Nhận xét giáo viên hớng dẫn Nhận xét giáo viên phản biện Trờng đại học s phạm kĩ thuật vinh Khoa điện Nhiệm vụ đồ án môn học điều khiển lập trình PLC Đề tài: Điều khiển hệ thống máy bán hàng tự động Giáo viên hớng dẫn: PhạmVăn Tuấn Sinh viên thực hiện: Lê Mạnh Tuấn Lớp : Đại học Điện-K2A Nội dung phần thuyết minh: Giới thiệu chi tiết nội dung đề tài Giới thiệu thiết bị điều khiển áp dụng viết chơng trình PLC cho hệ thống bơm nớc tự động nhà máy nớc Lập sơ đồ mạch động lực điều khiển cho hệ thống Lập hồ sơ trang bị điện cho hệ thống bán hàng tự động PLC Kết luận Các vẽ : (Trong thuyết minh) Bản vẽ mô tả hệ thống điều khiển bán hàng tự động PLC Bản vẽ lu đồ giải thuật mô tả (bằng lời) Bản vẽ mạch kết nối thiết bị điều khiển Bản vẽ mạch động lực Bản vẽ mạch điều khiển Ngày giao đề tài: 25/10/2009 Ngày kết thúc đề tài: 30/11/2009 Vinh, ngày 26 tháng 11 năm 2009 Giáo viên hớng dẫn Phạm Văn Tuấn Phạm Văn Tuấn Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện Mục lục Nội dung Lời nói đầu Chơng I: Giới thiệu chi tiết nội dung đề tài 1.1 - Đặt vấn đề 1.2 - Khái niệm chung hệ thống bơm nớc tự động 1.3 - Yêu cầu chung hệ thống bơm nớc tự động 1.4 - Yêu cầu công nghệ 1.5 - Mô tả hoạt động hệ thống Chơng II: Giới thiệu thiết bị chơng trình điều khiển hệ thống bơm nớc tự động cho trạm cấp nớc thô nhà máy nớc PLC 2.1 - Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình 2.2 - Tập lệnh dùng thiết bị điều khiển khả trình PLC S7 200 2.3 - Sơ đồ kết nối vào thiết bị PLC S7 200 2.4 - Chơng trình điều khiển hệ thống bơm nớc thô tự động Chơng III: Sơ đồ mạch động lực điều khiển hệ thống bơm nớc tự động PLC S7 - 200 3.1 - Sơ đồ mạch động lực 3.2 - Sơ đồ mạch điều khiển Chơng IV: Hồ sơ trang bị điện hệ thống điều khiển bơm nớc tự động PLC S7200 4.1 - Các bớc chạy thử phần mềm mô 4.2 - Những ý vận hàmh thay thế, sửa chữa Kết luận Lời nói đầu Hiện nay, công công nghiệp hoá đại hóa đất nớc, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất Mặt khác, với công nghệ thông tin, công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất số loại thiết bị, thiết bị đáp ứng đợc yêu cầu nói trên, thiết bị điều khiển khả trình PLC Ngày nay, để thực công việc cách khoa học nhằm đạt đợc tiến độ nhanh tiện lợi kinh tế, giảm sức ngời lao động Việc sử dụng công nghệ lập trình PLC cho trạm bơm nớc thô để cấp nớc cho nhà máy sử lý giải đợc phần Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện Để giải vấn đề ngời ta xây xựng trạm bơm nớc tự động, quản lý vận hành dễ dàng, dễ thao tác đỡ sức ngời lao động.Trong phạm vi đồ án môn học dùng thiết bị lập trình PLC để viết chơng trình cho hệ thống điều khiển bơm nớc tự động Trong thực tế có nhiều loại PLC nhiều hãng sản xuất nh: Hãng Siemens Đức, Omron - Nhật, Goldstar - Hàn quốcTrên thị trờng Việt Nam, PLC thiết bị đợc ứng dụng rộng rãi nh chỗ tất thiết bị cũ tơng lai Thiết bị khả trình PLC mà sử dụng để viết chơng trình điều khiển hệ thống bơm nớc tự động đồ án PLC S7 -200 hãng Siemens - Đức Trong trình thực làm đồ án gặp nhiều khó khăn tài liệu tham khảo cho vấn đề hạn hẹp, nhng đợc hớng dẫn nhiệt tình thầy giáo Phạm Văn Tuấn bạn đồng nghiệp giúp đỡ hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng nhng chắn không tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo, quý bạn đọc, nh bạn đồng nghiệp để đồ án đợc hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Cao Xuân Hùng Chơng I: Giới thiệu chi tiết nội dung đề tài 1.1- Đặt vấn đề: Trong công đại hoá đất nớc việc sử dụng công nghệ lập trình PLC vào Nhà máy, khu công nghiệp đại, tự động hóangày phổ biến Việc áp dụng lập trình PLC để điều khiển hệ thống bơm nớc thô cho nhà máy nớc ví dụ điẻn hình Nó giảm đợc sức lao động cho công nhân an toàn thao tác ngời vận hành 1.2 - Khái niệm chung hệ thống bơm nớc thô: Hệ thống bơm nớc thô: Là hệ thống bơm nớc mà nguồn nớc đợc lấy để bơm nớc sông, giếng khoan, hồ, đập Các phận chủ yếu: Bao gồm động ( động động dự phòng ), có cảm biến mức nớc, đèn báo hiệu 1.3 - Yêu cầu chung hệ thống bơm nớc thô tự động: Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện - Dễ dàng điều khiển, làm việc tin cậy - Các thiết bị phải có độ bền cao tuổi thọ vận hành lớn - Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho ngời thiết bị - Các cảm biến mức phải báo xác - Vốn đầu t phù hợp - Chi phí vận hành thấp 1.4 - Yêu cầu công nghệ Giới thiệu thiết bị : Bộ điều khiển hệ thống bơm nớc thô tự động bao gồm : M1, M2 hai động bơm nớc ( M1 động M2 động dự phòng) Y3 van xả nớc bể chứa, Y1 Y2 van khống chế nớc từ động bơm vào bể chứa B1 B2 điều khiển mức, B3 B4 cảm biến mức n ớc thấp mức nớc cao S0 nút dừng động làm việc, S1 nút khởi động động M1 làm việc, S2 nút khởi động động dự phòng M2 làm việc 1.5 - Mô tả hoạt động hệ thống Nguyên tắc điều khiển: Ban đầu, điều kiện để hệ thống hoạt động mức nớc bể chứa phải nằm dới mức Low (B3) mức nớc thô (nớc sông) nằm mức Low (B1) Lúc đó, ấn nút S1 khởi động động M1 để động bơm nớc từ sông lên bể chứa Sau khoảng thời gian mức nớc bể chứa đạt tới mức High (B4), lúc động bơm nớc tự động dừng bơm Khi van xả Y3 xả nớc bể chứa xuống hết mức Low (B3) động lại tự động bơm nớc vào bể chứa quy trình lăp lặp lại nh cũ Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện chơng II: Giới thiệu thiết bị chơng trình điều khiển hệ thống 2.1- Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình 2.1.1- Giới thiệu phần cứng điều khiển khả trình PLC viết tắt Programmable Logic Cotroller thiết bị điều khiển logic khả trình cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình, điều khiển thoả mãn yêu cầu: - Lập trình dễ dàng ngôn ngữ lập trình dễ học - Gọn nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản - Dung lợng nhớ lớn chứa đợc chơng trình phức tạp - Hoàn toàn tin cậy môi trờng công nghiêp - Giao tiếp với thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng mô đun mở rộng - Giá phù hợp Bộ điều khiển lập trình PLC đợc thiết kế nhằm thay phơng pháp điều khiển truyền thống dùng rơ le thiết bị cồng kềnh, tạo khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa việc lập trình lệnh logic PLC thực tác vụ định đếm làm tăng khả điều khiển, thực logic đợc lập chơng trình đa tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên tơng ứng Trong công nghiệp trớc đây, hệ thống điều khiển số thờng đợc cấu tạo sở Rơle mạch logic điện tử kết nối với theo nguyên lý làm việc hệ thống Điều có nghĩa: Quan hệ biến vào biến tuân theo hàm số, mà hàm số đợc xác định luật kết nối phần tử logic ( y1, y2, yn ) = ( x1, x2, xn ) Nh vậy, mục đích điều khiển xác định hàm số f cố định Đối với hệ thống làm việc đơn giản làm việc độc lập việc sử dụng phần tử có sẵn liên kết cứng với có nhiều u điểm giá thành Tuy nhiên hệ thống điều khiển phức tạp nhiều chức cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhợc điểm nh: * Hệ thống cồng kềnh * Đấu nối phức tạp * Trờng hợp cần thay đổi chức hệ thống cần sửa chữa h hỏng phải dừng hệ thống để đấu nối Hiện nay, với phát triển ngành công nghiệp điện tử cho phép chế tạo hệ vi xử lí liên tiếp, dựa sở vi xử lí, điều khiển logic có khả lập trình đợc (PLC) đời, cho phép khắc phục đợc nhiều nhợc điểm hệ điều khiển liên kết cứng trớc đây, việc dùng PLC trở nên phổ biến công nghiệp tự động hoá Có thể kể số u điểm việc sử dụng PLC gồm: Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện - Giảm bớt đợc đấu nối dây thiết kế hệ thống, giá trị logic nhiệm vụ điều khiển đợc thực chơng trình thay cho việc đấu nối dây - Tính mềm dẻo cao hệ thống - Bộ nhớ lớn - Bộ vào - Dễ dàng thiết lập trao đổi thông tin với PLC khác thông qua mạng LAN NETWARE Hình 2.1: Nguyên lý chung cấu trúc PLC Trạng thái tín hiệu vào đợc nhận biết chứa vào nhớ, nơi PLC thực lệnh logic đợc lập trình để xử lí tín hiệu vào máy tạo tín hiệu để điều khiển thiết bị liên quan Cấu trúc PLC bao gồm: Đối với PLC cỡ nhỏ phận thờng đợc kết hợp thành khối Cũng có số hãng thiết kế PLC thành mô đun để ngời sử dụng lựa chọn cấu hình PLC phù hợp mà tốn nhất, đồng thời đáp ứng đợc yêu cầu ứng dụng Một PLC có nhiều mô đun nhng thành phần phần cứng PLC có khối sau: Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc phần cứng lập trình PLC Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có bốn khối chính, là: Khối nguồn, khối vi xử lí nhớ, khối đầu vào, khối đầu Thông thờng tín hiệu xuất nhập dạng số (1- 0) tín hiệu dạng liên tục ta cần gắn khối xuất nhập dạng liên tục (Analog) 2.1.1.1 Mô đun nguồn (Module): Là khối chức dùng để cung cấp nguồn ổn định điện áp cho PLC hoạt động Trong công nghiệp ngời ta thờng dùng điện áp 24V chiều Tuy nhiên, có PLC sử dụng điện áp xoay chiều 220V 2.1.1.2 Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit Module): Bao gồm vi xử lí nhớ: * Bộ vi xử lí (CPU): CPU PLC Nó điều khiển kiểm soát tất hoạt động bên PLC Nó thực lệnh đợc chơng trình lu hoá nhớ Một hệ thống BUS mang thông tin đến kết nối từ CPU, nhớ xuất nhập chịu điều khiển CPU CPU đợc cung cấp tần số đồng tinh thể thạch anh bên hay dao động RC Mạch dao động có nhiệm vụ tạo tần số dao động từ 1- 8MHz Tuỳ thuộc vào xử lí đợc sử dụng phạm vi sử dụng Một CPU bao gồm ba thành phần riêng biệt sau: Bộ điều khiển (CU Control Unit) gồm khối soạn lệnh ngăn xếp có nhiệm vụ lấy lệnh từ nhớ xác định kiểu lệnh Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện - Bộ lí luận số học ( AUI ) để thực phép toán số học logic nh: cộng, trừ, AND, OR, NOT - Bộ nhớ có tốc độ cao, kích thớc nhỏ để lu kết tạm thời thông tin điều khiển Để thực lệnh CPU phải tuân thủ bớc lệnh sau: - Lấy lệnh từ nhớ ghi lệnh - Thay đổi đếm chơng trình để đến lệnh - Xác định kiểu lệnh vừa lấy - Xác định liệu mà lệnh yêu cầu xác định vị trí liệu nhớ - Nếu lệnh cần liệu nhớ nạp vào ghi CPU - Thực lệnh - Lu trữ kết nơi thích hợp - Trở bớc để thực lệnh *Bộ nhớ: Bao gồm nhớ chứa chơng trình nhớ chứa liệu, Đơn vị nhỏ nhớ bít có giá trị ( 0) Nhiều bít tạo thành khối nhớ Nội dung nhớ đọc ghi vào Mỗi bít đợc định nghĩa địa riêng để nhớ dễ quản lí - Bộ nhớ RAM (Ramdom Access Memory): Ram nhớ máy tính Kể PLC Bộ nhớ RAM có lợi dung lợng lớn nhng giá rẻ RAM loại nhớ đọc ghi chơng trình cách dễ dàng Tuy nhiên liệu RAM bị xoá có cố điện Vì vậy, muốn lu trữ chơng trình điều khiển nhớ RAM ngời ta dùng phơng pháp nuôi nhớ RAM nguồn pin có chất lợng cao - Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): ROM nhớ đọc Bộ nhớ có đặc tính trái ngợc với nhớ RAM khó xoá, nên cố điện nội dung ch ơng trình nhớ Nhng ngời ta thay đổi nội dung Tuỳ thuộc vào cách tạo nội dung, cách xoá nội dung, cách nạp nội dung vào mà ta có loại nhớ Rom khác nh: PROM, EPROM, RPROM, EEROM, EAROM Điển hình dới ta xét hai loại nhớ ROM đợc dùng rộng rãi PLC EPROMvàEEPROM: + EPROM (Erasable Programmble Read-Only Memory): Bộ nhớ ROM xoá nội dung chơng trình Nó đợc xoá tia cực tím, sau nội dung cũ xoá ngời ta dùng thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chơng trình vào Loại phức tạp phải dùng thiết bị đắt tiền + EEPROM (Electrically Erasable Programmble Real Only Memory): Bộ nhớ loại giống nh nhớ EPROM nhng phơng thức xoá nội dung chơng trình đơn giản Tức đợc xoá điện việc nạp chơng trình đơn giản Ngoài hai loại PLC ngời ta thờng dùng FLASH EPROM Đối với điều khiển logic theo chơng trình thuộc loại lớn có nhiều Mô đun CPU nhằm tăng tốc độ xử lí 2.1.1.3 Mô đun nhập (Input Module) : Các cảm biến (Sensors) đợc nối với Module ngõ vào PLC Thông thờng Module nhập có ngõ vào 16 ngõ vào tuỳ thuộc vào yêu cầu ngời sử dụng mà chọn cho phù hợp Đối với ứng dụng nhỏ cần khoảng 16 ngõ vào, ứng dụng trung bình cần khoảng 80 ngõ vào, ứng dụng cỡ lớn dùng cuộn dây Rơle cho ngõ vào Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện Điện áp hoạt động đa vào cuộn dây thờng khoảng 24VDC với dòng vài mA (6mA), bé so với dòng tiêu thụ qua cuộn dây Rơle thực tế Cũng có PLC hoạt động với điện áp 220VAC Mặc dù điện áp cao nh nhng đảm bảo an toàn cho mạch điện tử PLC ngời sử dụng linh kiện cách li (Optocoupler) Theo tiêu chuẩn công nghiệp với điện áp 24VDC, ngời ta quy định: - Điện áp ữ VDC thể logic ngõ vào - Điện áp 11 ữ 30 VDC thể logic ngõ vào 2.1.1.4 Mô đun xuất (Output Module) Trong PLC mô đun xuất quan trọng không mô đun nhập Nó có 16 ngõ mô đun xuất, ngời sử dụng kết nối nhiều mô đun lại với để đợc số ngõ phù hợp Đối với ứng dụng nhỏ cần 16 ngõ Cũng giống nh mô đun nhập ngõ mô đun xuất tiếp điểm, khả chịu tải lớn 220V/1A Nếu muốn khống chế phụ tải có công suất lớn thông qua thiết bị trung gian nh: công tắc tơ, aptomat, triac Ngoài có PLC với ngõ tín hiệu điện: - Logic ứng với điện áp từ ữ 0,8V - Logic ứng với điện áp từ 12 ữ 28V với dòng có lên tới 300mA Dải điện áp cấp nguồn từ 12V ữ 28V 2.1.1.5 Đáp ứng ngõ vào thiết bị lập trình Ngõ vào PLC tiếp nhận tín hiệu từ Sensors, từ đóng ngắt tiếp điểm nút bấm Start, Stop, Emergency Stop, từ cảm biến hành trình Để chống rung ngõ vào PLC có mạch lọc ngõ vào làm chậm thời gian đáp ứng (từ 100às đến 25,5ms) Nếu cần PLC có ngõ vào chuyên dùng với tốc độ dáp ứng nhanh Đáp ứng ngõ đủ nhanh (cỡ ms) đạt yêu cầu ứng dụng điều khiển cấu chấp hành thiết bị tự động hoá công nghiệp Đáp ứng ngõ vào: (bằng ôt quang- mạch chuyển đổi) Có vị trí cho phép chọn chế độ làm việc khác PLC : - RUN: cho phép PLC thực chơng trình nhớ PLC S7-200 chuyển khỏi chế độ RUN sang chế độ STOP máy có cố, chơng trình gặp lệnh STOP,thậm chí công tắc chế độ RUN Nên quan sát trạng thái thực PLC theo đèn báo - STOP: vị trí cỡng PLC dừng công việc thực chơng trình chay chuyển sang chế độ làm viêc STOP chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chơng trình nạp chơng trình - TERM: cho phép máy lập trình tự định chế độ làm việc cho PLC RUN STOP Cấu trúc PLC: Bộ điều khiển lập trình S7 - 200 đợc chia thành vùng nhớ Với tụ có nhiệm vụ trì liệu thời gian định nguồn nhớ S7 - 200 có tính động cao, đọc ghi phạm vi toàn vùng loại trừ bít nhớ đặc biệt SM (Special Memory) truy nhập để đọc Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Đồ án môn học: Điều khiển lập trình RETI Khoa điện 15 Lệnh thoát khỏi chơng trình xử lí ngắt (interrupt) trả điều khiển chơng trình Bảng 2- : Một số lệnh nhóm lệnh có điều kiện (chỉ thực bít ngăn xếp có giá trị logic1) : Tên lệnh + D IN1, IN2 +I IN1, IN2 -D IN1, IN2 -I IN1, IN2 +R IN1, IN2 -R IN1, IN2 *R IN1, IN2 /R IN1, IN2 ANDD IN1, IN2 CALL n CRET CRTI MOVB IN OUT MOVR IN.OUT MOVW IN.OUT ORD IN1, IN2 ORW IN1, IN2 PLS x RLD IN,n RLW IN,n RRD IN,n RRW IN, n SLD IN, n SLW IN, n SQRT IN, OUT SRD SRW IN, n IN, n Mô tả Thực hai phép cộng hai số nguyên kiểu từ kép IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép cộng hai số nguyên kiểu từ IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép trừ hai số nguyên kiểu từ kép IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép cộng hai số nguyên kiểu từ IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép cộng hai số thực (32 bít) IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép trừ hai số thực (32 bít) IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép nhân hai số thực (32 bít) IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực hai phép chia hai số thực (32 bít) IN1 IN2 Kết đợc ghi lại vào IN2 Thực toán logic AND giá trị kiểu từ kép IN1 IN2 Kết đợc ghi vào IN2 Gọi chơng trình đợc đánh nhãn n Kết thúc chơng trình trả lại kiểu điều khiển chơng trình gọi Kết thúc chơng trình xử lí ngắt trả điều khiển chơng trình Sao giá trị Byte OUT Sao giá trị từ kép IN sang từ kép OUT Sao giá trị từ IN sang từ OUT Thực toán tử OR cho hai từ kép IN1 IN2, kết đợc ghi vào IN2 Thực toán tử OR cho hai từ IN1 IN2, kết đợc ghi vào IN2 Đa phát xung nhanh đợc định nghĩa nhớ đặc biệt vào trạng thái tích cực Xung đa đợc đa cổng QO.x Quay tròn từ kép IN sang trái n bít Quay tròn từ IN sang trái n bít Quay tròn từ kép IN sang phải n bít Quay tròn từ IN sang phải n bít Dịch từ kép IN sang trái n bit Dịch từ IN sang trái n bit Lấy bậc hai số thực 32 bít IN ghi kết vào OUT Dịch từ kép IN sang phải n bit Dịch từ IN sang phải n bit Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 15 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình STOP SWAP IN Khoa điện 16 Dừng mềm chơng trình Đổi chỗ hai bít cuối byte IN cho Bảng -3: Các lệnh đặt nhãn (label): Tên lệnh INT Nn LBL xx NEXT NOP SBR n Mô tả Khai báo nhãn n cho chơng trình xử lí ngắt Đặt nhẵn xx chơng trình, định hớng cho lệnh nhảy JMP Kết thúc vòng lặp FORNEXT Lệnh rỗng (No operation) Khai báo nhãn n cho chơng trình 2.2.4 Các lệnh Timer, Counter * Timer: tạo thời gian trễ tín hiệu vào tín hiệu ra, nên điều khiển thờng đợc gọi khâu trễ Nếu kí hiệu (logic) vào x (l) thời gian trễ t tín hiệu Timer x (l-t) Trong S7-200 có hai loại Timer khác nhau: - Timer tạo thời gian trễ nhớ (On - Delay Timer), kí hiệu TON - Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On - Delay Timer), kí hiệu TONR Hai loại Timer phân biệt phản ứng chúng tín hiệu vào Cả hai loại bắt đầu tạo thời gian trễ từ thời điểm có sờn lên tín hiệu vào Nhng TON tự RESET tín hiệu vào TON đợc dùng để tạo thời gian trễ khoảng thời gian TONR thời gian trễ đợc tạo nhiều khoảng khác Lệnh TON TONR Độ phân giải 1ms 10ms Giá trị cực đại 32,767 s 32,767 s 100ms 32,767 s 1ms 10ms 32,767 s 32,767 s CPU 212 T32 T33 T36 T37 T63 T0 T1 T4 100ms 32,767 s T5 T31 CPU 214 T32, T96 T33 T36, T97 T100 T37 T63, T101 T127 T0, T64 T1 T4, T65 T68 T5 T31, T69 T95 Cú pháp khai báo Timer LAD STL nh sau : LAD STL TON Txx + n Mô tả Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ đầu vào IN đợc kích (có mức 1) Nếu nh giá trị đếm tức thời lớn giá trị đạt đợc PT T bit có giá trị logic Có thể Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Toán hạng Txx (word): CPU212:32 63 CPU214:32 63 96 127 PT (word): VW, T, IWn = 32762 (số nguyên) 16 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 17 Reset Timer kiểu TON lệnh R gía trị logic đầu vào IN Thời gian trễ T = PT3 độ phân giải * Counter: đếm thực chức đếm sờn lên xung S7- 200 có hai loại đếm: Bộ đếm tiến (CTU) đếm tiến/lùi (CTUD) Bộ đếm tiến đếm số sờn xung vào, tức đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ đến tín hiệu Số sờn xung đếm đợc ghi vào hai ghi byte đếm, gọi ghi C - word Nội dung C -word, đợc gọi giá trị tức thời đếm, đợc so sánh với giá trị đặt trớc đếm, kí hiệu PV Khi giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trớc đếm báo cách đặt giá trị logic vào bít đặc biệt nó, đợc gọi C - bit Trờng hợp giá trị đếm nhỏ giá trị đặt trớc C - bit có giá trị logic Khác với Timer, Counter có chân nối với tín hiệu điều khiển xoá để thực đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (reset) cho đếm, đợc kí hiệu chữ R LAD, hay đợc qui định trạng thái bít ngăn xếp lệnh STL Bộ đếm đợc Reset tín hiệu xoá có mức lệnh R (reset) đợc thực với C - bit Khi đếm reset C - word C - bit nhận giá trị Bộ đếm tiến/lùi CTUD thực đếm tiến gặp sờn lên xung vào cổng đếm tiến, kí hiệu CU LAD bít thứ ngăn xếp STL, đếm lùi gặp sờn lên xung vào cổng đếm lùi, kí hiệu CD LAD bít thứ ngăn xếp STL Việc xoá đếm CTUD có hai cách tơng tự nh đếm CTU Cú pháp khai báo Counter LAD nh sau: LAD STL CTU C,xx + n CTUD Cxx, + n Mô tả Khai báo đếm tiến theo sờn lên tín hiệu vào cổng CU số hiệu xx kiểu CTU Khi giá trị đếm tức thời C - word Cxx lớn giá trị đặt trớc PV, C - bit (Cxx) có giá trị logic Bộ đếm ngừng đếm C word Cxx đạt gía trị cực đại 32767 Toán hạng Cxx (word): CPU212: - 47 CPU214: - 47 80 - 127 PT (word): VW, T, C, IW, n = 32767 (số nguyên) Khai báo đếm tiến/ lùi, đếm tiến theo sờn lên tín hiệu đến CD Khi giá trị tức thời C - word Cxx lớn giá trị đặt trớc PV, C - bit (Cxx) có giá trị logic Bộ đếm đợc reset đầu vào R có giá trị logic Bộ đếm đợc reset Cxx (word):CPU212: 48- 63 CPU214:48- 79 PT (word): VW, T, C IW, n = 32767 (số nguyên) Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 17 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 18 đầu vào R có giá trị logic Bộ đếm ngừng đếm tiến C word Cxx đạt giá trị cực đại 32767 ngừng đếm lùi C - word Cxx đạt giá trị cực tiểu - 32767 Ký hiệu Cxx đếm đồng thời địa hình thức C - word C - bit đợc phân biệt với nhờ kiểu lệnh sử dụng làm việc với kiểu từ hay kiểu tiếp điểm (bit) Ví dụ: LD C48 // Lệnh làm việc với C - bit đếm C48 LDW >= C48 // Lệnh làm việc với C - word đếm C48 2.2.5 Lệnh so sánh di chuyển nội dung ô nhớ số bít nhớ đặc biệt * Các lệnh so sánh: Nếu định điều khiển đợc thực cần có so sánh sử dụng lệnh so sánh theo byte, từ hay từ kép (giá trị thực nguyên) Những lệnh so sánh thờng là: so sánh nhỏ (=) Khi so sánh giá trị byte không cần phải để ý đến dấu toán hạng, ngợc lại so sánh từ từ kép với phải để ý đến dấu toán hạng bít cao từ từ kép Kết phép so sánh có giá trị (nếu đúng) (nếu sai) nên dụng kết hợp với lệnh logic LD, A, O Để tạo đợc phép so sánh mà S7 200 lệnh tơng ứng nh: so sánh không (< >), so sánh nhỏ (),có thể tạo đợc nhờ kết hợp lệnh NOT với lệnh có (=, >= =, LDW > = LDD > =, LDR > = AB =, AW = AD =, AR = AB < =, AW < = AD < =, AR < = AB > =, AW > = AD > =, AR > = OB =, OW = OD =, OR = OB < =, OW < = OD < =, OR < = OB > =, OW > = OD > =, OR > = Khoa điện 20 số thực Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, bít ngăn xếp có giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có nhỏ nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, bít ngăn xếp có giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có lớn nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, bít ngăn xếp có giá trị logic Lệnh kiểm tra tính nội dung hai byte, từ, từ kép số thực Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic And bít ngăn xếp với giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có nhỏ nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic And bít ngăn xếp với giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có lớn nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic And bít ngăn xếp với giá trị logic Lệnh kiểm tra tính nội dung hai byte, từ, từ kép số thực Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic Or bít ngăn xếp với giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có nhỏ nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic Or bít ngăn xếp với giá trị logic Lệnh so sánh nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ có lơn nội dung byte, từ, từ kép số thực thứ hai hay không Trong trờng hợp phép so sánh cho kết đúng, thực phép tính logic Or bít ngăn xếp với giá trị logic 2.2.6 Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ số bít nhớ đặc biệt: * Lệnh di chuyển ô nhớ: STL LAD Mô tả Toán hạng MOVW IN MOV W Lệnh chép IN, OUT (từ đơn) OUT nội dung từ đơn VW, T, C, IW, QW IN sang từ đơn OUT Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 20 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 21 * Các bít nhớ đặc biệt (thờng sử dụng lập chơng trình đơn giản) Ô nhớ Mô tả MS 0.0 Luôn có giá trị MS 0.1 Có giá trị logic 1ở vòng quét MS 0.2 Bit báo liệu bị thất lạc (0 - Dữ liệu đủ; - Dữ liệu bị thất lạc) MS 0.3 Bít báo PLC đợc đóng nguồn (1 - vòng quét đầu tiên, vòng quét tiếp theo) MS 0.4 Phát nhịp 60 giây (0 - cho 30 giây đầu, - cho 30 giây tiếp theo) MS 0.5 Phát nhịp giây (0 - cho 0,5 giây đầu, - cho 0,5 giây tiếp theo) MS 0.6 Nhịp vòng quét (1 - cho vòng quét phiên) MS 0.7 Bít chọn chế độ làm việc cho PLC (0 - TERM, - RUN) 2.3 Sơ đồ kết nối vào thiết bị PLC S7 - 200 Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 21 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 22 Hình2.5 : Sơ đồ kết nối vào thiết bị PLC S7 200, CPU 212 Trong đó: Điện áp vào 24VDC điện áp đầu tuỳ thuộc vào phụ tải nhng điện áp định mức 220VAC Khi sử dụng mô đun mở rộng cần phải nuôi nguồn cho với điện áp 24 VAC phía ngõ ngõ vào 2.4 Chơng trình điều khiển hệ thống bơm nớc thô tự động Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 22 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình TT 10 Name SO S1 S2 S5 B1 B2 B3 B4 K1 K2 Address I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 Q0.0 Q0.1 Khoa điện 23 Comment Nút ấn dừng hệ thống Nút ấn khởi động động M1 Nút ấn khởi động động dự phòng M2 Bảo vệ tải Vị trí mức nớc sông (Mức LOW) Vị trí mức nớc sông (Mức HIGH) Vị trí mức nớc bể chứa (Mức LOW) Vị trí mức nớc bể chứa (Mức HIGH) Điều khiển động bơm nớc (M1) Điều khiển động bơm nớc dự phòng (M2) chơng IIi: Sơ đồ mạch động lực điều khiển hệ thống bơm nớc tự động plc s7-200 3.1 Sơ đồ mạch động lực Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 23 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 24 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống (CPU 224) Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 24 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 25 chơng Iv: hồ sơ trang bị điện hệ thống điều khiển bơm nớc thô tự động plc s7-200 Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 25 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 26 * Sơ đồ hệ thống bơm nớc thô tự động l k1 k2 n l n l1 q0.0 q0.1 q0.2 l2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7 L3 q1.0 q1.1 q1.2 q1.3 q1.4 q1.5 q1.6 * Sơ đồSiemns kết nối hệ thống bơm nớc tự động q1.7 em223 cpu212 simatic s7-200 + - M1 10.0 10.1 10.2 10.3 M2 10.4 10.5 10.6 10.7 M3 Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 11.0 11.1 11.2 11.3 M4 i1.4 i1.5 i1.6 i1.7 26 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 27 4.1 Các bớc chạy thử phần mềm mô - Ta viết chơng trình phần mềm : STPEP MICROWIN 3.1 - Sau viết chơng trình ta vào menu File chọn Export - Đặt tệp tin chon Save - Mở phần mềm mô S7-200 exe - Nhập mật cho PLC : 6596 - Vào menu Configuration chọn CPU Type de PLC chon CPU 214 - Vào menu Program chọn Load Programa - Chon Accept chọn Vection cho phù hợp với (V3.1) - Chon File cần mô đợc lu ban đầu Nhấn Open/ Nhấn OK - Chọn Run {Điều khiển tiếp điểm cần điều khiển công tắc bảng màu xanh} ( ngỏ vào I0.0 I0.7, I1.0 I1.5) - Quan sát đèn báo PLC 4.2 Những ý vận hành thay thế, sửa chữa - Khi vận hành cần phải tuân thủ theo yêu cầu công nghệ : Trớc hết ta phải đặt chế độ cho chơng trình theo yêu cầu công nghệ nút ấn Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 27 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 28 - Khi sửa chữa phải thay thiết bị có thông số kỹ thuật tơng đơng với thiết bị cũ Riêng PLC S7-200 thay Lôgo - Trong trình vận hành cần phải có chế độ bảo dỡng định kỳ đảm bảo vệ sinh công nghiệp Kết luận Qua trình làm đồ án môn học điều khiển lập trình PLC, đợc giúp đỡ thầy cô giáo giảng dạy Đặc biệt hớng dẫn tận tình thầy giáo Phạm Văn Tuấn, bạn đồng nghiệp hoàn thành nội dung cua đồ án Nội dung đồ án chủ yếu tìm hiểu công nghệ, đặc điểm trình vận hành hệ thống bơm nớc thô tự động sử dụng PLC S7 - 200 đáp ứng yêu cầu công nghệ mà đồ án đặt Tuy thân có nhiều cố gắng việc làm đồ án nhng thời gian có hạn, điều kiện tài liệu khó khăn khả có hạn nên không tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Cao Xuân Hùng Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 28 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng Khoa điện 29 29 [...]... 0 Bộ đếm tiến/lùi CTUD thực hiện đếm tiến khi gặp sờn lên của xung vào cổng đếm tiến, kí hiệu là CU trong LAD hoặc bít thứ 3 ngăn xếp trong STL, và đếm lùi khi gặp sờn lên của xung vào cổng đếm lùi, kí hiệu là CD trong LAD hoặc bít thứ 2 trong ngăn xếp STL Việc xoá bộ đếm CTUD cũng có hai cách tơng tự nh bộ đếm CTU Cú pháp khai báo Counter trong LAD nh sau: LAD STL CTU C,xx + n CTUD Cxx, + n Mô tả... điều khiển lập trình PLC, đợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo giảng dạy Đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Phạm Văn Tu n, cùng các bạn đồng nghiệp tôi đã cơ bản hoàn thành các nội dung cua đồ án Nội dung đồ án chủ yếu là tìm hiểu công nghệ, đặc điểm của quá trình vận hành hệ thống bơm nớc thô tự động sử dụng PLC S7 - 200 đáp ứng những yêu cầu công nghệ mà đồ án đặt ra Tuy bản thân có nhiều... MS 0.3 Bít báo PLC đợc đóng nguồn (1 - ở vòng quét đầu tiên, 0 ở vòng quét tiếp theo) MS 0.4 Phát nhịp 60 giây (0 - cho 30 giây đầu, 1 - cho 30 giây tiếp theo) MS 0.5 Phát nhịp 1 giây (0 - cho 0,5 giây đầu, 1 - cho 0,5 giây tiếp theo) MS 0.6 Nhịp vòng quét (1 - cho vòng quét luôn phiên) MS 0.7 Bít chọn chế độ làm việc cho PLC (0 - TERM, 1 - RUN) 2.3 Sơ đồ kết nối vào ra của thiết bị PLC S7 - 200 Sinh... Nhập mật khẩu cho PLC : 6596 - Vào menu Configuration chọn CPU Type de PLC chon CPU 214 - Vào menu Program chọn Load Programa - Chon Accept và chọn Vection cho phù hợp với (V3.1) - Chon File cần mô phỏng đã đợc lu ban đầu Nhấn Open/ Nhấn OK - Chọn Run {Điều khiển các tiếp điểm cần điều khiển bằng công tắc trên bảng màu xanh} ( các ngỏ vào I0.0 I0.7, I1.0 I1.5) - Quan sát các đèn báo trên PLC 4.2 Những... phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện chơng trình Các PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng hoạt động bình thờng của chơng trình để cập nhật module ra, sau đó sẽ quay lại thực hiện chơng trình Thời gian cần thiết để PLC thực hiện đợc một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time) Thời... trong lệnh Kết quả đợc ghi lại vào bít đầu tiên của ngăn xếp Khởi động bộ đếm tiến theo sờn lên của tín hiệu vào Bộ đếm đCTU Cxx,PV ợc đặt lại trạng thái ban đầu (reset) nếu đầu vào R của bộ đếm đợc kích (có mức giá trị 1) Khởi động bộ đếm tiến theo sờn lên của tín hiệu đầu vào thứ CTUD Cxx,PV nhất và đếm lùi theo sờn lên của tín hiệu đầu vào thứ hai Bộ đếm đợc reset lại nếu đầu vào R của bộ đếm đợc kích... vào ra của thiết bị PLC S7 - 200 Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 21 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 22 Hình2.5 : Sơ đồ kết nối vào ra của thiết bị PLC S7 200, CPU 212 Trong đó: Điện áp vào là 24VDC còn điện áp đầu ra thì tu thuộc vào phụ tải nhng điện áp định mức là 220VAC Khi sử dụng các mô đun mở rộng thì cần phải nuôi nguồn cho nó với điện áp 24 VAC cả phía ngõ ra và ngõ vào 2.4... khiển hệ thống bơm nớc tự động bằng plc s7-200 3.1 Sơ đồ mạch động lực Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 23 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 24 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống (CPU 224) Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 24 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 25 chơng Iv: hồ sơ trang bị điện hệ thống điều khiển bơm nớc thô tự động bằng plc s7-200 Sinh viên thực hiện: Cao... bằng lệnh R hoặc bằng gía trị logic 0 ở đầu vào IN Thời gian trễ T = PT3 độ phân giải * Counter: là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sờn lên của xung S7- 200 có hai loại bộ đếm: Bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến/lùi (CTUD) Bộ đếm tiến đếm số sờn của xung vào, tức là đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ 0 đến 1 của tín hiệu Số sờn xung đếm đợc ghi vào hai thanh ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi... hành và thay thế, sửa chữa - Khi vận hành cần phải tu n thủ theo yêu cầu của công nghệ : Trớc hết ta phải đặt chế độ cho chơng trình theo yêu cầu công nghệ bằng các nút ấn Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Hùng 27 Đồ án môn học: Điều khiển lập trình Khoa điện 28 - Khi sửa chữa phải thay thế những thiết bị có thông số kỹ thuật tơng đơng với thiết bị cũ Riêng PLC S7-200 có thể thay thế bằng Lôgo - Trong quá