Đề tài Xây dựng băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC

®å ¸n Sinh viªn thùc hiÖn: nguyÔn thÞ trang Líp: ®l - kt® 1a Ngµnh ®µo t¹o: c«ng nghÖ kü thuËt ®iÖn Tªn ®Ò tµi: x©y dùng hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm sö dông plc s7-200. Ngµy giao ®Ò: 15/03/2009 Ngµy hoµn thµnh: 20/05/2009 Néi dung cÇn hoµn thµnh: 1. M« t¶ hÖ thèng. 2. Cµi ®Æt mµn h×nh TD200 ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ thèng. 3. ViÕt ch­¬ng tr×nh cho PLC S7-200. 4. TÝnh chän thiÕt bÞ chung cña hÖ thèng. 5. S¶n phÈm cña ®Ò tµi ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt, mü thuËt. QuyÓn thuyÕt minh néi dung cña ®Ò tµi, m« h×nh cña hÖ thèng. Ngµy 09 th¸ng 03 n¨m 2009. tr­ëng khoa ®iÖn-®iÖn tö Gi¸o viªn h­íng dÉn Vò thÞ lµnh NguyÔn tiÕn h­ng NhËn xÐt cña gi¸o viªn h­íng dÉn -----—˜{™–----- NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn -----—˜{™–-----  Lêi nãi ®Çu ----˜š{›™---- Cïng víi sù tiÕn bé cña khoa häc kü thuËt vµ c«ng nghÖ, c¸c thiÕt bÞ ®iÖn - ®iÖn tö ®­îc øng dông ngµy cµng réng r·i vµ mang l¹i hiÖu qu¶ cao trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc kinh tÕ, kü thuËt, còng nh­ trong ®êi sèng x· héi. VÊn ®Ò tù ®éng ho¸ trong c«ng nghiÖp ®Ó gi¶m bít lao ®éng ch©n tay vµ n©ng cao n¨ng xuÊt lao ®éng lµ mét trong nh÷nh ®Ò tµi ®­îc c¸c b¹n sinh viªn, c¸c thÇy c« ë nh÷ng tr­êng kü thuËt quan t©m vµ nghiªn cøu nhiÒu. Tr­íc ®ßi hái cña thùc tÕ Em thÊy ®©y lµ mét lÜnh vùc sÏ ®em l¹i nhiÒu ®iÒu thó vÞ. ChÝnh v× vËy em ®­îc khoa, bé m«n vµ thÇy gi¸o giao nhiÖm vô thùc hiÖn ®Ò tµi “X©y dùng hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm sö dông plc s7-200” cho ®å ¸n häc phÇn 3 cña m×nh. §å ¸n gåm cã 4 ch­¬ng víi néi dung nh­ sau: Ch­¬ng 1: Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Ch­¬ng 2: Kh¸i qu¸t chung vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn. Ch­¬ng 3: TÝnh chän thiÕt bÞ hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm. Ch­¬ng 4: LËp tr×nh ®iÒu khiÓn. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi,mÆc dï ®· hÕt søc cè g¾ng nh­ng do thêi gian vµ tr×nh ®é cã h¹n cïng víi viÖc tham kh¶o, truy cËp tµi liÖu cßn nhiÒu h¹n chÕ v× vËy nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái sù thiÕu sãt. KÝnh mong thÇy c« gi¸o tËn t×nh chØ b¶o vµ gãp ý cho ®Ò tµi ®­îc hoµn chØnh h¬n. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !. Nam §Þnh, ngµy 20 th¸ng 5 n¨m 2009 Sinh viªn thùc hiÖn NguyÔn ThÞ Trang Môc lôc b¶ng liÖt kª h×nh vÏ vµ b¶ng Ch­¬ng 1. 8 H×nh 1.1 HÖ thèng ®iÒu khiÓn d©y truyÒn lªn mem nhµ m¸y bia. 9 H×nh 1.2 D©y truyÒn s¶n xuÊt n­íc ngät. 9 Hinh 1.3 S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 10 H×nh 1.4 Ph©n biÖt PLC víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c. 12 H×nh 1.5 HÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. 13 H×nh 1.6 H×nh ¶nh vÒ bé PLC. 15 H×nh 1.7 CÊu tróc cña mét PLC. 16 H×nh 1.8 CÊu t¹o b¨ng t¶i. 23 H×nh 1.9 B¨ng t¶i dïng ®Ó vËn chuyÓn hµng vµo kho. 24 H×nh 1.10 B¨ng t¶i lµm m¸t trong hÖ thèng s¶n xuÊt b¸nh quy xèp. 24 Ch­¬ng 2. 25 H×nh 2.1: Mµn h×nh TD200. 25 H×nh 2.2 CÊu t¹o mµn h×nh TD200. 26 Ch­¬ng 3. 33 H×nh 3.1 Mét sè ®éng c¬ sö dông trong hÖ thèng b¨ng t¶i. 34 H×nh 3.2 HÖ thèng b¨ng t¶i trong phßng thÝ nghiÖm. 36 H×nh 3.3 M« h×nh hÖ thèng b¨ng t¶i. 36 H×nh 3.4 Bé PLC S7-200. 37 H×nh 3.5 PLC S7-200 CPU 214. 38 H×nh 3.6 Cæng truyÒn th«ng. 39 H×nh 3.7 C¶m biÕn quang. 42 H×nh 3.8 KÕt nèi CPU vµ TD200 44 H×nh 3.9 KÕt nèi truyÒn th«ng S7-200 vµ TD200 45 H×nh 3.10 C¸ch l¾p TD200 víi CPU vµ module EM235 45 Ch­¬ng 4. 46 H×nh 4.1 M« h×nh ®Õm s¶n phÈm dïng PLC S7-200. 46 Ch­¬ng 1. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 1.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 1.1.1 Kh¸i qu¸t chung. ViÖc øng dông khoa häc c«ng nghÖ vµo s¶n xuÊt c«ng nghiÖp nh»m môc tiªu t¨ng n¨ng xuÊt lao ®éng, c¶i thiÖn chÊt l­îng s¶n phÈm, ®é chÝnh x¸c cao, gi¸ thµnh h¹ ... C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­îc ®­a vµo s¶n xuÊt trong c¸c xÝ nghiÖp, nhµ m¸y víi ®é tin cËy cao, ho¹t ®éng æn ®Þnh, Ýt h­ háng vµ gi¶m nh©n c«ng lao ®éng. §iÒu nµy ®ßi hái hÖ thèng ®iÒu khiÓn cã kh¶ n¨ng xö lý, kiÓm so¸t ®­îc c¸c sù cè vµ cã thÓ tù kh¾c phôc ®­îc sù cè, c¸c sai sãt khi vËn hµnh. Mét hÖ thèng nh­ trªn gäi lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Trong tÊt c¶ mäi ho¹t ®éng cña con ng­êi ë bÊt cø ®©u vµo mäi thêi ®iÓm nµo ®Òu liªn quan ®Õn kh¸i niÖm ®iÒu khiÓn. Nã lµ tËp hîp tÊt c¶ c¸c t¸c ®éng mang tÝnh tæ chøc ®Ó nh»m ®¹t ®­îc môc ®Ých mong muèn. Cã thÓ nãi ®iÒu khiÓn lµ nh©n tè cuèi cïng quyÕt ®Þnh mäi thµnh b¹i cña c¸c ho¹t ®éng. Trong c«ng nghiÖp, hÖ thèng ®iÒu khiÓn ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn chÊt l­îng s¶n phÈm, n¨ng suÊt lao ®éng vµ chi phÝ s¶n xuÊt. Sau ®©y lµ mét sè h×nh ¶nh vÒ c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt dïng trong c«ng nghiÖp cña c¸c nhµ m¸y hiÖn nay. H×nh 1.1 HÖ thèng ®iÒu khiÓn d©y truyÒn lªn mem nhµ m¸y bia. H×nh 1.2 D©y truyÒn s¶n xuÊt n­íc ngät. Tù ®éng ho¸ lµ b­íc ph¸t triÓn tiÕp theo sau c¬ khÝ ho¸ vµ ®iÖn khÝ ho¸. Tù ®éng ho¸ lµ qu¸ tr×nh sö dôngthiÕt bÞ dÓ thay thÕ chøc n¨ng kiÓm tra vµ ®iÒu khiÓn cña con ng­êi trong mét quy tr×nh s¶n xuÊt. HÖ thèng tù ®éng ho¸ b¾t ®Çu xuÊt hiÖn víi viÖc sö dông c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng kiÓm tra c¸c th«ng sè c«ng nghÖ vµ chÊt l­îng s¶n phÈm. C¸c hÖ th«ng nµy th«ng b¸o kh¸ chÝnh x¸c c¸c th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i cña thiÕt bÞ, c¸c th«ng sè cña quy tr×nh c«ng nghÖ v.v... C¸c th«ng tin nµy tr­íc ®©y chØ cã nh÷ng ng­êi dµy d¹n kinh nghiÖm míi chuÈn ®o¸n ®­îc, nh­ng còng chØ b¶o ®¶m ë møc ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®èi. C¸c th«ng tin qu¸ tr×nh hoµn thiÖn quy tr×nh c«ng nghÖ. HÖ thèng ®iÒu khiÓn côc bé c¸c chÕ ®é riªng biÖt cña quy tr×nh c«ng nghÖ lµ b­íc ph¸t triÓn tiÕp theo cña hÖ thèng tù ®éng hãa. §©y lµ sù kÕt hîp nhiÒu hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng d­íi sù kiÓm so¸t ®iÒu hµnh cña mét thiÕt bÞ tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn ®Ó ®¶m b¶o tèi ­u mét chÕ ®é nµo ®ã cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. TÊt c¶ c¸c hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng c¸c th«ng sè c«ng nghÖ còng nh­ c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn côc bé ®Òu ®­îc ®Æt d­íi sù gi¸m s¸t, ®iÒu hµnh chung cña mét trung t©m tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn. Trung t©m nµy ®¶m b¶o cho quy tr×nh c«ng nghÖ x¶y ra tèt nhÊt cña hÖ thèng ®o. Trong mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn bao giê còng ®­îc tao thµnh tõ c¸c khèi c¬ b¶n sau: ChuyÓn ®æi tÝn hiÖu ngâ vµo Xö lý tÝn hiÖu vµ ®iÒu khiÓn TÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn t¸c ®éng c¬ cÊu Khèi vµo Khèi xö lý Khèi ra (®èi t­îng ®iÒu khiÓn) TÝn hiÖu vµo KÕt qu¶ xö lý Hinh 1.3 S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn. - Khèi vµo: ChuyÓn ®æi c¸c tÝn hiÖu vËt lý thµnh c¸c tin hiÖu ®iÖn, c¸c tÝn bé chuûªn ®æi th­êng lµ nót Ên, contac, sensor, ... tuú theo bé chuyÓn ®æi mµ ta cã tÝn hiÖu ®­a vµo khèi xö lý cã d¹ng sè hay d¹ng liªn tôc. - Khèi xö lý: NhËn tÝn hiÖu thùc hiÖn c¸c thao t¸c ®¶m b¶o qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña hÖ thèng. Tõ th«ng tin cña khèi vµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn ph¶i t¹o ra ®­îc nh÷ng tÝn hiÖu cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ, hÖ thèng ®¸p øng yªu cÇu s¶n xuÊt. - Khèi ra: TÝn hiÖu ra lµ kÕt qu¶ cuèi cïng cña qu¸ tr×nh xö lý hÖ thèng ®iÒu khiÓn. C¸c tÝn hiÖu nµy ®­îc sö dông ®iÒu khiÓn c¸c c¬ cÊu, thiÕt bÞ ho¹t ®éng theo yªu cÇu cña hÖ thèng, tÝn hiÖu ra cã thÓ ®­îc håi tiÕp vÌ ngâ vµo ®Ó ®iÒu khiÓn vµ æn ®Þnh hÖ thèng. 1.1.2 Ph©n lo¹i ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn. Ph­¬ng ph¸p ®Ó h×nh thµnh c¸c t¸c ®éng ®iÒu khiÓn ®­îc gäi lµ ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn. Cã 3 ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn: - §iÒu khiÓn theo ch­¬ng tr×nh: Ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn theo ch­¬ng tr×nh ®­îc sö dông khi c¸c t¸c ®éng ®iÒu khiÓn ®· ®­îc h×nh thµnh tõ tr­íc theo mét ch­¬ng tr×nh. - §iÒu khiÓn bï nhiÔu: Ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn bï nhiÔu t¸c ®éng ®iÒu khiÓn ®­îc h×nh thµnh khi cã nhiÔu t¸c ®éng lªn hÖ thèng. - §iÒu khiÓn theo sai lÖch: Trong c«ng nghiÖp ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn theo sai lÖch ®­îc sö dông réng r·i nhÊt. 1.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. 1.2.1 So s¸nh hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c. Khi ®iÒu khiÓn b»ng PLC cã nhiÒu lîi thÕ h¬n so víi c¸c hÖ thèng kh¸c kh«ng sö dông PLC. §iÒu ®ã thÓ hiÖn qua s¬ ®å sau: §iÒu khiÓn Víi chøc n¨ng ®­îc l­u tr÷ b»ng TiÕp xóc vËt lý Bé nhí kh¶ lËp tr×nh Kh«ng thay ®æi Thay ®æi ®­îc Quy tr×nh cøng Liªn kÕt cøng Liªn kÕt phÝc c¾m R¬le, linh kiÖn ®iÖn tö, c¬-thuû khÝ, m¹ch ®iÖn tö. Quy tr×nh mÒm Kh¶ lËp tr×nh tù do Bé nhí thay ®æi ®­îc Ram-EEPROM Rom-EPROM PLC xö lý 1bit, PLC xö lý tõ ng÷ H×nh 1.4 Ph©n biÖt PLC víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c. Trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC th× sÏ cã nh÷ng ­u ®iÓm sau: - Thay ®æi ch­¬ng tr×nh dÔ dµng, linh ®éng. - Kh«ng gian l¾p ®Æt thiÕt bÞ nhá. Cã ®é tin cËy cao. - Cã kh¶ n¨ng ®­a tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ë ngâ ra phï hîp. - DÔ dµng thay ®æi ®èi víi cÊu h×nh trong t­¬ng lai khi cã nhu cÇu më réng s¶n xuÊt. Sau ®©y lµ h×nh ¶nh tæng qu¸t vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. H×nh 1.5 HÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC. 1.2.2 Giíi thiÖu vÒ PLC. a. Tæng quan vÒ PLC. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ®Çu tiªn ®· ®­îc nh÷ng nhµ thiÕt kÕ cho ra ®êi n¨m 1968. Tuy nhiªn, hÖ thèng nµy cßn kh¸ ®¬n gi¶n vµ cång kÒnh, ng­êi sö dông gÆp nhiÒu khã kh¨n trong viÖc vËn dông vµ vËn hµnh hÖ thèng. V× vËy c¸c nhµ thiÕt kÕ ®· tõng b­íc c¶i thiÖn hÖ thèng ®¬n gi¶n, gän nhÑ, dÔ vËn hµnh, nh­ng viÖc lËp ch­¬ng tr×nh cho hÖ thèng gÆp khã kh¨n, do lóc nµy kh«ng cã c¸c thiÕt bÞ lËp tr×nh ngo¹i vi hç trî cho c«ng viÖc lËp tr×nh. §Ó ®¬n gi¶n hãa viÖc lËp tr×nh hÖ thèng ®iÒu khiÓn lËp tr×nh cÇm tay ®Çu tiªn ®­îc ra ®êi vµo n¨m 1969. §iÒu nµy ®· t¹o nªn sù ph¸t triÓn thËt sù cho kü thuËt ®iÒu khiÓn lËp tr×nh. Trong giai ®o¹n nµy c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn lËp tr×nh ( PLC) chØ ®¬n gi¶n nh»m thay thÕ hÖ thèng relay vµ d©y nèi trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn cæ ®iÓn. Qu¸ tr×nh vËn hµnh, c¸c nhµ thiÕt kÕ ®· tõng b­íc t¹o ra ®­îc mét tiªu chuÈn míi cho hÖ thèng, tiªu chuÈn ®ã lµ lËp tr×nh dïng gi¶n ®å h×nh thang, kÝ hiÖu la LAD. Trong nh÷ng n¨m ®Çu thËp niªn 1970, nh÷ng hÖ thèng PLC cã thªm kh¶ n¨ng kh¸c, ®ã lµ sù hç trî bëi nh÷ng thuËt to¸n, vËn hµnh víi c¸c d÷ liÖu cËp nhËt. MÆt kh¸c do sù ph¸t triÓn cña mµn h×nh dïng cho m¸y tÝnh nªn viÖc giao tiÕp gi÷a ng­êi ®iÒu khiÓn ®Ó lËp tr×nh cho hÖ thèng cµng chë nªn thuËn tiÖn h¬n. Sù ph¸t triÓn cña hÖ thèng phÇn cøng vµ phÇn mÒm tõ n¨m 1975 cho ®Õn nay ®· lµm cho hÖ thèng PLC ph¸t triÓn m¹nh mÏ h¬n víi c¸c chøc n¨ng më réng: HÖ thèng ngâ vµo/ ra cã thÓ t¨ng lªn ®Õn 8.000 cæng vµo/ ra, dung l­îng bé nhí ch­¬ng tr×nh t¨ng lªn h¬n 128.000 tõ bé nhí. Ngoµi ra c¸c nhµ thiÕt kÕ cßn t¹o ra kü thuËt kÕt nèi víi c¸c hÖ thèng PLC riªng lÎ thµnh mét hÖ thèng PLC chung, t¨ng kh¶ n¨ng cña tõng hÖ thèng riªng lÎ. Tèc ®é xö lý tèt víi nh÷ng chøc n¨ng phøc t¹p sè l­îng cæng vµo/ ra lín. Trong t­¬ng lai hÖ thèng PLC kh«ng chØ giao tiÕp víi c¸c hÖ thèng kh¸c th«ng qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c hÖ thèng: R«b«t, Cad/ Cam … mµ c¸c nhµ thiÕt kÕ cßn x©y dùng c¸c lo¹i PLC víi c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn th«ng minh gäi lµ c¸c siªu PLC. b. Kh¸i niÖm vµ ®Æc ®iÓm cña PLC. * Kh¸i niÖm PLC. PLC ®­îc h×nh thµnh tõ nhãm c¸c kü s­ h·ng General Motors n¨m 1968. PLC (Progammable Logic Controller) – Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh. Lµ mét thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh ®­îc. ThiÕt bÞ nµy cã c¸c ®Çu vµo logic sau qu¸ tr×nh xö lý theo ch­¬ng tr×nh bªn trong nã cho ®Çu ra lµ c¸c møc logic cã quan hÖ víi c¸c ®Çu vµo th«ng qua ch­¬ng tr×nh bªn trong cña thiÕt bÞ. PLC ®­îc øng dông réng r·i vµ trë nªn kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong c¸c d©y truyÒn s¶n xuÊt hiÖn ®¹i. H×nh 1.6 H×nh ¶nh vÒ bé PLC. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC rÊt ®a d¹ng nã cã thÓ thay thÕ cho c¶ mét m¶ng r¬le. H¬n thÕ n÷a PLC gièng nh­ mét m¸y tÝnh cã thÓ lËp tr×nh ®­îc. PLC lËp tr×nh dÔ dµng, ng«n ng÷ lËp tr×nh dÔ hiÓu, æn ®Þnh trong m«i tr­êng c«ng nghiÖp, gi¸ c¶ c¹nh tranh. * §Æc ®iÓm PLC. PLC ®­îc thùc sö dông trong nhiÒu lËp tr×nh øng dông kh¸c nhau vµ cã nh÷ng lîi Ých nh­: - PLC dÔ dµng thay ®æi ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®Ó thÝch øng mét yªu cÇu míi mµ vÉn cã thÓ gi÷ nguyªn thiÕt kÕ phÇn cøng, ®Çu nèi d©y … - PLC cã thÓ ®iÒu khiÓn nhiÒu chøc n¨ng kh¸c nhau tõ nh÷ng thao t¸c ®¬n gi¶n, lÆp l¹i, liªn tôc ®Õn nh÷ng thao t¸c ®ßi hái chÝnh x¸c, phøc t¹p. - PLC dÔ dµng hiÖu chØnh chÝnh x¸c c«ng viÖc ®iÒu khiÓn vµ xö lý nhanh chãng c¸c lÖnh, tõ lÖnh logic ®¬n gi¶n ®Õn c¸c lÖnh ®Õm, ®Þnh thêi gian, ch­¬ng tr×nh con, … - Giao tiÕp dÔ dµng víi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi, c¸c module vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c nh­ mµn h×nh hiÓn thÞ. - Cã kh¶ n¨ng chèng nhiÔu trong c«ng nghiÖp. - Ng«n ng÷ lËp tr×nh cho PLC ®· trë thµnh thiÕt bÞ chÝnh trong viÖc ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ c«ng nghiÖp. c. CÊu tróc chung cña mét bé PLC. Mét bé PLC cã cÊu tróc nh­ sau: M«dun nguån M«dun Vµo/ra CPU ThiÕt bÞ lËp tr×nh M«dun nhí §Çu ra §Çu vµo H×nh 1.7 CÊu tróc cña mét PLC. Khi nghiªn cøu vÒ PLC th× ®iÒu ®Çu tiªn lµ sè l­îng c¸c ®Çu vµo/ ra (I/O) ®èi víi 1 PLC th× sè ®Çu vµo/ra cã thÓ lµ 6 hoÆc 8 hay nhiÒu h¬n n÷a. Sè l­îng ®Çu vµo/ ra cho biÕt møc ®é qu¶n lý ®­îc nhiÒu thiÕt bÞ. VÊn ®Ò nµy ®Æc biÖt quan träng khi øng dông PLC vµo mét d©y truyÒn s¶n xuÊt phøc t¹p cÇn gia c«ng nhiÒu biÕn ®Çu vµo. C¸c biÕn ®Çu vµo ®­îc ®ãng c¾t b»ng c¸c c«ng t¾c bËt t¾t th«ng th­êng. C«ng t¾c vÞ trÝ hay c¸c sensor logic ®Ó ®Æt c¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo, c¸c ®Çu vµo nµy th­êng cã møc ®iÖn ¸p cao ®Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c khi truyÒn ®i xa. Trong PLC cã 1 bé chuyÓn møc ®iÖn ¸p vÒ møc chuÈn víi møc logic 1 lµ +5V vµ møc logic 0 lµ 0V. Khi ®ã PLC sÏ quÐt c¸c ®Çu vµo ®Ó lÊy d÷ liÖu sau mét qu¸ tr×nh xö lý bªn trong b»ng ch­¬ng tr×nh phÇn mÒm, sau ®ã d÷ liÖu ®Çu ra d¹ng sè víi møc logic t­¬ng øng, qua m¹ch chuyÓn ®æi ®Ó cã møc ®iÖn ¸p ra phï hîp víi yªu cÇu ®iÒu khiÓn. C¸c ®Çu ra ®­îc nèi víi c¸c cuén hót ®ãng c¾t r¬le, ®éng c¬ m¸y s¶n xuÊt, … Víi PLC th× bé ®iÒu khiÓn MCU (Micro Contronller Unit) lµ h¹t nh©n cña c¶ hÖ. Bé vi ®iÒu khiÓn ®¶m nhiÖm tÊt c¶ c¸c c«ng viÖc tõ thu nhËp d÷ liÖu ®Çu vµo, xö lý c¸c d÷ liÖu ®ã vµ ®­a ra ®Çu ra, PLC lµm viÖc nh­ mét m¸y tÝnh vµ qu¸ tr×nh ho¹t ®éng lµ hoµn toµn tù ®éng. Ngoµi c¸c ®Çu vµo/ ra logic th× PLC cßn cã c¸c ®Çu vµo cÊp nguån, th«ng th­êng nguån nu«i PLC lµ mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu qua bé xö lý t¹o ra ®iÖn ¸p 1 chiÒu phï hîp ®Ó nu«i bé vi ®iÒu khiÓn vµ c¸c m¹ch ®iÖn tö kh¸c. d. øng dông vµ ­u nh­îc ®iÓm cña PLC. * øng dông PLC. PLC ®­îc sö dông kh¸ réng r·i trong c¸c ngµnh nh­ c«ng nghiÖp chÕ biÕn thùc phÈm, thiÕt bÞ y tÕ, «t«, … - Ho¸ häc vµ dÇu khÝ: ®Þnh ¸p suÊt (dÇu), b¬m dÇu, ®iÒu khiÓn hÖ thèng èng dÉn, … - ChÕ t¹o m¸y vµ s¶n xuÊt: tù ®éng ho¸ trong chÕ t¹o m¸y, qu¸ tr×nh l¾p ®Æt m¸y,… - Thùc phÈm, r­îu bia, thuèc l¸: ®Õm sè l­îng, kiÓm tra chÊt l­îng s¶n phÈm, c©n, ®ãng gãi, … * ­u nh­îc ®iÓm cña PLC. - Thêi gian l¾p ®Æt c«ng tr×nh ng¾n. - DÔ dµng thay ®æi mµ kh«ng g©y tæn thÊt ®Õn tµi chÝnh. - Cã thÓ dÔ dµng tÝnh to¸n chÝnh x¸c gi¸ thµnh. - CÇn Ýt thêi gian huÊn luyÖn. - DÔ dµng thay ®æi phÇn mÒn. - Ph¹m vi øng dông réng r·i. - DÔ b¶o tr×, xö lý sù cè dÔ vµ nhanh h¬n. - ®é tin cËy cao, chuÈn ho¸ ®­îc phÇn cøng ®iÒu khiÓn. - ThÝch øng víi m«i tr­êng kh¾c nghiÖt. Tuy nhiªn víi møc ®é qu¶n lý vµ ®iÒu khiÓn réng th× PLC l¹i kh«ng phï hîp víi nh÷ng hÖ thèng nhá, ®¬n gi¶n v× khi ®ã sÏ kh«ng tËn dông ®­îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ nµy. 1.2.3 Ph©n lo¹i PLC. Cã hai c¸ch ph©n lo¹i PLC: - Theo h·ng s¶n xuÊt: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, … - Theo version: Gåm cã. PLC cña Siemen cã c¸c hä: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo. PLC cña Misubishi cã c¸c hä: Fx, Fxo, Fxon. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt thùc phÈm, r­îu bia, thuèc l¸, … th× rÊt phï hîp víi viÖc sö dông PLC ®Ó ®Õm sè l­îng s¶n phÈm, kiÓm tra chÊt l­îng s¶n phÈm, …ChÝnh v× vËy theo ®ª tµi ®­îc giao em thÊy chän PLC S7-200 lµ hîp lý nhÊt, nh­ vËy sÏ tËn dông ®­îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ mµ kh«ng bÞ l·ng phÝ. 1.2.4 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200. PLC S7-200 lµ bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh thuéc hä PLC cña Siemen. a. C¸c tÝnh n¨ng cña PLC S7-200. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn kiÓu Module nhá gän cho c¸c øng dông trong ph¹m vi hÑp. - Cã nhiÒu lo¹i CPU. - Cã nhiÒu Module më réng, cã thÓ më réng ®Õn 7 Module. - Bus nèi tÝch hîp trong Module ë mÆt sau. - Cã thÓ nèi m¹ng víi cæng giao tiÕp RS 485 hay Proifibus. - M¸y tÝnh trung t©m cã thÓ truy cËp ®Õn c¸c Module. - Kh«ng qui ®Þnh r·nh c¾m. - PhÇn mÒm ®iÒu khiÓn riªng. - TÝch hîp CPU, I/ O nguån cung cÊp vµo 1 Module. - Micro PLC víi nhiÒu chøc n¨ng tÝch hîp. + TÝch hîp CPU, I/ O nguån cung cÊp vµo 1 Module. Cã nhiÒu lo¹i CPU: CPU 212, CPU 214, CPU 215, CPU 216, + C¸c Module më réng EM. - Module ngâ vµo Digital: 24V DC, 120/230V AC. - Module ngâ ra Digital: 24V DC, ng¾t ®iÖn tõ. - Module ngâ vµo Analog: ¸p, dßng , ®iÖn trë, cÆp nhiÖt. - Module ngâ ra Analog: ¸p, dßng. + Module liªn l¹c xö lý ( CP) : Module CP 242-2 cã thÓ dïng ®Ó nèi S7-200 lµm chñ Module giao tiÕp as . kÕt qu¶ lµ cã ®Õn 248 phÇn tö nhÞ ph©n ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng 31 Module giao tiÕp as. Gia t¨ng ®¸ng kÓ sè ngâ vµo vµ ngâ ra cña S7-200. + Phô kiÖn: Bus nèi d÷ liÖu. C¸c ®Ìn b¸o trªn CPU: c¸c ®Ìn b¸o trªn mÆt PLC cho phÐp x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i hiÖn hµnh cña PLC: - SF ( ®Ìn ®á): Khi s¸ng sÏ th«ng b¸o hÖ thèng PLC bÞ háng. - RUN ( ®Ìn xanh): Khi s¸ng sÏ th«ng b¸o PLC ®ang lµm viÖc vµ thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh n¹p vµo m¸y. - STOP ( ®Ìn vµng): Khi s¸ng sÏ th«ng b¸o PLC ®ang ë chÕ ®é dõng. Dõng ch­¬ng tr×nh ®ang thùc hiÖn l¹i. - Ix.x ( ®Ìn xanh): Th«ng b¸o tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng vµo PLC. Ix.x (x.x=0,0 - 1.5). §Ìn nµy th«ng b¸o tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu theo gi¸ trÞ logic cña cæng. - Qy.y ( ®Ìn xanh): Th«ng b¸o tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng ra PLC. Qy.y (y.y=0,0 - 1.1). §Ìn nµy th«ng b¸o tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu theo gi¸ trÞ logic cña cæng. + C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cña CPU. C«ng t¾c nµy cã 3 vÞ trÝ: RUN - TERM – STOP: Cho phÐp x¸c lËp chÕ ®é lµm viÖc cña PLC. - RUN: Cho phÐp PLC vËn hµnh theo ch­¬ng tr×nh trong bé nhí. Trong khi PLC ®ang ë RUN, nÕu cã sù cè hoÆc gÆp lÖnh STOP, PLC sÏ rêi khái lÖnh RUN vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP. - STOP: C­ìng bøc CPU dõng ch­¬ng tr×nh ®ang ch¹y vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP, ë chÕ ®é STOP cho phÐp PLC hiÖu chØnh l¹i ch­¬ng tr×nh hoÆc n¹p ch­¬ng tr×nh míi. - TERM: Cho phÐp m¸y lËp tr×nh tù quyÕt ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña CPU ë chÕ ®é RUN hoÆc chÕ ®é STOP. c. C¸c vïng nhí, vïng d÷ liÖu, c¸c qui ®Þnh vÒ d÷ liÖu vµ c¸ch truy cËp ®Þa chØ trªn PLC. Bé nhí cña PLC cã tÝnh n¨ng ®éng cao, cã thÓ ®äc vµ ghi ®­îc trong toµn vïng, ngo¹i trõ c¸c bit nhí ®Æc biÖt cã ký hiÖu ( SM) chØ cã thÓ truy cËp ®Ó ®äc. Bé nhí cã 1 tô nhí ®Ó gi÷ thÕ nu«i, duy tr× trong kho¶ng thêi gian mÊt ®iÖn. Bé nhí cña PLC ®­îc chia thµnh 4 vïng. - Vïng ch­¬ng tr×nh: Lµ vïng l­u gi÷ c¸c lÖnh ch­¬ng tr×nh. Vïng nµy thuéc kiÓu kh«ng bÞ mÊt d÷ liÖu, ®äc/ ghi ®­îc. - Vïng tham sè: Lµ vïng l­u gi÷ c¸c th«ng sè nh­: Tõ kho¸, ®Þa chØ tr¹m còng nh­ vïng nhí ch­¬ng tr×nh vïng tham sè thuéc kiÓu ®äc/ ghi ®­îc. - Vïng d÷ liÖu: Dïng ®Ó cÊt c¸c d÷ liÖu cña ch­¬ng tr×nh bao gåm c¸c kÕt qu¶ c¸c phÐp tÝnh, h»ng sè ®­îc ®Þnh nghÜa trong ch­¬ng tr×nh, bé ®Öm truyÒn th«ng, mét phÇn cña vïng nhí nµy thuéc kiÓu non-volatile. - Vïng ®èi t­îng: Timer, bé ®Õm, bé ®Õm tèc ®é cao vµ c¸c cæng vµo/ ra t­¬ng tù ®­îc ®Æt trong vïng nhí cuèi cïng. Vïng nµy kh«ng kiÓu non-volatile nh­ng ®äc/ ghi ®­îc. 1.3. HÖ thèng b¨ng t¶i. 1.3.1 Vai trß. Ngµy nay b¨ng t¶i ®· ®­îc sö dông rÊt nhiÒu trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp. B¨ng t¶i dïng ®Ó v©n chuyÓn c¸c vËt liÖu d¹ng h¹t, viªn, t¶ng, c¸c vËt máng nhÑ ®Ó ®­a tíi kh©u ®ãng gãi, chÕ biÕn hoÆc ®Ó sÊy kh« hoÆc lµ ph¼ng. Nã ®­îc sö dông rÊt h­u Ých trong ®Þa h×nh rÊt phøc t¹p nh­: T¶i c¸t tõ d­íi lßng s«ng lªn xe, chuyÓn than tõ thuyÒn lªn xe t¶i hay c¸c ®ia h×nh nhá trËt hÑp. Mµ ph­¬ng tiÖn v©n chuyÓn nh­ xe tai m¸y xóc m¸y cÈu hay con ng­êi kh«ng thÓ thùc hiªn ®­îc. Nhê cã b¨ng t¶i mµ l­îng nh©n c«ng cho c«ng viÖc nµy gi¶m rÊt nhiÒu ®ång thêi n¨ng suÊt cña viÖc vËn chuyÓn nhê b¨ng t¶i nµy t¨ng rÊt nhiÒu lÇn so víi viÖc thuª nh©n c«ng. Nhê cã b¨ng t¶i ma khèi l­îng c«ng viÖc lín ®­îc gi¶i quyÕt trong thêi gian ng¾n ®em lai lîi hiÖu qu¶ kinh tÕ rÊt lín . 1.3.2 Ph©n lo¹i b¨ng t¶i. - B¨ng t¶i dïng trong v©n chuyÓn nguyªn liÖu cã khèi l­îng lín nh­: C¸t, ®¸, than, ... - B¨ng t¶i dïng trong c¸c d©y truyÒn c«ng nghiÖp nh­ : Nhµ m¸y bia, nhµ m¸y b¸nh kÑo, dïng ®Ó v©n chuyÓn nguyªn nhiªn liÖu ®Õn l¬i chÕ biÕn hoÆc ®ãng gãi. - B¨ng t¶i dïng trong nghµnh c«ng nghiÖp dÖt may, nghµnh c«ng nghiÖp nhÑ. Dïng ®Ó dÉn v¶i qua c¸c thiÕt bÞ lµ, s¸y kh«, .. 1.3.3 CÊu t¹o. B¨ng t¶i lµ thiÕt bÞ vËn t¶i liªn tôc dïng ®Ó chuyªn trë hµng d¹ng h¹t, côc theo ph­¬ng ngang, theo mÆt ph¼ng nghiªng, theo ®­êng gÊp khóc kÕt cÊu cña mét b¨ng t¶i cè ®Þnh ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh vÏ. 6 8 7 5 1 9 H×nh 1.8 CÊu t¹o b¨ng t¶i. B¨ng t¶i gåm 7 dïng chë hµng, khung lµm gi¸ ®ì 10, truyÒn ®éng kÐo b¨ng t¶i nhê 2 trôc 5 (trôc thô ®éng ) vµ trôc 8 ( trôc chñ ®éng). Trôc chñ ®éng 8 g¸ chÆt trªn 2 gi¸ ®ì vµ nèi víi trôc ®éng c¬ truyÒn ®éng qua hép gi¶m tèc. T¹o gia søc c¨ng ban ®Çu cña b¨ng t¶i nhê c¬ cÊu kÐo c¨ng nhê: §éng c¬ c¨ng, trïng b¨ng t¶i hoÆc c¬ cÊu c¬ khÝ gåm: ®èi träng c¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ dÉn h­íng. B¨ng t¶i dÉn vËt liÖu tõ phÔu 6 ®Õn ®æ ë m¸ng 9. VËt liÖu lµm b¨ng t¶i cã thÓ lµm b»ng nh÷ng vËt liÖu sau: - L­íi: ChÞu ®­îc nhiÖt, Ýt bÞ ¨n mßn , Ýt chÞu ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng, nhÑ nhµng, bÒn. - D¹ng th¶m: Bªn trong phÝa tiÕp xóc víi trôc truyÒn chuyÓn chiÕm 3/4 bÒ dÇy b¨ng t¶i lµ vËt liÖu lµm b»ng líp nØ ®­îc tÕt víi nhau bªn ngoµi cã phñ líp silicol dÇy 1/ 4 bÒ dÇy b¨ng t¶i, gi¸ thµnh cao ph¶i nhËp ngo¹i ®­îc sö dông trong m¸y mãc dßi hái ®é chÝnh x¸c cao vµ yªu cÇu c«ng nghÖ cao. - Ngoµi ra cßn lµm b»ng vËt liÖu kh¸c nh­: Da, sîi kÕt thµnh, v¶i, ... - KÝch th­íc b¨ng t¶i: BÒ dÇy tõ 2mm ¸ 15mm, chiÒu réng tõ 1200mm ¸ 2100mm, th«ng th­êng khi th¸o l¾p hoÆc thay thÕ th× c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ th­êng ®i kÌm c¸c thiÕt bÞ g¸ l¾p riªng. TÊt c¶ c¸c b¨ng t¶i khi dõng m¸y ®Òu cã ®éng c¬ ®Ó kÐo trïng b¨ng t¶i ®Ó b¶o vÖ b¨ng t¶i ®Ó b¶o vÖ b¨ng t¶i kh«ng bÞ gi·n, kh«ng bÞ nøt hoÆc c¨ng bÒ mÆt. H×nh 1.9 B¨ng t¶i dïng ®Ó vËn chuyÓn hµng vµo kho. H×nh 1.10 B¨ng t¶i lµm m¸t trong hÖ thèng s¶n xuÊt b¸nh quy xèp. Ch­¬ng 2. Kh¸i qu¸t chung vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn 2.1. Kh¸i qu¸t vÒ mµn h×nh ®iÒu khiÓn. 2.1.1 Kh¸i qu¸t chung. Mµn h×nh ®iÒu khiÓn ®­îc dïng nhiÒu trong c«ng nghiÖp, ®©y lµ thiÕt bÞ chñ yÕu ®Ó con ng­êi th«ng qua ®ã biÕt ®­îc hÖ thèng ®ang lµm g×, th«ng qua ®ã con ng­êi t¸c ®éng kÞp thêi ®Ó h¹n chÕ kh«ng x¶y ra sù cè trong khi s¶n xuÊt ®Ó ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt. C¸c mµn h×nh ®­îc sö dông trong c«ng nghiÖp ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ thèng nh­ mµn h×nh TD, LCD kh¸c, ... §èi víi ph¹m vi cña ®å ¸n th× mµn h×nh TD200 ®­îc lùa chän lµm mµn h×nh ®Ó hiÓn thÞ, ®©y lµ lo¹i mµn h×nh kh¸ phæ biÕn trong c«ng nghiÖp hiÖn nay. 2.1.2 Mµn h×nh TD200. a. Giíi thiÖu chung. H×nh 2.1: Mµn h×nh TD200. TD200 lµ mét thiÕt bÞ hiÓn thÞ text, giao tiÕp víi ng­êi vËn hµnh. ThiÕt bÞ nµy ®­îc thiÕt kÕ chØ dïng giao tiÕp víi hä PLC S7-200. Mét sè ®Æc tÝnh cña TD200: - HiÓn thÞ tin nh¾n vµ c¸c biÕn cña PLC. - Cho phÐp ®iÒu khiÓn c¸c biÕn trong ch­¬ng tr×nh. - Cã kh¶ n¨ng cµi ®Æt thêi gian thùc cña PLC. b. CÊu t¹o phÇn cøng. CÊu t¹o cña mµn h×nh TD200: H×nh 2.2 CÊu t¹o mµn h×nh TD200. - Mµn h×nh hiÓn thÞ: Lµ mµn h×nh LCD cã ®é ph©n gi¶i 33x181 pixel. Sè dßng hiÓn thÞ lµ 2 dßng. Sè kÝ tù hiÓn thÞ lín nhÊt lµ 40. - Cæng giao tiÕpTD200 vµ PLC: Cæng RS485, cã 9 ch©n giao tiÕp gi÷a TD200 vµ PLC qua c¸p TD/CPU. - Nguån cung cÊp: Cã thÓ cÊp cho TD200 theo 2 c¸ch: Nguån cÊp chung: CÊp nguån cho TD200 th«ng qua c¸p TD/ CPU ( chiÒu dµi 2,5m). Nguån cÊp riªng: CÊp nguån cho TD200 th«ng qua ®Çu nèi bªn ph¶i TD200 ( ®­îc sö dông khi kho¶ng c¸ch gi÷a TD200 vµ CPU lín h¬n 2,5m). - C¸p TD/ CPU: - PhÝm: Gåm cã 9 phÝm ®­îc chia lam 2 lo¹i: PhÝm hÖ thèng vµ phÝm chøc n¨ng. - PhÝm hÖ thèng ( 5 phÝm) gåm c¸c phÝm sau: shift, esc, enter, up, down. PhÝm chøc n¨ng ( 4 phÝm) gåm 8 chøc n¨ng tõ F1 ®Õn F8. Mçi phÝm ®­îc g¾n víi mét bit trong vïng nhí M cña PLC nghÜa lµ c¸c phÝm tõ F1 ®Õn F8 ®­îc g¾n víi 1 byte trong vïng nhí M. Khi 1 phÝm ®­îc Ên th× bit t­¬ng øng sÏ ®­îc set vµ bit nµy chØ ®­îc reset b»ng ch­¬ng tr×nh trong PLC. c. Giao tiÕp TD200 vµ CPU: - Giao tiÕp TD200 vµ 1 CPU. - Giao tiÕp TD200 vµ nhiÒu CPU: Mét m¹ng PLC ®¬n gi¶n gåm cã 2 PLC S7-200 vµ 2 TD200, mçi PLC giao tiÕp víi 1 TD200. Mçi thiÕt bÞ ®­îc ®Þnh mét ®Þa chØ. Ta còng cã thÓ giao tiÕp gi÷a 1 PLC vµ nhiÒu TD200. Trong tr­êng hîp nµy, vïng d÷ liÖu cña mçi TD200 ph¶i ®­îc ®Þnh nghÜa t¹i nh÷ng vïng nhí V kh¸c nhau. L­u ý: §Þa chØ cña CPU vµ TD200 trªn m¹ng. 2.2 Cµi ®Æt th«ng sè cho mµn h×nh TD200. 2.2.1 PhÇn mÒm lËp tr×nh: PhÇn mÒm ®Ó lËp tr×nh cho TD200 còng chÝnh lµ phÇn mÒm ®Ó lËp tr×nh cho S7-200: STEP7 Microwin. 2.2.2 C¸c b­íc lËp tr×nh TD200: a) C¸c b­íc thùc hiÖn: - B­íc 1: Khëi ®éng ch­¬ng tr×nh STEP7 Microwin, trªn thanh Menu, chän Tools, sau ®ã chän TD200 Wizard. - B­íc 2: Chän ng«n ng÷ vµ kiÓu kÝ tù hiÓn thÞ. - B­íc 3: Lùa chän cã cho hiÓn thÞ c¸c chøc n¨ng Time, Force, Password? - B­íc 4: Chän c¸c bit M t­¬ng øng víi c¸c phÝm chøc n¨ng vµ chän tèc ®é giao tiÕp gi÷a PLC vµ TD200. Giao tiÕp gi÷a c¸c bit M vµ c¸c phÝm chøc n¨ng ®­îc thùc hiÖn theo nguyªn t¾c nh­ sau: Tèc ®é giao tiÕp gi÷a PLC vµ TD200 nªn chän : As fast as possible. - B­íc 5: Chän sè Message hiÓn thÞ vµ sè kÝ tù hiÓn thÞ trªn 1 Messsge. TD200 cã thÓ cho hiÓn thÞ tèi ®a lµ 80 Message. Ta cã thÓ ®Þnh d¹ng sè kÝ tù hiÓn thÞ trªn 1 Message lµ 20 hoÆc 40 kÝ tù. - B­íc 6: Chän vïng nhí V dïng ®Ó ®Þnh d¹ng cho TD200. Ta cÇn quan t©m ®Õn c¸c th«ng sè sau: + §Þa chØ vïng ®Þnh nghÜa cho c¸c th«ng sè cña TD200. Vïng nµy th­êng chiÕm 12 byte hay 14 byte ( tuú vµo kiÓu kÝ tù ta chän hiÓn thÞ trªn TD200) trong vïng nhí V. + §Þa chØ vïng nhí ®iÒu khiÓn hiÓn thÞ Message trªn TD200. Mçi message cã 1 bit t­¬ng øng ®Ó cho phÐp message cã ®­îc hiÓn thÞ hay kh«ng. Khi bit ®­îc set b»ng ch­¬ng tr×nh cña PLC th× message t­¬ng øng sÏ ®­îc hiÓn thÞ trªn TD200, ng­îc l¹i khi bit ®­îc reset th× message t­¬ng øng sÏ mÊt. + §Þa chØ vïng nhí th«ng tin cña message: Mçi kÝ tù trªn message sÏ cã mét ®Þa chØ byte t­¬ng øng trªn PLC, ®iÒu nµy cã nghÜa lµ nÕu ta muèn hiÓn thÞ bao nhiªu kÝ tù trªn message th× ta sÏ ph¶i mÊt ®i sè byte t­¬ng øng cña vïng nhí V trªn PLC ®Ó l­u tr÷ th«ng tin cña message. L­u ý: Ta kh«ng ®­îc lùa chän trïng ®Þa chØ cña 3 vïng nhí nãi trªn, nÕu ta chän trïng th× ch­¬ng tr×nh sÏ th«ng b¸o vµ kh«ng cho ta thùc hiÖn nh÷ng b­íc tiÕp theo. - B­íc 7: T¹o c¸c message. Mçi message cã thÓ cã mét trong c¸c chøc n¨ng nh­ sau: ChØ hiÓn thÞ text, HiÓn thÞ gi¸ trÞ c¸c biÕn trªn PLC, Cho nhËp gi¸ trÞ vµo c¸c biÕn cña ch­¬ng tr×nh, Yªu cÇu x¸c nhËn sù xuÊt hiÖn cña message. VÝ dô: T¹o 3 message, mçi message cã 40 kÝ tù. §Þa chØ vïng ®Þnh nghÜa cho c¸c th«ng sè cña TD200: VB0 ®Õn VB14. §Þa chØ vïng nhí ®iÒu khiÓn hiÓn thÞ message trªn TD200: VB14. §Þa chØ vïng nhí th«ng tin cña message: VB40 ®Õn VB159. * Message 1: ChØ cho hiÓn thÞ Text. Message 1 gåm 40 kÝ tù b¾t ®Çu tõ ®Þa chØ VB40, bit ®iÒu khiÓn cho message hiÓn thÞ lµ V14.7. Sau khi ®Þnh d¹ng xong message 1, nhÊn nót Next Message ®Ó vµo message 2. * Message 2: Cho hiÓn thÞ gi¸ trÞ c¸c biÕn trªn PLC vµ nhËp gi¸ trÞ vµo c¸c biÕn cña ch­¬ng tr×nh. Message 2 gåm 40 kÝ tù b¾t ®Çu tõ ®Þa chØ VB80, bit ®iÒu khiÓn cho message hiÓn thÞ lµ V14.6 . Muèn hiÓn thÞ gi¸ trÞ mét biÕn trong PLC th× ta thùc hiÖn nh­ sau: §Æt con trá ë vÞ trÝ muèn hiÓn thÞ ( vÝ dô vÞ trÝ mòi tªn nh­ h×nh vÏ), sau ®ã nhÊn nót Embedded Data. Mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn hép th­ tho¹i nh­ sau: Trªn hép th­ tho¹i nµy ta ph¶i khai b¸o c¸c phÇn nh­ sau: + §Þnh d¹ng kiÓu d÷ liÖu: ë ®©y ta cã 3 lùa chän lµ kh«ng cã d÷ liÖu, d÷ liÖu d¹ng Word vµ d÷ liÖu d¹ng Double Word. + KiÓu hiÓn thÞ lµ cã dÊu hay kh«ng dÊu. + Chän sè kÝ tù hiÓn thÞ bªn ph¶i dÊu chÊm. + Cho phÐp nhËp gi¸ trÞ ( User is allowed to edit this data) hay yªu cÇu x¸c nhËn message hay kh«ng ( User must acknowledge message )? Ngoµi ra, hép tho¹i cßn cho ta biÕt ®Þa chØ cña d÷ liÖu cÇn hiÓn thÞ. ë hép tho¹i trªn th× kiÓu d÷ liÖu d¹ng Word, hiÓn thÞ cã dÊu vµ cã 1 ch÷ sè hiÓn thÞ sau dÊu chÊm, kh«ng yªu cÇu x¸c nhËn message vµ kh«ng cho phÐp nhËp gi¸ trÞ, ®Þa chØ cña d÷ liÖu cÇn hiÓn thÞ lµ VW98. Sau khi ®· khai b¸o xong th× Ên OK x¸c nhËn vµ trë vÒ hép tho¹i tr­íc ®ã. Lóc nµy ta quan s¸t thÊy tõ vÞ trÝ con trá cã 4 « ( 4 byte) bÞ b«i x¸m. TiÕp theo, muèn nhËp gi¸ trÞ vµo mét biÕn cña ch­¬ng tr×nh th× ta còng ®Æt cho con trá vµo vÞ trÝ muèn nhËp, sau ®ã nhÊn Embedded Datd, hép tho¹i nh­ trªn l¹i xuÊt hiÖn. Nh­ hép tho¹i trªn ta chän kiÓu d÷ liÖu Double Word, kiÓu hiÓn thÞ Real, cã 1 ch÷ sè hiÓn thÞ sau dÊu chÊm, ®Þa chØ cña d÷ liÖu lµ VD116. Ngoµi ra, muèn nhËp gi¸ trÞ vµo biÕn cña ch­¬ng tr×nh th× ta check vµo lùa chän cho phÐp nhËp d÷ liÖu. Sau khi check vµo lùa chän nµy th× hép tho¹i th«ng b¸o cho ta biÕt bit x¸c nhËn sau nhËp d÷ liÖu. NÕu ta muèn ng­êi vËn hµnh cÇn nhËp password khi thay ®æi biÕn cña ch­¬ng tr×nh th× ta check vµo lùa chän “ Should the user edit or data be Password-protected? “ . Sau khi thùc hiÖn xong c¸c khai b¸o ta Ên OK x¸c nhËn vµ trë vÒ hép tho¹i tr­íc ®ã. Lóc nµy trªn hép tho¹i sÏ cã thªm 6 « ®­îc b«i x¸m. L­u ý: Khi ta muèn cho hiÓn thÞ hay nhËp mét gi¸ trÞ vµo c¸c biÕn cña PLC th× tr­íc tiªn ta ph¶i g¾n c¸c gi¸ trÞ nµy vµo message b»ng c¸ch ®Æt con trë ë vÞ trÝ thÝch hîp vµ nhÊn nót Embedded Data trªn hép tho¹i. Sau ®ã ta khai b¸o kiÓu d÷ liÖu, kiÓu hiÓn thÞ vµ c¸c chän lùa; TD200 sÏ dµnh ra 2 byte ®Ó l­u tr÷ nh÷ng khai b¸o nµy. NÕu ta chän kiÓu d÷ liÖu lµ Word th× ta cÇn thªm 2 byte ®Ó l­u gi¸ trÞ vµ nÕu ta chän kiÓu d÷ liÖu lµ Double Word th× ta cÇn 4 byte ®Ó l­u gi÷ gi¸ trÞ. §iÒu nµy cã nghÜa lµ nÕu ta muèn g¾n 1 gi¸ trÞ Word vµo message th× ta cÇn 4 byte, nÕu ta muèn g¾n 1 gia trÞ Double Word vµo message th× ta sÏ cÇn 6 byte. * Message 3: Yªu cÇu ng­êi vËn hµnh x¸c nhËn khi message xuÊt hiÖn. Message 3 gåm 40 kÝ tù b¾t ®Çu tõ ®Þa chØ VB120, bit ®iÒu khiÓn cho message hiÓn thÞ lµ V14.5. §Æt con trá vµo vÞ trÝ mòi tªn, sau ®ã nhÊn Embedded Data, mét hép tho¹i xuÊt hiÖn. Ta check vµo lùa chän yªu cÇu x¸c nhËn ( User must acknowledge ), sau ®ã nhÊn OK ®Ó quay vÒ hép tho¹i tr­íc ®ã. Lóc nµy ta thÊy trªn hép tho¹i cã 2 « ®­îc b«i ®en, ®©y chÝnh lµ 2 byte dïng ®Ó ®Þnh nghÜa, vµ trªn hép tho¹i còng cho ta biÕt bit x¸c nhËn lµ V158.1, bit nµy sÏ ®­îc set lªn 1 khi ta nhÊn Enter ®Ó x¸c nhËn message. - B­íc 8: Ta nhÊn Finish ®Ó kÕt thóc. Sau khi hoµn thµnh c¸c b­íc trªn ®Þnh d¹ng cho TD200, ®Ó TD200 cã thÓ ho¹t ®éng theo ý muèn th× ta ph¶i viÕt ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trªn PLC. b. XÐt vÝ dô: VÝ dô: T¹o 3 message nh­ ®· thùc hiÖn ë trªn. ViÕt ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn TD200 nh­ sau: - Khi bËt CPU sang chÕ ®é Run th× message 1 xuÊt hiÖn. - NhÊn F1 ®Ó cho hiÓn thÞ message 2. - NhÊn Enter ®Ó nhËp gi¸ trÞ SETPOINT, sau ®ã nhÊn Enter ®Ó x¸c nhËn gi¸ trÞ nhËp vµ hiÓn thÞ message 3. - NhÊn Enter ®Ó x¸c nhËn message 3 ®ång thêi hiÓn thÞ message 1. - NhÊn F2 ®Ó cho hiÓn thÞ c¶ 3 message. - NhÊn F3 ®Ó t¾t c¶ 3 message. Ch­¬ng 3. TÝnh chän thiÕt bÞ hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm 3.1 §éng c¬ vµ hÖ thèng b¨ng t¶i. 3.1.1 §éng c¬. a. Kh¸i qu¸t vÒ ®éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i. §éng c¬ lµ mét phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong hÖ thèng. §éng c¬ ®iÖn ®­îc dïng trong d©y truyÒn b¨ng t¶i th­êng kh«ng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é b¨ng t¶i. §éng c¬ diÒu chØnh tèc ®é b¨ng t¶i: - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã ®iÒu khiÓn tèc ®é. - §éng c¬ VS : Gåm ®éng c¬ xoai chiÒu 3 pha kh«ng ®ång bé trªn trôc r«to g¾n èng lãt , trªn trôc truyÒn chuyÓn ®éng cã nam ch©m ®iÖn lµm khíp lèi tõ vµ mét m¸y ph¸t tèc . §iÒu chØnh tèc ®éng nhê m¹ch ®iÖn tö c«ng suÊt sÏ lµm thay ®æi dßng cÊp cho li hîp tõ lµm thay ®æi lùc ®iÖn tõ gi÷a nam ch©m ®iÖn víi èng lãt g¾n trªn trôc ®éng c¬ lµm cho trôc truyÒn chuyÓn ®éng quay theo. - §éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha : §iÒu chØnh tèc ®é nhê bé ®iÒu khiÓn th«ng minh BiÕn tÇn. §éng c¬ ®iÒu khiÓn t©m b¨ng t¶i : th­êng dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha kÐo trôc chØnh t©m nhê hép ®iÒu tèc vµ trôc Vitme. Ngoµi ra ®iÒu chØnh t©m b¨ng t¶i cã thÓ sö dông van ®iÖn tõ ®iÒu khiÓn pitt«ng xilanh kÐo trôc ®iÒu khiÓn t©m b¨ng t¶i. §éng c¬ ®iÒu khiÓn søc c¨ng b¨ng t¶i nhê hÖ th«ng c¶m biÕn søc c¨ng, c¶m biÕn quang, c¶m biÕn vÞ trÝ ®Ó ®iÒu khiÓn c¨ng trïng b¨ng t¶i. §éng c¬ ®iÒu khiÓn c¨ng trïng b¨ng t¶i cã thÓ sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha, ®éng c¬ 1 chiÒu. Víi d©y truyÒn b¨ng t¶i sö dông ®éng c¬ 1 chiÒu lµm ®éng c¬ c¨ng trïng b¨ng t¶i th× th«ng th­êng cã sö dông thªm nguån 1 chiÒu riªng ®Ó lµm trïng b¨ng t¶i khi mÊt ®iªn ®ét ngét khi m¸y ®ang ho¹t ®éng nguång 1 chiÒu nay th­êng lµ ¾c quy. Khi m¸y ®ang ho¹t ®éng ma mÊt ®iÖn th× ph¶i bËt nguån 1 chiÒu cÊp cho ®éng c¬ lµm trïng b¨ng t¶i ®Ó b¶o vÖ b¨ng t¶i. H×nh 3.1 Mét sè ®éng c¬ sö dông trong hÖ thèng b¨ng t¶i. b. Th«ng sè kü thuËt cña ®éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i. §éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i ®­îc chän theo b¶ng th«ng sè cña “ HÖ thèng qu¶n lý chÊt l­îng ISO 9001 : 2000 “ . Theo b¶ng 1 ( Cã kÌm theo). Theo b¶ng ta chän lo¹i ®éng c¬ sau: - §éng c¬ roto lång sãc cã tÇn sè f= 50Hz. - KiÓu 4K90L2. - C«ng suÊt P = 3,0 KW. - Tèc ®é n = 2870 Vg/ Ph. - §iÖn ¸p D/ Y lµ U = 220/ 380 V. - Dßng ®iÖn I = 10,7/ 6,2 A. - HiÖu suÊt h% = 84,5%. - HÖ sè c«ng suÊt Cosj = 0,88. - TØ sè momen cùc ®¹i: Mmax/ Mdd = 2,2. - TØ sè momen khëi ®éng: Mk®/ Mdd = 2,0. - TØ sè dßng ®iÖn khëi ®éng: Ik®/ Idd = 6,0. - CÊp b¶o vÖ lµ 44. - CÊp c¸ch ®iÖn lµ cÊp F. - ChÕ ®é lµm viÖc: S1. - Khèi l­îng lµ m = 27 Kg. 3.1.2 Th«ng sè kü thuËt cña B¨ng t¶i. a. N¨ng suÊt cña b¨ng t¶i : - §­îc tÝnh theo c«ng thøc : Q =¶.v () Hay Q = = 3,6.¶.v (tÊn/h) Trong ®ã: ¶ - khèi l­îng t¶i theo chiÒu dµi (Kg/ m). v – VËn tèc di chuyÓn cña b¨ng t¶i (m/s). Trong bµi to¸n cña ch­¬ng tr×nh cÇn lËp tr×nh ®iÒu khiÓn th× lµ hÖ thèng ë ®©y lµ ®iÒu khiÓn c«ng ®o¹n ®Õm sè l­îng t¸o ®Ó trong mét thïng t¸o nªn ta cã c¸c th«ng sè sau: - Cã ¶ = 6 ( Kg/ m). - Cã v = 5 (m/ s). VËy n¨ng xuÊt cña b¨ng t¶i sÏ lµ: Q = 3,6 x 6 x 5 = 108 ( Kg/ s). b. Khèi l­îng t¶i theo chiÒu dµi cña b¨ng t¶i. Khèi l­îng t¶i theo chiÒu dµi cña b¨ng t¶i ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: ¶ = S . g . 103 Trong ®ã : g : Khèi l­îng riªng cña vËt liÖu (tÊn/m3). S : TiÕt diÖn ngang cña vËt liÖu trªn b¨ng t¶i (m2). Tõ ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ yªu cÇu kü thuËt cña hÖ thèng ta chän b¨ng t¶i cã kÝch th­íc nh­ sau: BÒ dÇy tõ 2mm ¸ 15mm, chiÒu réng tõ 1200mm ¸ 2100mm. H×nh 3.2 HÖ thèng b¨ng t¶i trong phßng thÝ nghiÖm. H×nh 3.3 M« h×nh hÖ thèng b¨ng t¶i. 3.2 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200, Mµn h×nh TD200. 3.2.1 Bé ®iÒu khiÓn PLC S7-200. §èi víi hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm sö dông PLC S7-200, CPU 214 lµ phï hîp víi yªu cÇu kü thuËt vµ ®iÒu kiÖn kinh tÕ. H×nh 3.4 Bé PLC S7-200. Bé nhí cña PLC S7-200 cã tÝnh n¨ng ®éng cao, cã thÓ ®äc vµ ghi ®­îc trong toµn vïng, ngo¹i trõ c¸c bit nhí ®Æc biÖt cã ký hiÖu ( SM) chØ cã thÓ truy cËp ®Ó ®äc. Bé nhí cã 1 tô nhí ®Ó gi÷ thÕ nu«i, duy tr× trong kho¶ng thêi gian mÊt ®iÖn. Bé nhí cña S7-200 ®­îc chia thµnh 4 vïng. - Vïng ch­¬ng tr×nh: Lµ vïng l­u gi÷ c¸c lÖnh ch­¬ng tr×nh. Vïng nµy thuéc kiÓu kh«ng bÞ mÊt d÷ liÖu, ®äc/ ghi ®­îc. - Vïng tham sè: Lµ vïng l­u gi÷ c¸c th«ng sè nh­: Tõ kho¸, ®Þa chØ tr¹m còng nh­ vïng nhí ch­¬ng tr×nh vïng tham sè thuéc kiÓu ®äc/ ghi ®­îc. - Vïng d÷ liÖu: Dïng ®Ó cÊt c¸c d÷ liÖu cña ch­¬ng tr×nh bao gåm c¸c kÕt qu¶ c¸c phÐp tÝnh, h»ng sè ®­îc ®Þnh nghÜa trong ch­¬ng tr×nh, bé ®Öm truyÒn th«ng, mét phÇn cña vïng nhí nµy thuéc kiÓu non-volatile. - Vïng ®èi t­îng: Timer, bé ®Õm, bé ®Õm tèc ®é cao vµ c¸c cæng vµo/ ra t­¬ng tù ®­îc ®Æt trong vïng nhí cuèi cïng. Vïng nµy kh«ng kiÓu non-volatile nh­ng ®äc/ ghi ®­îc. a. C¸c Module cña PLC S7-200. * CÊu tróc cña CPU 214. H×nh 3.5 PLC S7-200 CPU 214. Trong ®ã: Ch©n c¾m cæng ra. Ch©n c¾m cæng vµo. C¸c ®Ìn tr¹ng th¸i: SF, RUN, STOP. §Ìn xanh ë cæng vµo chØ ®Þnh tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng vµo. Cæng truyÒn th«ng. §Ìn xanh ë cæng ra chØ ®Þnh tr¹ng th¸I tøc thêi cña cæng ra. C«ng t¾c. ChÕ ®é lµm viÖc: C«ng t¾c chän chÕ ®ä lµm viÖc cã 3 vÞ trÝ RUN, STOP, TERM. ChØnh ®Þnh t­¬ng tù: Nóm ®iÒu chØnh t­¬ng tù ®Æt d­íi n¾p ®Ëy c¹nh cæng ra, nóm ®iÒu chØnh t­¬ng tù cho phÐp ®iÒu chØnh tÝn hiÖu t­¬ng tù, gãc quay ®­îc 270 ®é. Pin vµ nguån nu«i bé nhí: nguån pin ®­îc tù ®éng chuyÓn sang tr¹ng th¸i tÝch cùc khi dung l­îng nhí bÞ c¹n kiÖt vµ nã thay thÕ ®Ó d÷ liÖu kh«ng bÞ mÊt. Cæng truyÒn th«ng: S7-200 sö dông cæng truyÒn th«ng nèi tiÕp RS-485 víi phÝch c¾m 9 ch©n ®Ó phôc vô cho viÖc ghÐp nèi víi thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc víi c¸c PLC kh¸c. Tèc ®é truyÒn cho m¸y lËp tr×nh kiÓu PPI lµ 9600 boud. * C¸c ch©n cña cæng truyÒn th«ng lµ. H×nh 3.6 Cæng truyÒn th«ng. Nèi ®Êt. Nguån 24V DC. TruyÒn vµ nhËn d÷ liÖu. Kh«ng dïng. Nèi ®Êt. Nguån 5V DC ( §iÖn trë trong 100W). Nguån 24V DC ( 120 mA). TruyÒn vµ nhËn d÷ liÖu. Kh«ng dïng. * Víi CPU 214. - Cã 14 cæng vµo vµ 10 cæng ra logic. Cã thÓ më réng thªm 7 module bao gåm c¶ module Analog. - Tæng sè cæng vµo ra cùc ®¹i lµ: 64 vµo, 64 ra. - Cã 2048 tõ ®¬n ( 4Kbyte) thuéc miÒn nhí ®äc/ ghi kh«ng ®æi ®Ó l­u ch­¬ng tr×nh ( Vïng nhí giao diÖn víi EFROM). - Cã 2048 tõ ®¬n ( 4Kbyte) thuéc miÒn nhí ®äc/ ghi ®Ó ghi d÷ liÖu, trong ®ã cã 512 tõ ®Çu thuéc miÒn kh«ng ®æi. - Cã 128 bé thêi gian ( Times) chia lµm 3 lo¹i theo ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé 1ms, 16 bé 10ms, 108 bé 100ms. - Cã 128 bé ®Õm chia lµm hai lo¹i: ChØ ®Õm tiÕn, v­a ®Õm tiÕn võa ®Õm lïi. - Cã 688 bit nhí ®Æc biÖt ®Ó th«ng b¸o tr¹ng th¸i vµ ®Æt chÕ ®é lµm viÖc. - C¸c chÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t gåm: Ng¾t truyÒn th«ng, Ng¾t theo s­ên lªn hoÆc s­ên xuèng, Ng¾t thêi gian, Ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao vµ Ng¾t truyÒn xung. - Cã 3 bé ®Õm tèc ®é cao víi nhÞp 2KHz vµ 7KHz. - Cã 2 bé ph¸t xung nhanh cho d·y xung kiÓu PTO hoÆc kiÓu PWM. - Cã 2 bé ®iÒu chØnh t­¬ng tù. - Toµn bé vïng nhí kh«ng bÞ mÊt d÷ liÖu trong kho¶ng thêi gian 190h khi PLC bÞ mÊt nguån cung cÊp. Ta chän bé PLC S7-200, CPU 214 cã th«ng sè trªn ®Ó cho phï hîp vµ ®­îc hiÖu qu¶ cao nhÊt trong hÖ thèng, ®Ó ®¶m b¶o c¶ vÒ yªu cÇu kü thuËt vµ yªu cÇu vÒ kinh tÕ. 3.2.2 Mµn h×nh TD200. Ta chän lo¹i mµn h×nh TD200 cã c¸c th«ng sè nh­ sau: - Mµn h×nh LCD cã ®é ph©n gi¶i 33x181 pixel. - Sè dßng hiÓn thÞ lµ 2 dßng. - Sè kÝ tù hiÓn thÞ lín nhÊt lµ 40 kÝ tù. - Cæng giao tiÕp RS485. - Cã 9 ch©n giao tiÕp gi÷a TD200 vµ PLC qua c¸p TD/ CPU. - Nguån cÊp: Cã 2 lo¹i + Nguån chung: CÊp cho TD200 th«ng qua c¸p ( chiÒu dµi lµ 2.5m). + Nguån cÊp riªng: CÊp cho TD200 th«ng qua ®Çu nèi bªn ph¶i TD200 ( ®­îc sö dông khi kho¶ng c¸ch gi÷a TD200 vµ CPU lín h¬n 2.5m). - Gåm cã 9 phÝm: + PhÝm hÖ thèng: Shift, ESC, Enter, Up, Down. + PhÝm chøc n¨ng: Gåm 4 phÝm, nh­ng thùc hiÖn 8 chøc n¨ng tõ phÝm F1 ®Õn F8. 3.3 C¶m biÕn. 3.3.1 Kh¸i qu¸t chung vÒ c¶m biÕn. C¶m biÕn lµ c¸c phÇn tö nh¹y c¶m dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c ®¹i l­îng ®o l­êng, kiÓm tra hay ®iÒu khiÓn tõ d¹ng nµy sang d¹ng kh¸c thuËn tiÖn h¬n cho viÖc t¸c ®éng cña c¸c phÇn tö kh¸c. C¶m biÕn th­êng sö dông ë kh©u ®o l­êng vµ kiÓm tra. C¸c lo¹i c¶m biÕn ®­îc sö dông réng r·i trong tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng c¸c hÖ thèng kh¸c nhau. H×nh 3.7 C¶m biÕn quang. C¸c nguyªn nh©n ¶nh h­ëng tíi sai sè: Cã nhiÒu nguyªn nh©n kh¸ch quan vµ chñ quan ¶nh h­ëng tíi sai sè. Trong thùc tÕ ng­êi ta ®­a ra c¸c tiªu chuÈn vµ c¸c ®iÒu kiÖn kÜ thuËt ®Ó h¹n chÕ møc ®é ¶nh h­ëng nµy trong ph¹m vi cho phÐp. Sai sè ë gi¸ trÞ ®Þnh møc do yÕu tè cña bªn ngoµi gäi lµ sai sè c¬ b¶n. NÕu yÕu tè cña bªn ngoµi v­ît ra khái giíi h¹n ®Þnh møc th× xuÊt hiÖn sai sè phô. §Ó gi¶m sai sè phô ph¶i gi¶m ®é nh¹y cña c¶m biÕn víi yÕu tè ngoµi hoÆc h¹n chÕ ¶nh h­ëng cña chóng b»ng mµn ch¾n hay m«i tr­êng kh¸c. 3.3.2 C¸c yªu cÇu cña c¶m biÕn - Cã d¶i thay ®æi ®¹i l­îng vµo cÇn thiÕt. - ThÝch øng vµ thuËn tiÖn víi s¬ ®å ®o l­êng, kiÓm tra. - ¶nh h­ëng Ýt nhÊt ®Õn ®¹i l­îng ®Çu vµo. - Cã qu¸n tÝnh nhá. 3.3.3 Ph©n lo¹i. C¶m biÕn quang ®iÖn cã hai lo¹i: - Ho¹t ®éng khi mÊt ¸nh s¸ng chiÕu vµo bé thu do bÞ che ch¾n. - Ho¹t ®éng khi cã ¸nh s¸ng chiÕu vµo bé thu. Khi l¾p ®Æt , cÇn bè trÝ bé ph¸t vµ bé thu ®èi diÖn th¼ng trôc “ nh×n nhau “. NÕu cÊp nguån cho bé ph¸t, ®Ìn hång ngo¹i sÏ ph¸t tia tíi bé thu. Phototransistor cña bé thu sÏ nhËn tia hång ngo¹i vµ dÉn dßng, t¹o møc cao ë lèi ra. Khi cã vËt che ch¾n ë gi÷a bé ph¸t vµ bé thu, tia hång ngo¹i tõ ®Çu ph¸t kh«ng tíi ®­îc bé thu, Phototransistor kh«ng dÉn ë lèi ra bé thu cã møc thÊp. Trªn bé thu cã g¾n ®Ìn LED b¸o tr¹ng th¸i thu tÝn hiÖu. Khi l¾p ®Æt cÇn ®iÒu chØnh bé thu vµ ph¸t sao cho ®Ìn b¸o s¸ng, khi cã ®Ìn thu vµ ®Ìn ph¸t lµ chuÈn trôc. Mét sè ®Æc tr­ng c¬ b¶n cña c¶m biÕn: - Kho¶ng c¸ch thu 3m. - §Æc tr­ng thêi gian Max. 3ms. - Nguån nu«i tõ 12 ¸ 24 V DC ± 10% ( §é mÊp m« ®Ønh - §Ønh max.10%). - §é nh¹y lµ cè ®Þnh. - KiÓu lµm viÖc: Dark On. - Lèi ra: NPN – Collector hë, Vmax= 30V, Imax= 100mA, ThÕ d­ max = 1V. - ChØ thÞ lµ LED mµu ®á. 3.3.4 Th«ng sè cña c¶m biÕn trong hÖ thèng. C¶m biÕn sö dông trong hÖ thèng ta chän c¶m biÕn cã c¸c th«ng sè nh­ sau ®Ó ®¶m b¶o ®óng theo yªu cÇu cña hÖ thèng: - Kho¶ng c¸ch ph¸t hiÖn: 10 +3 mm. - KÝch th­íc ®iÓm ph¸t hiÖn: 1mm x5mm. - Nguån cÊp: 12-24 VDC. - §Çu ra: 2 ®Çu ra NPN hoÆc PNP – cã m¹ch b¶o vÖ. - Thêi gian ®¸p øng: 15 s. - Mµn h×nh hiÓn thÞ 4 led. 3.4 C¸c thiÕt bÞ kh¸c. C¸c thiÕt bÞ kh¸c sö dông trong hÖ thèng bao gåm: D©y ®ai ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng tõ ®éng c¬ cho ch¹y b¨ng t¶i, c¸c cont¨ctor ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ lµm viÖc theo ®óng yªu cÇu truyÒn ®éng cña hÖ thèng, ngoµi ra cßn nhiÒu c¸c thiÕt bÞ kh¸c phô trî cho hÖ thèng kh¸c n÷a. 3.5 M« h×nh kÕt nèi hÖ thèng. M« h×nh kÕt nèi cña PLC víi mµn h×nh hiÓn thÞ TD 200 ®­îc kÕt nèi nh­ h×nh vÏ. H×nh 3.8 KÕt nèi CPU vµ TD200 H×nh 3.9 KÕt nèi truyÒn th«ng S7-200 vµ TD200 H×nh 3.10 C¸ch l¾p TD200 víi CPU vµ module EM235 Ch­¬ng 4. LËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng 4 3 2 1 . 4 3 2 1 .. . . . . . 5 10 11 . 8 13 4.1 M« t¶ hÖ thèng. 9 7 6 12 H×nh 4.1 M« h×nh ®Õm s¶n phÈm dïng PLC S7-200. Ghi chó: 1: Thïng hµng kh«ng cã s¶n phÈm 1. 2: Thïng hµng kh«ng cã s¶n phÈm 2. 3: Thïng hµng kh«ng cã s¶n phÈm 3. 4: Thïng hµng kh«ng cã s¶n phÈm 4. 5: §éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i 1. 6: §éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i 2. 7: §éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i 3. 8: B¨ng t¶i 1. 9: B¨ng t¶i 2. 10: B¨ng t¶i3. 11: S¶n phÈm. 12: C¸c thïng ®· cã s¶n phÈm. 13: C¸c c¶m biÕn. HÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm dung PLC S7-200 hiÓn thÞ mµn h×nh TD200 bao gåm: - Mét bé PLC S7-200, CPU 214 víi c¸c th«ng sè ®· chän. - Mét mµn h×nh TD200 víi c¸c th«ng sè ®· chän ë trªn. - Cã 3 B¨ng t¶i: B¨ng t¶i 1 ( Dïng ®Ó ®­a thïng ®Õn vÞ trÝ cho s¶n phÈm vµo); B¨ng t¶I 2 ( Dïng ®Ó ®­a s¶n phÈm ®Õn thïng); B¨ng t¶i 3 ( Dïng ®Ó ®­a thïng ®· cã s¶n phÈm ®i ®Õn n¬i ®ãng hép). - Cã 3 §éng c¬: §éng c¬ 1 ( Ch¹y b¨ng t¶i 1); §éng c¬ 2 ( Ch¹y b¨ng t¶i 2); §éng c¬ 3 ( Ch¹y b¨ng t¶i 3). - Cã 3 C¶m biÕn: C¶m biÕn 1 ( C¶m biÕn thïng ®Õn vÞ trÝ ®Ó ®­a s¶n phÈm vµo thïng); C¶m biÕn 2 ( C¶m biÕn ®Õm sè s¶n phÈm vµo thïng); C¶m biÕn 3 ( C¶m biÕn thïng ®· cã s¶n phÈm ®Ó ®­a ®Õn n¬i ®ãng gãi). Ngoµi ra cßn mét sè thiÕt bÞ kh¸c ®i kÌm theo ®Ó ®¶m b¶o hÖ thèng ho¹t ®éng theo ®óng yªu cÇu c«ng nghÖ. 4.2 Tr×nh tù c¸c b­íc lËp tr×nh. 4.2.1 ViÕt ch­¬ng tr×nh. Bµi to¸n ®Æt ra cã rÊt nhiÒu c¸ch thùc hiÖn kh¸c nhau ®Ó cïng ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ theo yªu cÇu kü thuËt. Sau ®©y lµ mét sè ch­¬ng tr×nh viÕt ®Ó ®iÒu khiÓn hÖ thèng lµm viªc theo yªu cÇu. * §iÒu khiÓn hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm dïng PLC S7-200. I0.0 I0.4 Q0.0 ( ) Q0.0 Network 1: IN TON PT Q0.0 Q0.2 T37 +30 Network 2: T37 Q0.1 Network 3: ( ) Q0.1 C0 CU CTU R PV I0.3 I0.1 I0.0 T37 Q0.2 I0.2 P +3 Network 4: C1 CU CTU R PV I0.3 I0.2 I0.1 I0.0 C0 I0.2 Q0.2 I0.0 T37 +100 P Network 5: ( ) Q0.2 T38 C1 Q0.2 Network 6: Q0.2 IN TON PT +30 T38 Network 7: Network 8: CU CTU R PV C0 I0.1 I0.3 P I0.0 T37 C2 +100 CU CTU R PV I0.0 T37 C0 I0.2 I0.3 P C3 +100 ( ) Q0.3 Network 9: HÖ thèng lµm viÖc nh­ sau: - Sè s¶n phÈm cÇn ®Õm cho mçi thïng lµ 10. Trong ®ã cã sè s¶n phÈm dµi vµ ng¾n kh«ng v­ît qu¸ 3 s¶n phÈm trong sè 10 s¶n phÈm cho mçi thïng hµng. - Qu¸ tr×nh b¾t ®Çu khi ta Ên nót khëi ®éng hÖ thèng. - Cho T1 = 3s, sau ®ã cho phÐp lo¹i s¶n phÈm vµo, qu¸ tr×nh lµm viÖc b¾t ®Çu. NÕu hÖ thèng ph¸t hiÖn cã s¶n phÈm kh«ng ®óng yªu cÇu th× hÖ thèng sÏ lo¹i ra vµ tiÕp tôc ®Õm ®Õn khi ®ñ sè s¶n phÈm yªu cÇu, khi ®· ®ñ sè s¶n phÈm th× hÖ thèng c¶m biÕn sÏ lµm viÖc vµ ®­a thïng hµng ®· cã ®ñ sè s¶n phÈm ®i ®Õn n¬i ®ãng gãi. Qu¸ tr×nh cø nh­ thÕ diÔn ra theo vßng khÐp kÝn. Tuy nhiªn ®©y lµ bµi to¸n phøc t¹p so víi yªu cÇu cña ®Ò tµi ®­îc giao nªn ta lùa chän ph­¬ng ¸n kh¸c ®Ó ®¹t ®­îc ®óng yªu cÇu cña ®Ò tµi ®Ó ®¶m b¶o ®­îc c¶ vÒ mÆt kü thuËt vµ c¶ vÒ mÆt kinh tÕ. * §iÒu khiÓn hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm dïng PLC S7-200 hiÓn thÞ mµn h×nh TD200. Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho hÖ thèng b¨ng t¶i ®Õm s¶n phÈm sö dông PLC S7-200 hiÓn thÞ mµn h×nh TD200 theo ®óng yªu cÇu ®­îc viÕt nh­ sau: Netword 1: I0.4 Q0.2 M0.1 Q0.1 Q0.0 M0.0 Q0.0 ( ) Network 2: Q0.0 M0.0 ( R ) 1 Network I0.2 Q0.0 M0.1 C0 Q0.1 3: ( ) Q0.1 CU CTU R PV I0.3 I0.4 M0.1 +20 C0 Network 4: Network C0 M0.1 I0.4 Q0.2 5: Q0.2 ( ) HÖ thèng ho¹t ®éng nh­ sau: - Sè s¶n phÈm cÇn ®Õm lµ 20 qu¶ t¸o cho mçi thïng hµng. - Khi hÖ thèng b¾t ®Çu lµm viÖc th× hÖ thèng b¨ng t¶i ®­a thïng vµo vÞ trÝ ®Ó ®Õm sè s¶n phÈm vµo thïng, khi s¶n phÈm ®· ®ñ th× c¸c c¶m biÕn sÏ ®­a thïng hang ®· cã ®ñ s¶n phÈm ®i ®Õn n¬i ®ãng gãi. - Qu¸ tr×nh cø nh­ vËy lÆp l¹i theo vßng khÐp kÝn. §©y lµ ch­¬ng tr×nh phï hîp víi c¸c yªu cÇu cña ®Ò tµi ®Ò ra. Ta sÏ lùa chän ch­¬ng tr×nh nµy v× nã phï hîp víi yªu cÇu cña hÖ thèng. 4.2.2 VËn hµnh hÖ thèng. HÖ thèng ®­îc lµm viÖc nh­ sau: - Ta kÕt nèi phÇn cøng cña hÖ thèng råi cÊp nguån cho hÖ thèng lµm viÖc. Khai b¸o phÇn cøng cña PLC ®· chän, viÕt ch­¬ng tr×nh nh­ ®· viÕt ë trªn, sau ®ã ®æ ch­¬ng tr×nh ®· viÕt lªn PLC. Sau ®ã quan s¸t hÖ thèng lµm viÖc. - Ta Ên nót Start ( F1 trªn mµn hinh TD200 øng víi tiÕp ®iÓm M0.0 trong ch­¬ng tr×nh ®· viÕt) ®Ó hÖ thèng b¾t ®Çu lµm viÖc, ®Ìn Run trªn PLC s¸ng. §éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i thïng kh«ng cã s¶n phÈm lµm viÖc ( ®Ìn Q0.0 trªn PLC s¸ng) B¨ng t¶i ®­a thïng kh«ng cã s¶n phÈm vµo vÞ trÝ ®Ó ®Õn vÞ trÝ ®Õm s¶n phÈm cho vµo thïng hµng. Lóc nµy khi thïng hµng ®· ®Õn vÞ trÝ th× c¶m biÕn thïng sÏ t¸c ®éng lµm cho hÖ thèng b¨ng t¶i ch¹y thïng ngõng l¹i, ®ång thêi ®éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i ®Õm sè s¶n phÈm b¾t ®Çu lµm viÖc ( ®Ìn Q0.1 trªn PLC s¸ng), c¶m biÕn s¶n phÈm b¾t ®Çu lµm viÖc sÏ ®Õm ®ñ 20 s¶n phÈm th× dõng l¹i, s¶n phÈm ®­îc ®­a vµo thïng. Khi s¶n phÈm ®· ®ñ th× hÖ thèng b¨ng t¶i ®­a s¶n phÈm ®Õn sÏ ngõng lµm viÖc, ®ång thêi c¶m biÕn thïng ®· cã s¶n phÈm lµm viÖc cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i thïng ®· cã s¶n phÈm ch¹y ( ®Ìn Q0.2 trªn PLC s¸ng) ®­a thïng hµng ®Õn n¬i ®ãng gãi. Lóc nµy c¶m biÕn thïng ®Õn vÞ trÝ ®ãng gãi sÏ lµm viÖc vµ ®ãng m¹ch cÊp ®iÖn trë l¹i cho ®éng c¬ ch¹y b¨ng t¶i cã thïng hµng kh«ng lµm viÖc ( ®Ìn Q0.0 trªn PLC s¸ng). Qu¸ tr×nh cø nh­ vËy ®­îc lÆp l¹i theo mét vßng khÐp kÝn. - §Ó dõng ch­¬ng tr×nh ta Ên nót F2 ( trªn mµn h×nh TD200 øng víi tiÕp ®iÓm M0.1 trong ch­¬ng tr×nh ®· viÕt), lóc nµy hÖ thèng dõng l¹i. Khi hÖ thèng ®ang lµm viÖc th× ta Ên bÊt cø nót nµo hÖ thèng còng kh«ng lµm viÖc mµ chØ khi ta Ên nót dõng toµn bé hÖ thèng th× hÖ thèng th× m¹ch míi t¸c ®éng. 4.2.3 Gi¸m s¸t ho¹t ®éng cña ch­¬ng tr×nh. Khi hÖ thèng lµm viÖc th× ta quan s¸t c¸c ®Ìn s¸ng trªn PLC cã ®óng víi yªu cÇu hay kh«ng. NÕu kh«ng ®óng theo yªu cÇu th× ph¶i ®iÒu chØnh l¹i ch­¬ng tr×nh vµ hÖ thèng sao cho phï hîp víi yªu cÇu ®· ®Ò ra. KÕt luËn ----˜š{›™---- Trong kho¶ng thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi ®· bæ xung cho em ®· thùc hiÖn nh÷ng kiÕn thøc cÇn thiÕt vÒ PLC vµ thu thËp ®­îc nh÷ng bµi häc thùc tiÔn vÒ mét hÖ thèng tù ®éng ho¸ trong c«ng nghiÖp. Tõ ®ã, em rót ra ®­îc mét sè kÕt luËn nh­ sau: ViÖc øng dông khoa häc c«ng nghÖ vµo s¶n xuÊt lµ ®iÒu quan träng nã kh«ng chØ mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ mµ cßn gãp phÇn ®Èy m¹nh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n­íc, n©ng cao ®êi sèng nh©n d©n. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC S7-200 lµ mét trong nh÷ng thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ tèi ­u vµ ngµy cµng ®­îc sö dông kh¸ phæ biÕn. ViÖc øng dông PLC S7-200 vµo ®iÒu khiÓn hÖ thèng cßn kh¸ míi mÎ ®èi víi sinh viªn, kü s­ míi ra tr­êng, trong giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh nghiªn cøu víi kho¶ng thêi gian ng¾n em thùc hiÖn ®Ò tµi trªn c¬ së c¸c néi dung c¬ b¶n vÒ lý thuyÕt cña PLC vµ øng dông ®Ó viÕt ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng th«ng th­êng. Do ®iÒu kiÖn kinh tÕ kh«ng cho phÐp nªn em kh«ng tiÕn hµnh thi c«ng m« h×nh cña hÖ thèng, nh­ng ®Ó ch¾c ch¾n ch­¬ng tr×nh øng dông ®· ho¹t ®éng em ®· m« pháng trªn phÇn mÒm cña PLC S7-200. Trong mét thêi gian ng¾n, víi khèi l­îng c«ng viÖc nhiÒu, em ®· nç lùc cïng víi sù chØ dÉn cña thÇy NguyÔn TiÕn H­ng vµ sù gãp ý cña b¹n bÌ cuèi cïng ®Ò tµi ®· hoµn thµnh ®­îc ®óng tiÕn ®é ®¸p øng yªu cÇu, môc ®Ých mong muèn. Víi nh÷ng han chÕ vÒ mÆt kh¸ch quan vµ chñ quan mét sè vÊn ®Ò kh«ng ®­îc t×m hiÓu quan t©m ®Çy ®ñ. V× vËy sù thiÕu sãt cña ®Ò tµi lµ kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi. Em rÊt mong cã sù ®ãng gãp ý kiÕn cña thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ó em cã thÓ hoµn thiÖn h¬n ë nh÷ng lÇn sau. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !. Tµi liÖu tham kh¶o 1. C¬ së tù ®éng ho¸ (TËp 1). T¸c gi¶: TS NguyÔn V¨n Hoµ. Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc-2000. 2. Gi¸o tr×nh PLC S7-200 vµ S7-300. T¸c gi¶: ThS. Lª V¨n B¹n. KS Lª Ngäc BÝch. 3. Trªn m¹ng Internet. C¸c trang web: http//.www.vihem.com.vn http//.www.vast.ac.vn/index http//.www.vnexpress.net http//.www.aseate.com http//.www.vista.gov.vn http//.www.hiendaihoa.com 4. C¸c chøc n¨ng chuyªn dïng trªn S7-200. Biªn so¹n: L©m T¨ng §øc. NguyÔn Kim Anh.