM 3.5.3 Xây dựng mơ hình thực hành 52 3.5.4 Chương trình 53 DIỄN GIẢI NỘI DUNG ĐẦY ĐỦ Programmable Logic Controller kết hợp ưu điểu RAM EPROM 3.6 Mơ hình thực hành điều khiển đèn giao thông ngã tư 53 DC Nguồn điện chiều 3.6.1 Tổng quan hệ thống đèn giao thông 53 10 MT Nút mở máy quay động theo chiều thuận 3.6.2 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 57 11 MN Nút mở máy quay động theo chiều ngược 3.6.3 Chương trình điều khiển 59 12 D Nút dừng động 3.7 Kết luận chương 62 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH ZEN 63 4.1 Cơ sở lý thuyết chung phương pháp dạy học thực hành 63 4.1.1 Khái niệm thực hành dạy học thực hành kỹ thuật 63 4.1.2 Nhiệm vụ dạy học thực hành 63 4.1.3 Phương pháp dạy học thực hành kĩ thuật 64 4.2 Xây dựng thực hành lập trình điều khiển Zen 64 4.2.1 Tiếp cận thiết bị thực hành với đầu vào .65 4.2.2 Thực hành với Timer Counter 76 4.2.3 Bài thực hành tổng hợp nâng cao Zen 83 4.3 Kết luận chương 88 KẾT LUẬN .89 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Bảng 2.1 Bảng loại Zen phiên V2 .16 Hình 1.1 Cấu trúc chung PLC .4 Bảng 2.2 Các bit vào ra, bit làm việc bit có lưu 18 Hình 1.2 Đầu vào - PLC Bảng 2.3 Phương pháp đặt thông số trang thiết lập thông số 27 Hình 1.3 Lập trình PLC máy tính .8 Bảng 2.4 Thông báo lỗi bật điện không chạy 34 Hình 1.4 Thiết bị lập trình xách tay Bảng 2.5 Thông báo lỗi bật điện hay chạy 35 Hình 1.5 Đọc tín hiệu đầu vào Bảng 2.6 Lỗi truyền chương trình từ card nhớ 35 Hình 1.6 Giai đoạn thực chương trình .10 Bảng 4.1 Yêu cầu cấu hình máy tính .65 Hình 1.7 Giai đoạn cập nhật đầu 10 Bảng 4.2 Gán địa vào/ra 76 Hình 1.8 Chu trình làm việc PLC .11 Bảng 4.3 Bảng tùy chọn Timer 77 Hình 1.9 Trình tự bước thiết kế toán điều khiển PLC 12 Bảng 4.4: Sai số Timer 78 Hình 2.1 Đồ thị thời gian Timer on delay 19 Bảng 4.5 Các thông số đặt cho Weekly Timer 79 Hình 2.2 Đồ thị thời gian OFF delay 20 Bảng 4.6 Các thông số cho Calendar timer .80 Hình 2.3 Đồ thị thời gian One-shot pulse timer 20 Bảng 4.7 Các thông số đạt cho Counter .82 Hình 2.4 Đồ thị thời gian Flashing pulse timer 20 Bảng 4.8 Gán địa vào/ra .83 Hình 2.5 Đồ thị thời gian Twin timer 21 Bảng 4.9 Gán địa vào/ra .88 Hình 2.6 Đồ thị thời gian Holding timer .21 Hình 2.7 Đồ thị mô tả hoạt động count .22 Hình 2.8 Lập trình cài đặt thông số ZEN .23 Hình 2.9 Nối dây đầu vào/ra hoạt động bên ZEN 23 Hình 2.10 Viết chương trình bậc thang .24 Hình 2.11 Đầu vào tương tự so sánh tương tự 26 Hình 2.12 Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V 26 Hình 2.13 Khi đầu vào analog I5 ≥ I4 .26 Hình 2.14 Đặt thơng số trang thiết lập thơng số .27 Hình 2.15 Thiết lập hiển thị chữ2.3.5 Dùng bit nút bấm (B) .29 Hình 2.16 Dùng bit nút bấm .30 Hình 2.17 Thiết lập bảo vệ chương trình 32 Hình 2.18 Xóa password đăng ký 33 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thiết bị modul chứa điều khiển ZEN 38 Hình 3.2 Mơ hình hồn thiện Modul chứa điều khiển Zen 38 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý đổi nối - tam giác .39 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thiết bị modul đổi nối - tam giác .40 Hình 3.5 Mơ hình hồn thiện Modul đổi nối - tam giác .41 Hình 3.6 Chương trình điều khiển 42 Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thiết bị modul đóng mở cửa tự động .43 Hình 3.8 Mơ hình hồn thiện modul đóng mở cửa tự động 44 Hình 3.9: Chương trình điều khiển 45 Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị trị chơi đường lên đỉnh Olympia .46 Hình 3.11: Mơ hình hồn thiện trị chơi đường lên đỉnh Olympia 46 Hình 3.12 Chương trình điều khiển 48 Hình 3.13: Sơ đồ mặt bãi đỗ xe tự động 49 Hình 3.14: Hình ảnh bãi đỗ xe thực tế 50 Hình 3.15: Sơ đồ bố trí thiết bị modul bãi đỗ xe tự động 52 Hình 3.16 Mơ hình hồn thiện modul bãi đỗ xe tự động 52 Hình 3.17 Chương trình điều khiển 53 Hình 3.18 Hình ảnh hệ thống đèn giao ngã tư 54 Hình 3.19 Sơ đồ thời gian chế độ cao điểm .56 Hình 3.20 Sơ đồ thời gian chế độ bình thường 57 Hình 3.21 Hình ảnh bố trí đèn giao thơng ngã tư 58 Hình 3.22 Sơ đồ bố thiết bị modul đèn giao thơng 58 Hình 3.23 Mơ hình hồn thiện modul đèn giao thơng 59 Hình 3.24 Chương trình điều khiển 61 Hình 3.25 Tồn mơ hình sau hồn thiện 62 Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc chương trình theo ngơn ngữ LAD .66 Hình 4.2: Hình giản đồ thời gian Counter 81 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần với phát triển khoa học công nghệ, thiết bị điều khiển logic khả trình PLC ứng dụng rộng rãi tự động hố xí nghiệp cơng nghiệp nhiều lĩnh vực khác PLC coi trái tim hệ thống điều khiển nhằm tăng suất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm PLC môn học thực cần thiết kỹ sư điều khiển tự động Với mục đích bổ sung cở vật chất trường ĐHCN Việt - Hung nhằm đào tạo đội ngũ kỹ sư Điện có tay nghề cao, lập trình PLC thành thạo Với ý nghĩa đó, đề tài luận văn: “Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ thống thực hành đa trường Đại học công nghiệp Việt - Hung” đề tài thiết thực, có tính ứng dụng cao Mục tiêu luận văn: - Thiết kế chế tạo mơ hình tập thực hành PLC - Nghiên cứu hệ lệnh PLC ZEN khả ứng dụng ZEN thực tế - Xây dựng hệ thống tập thực hành PLC - Xây dựng đề cương hướng dẫn thực hành PLC Nội dung thực hiện: - Nghiên cứu sở lý thuyết điều khiển PLC - Nghiên cứu hệ lệnh PLC ZEN hãng Omron - Xây dựng hệ thống tập thực hành PLC yêu cầu công nghệ điều khiển thực tế - Lựa chọn chủng loại cấu hình PLC - Thiết kế phần khí modul tập thực hành PLC - Viết chương trình điều khiển đáp ứng hệ thống tập thực hành PLC - Download chương trình, kết nối với modul chạy kiểm tra - Xây dựng đề cương hướng dẫn thực tập thực hành Bố cục luận văn : Luận văn chia thành chương Chương 1: Tổng quan hệ thống điều khiển logic khả trình PLC Chương 2: Bộ điều khiển lập trình ZEN Omron Chương 3: Xây dựng hệ thống tập thực hành ứng dụng PLC ZEN Chương 4: Xây dựng giảng thực hành ZEN Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƯƠNG điều khiển thiết bị cách xa hàng vài trăm mét Các PLC trao đổi liệu cho TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC 1.1 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển logic khả trình PLC việc điều khiển trình sản xuất trở nên dễ dàng PLC sản xuất nhiều hãng khác giới Về ngun lý hoạt động PLC có tính tương tự giống nhau, lập trình sử dụng 1.1.1 Khái niệm PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt chúng hoàn toàn khác thiết kế khác nhà sản xuất PLC khác với thành PLC loại thiết bị ứng dụng rộng rãi tự động hố xí nghiệp cơng máy tính khơng có ngơn ngữ lập trình chung khơng có hệ điều hành Khi nghiệp nhiều lĩnh vực khác Thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn bật lên PLC chạy chương trình điều khiển ghi nhớ nó, điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thuật tốn sửa đổi thay khơng thể chạy hoạt động khác Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi cách nhanh chóng dễ dàng cho phù hợp với yêu cầu công nghệ PLC như: Siemens, Toshiba, Mishubisi, Omron, Allan Bradley,Rocwel,Fanuc hãng thiết kế có sẵn giao diện cho thiết bị vào/ra lập trình với ngơn ngữ chiếm phần lớn thị phần PLC giới Các PLC hãng ứng dụng lập trình đơn giản dễ hiểu, chủ yếu giải phép toán logic chuyển mạch, rộng rãi công nghiệp sử dụng công nghệ tự động hố cho phép kĩ sư khơng u cầu cao máy tính ngơn ngữ máy tính 1.1.3 Vai trị PLC hệ thống tự động hoá sử dụng PLC điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán dễ trao Tất hoạt động hệ thống từ đơn giản đến phức tạp PLC điều đổi thông tin với PLC khác với máy tính khiển PLC đóng vai trị quan trọng hệ thống điều khiển, PLC có 1.1.2 Lịch sử phát triển PLC thể xem trái tim hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương Vào khoảng năm 1968, nhà sản xuất ô tô đưa yêu cầu kỹ thuật đầu trình điều khiển chứa nhớ PLC Thơng qua tín hiệu đầu vào (các tiên cho thiết bị điều khiển logic khả lập trình Mục đích thay cho tủ tín hiệu dạng logic ON/OFF) mà PLC cho tín hiệu đầu để điều khiển hoạt điều khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện thường xuyên phải thay rơ le động thiết bị hệ thống hỏng cuộn hút hay gãy lị xo tiếp điểm Mục đích thứ hai tạo 1.2 Cấu trúc chung PLC thiết bị điều khiển có tính linh hoạt việc thay đổi chương trình điều khiển Nếu khơng nhìn khía cạnh giá thành, kích thước, mức độ phức tạp, tất Những PLC ứng dụng công nghiệp ô tô vào năm 1969 đem lại PLC có thành phần đặc điểm chức giống Một PLC ưu việt hẳn hệ thống điều khiển sở rơ le Các thiết bị lập gồm có thành phần bản: trình dễ dàng, khơng chiếm nhiều khơng gian xưởng sản xuất có độ tin - Module xử lý tín hiệu cậy cao hệ thống rơ le Các ứng dụng PLC nhanh chóng rộng mở tất -Module nhớ ngành công nghiệp sản xuất khác Hai đặc điểm dẫn đến thành cơng - Module nguồn PLC độ tin cậy cao khả lập trình dễ dàng Độ tin cậy PLC - Mô đun vào/ra đảm bảo mạch bán dẫn thiết kế thích ứng với mơi trường cơng - Thiết bị lập trình nghiệp Các mạch vào thiết kế đảm bảo khả chống nhiễu, chịu ẩm, Sơ đồ PLC biểu diễn hình 1.1 chịu dầu, bụi nhiệt độ cao Vào cuối năm bảy mươi việc truyền liệu Ngồi module này, PLC cịn có module phụ trợ module kết trở nên dễ dàng nhờ phát triển nhảy vọt cơng nghiệp điện tử Các PLC nối mạng, module đặc biệt để xử lý tín hiệu module kết nối với can nhiệt, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ module điều khiển động bước, module kết nối với encoder, module đếm xung vào khả điều khiển PLC Các PLC hệ cuối cho phép thực phép vv tính số học phép tính logic, nhớ lớn hơn, tốc độxử lý cao có trang bị giao diện với máy tính, với mạng nội Bộ vi xử lý điều khiển chu kỳ làm việc Mođun Vào / Ra Mođun nguồn chương trình Chu kỳ gọi chu kỳ quét PLC, tức khoảng thời gian thực xong vòng lệnh chương trình điều khiển 1.2.2 Bộ nhớ Bộ nhớ PLC có vai trị quan trọng, sử dụng để chứa tồn chương trình điều khiển, trạng thái thiết bị phụ trợ Thơng thường nhớ bố trí khối với CPU Thông tin chứa nhớ xác CPU định việc đầu vào, đầu xử lý Bộ nhớ bao gồm tế bào nhớ gọi bit Mỗi bit có hai trạng thái Đơn vị thông dụng nhớ K, 1K = 1024 từ(word), từ(word) bit Các PLC thường có nhớ từ 1K đến Mođun nhớ Thiết bị lập trình 64K, phụ thuộc vào mức độ phức tạp chương trình điều khiển Trong PLC đại có sử dụng số kiểu nhớ khác Các kiểu nhớ xếp vào hai nhóm: nhớ thay đổi nhớ cố định Bộ nhớ thay đổi nhớ Hình 1.1 Cấu trúc chung PLC thơng tin ghi điện Nếu chương trình điều khiển chứa nhớ mà bị điện đột xuất tuột dây, điện nguồn chương trình 1.2.1 Bộ xử lý tín hiệu Bộ xử lý gọi xử lý trung tâm (CPU), phận chứa vi xử lý Bộ xử lý biên dịch tín hiệu vào thực hoạt động điều khiển theo chương trình lưu nhớ CPU, truyền định dạng tín hiệu hoạt phải nạp lại lưu vào nhớ Bộ nhớ cố định ngược lại với nhớ thay đổi có khả lưu giữ thông tin điện Bộ nhớ chia làm loại sau: - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM (Random access Memory): nhớ động đến thiết bị Bộ xử lý tín hiệu bao gồm hay nhiều vi xử lý tiêu chuẩn vi xử lý hỗ trợ với mạch tích hợp khác để thực phép tính logíc, điều khiển ghi nhớ chức PLC Bộ xử lý thu thập tín hiệu vào, thực phép tính logíc theo chương trình, phép tính đại số điều khiển đầu số hay tương ứng Phần lớn PLC sử dụng mạch logic chuyên dụng sở vi xử lý mạch tích hợp tạo nên đơn vị xử lý trung tâm CPU Bộ vi xử lý quét trạng thái đầu vào thiết bị phụ trợ, thực logic điều khiển đặt chương trình ứng dụng, thực tính cho phép đọc ghi Dữ liệu RAM dễ dàng sửa bị PLC điện Để khắc phục nhược điểm người ta thường dùng pin để lưu trữ liệu chương trình RAM - ROM (Read Only Memory): loại nhớ đọc, thay đổi liệu ROM, ROM nhà chế tạo chế sẵn nạp liệu lần - PROM (Programmable Read Only Memory): loại nhớ cải tiến từ ROM, nhớ trắng ghi nhà thiết kế Tuy nhiên chương trình liệu ghi PROM khơng thể xố tốn điều khiển đầu tương ứng PLC Bộ vi xử lý nâng cao khả logic Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): nhớ cải tiến lên cấu chấp hành, mà truyền đến khuyếch đại công suất, chuyển mạch từ PROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng pin Nội dung liệu chương từ công suất thấp sang công suất cao Ví dụ tín hiệu điều khiển đóng mở van, tín trình chứa EPROM xố cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ hiệu truyền đến cuộn hút khởi động từ động cơ, kích hoạt khởi động từ nhỏ EPROM sau ghi liệu vào máy máy nạp mạch điện cấp vào động đóng, động chạy bắt đầu đóng hay mở van - EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): loại kết hợp ưu điểu RAM EPROM, liệu EEPROM xố nạp băng tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp có giới hạn tuỳ theo chiều quay động Đầu có hai dạng tín hiệu dạng tín hiệu số tín hiệu tương tự Tín hiệu vào/ra tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic Mỗi điểm vào/ có địa PLC sử dụng 1.2.3 Bộ nguồn Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho vi xử lý (thường 5V) cho mạch điện đầu module lại (thường 24V) 1.2.4 Module vào - Module vào - phương thức liên lạc vật lý hệ thống PLC với giới bên Cho phép thực kết nối, thông qua kênh vào - đến module vào module Cũng thông qua module vào - chương trình nạp vào nhớ Module vào - số tương tự * Các dạng đầu vào: Các tín hiệu vào từ thiết bị hay từ cảm biến cung cấp liệu thông tin cần thiết để xử lý tín hiệu thực phép tính logic Hình 1.2 Đầu vào - PLC yêu cầu định đến việc điều khiển máy trình Các tín hiệu vào lấy từ thiết bị khác nút ấn, công tắc, can nhiệt, ten zơ mét, vv 1.2.5 Thiết bị lập trình Tín hiệu vào nối vào module vào để lọc tín hiệu chuyển đổi tín hiệu Thiết bị lập trình sử dụng để lập chương trình điều khiển cần thiết sau mức lượng thấp để xử lý sử dụng Đầu vào có hai dạng đầu vào chuyển cho PLC Thiết bị lập trình thiết bị lập trình chun dụng, có dạng số đầu vào dạng tương tự thể thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, phần mềm cài đặt máy tính Đầu vào dạng số kết nối với cầu nối kênh module vào số, cá nhân - Lập trình nhờ phần mềm lập trình máy tính nạp chương trình lên kênh có tín hiệu hai trạng thái hay1 Đầu vào tương tự tín hiệu điện áp, dòng điện từ cảm biến tương tự PLC qua cổng RS232 hay qua cổng kết nối với mạng LAN hay mạng Internet Máy * Các dạng đầu tính cá nhân phương tiện lập trình tốt cho PLC, quan sát Đầu PLC tín hiệu cấp hay ngắt lượng để điều khiển máy hay nhiều dịng lệnh hình, soạn thảo truy cập vào chương trình dễ dàng q trình Các tín hiệu tín hiệu điện áp từ mạch nói chung chúng Điều bất tiện máy tính cá nhân khơng thích hợp với mơi trường cơng nghiệp có mức lượng thấp Các tín hiệu thơng thường khơng truyền trực tiếp đến khả di chuyển Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.3 Nguyên lý hoạt động PLC Khi chạy, chương trình PLC chia làm giai đoạn chính:  Đọc tín hiệu đầu vào  Thực chương trình  Xuất kết 1.3.1 Đọc tín hiệu đầu vào Giai đoạn vi xử lý “chụp lại” trạng thái logic đầu vào truyền hình ảnh nhận vào nhớ liệu Hình 1.3 Lập trình PLC máy tính Lập trình thiết bị lập trình xách tay: lập trình trực tiếp vào nhớ PLC Thiết bị khơng dễ sử dụng máy tính, lại tiện cho việc mang theo người Lập trình thực dòng lệnh tương ứng với bậc sơ đồ thang Hình 1.5 Đọc tín hiệu đầu vào 1.3.2 Thực chương trình Thực phép tốn logic chứa nhớ chương trình từ đầu Hình 1.4 Thiết bị lập trình xách tay - Lập trình máy tính, nạp lên thẻ nhớ sau nạp từ thẻ nhớ vào PLC qua cổng tiêu chuẩn Các thẻ nhớ EEPROM nhớ ROM xố lập trình lại đến cuối cách sử dụng “hình ảnh” trạng thái đầu vào chứa nhớ liệu Kết phép tốn logic ( hình ảnh đầu ) lại lưu nhớ liệu điện Ưu điểm EEPROM thay đổi chương trình PLC cách cắm vào cổng PLC Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 63 Tồn hệ thống mơ hình sau hoàn chỉnh: CHƯƠNG IV XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH ZEN 4.1 Cơ sở lý thuyết chung phương pháp dạy học thực hành 4.1.1 Khái niệm thực hành dạy học thực hành kỹ thuật Trong dạy học, thực hành hoạt động sinh viên nhằm vận dụng kiến thức, hiểu biết kỹ thuật, rèn luyện kĩ kĩ xảo cần thiết Hoạt động thực hành có hai dạng cụ thể mối quan hệ tương hỗ: - Hoạt động thực hành vật chất: hoạt động thực hành nhằm hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo lao động, luyện tập thao tác thực hành trực tiếp vật thật, linh kiện, vật dụng cụ thể - Hoạt động thực hành trí tuệ: dạng thực hành thơng qua giải tập kĩ thuật, thiết kế, tạo lập mơ hình, hoạt động tự học, tự thân vận động khơng có Hình 3.25 Tồn mơ hình sau hoàn thiện hướng dẫn trực tiếp thầy giáo Dạy học thực hành trình sư phạm giáo viên tổ chức với mục đích 3.7 Kết luận chương Nội dung chương xây dựng thực hành ứng dụng PLC Zen - Hệ thống điều khiển khởi động động chế độ sao/tam giác, mơ hình cửa tự động, mơ hình trị chơi đường lên đỉnh Olympia, mơ hình bãi đỗ xe tự động, mơ hình đèn giao dạy sinh viên vận dụng kiến thức, kiểm tra lại lý thuyết, hình thành, rèn luyện kĩ kĩ xảo lao động, tính cẩn thận chăm chỉ… cách bố trí thiết bị,dụng cụ thực hành cách khoa học Với đặc thù trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung đào tạo kỹ sư thực hành theo hướng công nghệ nên việc nâng cao tay nghề kỹ thực hành thông Nghiên cứu tổng quan hệ thống điều khiển cho thực hành cho sinh viên thực cần thiết Thông qua việc thực hành tập từ đơn giản đến phức tạp, sinh viên nắm bắt học cách nhanh chóng, rút ngắn khoảng Thiết kế bố trí thiết bị cho thực hành cách lý thuyết thực hành làm quen với công nghệ Việc nâng cao chất Chế tạo mơ hình thực hành hồn chỉnh Viết chương trình điều khiển cho thực hành Từ mơ hình thực hành chế tạo chương 3, chương xây dựng lượng đào tạo thực hành sở đào tạo giúp sinh viên trường làm việc mà không cần công ty, doanh nghiệp đào tạo lại Đây điểm yếu sinh viên trường giảng thực hành PLC Zen 4.1.2 Nhiệm vụ dạy học thực hành Dạy học thực hành có nhiệm vụ: - Hồn thiện vận dụng hiểu biết kĩ thuật mức độ khác (đơn lẻ tổng hợp) vào thao tác thực hành - Hình thành rèn luyện kĩ kĩ xảo lao động Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 65 - Hình thành phát triển tư kĩ thuật, bồi dưỡng lực nghiệp vụ thực hành, thao tác kĩ thuật trình tập điều khiển ZEN Phần lập trình ZEN có thời lượng buổi - Thực chức giáo dục (tác phong làm việc nhanh nhẹn, tạo hứng Buổi 1: Tiếp cận thiết bị thực hành với đầu vào thú bộc lộ khiếu nghề nghiệp, tính cẩn thận, cần cù chăm lao động, Buổi 2: Thực hành với Timer Counter an tồn lao động vệ sinh mơi trường), củng cố kiến thức lý thuyết - Tạo bước chuyển giao thiếu học lý thuyết thực tế,giữa Buổi 3: Bài thực hành tổng hợp nâng cao 4.2.1 Tiếp cận thiết bị thực hành với đầu vào  Mục đích chương trình đào tạo thực tế cơng việc sau tốt nghiệp khố đào tạo trường kĩ thuật Giúp sinh viên làm quen với phần mềm ZEN Support Software, lệnh ,cách lập trình cách mơ phần mềm ZEN Support Software 4.1.3 Phương pháp dạy học thực hành kĩ thuật  Yêu cầu: Trong dạy học thực hành kĩ thuật cần sử dụng linh hoạt, phối hợp nhiều phương pháp, phương tiện dạy học khác nhau, tuỳ theo mục đích nội dung học Với - Sinh viên ôn lại kiến thức lý thuyết trước lên thực hành đặc thù thực hành mơn lập trình PLC trường, vào sở vật chất trang - Tìm hiểu ý nghĩa đèn báo, sơ đồ đấu dây ZEN 20C3AR-A-V2 thiết bị, giáo viên áp dụng biện pháp khác cho đạt mục đích giáo dục  Nội dung bước thực cao Giáo viên thao tác thị phạm, gợi ý hướng dẫn phân tích toán, 4.2.1.1 Phần mềm ZEN Support Software sở lý thuyết học, sinh viên vận dụng vào để lập trình điều khiển tốn a Yêu cầu cài đặt phần mềm Hiện phòng thực hành PLC trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung Để cài đặt phần mềm yêu cầu cấu hình máy tính gồm có thực hành hãng khác S7-300, LOGO, CPM1A, Bảng 4.1 u cầu cấu hình máy tính CPM2A, ZEN Trong trình thực hành, sinh viên làm quen thực hành Hệ điều hành Windows 95, 98; ME, 2000, NT4.0 Service Pack lập trình PLC này, thơng qua sinh viên nhận thấy khác CPU Pentium 133Mhz hay cao lập trình PLC hãng không nhiều Điểm khác biệt Bộ nhớ Tối thiểu 64MB hãng điều khiển hãng cách khai báo địa chỉ, câu Dung lượng đĩa cứng Tối thiểu 40MB trống lệnh chức điều khiển Khi lập trình thành thạo PLC CD ROM Cần có ổ CD ROM hãng việc chuyển sang lập trình PLC hãng khác không gặp Truyền tin cổng COM RS-232C Chuột bàn phím Cần có Màn hình SVGA, 256 màu nhiều khó khăn Việc thực hành lập trình thành thạo PLC giúp sinh viên nhanh chóng tiếp cận sử dụng điều khiển lập trình PLC khác trường b Các chức phần mềm 4.2 Xây dựng thực hành lập trình điều khiển Zen Với thời lượng chương trình, phần thực hành PLC ZEN bố trí sau thực hành CPM1A CPM2A hãng Omron Mục đích phần thực hành - Lập trình chương trình dạng ngơn ngữ LAD - Chạy mô kiểm tra lỗi - Download upload chương trình từ máy tính sang Zen ngược lại ZEN giúp sinh viên làm quen với phần mềm lập trình Zen Support Software lập Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 67 c Giới thiệu ZEN 20C3AR-A-V2 Trong ngôn ngữ LAD thứ tự ưu tiên xử lý logic chương trình thực  Các thông số từ trái qua phải từ xuống • Loại Zen kiểu kinh tế( không kết nối với module mở rộng )  Phương pháp lập trình • Có phím bấm hình LCD Tuỳ vào loại Zen mà lựa chọn phương pháp lập trình cho • Có 20 đầu vào ( 12 đầu vào đầu ) thích hợp Có hai phương pháp sử dụng để lập trình cho Zen: • Kiểu đầu vào xoay chiều Có thể lập trình trực tiếp phím bấm Zen có hình hiển thị LCD • Kiểu đầu Rơle (đi kèm phím bấm ) • Nguồn cấp xoay chiều 220V Có thể lập trình máy tính thơng qua phần mềm Zen Support Software,  Ngôn ngữ lập trình máy tính kết nối với Zen qua Cable truyền Với PLC Zen OMRON sử dụng ngôn ngữ LAD để lập trình Ngơn ngữ Trong cách lập trình cách lập trình trực tiếp PLC ZEN thuận tiện dễ hiểu, khoảng 95% người lập trình sử dụng ngôn ngữ nhiều thao tác nhiều thời gian nên áp dụng cho sinh viên thực hành Để thuận tiện cho việc lập trình cần nắm rõ định nghĩa lập trình tập Để tiết kiệm thời gian, tác giả lựa chọn phương pháp lập ngôn ngữ LAD biểu tượng mà ngôn ngữ LAD sử dụng trình máy tính có cài đặt phần mềm Zen Support Software, sau lập trình xong Định nghĩa LAD:LAD ngơn ngữ lập trình đồ hoạ, phù hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Ngơn ngữ có cấu trúc chuỗi bậc sinh viên mơ máy tính, chạy tốt kết nối với ZEN đổ chương trình vào ZEN để chạy thang, bậc thang kết nối tiếp điểm cuộn dây Đầu kết d Các bước lập trình kết nối logic Những thành phần dùng LAD tương ứng với Bước 1: Khởi động phần mềm lập trình ZEN Support Software thành phần bảng điều khiển rơle Mạng LAD: đường nối phần tử mạng điện thành mạch hoàn chỉnh từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái dây nóng, đường nguồn bên phải dây trung hồ đường trở nguồn cung cấp Dịng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đóng đến hộp cuộn dây trở bên phải nguồn Sơ đồ cấu trúc chương trình theo ngơn ngữ LAD Ví dụ ngơn ngữ LAD Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc chương trình theo ngơn ngữ LAD Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 69 Bước 2: Lựa chọn tạo mới, mở chương trình có sẵn hay đọc liệu từ PlC ZEN Sau hình lập trình Trong hình ta lựa chọn kiểu hiển thị chương trình PLC Trong bước ta phải khai báo cấu hình ZEN máy tính kết nối với ZEN, ZEN kết nối với modul mở rộng khác ta phải khai báo cấu hình modul mở rộng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Zen - Hiển thị kiểu bậc thang Chọn View/Circuit display method/Ladder rung diagram Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 71 - Ý nghĩa thư mục công cụ - Hiển thị theo mạch điện Chọn View/Circuit display method/Electrical Circuit diagram * Thanh công cụ dùng để cài đặt cho chương trình Zen: Bước 3: Viết chương trình theo yêu cầu tốn Từ hình lập trình ta viết chương trình dạng ngơn ngữ Ladder Circuit Trong hình lập trình Zen gồm có 95 dịng, dịng mắc tối đa tiếp điểm đầu Để lập trình ta đặt trỏ vào vị trí dành cho tiếp điểm, kích vào biểu tượng tiếp điểm công cụ, sau lựa chọn dạng tiếp điểm thường đóng thường mở, tên tiếp điểm đánh thích để giúp cho đoạn mạch trở nên rõ ràng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 72 73 Giả sử chương trình điều khiển khởi động động sau hồn chỉnh có dạng hình vẽ Bây muốn mơ kiểm tra chương trình lập trình, ta vào phần Zen/Start simulation thành công cụ ấn phím ctrl+L Khi muốn lấy đầu ra, ta đặt trỏ vào cột ngồi có màu xanh bên phải, sau kích vào biểu tượng cuộn dây đầu công cụ khai báo chủng loại đầu ra, tên đầu ra, đánh thích cần Sau ấn vào nút Run công cụ tác động vào đầu vào theo dõi thay đổi đầu Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 74 75 Bộ PLC ZEN 20C3AR-A-V2 PLC có nguồn ni điện áp 220VAC, điện áp cấp cho đầu vào 220VAC, đầu loại rơ le nên dùng nguồn chiều xoay chiều Khi kết nối với thiết bị ngoại vi, ta đấu nối đầu vào hình vẽ g Thực hành với đầu vào - * Mục đích: Giúp cho sinh viên lập trình thơng thạo đầu vào/ra Sử dụng hợp lý đầu vào/ra Zen e Kết nối ZEN với phần mềm lập trình ZEN Support Software * Yêu cầu: - Nắm vững kiến thức hoạt động đầu vào/ra - Sinh viên đọc trước hướng dẫn lập trình ZEN * Ý nghĩa đầu vào • Các bit đầu vào có trạng thái: Thường mở thường đóng • Các bit đầu có trạng thái: Khi kết nối ZEN với phần mềm lập trình máy tính, ta phải khai báo cấu hình ZEN - ‘[‘ Đầu hoạt động bình thường: Khi nối điện đầu có điện, nối điện đầu điện Trong ZEN muốn kiểm tra mạch làm việc có yêu cầu hay không ta - ‘S’ Set bit đầu ra: Khi nối điện trạng thái đầu set lên bấm trực tiếp vào nút bấm ZEN mà không cần kết nối với thiết mà khơng phụ thuộc vào việc cịn nối điện cho đầu hay không bị đầu vào - ‘R’ Reset bit đầu ra: Khi nối điện trạng thái đầu reset f Kết nối ZEN với đầu vào đầu mà khơng phụ thuộc vào việc cịn nối điện cho đầu hay không - ‘A’ Thay đổi trạng thái đầu ra: Mỗi nối điện trạng thái đầu D M I3 K1 Q1 K2 I2 I1 I0 220VAC Q0 L PLC ZEN 0V 24VDC 0V 220VAC Q2 N chuyển sang trạng thái ngược lại với trạng thái có * Phần thực hành Bài tốn: Viết chương trình điều khiển đảo chiều quay trực tiếp động Yêu cầu điều khiển Ấn nút MT động quay thuận chiều kim đồng hồ, ấn nút MN động quay ngược chiều kim đồng hồ Ấn nút D động dừng Các bước thực hiện: Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 76 77  Thực bảng gán địa vào/ra Bảng 4.2 Gán địa vào/ra Đầu vào Đầu Kí hiệu đầu vào Địa Kí hiệu đầu Địa Chọn loại đầu vào Timer đặt tên Timer Bảng 4.3 Bảng tùy chọn Timer Địa Timer  Vẽ sơ đồ kết nối với thiết bị ngoại vi  Viết chương trình điều khiển T0 dến Tf #0 đến #3 Đầu vào Trigger T(TRG) Điều khiển đầu vào Trigger Timer Sẽ kích Đầu vào Reset R(RES) Điều khiển đầu vào Reset Timer Khi đầu hoạt Timer đầu vào Trigger bật ON - Cách 1: Sử dụng dạng đầu ‘[’ - Cách 2: Sử dụng dạng đầu S R  Mô kiểm tra lỗi vào Reset bật ON giá trị timer  Kết nối với thiết bi ngoại vi (PV) bị xóa Trạng thái đầu vào Trigger bị bỏ qua đầu vào Reset ON 4.2.2 Thực hành với Timer Counter Timer bit  Mục đích: Giúp cho sinh viên hiểu chất, ý nghĩa loại Timer Counter Sẽ bật tùy theo loại Timer sau sử dụng tiếp điểm Timer khai báo giá trị đặt, dạng Timer  Yêu cầu: - Nắm vững kiến thức Timer Counter - Đọc trước hướng dẫn lập trình ZEN - Lập trình thơng thạo tốn dùng Timer Counter  Nội dung bước thực 4.2.2 Thiết lập thông số cho Timer thông thường Đặt trỏ vào vị trí đầu kích vào biểu tượng cuộn dây đầu ra, sau chọn đầu T Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 78 79 • ON delay timer (X) : Bật sau khoảng thời gian đặt trước sau đầu vào trigger lên ON lại tiếp tục đầu vào kích lên ON Bít đầu Timer giữ nguyên trạng thái Timer đếm xong • OFF delay timer ( ) : Vẫn ON đầu vào trigger ON tắt sau 4.2.2.3 Thiết lập thông số cho Timer @ (Weekly timer) Loại Timer cho phép cài đặt lập trình cho thời gian hoạt động khoảng thời gian đặt trước sau đầu vào trigger OFF • One-shot pulse timer (O): Vẫn ON khoảng thời gian đặt trước ngày tuần Khi sử dụng loại timer ta việc chọn tiếp điểm khai báo tiếp điểm đầu vào trigger bật lên ON • Flashing pulse timer (F): Bật tắt lặp lặp lại khoảng chu kì đặt trước loạiTimer @, tên Timer đặt từ đến đầu vào trigger trạng thái ON Bảng 4.4: Sai số Timer S 00,00 đến 99,99 s (theo đơn vị 0,01 Sai số: đến 10ms M:S 00 phút 01s đến 99 phút 59s (theo đơn vị phút giây) Sai số: đến 1s H:M 00 01 phút đến 99 giwof 59 phút (theo đơn vị phút) Sai số: đến phút 4.2.2.2 Thiết lập thơng số cho Holding Timer (trễ có nhớ) Đặt trỏ vào vị trí đầu ra, kích vào biểu tượng cuộn dây đầu lựa chọn Bảng 4.5 Các thông số đặt cho Weekly Timer loại Timer Thông số đặt Khi sử dụng tiếp điểm Holding Timer khai báo giá trị đặt, dạng Timer Start-Stop day MO-FR Khi Start day sau Stop day FR-MO Hoạt động từ thứ đến thứ hàng tuần Khi Start day trùng Stop day MO-MO Hoạt động ngày tuần đặt Time (thời gian) Ý nghĩa Holding Timer Bật sau khoảng thời gian đặt trước đầu vào trigger lên ON Giá trị Hoạt động Hoạt động từ thứ đến thứ hàng tuần Khi Stop day không Tên Holding Timer (#): Từ #0 đến #3 Ví dụ Khi Start day trước Stop day Chỉ hoạt động vào thứ FR Khi Start time trước Stop time ON 08:00 OFF 17:00 Hoạt động từ 08:00 đến 17:00 hàng ngày Khi Start time sau Stop time ON 18:00 OFF 7:00 Hoạt động từ 18:00 đến 07:00 ngày hôm sau Khi Start time trùng Stop time ON 18:00 OFF 18:00 Hoạt động thời gian hành lưu timer chuyển từ RUN sang STOP bị ngắt điện Timer Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 80 81 4.2.2.4 Thiết lập thông số cho Timer * (Calendar timer) vào Reset bật lên ON Đầu vào đếm khơng có tác dụng đếm đầu vào Reset Loại Timer cho phép cài đặt lập trình cho hoạt động ngày lên ON năm Có đầu vào đếm: Khi sử dụng loại timer ta việc chọn tiếp điểm khai báo tiếp điểm • Đầu vào đếm: CC (Count) đếm lên/đếm xuống đầu vào đếm lên ‘1’ loại Timer *, tên Timer đặt từ đến • Đầu chọn hướng đếm: DC (Direction) = ‘0’ đếm lên, = ‘1’ đếm xuống • Đầu vào xố số: RC (Reset) đầu vào xoá số = ‘1’ giá trị đếm trở về‘0’, đầu đếm trở về‘0’ Bảng 4.6 Các thông số cho Calendar timer Thơng số đặt Start - Stop day Ví dụ Hoạt động Khi Start date trước ON 04/01 Hoạt động từ 01/04 đến Stop date OFF 09/01 01/09 Khi Start date sau Stop ON 04/01 Hoạt động từ 01/04 đến date OFF 02/01 01/02 năm sau Khi Start date trùng ON 02/01 Stop date OFF 02/01 Hoạt động vào ngày Hình 4.2: Hình giản đồ thời gian Counter Đặt trỏ vào vị trí đầu ra, kích vào biểu tượng cuộn dây đầu lựa chọn tên Counter (từ C0 đến Cf), tín hiệu đầu vào-ra Counter 4.2.2.5 Thiết lập thơng số cho Counter Có đến 16 đếm đếm tăng đếm giảm Giá trị hành đếm trạng thái đầu counter lưu giữ thay đổi chế độ hoạt động điện Đầu đếm bật lên on giá trị đếm hay lớn giá trị cài đặt Giá trị đếm trở đầu đếm (Counter bit) trở OFF đầu Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 82 83 Bảng 4.7 Các thông số đạt cho Counter tự động đóng lại, chạm cơng tắc giới hạn đóng cửa dừng lại Quá trình tiếp Counter Address C0 đến Cf Counter Input C (đầu vào đếm) Counter direction Input diễn Nếu ấn nút Stop hệ thống ngừng làm việc Các bước thực hiện: (địa Couner) Sẽ tăng hay giảm giá trị đếm PV đầu  Thực bảng gán địa vào/ra Bảng 4.8 Gán địa vào/ra vào bật lên ON D (Xác định chiều đếm) Đầu vào Chuyển chế độ đếm tăng hay đếm giảm: OFF: Đếm tăng Kí hiệu đầu vào Đầu Địa Kí hiệu đầu Địa ON: Đếm giảm Reset input R (Reset) Điều khiển đầu vào Reset Counter Khi đầu vào Reset bật lên ON, giá trị Counter (PV) bị xóa bít đầu Timer bit Counter OFF Trạng thái đàu vào đếm bị  Vẽ sơ đồ kết nối với thiết bị ngoại vi bỏ qua đầu vào Reset bật ON  Viết chương trình điều khiển Sẽ bật đầu vào đếm đếm đến giá trị đặt  Mô kiểm tra lỗi  Kết nối với thiết bi ngoại vi Khi sử dụng tiếp điểm Counter khai báo giá trị đặt, loại tiếp điểm tên 4.2.3 Bài thực hành tổng hợp nâng cao Zen tiếp điểm Counter 4.2.3.1 Mục đích 4.2.2.6 Phần thực hành Giúp sinh viên tổng hợp kiến thức học lập trình Zen Nâng cao khả Bài 1: Khởi động động chế độ sao-tam giác giải toán thực tế giúp đạt kết tốt trình tham gia u cầu tốn điều khiển: cơng việc sau Ấn nút FOR khởi động từ KT K làm việc động quay theo chiều thuận, 4.2.3.2 Yêu cầu sau 30s khởi động từ K làm việc Nếu ấn nút REV khởi động từ KN K làm - Nắm vững kiến thức lập trình Zen việc động quay theo chiều ngược, sau 30s khởi động từ K làm việc Nếu ấn nút - Lập trình tốn theo u cầu - Kết nối thành thạo Zen với thiết bị ngoại vi Stop động dừng làm việc 4.2.3.3 Phần thực hành Bài 2: Điều khiển đóng mở cửa tự động Yêu cầu tốn điều khiển: Bài 1: Điều khiển trị chơi đường lên đỉnh Olympia Ấn nút Start hệ thống bắt đầu hoạt động Khi sen sơ S1 phát có người Yêu cầu điều khiển vào sen sơ S2 phát có người cửa mở ra, chạm cơng tắc giới Trị chơi gồm đấu thủ, đấu thủ có nút bấm đèn Ấn nút Start hạn mở cửa dừng lại Sau 30s sen sơ phát khơng có người cửa hệ thống bắt đầu hoạt động, người dẫn chương trình đọc câu hỏi xong đấu thủ bấm nút trước đèn đấu thủ sáng, nút bấm đấu thủ cịn lại Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 84 85 khơng có tác dụng, đồng thời chng kêu lên, sau giây chng đèn tắt Bài 3: Điều khiển hệ thống đèn giao thông Hệ thống đèn giao thông phổ biến gồm cột đèn lắp đặt hai đầu Nếu ấn nút Stop hệ thống ngừng làm việc Bài 2: Điều khiển bãi đỗ xe tự động hai đường khác ngã tư Mỗi cột đèn gồm đèn gồm có Yêu cầu điều khiển đèn chính: đèn xanh, đèn đỏ đèn vàng; đèn phụ đèn dùng điều khiển Ấn nút Start đèn xanh sáng Cửa mở ra, chạm giới hạn mở cửa LS1 đường dành cho người bộ: đèn xanh người đèn đỏ người dừng lại Sen sơ S1 đếm số xe vào bãi, sen sơ S2 đếm số xe khỏi bãi Khi bãi đủ 20 xe cửa đóng lại khơng cho xe vào, chạm giới hạn đóng cửa LS2 dừng, đồng thời đèn đỏ bật lên để báo hiệu hết chỗ đỗ xe Khi có xe khỏi bãi, số xe bãi nhỏ 20 cửa lại mở ra, đồng thời đèn đỏ tắt Quá trình tiếp diễn Ấn nút Stop hệ thống ngừng làm việc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 86 87  Chế độ bình thường: Từ 8h30 đến 16h30 từ 18h30 đến 22h30, chế độ Yêu cầu điều khiển Hệ thống điều khiển đèn giao thông khởi động nút ấn Start ,dừng hoạt động đèn mô tả giản đồ thời gian sau: nút Stop hoạt động với chế độ:  30s Chế độ cao điểm: Từ 6h30 đến 8h30 từ 16h30 đến 18h30, chế X1 độ hoạt động đèn mô tả giản đồ sau: 5s V1 30s X1 30s 5s Đ1 V1 20s 60s Xanh Đ1 45s 30s Đỏ Xanh 35s 65s Đ2 Đỏ 30s X2 35s 5s Đ2 V2 55s X2 20s 5s Xanh V2 50s 15s Đỏ Xanh  Chế độ nghỉ: Từ 22h30 đến 6h30 ngày hôm sau, chế độ tất đèn đỏ 80s Đỏ Số hóa Trung tâm Học liệu đèn xanh tắt, tất đèn vàng nhấp nháy với chu kì 1s http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 88 89 4.2.3.4 Các bước thực KẾT LUẬN  Thực bảng gán địa vào/ra Sau tháng tìm hiểu nghiên cứu, bảo giúp đỡ tận tình Bảng 4.9 Gán địa vào/ra Đầu vào Kí hiệu đầu vào thầy phịng Quản lý đào tạo sau đại học, khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Đầu Địa Kí hiệu đầu Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt thầy PGS-TS Nguyễn Thanh Hà, đến luận Địa văn “Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ thống thực hành đa trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung” hoàn thành đạt kết sau: - Nghiên cứu tổng quan hệ thống điều khiển logic khả trình PLC  Vẽ sơ đồ kết nối với thiết bị ngoại vi - Nghiên cứu điều khiển lập trình ZEN Omron  Viết chương trình điều khiển + Tìm hiểu cấu trúc, câu lệnh, nguyên lý làm việc, cách lập trình PLC  Mô kiểm tra lỗi ZEN 20C3AR-A-V2  Kết nối với thiết bi ngoại vi + Tìm hiểu cách lập trình, mơ phần mềm ZEN Support software 4.3 Kết luận chương + Tìm hiểu cách kết nối Zen với thiết bị ngoại vi Nội dung chương xây dựng hệ thống giảng thực hành với PLC Zen - Xây dựng hệ thống thực hành đa ứng dụng PLC ZEN - Xây dựng giảng thực hành ZEN, bao gồm viết chương trình điều khiển Nghiên cứu sở lý thuyết chung phương pháp dạy học thực hành PLC xây dựng thực hành: Khởi động động chế độ - tam giác, Xây dựng thực hành lập trình điều khiển Zen gồm bước: tiếp cận thiết bị đóng mở cửa tự động, điều khiển bãi đỗ xe tự động, trò chơi đường lên đỉnh Olympia, thực hành với đầu vào/ra, thực hành với timer counter, xây dựng thực hành tổng hợp nâng cao zen điều khiển đèn giao thông Kết luận văn đạt là: thiết kế, chế tạo hệ thống mơ hình thực hành đa dùng PLC Zen, xây dựng hệ thống giảng, tập thực hành lập trình PLC Zen Sau trực tiếp thực hành thiết bị chế tạo, nhận thấy hệ thống hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đề Hệ thống hoạt động xác, tin cậy, an tồn Hệ thống giảng thử nghiệm trường cho kết tốt, sinh viên dễ dàng tiếp cận nắm bắt công nghệ Hướng phát triển đề tài Với thời gian nghiên cứu chưa nhiều, kiến thức kinh nghiệm thực tế có hạn nội dung luận văn số hạn chế Tác giả tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện để áp dụng tốt kết nghiên cứu vào công tác chuyên môn sau này, áp dụng hệ thống PLC Zen thực tế sản xuất, ví dụ lĩnh vực điều Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 90 91 khiển bãi đỗ xe tự động, tịa nhà thơng minh, điều khiển hệ thống đèn giao thơng có DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO hiển thị LED thanh, điều khiển giám sát hệ thống Camera từ xa ngã tư giao thông [1] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà, Tự động hóa với Simatic S7300, NXB KHKT 2000 Một lần em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy cô giáo dạy bảo em thời gian vừa qua, đặc biệt PGS-TS Nguyễn Thanh Hà theo dõi sát sao, gợi mở hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn bảo để em hồn thành luận văn [2] Văn phịng đại diên Omron việt Nam, Hướng dẫn tự học PLC, NXB Lao động xã hội 2005 [3] Nguyễn Văn Liễn, Điều khiển Logic kỹ thuật PLC, NXB KHKT 1999 [4] Hà Văn Trí, Bài giảng PLC S7-300, Cơng ty TNHH TM&DV SIS [5] Hướng dẫn thao tác ZEN Pdf [6] Hướng dẫn tự học CPM1 qua hình ảnh Pdf [7] “A beginner’s guide to PLC” OMRON, Japan [8] “Automation with Micro PLC SIMATIC S7-200” Siemens, Germany [9] Statement List for S7-300 and S7-400 Programming” Siemens, Germany [10] Lê Văn tiến Dũng “Điều khiển lập trình PLC mạng” Đại học kỹ thuật công nghệ TP.HCM, năm 2003 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Ngày đăng: 05/08/2016, 00:01

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan