ĐIỀU KHIỂN CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG
Yêu cầu công nghệ
Khi nhấn START: Hệ thống động cơ hoạt động từ động cơ cuối dây chuyền đến động cơ đầu dây chuyền lần lượt cách nhau 05 giây
Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động cơ dừng từ động cơ đầu dây chuyền đến động cơ cuối dây chuyền lần lượt cách nhau 10 giây
Hệ thống có bảo vệ sự cố ngắn mạch, quá tải.
Nhiệm vụ
- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra
- Vẽ sơ đồ nối dây PLC
- Viết chương trình PLC S7-300 theo ngôn ngữ LAD
- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình
Lập trình điều khiển
Xác định ngõ vào/ ra
Ký hiệu Toán hạng Mô tả
START I0.1 Khởi động hệ thống
K1 Q0.0 Contactor khống chế động cơ 1
K2 Q0.1 Contactor khống chế động cơ 2
K3 Q0.2 Contactor khống chế động cơ 3
3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:
CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VỚI S7- 300: Đầu tiên, ta khởi động S7-300, để khởi động S7-300 Ta nhấp chuột vo Start >
All Programs > Simatic > SIMATIC Manager
Hình 1.1 Khởi động phần mềm
Hộp thoại NEW Project xuất hiện Nhấp Next để chương trình tiếp tục
Hình 1.2 Hộp thoại New Project
Sau khi ta nhấp chuột vào Next, ta chọn CPU31 sau đó ta chọn Next để tiếp tục
Sau khi chọn CPU ta nhấp chuột vào Next, chọn chế độ làm việc LAD(ngôn ngữ lập trình dạng bậc thang)
Hình 1.4 Chọn dạng ngôn ngữ lập trình LAD
Nhấn Next sang bước tiếp theo Cửa sổ mới mở ra như hình 1.5 Trong hộp thoại này ta tiến hành đặt tên cho chương trình tại ô Project name
Hình 1.5 Đặt tên tệp chương trình
Nhấn Finish hộp thoại mới xuất hiện Hình 1.6
Hình 1.6 Chọn để vào giao diện để viết chương trình
Nhấp đúp vào OB1, màn hình làm việc mở ra Hình 1.7
Hình 1.7 Giao diện viết chương trình
Nhấp chuột vào thanh Network Hình 1.8
Hình 1.8 Bắt đầu chọn lệnh để viết chương trình
Ta bắt đầu chọn các ngõ vào ra như sau:
Theo yêu cầu của đề bài, chúng ta bắt đầu chọn ngõ vào thường đóng I0.3 bằng cách nhấn vào biểu tượng trên thanh công cụ hoặc sử dụng phím F3 để có kết quả như mong muốn.
Hình 1.9 Để đặt tên ta nhấn vào ??.? Hình 3.10
Gõ I0.3 vào đó ta được
Tiếp theo chọn ngõ vào thường mở I0.4 bằng cách nhấn vào biểu tượng trên thanh công cụ hoặc ta cũng có thể nhấn phím F2 ta có kết quả sau:
Hình 1.12 Để đặt tên ta nhấn vào ??.? ta được Hình 1.13
Gõ I0.4 vào đó ta được
Ngõ vào Q0.5 ta làm tương tự như trên
Các ngõ vào thường đóng và mở được thực hiện tương tự như trên Đối với ngõ ra Q0.5, hãy nhấp vào thanh công cụ hoặc nhấn F7 để đặt tên theo hướng dẫn đã nêu Kết quả thu được như sau:
Bước kế tiếp ta lấy Timer T1 như sau:
Vào View > Catalog hoặc nhấn Ctrl + K Hình 1.17
Cửa sổ Program elements xuất hiện Ta nhấp vào dấu cộng (+) bên cạnh chữ Timer
Hình 1.18 Để lấy Timer nào ta nhấp đúp vào Timer đó là được Ở đây ta lấy Timer Off- delay Kết quả như sau:
Tiến hành đặt tên cho Timer theo hình sau Nhấp vào ??? theo mũi tên hình 1.20
Nhập T1 vào đó ta sẽ có kết quảsau:
Hình 1.21 Đặt thời gian trễ cho Timer ở chân TV Hình 1.22
Hình 1.22 Để đặt 3 giây ta nhập là: S5T#3S sau đó nhấn Enter ta được:
Hình 1.23 Đối với Timer T2 ta cũng thực hiện tương tự như các bước trên thì sẽ được kết quả sau:
Ta bắt đầu mô phỏng bằng cách nhấp chuột vào (Simulation On/Off ) ở cửa sổ SIMATIC Manager để chạy mô phỏng chương trình:
Chương trình mô phỏng xuất hiện Hình sau:
Để bắt đầu, hãy nhấp chuột vào MRES để reset bộ nhớ ảo trong phần mô phỏng Khi hộp thoại MRES(4050:6) xuất hiện, nó sẽ hỏi bạn có muốn xóa chương trình cũ hay không Nhấn Yes để xóa chương trình cũ và nạp chương trình mới.
Nhấn vào biểu tượng để nạp chương trình vào
Để bắt đầu mô phỏng, người dùng cần nhấn vào biểu tượng Monitor (on/off) để hiển thị các hoạt động của mạch trong quá trình mô phỏng.
Khi đó hình hiện lên màu xanh và có tín hiệu báo đang chuẩn bị mô phỏng chương trình
17 Để hiển thị trạng thái của các ngõ ra ta vào Insert > Input Variable
Các bít còn lại ta thực hiện tương tự như trên hoặc lần lượt nhấn phím F2, F3, F4,
F11, F12, Ctrl + F12 Ta cũng được kết quả Hình sau:
Ta chọn nút RUN để chương trình hoạt động Để các bít ngõ ra hiện thị được thì ta phải nhập đúng tên của bit đó Hình sau:
Dựa vào nguyên lý hoạt động và yêu cầu của mạch điện để thực hiện chạy mô phỏng, kiểm tra chương trình
Kết thúc mô phỏng ta nhấp chuột vào STOP (Set CPU to Stop Mode) để dừng chương trình mô phỏng
- Để Download chương trình trước tiên ta phải thiết lập truyền thông cho hệ thống
- Chon Options > PC/PG Interface
- Khi đó ta sẽ có một cửa sổ để thiết lập truyền thông giữa máy tính và PLC
- Trên đó ta chọn PC Adapter(MPI) rồi chọn Properties hoặc nhấp đúp vào biểu tượng đó để thiết lập cổng truyền thông và tốc độ truyền thông
Sau khi thiết lập kết nối truyền thông, bạn có thể tiến hành tải chương trình bằng cách chọn PLC > Download hoặc nhấn vào biểu tượng Download trên thanh công cụ.
Bài 1 : Khi nhấn START: Hệ thống 4 động cơ hoạt động từ động cơ cuối dây chuyền đến động cơ đầu dây chuyền lần lượt cách nhau 05 giây
Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động cơ dừng từ động cơ đầu dây chuyền đến động cơ cuối dây chuyền lần lượt cách nhau 10 giây
Bài 2 : Khi nhấn START: Hệ thống 4 động cơ hoạt động từ động cơ cuối dây chuyền đến động cơ đầu dây chuyền lần lượt cách nhau 05 giây
Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động cơ dừng từ động cơ cuối dây chuyền đến động cơ đầu dây chuyền lần lượt cách nhau 10 giây
Khi có sự cố quá tải của động cơ nào thì đèn của động cơ đó sáng
ĐẾM SẢN PHẨM
Yêu cầu
Thiết kế mạch điều khiển, đếm xe ra, vào của một bãi xe có 10 chổ đậu xe
Khi bãi đỗ xe chưa đầy, hệ thống sẽ phát tín hiệu đèn báo và tự động mở cửa khi có xe đến Đồng thời, bộ đếm sẽ tăng số lượng xe trong bãi Nếu không có xe vào trong một khoảng thời gian nhất định, cửa sẽ tự động đóng lại.
Nếu trong bãi đã đầy xe thì sẽ có đèn báo và không mở cửa cho xe vào
Khi có tín hiệu xe ra, cửa tự động mở và bộ đếm giảm số lượng xe trong bãi Sau một thời gian nhất định không có tín hiệu xe ra, cửa sẽ tự động đóng lại.
Nhấn Stop để dừng hệ thống và kiểm tra.
Sơ đồ mạch động lực và bảng điều khiển
Hình 2.1 Sơ đồ mạch động lực và bảng điều khiển
CC: Cầu chì bảo vệ các động cơ
CD: Cầu dao cấp nguồn cho động cơ
K1, K2: Các tiếp điểm của Contacto
RN1, RN2: Rơle nhiệt ĐC1, ĐC2: Động cơ
Stop: Nút nhấn dừng chương trình
Start: Nút nhấn khởi động chương trình, reset bộ đếm
Ký hiệu Địa chỉ Chú thích
Cảm biến xe vào Cảm biến xe vào Nút nhấn khởi động Nút nhấn dừng
Rơ le nhiệt Công tắc hành trình giới hạn mở cửa Công tắc hành trình giới hạn đóng cửa
CTT_ động cơ quay thuận(mở cửa) CTT_ động cơ quay ngược(đóng cửa) Đèn đỏ Đèn xanh
Sơ đồ kết nối phần cứng
Chức năng các phần tử:
I0.1: Cảm biến nhận tín hiệu xe vào
I0.2: Cảm biến nhận tín hiệu xe ra
Hình 2.2 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
I0.3: Nút Stop, dừng chương trình và reset bộ đếm
I0.4: Nút Start, khởi động chương trình
I0.5: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ
I0.6: Công tắc hành trình giới hạn mở cửa
I0.7: Công tắc hành trình giới hạn đóng cửa
Q0.1: Cấp nguồn cho cuộn dây K1 để ĐC mở cửa cho xe đi qua
Q0.2: Cấp nguồn cho cuộn dây K2 để ĐC đóng cửa
Q0.3: Cấp nguồn cho đèn đỏ Đ1 báo còn hết chổ đậu xe
Q0.4: Cấp nguồn cho đèn xanh Đ2 đèn báo còn chổ đậu xe
5 Chương trình điều khiển dạng LAD
Cách dùng lệnh Counter, lệnh so sánh:
26 Để lấy Counter C1 ta vào Program elements > Counter > Bit ta nhấp chuột vào để chọn nó ra màn hình làm việc Hình 2.3
Sau đó ta có kết quả sau:
Hình 2.4 Đặt tên cho Counter ta thực hiện tương tự như trên Để lấy bit so sánh ta vào Program elements > Comparator Hình 2.5
Nhấp chọn ra màn hình làm việc ta có:
Ta có thể lấy các bít ngõ ra bằng cách nhấp vào biểu tượng trên thanh Toolbar hoặc nhấn Alt + F9 sẽ xuất hiện hộp thoại Hình sau:
Sau đó nhập tên (ký hiệu) của bít đó Trong bài này là CMP >=I (bit so 21
Sau đó nhấn Enter cũng cho kết quả Hình 1.31
Hình 2.9 Đặt giá trị so sánh vào chân IN1 và IN2 Hình sau:
6 Download chương trình từ máy tính đến PLC
7 Kiểm tra, cấp nguồn vận hành
Bài tập 1 yêu cầu lập trình PLC để điều khiển hai động cơ hoạt động theo quy trình cụ thể Động cơ Đ1 sẽ hoạt động trong 5 giây rồi ngừng, tiếp theo là động cơ Đ2 hoạt động trong 5 giây và ngừng trong 5 giây Động cơ Đ2 sẽ lặp lại chu trình này 3 lần Sau đó, chu kỳ làm việc của cả hai động cơ sẽ lặp lại tổng cộng 5 lần trước khi dừng lại.
Muốn làm việc nữa thì khởi động lại
Mạch có bảo vệ các sự cố ngắn mạch, quá tải
Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC - S7-300 ,theo yêu cầu sau:
Khi nhấn nút START, băng tải thùng sẽ đưa thùng rỗng vào vị trí (S2) Sau khi thùng đã vào đúng vị trí, băng tải thùng dừng lại và băng tải táo sẽ hoạt động để đưa táo vào thùng (S1) sẽ đếm số lượng quả táo và khi thùng chứa 10 quả, băng tải táo sẽ dừng lại Sau đó, băng tải thùng sẽ hoạt động trở lại để chuyển thùng rỗng vào vị trí, và băng tải táo sẽ tiếp tục hoạt động Quá trình này sẽ lặp lại cho đến khi nhấn nút STOPS để dừng toàn bộ hệ thống.
Nhấn STOPS hệ thống dừng, động cơ băng tải thùng và động cơ băng tải táo được bảo vệ quá tải
Khi xảy ra quá tải, đèn báo sự cố nhấp nháy với tần số 5Hz
MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG CHO MỘT NGÃ TƯ
Nhieọm vuù
- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra
- Vẽ sơ đồ nối dây PLC
- Viết chương trình PLC S7-200 theo ngôn ngữ LAD trên phần mềm STEP7- Microwin V3.2 hoặc V4.0
- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình trên S7-200, CPU 224
Kí hiệu Địa chỉ Mô tả
ON I0.0 Khởi động hệ thống
X1 Q0.0 Đèn báo xanh hướng đông
V1 Q0.1 Đèn báo vàng hướng đông Đ1 Q0.2 Đèn báo đỏ hướng đông
X2 Q0.3 Đèn báo xanh hướng bắc
V2 Q0.4 Đèn báo vàng hướng bắc Đ2 Q0.5 Đèn báo đỏ hướng bắc
3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:
Bảng quy định các địa chỉ Vào/Ra
35 3.5 Download chương trình từ máy tính đến PLC
3.6 Kiểm tra, cấp nguồn vận hành
Bài tập 1: Lập trình PLC điều khiển động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha rotor lồng sóc làm việc theo yêu cầu sau:
Khi nhấn FWD: Động cơ quay thuận 7 giây, dừng 3 giây, quay ngược 10 giây, dừng 3 giây, quá trình lặp lại 2 lần thì dừng
Khi nhấn REV: Động cơ quay ngược 5 giây, dừng 2 giây, quay thuận 7 giây, dừng 2 giây, quá trình lặp lại 3 lần thì dừng
Khi nhấn nt OFF: Động cơ dừng, khi xảy ra sự cố quá tải động cơ dừng đèn báo sự cố nhấp nháy với tần số 5Hz
Bài tập 2: Lập trình chương trình trên PLC điều khiển nhiệt độ của lò nhiệt theo yêu cầu sau:
Khi nhấn START: Khởi động lò nhiệt, nhiệt độ của lò l 123 0 C
Thay đổi nhiệt độ của lò nhiệt bằng cc nt UP, DOWN; nhiệt độ của lò thay đổi trong phạm vi từ 120 0 C đến 126 0 C
Khi nhấn nt STOPS: Tắt lò nhiệt
ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN
Bài học này hướng dẫn cách lập trình điều khiển trên phần mềm PLC S7-300 và kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Nội dung bao gồm lập trình điều khiển Máy trộn bằng cách sử dụng lệnh Set-Reset, timer và tác động xườn xuống.
- Lắp đặt và nối dây cho PLC S7-300 để điều khiển máy trộn
- Lập trình trên các loại PLC S7-300 để điều khiển máy trộn
- Sửa đổi kết nối phần cứng và chương trình cho phù hợp với các ứng dụng tương tự khác
Lập trình PLC điều khiển bồn trộn hóa chất từ hai loại hóa chất khác nhau, theo yêu cầu:
- Khi nhấn START thì bơm 1 và bơm 2 hoạt động để đưa hai loại hóa chất bồn chứa
- Khi hóa chất trong bồn đầy thì bơm 1 và bơm 2 tự động dừng, đồng thời động cơ trộn hoạt động để trộn hóa chất
- Sau 10 giây, động cơ trộn tự động dừng, đồng thời van điện mở và bơm 3 tự động hoạt động đưa sản phẩm ra ngoài
Khi hóa chất trong bồn cạn, bơm 3 sẽ tự động dừng và van điện tự động đóng lại Đồng thời, bơm 1 và bơm 2 sẽ tự động hoạt động trở lại, bắt đầu một chu kỳ mới Quá trình này sẽ lặp lại 5 lần trước khi dừng hoàn toàn.
- Khi nhấn STOP thì hệ thống dừng hoạt động
Hệ thống trộn hóa chất được thực hiện theo nguyên tắc sau:
- Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2
- Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B Máy bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s
- Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình
Nếu sau 5 giây khởi động mà không có chất lỏng vào bình, hệ thống sẽ dừng lại và báo đèn sự cố Cảm biến S5 sẽ thông báo khi bình chứa đầy, dừng cả hai máy bơm và sau 2 giây, van bơm sẽ được khóa.
Cảm biến S6 phát hiện mức chất lỏng trong bình trộn, cho phép động cơ bắt đầu hoạt động Sau 10 giây, khi bình đã đầy, cảm biến sẽ ngừng hoạt động của động cơ trộn.
- Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động)
Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả Khi chất lỏng đã xả hết cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại
Quá trình tự động lặp lại theo chu trình đã mô tả trước đó Nếu trong khi chu trình đang diễn ra mà người dùng nhấn nút dừng, hệ thống sẽ hoàn thành chu trình hiện tại trước khi dừng lại.
- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra
- Vẽ sơ đồ nối dây PLC
- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình
Quá trình hoạt động có thể được mô tả theo giản đồ thời gian sau
3.3 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:
3.5 Download chương trình từ máy tính đến PLC
3.6 Kiểm tra, cấp nguồn vận hành
Bài tập 1: Máy trộn hóa chất như trên (Yêu cầu: nhấn Start, hệ thống hoạt động 2 chu kỳ thì dừng)
Bài tập 2: Điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm
Lập trình PLC điều khiển kiểm soát dây chuyền đóng hộp, với yêu cầu sau:
Khi nhấn nút START, dây chuyền hộp sẽ bắt đầu hoạt động Khi cảm biến hộp phát hiện, dây chuyền hộp dừng lại và dây chuyền sản phẩm khởi động Mỗi khi cảm biến sản phẩm phát hiện, bộ đếm sẽ tăng thêm 1 Khi đạt đủ 10 sản phẩm, dây chuyền sản phẩm sẽ dừng lại và dây chuyền hộp sẽ tiếp tục chuyển động.
- Khi nhấn STOPS hệ thống dừng
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
Bài học này hướng dẫn cách lập trình điều khiển trên phần mềm PLC S7-300 và kết nối PLC với các thiết bị ngoại vi Ngoài ra, bài viết còn trình bày cách thực hiện lập trình điều khiển động cơ bước bằng PLC S7-300.
- Lắp đặt và nối dây cho PLC S7-300 để điều động cơ bước
- Lập trình trên PLC S7-300 để điều động cơ bước
- Sửa đổi kết nối phần cứng và chương trình cho phù hợp với các ứng dụng tương tự khác
- Nhấn START cho phép hoạt động
- Nhấn FOR: động cơ quay thuận liên tục,
- Nhấn REV: động cơ quay ngược liên tục,
- Nhấn STOP: dừng động cơ
Phương pháp điều khiển một pha
Phương pháp điều khiển hai pha
Nguyên tắc điều khiển động cơ bước đơn cực bao gồm việc sử dụng động cơ vĩnh cửu hoặc động cơ hỗn hợp với 5, 6 hoặc 8 dây ra Các dây này thường được quấn theo một sơ đồ nhất định Trong quá trình sử dụng, các đầu nối trung tâm sẽ được kết nối với cực dương của nguồn cấp, trong khi hai đầu còn lại của mỗi cuộn sẽ nối với đất để đảo chiều từ trường tạo ra bởi cuộn đó.
- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra
- Vẽ sơ đồ nối dây PLC
- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình
3.2 Sơ đồ kết PLC với thiết bị ngoại vi:
Bộ ứng dụng điều khiển động cơ bước chia làm 2 module:
- Module điều khiển động cơ bước
- Module hiển thị tần số xung
Module điều khiển động cơ bước
- Điện áp làm việc: 24VDC
- Có đĩa quay chia độ để thể hiện các bước dịch chuyển
Các đầu vào /ra trên module
- PUL: Đầu vào nhận xung từ PLC
- DIR: Đầu vào điều khiển chiều quay của motor
- /EN: Đầu vào dừng kích hoạt bộ điều khiển động cơ
Module hiển thị tần số xung
- Điện áp làm việc: 220VAC
- Các tham số hiển thị: Tần số xung điều khiển
- Bộ hiển thị: Đồng hồ MP5W
Các đầu vào /ra trên module
- Pulse input: Xung đầu vào
- Hold/Reset: Đấu nối bộ thực hành theo sơ đồ
Bài tập 1: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 điều khiển động cơ bước theo yêu cầu sau:
_ Khi nhấn FWD: Động cơ quay theo chiều kim đồng hồ
_ Khi nhấn REV: Động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ
_ Khi nhấn STOPS: Động cơ dừng
Bài tập 2: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 điều khiển động cơ bước theo yêu cầu sau:
Khi nhấn nút FWD, động cơ sẽ quay theo chiều kim đồng hồ và dừng lại sau 50 xung Ngược lại, khi nhấn nút REV, động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ và dừng sau 70 xung Nếu nhấn nút STOPS, động cơ sẽ dừng ngay lập tức.
MÀN HÌNH CẢM BIẾN
Giới thiệu phần mềm lập trình WinCC flexilble
- Đây là phần mềm cho phép ta thiết kế giao diện cho hầu hết các màn hình điều khiển của Siemens hiện nay
Phần mềm tích hợp các công cụ thiết kế và hàm chức năng đã được lập trình sẵn, cho phép người dùng dễ dàng lập trình cho nhiều bài toán khác nhau.
Yêu cầu cấu hình máy cài đặt WinCC flexible
- Hệ điều hành: Window XP SP1/SP2, Window 2000
- Độ phân giải: 1024x768 hoặc cao hơn
- Độ trống ổ cài đặt: ≥ 1,5Gb
2.1 Khởi tạo một Project trên WinCC flexible
Mở phần mềm WinCC flexible: Start Simatic WinCC flexible 2008
2.2 Màn hình chính trên WinCC flexible
Hình 6.5: Màn hình cảm biến trên giao diện WinCC
- 1: Vùng quản lý Project, trong vùng này chứa toàn bộ các màn hình, cài đăt, kết nối… của Project
- 2: Màn hình hiển thị, đây là vùng cho phép ta thiết kế và lập trinh cho các màn hình hiển thị
- 3: Thuộc tính của đối tượng, khi ta chọn bất kỳ đối tượng nào trên màn hình đều thì thuộc tính của chúng đều hiện thị ở khu vực này
- 4: Thư viện các công cụ của WinCC flexible
2.3 Các khối chính trong vùng quản lý Project a Vùng quản lý các màn hình hiển thị
Hình 6.6: Vùng quản lý các màn hình hiển thị
Thay đổi thiết bị hiển thị (loại màn hình): Nhấn phải chuột vào Device_1
+ Để chèn thêm màn hình vào Project tiến hành click đúp vào “Add
+ Hiển thị màn hình: để hiển thị màn hình nào tiến hành Click đúp vào màn hình đó
+ Thay đổi tên màn hình: nhấn phải chuột vào màn hình cần đổi tên chọn Rename để thay đổi tên b Vùng quản lý biến và truyền thong
Hình 6.7: Quản lý biến và truyền thông
+ Tag: Cho phép khai báo các biến
WinCC flexible hay biến kết nối với thiết bị điều khiển) Địa chỉ động
Khai báo các kết nối giữa màn hình và thiết bị điều khiển là rất quan trọng Đầu tiên, cần đặt tên cho các liên kết để dễ dàng nhận diện Tiếp theo, việc điều chỉnh tốc độ truyền thông cũng cần được xác định rõ ràng Cuối cùng, cần định địa chỉ cho các thiết bị để đảm bảo kết nối chính xác và hiệu quả.
Chương trình cho phép người dùng khai báo và định dạng các vòng quét với tên và thời gian chuẩn đã được tự động thiết lập Người dùng có thể thay đổi thời gian hoặc tạo thêm vòng quét mới bằng cách nhấp đúp vào một dòng mới, sau đó điền tên và đơn vị vòng quét cũng như xác định số lượng thời gian Bên cạnh đó, vùng quản lý cảnh báo cũng được tích hợp để theo dõi các thông tin quan trọng.
Cho phép khai báo và quản lý các cảnh báo trong chương trình
Hình 6 7 Quản lý cảnh báo
+ Analog Alarm: Khai báo các cảnh báo dạng tương tự Đặt dòng cảnh báo khi xảy ra
(System) điểm xuất hiện cảnh báo: tại sườn lên của tín hiệu (On rising edge), hoặc sườn xuống của tín hiệu (On falling edge)
+ Discrete Alarm: khai báo các cảnh báo dạng số Đặt dòng cảnh báo khi xảy ra
Cài đặt các thông số cho cảnh báo bao gồm việc xác định số lượng vị trí hàng đợi cho phép, thời gian hiển thị của các cảnh báo lỗi hệ thống, và các biểu tượng tương ứng với từng loại cảnh báo hay lỗi Ngoài ra, người dùng cũng cần đặt tên cho từng nhóm cảnh báo hoặc lỗi để dễ dàng quản lý và theo dõi.
+ File New cửa sổ cho phép chọn loại màn hình sử dụng
Hình 6.8: Cửa sổ Device type
+ Click Ok để tạo mới một Project Khi đó ta sẽ có một Project mới để tiến hành thiết kế
+ Hoặc ta có thể sử dụng cách tạo mới một Project mà hệ thống cho phép ta khai báo chi tiết các yêu cầu của hệ thống:
New Project with Project WinZard
60 đầu thiết lập một Project mới
Hình 6.9: Cửa sổ mở hoặc tạo 1 project
Nhấn Next để lựa chọn thiết bị hiển thị, thiết bị điều khiển và dạng cáp kết nối
Hình 6.10: Cửa sổ chọn thiết bị
Hình 6.11: Cửa sổ chọn thuộc tính thiết bị
Chọn thiết bị hiển thị, Click vào vùng lựa chọn sẽ xuất hiện hình 6.11
2: Lựa chọn cáp kết nối
3: Lựa chọn thiết bị điều khiển
Nhấn Next cho phép người dùng thiết kế các hiển thị cố định trên mỗi màn hình, bao gồm logo công ty, cảnh báo và giờ Ngoài ra, có các tùy chọn để thay đổi vị trí của những hiển thị này.
Nút chọn điều khiển cho phép định dạng các màn hình dưới dạng Menu hình cây, với số lượng cành và nhánh do người dùng tự lựa chọn Sau khi hoàn tất việc lựa chọn Menu, hệ thống sẽ tự động tạo ra các nút điều khiển để kết nối giữa các màn hình Các thuộc tính của dự án bao gồm màn hình bảo vệ yêu cầu mật khẩu để truy cập và màn hình thiết lập cho hệ thống.
Hình 6.13: Chèn màn hình hiển thị ư viện có sẵn trong chương trình
64 Đặt tên Project và tên người thiết kế
Hình 6.15: Đặt tên Project ấn Finish để kết thúc việc khai báo cho một Project mới
3.4 Một số hàm chức năng cơ bản trong WinCC flexible
Sau khi thêm một đối tượng vào màn hình, WinCC flexible không chỉ cung cấp các thuộc tính của đối tượng mà còn cho phép người dùng khai thác các sự kiện (Event) để tương tác với đối tượng đó.
- Các sự kiện đó được chia ra làm nhiều nhóm tuỳ thuộc vào đối tượng ta sử dụng
Trong mỗi sự kiện, có nhiều hàm cho phép lựa chọn và tác động khi sự kiện xảy ra Một số hàm cơ bản và thường được sử dụng bao gồm:
Các hàm tính toán (Calculator)
- DecreaseValue: Tăng giá trị của biến
+ Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị
+ Value: giá trị sẽ giảm đi sau mỗi lần xuất hiện sự kiện, giá trị này có thể là một hằng số hoặc một biến khác
- IncreaseValue: Giảm giá trị biến
+ Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị
+ Value: giá trị sẽ giảm đi sau mỗi lần xuất hiện sự kiện, giá trị này có
65 thể là một hằng số hoặc một biến khác
Hàm tuyến tính LinearScaling được định nghĩa bởi công thức Y = (a*X) + b, trong đó a và b là các hệ số do lập trình viên lựa chọn, có thể là hằng số hoặc biến Hàm này cho phép tính toán giá trị Y dựa trên từng giá trị X được cung cấp tại thời điểm xảy ra sự kiện.
+ Nhập biến lưu giá trị của Y
+ Nhập biến lưu giá trị của X
+ Nhập biến hoặc hằng số a, b
InverseLinearScaling là hàm ngược của Linear Scaling, trong đó giá trị của X được tính dựa trên giá trị của Y theo công thức: X = (Y - b) / a Các tham số của hàm này cũng được nhập tương tự như đối với hàm Linear Scaling.
- SetValue: Đặt giá trị cho biến mỗi khi xuất hiện sự kiện
+ Tag(Out): lưu giá trị đặt vào khi xuất hiện sự kiện
+ Value: giá trị sẽ được đặt vào Tag khi xuất hiện sự kiện, giá trị này có thể là hằng số hoặc biến
Các hàm làm việc với Bit (Edit Bit)
- InvertBit: Đảo giá trị Bit chứa trong biến khai báo khi xuất hiện sự kiện
- SetBit: Set biến khai báo lên 1 khi xuất hiện sự kiện
- ResetBit: Reset biến khai báo về 0 khi xuất hiện sự kiện
Hàm điều khiển màn hình (Screen)
- ActivateScreen: Gọi màn hình có tên được khai báo khi xuất hiện sự kiện + Screen name: Nhập tên màn hình cần hiển thị
+ Object number: Để mặc định
- ActivateScreenByNumber: Gọi màn hình có số thứ tự được khai báo khi xuất hiện sự kiện
+ Screen number: Nhập tên màn hình cần hiển thị
+ Object number: Để mặc định
- ActivatePreviousScreen: Gọi lại màn hình hiển thị trước đó
Một số hàm chức năng khác
StopRuntime là hàm được sử dụng để dừng các hoạt động Runtime khi có sự kiện xảy ra, giúp thoát khỏi chế độ chạy Runtime Ví dụ, bạn có thể tạo một nút ấn để thực hiện chức năng này, giúp người dùng dễ dàng thoát khỏi chế độ chạy Runtime của màn hình.
- Update Tag: hàm có tác dụng đọc giá trị của biến một cách tức thời từ bộ điều khiển
Bài tập 1: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 , Màn hình cảm ứng điều khiển dãy động cơ trong dây chuyền sản xuất liên tục theo yêu cầu sau:
Khi nhấn nút START, băng tải M4 sẽ hoạt động trong 7 giây, sau đó băng tải M3 bắt đầu hoạt động Tiếp theo, động cơ băng tải M3 cũng hoạt động trong 7 giây trước khi băng tải M2 hoạt động Cuối cùng, băng tải M2 sẽ hoạt động trong 7 giây và sau đó băng tải M1 sẽ được kích hoạt.
Khi nhấn nút STOPS: băng tải M1 dừng được 10 giây thì băng tải M2 dừng, động cơ băng tải M2 dừng được 5 giây thì băng tải M3 dừng, băng tải M3 dừng được
10 giây thì băng tải M4 dừng
Khi xảy ra sự cố quá tải hệ thống dừng, đèn báo sự cố nhấp nháy với tần số 2Hz
Bài tập 2: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 Màn hình cảm ứng điều khiển đèn giao thông tại một ngã tư theo yêu cầu sau:
- Đèn xanh đi bộ sáng 06 giây
- Đèn đỏ đi bộ sáng 14 giây
KẾT NỐI PLC VỚI MÀN HÌNH CẢM BIẾN
Lập trình Màn hình cảm biến ( thực hiện như bài 6)
- Kết nối màn hình TP 177 với PLC S7 300
- Tạo mới một Project trên WinCC Flexible
+ Chọn thiết bị hiển thị là TP 177
+ Chọn thiết bị điều khiển PLC S7 300
+ Chọn các danh mục được phép hiển thi trên màn hình
Khai báo biến là quá trình định dạng biến liên kết với thiết bị điều khiển hoặc biến nội tại của màn hình công nghiệp Để thực hiện, bạn cần truy cập vào vùng khai báo biến.
+ Khai báo biến: tên biến, dạng biến (biến liên kết hay biến nội tại), kiểu biến
Khi biến là dạng biến liên kết trong bộ nhớ của thiết bị điều khiển, cần phải khai báo rõ địa chỉ của biến đó Mọi thay đổi trên màn hình hoặc trên thiết bị điều khiển sẽ làm thay đổi giá trị của vùng nhớ tương ứng.
Để quản lý mức nhiên liệu trong bình trộn, cần khai báo biến địa chỉ trên PLC là VW0 Biến này có vai trò quan trọng trong việc lưu giữ giá trị của mức nhiên liệu, giúp điều chỉnh và giảm mức nhiên liệu trong bình một cách hiệu quả.
Cả hai biến đều được định dạng kiểu Bool và có địa chỉ trên PLC lần lượt là M0.0 và M0.1
- Tiến hành thiết kế giao diện cho màn hình
+ Mở màn hình để thiết kế
Giao diện màn hình thiết kế cho phép người dùng chọn đối tượng và hiển thị toàn bộ thuộc tính của nó, bao gồm màu sắc, vị trí, kích thước, phông chữ và các sự kiện liên quan.
Để tạo các nút ấn điều khiển trong WinCC Flexible, bạn cần thiết lập nút ấn tăng liệu, nút ấn giảm liệu và nút thoát khỏi chế độ chạy Runtime của màn hình Sử dụng thư viện các biểu tượng đơn giản có sẵn trong WinCC Flexible để thiết kế giao diện người dùng một cách hiệu quả và trực quan.
Hình 7.2 hiển thị thiết kế định dạng các thuộc tính của nút ấn, cho phép thay đổi chữ hiển thị trên nút Tên nút được lần lượt thay đổi thành: Increase, Decrease và Shut Down.
Hình 7.3.Điều chỉnh thông số
Để thêm biểu tượng bình trộn vào màn hình thư viện của WinCC, bạn cần truy cập vào Graphic, sau đó chọn Symbol Factory 16 colors và tìm mục Tanks Tiếp theo, hãy chọn dạng bình trộn mà bạn mong muốn và đưa nó vào vùng thiết kế giao diện Cuối cùng, bạn có thể sử dụng ượng cơ bản từ thư viện, cụ thể là IO Field.
Để thiết lập màn hình hiển thị, hãy đưa biểu tượng vào và điều chỉnh các thông số cho vùng dữ liệu vào ra Định dạng vùng này như là khu vực dữ liệu, với biến hiển thị là TankLevel, cho phép giá trị của TankLevel hiển thị tại đây Giá trị hiển thị sẽ là số nguyên, với giá trị tối đa có thể hiển thị là 999 Cuối cùng, định dạng phông chữ cho vùng dữ liệu để hoàn thiện giao diện theo mong muốn.
- Tạo chức năng cho các nút điêu khiển
+ Chọn nút đ y ra với nút ấn sẽ gọi hàm chức năng:
Hình 7 4.Chọn kiểu tác động
+ Lựa chọn các hàm sẽ được gọi khi có sự kiện xảy ra
+ Đối với các nút ấn Increase và Decrease ta lần lượt chọn các hàm
Hình 7 5 Lựa chọn hàm chức năng
Biến IncreaseValue và DecreaseValue ảnh hưởng đến biến TankLevel Mỗi khi sự kiện nhấn nút xảy ra, giá trị của TankLevel sẽ tăng hoặc giảm hai đơn vị.
+ Đối với nút ấn Shutdown ta lựa chọn hàm StopRunTime để dừng chế độ chạy RunTime
- Tiến hành Download xuống màn hình
- Kết nối mành hình với thiết bị điều khiển (PLC S7 200)
- Lập trình với thiết bị điều khiển
Chương trình hoạt động với S7 cho phép điều khiển giá trị biến TankLevel thông qua các nút Increase và Decrease trên màn hình công nghiệp Khi người dùng tác động vào các nút này, giá trị của biến sẽ được thay đổi, với hai đầu vào trên PLC đảm nhận nhiệm vụ tăng giảm giá trị của biến.
Chương trình điều khiển Tiến hành cho phép quản lý cả PLC và màn hình hoạt động, giúp điều chỉnh mức nhiên liệu trong bình một cách linh hoạt từ màn hình điều khiển hoặc trực tiếp từ PLC.
Trao đối dữ liệu giữa PLC và màn hình cảm biến
- Cả PLC và màn hình công nghiệp TP 177A nói riêng và tất cả các màn hình công nghiệp nói chung đều sử dụng công truyền thông dạng chuẩn RS
485 Vì vậy việc kết nối giữa màn hình và PLC rất đơn giản chỉ cần sử dụng cáp nối song song
- Đối với TP 177 để liên kết với PC ta cần sử dụng cáp MPI hoặc DP (dạng chuẩn của Profibus)
- Thông thường đều sử dụng cáp MPI
- Các bước tiến hành để liên kết với PC
+ Thiết lập kết nối trên máy tính
Simatic Step 7 Setting PC/PG Interface
Hình 7.8 Cửa sổ chương trình để kết nối Properties
Hình 7.9 Chọn cáp kết nối độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa có thể điều khiển
Hình 7.10 Thiết lập thông số
77 với PC Tuỳ thuộc vào loại cáp MPI sử dụng cổng USB hay Com mà ta chọn cổng kết nối thích hợp
Hình 7.11 Chọn chuẩn kết nối
Hình 7.12 Cài đặt truyền thông đó ta sẽ có màn hình cho phép định dạng truyền thông cho TP177
Hình 7.13 Chọn kiểu truyền thông
+ Thiết lập trên màn hình động sẽ ở chế độ chờ với các chế độ khác nhau:
Hình 7.14 Màn hình chờ kết nối
Nhấn "Transfer" để kết nối với PC hoặc PLC Chọn "Transfer" khi cần tải chương trình từ máy tính xuống màn hình, giúp thiết lập các thông số cho chương trình điều khiển đã được nạp vào.
Chọn MPI/DP để thiết lập các thông số
Hình 7.16 Truyền tải dữ liệu
(1) là địa chỉ của Bus truyền thông
o Có thể chọn: Tranfer rồi sau đó thiết lập cho MPI/DP
Hình 7.17: Thiết lập cáp MPI
(1): khu vực truyền thông qua cổng nối tiếp
(2): khu vực truyền thông với cáp MPI
(3): Advanced: cho phép ta thiết lập cho cáp MPI/DP
o Thiết lập bảo mật cho chương trình: ta có thể nhập Password vào
khu vực này để bảo mật cho hệ thống
Hình 7.18 Thiết lập bảo mật
OP: khu vực cho phép ta thử nghiệm độ nhạy cảm ứng của màn hình bằng cách di con trỏ để các vị trí khác nhau của màn hình
+ Toàn bộ các cửa sổ mới hiện ra đều có thể đóng và đồng ý với thiết lập trên đó bằng cách nhấn các phím và - Download xuống mà hình
+ Nhân nút Tranfer trên màn hình công nghiệp
+ Tiến hành truy nhập vào cửa sổ Tranfer rồi nhấn Tranfer
BÀI TẬP Bài tập 1: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 ,Màn hình cảm ứng theo yêu cầu sau:
Nhấn nút START để khởi động băng tải thùng, đưa thùng rỗng vào vị trí S2 Khi thùng đã vào đúng vị trí, băng tải thùng sẽ dừng lại và băng tải táo sẽ bắt đầu hoạt động, đưa táo vào thùng Hệ thống (S1) sẽ đếm số lượng táo, và khi thùng chứa đủ 10 quả, băng tải táo sẽ dừng lại.
Thùng 82 đã hoạt động trở lại và chuyển thùng rỗng vào vị trí Băng tải táo cũng đã hoạt động trở lại, và quá trình này sẽ lặp lại cho đến khi nhấn nút dừng (STOPS).
Nhấn STOPS hệ thống dừng, động cơ băng tải thùng và động cơ băng tải táo được bảo vệ quá tải
Khi xảy ra quá tải, đèn báo sự cố nhấp nháy với tần số 5Hz
Bài tập 2: Lập trình chương trình trên PLC S7-300 , Màn hình cảm ứng điều khiển thang máy theo yêu cầu sau:
- Nhấn START thang máy có điện, chuẩn bị làm việc, báo đèn xanh
- Nhấn GT1, GT2, GT3, GT4 để gọi thang đến tầng
- Nhấn ĐT1, ĐT2, ĐT3, ĐT4 để chọn tầng đến
- Thang đi lên và thang đi xuống đèn vàng nhấp nháy
- Nhấn STOP thang dừng khẩng cấp, báo đèn đỏ
