Đang tải... (xem toàn văn)
ĐIỀU KHIỂN BỂ TRỘN SƠN. Nút nhấn TắtMở dùng để khởi động hệ thống, nhấn lần hai thì hệ thống tắt Khi nhấn lần thứ nhất thì động cơ bơm hoạt động và các van Y1,Y2 mở để bơm nhiên liệu vào bồn còn van Y3 vẫn đóng. Khi bồn trống thì cả hai van Y1, Y2 đều mở, khi nhiên liệu đến mức 2 thì van Y1, Y2 đóng còn van Y3 mở. Động cơ trộn nhiên liệu hoạt động Khi nhiên liệu đã bơm đầy bồn thì khóa các van còn lại và dừng động cơ bơm, sau một khoảng thời gian 20s khi đã trộn xong thì động cơ trộn dừng . Sau đó ta ấn nút xả thì van Y4 mở, xả hết nhiên liệu ra khỏi bồn . Sau khi đã xả xong sau một khoảng thời gian 30 thì lặp lại chu trình như cũ. Ta có thể kết thúc chương trình khi đã hoàn thiện một chu trình hay bất cứ giai đoạn nào của chu trình. Nếu ta nhấn TắtMở lại chương trình tiếp tục hoạt động
Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ PLC S7200 A.Giới thiệu chung PLC: I Tổng quan PLC: Khái niệm PLC: PLC chữ viết tắt Programmable Logic Control, thiết bị điều khiển logic lập trình được, hay gọi khả trình, cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình Kỹ thuật PLC xuất vào thập niên 60, dùng chủ yếu điều khiển quy trình công nghệ dây chuyền sản xuất PLC máy tính công nghiệp Đặc trưng PLC việc sử dụng vi mạch để xử lí thông tin ta thay đổi công nghệ, cải tạo dựa công nghệ phần mở rộng không thay toàn công nghệ Khả PLC: Hiện kỹ thuật PLC sử dụng rộng rãi loại điều khiển: + Điều khiển chuyên gia, giám sát: Thay cho điều khiển rơle Thời gian đếm Thay cho panel điều khiển mạch in Điều khiển tự động, bán tự động máy, trình + Điều khiển dãy: Các phép toán số học Cung cấp thông tin Điều khiển liên tục (nhiệt độ, áp suất, …) Điều khiển PID Điều khiển động chấp hành, động bước, van điện từ + Điều khiển mềm dẻo: Điều khiển trình báo động Phát lỗi báo động Ghép nối với máy tính máy in Nối mạng tự động hóa công nghiệp (mạng cục bộ, mở rộng) Các ghép nối logic cần thiết trình điều khiển xử lí phần mềm người lập nên cài vào nên giải toán tự động hóa cách dễ dàng, khác chung điều khiển thay đổi chương trình khác Ưu điểm PLC tự hóa: Thời gian lắp đặt công trình ngắn; dễ dàng thay đổi không tốn tài chính; tính toán xác giá thành; cần thời gian làm quen; phần mềm linh hoạt nên tăng khả mở rộng cải tạo công nghệ Ứng dụng điều khiển phạm vi rộng; dễ bảo trì , thị vào/ giúp xử lí cố dễ dàng nhanh hơn; độ tin cậy cao; chuẩn hóa phần cứng điều khiển; thích ứng môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động, tiếng ồn… SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh PLC làm việc độc lập nối kết với nhau, máy tính chủ tạo mạng truyền thông để điều khiển trình – người ta gọi SCADA II.Các thành phần cở PLC Một PLC thông thường có thành phần sau: Đơn vị điều khiển trung tâm Bộ nhớ chương trình Module đầu vào Module đầu Module phối ghép Các chức phụ Mỗi module lắp thành đơn vị riêng có phích cắm nhiều chân để tháo lắp dễ dàng Đơn vị điều khiển trung tâm CPU Đây điều khiển quản lý tất hoạt động bên PLC, việc trao đổi thông tin CPU, nhớ khối vào/ra thông qua hệ thống Bus điều khiển CPU Nguyên lý làm việc khối xử lí trung tâm miêu tả sau: thông tin lưu trữ nhớ chương trình gọi lên trình điều khiển kiểm soát đếm chương trình Do đơn vị xử lí trung tâm khống chế, xử lí liên kết tín hiệu lại với theo quy luật từ rút kết lệnh đầu thao tác chương trình dẫn đến thời gian trễ gọi thời gian vòng quét Bộ nhớ chương trình - Chương trình điều khiển hành lưu trữ nhớ bắng phận lưu giữ điện tử như:RAM, ROM, EPROM Chương trình tạo với trợ giúp thiết bị lập trình chuyên dùng chuyển vào nhớ chương trình PLC ROM (Read Only Memory) : nhớ đọc gồm ghi, ghi lưu trữ từ vị trí nào, không thay đổi RAM( Random Access Memory) nhớ truy xuất ngẫu nhiên, nhớ thông dụng để cất giữ chương trình liệu người sử dụng Dữ liệu RAM thay đổi nguồn điện, có nguồn nuôi riêng EPROM: nhớ kết hợp truy xuất linh hoạt RAM nhớ đọc không thay đổi ROM khối, nội dung xóa ghi lại vài lần Nguồn cung cấp:có thể sử dụng DC AC thông thường nguồn AC dùng cấp điện áp :110 V,220V,nguồn DC là:5V, 24V nguồn nuôi cho nhớ pin để mở rộng thời gian lưu trữ cho liệu có nhớ Cổng truyền thông: PLC dùng cổng truyền thông để trao đổi liệu chương trình, loại cổng truyền thông chuyên dùng là: RS32, RS432, RS485 Dung lượng nhớ: PLC loại nhỏ thid dung lượng cố định dung lượng đáp ứng khoảng 80 % hoạt động điều khiển công nghiệp giá thành nhớ giảm liên tục nhà sản xuất PLC trang bị nhớ ngày lớn SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Module đầu vào Module đầu vào với chức chuẩn bị tín hiệu bên để chuyển vào PLC , chứa lọc bột thích ứng mức lượng, mạch phối ghép có lựa chọn dùng để ngăn cách mạch mạch Phần lớn module thiết kế để nhận đầu vào (8, 26, 24) cần dùng thêm đầu vào ta cắm thêm module đâu vào khác Module đầu Module đầu có cấu tạo tương tự module đầu vào, gửi thông tin đầu đến phần tử máy làm việc nhiều module thích hợp với hang loạt phối ghép khác cung cấp Module phối ghép Module phối ghép dùng để nối điều khiển khả lập trình PLC với thiết bị bên : hình, thiết bị lập trình nối với panel mở rộng Cũng có người ta lắp thêm module phụ để tạo chức phụ trường hợp phải dùng mạch phối ghép Các chức phụ Các chức phụ điển hình PLC: Bộ nhớ trì có chức rơle trì nghĩa bảo tồn tín hiệu điện nguồn điện trở lại bình thường nhớ trở lại tư trước Bộ thời gian PLC có chức tương tự rơle thời gian Bộ đếm lập trình Chức số học thực phép toán: cộng, trừ nhân, chia, so sánh III Chức ứng dụng PLC Thu thập tín hiệu phản hồi từ cảm biến Liên kết ghép nối lại đóng mở phù hợp với chương trình Tính toán soạn thảo lệnh điều khiển sở so sánh thông tin thu Phân phát lệnh đến địa thích hợp B Giới thiệu PLC SIMATIC S7-200 I Giới thiệu : PLC SIEMENS hệ S7-200 PLC loại nhỏ, điều khiển hàng loạt ứng dụng khác tự động hóa Với cấu trúc nhỏ gọn, có khả mở rộng, giá rẻ tập lệnh mạnh, PLC S7-200 lời giải hoàn hảo cho toán tự động loại nhỏ.Thêm vào phong phú chủng loại, kích cỡ thông số điện ( điện áp, dòng…) cho phép người sử dụng linh hoạt việc giải vấn đề tự động Nói chủng loại phong phú PLC S7- 200, dựa nhiều tiêu chí khác nhau: Nguồn nuôi:điện áp chiều 24 V, điện áp xoay chiều 220V,110V SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Đầu vào 24 VDC: sink & source Đầu 24 DC Rơle Các xử lí trung tâm (CPU) khác S7- 200: + CPU 21X: 210, 212, 214, 216, … + CPU 22X: 221,222,224,224XP… Cấu trúc phần cứng - S7-200 thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu module module mở rộng Các module sử dụng nhiều ứng dụng lập trình khác - Thành phần S7- 200 khối vi xử lí CPU 212 214 Về hình thức bên ngoài, khác hai loại CPU nhận biết nhờ số đầu vào/ra nguồn cung cấp + CPU 212 có cổng vào logic, cổng logic có khả mở rộng thêm module mở rộng +CPU 214 có 14 cổng vào logic, 10 cổng logic có khả mở rộng thêm module mở rộng + CPU 224XP có 14 cổng vào ,10 cổng đầu có hỗ trợ anolog 2I/Io port truyền thông, có khẳ mở rộng module mở rộng - S7-200 có nhiều module mở rộng khác a CPU 212: Có cổng vào logic cổng logic Có thể nối thêm module mở rộng để mở rộng số cổng vào/ra, kể module tương tự Tổng số cổng logic vào/ra cực đại : 64 vào 64 Có 64 tạo thời gian trễ (Timer), có Timer có độ phân giải 1ms, Timer có độ phân giải 10ms, 54 Timer có độ phân giải 100ms Có 64 đếm (Counter), chia làm loại: loại Counter đếm tiến Counter vừa đếm tiến vừa đếm lùi 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng bit trạng thái bit đặt chế độ làm việc SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Có chế độ ngắt xử lí tín hiệu ngắt khác bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên ngắt theo sườn xuống, ngắt theo thời gian ngắt báo hiệu có đếm tốc độ cao Bộ nhớ không bị liệu khoảng thời gain 50 PLC bị nguồn nuôi b.CPU 224XP: Có 14 cổng vào 10 cổng logic board, đầu vào digital,1 đầu anolog Có thể nối thêm module mở rộng Bộ nhớ không bị liệu khoảng thời gain 100 PLC bị nguồn nuôi Timer có loại: + TON: T32÷ T96 (1ms) ; T33÷ T36 T97 ÷T100 (10ms) ; T37÷T64 T 101÷ T255 (100ms) + TONR: T0÷T64 (1ms) ; T1÷ T4 T65÷T68 (10ms); T5÷T31 T69 ÷T95(100ms) Có 256 đếm Counter c Cổng truyền thông PLC S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với phích cắm chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình khác với trạm PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PID 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp PLC theo kiểu tự từ 300 ÷ 38.400 SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Cổng truyền thông RS 485 Chân 1,5: nối đất Chân : 24 VDC Chân 3,8 : nhận truyền liệu Chân 4,9: không sử dụng Chân 6: 5VDC(điện trở 100 Ω) Chân : 24 VDC(120mA tối đa) d Cấu trúc nhớ - Bộ nhớ S7-200 chia thành vùng với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn EEPROM MIỀN NHỚ NGOÀI Chương trình Chương trình Chương trình Tham số Tham số Tham số Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Vùng đối tượng Cấu trúc nhớ Vùng chương trình: miền nhớ sử dụng để lưu giữ lệnh chương trình Vùng thuộc kiểu non – volatile đọc/ghi Vùng tham số: miền lưu trữ tham số như: từ khóa, địa trạm…Vùng thuộc kiểu đọc/ghi Vùng liệu: miền nhớ động, dùng để lưu giữ liệu chương trình, gồm kết phép tính, số định nghĩa chương trình, đềm truyền thông, truy nhập theo bit, byte, hay từ SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Vùng liệu chia thành miền nhớ nhỏ với công dụng khác sau: • “V” variable memory(đọc/ghi) • “I” Input image register (vùng đệm cổng vào, đọc /ghi) • “O” Output image register (vùng đệm cổng ra, đọc/ghi) • “M” Interal memory bit (vùng nhớ nội đọc) • “SM” Special memory bit (vùng nhớ đặc biệt, có số đọc được) Vùng đối tượng:được sử dụng để lưu trữ cho đối tượng lập trình giá trị tức thời, giá trị đặt trước đếm (Counter), hay định thời (Timer) Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm ghi Timer, Counter, đếm tốc độc cao, đệm vào tương tự ghi AC e Module vào /ra Module vào • Với chức chuẩn bị tín hiệu bên để chuyển vào panel, bó chứa lọc thích ứng mức lượng, mạch phối ghép có lựa chọn dùng để ngăn cách mạch mạch ngoài(hay gọi tầng đệm) Phần module vào thiết kế để nhận đầu vào :8, 16,24… • Module đầu vào có đầu vào số (DI) tương tự (AI) • Nếu cần dùng thêm đầu vào ta cắm thẻ đầu vào khác nối thêm module mở rộng • Việc chuẩn đoán sai sót hư hỏng đầu vào thường trang bị đầu phát quang (LED), đèn LED sáng lên thị có tín hiệu vào Module • Có cấu tạo tương tự module vào, gửi kết từ CPU qua tầng đệm đến thiết bị đầu Có nhiều module thiết kế thích hợp với hang loạt phối ghép khác cung cấp • Module có đầu số( DO) tương tự (AO) • Nếu cần dùng thêm đầu ta nối thêm module mở rộng SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic • GVHD Ngô Đình Thanh Điode phát quang (LED) giúp ta quan sát điện đầu cầu chì đầu phụ f Module mở rộng vào/ra Các module mở rộng vào cắm liên tiếp vào bên phải CPU Địa đầu module mở rộng tính liên tiếp, riêng cho loại Số lượng module mở rộng tối đa tùy thuộc vào loại CPU, CPU 212, 222 cho phép tối đa module mở rộng, CPU 214,215,216 cho phép module mở rộng g Module phối ghép Dùng để nối PLC với thiết bị bên ngoài, thiết bị lập trình nối với panel mở rộng, thêm nhiều chức phụ cần thiết cho hoạt động song song với chức túy PLC h Cấu trúc chương trình S7-200 Có thể lập trình cho PLC S7-200 cách sử dụng phần mềm sau: + Step – Micro/Doc + Step – Micro/Win Các phần mềm cài đặt máy lập trình tay PG7x.x máy tính cá nhân (PC) Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình sau đến chương trình vá chương trình xử lí ngắt sau đây: Chương trình kết thúc lệnh kết thúc chương trình (MEND) Chương trình phận chương trình Các chương trình phải viết sau lệnh kết thúc chương trình Các chương trình xử lí ngắt phận chương trình Nếu cần sử dụng chương trình xử lí ngắt phải viết sau lệnh chương trình Các chương trình nhóm lại thành nhóm sau chương trình Sau đến chương trình xử lí ngắt SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Main Program MEND Thực vòng quét SBR Chương trình thứ nhât RET Thực chương trình gọi SEB Chương trình thứ n+1 MEND INT Chương trình xử lí ngắt thứ RETI Thực có tín hiệu báo ngắt INT Chương trình xử lí ngắt thứ n+1 RETI RETI Ngôn ngữ lập trình S7-200 a Phương pháp lập trình: S7-200 biễu diễn mạch logic cứng dãy lệnh lập trình Chương trình bao gồm tập dãy lệnh PLC S7-200 thực chương trình lệnh lập trình kết thúc lệnh lập trình cuối vòng quét SVTH: CAO BÁ THẮNG Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh Nhập liệu từ ngoại vi vào đệm ảo Chuyển liệu từ đệm ảo ngoại vi VÒNG QUÉT Truyền thông tự kiểm tra Thực chương trình Thực chương trình theo vòng quét S7-200 Mỗi vòng lặp gọi vòng quét (scan) Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình Trong vòng quét, chương trình thực lệnh kết thúc lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thông nộ kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo đến đầu Tại thời điểm thực lệnh vào ra, bình thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra hệ thống cho dừng công việc khác, chương trình xử lí ngắt, để thực lệnh cách trực tiếp với cổng vào/ra Nếu sử dụng chế độ ngắt, chương trình tương ứng với tín hiệu ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình xử lí ngắt thực vòng quét xuất tín hiệu báo ngắt xảy lúc vòng quét SVTH: CAO BÁ THẮNG 10 Trang Đồ án điều khiển logic LAD n1 Mô tả n2 ==B n1 GVHD Ngô Đình Thanh n2 Tiếp điểm đóng n1 = n2 B= byte ==I n1 n2 ==D n1 n2 D= Double R =Real ==R n1 n2 Tiếp điểm đóng n1 >= n2 >=B n1 n2 >=I n1 n2 >=D n1 B= byte I = Integer D= Double n2 >=R SVTH: CAO BÁ THẮNG 17 R =Real Trang Đồ án điều khiển logic GVHD Ngô Đình Thanh LBD = n1 n2 LBD = AB = OB = n1 n2 n1 n2 n1 n2 LBD >= AB> = OB >= n1 n2 n1 n2 n1 n2 LBD