Giới thiệu chung về thang máy
1.1.1 Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và hàng hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng, di chuyển theo một tuyến đã được định sẵn.
Thang máy là thiết bị vận chuyển cần đảm bảo an toàn nghiêm ngặt, ảnh hưởng trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người Do đó, việc thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa thang máy phải tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu kỹ thuật an toàn theo tiêu chuẩn, quy trình và quy phạm đã được quy định.
1.1.2 Lịch sử phát triển thang máy
Cuối thế kỷ 19, chỉ có hai hãng thang máy nổi bật là OTIS (Mỹ) và Schindler (Thụy Sĩ), với chiếc thang máy đầu tiên của OTIS được ra mắt vào năm 1853 Đến năm 1874, Schindler cũng đã chế tạo thành công thang máy Ban đầu, thang máy chỉ có một tốc độ, cabin đơn giản và cửa tầng được điều khiển bằng tay Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ 20, nhiều hãng thang máy mới như KONE (Phần Lan), MISUBISHI và NIPON (Nhật Bản), THYSEN (Đức), SABIEM (Ý) đã xuất hiện, mang đến những thang máy có tốc độ cao và tiện nghi hơn Đến đầu những năm 1970, thang máy đã đạt tốc độ 7.5m/s, với thang máy chở hàng có tải trọng lên tới 30 tấn, cùng với sự ra đời của thang máy thủy lực Nhờ vào sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, tốc độ thang máy đã nhanh chóng đạt tới 10m/s trong những năm tiếp theo.
Vào năm 1980, hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (inverter) ra đời, giúp thang máy hoạt động êm ái hơn và tiết kiệm khoảng 40% công suất động cơ Cùng thời điểm này, thang máy sử dụng động cơ điện cảm ứng tuyến tính cũng được giới thiệu.
Vào đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những thang máy có tốc độ đạt tới 12.5 m/s và các thang máy có các tính năng kỹ thuật khác
Trước đây, thang máy ở Việt Nam chủ yếu được cung cấp bởi Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu, phục vụ cho vận chuyển trong công nghiệp và chở người trong các nhà cao tầng, nhưng số lượng còn hạn chế Gần đây, nhu cầu thang máy tăng mạnh đã dẫn đến sự ra đời của một số hãng thang máy mới, chuyên cung cấp và lắp đặt thiết bị thang máy.
+ Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy Nhƣng với giá thành rất cao
Trong nước, chúng ta tự chế tạo phần điều khiển và một số bộ phận cơ khí đơn giản cho hệ thống thang máy Các thang máy hiện đại thường sử dụng động cơ điện với kỹ thuật vi xử lý, kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ, mang lại hiệu suất cao và tính linh hoạt trong vận hành.
Thang máy ngày nay được thiết kế và chế tạo đa dạng với nhiều kiểu dáng và loại khác nhau, nhằm phục vụ cho các mục đích cụ thể của từng công trình Theo tiêu chuẩn TCVN 5744 -1993, thang máy có thể được phân loại dựa trên công dụng và các đặc điểm kỹ thuật.
Thang máy đƣợc phân thành 5 loại:
* Thang máy chuyên chở người
Loại này chuyên vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình v.v
* Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm
Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v.v
* Loại máy chuyên chở bệnh nhân
Loại thang máy này được thiết kế đặc biệt cho bệnh viện và khu điều dưỡng, với kích thước cabin đủ lớn để chứa băng ca hoặc giường bệnh cùng với bác sĩ, nhân viên y tế và các dụng cụ cấp cứu Hiện nay, thang máy này được sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước và tải trọng đồng nhất trên toàn cầu.
* Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm
Loại thang máy thường được sử dụng trong các nhà máy, công xưởng, kho bãi và khách sạn, chủ yếu phục vụ việc vận chuyển hàng hóa Tuy nhiên, thang máy này cũng có thể chở người đi kèm để phục vụ các nhu cầu khác.
* Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm
Thang máy chuyên dụng cho việc vận chuyển vật liệu và thực phẩm trong khách sạn, nhà ăn tập thể, v.v có đặc điểm là chỉ được điều khiển từ bên ngoài cabin, tại các cửa tầng Điều này khác biệt so với các loại thang máy khác, cho phép điều khiển cả bên trong và bên ngoài cabin.
Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng khác nhƣ: thang máy cứu hoả, chở ôtô v.v b) Theo hệ thống dẫn động cabin
* Thang máy dẫn động điện
Thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng động cơ điện kết hợp với hộp giảm tốc, sử dụng puly ma sát hoặc tang cuốn cáp, cho phép hành trình di chuyển không bị hạn chế Ngoài ra, có loại thang máy sử dụng bánh răng thanh răng, thường được dùng để vận chuyển người trong các công trình xây dựng cao tầng.
Thang máy thuỷ lực sử dụng xylanh - pittông để đẩy cabin từ dưới lên, với hành trình tối đa khoảng 18m, nên không phù hợp cho công trình cao tầng Mặc dù có kết cấu đơn giản và diện tích giếng thang nhỏ hơn so với thang máy dẫn động cáp, thang máy thuỷ lực vẫn đảm bảo chuyển động êm ái và an toàn Ngoài ra, việc đặt buồng máy ở tầng trệt giúp giảm chiều cao tổng thể của công trình khi phục vụ cùng số tầng.
* Thang máy nén khí c) Theo vị trí đặt bộ tời kéo Đối với thang máy điện:
+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang
Thang máy có hai loại hệ thống dẫn động chính: thang máy kéo với bộ tời đặt dưới giếng thang và thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng, trong đó hệ tời được lắp đặt trên nóc Đối với thang máy thuỷ lực, buồng máy thường được đặt tại tầng trệt.
Trang 10 d) Theo các thông số cơ bản
* Theo tốc độ di chuyển của cabin
- Loại tốc độ trung bình: < (1 – 2,5) m/s;
- Loại tốc độ rất cao: > 4 m/s;
* Theo khối lượng vận chuyển của cabin
- Loại rất lớn: Q > 1600 kg; e) Theo kết cấu các cụm cơ bản
* Theo hệ thống cân bằng
- Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho các thang máy có hành trình lớn;
- Không có cáp hoặc xích cân bằng
* Theo cách treo cabin và đối trọng
- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin;
- Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin;
- Đẩy từ phía đáy cabin thông qua các puly trung gian
* Theo hệ thống cửa cabin
Phương pháp đóng mở cửa cabin:
- Đóng mở bằng tay: Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ngoài cửa mở và đóng cửa cabin và cửa tầng;
Cửa tự động (bán tự động) hoạt động bằng cách mở cửa cabin và cửa tầng khi cabin dừng ở đúng tầng Để đóng cửa, người dùng cần sử dụng tay hoặc thực hiện thao tác ngược lại.
Cả hai loại này đều dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, hoặc thang máy dùng cho nhà riêng
Cửa cabin và cửa tầng của thang máy sẽ tự động mở và đóng khi cabin dừng ở đúng tầng, nhờ vào cơ cấu được lắp đặt ở đầu cabin Thời gian và tốc độ đóng mở của cửa có thể được điều chỉnh linh hoạt.
Theo kết cấu của cửa:
- Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía;
- Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh
Hai loại này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người đi kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng
Các yêu cầu đối với thang máy
1.2.1 Yêu cầu an toàn trong điều khiển thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và hàng hóa giữa các độ cao khác nhau, do đó, an toàn trong thang máy luôn được ưu tiên hàng đầu Để đảm bảo an toàn, cần tuân thủ các quy định và hướng dẫn sử dụng.
Trang 12 sự hoạt động an toàn của thang máy, người ta bố trí một loạt các thiết bị giám sát hoạt động của thang nhằm phát hiện và xử lý sự cố
Trong thiết kế truyền động cho thang máy, cần phối hợp bảo vệ cả phần cơ và phần điện, sử dụng nhiều loại thiết bị bảo vệ Khi cấp điện cho động cơ kéo, đồng thời cũng cấp cho động cơ phanh để nhả các má phanh khỏi ray dẫn hướng, cho phép buồng thang di chuyển Ngược lại, khi mất điện, động cơ phanh ngừng quay, các má phanh sẽ kẹp vào đường ray, đảm bảo an toàn cho buồng thang không bị rơi.
Phanh bảo hiểm giữ buồng thang tại chỗ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ vƣợt quá (20 40) % tốc độ định mức
Phanh bảo hiểm thường được chế tạo theo 3 kiểu: Phanh bảo hiểm kiểu nêm, phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm và phanh bảo hiểm kiểu kìm
Phanh bảo hiểm kiểu kìm là loại phanh phổ biến nhất, giúp buồng thang dừng một cách êm ái hơn Cấu tạo của phanh bảo hiểm này được minh họa trong hình 1-1.
Phanh bảo hiểm được lắp đặt dưới buồng thang, với gọng kìm 2 trượt theo thanh hướng dẫn 1 khi buồng thang hoạt động ở tốc độ bình thường Ở giữa hai cánh tay đòn của kìm, có nêm 5 kết nối với hệ truyền động bánh vít - trục vít 4 Hệ truyền động trục vít này bao gồm hai loại ren: ren phải và ren trái.
Hình 1-1: Phanh bảo hiểm kiểu kìm
Buồng thang được trang bị cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm, kết hợp với phanh bảo hiểm Khi tốc độ chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đai truyền sẽ làm cho thang quay, khiến kìm ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hướng, từ đó hạn chế tốc độ của buồng thang.
* Bộ hạn chế tốc độ kiểu vòng cáp kín:
Bộ hạn chế tốc độ được lắp đặt ở đỉnh thang và điều khiển qua một vòng cáp kín, kết nối từ buồng thang đến puli của bộ điều tốc Cáp này di chuyển với tốc độ tương đương với buồng thang và liên kết với các thiết bị an toàn Khi tốc độ của cabin vượt quá giới hạn cho phép, thiết bị kéo cáp sẽ giữ vòng cáp, tạo ra lực kéo tác động vào thiết bị an toàn, ngắt mạch điện động cơ và kích hoạt thiết bị chống rơi.
Bộ hạn chế tốc độ hoạt động thông qua cáp treo vòng qua puli 1, với puli 1 quay nhờ chuyển động của cáp qua ròng rọc cố định 9 Nếu cáp bị đứt hoặc trượt, vận tốc của Cabin sẽ tăng, khiến puli 1 quay nhanh hơn khi dây cáp di chuyển cùng Cabin Khi lực ly tâm đạt đến một mức độ nhất định, quả văng 3 sẽ va chạm vào cam 4, kích hoạt công tắc điện 10 để dừng động cơ.
Bốn đẩy má phanh 6 sẽ giữ chặt cáp, trong khi Cabin tiếp tục rơi xuống Cáp 2 sẽ kéo thanh đòn bẩy 8 gắn vào Cabin, kích hoạt bộ chống rơi hoạt động hiệu quả.
Tốc độ nhả là tốc độ Cabin mà bộ điều tốc bắt đầu hoạt động, thường được xác định bằng 1/4 tốc độ vận hành bình thường của thang Ngoài ra, các tín hiệu bảo vệ và báo sự cố cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống thang máy.
Ngoài bộ hạn chế tốc độ và phanh, thang máy còn được trang bị tín hiệu bảo vệ và hệ thống báo sự cố Những thiết bị này nhằm đảm bảo an toàn cho thang máy và hỗ trợ kỹ sư bảo dưỡng phát hiện các hỏng hóc của hệ thống khống chế tự động, từ đó cần kiểm tra trước khi đưa thang máy trở lại hoạt động.
Trong quá trình vận hành thang máy, cần đảm bảo không vượt quá giới hạn chuyển động trên và dưới Khi thang đã đạt đến tầng cao nhất, mọi chuyển động đi lên đều bị cấm, và khi ở tầng 1, thang chỉ có thể di chuyển lên Để đảm bảo an toàn, các thiết bị khống chế dừng tự động được lắp đặt ở đỉnh và đáy thang, giúp dừng thang một cách tự động và độc lập khi buồng thang đến các vị trí này.
- Để dừng thang trong những trường hợp đặc biệt, người ta bố trí các nút ấn hãm khẩn cấp trong buồng thang
Để ngăn chặn va chạm mạnh và dừng thang máy trong các tình huống khẩn cấp, các bộ đệm sử dụng lò xo hoặc dầu được lắp đặt ở đáy thang là rất cần thiết.
- Việc đóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ đƣợc thực hiện tại tầng nơi buồng thang dừng và khi buồng thang đã dừng chính xác
- Khi có người trong Cabin và chuẩn bị đóng cửa Cabin tự động phải có tín hiệu báo sắp đóng cửa Cabin
1.2.2 Dừng chính xác buồng thang
Buồng thang máy phải dừng chính xác tại mặt bằng của tầng đã chọn sau khi nhấn nút dừng Nếu buồng thang dừng không đúng vị trí, sẽ gây ra các vấn đề nghiêm trọng.
- Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra/vào khó khăn, tăng thời gian ra/vào của hành khách dẫn đến giảm năng suất
Thang máy chở hàng có thể gây khó khăn trong việc bốc xếp và bốc dỡ hàng hóa, thậm chí trong một số trường hợp, việc này có thể không thực hiện được Để cải thiện tình hình, người dùng có thể ấn nhắp nút bấm để đạt độ chính xác khi dừng, tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến các vấn đề không mong muốn sau đó.
- Hỏng thiết bị điều khiển
- Gây tổn thất năng lƣợng
- Gây hỏng hóc các thiết bị cơ khí
Kết cấu chung của thang máy
Hình 1-5: Sơ đồ kết cấu cơ khí của thang máy
2 Con trượt dẫn hướng Cabin
6 Ray dẫn hướng đối trọng
17 Bu lông bắt gá ray
Hố giếng của thang máy 11 là không gian từ mặt sàn tầng 1 đến đáy giếng, và nếu độ sâu vượt quá 2 mét, cần thiết phải có thêm cửa ra vào Để nâng hạ buồng thang, sử dụng động cơ 6, có thể kết nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc Khi kết nối trực tiếp, buồng thang máy được nâng bằng puli cuốn cáp; còn nếu kết nối gián tiếp, giữa puli và động cơ sẽ có hộp giảm tốc với tỷ số truyền từ 18 đến 120.
Cabin 1 được treo lên puli quấn cáp bằng kim loại 8 (thường dùng 1 đến 4 sợi cáp) Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng 3 và những con trượt dẫn hướng 2 (con trượt là loại puli trượt có bọc cao su bên ngoài) Đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn hướng 6
Cabin là thành phần quan trọng nhất trong thang máy, đóng vai trò vận chuyển hàng hóa và hành khách đến các tầng khác nhau Do đó, cabin cần phải đáp ứng các tiêu chí về kích thước, hình dáng, thẩm mỹ và tiện nghi để đảm bảo an toàn và sự thoải mái cho người sử dụng.
Hoạt động của cabin dựa trên chuyển động tịnh tiến lên xuống qua hệ thống hai thanh dẫn hướng, đảm bảo sự chuyển động êm ái và chính xác trong quá trình làm việc Để cabin hoạt động ổn định cả khi có tải và không có tải, một đối tượng chuyển động tịnh tiến trên hai thanh dẫn hướng đồng phẳng được sử dụng, hoạt động ngược chiều với cabin nhờ vào cáp được mắc qua puli kéo.
Trọng lượng cabin và đối trọng được tính toán tỷ lệ chính xác, giúp ngăn chặn hiện tượng trượt trên puli cabin ngay cả khi chỉ vắt qua puli kéo Hệ thống hộp giảm tốc đối trọng phối hợp nhịp nhàng với động cơ, tạo ra chuyển động ổn định và hiệu quả.
1.3.3 Các thiết bị khác a) Động cơ
Động cơ thang máy, thường là động cơ 3 pha roto dây quấn hoặc rôto lồng sóc, đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn động hộp giảm tốc, giúp puli kéo cabin lên xuống với vận tốc quy định Với chế độ làm việc ngắn hạn và yêu cầu về tốc độ cùng mô men động cơ, việc lựa chọn loại động cơ phù hợp là cần thiết để đảm bảo hiệu suất và kinh tế cho hệ thống thang máy.
Trang 21 tế và cảm giác của người đi thang máy Động cơ là một phần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ một hệ thống điện tử ở bộ xử lý trung tâm b) Động cơ mở cửa Động cơ mở cửa là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra mômen mở cửa cho cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng đang đóng thì cửa sẽ tự động mở ra nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua bộ sử lý trung tâm c) Cửa
Cabin thang máy bao gồm cửa cabin và cửa tầng, giúp khép kín cabin trong quá trình di chuyển, ngăn ngừa cảm giác chóng mặt cho hành khách và bảo vệ các vật dụng bên trong Cửa tầng có chức năng che chắn và bảo vệ toàn bộ giếng thang cùng các thiết bị liên quan Cả cửa cabin và cửa tầng đều được trang bị khóa tự động để đảm bảo việc đóng mở diễn ra kịp thời Hệ thống phanh điện từ cũng được tích hợp để tăng cường an toàn cho người sử dụng.
Hệ thống phanh là một phần quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho cabin, giữ cho cabin ổn định ở các vị trí dừng tầng Hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tang phanh này được gắn đồng trục với trục động cơ Hoạt động đóng mở của phanh được phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm việc của động cơ, giúp duy trì sự an toàn và hiệu quả trong vận hành.
Trong đồ án này em sử dụng cảm biến quang để đếm tầng và dừng tầng chính xác f) Các phím gọi đến tầng
Bên ngoài cửa thang máy có nút gọi thang, trong khi bên trong buồng thang, hành khách có thể chọn tầng mong muốn bằng cách ấn nút tương ứng Ngoài ra, thang máy còn được trang bị phím đóng mở cửa nhanh và các thiết bị phụ khác để nâng cao trải nghiệm người dùng.
Các thiết bị phụ như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc và các chỉ số báo chuyển động được lắp đặt trong cabin thang máy nhằm mang lại cảm giác an toàn và dễ chịu cho khách hàng khi sử dụng.
Trong thang máy chở người, tời dẫn động thường được đặt trên cao và sử dụng puly ma sát để dẫn động cabin và đối trọng Đối với thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng cáp nâng lớn nên cần thêm cáp hoặc xích cân bằng phía dưới cabin hoặc đối trọng Puly ma sát có các loại rãnh cáp tròn và rãnh hình thang, với mỗi sợi cáp vắt qua một rãnh cáp, thường từ 3 đến 5 rãnh Đối trọng giúp cân bằng thang máy, và với thang máy có chiều cao không lớn, trọng lượng đối trọng thường được chọn để cân bằng với trọng lượng cabin và một phần tải trọng nâng, bỏ qua trọng lượng của cáp nâng và cáp điện Việc chọn các thông số cơ bản của hệ thống cân bằng sẽ giúp tính toán lực cân bằng lớn nhất và xác định cáp cho công suất động cơ cũng như khả năng kéo của puly ma sát.
Bộ hạn chế tốc độ là một thiết bị an toàn giúp kiểm soát vận tốc của máy móc Khi vận tốc vượt quá giới hạn cho phép do bất kỳ nguyên nhân nào, bộ hạn chế tốc độ sẽ kích hoạt cơ cấu khống chế, ngắt điều khiển động cơ và hệ thống phanh để đảm bảo an toàn.
Giới thiệu về PLC (Programmable Logic Controller)
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic khả trình, đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại Sự phát triển của PLC gắn liền với sự tiến bộ của công nghệ thông tin và kỹ thuật máy tính.
Kỹ thuật điều khiển logic khả trình (PLC) đã được phát triển từ những năm 1968 đến 1970 Ban đầu, việc sử dụng PLC yêu cầu người dùng có kiến thức về điện tử và trình độ chuyên môn cao Hiện nay, các thiết bị PLC đã trở nên phổ biến và phát triển mạnh mẽ, dễ dàng tiếp cận hơn cho người sử dụng.
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) cho phép điều khiển linh hoạt các thuật toán số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì phải sử dụng mạch số Với chương trình điều khiển, PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán và thuận tiện trong việc trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc máy tính Để thực hiện chương trình điều khiển, PLC cần có các tính năng tương tự như máy tính, bao gồm bộ vi xử lý trung tâm (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ chương trình và các cổng vào ra để giao tiếp với thiết bị bên ngoài Ngoài ra, PLC còn phải có các khối hàm chức năng như Timer, Counter và các hàm chức năng đặc biệt khác để phục vụ cho các bài toán điều khiển số.
PLC tương tự như máy tính, nhưng được tối ưu hóa cho nhiệm vụ điều khiển trong môi trường công nghiệp, trong khi máy tính chủ yếu phục vụ cho các tác vụ tính toán và hiển thị Do đó, PLC được thiết kế chuyên biệt để đáp ứng nhu cầu điều khiển hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp.
- Để chịu đƣợc các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn
- Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra
- Đƣợc lập trình dễ dàng với ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch
Bộ điều khiển logic PLC hoạt động tương tự như bộ điều khiển truyền thống dựa trên rơle và công tắc tơ, cũng như các khối điện tử khác.
- Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến
- Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù hợp với công nghệ
- Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp
2.1.1 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC
Hệ thống PLC phổ biến bao gồm năm bộ phận chính: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện vào ra và thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống được mô tả như sau:
Hình 2-1: Sơ đồ hệ thống
Bộ xử lý, hay còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chính chứa bộ vi xử lý Nó nhận tín hiệu đầu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển dựa trên chương trình lưu trữ trong bộ nhớ của CPU, sau đó truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu đến các thiết bị đầu ra.
Bộ nguồn chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử lý, thường là 5VDC, và cung cấp điện cho các mạch điện của các module khác, thường là 24V.
Thiết bị lập trình là công cụ quan trọng để tạo ra các chương trình điều khiển cho PLC Các thiết bị này có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng, thiết bị cầm tay gọn nhẹ, hoặc phần mềm cài đặt trên máy tính cá nhân.
Bộ nhớ đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ chương trình cho các hoạt động điều khiển, bao gồm các dạng như RAM, ROM và EPROM Để đảm bảo hoạt động liên tục, người ta thường chế tạo nguồn dự phòng cho hệ thống bộ nhớ.
Trang 25 cho RAM để duy trì chuơng trình trong trường hợp mất điện nguồn, thời gian duy trì tuỳ thuộc vào từng PLC cụ thể Bộ nhớ cũng có thể đƣợc chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần mở rộng có thể cắm thêm
Giao diện vào là nơi bộ xử lý tiếp nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền tải thông tin đến các thiết bị bên ngoài Tín hiệu vào có thể đến từ các công tắc, bộ cảm biến nhiệt độ, hoặc tế bào quang điện, trong khi tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây, rơle, van điện từ, hoặc động cơ nhỏ Các tín hiệu này có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, hoặc tín hiệu logic, thể hiện sự đa dạng trong quá trình giao tiếp giữa các thiết bị.
Mỗi điểm vào/ra có một địa chỉ Hình 2-2: Giao diện vào ra của PLC
Các kênh vào ra được thiết kế với chức năng cách ly và điều hòa tín hiệu, cho phép các bộ cảm biến và bộ tác động kết nối trực tiếp mà không cần sử dụng thêm mạch điện khác.
Tín hiệu vào cho các PLC thường được cách ly bằng linh kiện quang, đảm bảo an toàn và hiệu suất Các PLC cỡ lớn có thể nhận tín hiệu với các mức điện áp khác nhau như 5V, 24V, 110V và 220V, trong khi các PLC cỡ nhỏ chỉ hỗ trợ tín hiệu 24V.
Tín hiệu ra trong hệ thống PLC có thể được ghép cách ly qua các phương pháp như cách ly kiểu rơle hoặc cách ly quang Các tín hiệu này thường có điện áp và dòng điện khác nhau, chẳng hạn như 24V, 100mA; 110V, 1A một chiều; hoặc 240V, 1A xoay chiều, tùy thuộc vào loại PLC Đối với các PLC cỡ lớn, dải tín hiệu ra có thể được điều chỉnh bằng cách lựa chọn các module ra phù hợp.
2.1.2 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của PLC
Giới thiệu bộ điều khiển lập trình loại Simatic S7-300
2.2.1 Cấu trúc phần cứng a) Cấu trúc chung
S7-300 là dòng PLC cỡ vừa mạnh mẽ của hãng Siemens, lý tưởng cho các ứng dụng vừa và lớn với yêu cầu chức năng đặc biệt cao.
S7-300 bao gồm CPU và các mô-đun được lắp đặt trên các giá đỡ, với mỗi giá có thể chứa tối đa 8 mô-đun, không tính mô-đun CPU và nguồn CPU có khả năng kết nối và làm việc với tối đa 4 giá, tương ứng với 32 mô-đun, và các giá này được kết nối với nhau thông qua mô-đun IM - Mô-đun giao tiếp.
Hình 2-4 : cách ghép nối các modul trên 1 rack
Hình 2-5: Cách ghép nối các rack trong hệ PLC S7-300
Hình 2-6: Địa chỉ mặc định của các modul trong hệ PLC S7-300 b) Các module của PLC S7-300
Có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo bộ vi xử lý: CPU 312, 313, 314, 315,
CPU 316, 317, 318, 319 được trang bị các hàm chức năng IFM (Integrated Function Module) và cổng DP để kết nối mạng trong hệ điều khiển Phiên bản CPU có ký hiệu C tích hợp thêm các chức năng đặc biệt như thuật toán PID, điều chế độ rộng xung và khả năng đọc xung tốc độ cao từ Encoder.
Module nguồn nuôi PS (Power Supply):
Cấp nguồn 24VDC cho CPU và các modul mở rộng Có loại 2A (PS 307 2A) hoặc loại 5A (PS 307 5A) hoặc 10A (PS 307 10A) Module nguồn nuôi có 3 loại với các thông số đó là 2A, 5A,10A
Các module mở rộng này đƣợc chia thành 4 loại chính bao gồm:
* Module tín hiệu SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra bao gồm:
- DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số
- DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số
- DI/DO (Digital Input /Digital Output): Module mở rộng các cổng vào/ra số
- AI (Analog Input): Module mở rộng các cổng vào tương tự.
- AO (Analog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự
- AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự
* Module ghép nối IM (Interface Module): Với những bài toán nhiều đầu vào/ra,
Để mở rộng CPU từ 2 rack trở lên (trên 8 modul tín hiệu), cần sử dụng modul ghép nối IM như IM360, IM361, IM365 Các modul này có chức năng kết nối các nhóm modul mở rộng thành một khối thống nhất, được quản lý bởi một modul CPU Mỗi rack có thể chứa tối đa 8 modul mở rộng, không tính modul CPU và modul nguồn Một modul CPU S7-300 có thể kết nối trực tiếp với tối đa 4 rack, và các rack này phải được nối với nhau bằng modul IM Ngoài ra, các modul mở rộng có thể cần nguồn cung cấp cho hệ thống rack tùy thuộc vào loại modul IM, cho phép mở rộng tối đa đến 4 rack.
360 chỉ cho mở rộng tối đa là với 1 module
Module chức năng FM (Function Module) bao gồm nhiều modul với khả năng xử lý đặc biệt, như FM355C cho điều khiển PID, FM355-2C cho điều khiển nhiệt độ, FM350 cho việc đọc xung tốc độ cao, và FM351 cho điều khiển vị trí.
Module truyền thông CP (Communication Module) là thiết bị cần thiết để kết nối mạng PLC, cho phép tạo thành hệ thống mạng PLC hiệu quả Các modul như CP341 (giao thức Internet) và CP342 (giao thức Profibus) hỗ trợ truyền thông giữa các PLC và giữa PLC với máy tính, giúp nâng cao khả năng giao tiếp trong hệ thống.
Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ
Trong một chương trình có thể có các kiểu dữ liệu sau:
- BOOL: Với dung lƣợng 1 bit và có giá trị là 0 hay 1
- BYTE: Gồm 8 bit, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 255
- WORD: Gồm 2 byte, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 65535
- INT: Có dung lƣợng 2 byte, dùng để biểu diễn số nguyên từ -32768 đến
- DINT: Gồm 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147463846 đến 2147483647
- REAL: Gồm 4 byte, biểu diễn số thực dấu phẩy động
- S5T: Khoảng thời gian, đƣợc tính theo giờ/phút/giây/miligiây
- TOD: Biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây
- DATE : Biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/tháng/ngày
- CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự)
Bộ nhớ trong PLC S7-300 có 3 vùng nhớ cơ bản sau: a) Vùng chứa chương trình ứng dụng
OB (Organisation Block): Miền chứa chương trình tổ chức
FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó
FB (Function Block) là miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm, cho phép trao đổi dữ liệu với các khối chương trình khác thông qua khối dữ liệu riêng (DB - Data Block) Vùng chứa tham số của hệ điều hành và các chương trình ứng dụng được chia thành 7 miền khác nhau.
I (Process Input Image): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số
Q (Process Output Image): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số
M: Miền các biến cờ.Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu trữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó theo bit (M), byte (MB),từ (MW), từ kép (MD)
Bộ định thời T (Timer) lưu trữ các giá trị thời gian đã đặt (PV - Preset Value), giá trị đếm thời gian hiện tại (CV - Current Value) và giá trị logic đầu ra của nó.
Bộ đếm trong miền nhớ lưu trữ các giá trị quan trọng như giá trị đặt trước (PV - Preset Value), giá trị đếm tức thời (CV - Current Value) và giá trị logic của bộ đếm.
PI (I/O External Input): Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự
PQ (I/O External Output): Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự c) Vùng chứa các khối dữ liệu Đƣợc chia làm hai loại:
DB (Data block) là khu vực lưu trữ dữ liệu được tổ chức thành các khối, với kích thước và số lượng khối do người sử dụng quy định để phù hợp với từng bài toán điều khiển Người dùng có thể truy cập dữ liệu trong miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW) hoặc từ kép (DBD).
L (Local Data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình OB,
FC và FB được sử dụng để thực hiện các biện pháp tức thời và trao đổi dữ liệu với các khối chương trình đã gọi chúng Dữ liệu trong miền này sẽ bị xóa khi chương trình tương ứng trong OB, FC, FB kết thúc.
Vòng quét chương trình PLC S7-300
PLC thực hiện chương trình thông qua một chu trình lặp gọi là vòng quét Mỗi lần lặp lại được gọi là một vòng quét, và chu trình thực hiện của S7 có thể được chia thành các phần khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất.
300 ra được chia thành 4 giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên là đọc dữ liệu từ các cổng vào và lưu trữ chúng trên vùng đệm Tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình, trong đó các lệnh được thực hiện tuần tự từ đầu đến cuối Giai đoạn thứ ba là chuyển nội dung từ các bộ đệm ảo tới cổng ra Cuối cùng, giai đoạn kiểm tra lỗi và truyền thông nội bộ diễn ra, hoàn thành một vòng quét và bắt đầu một vòng quét mới, tạo thành chu trình lặp vô hạn.
Thời gian giữa các vòng quét không cố định và không phải tất cả các vòng quét đều được thực hiện theo cùng một khoảng thời gian Tốc độ của các vòng quét, nhanh hay chậm, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
Trang 33 vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó.
Cấu trúc chương trình của PLC S7- 300
Các chương trình điều khiển PLC S7-300 được viết theo một trong hai dạng sau: chương trình tuyến tính và chương trình có cấu trúc
Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trữ trong một khối trong bộ nhớ, với cấu trúc tuyến tính phù hợp cho các bài toán tự động nhỏ và không phức tạp Khối OB1 là khối được chọn, nơi CPU thường xuyên quét và thực hiện các lệnh từ đầu đến cuối, sau đó quay lại lệnh đầu tiên để tiếp tục quá trình.
Hình 2-7: Miêu tả cách thức lập trình tuyến tính
2.5.2 Lập trình có cấu trúc
Chương trình được chia thành các phần nhỏ, mỗi phần thực hiện nhiệm vụ chuyên biệt và nằm trong các khối chương trình khác nhau Cấu trúc này rất phù hợp cho các bài toán điều khiển phức tạp và đa nhiệm.
Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối và chuyển khối
- Khối tổ chức OB (Oganization block): Khối tổ chức và quản lý chương trình điều khiển
- Khối hàm FC (Function): Khối chương trình với những chức năng riêng giống như một chương trình con hoặc một hàm
Khối hàm chức năng FB (Function Block) là một loại khối FC đặc biệt, cho phép trao đổi dữ liệu với các khối chương trình khác Dữ liệu được trao đổi cần được tổ chức thành khối dữ liệu riêng, được gọi là Data Block (DB).
Khối dữ liệu (DB) là thành phần chứa thông tin cần thiết để thực hiện chương trình, với các tham số được người dùng định nghĩa Nó đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ dữ liệu của chương trình Có hai loại khối dữ liệu: Shared DB (thang ghi DB) và Instance DB (thanh ghi DI).
+ Khối Shared DB (DB): Là khối dữ liệu có thể đƣợc truy cập bởi tất cả các khối trong chương trình đó
+ Khối Instance DB (DI): Là khối dữ liệu đƣợc gán cho một khối hàm duy nhất, dùng để chứa dữ liệu của khối hàm này
Khối SFC (System function) là các hàm tích hợp sẵn trong hệ điều hành của CPU S7, cho phép lập trình viên gọi khi cần mà không thể tự tạo ra Những hàm này đã được lập trình trước và không cần nạp vào chương trình, vì chúng là một phần của hệ điều hành.
Khối SFB (System Function Block) hoạt động tương tự như SFC, nhưng yêu cầu có DB (Data Block) cho từng tình huống như FB Để sử dụng, cần tải DB này xuống CPU như một phần của chương trình.
Khối SDB (System Data Block) là vùng nhớ được tạo ra bởi các ứng dụng STEP7 để lưu trữ dữ liệu cần thiết cho việc điều hành PLC Chẳng hạn, ứng dụng “S7 Configuration” lưu trữ dữ liệu cấu hình và các tham số làm việc trong các SDB, trong khi ứng dụng “Communication Configuration” tạo ra các SDB chứa thông tin toàn cục được chia sẻ giữa các CPU khác nhau Chương trình lập trình có cấu trúc khối, với các khối được liên kết thông qua các lệnh gọi khối và chuyển khối, tương tự như các chương trình con trong lập trình.
Trong S7-300, chương trình con có thể được gọi lồng nhau, cho phép một chương trình con gọi từ một chương trình con khác, và quá trình này có thể tiếp tục đến chương trình con thứ ba Số lượng lệnh gọi lồng nhau tối đa phụ thuộc vào loại module CPU được sử dụng; ví dụ, module CPU 314 cho phép tối đa 8 lệnh gọi lồng nhau Nếu vượt quá giới hạn này, sẽ xảy ra lỗi.
Trang 35 quá con số giới hạn cho phép, PLC sẽ chuyển sang chế độ Stop và đặt cờ báo lỗi Số lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất cho phép phụ thuộc vào từng loại CPU
Hình 2-8: Miêu tả cách thức lập trình có cấu trúc
Các khối OB đặc biệt
Khối OB1 được thực hiện liên tục trong mỗi vòng quét, trong khi các khối OB khác chỉ hoạt động khi có tín hiệu ngắt tương ứng, tức là các khối này chứa chương trình xử lý ngắt Một trong số đó là OBIO (Ngắt thời gian trong ngày), khởi động vào thời điểm đã được lập trình trước.
OB20 (Time Delay Interrupt): Ngắt trì hoãn, chương trình trong khối này được thực hiện sau một khoảng thời gian delay cố định
OB35 (Cyclic Interrupt): Ngắt tuần hoàn, lặp lại sau khoảng thời gian cách đều nhau được định trước (1ms đến 1 phút)
OB40 (Hardware Interrupt): Ngắt cứng, chạy khi phát hiện có lỗi trong module ngoại vi
OB8O (Cycle Time Fault): Lỗi thời gian chu trình, thực hiện khi thời gian vòng quét vƣợt quá thời gian cực đại đã định
OB81 (Power Supply Fault): Thực hiện khi CPU phát hiện thấy có lỗi nguồn nuôi
OB82 (Diagnostic Interrupt): Chương trình trong khối này được gọi khi CPU phát hiện có sự cố từ module I/O mở rộng
OB85 (Không lỗi tải) được kích hoạt khi CPU phát hiện rằng chương trình ứng dụng đang sử dụng chế độ ngắt, nhưng chương trình xử lý tín hiệu ngắt tương ứng lại không có trong khối OB.
OB87 (Communication Fault): Thực hiện khi có lỗi truyền thông
OB100 (Start Up Information): Thực hiện một lần khi CPU chuyển trạng thái từ STOP sang RUN
OB101 (Cold Start Up Information_chỉ có ở CPU S7-400): Thực hiện một lần khi công tắc nguồn của CPU chuyển trạng thái từ OFF sang ON
OB121 (Synchronous Error): Được gọi khi có lỗi logic trong chương trình
OB122 (Synchronous Error): Được gọi khi có lỗi module trong chương trình.
Ngôn ngữ lập trình của PLC S7-300
PLC S7-300 hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình cơ bản, phục vụ cho nhiều đối tượng sử dụng khác nhau Các loại ngôn ngữ lập trình này giúp tối ưu hóa quá trình lập trình và điều khiển trong các ứng dụng tự động hóa.
Ngôn ngữ STL (Statement List) là một dạng ngôn ngữ lập trình thông thường, được cấu thành từ nhiều câu lệnh theo một thuật toán cụ thể Mỗi câu lệnh trong ngôn ngữ này chiếm một dòng và có cấu trúc chung là “tên lệnh + toán hạng”.
Ngôn ngữ FBD (Function Block Diagram): Ngôn ngữ “hình khối” là ngôn ngữ đồ hoạ cho những người quen thiết kế mạch điều khiển số
Ngôn ngữ LAD (Ladder diagram) là một loại ngôn ngữ lập trình đồ hoạ dạng hình thang, rất phù hợp cho những ai có kinh nghiệm trong việc thiết kế mạch điều khiển logic.
Hình 2-9: Các ngôn ngữ lập trình
Trong đề tài này em chọn làm về ngôn ngữ dạng LAD
2.7.1 Phương pháp lập trình LAD
LAD là ngôn ngữ lập trình đồ họa, với các thành phần cơ bản tương ứng với bảng điều khiển kiểu rơle Trong chương trình LAD, các phần tử được sử dụng để biểu diễn lệnh một cách trực quan.
- Tiếp điểm là biểu tƣợng (Symbol) mô tả các tiếp điểm kiểu role Các tiếp điểm đó có thể là thường đóng hoặc thường mở
- Cuộn dây (Coil) là biểu tƣợng mô tả rơ le đƣợc mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho role
Hộp (Box) là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, hoạt động khi có dòng điện chạy qua Các dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp bao gồm bộ thời gian, bộ đếm và các hàm toán học Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, cuộn dây và hộp cần được mắc đúng chiều dòng điện.
Mạng LAD là hệ thống kết nối các thành phần để tạo thành một mạch hoàn chỉnh, với nguồn bên trái là dây nóng và bên phải là dây trung hòa, phục vụ cho việc trở về nguồn cung cấp Dòng điện di chuyển từ trái sang phải qua các tiếp điểm đóng, dẫn đến các cuộn dây hoặc hộp trở về bên phải nguồn.
2.7.2 Các lệnh cơ bản dạng LAD của PLC S7-300 a) Nhóm lệnh logic
Lệnh And : ; Lệnh And Not:
Lệnh Or : ; Lệnh Or Not:
Lệnh đảo giá trị RLO:
Q4.0 là 0 nếu 1 trong những điều kiện sau xảy ra: I0.0 = 1 hoặc I0.1 = 1 và I0.2 1
Q4.0 là 1 nếu 1 trong những điều kiện sau xảy ra I0.0 = 1 và I0.1 = 1 hoặc I0.2 = 0 Lệnh gán 0 vào ô nhớ : b) Lệnh timer
Bộ thời gian timer trong S7-300 CPU314 cho phép tạo thời gian trễ T giữa tín hiệu logic ngõ vào và ngõ ra, với 128 timer (T0-T127) và 5 loại timer khác nhau Tất cả các loại timer này đều bắt đầu đếm thời gian trễ từ khi tín hiệu đầu vào được kích hoạt.
* Timer đóng chậm SD ( S_ODT)
Khi tín hiệu vào SET được kích hoạt, bộ thời gian sẽ được thiết lập và thời gian sẽ bắt đầu được tính Khi thời gian kết thúc, tín hiệu đầu ra sẽ có giá trị là 1 Nếu S=0, tín hiệu đầu ra sẽ ngay lập tức trở về 0, nghĩa là không duy trì được tín hiệu Khi R=1, bộ thời gian sẽ được RESET.
* Timer đóng chậm có nhớ SS (S_ODTS)
Khi tín hiệu đầu vào đạt mức cao, bộ thời gian sẽ được thiết lập và bắt đầu tính toán Khi thời gian kết thúc, tín hiệu đầu ra sẽ có giá trị là 1 và giá trị này sẽ duy trì ngay cả khi tín hiệu đầu vào giảm từ 1 xuống 0 trong khi Timer vẫn đang hoạt động Tuy nhiên, khi nhận được tín hiệu RESET, thời gian sẽ ngay lập tức trở về 0 và tín hiệu đầu ra cũng sẽ trở thành 0.
* Timer mở chậm SA (S_OFFDT)
Khi tín hiệu vào đạt mức sườn lên, bộ thời gian được khởi động và giá trị đầu ra là 1 Khi thời gian kết thúc, đầu ra trở về 0 Nếu trong quá trình chạy, tín hiệu S chuyển từ 1 xuống 0, bộ thời gian sẽ dừng lại và đầu ra cũng trở về 0 Ngoài ra, khi tín hiệu RESET (R) được kích hoạt, thời gian tính sẽ lập tức trở về 0 và đầu ra cũng sẽ là 0.
* Timer giữ độ rộng xung: SE (S_PEXT)
Khi tín hiệu vào SET đạt đỉnh, bộ thời gian được thiết lập và giá trị đầu ra là 1 Khi thời gian kết thúc, đầu ra sẽ trở về 0 Nếu S chuyển từ 1 xuống, timer vẫn tiếp tục chạy và đầu ra vẫn giữ giá trị 1 Timer sẽ tự khởi động lại khi tín hiệu vào S chuyển từ 0 lên 1 trong khi timer đang hoạt động Khi nhận được tín hiệu RESET (R), thời gian sẽ ngay lập tức trở về 0 và đầu ra cũng sẽ là 0.
Cách khai báo thời gian:
Cách 1: S5T#aH_bM_cS_dMS; a giờ, b phút, c giây, d mili giây Và tối đa là
Ví dụ: S5T#1H_30M_30S – thời gian trễ là 30 phút, 30 giây
Cách 2: W#16#wxyz; w: độ phân giải xyz: thời gian dạng BCD gọi là PV
T = độ phân giải x PV c) Lệnh Counter
Bộ Counter trong S7-300 là thiết bị đếm số xung đầu vào, với khả năng hỗ trợ tối đa 256 counter (từ C0 đến C255) tùy thuộc vào loại CPU Hệ thống này bao gồm 3 loại counter khác nhau, tất cả đều bắt đầu quá trình đếm khi tín hiệu cho phép đếm được kích hoạt.
* Bộ đếm lên S_CU ( UP COUNTER)
Khi tín hiệu S chuyển từ 0 lên 1, bộ đếm được thiết lập với giá trị PV và giá trị đầu ra Q sẽ là 1 (Q=1 nếu giá trị của bộ đếm khác 0) Bộ đếm sẽ tiến hành đếm từ giá trị PV cho đến khi đạt 999 tại các sườn lên của tín hiệu ở chân CU Khi có tín hiệu tại sườn lên của chân R, giá trị bộ đếm sẽ trở về 0 và Q sẽ là 0.
* Bộ đếm xuống S_CD ( DOWND COUNTER)
Khi tín hiệu S chuyển từ 0 lên 1, bộ đếm sẽ được thiết lập với giá trị PV Giá trị đầu ra Q sẽ bằng 1 nếu giá trị của bộ đếm khác 0 Sau đó, bộ đếm sẽ tiến hành đếm lùi từ giá trị PV.
Trang 41 xuống cho đến khi bằng 0) tại các tín hiệu sườn lên của chân CD Giá trị bộ đếm trở về
0 và Q=0 khi có tín hiệu tại sườn lên của chân R
* Bộ đếm lên xuống S_CUD (UP DOWND COUNTER)
CU : là tín hiệu đếm lên
CD: là tín hiệu đếm xuống
Khi tín hiệu S chuyển từ 0 lên 1, bộ đếm sẽ được đặt giá trị PV và giá trị đầu ra Q sẽ là 1 (nếu Q=1 và giá trị Counter khác 0) Bộ đếm thực hiện đếm tiến từ giá trị PV đến 999 tại các sườn lên của tín hiệu ở chân CU, và đếm lùi tại các sườn lên của tín hiệu ở chân CD cho đến khi giá trị bằng 0.
0 và Q=0 khi có tín hiệu tại sườn lên của chân R d) Nhóm lệnh so sánh và chuyển quyền điều khiển
So sánh số nguyên 16 bit:
So sánh số nguyên 32 bit:
So sánh số thực 32 bit:
Giới thiệu về biến tần
2.8.1 Tổng quan về biến tần
Biến tần là thiết bị điện tử có chức năng biến đổi tần số và điện áp từ dòng điện một chiều hoặc xoay chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số điều khiển Thiết bị này được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ trong các thiết bị cơ khí lớn, đáp ứng yêu cầu cố định của động cơ Với khả năng linh hoạt trong việc thay đổi tần số, biến tần trở thành giải pháp tối ưu cho nhiều ứng dụng hiện nay Trên thị trường, có nhiều hãng sản xuất biến tần nổi tiếng như SIEMENS, ABB, và FUJI, cung cấp đa dạng chủng loại và công suất.
2.8.2 Các yêu cầu khi sử dụng biến tần
Bộ biến tần chứa các linh kiện điện tử bán dẫn nhạy cảm với điều kiện môi trường Tại Việt Nam, với khí hậu nóng ẩm, việc lựa chọn bộ biến tần cần đảm bảo tính năng nhiệt đới hóa để phù hợp với điều kiện khí hậu Ngoài ra, cần chú ý đến các yếu tố lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm và vị trí Đặc biệt, bộ biến tần không nên lắp đặt ngoài trời, mà phải được đặt trong tủ có không gian bảo vệ thích hợp.
Trang 44 rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí đặt tủ là nơi khô ráo trong phòng có nhiệt độ