GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀMLẬP TRÌNH SIMATIC MANAGER
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua ngôn ngữ lập trình PLC dễ dàng thay đổi thuật toán và thuận tiện trong việc trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc máy tính, giúp nâng cao hiệu quả trong quy trình điều khiển.
1.1 Các module trong hệ PLC S7-300
- Module CPU: Bộ xử lý trung tâm
- Module SM: module xuất/nhập tín hiệu tương tự/số
1.2 Giới thiệu về các module CPU
Các module CPU của PLC S7-300 có sự đa dạng về hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh và bộ nhớ Tuy nhiên, chúng có thể được phân loại thành những loại cơ bản sau đây.
+ Loại này có Work memory từ (12128)KB tùy loại, kết nối MPI CPU
312 và 313 ghép được với 8 module, các loại còn lại ghép được với 32 module Loại module này không tích hợp sẵn các cổng vào/ra
- Loại Compact: Gồm CPU 312C, 313C Có tích hợp sẵn cổng vào/ra, đầu ra xung, kênh đếm và đo encoder và kết nối MPI
- Loại IFM: Gồm CPU 312IFM, 314IFM có kết nối MPI, tích hợp sẵn cổng vào/ra, ghép nối được 8 hoặc 31 module mở rộng Cũng tương tự như loại compact
- Loại có tích hợp DP: Gồm CPU315-2DP, 316-2DP, 317-2DP, 318-2DP, có kết nối MPI+DP, truyền thông S7, có thể gửi/nhận data trực tiếp
- Ngoài ra còn một số loại CPU kết hợp một trong nhưng loại trên:, 313C-2DP, 313C-2PtP, 314C-2DP, 315F-2DP, 317-2PN/DP,…
Hình 1- 5 Các loại CPU khác
1.3 Module vào/ ra tín hiệu tương tự/ số SM
- Module vào số: SM321 (có 4,8,16,32 đầu nối, có thể lựa chọn tùy ý)
- Module ra số: SM322 (có 4,8,16,32 đầu nối, có thể lựa chọn tùy ý)
- Module vào/ra số: SM323,SM327 (có 8,16 đầu nối, có thể lựa chọn tùy ý)
- Module vào tương tự: SM331 (có 2,4,8 đầu nối, và có 12-14 bit với tín hiệu dòng hoặc áp có thể lựa chọn tùy ý)
- Module ra tương tự.: SM332 (có 2,4,8 đầu nối, và có 12-14 bit với tín hiệu dòng hoặc áp có thể lựa chọn tùy ý)
- Module vào/ra tương tự: SM334,SM335 (có 4 đầu nối với 8/12/14 bit với tín hiệu dòng hoặc áp có thể lựa chọn tùy ý)
Hình 1- 6 Các module vào/ra tín hiệu tương tự/số
- Controller Modules: Các module chức năng điều khiển
- M7 Application Modules: Các modules chức năng ứng dụng cho M7-300
- CNC’s: Các module chức năng cho điều khiển số
- Counter modules: Các module counter
- Positioning Modules: Các module chức năng vị trí
Hình 1- 7 Các module chức năng FM
- AS-Interface: Các module truyền thông kết nối giao diện AS-i của S7-300
- Industrial Ethernet: Các module truyền thông cho Industrial Ethernet của S7-300
- PROFIBUS: Các module dành cho Profibus của S7-300
- Point –to- Point: Các module truyền thông PtP của S7-300
Hình 1- 8 Các module truyền thông CP
- PS 307 10A: Điện áp cấp cho tải: 120/230 VAC:24VDC/10A
- PS 307 2A: Điện áp cấp cho tải: 120/230 VAC:24VDC/2A
- PS 307 5A: Điện áp cấp cho tải: 120/230 VAC:24VDC/5A
Hình 1- 9 Các module nguồn PS
- IM 360 IM S: Nằm trong rack trung tâm, mở rộng tối đa 3 rack
- IM 361 IM R: Thuộc rack mở rộng, nối với IM 360
- IM 365 IM S-R: Module nối rack trung tâm với một rack mở rộng
Hình 1- 10 Các module ghép nối IM
CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP 7 SIMATIC MANAGER
Sau khi tải xuống và giải nén, hãy mở file setup.exe để bắt đầu quá trình cài đặt và làm theo hướng dẫn (quá trình cài đặt tương tự như cài đặt phần mềm Simatic S7-200) Để làm việc với PLC S7-300, SIEMENS đã cung cấp phần mềm STEP.
7, cho phép người sử dụng cấu hình phần cứng và lập trình ứng dụng
Sau khi cài đặt STEP 7 có các phần chính sau:
- SIMATIC manager : Cho phép quản lý toàn bộ dự án
- HW Config : Cho phép cấu hình phần cứng trạm
- LAD/STL/FDB: viết chương trình ứng dụng
- S7-PLCSIM: Cho phép mô phỏng
- Ngoài ra còn rất nhiều phần kèm theo khác
Dưới đây ta sẽ từng bước làm việc với phần mềm Step7
Khái niệm Project trong Simatic không chỉ đơn thuần là chương trình ứng dụng mà còn bao gồm tất cả các yếu tố liên quan đến thiết kế phần mềm ứng dụng nhằm điều khiển và giám sát một hoặc nhiều trạm PLC Do đó, một Project bao gồm nhiều thành phần quan trọng khác nhau.
- Bảng cấu hình cứng về tất cả các Module của từng trạm PLC
- Bảng tham số xác định chế độ làm việc cho từng Module của mỗi trạm PLC
- Các logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC
- Cấu hình ghép nối và truyền thông giữa các trạm PLC
- Các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ mạng hoặc giám sát từng tram PLC của mạng
2.2 Khai báo và mở một Project
Có hai cách để khai báo một Project:
Để tạo một Project mới trong Step7, từ màn hình chính, bạn chọn File New hoặc nhấp vào biểu tượng “New Project/Library” Sau đó, một hộp thoại sẽ xuất hiện, bạn chỉ cần nhập tên Project và nhấn OK để hoàn tất việc khai báo Project mới.
Cách mở này tạo ra một Project mới hoàn toàn rỗng, ta phải khai báo phần cứng cũng như tạo các khối logic…
Hình 1- 11 Cách tạo 1 projec mới
Cách 2 cho phép bạn tạo một Project mới với trạm S7-300 mặc định, nơi bạn có thể chọn CPU, các Blocks và đặt tên cho Project ngay từ đầu.
15 là cách tạo một Project nhanh Thực hiện như sau: Vào File”New Project” Wizard
Hình 1- 12 Cách tạo 1 projec có trạm S7-300 mặc định
Nhấn Next để chọn loại CPU và địa chỉ MPI
Nhấn Next để chọn khối lập trình và ngôn ngữ lập trình
Hình 1- 14 Chọn ngôn ngữ lập trình
Hình 1- 15 Đặt tên cho 1 project Đặt tên cho Project đó và nhấn Finish để kết thúc quá trình tạo một Project mới đó
Project mới tạo ra là một Project không rỗng mà đã chứa một trạm PLC, các Block…có hình như bên dưới:
Hình 1- 16 Một projec đầy đủ
Ngoài việc tạo Project mới, bạn có thể chọn vị trí lưu trữ trên ổ cứng Mặc định, Project sẽ được lưu tại thư mục C:\Program Files\Siemens\Step7\s7proj Để thay đổi vị trí lưu, sau khi nhập tên Project mới, bạn hãy nhấn vào nút Browse trong phần Storage location (path) để chọn thư mục mong muốn và nhấn xác nhận.
Hình 1- 17 Lưu trữ mặc đinh 1 project
Để mở một dự án đã có trong Step7, bạn chọn File Open hoặc nhấp vào “Open Project/Library” từ giao diện chính, sau đó chọn tên dự án từ hộp thoại hiển thị và nhấn OK để hoàn tất.
Hình 1- 18 Mở một project đã có
2.3 Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC
Sau khi hoàn tất việc khai báo một dự án mới, màn hình sẽ hiển thị dự án đó ở dạng rỗng Để cấu hình phần cứng cho dự án mới một cách đầy đủ và chính xác, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp đầu tiên.
Việc xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC là một bước quan trọng, mặc dù không bắt buộc Nếu không khai báo cấu hình, người dùng có thể trực tiếp vào phần chương trình ứng dụng Tuy nhiên, để tránh lỗi, nên thực hiện bước này Khi có cấu hình trong Project, hệ điều hành S7-300 sẽ kiểm tra các Module hiện có khi bật nguồn PLC, so sánh với cấu hình đã xây dựng Nếu phát hiện sự không thống nhất, hệ thống sẽ ngay lập tức phát tín hiệu báo lỗi hoặc thiếu Module, giúp người dùng nhận biết vấn đề sớm hơn là chờ đến khi thực hiện chương trình ứng dụng.
Trước hết ta khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC với Simatic S7-300 bằng cách vào Insert Station Simatic 300 Station:
Trường hợp không muốn khai báo cấu hình cứng mà đi ngay vào chương trình ứng dụng ta có thể chọn: InsertProgramS7 program
Sau khi khai báo một trạm, thư mục Project sẽ không còn rỗng và chứa thư mục con mặc định là SIMATIC300(1), tên này có thể được thay đổi Thư mục SIMATIC300(1) lưu trữ tệp thông tin cấu hình phần cứng của trạm.
Để truy cập màn hình khai báo cấu hình phần cứng, bạn chỉ cần nhấp chuột vào biểu tượng "Hardware" Trong hộp thoại xuất hiện, hãy khai báo thanh rack và các module có trên thanh rack đó Dưới đây là bảng cấu hình phần cứng cho trạm PLC.
Hình 1- 22 Cấu hình cứng cho trạm S7
Hình 1- 23 Giao diện cấu hình cứng cho trạm PLC S7 – 300
Kéo Rack để cấu hình các trạm
Hình 1- 24 Khai báo cấu hình của trạm
Lựa chọn Module trong hệ để hoàn thành cấu hình phần cứng cho trạm PLC S7-300
Hình 1- 25 Cấu hình cứng của 1 trạm
Với bảng cấu hình cứng phần mềm Step7 cũng xác định luôn cho ta địa chỉ từng Module theo quy tắc sau:
Trạm PLC là một hệ thống bao gồm module CPU kết hợp với các module mở rộng như DI, DO, AI, AO, CP và FM, được lắp đặt trên các thanh rack Một module CPU có khả năng quản lý tối đa 4 thanh rack, với mỗi thanh rack có thể chứa đến 8 module mở rộng và tổng cộng 11 khe cắm cho mỗi rack.
+ Các Slot 411 chứa các Module tín hiệu/ chức năng
2.4 Đặt tham số quy định chế độ làm việc cho Module
Step7 cung cấp khả năng đặt tham số cho chế độ làm việc của từng Module Ví dụ, với Module CPU, Step7 cho phép thiết lập ngắt theo thời gian, giúp Module này phát tín hiệu ngắt gọi khối OB10 vào lúc 7 giờ 7 phút.
Vào lúc 7 giây ngày 07/07/2012, để thiết lập tín hiệu ngắt, bạn cần nháy kép vào tên của Module CPU ở Slot 2 và chọn ô Time-Of-Day Interrupt Một hộp hội thoại sẽ xuất hiện trên màn hình, nơi bạn điền thời điểm và tần suất phát tín hiệu ngắt Cuối cùng, hãy đánh dấu tích cực chế độ ngắt vào các ô tương ứng và nhấn Enter để hoàn tất.
Hình 1- 26 Các tham số quy định chế độ làm việc cho module
Trong hộp hội thoại, Module CPU313C-2DP chỉ cho phép sử dụng OB10 trong các Module OB10 đến OB17, với mức ưu tiên là 2, để chứa chương trình xử lý tín hiệu ngắt theo thời điểm.
Các chế độ làm việc của Module CPU được quy định qua Step7, bao gồm việc điều chỉnh vòng quét (Scan time) và xác định chế độ làm việc với tín hiệu điện áp trong khoảng ±10V cho Module AI Ngoài ra, hệ thống cũng hỗ trợ tín hiệu ngắt tự chẩn đoán để nâng cao hiệu suất hoạt động.
Module DI/DO, tích cực ngắt cứng theo sườn lên tại cổng vào I0.0 cho Module DI Cuối cùng nhấn Save để kết thúc
Hình 1- 27 Lưu sự thay đổi tham số quy định chế độ làm việc cho module
2.5 Soạn thảo chương trình cho các khối logic
MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM PLCSIM
Phần mềm PLCSIM là một phần mềm mô phỏng PLC S7-300, được kèm theo phần mềm Step7
Dưới đây là chi tiết từng bước sử dụng PLCSIM để mô phỏng cho bài ví dụ ứng dụng ở trên
3.1 Khởi động phần mềm PLCSIM
- Cách 1: Kich vào Start->Simatic->Step7->S7->PLCSIM Simulating Modules
- Cách 2: Kích vào biểu tượng ngay trên phần mềm SIMATIC Manager
Hình 1- 35 Khởi động phần mềm PLCSIM
Màn hình S7-PLCSIM xuất hiện với một CPU
Vùng một hoạt động như một CPU thực thụ, cho phép thực hiện các chức năng RUN, STOP, RUN-P và MRES tương tự như CPU thật Bên cạnh đó, vùng một còn được trang bị các đèn báo giống như trên các CPU truyền thống.
Vùng 2 bao gồm các menu ngắn giúp người dùng dễ dàng quan sát và tương tác với các miền nhớ, cũng như các đầu vào và đầu ra của các module trong thực tế.
- Chi tiết xem thêm trong tài liệu hướng dẫn sử dụng kèm theo phần mềm Step7
3.2 Truy nhập các module Để xuất hiện các cổng vào và ra thể hiện cho 2 module SM321 và 322 ta lần lượt click vào các biểu tượng như trong hình vẽ dưới đây:
Hình 1- 37 Truy nhập các module Đổi tên QB0 thành QB4 vì module SM322 được đánh địa chỉ từ QB4 trở đi (xem thêm trong phần cấu hình cứng ở trên)
3.3 Tiến hành download chương trình xuống CPU a Download cấu hình cứng
Trong phần HW Config, click vào biểu tượng trên short menu hoặc vào
PLC/Download trong phần menu chính
Cửa sổ chọn CPU hiện ra
Hình 1- 38 Cửa sổ chọn CPU Ở đây chỉ có 1 CPU nên ta chọn OK
Hình 1- 39 Chọn kiểu module và địa chỉ MPI
Chọn OK b Download chương trình
Download các chương trình trong các khối OB, FC,FB xuống CPU Ở đây ta chỉ viết chương trình trong khối OB1, nên chỉ cần download một khối này
Chuyển sang phần mềm soạn thảo và cũng Download như trên
Click vào RUN hoặc RUN-P để CPU chuyển sang chế độ RUN
Click vào bít số 0 (I0.0) để tạo tín hiệu nút bấm mở cửa ta thấy kết quả là Cuộn hút 1 được đóng lại (Q0.0) và đèn xanh sáng (Q0.2)
Hình 1- 40 Của sổ mô phỏng chương trình bằng PLC SIM
Ta lại click vào I0.0 để đưa bit về 0 tương ứng với động tác nhả phím nhấn
“Mở” Ta thấy Q0.0 và Q0.2 vẫn bằng 1 Tức là của vẫn được mở và đèn xanh vẫn sáng
Ta click sang I0.1 (nút đóng cửa) :
Hình 1- 41 Cửa sổ trạng thái làm việc khi tác động i0.1
Nhưng Q0.0 và Q0.2 vẫn bằng 1 Chứng tỏ khi cổng đang mở thì không thể đóng lại được
Bây giờ ta bỏ click I0.1 và click I0.2 (nút dừng):
Hình 1- 42 Cửa sổ trạng thái làm việc khi tác động i0.2
Ta thấy không còn bít nào đầu ra được bật, chứng tỏ cổng đã dừng lại Bỏ click I0.2 và click vào I0.1(nút đóng):
PLCSIM cho phép mô phỏng quá trình hoạt động của PLC tương tự như trong thực tế, giúp người thực hành hiểu rõ hơn về hệ thống mà không cần thiết bị thật, từ đó giảm chi phí đầu tư.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng việc thực hành thực tế vẫn gặp phải một số hạn chế Thực hành sẽ giúp người học đối mặt với các vấn đề phát sinh, từ đó hiểu sâu hơn về hoạt động của PLC và cách ứng dụng PLC vào các bài toán cụ thể, đồng thời nâng cao kiến thức và kinh nghiệm làm việc.
BÀI TẬP ỨNG DỤNG
Bài 1 Phát biểu các định nghĩa về PLC, so sánh cấu trúc của PLC với cấu trúc của máy tính PC điểm giống và khác nhau
Bài 2 So sánh sự khác nhau giữa hệ điều khiển truyền thống và hệ điều khiển sử dụng PLC
Bài 3 Phân tích ưu điểm của hệ thống điều khiển sử dụng PLC
Bài 4 Ngõ vào của PLC có thể đóng điện cho cuộn dây rơ le để điều khiển một động cơ được không? Các khối vào/ra đóng vai trò gì trong việc giao tiếp giữa PLC và thiết bị ngoại vi?
Bài 5 Các khối vào/ra có lợi ích gì?
Bài 6 Phân biệt các loaị PLC, Và các thiết bị kèm theo
Bài 7 Giới thiệu và phân biệt các thiết bị đầu vào, đầu ra của hệ thống điều khiển sử dụng PLC
Bài 8 Nêu một số ứng dụng của hệ điều khiển dùng PLC mà bạn đã biết
Bài 9 Viết chương trình và mô phỏng chương bằng PLC SIM cho mạch điện điều khiển động cơ quay 2 chiều có hãm trước lúc đảo chiều theo yêu cầu sau:
- Muốn động cơ làm việc quay thuận - Nút ấn ON1 điều khiển K1 tác động động cơ thực hiện quay thuận
Để làm cho động cơ hoạt động quay ngược, trước tiên bạn cần nhấn nút OFF của bộ điều khiển KH để dừng động cơ Sau khi động cơ đã dừng, hãy tiếp tục nhấn nút ON2 của bộ điều khiển K2 để khởi động động cơ quay ngược.
- Muốn dừng động cơ ấn nút OFF để hãm dừng động cơ
- Trong quá trình làm việc động cơ bị quá tải thì rơ le OL sẽ tác động K1 hoặc K2 ngừng làm việc
Hình 1- 43 Mạch điện điều khiển động cơ quay 2 chiều có hãm trước lúc đảo chiều
Bài 10 Viết chương trình và mô phỏng chương bằng PLC SIM cho mạch điện điều khiển thang máy xây dựng theo yêu cầu sau:
Khi nhấn nút nhấn nâng, gàu sẽ được nâng lên đến công tắc giới hạn trên thì dừng lại
Khi nhấn nút nhấn hạ, gàu sẽ hạ xuống đến công tắc giới hạn dưới thì dừng lại
Khi đang nâng hoặc hạ, nếu nhấn nút nhấn dừng thì gàu dừng lại
BÀI 2 KẾT NỐI PHẦN CỨNG CHO PLC S7 - 300
MÃ BÀI: PLCNC 2 Giới thiệu:
Nội dung của bài giới thiệu về sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị ngoại vi
Mục tiêu của bài học:
- Kết nối được giữa PLC và các thiết bị ngoại vi
- Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật
- Thành thạo kỹ năng dowd load và upload chương trình
- Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công viêc
CÁCH LẮP ĐẶT MỘT TRẠM CỦA PLC S7-300
1.1 Nguyên tắc lắp đặt các module
Các module được kết nối qua các rack, mỗi rack có khả năng chứa tối đa 8 module mở rộng, không tính module CPU và module nguồn Một CPU có thể kết nối với tối đa 4 rack.
Các module được đặt vào các rack với quy tắc lắp đặt như sau:
- Slot 1: Mặc định đặt module nguồn
- Slot 2: Mặc định đặt module CPU
- Slot 3: Đặt module giao tiếp IM
- Slot 4 11: Các module vào/ra, module chức năng, bộ xử lý truyền thông hoặc để trống
Các quy tắc ghép nối rack 1, 2, 3 tương tự nhau Nếu rack 0 chứa CPU, thì slot 2 của các rack còn lại cần để trống Dưới đây là sơ đồ minh họa cho việc kết nối các module.
Hình 2- 1 Quy tắc lắp đặt các module vào rack
1.2 Nguyên tắc nối dây từ nguồn đến CPU
S7-300 có các loại module nguồn như PS 307 2A, PS 307 5A và PS 307 10A, có nhiệm vụ cung cấp nguồn 24V một chiều cho CPU và các module khác Các module này nhận nguồn xoay chiều một pha từ lưới điện và chuyển đổi thành nguồn DC Bộ nguồn S7-300 sở hữu những đặc tính cơ bản quan trọng cho hệ thống điều khiển.
- Dòng điện đầu ra 2A ( 5 hoặc 10A)
- Điện áp đầu ra 24V (có bảo vệ ngắn mạch và hở mạch)
- Đầu kết nối với nguồn AC (120/230 VAC, 50/60 Hz)
- Có thể được sử dụng như nguồn năng lượng của tải
Hình 2- 2 Sơ đồ nối dây của CPU S7 -300
SƠ ĐỒ KẾT NỐI CÁC MODULE VÀO/RA SỐ
Trong S7-300 có rất nhiều các module vào ra số Ở đây ta chỉ giới thiệu hai module SM321 (DI-16) và SM322 (DO-16)
Hình 2- 3 Module vào số SM321
- Có 16 đầu vào, nguồn vào, gộp thành một nhóm 16 đầu vào
- Dải điện áp hoạt động là 24VDC
- Các đầu vào thường là các công tắc, nút bấm, các loại cảm biến số…
Sơ đồ khối bên trong và sơ đồ các chân ra của module:
Hình 2- 4 Sơ đồ nối dây của module 321
Hình 2- 5 Module ra số SM322
- Có 16 đầu ra, gộp thành hai nhóm, mỗi nhóm có 8 đầu ra
- Dải điện áp cho tải là 24VDC
Các đầu ra thường bao gồm công tắc tơ, cuộn hút van điện từ và đèn báo Dưới đây là sơ đồ khối bên trong cùng với hướng dẫn cách đấu tải vào module.
Hình 2- 6 Sơ đồ nối dây của module 322
KẾT NỐI PLC S7 -300 VÀ MÁY TÍNH
3.1 Quy định địa chỉ MPI cho Module CPU
Máy tính hoặc máy lập trình kết nối với Module CPU thông qua cổng truyền thông nối tiếp RS232 (COM), cổng MPI (MPI Card) hoặc cổng CP (CP Card), tùy thuộc vào loại bộ giao diện được sử dụng.
Sau khi ghép module CPU với máy tính, cần định nghĩa địa chỉ truyền thông cho trạm PLC, điều này giúp máy tính/máy lập trình có thể kết nối với nhiều trạm PLC cùng lúc Mặc định, các module CPU có địa chỉ là 2 (địa chỉ MPI) Để thay đổi địa chỉ, người dùng có thể điều chỉnh các giá trị như l+ m 1 1 1 0 0 7 0 6 0 5 0 4 2 l + 0.3 0 2 0 1 0 0 1 l + 1m 2m.
Để đặt lại tham số làm việc, người dùng cần nháy kép chuột trái vào tên module trong bảng khai báo cấu hình cứng Sau đó, chọn GeneralMPI và sửa địa chỉ MPI theo hướng dẫn trong hình dưới.
Bảng thay đổi địa chỉ MPI
Hình 2- 7 Bảng thay đổi địa chỉ MPI
Vào Properties để vào bảng thay đổi địa chỉ MPI
Sau khi định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, cần ghi lại địa chỉ này lên module CPU để module có thể hoạt động theo địa chỉ mới Việc ghi địa chỉ MPI mới được thực hiện cùng với việc ghi tất cả các tham số quy định chế độ làm việc của module Để thực hiện, người dùng có thể kích vào biểu tượng Download trên thanh công cụ hoặc chọn PLC → Download.
Hình 2- 8 Thay đổi địa chỉ I/Q của CPU
Ngoài việc ghi cấu hình cứng đã soạn thảo vào module PLC, người dùng còn có thể đọc ngược bảng cấu hình cứng hiện có từ module PLC vào Project bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng Upload trên thanh công cụ.
3.2 Đổ chương trình xuống CPU
Có hai cách đổ chương trình ứng dụng, sau khi đã soạn thảo xong, vào module CPU (Load memory) như sau:
Để đổ chương trình từ màn hình soạn thảo, bạn chỉ cần nhấp vào biểu tượng Download trên thanh công cụ Phương pháp này sẽ chỉ đổ khối chương trình hiện đang hiển thị trên màn hình soạn thảo.
- Đổ từ màn hình chính của Step7 cũng bằng cách kích vào biểu tượng Dowload
Với cách đổ này ta có thể đổ toàn bộ chương trình ứng dụng có trong thư mục
Để đổ toàn bộ thư mục Blocks, bạn cần kích chuột vào tên thư mục trước, sau đó chọn Download Nếu chỉ muốn đổ một số khối cụ thể, hãy giữ phím Ctrl và kích chuột vào tên từng khối cần chọn Cuối cùng, sau khi đã đánh dấu xong các khối, bạn chỉ cần nhấn vào biểu tượng Download để hoàn tất.
3.3 Giám sát việc thực hiện chương trình
Sau khi chương trình được ghi vào module CPU, nội dung Load memory của module và thư mục Blocks trong máy tính sẽ trở nên đồng nhất Khi chuyển công tắc module CPU từ chế độ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện theo chương trình đã được lập trình.
Trong Load memory, quá trình quét và thực hiện lệnh được giám sát bởi Step7 thông qua chương trình tương ứng trong Project Để truy cập màn hình giám sát, người dùng chỉ cần nhấn vào phím Monitor trên thanh công cụ của màn hình soạn thảo.
Sau khi kích vào phím Monitor trên màn hình xuất hiện cửa sổ như sau:
Để giám sát công việc của module CPU, người dùng có thể nhấn vào cửa sổ PLC trên thanh công cụ, sau đó chọn Diagnose/setting và tiếp tục chọn Hardware Diagnose, từ đó sẽ hiển thị một hộp hội thoại để thực hiện giám sát.
Hình 2- 10 Giám sát module CPU
Để giám sát module CPU, bạn chỉ cần nhấp vào thông tin Module Một cửa sổ sẽ hiện ra cho phép bạn chọn công việc giám sát cụ thể Ví dụ, nếu bạn muốn theo dõi bộ đệm tự chẩn đoán của module, hãy chọn Diagnose Buffer để nhận thông báo về nguyên nhân thay đổi trạng thái của module CPU (Start< >Stop) trong quá khứ Ngoài ra, để quan sát thời gian thực hiện vòng quét, bạn có thể chọn ô Scan Cycle Time.
Hình 2- 11 Hiển thị thời điểm thay đổi trạng thái của CPU
3.5 Quan sát nội dung ô nhớ
Step7 cho phép người dùng theo dõi nội dung của tất cả các ô nhớ trong System memory cũng như các ô nhớ được định nghĩa như PI và PQ Để quan sát những ô nhớ này, người dùng cần khai báo chúng trên bảng Variable Table Để thực hiện việc này, chỉ cần nhấp chuột vào PLC từ thanh công cụ của Step7 và chọn Monitor/Modify Variable.
Hình 2- 12 Quan sát nội dung ô nhớ
Sau khi khai báo xong bảng tên các ô nhớ đựoc quan sát ta kích phím quan sát Trên thanh công cụ có hai phím quan sát như hình trên
Bạn có thể thay đổi cách trình bày kiểu dữ liệu cho từng ô nhớ bằng cách di chuột vào ô nhớ cần điều chỉnh, nhấn chuột phải và chọn kiểu dữ liệu phù hợp trong hộp thoại xuất hiện.
Bài 1 Phân tích sự khác nhau giữa cảm biến đầu ra ghép Transitor PNP và NPN, cách nối với PLC
Bài 2 Cách bảo vệ đầu ra cho PLC như thế nào?
Bài 3 Vẽ sơ đồ kết nối của PLC S7 - 300 CPU313C-2DP? Lưu ý gì trong lắp đặt PLC
Bài 4 Thiết bị ghép nối PLC với máy tính dùng đẻ làm gì?
SỬ DỤNG CÁC LỆNH TIMER
Bộ thời gian (Timer) là bộ tạo thời gian trễ mong muốn giữa tín hiệu logic đầu vào u(t) và tín hiệu logic đầu ra y(t)
Hình 3- 1 Mô tả nguyên lý hoạt động
S7-300 có 5 loại Timer khác nhau Thời gian trễ mong muốn được khai báo với Timer bằng một giá trị 16 bits bao gồm hai thành phần:
- Độ phân dải với đơn vị ms Timer của S7-300 có 4 loại độ phân dải khác nhau là 10ms, 100ms, 1s và 10s
- Một số nguyên (BCD) trong khoảng 0999 được gọi là PV (Preset Value-giá trị đặt trước)
Vậy thời gian trễ mong muốn sẽ là:
Hình 3- 2 Cấu hình giá trị thời gian trễ đặt trước cần khai báo với timer
Khi kích hoạt Timer, giá trị PV được lưu vào thanh ghi 16 bits của Timer T-Word, gọi là thanh ghi CV Timer sẽ theo dõi thời gian trôi qua bằng cách giảm dần giá trị trong thanh ghi CV Khi giá trị trong thanh ghi CV trở về 0, Timer đã đạt được giá trị mong muốn.
Việc thông báo ra ngoài thông qua việc thay đổi trạng thái tín hiệu y(t) phụ thuộc vào loại Timer được sử dụng Điều này cho thấy rằng mỗi loại Timer sẽ có cách thức khác nhau trong việc điều chỉnh tín hiệu đầu ra y(t).
Timer có thể được kích hoạt không chỉ bởi sườn lên của tín hiệu đầu vào u(t), mà còn bởi sườn lên của tín hiệu kích chủ động gọi là tín hiệu enable Điều kiện để Timer hoạt động là tại thời điểm có sườn lên của tín hiệu enable, tín hiệu đầu vào u(t) phải có giá trị logic 1.
Hình 3- 3 Giản đồ thời gian của timer
Mỗi loại Timer được đánh số từ 0 đến 255, tùy thuộc vào từng loại CPU Timer được ký hiệu là Tx, trong đó x là số hiệu của Timer (0 ≤ x ≤ 255) Ký hiệu Tx không chỉ là địa chỉ hình thức của thanh ghi CV (T-Word) mà còn là đầu ra (T_bit) của Timer đó Mặc dù T-Word và T-bit có cùng địa chỉ hình thức, nhưng chúng vẫn được phân biệt nhờ toán hạng Tx Khi sử dụng lệnh làm việc với từ, T-bit được hiểu là địa chỉ của T-Word; ngược lại, khi làm việc với tiếp điểm, Tx được hiểu là địa chỉ của T-bit.
Một Timer có thể được đưa về trạng thái chờ khởi động ban đầu bằng lệnh
Khi thực hiện thao tác Reset, cả T-Word và T-bit sẽ được đặt về 0, dẫn đến việc thanh ghi đếm tức thời CV cũng được thiết lập về 0, đồng thời tín hiệu đầu ra sẽ có trạng thái logic bằng 0.
1.2 Các loại Timer của S7-300 a Tổng quan chung
S7-300 có 255 Timer, được chia thành các loại khác nhau :
- S_PULSE: Tạo xung không có nhớ
- S_PEXT: Tạo xung có nhớ
- S_SDT: Trễ theo sườn lên không có nhớ
- S_ODTS: Trễ theo sườn lên có nhớ
- S_OFFDT: Trễ theo sườn xuống b Khai báo sử dụng Timer
Khai báo sử dụng một Timer bao gồm các bước :
- Khai báo tín hiệu enable nếu muốn sử dụng tín hiệu chủ động kích
- Khai báo tín hiệu đầu vào u(t)
- Khai báo thời gian trễ mong muốn
- Khai báo loại Timer được sử dụng (SD, SS, SP, SE, SF)
- Khai báo tín hiệu xóa Timer nếu muốn sử dụng chế độ reset chủ động
Trong tất cả các bước thì bước 2, 3, 4 là bắt buộc
1.3 Timer S_PULSE a Kí hiệu Timer S_PULSE
Hình 3- 4 Kí hiệu Timer S_PULSE b Giản đồ thời gian:
Hình 3- 5 Giản đồ thời gian của timer S_PULSE
Timer S_PULSE bắt đầu đếm giảm từ giá trị đặt TV về 0 khi đầu vào cho phép hoạt động của Timer có giá trị chuyển từ 01
Trong quá trình đếm của Timer, trạng thái đầu ra Q sẽ bật lên “1” Tuy nhiên, nếu tín hiệu vào S chuyển từ 1 xuống 0 trước khi Timer đếm về 0, thì trạng thái của bit đầu ra Q sẽ ngay lập tức chuyển xuống 0.
Bộ Timer sẽ được reset (R) khi tín hiệu đầu vào R chuyển từ 0 sang 1, dẫn đến việc T-Word (thanh ghi CV) và T-bit cũng được đặt về 0 Khi tín hiệu xóa trở về 0, Timer sẽ chờ để được kích hoạt lại.
45 c Ví dụ timer S_PULSE d Mô phỏng bằng PLCSIM
Hình 3- 6 Mô phỏng nguyên lý làm việc của S_PULSE
Khi tín hiệu đầu vào I124.0 chuyển từ 0 sang 1, Timer sẽ bắt đầu đếm ngược Bộ đếm sẽ tiếp tục hoạt động trong 20 giây miễn là tín hiệu I124.0 vẫn ở mức 1 Tuy nhiên, nếu tín hiệu I124.0 chuyển về 0 trước khi Timer đếm hết thời gian, quá trình đếm sẽ dừng lại.
46 Đầu ra Q124.0 là 1 khi Timer đang đếm và bằng 0 khi có tín hiệu reset hay hết thời gian đặt
1.4 Timer S_PEXT a Kí hiệu timer S_PEXT
Hình 3- 7 Kí hiệu Timer S_PEXT b Giản đồ thời gian:
Hình 3- 8 Giản đồ thời gian của timer S_PEXT
Thời gian giữ trễ bắt đầu từ khi tín hiệu vào (S) xuất hiện, tại thời điểm này, giá trị PV được chuyển vào thanh ghi T-Word (CV) Trong khoảng thời gian trễ, khi T-Word khác 0, giá trị T-bit là 1; ngược lại, khi không còn thời gian trễ, T-bit sẽ bằng 0 Nếu tín hiệu đầu vào trở về 0 trước khi hết thời gian trễ, thời gian trễ vẫn tiếp tục được tính, do đó T-bit và T-Word không trở về 0 theo tín hiệu đầu vào Ví dụ về timer S_PEXT minh họa rõ điều này.
Khi tín hiệu đầu vào I124.0 chuyển từ 0 lên 1, Timer T5 sẽ được khởi động và tiếp tục chạy trong thời gian đã đặt (PV) mà không phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào S Tín hiệu đầu ra Q124.0 sẽ giữ giá trị 1 từ lúc nhận tín hiệu I124.0 cho đến khi hết thời gian đã đặt Timer sẽ được reset khi tín hiệu đầu vào I124.1 chuyển thành 1 Mô phỏng quá trình này có thể thực hiện bằng PLCSIM.
Hình 3- 9 Mô phỏng nguyên lý làm việc của S_PEXT
1.5 Timer S_ODT a Kí hiệu Timer S_ODT
Hình 3- 10 Kí hiệu Timer S_ODT b Giản đồ thời gian:
Hình 3- 11 Giản đồ thời gian S_ODT
Thời gian giữ trễ bắt đầu khi tín hiệu đầu vào (S) có sườn lên, tại thời điểm này giá trị PV được chuyển vào thanh ghi T-Word (CV) T-bit có giá trị bằng 0 trong khoảng thời gian trễ, và khi hết thời gian này, T-bit sẽ có giá trị bằng 1 Do đó, T-bit bằng 1 khi T-Word bằng 0.
Khoảng thời gian trễ chính là khoảng thời gian giữa thời điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đầu vào và sườn lên của T-bit
Khi tín hiệu vào bằng 0, T-bit và T-Word cùng nhận giá trị 0 Khi có tín hiệu reset ở đầu vào R tín hiệu ra Q(T-Word) trở về 0 c Ví dụ Timer S_ODT
Khi tín hiệu đầu vào I 124.0 chuyển từ 0 sang 1, Timer T30 sẽ được khởi động Nếu thời gian trễ kết thúc và I 124.0 vẫn là 1, tín hiệu đầu ra Q124.0 sẽ được bật lên 1 Ngược lại, nếu I 124.0 chuyển từ 1 xuống 0, Timer sẽ dừng lại và Q 124.0 sẽ trở về 0 Ngoài ra, khi tín hiệu đầu vào R chuyển từ 1 xuống 0, Timer sẽ được reset bất kể thời gian trễ còn lại hay không.
Hình 3- 12 Mô phỏng nguyên lý làm việc của S_ODT
1.6 Timer S_ODTS a Kí hiệu Timer S_ODTS
Hình 3- 13 Kí hiệu Timer S_ODTS b Giản đồ thời gian:
Hình 3- 14 Giản đồ thời gian của timer S_ODTS
Thời gian giữ trễ bắt đầu khi tín hiệu đầu vào (S) có sườn lên, tại thời điểm này giá trị PV được chuyển vào thanh ghi T-Word (CV) Khi thời gian trễ kết thúc, tức là khi T-Word = 0, giá trị T-bit sẽ bằng 1.
Khoảng thời gian trễ chính là khoảng thời gian giữa thời điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đầu vào và sườn lên của T-bit
Với bộ Timer có nhớ thời gian trễ vẫn được tính cho dù lúc đó tín hiệu đầu vào đã về 0
Khi tín hiệu vào bằng 0, T-bit và T-Word cùng nhận giá trị 0 Khi có tín hiệu reset ở đầu vào R tín hiệu ra Q(T-Word) trở về 0 c Ví dụ Timer S_ODTS
Khi tín hiệu đầu vào I 124.0 chuyển từ 0 lên 1, Timer T30 sẽ được khởi động và tiếp tục chạy độc lập với tín hiệu này Nếu tín hiệu I 124.0 chuyển trạng thái trước khi thời gian trễ kết thúc, Timer sẽ được khởi động lại Đầu ra Q 124.0 sẽ nhận giá trị 1 khi thời gian trễ hoàn tất Ngoài ra, nếu tín hiệu đầu vào R chuyển từ 1 xuống 0, Timer sẽ được reset bất kể thời gian trễ còn lại Mô phỏng quá trình này có thể thực hiện bằng PLCSIM.
Hình 3- 15 Mô phỏng nguyên lý làm việc của S_ODTS
1.7 Timer S_OFFDT a Kí hiệu Timer S_OFFDT
Hình 3- 16 Kí hiệu Timer S_OFFDT b Giản đồ thời gian:
Hình 3- 17 Giản đồ thời gian S_OFFDT
Thời gian giữ trễ bắt đầu khi tín hiệu đầu vào (S) giảm xuống, tại thời điểm này, giá trị PV được lưu vào thanh ghi T-Word (CV).
Trong khoảng thời gian giữa sườn lên của tín hiệu vào hoặc T-Word khác 0, thì T-bit có giá bằng 1 Ngoài khoảng đó T-bit có giá trị bằng 0
Khi tín hiệu vào bằng 0, T-bit và T-Word cùng nhận giá trị 0 Khi có tín hiệu reset ở đầu vào R, tín hiệu ra Q(T-Word) trở về 0 c Ví dụ Timer S_OFFDT:
SỬ DỤNG LỆNH CONTER
3.1 Giới thiệu về Counter a Nguyên tắc làm việc
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn (cạnh) xung của tín hiệu đầu vào S7-300 có tối đa 256 counter (Phụ thuộc vào từng loại CPU)
Ký hiệu: Cx, Trong đó x là số nguyên từ: 0->255
Số sườn xung được lưu trữ trong thanh ghi 2 byte (Word) của bộ đếm, được gọi là thanh ghi C_Word (CV) Trạng thái của C_Work được truyền ra ngoài thông qua chân C_Bit của bộ đếm.
Nếu CV # 0 thì C_bit =1 Ngược lại CV=0 thì C_bit = 0
Giá trị đặt trước PV ( Present Value ) của bộ đếm chỉ được truyền vào
C_Word tại thời điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đặt ( Set ) S
Bộ đếm có thể được xóa bằng tín hiệu Reset Khi bộ đếm được xóa thì cả C_Word và C_bit đều có giá trị = 0 b Phân loại
- Bộ đếm lên : Counter Up ( S_CU)
- Bộ đếm lùi : Counter Down (S_CD)
- Bộ đếm tiến lùi :Counter UpDown ( S_CUD )
3.2 Bộ đếm lên (S_CU) a Ký hiệu bộ đếm lên (S_CU)
Hình 3- 24 Ký hiệu bộ đếm lên S_CU
CU- Ngõ vào tín hiệu đếm lên(Theo sườn) Có giá trị kiểu BOOL S- Cho phép đặt giá trị PV vào bộ đếm CV
PV- Giá trị đặt Có giá trị trong khoảng 0->999
Q- Ngõ ra trạng thái Counter
CV- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng Hex )
CV_BCD- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng BCD ) b.Ví dụ bộ đếm Counter Up
3.3 Bộ đếm xuống (S_CD) a Ký hiệu bộ đếm xuống (S_CD)
Hình 3- 25 Ký hiệu bộ đếm xuống S-CD
CD- Ngõ vào tín hiệu đếm lùi (Theo sườn) Có giá trị kiểu BOOL S- Cho phép đặt giá trị PV vào bộ đếm CV
PV- Giá trị đặt Có giá trị trong khoảng 0->999
Q- Ngõ ra trạng thái Counter
CV- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng Hex )
CV_BCD- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng BCD ) b Ví dụ bộ đếm Counter Down:
3.4 Bộ đếm lên/xuống (S_CUD) a Ký hiệu Bộ đếm lên/xuống (S_CUD)
Hình 3- 26 Ký hiệu bộ đếm lên/xuống S-CUD
CU/CD- Ngõ vào tín hiệu đếm lên/xuống (theo sườn) Có giá trị kiểu BOOL S- Cho phép đặt giá trị PV vào bộ đếm CV
PV- Giá trị đặt Có giá trị trong khoảng 0->999
Q- Ngõ ra trạng thái Counter
CV- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng Hex )
CV_BCD- Ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng BCD ) b Ví dụ bộ đếm Counter Up/Down:
Bài 1 Lập trình điều khiển kiểm soát số người vào/ra a Yêu cầu bài toán :
- Kiểm tra số người vào/ra phòng
- Nếu có người trong phòng thì đèn trong phòng tự bật sáng b Thiết kế :
- Tại cửa ra vào bố trí 2 cảm biến quang
- Có 2 đèn báo khi có người vào và người ra
Hình 3- 27 Sơ đồ kết nối vào/ra c Chương trình trong PLC:
Bài 2 Lập trình đếm sản phẩm và đóng hộp trong các dây truyền sản suất a Yêu cầu công nghệ
Hình 3- 28 Công nghệ hệ thống điều khiển băng tải có đếm sản phẩm 1
Khi nhấn nút RUN, hệ thống hoạt động và nếu Photosensor1 phát hiện sản phẩm trên băng tải 1 cùng lúc với Photosensor3 phát hiện hộp đựng trên băng tải 2, PLC sẽ điều khiển băng tải 1 để chuyển sản phẩm về cuối băng tải Khi sản phẩm qua Photosensor 2, thiết bị này sẽ đếm số lượng sản phẩm, và khi đạt 5 sản phẩm, PLC sẽ dừng băng tải 1 và khởi động băng tải 2 để di chuyển hộp đựng sản phẩm ra ngoài, đồng thời đưa hộp đựng rỗng vào vị trí Chu trình này sẽ lặp lại cho đến khi nhấn nút STOP để dừng hệ thống.
Nhấn nút RUN để khởi động băng tải 1 khi cảm biến 1 phát hiện sản phẩm trên băng tải này, đồng thời cảm biến 3 xác nhận có hộp đựng trên băng tải 2.
M1 run stop hộp đựng sản phẩm hộp đựng sản phẩm photosensor3
- Băng tải 1 làm việc vận chuyển sản phẩm vào hộp đựng sản phẩm
- Khi sản phẩm qua vị trí của cảm biến 2 thì cảm biến 2 sẽ đếm số sản phẩm
Khi băng tải 1 vận chuyển 5 sản phẩm, hệ thống sẽ dừng lại và ra lệnh cho băng tải 2 hoạt động, di chuyển hộp đựng sản phẩm ra khỏi vị trí Đồng thời, hộp đựng rỗng sẽ được đưa vào vị trí để chuẩn bị cho chu trình tiếp theo.
- Hệ thống dừng khi nhấn nút STOP
Bài 3 Lập trình theo yêu cầu sau Đếm sản phẩm và đóng hộp trong các dây truyền sản suất theo yêu cầu công nghệ sau:
Khi ấn nút khởi động, băng tải hộp sẽ bắt đầu di chuyển Khi hộp được đặt đúng vị trí, băng tải sẽ dừng lại và băng tải sản phẩm sẽ hoạt động Sau khi đếm đủ 10 sản phẩm, băng tải sản phẩm sẽ dừng và băng tải hộp sẽ tiếp tục hoạt động.
Hệ thống dừng khi ấn nút Stop
Khi dừng băng, số sản phẩm hiển thị vẫn được lưu lại để đếm tiếp Muốn xóa số đếm để đếm lại từ đầu ấn giữ nút dừng trong 2s
Hình 3- 29 Công nghệ hệ thống điều khiển băng tải có đếm sản phẩm 2
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRẠM PHÂN LOẠI SẢN PHẨM KIM LOẠI VÀ KHÔNG PHẢI KIM LOẠI
CẤU TẠO CỦA TRẠM
Hình 4- 1 Hệ thống băng tải
Trong ngành công nghiệp, cảm biến thường được thiết kế với ba đầu dây, mỗi đầu dây có màu sắc được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế Ngoài ra, cũng có một số loại cảm biến chỉ có hai đầu dây.
4 đầu dây (đọc manual có hướng dẫn chi tiết)
+ Dây màu nâu (Brown – BN) hoặc màu đỏ (Red – RD): cấp nguồn dương 24VDC
Dây màu đen (BK) là ngõ ra của tín hiệu và có hai loại là npn hoặc pnp Dây màu xanh dương (BU) được sử dụng để cấp nguồn âm, kết nối với 0 VD Cảm biến điện cảm là một trong những ứng dụng quan trọng của các loại dây này.
Hình 4- 2 Cảm biến tiệm cận điện cảm
+ Điện áp định mức: 10 – 30 VDC
+ Tần số hoạt động: 800Hz
+ Khoảng cách tác động: tùy theo từng loại mà khoảng cách tác động khác nhau, như: 2mm, 4mm, 8mm, 10mm,…18mm
Cảm biến từ chủ yếu hoạt động khi có vật kim loại đến gần, trong khi một số ít chỉ phản ứng với vật có từ tính Ngoài ra, bộ cảm biến điện dung cũng là một loại cảm biến quan trọng trong ứng dụng công nghệ hiện đại.
Hình 4- 3 Cảm biến tiệm cận điện dung
+ Điện áp định mức: 10V – 30V DC
+ Dòng điện ngõ ra: 200mA
+ Khoảng cách tác động: Tuỳ từng loại cảm biến mà có các khoảng cách tác động 2mm; 4mm; 8mm; 10mm… đến 18mm
+ Vật tác động: kim loại, chất lỏng c Cảm biến quang:
Hình 4- 4 Cảm biến quang điện
- Điện áp định mức: 10V – 30V DC
- Dòng điện ngõ ra: 400mA
- Khoảng cách tác động: Loại phản xạ: 50mm đến 600mm, loại thu phát riêng kiểu che chắn: 20cm đến 20m
1.3 Các thiết bị khí nén a Xy lanh
Hình 4- 5 Các loại xylanh b Van điện từ
Hình 4- 6 Các loại van điện từ
YÊU CẦU CÔNG NGHỆ
- Chế độ Man: Vận hành do trực quan của người vận hành
- Chế độ Auto: Chuyển công tắc sang chế độ Auto
Có 2 loại phôi cần phân loại như sau:
Hình 4- 7 Phôi Kim loại và không phải kim loại
Hệ thống chỉ hoạt động khi S1 phát hiện có phôi trong hộp đựng sản phẩm
Xy lanh 1Y1 đẩy phôi vào băng tải và khi băng tải hoạt động, phôi được vận chuyển đến vị trí S2 Tại đây, động cơ khí nén 1Y2 quay cánh tay robot sang trái cho đến khi gặp cảm biến B4 thì dừng lại Xy lanh 1Y3 sau đó đẩy cánh tay robot đến vị trí B6 và dừng lại, tiếp theo xy lanh 1Y4 hạ cánh tay robot xuống đến cảm biến B8 rồi dừng Động cơ khí nén 1Y5 kẹp sản phẩm, và khi cảm biến B9 tác động, xy lanh 1Y4 nâng sản phẩm lên đến cảm biến B7 thì dừng Tiếp theo, xy lanh 1Y3 thu cánh tay robot về vị trí B5, sau đó van 1Y4 đẩy cánh tay robot xuống đến cảm biến B8 Khi phôi gặp cảm biến S3, sản phẩm được phân loại; nếu là kim loại, van 1Y6 đẩy hộp đựng sản phẩm đến cảm biến B11 và dừng Van 1Y5 nhả sản phẩm vào hộp đến cảm biến B9 rồi dừng, sau đó van 1Y4 nâng cánh tay robot lên đến cảm biến B7 Nếu sản phẩm không phải kim loại, van 1Y6 không tác động Cuối cùng, van 1Y3 thu cánh tay robot về vị trí B5, hoàn tất quy trình phân loại phôi, và quá trình lặp lại cho đến khi hết phôi Trong trường hợp xảy ra sự cố, ấn nút dừng khẩn.
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
3.1 Bảng địa chỉ vào/ra
SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA PLC VÀ CÁC THIẾT BỊ VÀO/RA
4.1 Sơ đồ chuyển đổi nguồn 220VAC/24VDC
Hình 4- 8 Sơ đồ kết nối bộ chuyển đổi nguồn AC220/24VDC
4.2 Sơ đồ kết nối PLC
Hình 4- 9 Sơ đồ kết nối đầu vào/ra của PLC
4.3 Mạch điều khiển động cơ
Hình 4- 10 Sơ đồ điều khiển động cơ
4.4 Mạch điều khiển khí nén
Hình 4- 11 Sơ đồ điều khiển van 1Y1, 1Y2, 1Y3
Hình 4- 12 Sơ đồ điều khiển van 1Y4, 1Y5, 1Y6
BÀI TẬP ỨNG DỤNG
Phân loại sản phẩm theo yêu cầu công nghệ sau :
Hệ thống chỉ hoạt động khi S1 phát hiện có phôi trong hộp đựng sản phẩm
Xy lanh 1Y1 đẩy phôi vào băng tải khi băng tải hoạt động, phôi được vận chuyển đến vị trí S2, nơi xy lanh 1Y2 quay cánh tay robot sang trái và dừng lại khi gặp cảm biến B4 Tiếp theo, xy lanh 1Y3 đẩy cánh tay robot đến vị trí B6 và dừng, sau đó xy lanh 1Y4 hạ cánh tay xuống vị trí cảm biến B8 và dừng lại Động cơ khí nén 1Y5 kẹp sản phẩm, và khi cảm biến B9 tác động, xy lanh 1Y4 nâng sản phẩm lên đến vị trí cảm biến B7 rồi dừng lại Sau đó, xy lanh 1Y3 thu cánh tay robot về vị trí B5, và xy lanh 1Y4 hạ cánh tay xuống đến cảm biến B8 Phôi gặp cảm biến S3 để phân loại sản phẩm; nếu là kim loại, van 1Y6 đẩy hộp đựng sản phẩm đến vị trí cảm biến B11 Van 1Y5 nhả sản phẩm vào hộp đến cảm biến B9, sau đó van 1Y4 nâng cánh tay robot lên đến cảm biến B7, và nếu sản phẩm là kim loại, van 1Y6 thu hộp đựng về vị trí cảm biến B10.
Cánh tay robot dừng lại tại vị trí cảm biến B5 sau khi hoàn thành quy trình phân loại phôi Quá trình này lặp lại ba lần trước khi kết thúc Trong trường hợp xảy ra sự cố nguy hiểm trong quá trình vận hành, người điều khiển có thể ấn nút dừng khẩn cấp.
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRẠM PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO
Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị
Hình 5- 2 Sơ đồ kết nối đầu vào/ra của PLC
Sơ đồ mạch điều khiển động cơ
Hình 5- 3 Sơ đồ điều khiển động cơ
Sau khi ấn nút Start S101, hệ thống sẽ bắt đầu làm việc Nếu sau 5 giây khởi động mà không có sản phẩm nào được tạo ra, hệ thống sẽ tự động dừng hoạt động.
Có sản phẩm thì băng tải 2B, băng tải 3, băng tải 4 làm việc (các băng tải được điều khiển bởi động cơ M102B, M104, M104) Khi có sản phẩm trên băng tải
Băng tải di chuyển khay sản phẩm qua các cảm biến S3, S4, S5, S6 Nếu khay chứa kim loại, S3 sẽ kích hoạt van khí nén để cho khay đi qua; nếu không có kim loại, S3 không tác động và hệ thống sẽ dừng sau 3 giây Khi sản phẩm kim loại di chuyển đến băng tải 2B, cảm biến S2 sẽ kích hoạt xy lanh Y4 để đẩy sản phẩm xuống và cảm biến B3 sẽ kích hoạt động cơ M2A, chuyển khay sang băng tải 4 Tại S7, van khí nén sẽ cho phép khay đi qua, trong khi S8 dừng động cơ M3 và M1A, đồng thời M1B hoạt động để nhận sản phẩm từ băng tải 4 Khay sản phẩm sẽ gặp CTHTS1, kích hoạt xy lanh Y1 nâng sản phẩm lên, và khi cảm biến B2 hoạt động, động cơ M1A và M3 sẽ có điện để tiếp tục quá trình, lặp lại sau mỗi 3 sản phẩm.
Nếu S5 không tác động SP là nhựa sẽ dừng ở vị trí CTHTS1
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRẠM XUẤT VÀ
CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG ASRS
Cấu tạo của trạm ASRS bao gồm:
⑤ Cảm biến tiệm cận điện từ
Hình 6- 1 Sơ đồ tổng thể của hệ thống
Cơ cấu nâng hạ giúp hệ theo phương đứng (Y) thống di chuyển tới các tầng khác nhau một cách linh hoạt
Hình 6- 2 Cơ cấu di chuyển theo phương Y
Cơ cấu di chuyển theo phương dọc (Z) bằng thanh trượt có nhiệm vụ vào phòng chờ lấy palel và cất palel
Hình 6- 3 Cơ cấu di chuyển theo phương Z
Cơ cấu di chuyển ngang (X) bằng trục vit me có nhiệm vụ đưa đua cơ cấu nâng hạ đến vị trí cất và lấy palel
Hình 6- 4 Cơ cấu di chuyển theo phương X
- Di chuyển đến vị trí 2 (trục X): Vị trí ban đầu là vị trí 1
- Đưa Palel vào vị trí
- Di chuyển pallet ở vị trí (1.1) đến (2.1)
3.1 Bảng địa chỉ vào/ra
TT Ký hiệu Địa chỉ Ghi chú
3 RESET I0.2 Khởi động lại hệ thống
5 XB1 I0.4 Cảm biến vị trí bắt đầu XB 1
6 XB2 I0.5 Cảm biến vị trí XB 2
7 XB3 I0.6 Cảm biến vị trí XB 3
8 XB4 I0.7 Cảm biến vị trí XB 4
9 XB5 I1.1 Cảm biến vị trí XB 5
10 YB1 I1.2 Cảm biến vị trí YB 1
11 YB2 I1.3 Cảm biến vị trí YB 2
12 YB3 I1.4 Cảm biến vị trí YB 3
13 YB4 I1.5 Cảm biến vị trí YB 4
14 ZB1 I1.6 Cảm biến vị trí ZB 1
15 ZB2 I1.7 Cảm biến vị trí ZB 2
16 ZB3 I2.0 Cảm biến vị trí ZB 3
4 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA PLC VÀ CÁC THIẾT BỊ VÀO/RA
4.1 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị
Hình 6- 5 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị xmA
24n xB1 xB2 XB3 XB4 xB5 YB1 YB2 YB3 1YB4 ZB1 ZB2
Stop Reset EMG ZB3 xmB YmA YmB ZmA ZmB k1 k1 k2 k3 k4 k5 k6
4.2 Sơ đồ điều khiển động cơ
Hình 6- 6 Sơ đồ điều khiển động cơ
Lập trình theo yêu cầu công nghệ sau: Ấn S1 để khởi động hệ thống Ấn S2 để dừng hệ thống
Khi có xe vào, muốn cất xe ta ấn S3 để chuẩn bị cất xe
Để cất xe vào phòng, người dùng ấn S4, kích hoạt động cơ 2 và cơ cấu chuyển động theo phương đứng di chuyển xuống gặp cảm biến 1 thì dừng lại Đồng thời, động cơ 3 hoạt động đưa buke đến vị trí lấy xe, dừng lại khi gặp công tắc hành trình 1 Tiếp theo, động cơ 2 được cấp điện trở lại, cơ cấu chuyển động ngược lên gặp cảm biến 2 và dừng lại, sau đó động cơ 3 di chuyển dọc đưa xe ra đến công tắc hành trình 2 và dừng lại Động cơ 1 sau đó hoạt động đưa xe đến cảm biến 6, tại đây động cơ 1 dừng, và động cơ 3 tiếp tục đưa xe vào vị trí công tắc hành trình 1, sau đó dừng lại Tiếp theo, động cơ 2 di chuyển xuống gặp cảm biến 1 và dừng, trong khi động cơ 3 đưa buke ra ngoài đến công tắc hành trình 2 thì dừng lại Cuối cùng, động cơ 1 di chuyển đến cảm biến 5 và dừng, kết thúc một chu trình lấy xe.
Quá trình cất xe ở các phòng khác hoàn toàn tương tự
Để lấy xe, người dùng chỉ cần ấn nút lấy xe S8 và nhập số phòng (ví dụ: phòng 2.2) Hệ thống sẽ hoạt động khi động cơ 1 di chuyển dọc đến vị trí cảm biến 7 và dừng lại Đồng thời, động cơ 2 sẽ nâng cơ cấu lên đến cảm biến 3 Sau đó, động cơ 3 sẽ di chuyển ngang để đưa xe đến vị trí lấy xe và dừng lại khi gặp công tắc hành trình 1 Tiếp theo, động cơ 2 sẽ nâng xe tại phòng 2.2 lên đến cảm biến 4 và dừng lại, trong khi động cơ 3 di chuyển ngang để đưa xe ra ngoài gặp công tắc hành trình 2 và dừng lại.
Khi cơ cấu cảm biến 102 dừng lại ở vị trí 5, động cơ 3 sẽ hoạt động, di chuyển theo phương ngang để đưa xe vào vị trí trả Khi xe gặp công tắc hành trình 1, động cơ 2 sẽ được kích hoạt để di chuyển theo phương đứng, cho đến khi gặp cảm biến 1 và dừng lại, hoàn tất quá trình lấy xe.
Quá trình lấy xe ở các phòng khác hoàn toàn tương tự
