Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng bộ PLC S7-300 của hãng siemens
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, phát triển khoa học kỹ thuật diễn nhanh chóng tồn giới Những thành tựu khoa học kỹ thuật vận dụng thực tế để tạo hàng loạt sản phẩm Một thành tựu khoa học ứng dụng rộng rãi kỹ thuật điều khiển lập trình Tuy phát triển năm gần nhanh chóng thay công nghệ điều khiển cổ điển lỗi thời lạc hậu, với nhiều đặc điểm ưu việt Trên đà hội nhập với giới Nước ta nhanh chóng tiếp thu thành tựu khoa học kỹ thuật giói áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào q trình cơng nghiệp hố đại hố đất nước Cơng nghệ cũ, thiết bị cũ dần thay công nghệ mới, thiết bị Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi xử lý,Vi điều khiển, điện khí nén, điện tử Đang ứng dụng rộng rãi công nghiệp dây truyền xản chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương trình CNC, hệ thống đèn giao thơng, hệ thống báo động,các hệ thống làm mát ngành cơng nghiệp khí, dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ Để nắm bắt khoa học kỹ thuật tiên tiến trường ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG trường TRUNG HỌC đưa thiết bị đại, kiến thức khoa học vào giảng dạy Hệ thống điều khiển tự động PLC loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ đảm bảo có độ tin cậy cao Cũng lý chúng em vân dụng PLC vào Đồ án môn học: “Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng PLC S7-300 hãng siemens” Trên thực tế ý tưởng khơng cịn lạ vận dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp Tuy nhiên cịn mẻ sinh viên Do nhóm sinh viên chúng em làm đề tài với mong muốn nghiên cứu sâu kỹ thuật điều khỉên lập trình PLC tìm hiểu cơng nghệ dây truyền sản xuất tự động ứng dụng rộng rãi xí nghiệp, nhà máy Sau q trình học tập, rèn luyện nghiên cứu môn học chuyên nghành chúng em tích luỹ vốn kiến thức để thực Đồ án mơn học 1 Cùng với hướng dẫn tận tình giáo, thầy cô giáo khoa bạn sinh viên lớp đến chúng em hoàn thành đề tài Nội dung đề tài : Đặc điểm công nghệ sản xuất dây truyền Tổng quan PLC S7-300 Thiết bị sử dụng Lập trình với PLC S7-300 Kết nối dây truyền với PLC S7-300 Sản phẩm đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật Quyển thuyết minh vẽ, Folie mô tả đầy đủ nội dung đề tài… Tuy đẫ cố gắng kinh nghiệm, kiến thức thân cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót q trình thực đề tài Chúng em mong bảo, góp ý thầy, cô bạn đồng nghiệp để chúng em hoàn thành tốt đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Hưng yên, ngày… tháng… năm2006 Nhận xét giáo viên 2 …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Chương 1: Đặc điểm công nghệ sản xuất dây truyền Đặt vấn đề: 3 Trong giai đoạn đầu thời kỳ công nghiệp vào khoảng năm 1960 1970, yêu cầu tự động hệ thống điều khiển thực rơle điện từ nối với dây dẫn điện bảng điều khiển Trong nhiều trường hợp bảng điều khiển có kích thước q lớn khơng thể gắn tồn lên tường dây nối không hồn tồn tốt hay xảy trục trặc hệ thống Một điểm quan trọng thời gian làm việc rơle có giới hạn nên cần thay cần phải ngừng hệ thống dây nối phẩi thay cho phù hợp, bảng điều khiển dùng cho yêu cầu riêng biệt thay đổi tức thời chức khác mà phải lắp ráp lại toàn bộ, trường hợp bảo trì sửa chữa cần địi hỏi thợ chun mơn có tay nghề cao Tóm lại hệ điều khiển rơle hồn tồn khơng linh động Nhược điểm hệ thống điều khiển dùng rơle: - Tốn nhiều dây dẫn - Thay phức tạp - Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao - Công suất tiêu thụ lớn - Thời gian sửa chữa lâu - Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho cơng tác bảo trì thay Ưu điểm hệ điều khiển PLC Sự đời hệ thống điều khiển PLC làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển quan niệm thiết kế chúng, hệ điều khiển dùng PLC có ưu điểm sau: - Giảm 80% số lượng dây nối - Công suất tiêu thụ PLC thấp - Kết cấu mạch điện sử dụng PLC nhỏ gọn, đơn giản kích thước định hình - Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ phần mềm - Có chức tự chuẩn đốn giúp cho cơng tác sửa chữa nhanh chóng dễ dàng 4 - Chức điều khiển dễ dàng thiết bị lập trình (máy tính, hình ) mà khơng cần thay đổi phần cứng khơng có u cầu thêm bớt thiết bị xuất nhập - Số lượng rơle trung gian rơle thời gian nhiều so với hệ điều khiển cổ điển - Số lượng tiếp điểm chương trình sử dụng khơng hạn chế - Thời gian hồn thành chu trình điều khiển nhanh (vài ms) dẫn đến tăng xuất, giảm bớt sức lao động sản xuất - Chi phí lắp đặt thấp - Độ tin cậy cao - ứng dụng điều khiển phạm vi rộng - Chương trình điều khiển in giấy vài phút giúp thuận tiện cho việc bảo trì bảo dưỡng sửa chữa hệ thống Từ nhược điểm hệ thống điều khiển rơ le nhận thấy ưu điểm hệ thống điều khiển PLC mà ngày PLC ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghiệp như: hệ thống nâng vận chuyển hàng hố, dây truyền đóng gói sản phẩm,cơng nghệ chế biến thực phấm,dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ…và chúng em lựa chọn PLC để thực đề tài môn học: “Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng PLC S7-300 hãng siemens” Sơ đồ cấu trúc dây truyền sản xuất: Ban đầu phôi đưa đến máy khoan ,sau khoan xong sản phẩm đưa tiếp đến khâu làm sản phẩm,tiếp theo sản phẩm đưa đến khâu nhận dạng sản phẩm cuối sản phẩm đưa đến khâu đóng gói sản phẩm Như cấu trúc hệ thống điều khiển gồm khâu bản: -Khoan sản phẩm(máy khoan) -Làm sản phẩm 5 -Nhận dạng sản phẩm -Đóng gói sản phẩm 1.1 Máy khoan 1.1.1 Đặc điểm cơng nghệ: Máy khoan dùng để tạo hình mặt trụ trịn dụng cụ khoan ,xốy,doa Phương pháp tạo hình phương pháp quỹ tích kép tiếp xúc điểm dụng cụ phơi Do cấu trúc phần tạo hình máy khoan có dạng cấu trúc máy tiện Nhìn chung máy khoan khác vài biến hình phụ thuộc vào bố cục cơng dụng Riêng máy khoan cần có cấu trúc động học phức tạp có nhiều nhóm chuyển động phụ động riêng truyền dẫn 1.1.2 Công dụng phân loại máy khoan Do cấu trúc động học ,ngồi sở trường khoan lỗ máy khoan gia cơng gen lỗ ta rơ,doa thường,mài nghiền lỗ… Có kiểu máy khoan van sau: Máy khoan bàn trục để khoan lỗ nhỏ ,máy dùng nhiều nghành chế tạo dụng cụ Máy khoan đứng, dùng rộng rãI để gia công lỗ chi tiết không lớn Ta phải xê dịch chi tiết cho trục mũi khoan trùng với trục lỗ cần khoan Máy khoan cần (cịn gọi máy khoan hướng kính ) để khoan lỗ chi tiết có kích thước lớn Máy khoan nhiều trục tăng xuất lao động cao nhiều so với máy khoan trục Máy khoan ngang để khoan lỗ sâu Các kích thước máy khoan là:đường kính lớn khoan vật liệu gia cơng quy định , kích thước trục chính, độ thơ hành trình lớn trục chính, khoảng cách từ mặt đầu trục đến bàn máy hay tâm đế Từ yêu cầu công nghệ dây truyền sản xuất ta lựa chọn máy khoan đứng cho dây truyền 6 Máy khoan đứng có nhiệm vụ vai trò quan trọng dây truyền sản xuất Máy khoan thực khoan có phôi đến 1.1.3 Sơ đồ nguyên lý máy khoan Khi phơi đưa vào máy khoan xi lanh 1.0 kẹp chặt lấy chi tiết sau xi lanh 2.0 xuống để đưa mũi khoan xuống thực q trình khoan chi tiết (phơi) sau khoan xong ,xi lanh2.0 lùi sau xi lanh 2.0 lui xi lanh 1.0 lùi Thực xong q trình khoan chi tiết(phơi).và chi tiết đưa đến khâu làm Sơ đồ điều khiển điện_khí nén: 7 1.2 Làm sản phẩm Đây khâu quan trọng dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ Do sau trình khoan chi tiết cịn bụi bẩn phoi mũi khoan dính lên chi tiết địi hỏi cần làm nhờ khâu làm sản phẩm Quá trình làm chi tiết máy làm sản phẩm: Sau chi tiết khoan xong nhờ máy khoan chi tiết tiếp tục đưa đến máy làm sản phẩm Chi tiết đưa vào kẹp xylanh A Sau xylanh B thực quy trình làm phía chi tiết vòi phun khoảng thời gian t1 Tiếp theo chi tiết chuyển sang phía đối diện xylanh C làm phía cịn lại vòi phun khoảng thời gian t1 Thực xong, xylanh C trở vị trí ban đầu, đồng thời xylanh A lùi về, chi tiết tháo đưa đến khâu nhận dạng sản phẩm 1.3 Nhận dạng sản phẩm phân loại sản phẩm 8 Sau chi tiết làm có nhiều loại sản phẩm khác Khâu có nhiệm vụ nhận biết loại sản phẩm đưa sản phẩm loại lên băng tảI để phục vụ cho q trình đóng gói sản phẩm Sơ đồ cấu trúc: Quá trình làm việc hệ thống: Nguồn sáng: phát ánh sáng có vật tới ,ánh sáng phản xạ lại bị thu camera Camera: có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng phản xạ thành tín hiệu điện(analog) Tín hiệu tương tự từ camera đưa tới cổng vào analog PLC Qua cổng tín hiệu chuyển thành tín hiệu số 12bir Giả thiết băng tải có ba loại sản phẩm khác Mỗi sản phẩm quy định tương ứng với 12bir định quy định có PLC PLC so sánh sơ đồ điểm ảnh vật với sơ đồ điểm ảnh chuẩn thư viện để xem vật thuộc loại PLC cho robot biết chi tiết nhìn thấy thuộc loại nào, thơng qua cổng giao tiếp đầu Giao diện đầu Nó chuyển tín hiệu từ hệ thống nhận dạng cho điều khiển ro bot ví dụ, mã “H” (nếu chi tiết hộp), mã “T” (nếu chi tiết tròn) truyền theo giao diện chuẩn RS232 Thiết bị nhận dạng xác số điểm ảnh đơn vị diện tích ảnh lớn 9 1.4 Đóng gói sản phẩm CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PLC - S7 300 2.1 Đại cương thiết bị điều khiển logic lập trình PLC 2.1.1 Khái niệm Thiết bị điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Control , viết tắt PLC ) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình Thay cho việc thực thuật tốn mạch số với chương trình điều khiển PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn dễ dàng thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác hay máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ PLC dạng khối chương trình khối OB, FC FB, thiết lập theo chu kỳ vòng quét Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC có tính máy tính Nghĩa phải có vi xử lý (PLC), hệ điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu tất nhiên phải có cổng đầu vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh PLC cịn có thêm khối chức đặc biệt khác đếm (Counter), thời gian (Timer)… khối chuyên dụng khác 2.1.2 Cấu trúc PLC Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC thiết bị điều khiển đặc biệt dựa vi xử lý, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực chức năng: phép logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật tốn để điều khiển máy q trình 10 10 Sơ đồ cấu trúc PLC Bộ sử lý trung tâm Bộ sử lý trung tâm điều khiển quản lý tất cảc hoạt động bên PLC Việc trao đổi thông tin CPU, nhớ khối vào, thực thông qua hệ thống BUS điều khiển CPU Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU, thường hay MKz, tuỳ thuộc vào xử lý sử dụng Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động PLC thực đồng cho tất phần tử hệ thống Bộ nhớ Bộ nhớ cớ nhiệm vụ lưu chương trình điều khiển lập ngươì dùng liệu khác Cờ, ghi tạm , trạng tháI đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra,…Nội dung nhớ mã hoá dạng mã nhị phân Tất PLC thường dùng loại nhớ sau: 36 36 + ROM(read only memory): loại nhớ thay đổi được, nhớ nạp lần nên sử dụng phổ biến loại nhớ khác + Bộ nhớ RAM (random access memory): loại nhớ thay đổi dùng để chứa chương trình ứng dụng liệu, liệu chứa RAM bị khí điện Tuy nhiên, điều khắc phục cách dung Pin + Bộ nhớ EPROM(electronic progam mable read only memory): giống RAM, nhuồn nuôi cho EPROM không cần dung Pin, nhiên nội dung chứa xóa cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ nhỏ EPROM sau nạp lại nội dung máy nạp + Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm RAM EPROM, loại xố nạp tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp có giới hạn Khối vào ra: Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên PLC có mức điện áp VDC 15V DC(điện áp cho TTL CMOS) tín hiệu bên ngồi lớn nhiều thường 24v DC đến 240v DC với dòng lớn Khối vào, có vai trị mạch dao tiếp vi mạch điện tử PLC với mạch cơng suất bên ngồi kích hoạt cấu tác động Nó thực chuyển đổi mức điện áp tín hiệu cách ly, nhiên khối vào cho phép PLC kết nối trực tiếp với cấu tác động có cơng suất cỡ nhỏ cỡ 2A trở xuống, khơng cần mạch công suất trung gian hay rơle trung gian 37 37 2.1.3 Phân loại PLC Hiện lĩnh vực điều khiển nói chung ngành tự động hóa nói riêng, PLC đưa vào sử dụng ngày nhiều với tính lớn như: + PLC S5 + PLC S7 - 200 + PLC S7 - 300 + PLC S7 - 400 + PLC LOGO 38 38 2.2 Hệ thống điều khiển PLC S7 - 300 2.2.1Cấu trúc phần cứng hệ thống PLC S7 - 300 Thơng thường, để tăng tính mềm dẻo ứng dụng thực tế mà phần lớn đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, chủng loại tín hiệu vào , khác mà điều khiển PLC thiết kế khơng bị cứng hóa cấu hình Chúng chia nhỏ thành modul Số modul sử dụng nhiều hay tuỳ theo u cầu cơng nghệ, song tối thiểu phải có modul modul CPU, modul chức chuyên dụng PID, điều khiển động Chúng gọi chung modul mở rộng Tất modul gá ray ( RACK) Modul CPU 39 39 Là modul có chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, thời gian, đếm, cổng truyền thơng( chuẩn truyền RS485) cịn có vài cổng vào, số ( Digital) Các cổng vào có modul CPU gọi cổng vào ONBOART Modul CPU bao gồm loại sau : CPU 312-IFM -6ES7-312-5AC00-OABO -6ES7-312-5AC01-OABO -6ES7-312-5AC02-OABO -6ES7-312-5AC81-OABO -6ES7-312-5AC82-OABO +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :6KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.6ms/KAW -DI/DO module CPU:10/6 -Sử dụng nối mạng MPI CPU 313 -6ES7 313-1AD00-0AB0 -6ES7 313-1AD01-0AB0 -6ES7 313-1AD02-0AB0 -6ES7 313-1AD03-0AB0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :12KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.6ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 314 -6ES7 314-1AE01-0AB0 -6ES7 314-1AE02-0AB0 -6ES7 314-1AE03-0AB0 -6ES7 314-1AE04-0AB0 -6ES7 314-1AE83-0AB0 -6ES7 314-1AE84-0AB0 40 40 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :24KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 314 IFM -6ES7 314-5AE00-0AB0 -6ES7 314-5AE01-0AB0 -6ES7 314-5AE02-0AB0 -6ES7 314-5AE03-0AB0 -6ES7 314-5AE82-0AB0 -6ES7 314-5AE83-0AB0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :Từ 24KB đến 32KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -DI/DO module CPU:20/16 -Truyền thông kiểu MPI CPU 315 -6ES7 315-1AF00-0AB0 -6ES7 315-1AF01-0AB0 -6ES7 315-1AF02-0AB0 -6ES7 315-1AF03-0AB0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :48KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 315-2DP -6ES7 315-2AF00-0AB0 -6ES7 315-2AF01-0AB0 -6ES7 315-2AF02-0AB0 -6ES7 315-2AF03-0AB0 41 41 -6ES7 315-2AF82-0AB0 -6ES7 315-2AF83-0AB0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :48KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Truyền thơng kiểu MPI,Profilbus-DP CPU 316 -6ES7 316-1ag00-0ab0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :128KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 316-DP -6ES7 316-2AG00-0AB0 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :128KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Truyền thông kiểu MPI,Profilbus-DP CPU 318-2 -6ES7 318-2AJ00-0ab0 +Các module có: Vùng nhớ làm việc :256KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 614 -6ES7 614-1aH00-0ab3 -6ES7 614-1aH01-0ab3 -6ES7 614-1aH02-0ab3 -6ES7 614-1aH03-0ab3 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :128KB đến 192KB 42 42 -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -Sử dụng nối mạng MPI CPU 614 -6ES7 614-1AH00-0AB3 -6ES7 614-1AH01-0AB3 -6ES7 614-1AH02-0AB3 -6ES7 614-1AH03-0AB3 +Các module có: -Vùng nhớ làm việc :Từ 128KB đến 192KB -Thời gian xử lí khối lệnh:0.3ms/KAW -DI/DO module CPU:512KB -Truyền thông kiểu MPI CPU M7 +CPU 388-4 -6ES7-388-4BN00-0AC0 Các modul mở rộng Các modul mở rộng chia làm loại chính: PS (Power supply) module nguồn ni: có loại 2A, 5A, 10A SM (Sigal module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra gồm: DI (Digital Input): module mở rộng cổng vào số 8, 16 32 tuỳ thuộc vào loại module 43 43 DO (Digital Output): module mỏ rộng cổng số DI/DO: module mỏ rộng cổng vào/ra số AI (Analog Input):cổng vào tương tự, chúng chuyển đổi tương tự số 12 bits AO (Analog Output) Module cổng tương tự, chuyển đổi tương tự (DA).f AI/AO: Module mở rộng cổng vào/ra tương tự IM (Interface Module) Module ghép nối: Là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối nhóm module mở rộng lại vơi thành khối quản ly chung module CPU Thông thường module mở rộng gá liền đỡ gọi Rack Mỗi Rack gá nhiều module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn ni) Một module CPU S7-300 làm việc nhiều với Rack Rack phải nối với module IM FM (Function Module): Module có chức điều khiển riêng: VD module động bước, module PID… CP (Commuication Module):Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính Nguồn ni ngõ PLC S7-300 44 44 Sơ đồ nối trạm PLCS7-300 -Nguồn nuôi: đợn vị dùng để chuyển đổi nguồn AC thành nguồn DC (5V,24V) để cung cấp cho CPU khối vào - Ngõ ra: Plac S7-300 có ngõ phần tử hoạt động tương thích với loại tín hiệu vào Role, van điều khiển… Cấu trúc nhớ CPU PLC S7 - 300 Được chia làm vùng chính: Vùng chứa chương trình ứng dụng: vùng nhớ chương trình chia làm miền: + OB: Miền chứa chương trình tổ chức + FC: ( Funktion ) Miền chứa chương trình tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi liệu với chương trình gọi + FB: ( Funktion Block) Miền chứa chương trình con,được tổ chức thành hàm có khả trao đổi liệu với khối chương trình khác Các liệ phải xây dụng thành khối liệu riêng ( gọi DB - Data block) Vùng chứa tham số hệ điều hành chương trình ứng dụng, chia thành miền khác nhau, bao gồm: I ( Procees image input): Miền đếm liệu cổng vào số Trước thực chương trình, PLC đọc giá trị logic tất đầu vào cất giữ chúng vào vùng nhớ I Thơng thường chương trình ứng dụng khơng đọc trực tiếp trạng thái logic cổng vào mà lấy liệu cổng vào từ đếm I 45 45 Q ( Procees image output): Miền đếm cổng số Kết thúc giai đoạn thực chương trínhẽ chuyển giá trị đếm tới cổng số Thông thường không trực tiếp gán giá trị tới tận cổng mà chuyển chúng vào nhớ Q M: Miền biến cờ Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ để lưu giữ tham số cần thiết truy cập theo Bit (M), Byte(MB) , từ (MW) hay từ kép(MD) T: Miền nhớ phục vụ thời gian(TIME) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian dặt trước ( PV - Preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời ( CV - Curren Value) giá trị logic đầu thời gian C: Miền nhớ phục vụ đếm ( Counter) bao gồm việc lưu giữ giá trị đặt trước (PV), giá trị đếm tức thời (CV) giá trị logic đầu đếm PI: Miền địa cổng vào modul tương tự Các giá trị tương tự cổng vào modul tương tự đọc chuyển tự động theo địa Chương trình ứng dụng truy nhập miền nhớ PI theo tổng byte (PIB), từ (PIW) theo từ kép (PID) PQ: Miền địa cổng cho modul tương tự Các giá trị theo địa modul tương tự chuyển tới cổng tương tự Chương trình ứng dụng truy cập miền PQ theo byte (PQB), từ (PQW) theo từ kép (PQD) Vùng chứa khối liệu: chia làm hai loại DB (Data Block): Miền chứa liệu tổ chức thành khối Kích thước khối lượng người sử dụng quy định, phù hợp với tốn điều khiển Chương trình ứng dụng truy cập miền nhớ theo bit, byte, từ từ kép L (Local data block): Miền liệu địa phương, khối chương trình OB, FB, FC tổ chức sử dụng cho biến nháp tức thời trao đổi liệu biến hình thức chương trình với khối chương trình gọi Nội dung số liệu miền nhớ bị xoá kết thúc chương trình tương ứng OB, FB, FC Miền truy cập theo bít (L), byte (LB), từ (LW), từ kép (LD) Vòng quét chương trình 46 46 SPS (PLC) thực cơng việc (bao gồm chương trình điều khiển) theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp gọi vòng quét (scancycle) Mỗi vòng quét bắt đầu việc chuyển liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I, giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt, chương trình thực từ lệnh đến lệnh kết thúc khối OB1 sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo Q tới cổng số Vòng quét kết thúc giai đoạn xử lý yêu cầu truyền thông ( có) kiển tra trạng thái CPU Mỗi vịng qt mơ tả sau: Q trình hoạt động vịng qt Chú ý: Bộ đệm I Q không liên quan tới cổng vào tương tự nên lệnh truy nhập cổng tương tự thực trực tiếp với cổng vật lý không thông qua đệm Thời gian cần thiết để PLC thực vòng quét gọi thời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng qt khơng cố định, tức khơng phải vịng qt thực khoảng thời gian Có vịng qt thực lâu, có vịng qt thực nhanh tuỳ thuộc vào số câu lệnh chương trình thực hiện, vào khối liệu truyền thơng vịng qt Như việc đọc liệu từ đối tượng cần xử lý, tính tốn việc gửi thông tin điều khiển đến đối tượng có khoảng thời gian thời gian vịng qt Nói cách khác, thời gian vịng qt định thời gian thực chương trình điều khiển PLC Thời gian vịng qt ngắn, tính thời gian thực chương trình cao Nếu sử dụng khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ khối OB40, OB80….Chương trình khối thực vịng qt xuất tín hiệu báo ngắt chủng loại Các khối chương trình thực 47 47 vòng quét khơng bị gị ép phải giai đoạn chương trình Chẳng hạn tín hiệu báo ngắt xuất PLC giai đoạn truyền thông kiển tra nội bộ, PLC tạm dừng công việc truyền thông, kiển tra, để thực ngắt vậy, thời gian vịng qt lớn có nhiều tín hiệu ngắt xuất vịng qt Do để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối khơng nên viết chương trình xử lý ngắt nhiều sử dụng lạm dụng chế độ ngắt chương trình điều khiển Tại thời điểm thực lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào mà thông qua nhớ đệm cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn hệ điều hành CPU quản lý, số modul CPU, gặp lệnh vào /ra hệ thông cho dừng công việc khác, chương trình xử lý ngắt để thực với cổng vào /ra Những khối OB đặc biệt Khối OB1 có chức quản lý tồn chương trình, có nghĩa thực cách đặn vòng quét thực chương trình Ngồi Step7 cịn có nhiều khối OB1 đặc biệt khác khối OB có nhiệm vụ khác nhau, ví dụ khơi OB chứa chương trình ngắt chương trình báo lỗi….Tuỳ thuộc vào CPU khác mà có khối OB khác ví dụ khối OB đặc biệt OB10 (Time of Day Interrupt): Chương trình khối OB10 thực giá trị đồng hồ thời gian thực nằm khoảng thời gian quy định OB10 gọi lần, nhiều lần cách phút, giờ, ngày….Việc quy định thời gian hay số lần gọi OB10 thực chương trình hệ thống SFC28 bảng tham số modul CPU nhờ phần mềm Step7 OB20 (Time Delay Interrupt): Chương trình khối OB20 thực sau khoảng thời gian chễ đặt trước kể từ gọi chương trình hệ thống SFC32 để đặt thời gian chễ OB35 (Cyclic Interrupt): Chương trình OB35 thực cách khoảng thời gian cố định Mặc dù khoảng thời gian 48 48 100ms, xong ta thay đổi bảng đặt tham số cho CPU nhờ phần mềm Step7 OB40 (Hardware Interrupt): Chương trình khối OB40 thực xuất tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa vào CPU thông qua cổng vào/ra số onboard đặc biệt thông qua modul SM, CP, FM OB80 (Cycle Time Fault): Chương trình thực thời gian vòng quét (Scan time) vượt qua thời gian cực đại quy định có tín hiệu ngắt gọi khối OB mà khối OB chưa kết thúc lần gọi trước Mặc định, Scan time cực đại 150ms thay đổi tham số nhờ phần mềm Step7 OB81 (Power Supply Fault): Nếu có lỗi phần nguồn cung cấp gọi chương trình khơi OB81 OB82 (Diagnostic Interrput) : Chương trình khối gọi CPU phát có lỗi modul vào/ra mở rộng Với điều kiện modul vào /ra phải có chức tự kiểm tra OB85 ( Not Load Fault): CPU gọi khối OB85 khí phát khối chương trình ứng dụng có sử dụng chế độ ngắt chương trình xử lý ngắt lại khơng có khối OB tương ứng OB87 (Communication Fault): Chương trình khối gọi CPU thấy có lỗi truyền thông OB100 (Start Up Information): Khối thực lần CPU chuyển trạng thái từ STOP sang trạng thái RUN OB121 (Synchronouns error): Khối gọi CPU phát thấy lỗi logic chương trình đổi sai kiểu liệu lỗi truy nhập khơi DB, FC, FB khơng có nhớ CPU OB122 (Synchronouns error): Khối thực CPU phát thấy lỗi truy cập modul chương trình, ví dụ chương trình có lệnh truy nhập modul mở rộng lại khơng có modul 49 49 50 50 ... đơn lẻ? ??và chúng em lựa chọn PLC để thực đề tài môn học: ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng PLC S7-300 hãng siemens? ?? Sơ đồ cấu trúc dây truyền sản. .. đơn lẻ? ??và chúng em lựa chọn PLC để thực đề tài môn học: ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng PLC S7-300 hãng siemens? ?? Sơ đồ cấu trúc dây truyền sản. .. cậy cao Cũng lý chúng em vân dụng PLC vào Đồ án môn học: ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho dây truyền sản xuất chi tiết đơn lẻ dùng PLC S7-300 hãng siemens? ?? Trên thực tế ý tưởng khơng