Đồ án Điều Khiển Cầu Trục

Bài toán công nghệ

Sơ đồ công nghệ

Trong đó: A, B, C, D là các công tắc hành trình Quá trình P, T và X, L được điều khiển bởi 2 động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc.

1 Hãy tổng hợp mạch điều khiển cho công nghệ trên theo phương pháp Grafcet

2 Lập trình cho hệ thống điều khiển công nghệ trên sử dụng ngôn ngữ PLC

3 Thiết kế giao diện điều khiển sử dụng phần mềm.

Quá trình công nghệ

 Hệ thống gồm 2 cơ cấu được điều khiển bởi 2 động cơ Động cơ 1 điều khiển cơ cấu sang trái (T), phải (P) Động cơ 2 điều khiển cơ cấu lên (L), xuống (X)

 Trạng thái ban đầu các cơ cấu thu về, động cơ dừng hoạt động

 Ấn stop kéo vật về vị trí ban đầu Khởi động lại bằng nút Start

Sau khi nhấn nút khởi động, động cơ bắt đầu hoạt động Động cơ 1 điều khiển cơ cấu 1 di chuyển sang phải (P) cho đến khi gặp cảm biến D, sau đó chuyển hướng sang trái (T) và dừng lại khi chạm vào cảm ứng B.

 Sau đó động cơ điều khiển cơ cấu 2 đi xuống (X), gặp cảm ứng C thì đi lên (L) gặp cảm biến B thì dừng lại

Khi động cơ điều khiển cơ cấu 2 hoàn thành hành trình đi lên và gặp cảm ứng B, động cơ 1 sẽ điều khiển cơ cấu 1 di chuyển sang trái Khi cơ cấu 1 gặp cảm ứng A, động cơ 1 sẽ dừng lại.

Cầu trục dầm đơn và cầu trục dầm đôi được xem là 2 loại cầu trục phù hợp trang bị cho các nhà xưởng

Hình 1.3 Cầu trục dầm đôi

Cầu trục dầm đơn có cấu tạo kiểu dầm I, H đúc hoặc dầm hộp với cơ cấu palang treo bên dưới Thiết kế của cầu trục này rất đơn giản và gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt Chi phí sản xuất cho một bộ cầu trục dầm đơn cũng thấp hơn so với các loại cầu trục đặc biệt khác Sức nâng của cầu trục dầm đơn dao động từ 500kg đến 20 tấn, với khẩu độ được thiết kế chính xác theo diện tích nhà xưởng hiện có.

Cầu trục dầm đôi có cấu tạo dạng dầm hộp với palang nâng hạ di chuyển trên dầm chính, đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp hơn so với dầm đơn và chi phí chế tạo cao hơn.

Cầu trục dầm đôi có sức nâng từ 2 tấn đến 200 tấn hoặc hơn, tùy theo yêu cầu Khẩu độ của cầu trục này dao động từ 6m đến 50m, phù hợp với nhiều ứng dụng trong công nghiệp.

Vì sao nên trang bị 2 loại cầu trục dầm đơn và dầm đôi?

• Đây là 2 loại cầu trục tiêu chuẩn nên chi phí đầu tư tối ưu hơn rất nhiều so với loại cầu trục phải thiết kế đặc biệt.

• Tính năng sử dụng 2 loại cầu trục này đặc biệt phù hợp với các nhà xưởng sản xuất, lắp ráp thiết bị.

• Thiết bị chính đa dạng về mẫu mã, nguồn gốc xuất xứ với nhiều tùy chọn cho khách hàng.

• Đa số các nhà cung cấp cầu trục tại việt nam có khả năng cung cấp 2 loại cầu trục này.

Những lưu ý khi thiết kế dầm cầu trục

Cần tối ưu hóa vật liệu chế tạo để đảm bảo dầm có khả năng chịu tải trọng tối đa, đồng thời duy trì hệ số an toàn hợp lý nhằm tránh lãng phí vật tư và giảm chi phí.

Luôn tính toán độ võng cho phép theo tiêu chuẩn VN

Quy định cụ thể các phương pháp, % kiểm tra không phá hủy các mối hàn quan trọng trên dầm cầu trục (đặc biệt là các mỗi hàn nối tấm).

Thiết kế cần chỉ rõ kích thước tổng quát và dung sai kích thước áp dụng Đồng thời, việc xác định kiểu liên kết tối ưu giữa dầm cầu trục và dầm biên là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ bền của cấu trúc.

Các thiết bị sử dụng

PLC S7-1200

a Giới thiệu tổng quan về PLC S7-1200 Siemen

•Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm PLC S7–1200 dùng để thay thế dần cho PLC S7-200

•S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa.

• 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng

• 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển mô-đun trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm

• 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

• 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

• Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

• S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP

• Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn:

+ Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC-PLC

• Dùng kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở

• Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo

• Hỗ trợ 16 kết nối ethernet

• TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

• Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình:

6 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đo lường, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz

• 2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí động cơ bước hay bộ lái servo (servo drive)

• Ngõ ra điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ…

• 16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển (auto- tune functionality)

Board tín hiệu mở rộng giúp mở rộng tín hiệu vào/ra bằng cách gắn trực tiếp phía trước CPU, cho phép tăng cường khả năng kết nối mà không cần thay đổi kích thước của hệ điều khiển.

+ Mỗi CPU có thể kết nối tối đa 8 module mở rộng tín hiệu vào/ra.

+ Ngõ vào analog 0-10V được tích hợp trên CPU

3 module truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộng khả năng truyền thông, vd module RS232 hay RS485

+ Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay khi cập nhật firmware

+ Chẩn đoán lỗi online / offline

• Các hệ thống, hay ứng dụng S7 1200 trong các hệ thống nào?

PLC S7 1200 là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống nhỏ và vừa, được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tự động hóa Nó phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp và loại máy móc khác nhau, bao gồm cấp nước, xử lý nước thải, giám sát năng lượng, giám sát hệ thống điện, máy đóng gói, máy chế biến thực phẩm và dây chuyền băng tải.

S7-1200 có 5 dòng là CPU 1211C, CPU

PLC S7-1200 CPU 1211C có bộ nhớ làm việc 50KB work memory.

KẾT LUẬN: S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200.

 Bộ nhớ làm việc: 50Kb

 Bộ nhớl ưu trữ: 2Mb

- Ngõ vào ra số: 14 In/10 Out

- Ngõ vào ra tương tự: 2 in

- Vùng nhớ Truy suất bit (M): 4096Byte

- Module tín hiệu mở rộng: 8

- Board tín hiệu/truyền thông:1

- Bộ đếm tốc độ cao: Hình 2.1 PLC S7-1214C

- Ngõ ra xuất xung tốc độ cao: 2

- Thời gian thực khi mất nguồn nuôi: 10 ngày

Bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng mở rộng khả năng I/O cho CPU bằng cách thêm vào cả I/O kiểu số và kiểu tương tự SB được kết nối ở phía trước của CPU, tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và điều khiển các tín hiệu.

SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)

SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự.

 Các LED trạng thái trên SB

 Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra c Các module tín hiệu.

Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức năng Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.

 Các LED trạng thái dành cho I/O của module tín hiệu

 Bộ phận kết nối đường dẫn

 Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo d Các module truyền thông.

Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng bổ sung vào hệ thống Có 2 module truyền thông: RS232 và RS485.

 CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông

 Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM khác)

 Các LED trạng thái dành cho module truyền thông

 Bộ phận kết nối truyền thông e Các bảng hiển thị.

SIMATIC HMI Basic Panels cung cấp các thiết bị màn hình cảm ứng tiêu chuẩn cho việc điều khiển và giám sát các nhiệm vụ cơ bản, với cấp độ bảo vệ IP65 và chứng nhận CE, UL, cULus và NEMA 4x PLC S7-1200 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng, bao gồm hệ thống băng tải, điều khiển đèn chiếu sáng, bơm cao áp, máy đóng gói, máy in, máy dệt và máy trộn.

Động cơ ba pha roto lồng sóc

Hình 2.1: Cấu tạo động cơ không đồng bộ a Phần tĩnh (Stato)

- - Vỏ máy: Để cố định lõi thép và dây quấn, không dùng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại.

- - Lõi thép: Là phần dẫn từ, được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày

- Lõi thép: Dẫn từ, làm từ những lá thép kỹ thuật điện, phía ngoài có xẻ rãnh.

Dây quấn của roto lồng sóc được đặt trong các rãnh và kết nối với thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm, kéo dài ra khỏi lõi thép Hai đầu của dây quấn được nối tắt lại bằng hai vành ngắn mạch.

Dòng điện 3 pha trong dây quấn stator tạo ra từ trường quay, dẫn đến việc tạo ra dòng điện trong các thanh dẫn của rotor lồng sóc, khiến rotor bắt đầu quay.

Dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn sẽ biến đổi do từ thông cắt qua mỗi cặp thanh dẫn khác nhau và hướng của chúng cũng khác nhau Sự thay đổi này khiến dòng điện trên các thanh dẫn thay đổi theo thời gian.

Dòng điện trong rotor được sinh ra nhờ hiện tượng cảm ứng, không phải do nguồn cấp trực tiếp Để tăng cường hiện tượng cảm ứng điện từ, các lá thép điện từ được lắp đặt bên trong rotor.

Các thiết bị khác

Công tắc hành trình là cảm biến dùng để đóng ngắt mạch điều khiển, trong đó công tắc giới hạn là một loại công tắc hành trình Công tắc giới hạn cơ học, với các kiểu như cần gạt, đòn bẩy, nút nhấn và pít-tông, được kích hoạt khi tiếp xúc với vật khác Khi vật thể chạm vào bộ truyền động của công tắc, thiết bị sẽ được đưa đến “giới hạn” của nó, dẫn đến việc thay đổi trạng thái của các tiếp điểm, cụ thể là mở tiếp điểm trong mạch thường đóng và đóng tiếp điểm trong mạch thường mở.

Kí hiệu công tắc hành trình

Một số ứng dụng của công tắc hành trình

- Phát hiện sự tiếp xúc của đối tượng

Hình 2.3.1 Công tắc hành trình

- Phát hiện phạm vi di chuyển

- Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động

Rơ le trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm.

Rơ le trung gian, hay còn gọi là rơ le kiếng, là một loại công tắc chuyển đổi hoạt động nhờ vào điện Trạng thái ON hoặc OFF của rơ le phụ thuộc vào sự có mặt của dòng điện đi qua nó.

Cấu tạo của rơ le trung gian

Rơ le trung gian được cấu tạo từ lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp, hoặc kết hợp cả hai Lõi thép động được giữ cố định bởi lò xo và được định vị bằng một vít điều chỉnh.

Nguyên lí hoạt động của rơ le trung gian

Khi dòng điện chạy qua rơ le, nó kích hoạt các cuộn dây bên trong, tạo ra một từ trường hút Từ trường này tác động lên đòn bẩy nội bộ, dẫn đến việc đóng hoặc mở các tiếp điểm điện, từ đó thay đổi trạng thái của rơ le Số lượng tiếp điểm thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy thuộc vào thiết kế của rơ le.

Rơ le có hai mạch độc lập, trong đó một mạch điều khiển cuộn dây của rơ le, cho phép kiểm soát trạng thái ON hoặc OFF bằng cách cho dòng điện chạy qua cuộn dây Mạch còn lại kiểm soát dòng điện cần thiết, xác định liệu dòng điện có đi qua rơ le hay không, dựa vào trạng thái ON hoặc OFF của rơ le.

Rơle TG Ứng dụng của rơ le

Rơ le trung gian sở hữu từ 4 đến 6 tiếp điểm, cho phép hoạt động mở và đóng linh hoạt Thiết bị này thường được sử dụng để truyền tín hiệu khi rơ le chính không đủ khả năng thực hiện chức năng đóng và ngắt.

Nó được tích hợp trong các bảng mạch điều khiển điện tử cả trong lĩnh vực dân dụng và công nghiệp, nhờ vào thiết kế nhỏ gọn và khả năng lắp đặt dễ dàng.

Công tắc tơ, hay còn gọi là khởi động từ, là thiết bị điện hạ áp quan trọng, có chức năng đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực Nhờ vào contactor, người dùng có thể điều khiển hiệu quả các thiết bị như động cơ, tụ bù và hệ thống chiếu sáng thông qua các phương thức như nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.

Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của contactor

Contactor bao gồm 3 bộ phận chính:

1 Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm; Lõi sắt; Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.

2 Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.

3 Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ

Tiếp điểm chính có khả năng cho dòng điện lớn đi qua và thường ở trạng thái hở, sẽ đóng lại khi nguồn được cấp vào mạch từ của contactor trong tủ điện, giúp mạch từ hút lại.

• Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A.

Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở.

Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm duy trì trạng thái đóng khi cuộn dây nam châm trong contactor không có điện Khi contactor hoạt động, tiếp điểm này sẽ mở ra, trái ngược với tiếp điểm thường mở.

Hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp đặt trong mạch điện động lực, trong khi các tiếp điểm phụ được sử dụng trong hệ thống mạch điều khiển của Contactor Contactor mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng điều khiển hiệu quả và an toàn cho các thiết bị điện.

Contactor có kích thước nhỏ gọn, giúp tận dụng không gian hẹp cho việc lắp đặt và thao tác mà cầu dao không thể thực hiện Với khả năng điều khiển đóng cắt từ xa và vỏ ngăn hồ quang, contactor đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người thao tác với hệ thống điện Thời gian đóng cắt nhanh, độ bền cao và hoạt động ổn định là những ưu điểm nổi bật của thiết bị này Chính vì vậy, contactor được sử dụng rộng rãi trong việc điều khiển đóng cắt trong mạch điện hạ áp, đặc biệt là trong các nhà máy công nghiệp.

Contactor là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện.

Trong ngành công nghiệp, contactor đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động của động cơ và thiết bị điện, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành Đây là một giải pháp tự động hóa hiệu quả, sử dụng phương pháp cơ điện Mặc dù không xử lý các quy trình phức tạp, nhưng contactor mang lại sự đơn giản, ổn định cao và dễ dàng trong việc sửa chữa.

Phương pháp Grafcet

Khái niệm và các thành phần

Grafcet, viết tắt của tiếng Pháp” Graphe fonctionnel de commande estape transition”, là một đồ hình chức năng cho phép mô tả các trạng thái làm việc của hệ thống và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái khác

Phương pháp grafcet biểu diễn các quá trình công nghệ dưới dạng lưu đồ (graph) các trạng thái làm việc a Các giai đoạn

Mỗi giai đoạn trong biểu đồ được thể hiện bằng một ô vuông hoặc chữ nhật, trong đó có ghi số thứ tự của giai đoạn Đặc biệt, giai đoạn ban đầu (giai đoạn xuất phát) được trình bày bằng ô vuông nét đúp và ghi số 0 (hoặc số 1).

Một giai đoạn có thể được phân loại là tích cực hoặc không tích cực Giai đoạn tích cực xảy ra khi nhịp đang được thực hiện, trong khi giai đoạn không tích cực bao gồm các giai đoạn đã hoặc chưa được thực hiện tại thời điểm xem xét Mỗi giai đoạn có những hành động đặc trưng phù hợp với tình trạng của nó, và những hành động này chỉ được thực hiện khi giai đoạn đó đang ở trạng thái tích cực Để biểu thị một giai đoạn tích cực, chúng ta sử dụng dấu chấm trong giai đoạn đó.

Biến cố là sự kiện ngăn cách hai giai đoạn kế tiếp nhau theo luật xen kẽ: giai đoạn trên – biến cố - giai đoạn dưới …

Khi hệ thống đang trong giai đoạn tích cực và một biến cố xảy ra, nó sẽ chuyển sang giai đoạn tích cực tiếp theo, dẫn đến việc giai đoạn trước đó mất đi tính tích cực Biến cố này được biểu thị bằng một đường ngang, đóng vai trò như một rào cản giữa hai giai đoạn.

Các điều kiện logic liên quan đến các biến cố có thể được biểu diễn dưới dạng một biểu thức logic kết hợp thông tin bên ngoài như người thao tác, công tắc hành trình, và các đầu dò, cùng với thông tin bên trong như mức đạt của các bộ trễ và bộ đếm.

Các điều kiện logic có thể gây ra sự thay đổi trạng thái của các biến điều khiển hoặc hàm ra, như minh họa trong hình 3.14a Để chuyển động từ trạng thái 5 xuống 6, cần có sự xuất hiện của sườn lên của biến a, trong khi để chuyển từ trạng thái 6 xuống 7, cần có sự xuất hiện của sườn xuống của biến Y.

Khi thời gian được xem là một yếu tố logic, cần phải chỉ rõ thời điểm gốc và khoảng thời gian kéo dài tính từ thời điểm đó.

Khi một giai đoạn tích cực được xác định làm mốc thời gian cho một khoảng thời gian trễ, nó có thể được thể hiện như một hành động liên quan đến giai đoạn đó.

Các đường định hướng trong Grafcet chỉ ra các con đường vận động, kết nối các giai đoạn với biến cố theo quy tắc xen kẽ Chúng có thể được vẽ theo chiều ngang hoặc thẳng đứng, với hướng liên lạc từ trên xuống dưới Các đường liên lạc vào và ra khỏi giai đoạn cần được vẽ vuông góc với giai đoạn mà không cần ghi dấu mũi tên Mũi tên chỉ được sử dụng khi biến cố trở về trạng thái ban đầu hoặc khi Grafcet có phân nhánh hoặc quay vòng.

Các hành động đầu ra liên quan đến các giai đoạn chỉ được thực hiện khi giai đoạn đó tích cực Những hành động này rất đa dạng và có thể được minh họa qua hình ảnh bên dưới.

Hình 2.1 Các loại hành động có thể xảy ra

Có các kiểu hành động gắn liền với các giai đoạn như dưới đây

Hành động có điều kiện là việc thực hiện một đầu ra liên quan đến một giai đoạn, thường phải tuân theo các điều kiện logic dựa trên sự thay đổi tín hiệu vào hoặc trạng thái tích cực hay không của một giai đoạn khác Ví dụ, trong hình 2.1b, hành động bật sáng đèn L1 được xem là một hành động có điều kiện.

Hành động mức: là hành động được thực hiện suốt cả thời gian mà giai đoạn nó gắn vào ở trạng thái tích cực.

Hành động xung là hành động được thực hiện ngay khi giai đoạn liên quan trở nên tích cực và chỉ kéo dài trong một khoảng thời gian nhất định.

2.2 Các kiểu kết cấu của Grafcet

Phần dưới đây sẽ đưa ra các kiểu kết cấu cũng như các thuật ngữ tên gọi các kiểu kết cấu đó. a Phân phối đồng thời (hình a)

Trong giai đoạn 2 và giai đoạn 3, các liên lạc được kết nối với biến cố a và được nhóm lại bởi hai nét song song Quy tắc chuyển tiếp xác định rằng khi giai đoạn 1 hoạt động tích cực và biến cố a có hiệu lực, hệ thống sẽ đồng thời chuyển tiếp đến cả hai giai đoạn 2 và 3.

Để chuyển sang giai đoạn 6, hệ thống cần có sự tích cực ở cả giai đoạn 4 và giai đoạn 5, cùng với sự biến đổi có hiệu lực Sau khi giai đoạn 6 đạt được sự tích cực, giai đoạn 4 và 5 sẽ không còn tích cực nữa.

Khi giai đoạn 7 đang tích cực, thì xảy ra các trường hợp sau.

+ Nếu biến cố c có hiệu lực và biến cố d không hiệu lực (hoặc không xuất hiện kịp) thì hệ chuyển sang giai đoạn 8

+ Nếu biến cố d có hiệu lực và biến cố c không hiệu lực (hoặc không xuất hiện kịp) thì hệ chuyển sang giai đoạn 9.

Hệ thống sẽ lựa chọn một trong hai nhánh để tiếp tục giai đoạn Nếu biến cố c và d xảy ra đồng thời, thì giai đoạn 8 và giai đoạn 9 sẽ đều có tác động tích cực, tương tự như kiểu phân phối đồng thời.

Các ký hiệu và cách xác định hàm logic điều khiển của các trạng thái

Biểu diễn trạng thái bằng các ô hình chữ nhật, mỗi ô thể hiện một trạng thái cụ thể Sử dụng mũi tên để chỉ sự chuyển đổi giữa các trạng thái, trong đó trạng thái mới sẽ phủ định trạng thái trước và đi kèm với các điều kiện nhất định.

Ta ký hiệu tác nhân kích thích thứ i là ti, tín hiệu ra của trạng thái thứ i là Si

Quy tắc hoạt động của Grafcet (Quy tắc vượt qua chuyển tiếp)

Khi một chuyển tiếp được vượt qua sẽ:

- Làm hoạt động trạng thái kế tiếp

- Khử hoạt động của trạng thái đầu vào của chuyển tiếp

2.5 Grafcet và hàm logic tương ứng

Si: Là tín hiệu ra của trạng thái thứ i ai: Là tác nhân kích thích vào chuyển tiếp ti

Trình tự thiết kế theo phương pháp Grafcet

Bước 1: Phân tích tín hiệu vào/ra

Bước 2: Lập Grafcet 1 (G1) là một sơ đồ trạng thái, trong đó các trạng thái được ghi chú bằng chữ, mô tả chi tiết các hành vi hoạt động công nghệ theo yêu cầu.

Bước 3 trong quy trình là lập Grafcet 2 (G2), trong đó cần chọn thiết bị với các tín hiệu vào là thiết bị điều khiển và các tín hiệu ra là thiết bị chấp hành Thay vì mô tả công nghệ bằng chữ viết, hãy sử dụng ký hiệu để biểu thị các thiết bị vào và ra.

Bước 4: Thiết lập các phương trình logic của các phần tử

Bước 5: Thiết lập mạch lực và mạch điều khiển

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG SỬ DỤNG NGÔN NGỮ PLC 39 1 Tạo PLC tag _39 2 Chương trình PLC 40 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ MÔ PHỎNG _46 4.2 Phần mềm Scada của Siemens

Tạo dự án mới với SIMATIC WINCC (khởi tạo 1 hệ scada với WinCC Professional

WinCC Professional is a comprehensive SCADA system designed for applications requiring a high number of runtime tag connections, offering faster processing speeds compared to Simatic HMI screens The implementation involves several key steps to ensure optimal performance and efficiency.

To start a new project, initiate the creation of a project and select the PC systems design option Add a new device by choosing the Devices & Networks section, then select the PC systems SIMATIC HMI application WinCC RT Professional Name the screen and choose the version to use before adding it to the project.

Bước 2: chọn card máy tính truyền thông giao tiếp với PLC: Device view

Communication modules chọn card truyền thông giao tiếp Profinet/Ethernet hay Profibus… Ở đây sử dụng sẵn cổng truyền thông mạng Ethernet của máy tính thì có thể chọn

Bước 3: thực hiện kết nối truyền thông giao tiếp giữa WinCC RT Professional với

PLC: Device configuration Network view Connections HMI connection thực hiện thao tác giữ chuột kéo và nhả truyền thông giữa PLC và WinCC RT Professional

Bước 4: Thực hiện Connection với các thiết bị khác, khởi tạo các trang màn hình tương tự như các màn hình Simatic HMI ở trên

Chọn “Animations” để cài đặt cấu hình, màu sắc cho nút bấm

Kích chọn “Events” để cài đặt giá trị các nút bấm

Làm tương tự với các nút bấm còn lại Tiếp theo tạo các Circle

Chọn “Animations”, setup các bit

Làm tương tự với các Circle còn lại Ta được

Mô phỏng

Chạy Runtime Simulation on this PC

Reset chương trình Ấn Start, chọn chế độ Auto

Tác động công tắc hành trình A, động cơ sang Phải

Tác động công tắc hành trình B, động cơ sang Trái lần 1

Tác động công tắc hành trình B, động cơ 2 đi Xuống

Tác động công tắc hành trình C, động cơ 2 đi Lên

Tác động công tắc hành trình B, động cơ 1 sang Trái lần 2

Tác động CTHT A, quá trình được lặp lại

Khi có sự có, ấn Stop, hệ thống dừng

Tác động Reset khi muốn reset lại hệ thống

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

A KẾT LUẬN Đồ án đã thực hiện được những nội dung:

-Tìm hiểu công nghệ bài toán

-Tìm hiểu lựa chọn thiết bị xây dựng phần cứng cho hệ thống

-Thiết kế mạch lực mạch điều khiển cho hệ thống

-Xây dựng hàm điều khiển cho yêu cầu công nghệ sử dụng phương pháp hàm tác động

-Xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống sử dụng PLC s7-1200

-Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WINCC

-Thực hiện mô phỏng thí nghiệm bài toán công nghệ trên TIA portal

Để đạt được hiệu quả chính xác hơn trong quá trình thực hiện chu trình, nên tích hợp bộ điều khiển tốc độ và thêm biến tần vào bài toán.

1 Giáo trình Điều khiển Logic khả trình PLC (2015)

2.Thiết kế hệ thống HMI/SCADA với TIA Portal – Trần Văn Hiếu

3 Bộ tài liệu thiết kế WinCC https://plctech.com.vn/tai-lieu-wincc/

4 Trần Văn Hiếu -PLC S7-1200 với TIA PORTAl-NXB khoa học kỹ thuật

5 Tăng Văn Mùi-Nguyễn Tiến Dũng-Điều khiển logic lập trình PLC – NXB khoa học kỹ thuật

Định dạng
Số trang	67
Dung lượng	11,43 MB