Điều khiển máy công nghiệp bằng thiết bị lập trình

g, người vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần như không cần mắc nối lại dây (tuy nhiên, có thể vẫn phải nối lại nếu cần thiết). Nhờ đó hệ thống rất linh hoạt và hiệu quả. + Đánh giá nhu cầu đơn giản: Khi biết các đầu vào và các đầu ra thì có thể đánh giá được kích cỡ yêu cầu của bộ nhớ hay độ dài chương trình. Do đó, có thể dễ dàng và nhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với các yêu cầu công nghệ đặt ra. + Khả năng tái tạo: Nếu dùng nhiều PLC với qui cách kỹ thuật giống nhau thì chi phí lao động sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển rơle. Đó là do giảm phần lớn lao động lắp ráp. + Tiết kiệm không gian: PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với bộ điều khiển rơle tương đương. + Có tính chất nhiều chức năng: PLC có ưu điểm chính là có thể sử dụng cùng một thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển. Người ta thường dùng PLC cho các quá trình tự động linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán, so sánh các giá trị tương quan, thay đổi chương trình và thay đổi các thông số. Hình 1.12 Quan hệ về giá thành với số lượng đầu vào/ra trong bộ PLC Rơle + Về giá trị kinh tế: Khi xét về giá trị kinh tế của PLC ta phải đề cập đến số lượng đầu ra và đầu vào. Quan hệ về giá thành với số lượng đầu vào/ra có dạng như hình.1.12. Như vậy, nếu số lượng đầu vào/ra quá ít thì hệ rơle tỏ ra kinh tế hơn, những khi số lượng đầu vào/ra tăng lên thì hệ PLC kinh tế hơn hẳn. Khi tính đến giá cả của PLC thì không thể không kể đến giá của các bộ phân phụ không thể thiếu như thiết bị lập trình, máy in, băng ghi... cả việc đào tạo nhân viên kỹ thuật. Nói chung những phần mềm để thiết kế lập trình cho các mục đích đặc biệt là khá đắt. Ngày nay nhiều hãng chế tạo PLC đã cung cấp chọn bộ đóng gói phần mềm đã được thử nghiệm, nhưng việc thay thế, sửa đổi các phần mềm là nhu cầu không thể tránh khỏi, do đó, vẫn cần thiết phải có kỹ năng phần mềm. Phân bố giá cả cho việc lắp đặt một PLC thường như sau: - 50% cho phần cứng của PLC - 10% cho thiết kế khuân khổ chương trình - 20% cho soạn thảo và lập trình - 15% cho chạy thử nghiệm - 5% cho tài liệu. Việc lắp đặt một PLC tiếp theo chỉ bằng khoảng 1/2 giá thành của bộ đầu tiên, nghĩa là hầu như chỉ còn chi phí phần cứng. b.nhược điểm Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp thức hoá. Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử dụng bằng phương pháp rơle. 2.2.7 ứng dụng của PLC trong công nghiệp Từ các đặc điểm trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp như: Điều khiển hệ truyền động thủy lực . Điều khiển hệ truyền động khí nén. Điều khiển hệ truyền động điện . Điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng . Hệ thộng nâng vận chuyển. Dây chuyền đóng gói. Các ROBOT lắp ráp sản phẩm. Điều khiển bơm. Dây chuyền sử lý hóa học. Công nghệ sản xuất giấy. Dây chuyền sản xuất thủy tinh. Sản xuất xi măng. Công nghệ chế biến thực phẩm. Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn. Dây chuyền lắp ráp Tivi. Điều khiển hệ thống đèn giao thông. Quản lý tự động bãi đỗ xe. Hệ thống báo động. Dây chuyền may công nghiệp. Điều khiển công nghiệp. Điều khiển thang máy. Dây chuyền sản xuất xe ô tô. Sản xuất vi mạch. Kiểm tra quá trình sản xuất… CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC HÃNG OMRON OMRON là một công ty của Nhật Bản được thành lập năm 1933, hiện tại có trên 25000 nhân viên và doanh số bán hàng trên 5 tỷ USD mỗi năm. OMRON được coi là một trong những hãng điện tử hàng đầu thế giới về công nghệ tự động hoá. Các thiết bị tự động của OMRON có chất lượng cao, được sản xuất với công nghệ mới nhất và rất đa dạng: từ công tắc đơn giản, rơ le các loại, bộ định giờ, bộ đếm, cảm biến, kiểm soát nhiệt độ, ... cho tới các thiết bị điều khiển chương trình hiện đại. Ðầu năm 1996, Công ty Omron Electronics Pte.Ltd. đã mở văn phòng đại diện tại Hà nội và sau đó tại thành phố Hồ Chí Minh. Hiện tại Omron đã có mạng lưới bán hàng gồm nhà phân phối và các đại lý.  Ngoài bán hàng, Omron và hệ thống phân phối cũng cung cấp các dịch vụ khác như tư vấn, thiết kế hệ thống, lắp đặt, hướng dẫn sử dụng, bảo trì, sửa chữa, tổ chức các khoá đào tạo về thiết bị tự động cho khách hàng. Hiện đã có các khoá học sau: - Hướng dẫn sử dụng PLC OMRON với Micro PLC loại CP1L/E bằng phần mềm. Các thiết bị tự động của OMRON có chất lượng cao, được sản xuất với công nghệ mới nhất và rất đa dạng: từ công tắc đơn giản, rơle các lọai , bộ định thời, bộ đếm, cảm biến, kiểm soát nhiệt độ…cho tới các thiết bị điều khiển chương trình hiện đại. Tất cả có gần 20.000 mặt hàng khác nhau, liên tục được cải tiến. 3.1 khảo sát loại CPM2A 3.1.1 giới thiệu chung: Các bộ điều khiển lập trình của hãng OMRON rất đa dạng, gồm các loại CPM1A, CPM2A, CPM2C, CQM1,….nhưỡng loại PLC nên tạo thành những modul rời kết nối lại với nhau,có thể cho phép mở rộng dung lượng bộ nhớ và mở rộng các ngõ vào,ra. Vì vậy chúng được sử dụng rất linh hoạt và đa dạng trong thực tiễn.ngoài ra, hãng OMRON còn sản xuất các bộ PLC có cấu trúc cố định, các PLC này chỉ được cho các công việc đặc biệt nên không đòi hỏi tính linh hoạt cao. Các PLC đều có cấu trúc gồm :bộ nguồn, CPU, các Port I/O dặc biệt…. để có một bộ PLC hoàn chỉnh thì ta phải lắp ráp các modul này lại với nhau. Việc kết nối này thực hiện khá đơn giản và cho phép thay thế dễ dàng. Họ CPM2A có rất nhiều loại. ta có thể tóm tắt trong bảng sau: Tên Modul Số ngõ I/O Nguồn cung cấp CPU có ngõ ra dùng Relay CPM2A-20CDR-A CPM2A-20CDR-D CPM2A-30CDR-A CPM2A-30CDR-D CPM2A-40CDR-A CPM2A-40CDR-D CPM2A-60CDR-A CPM2A-60CDR-D 20 20 30 30 40 40 60 60 AC DC AC DC AC DC AC DC CPU có ngõ ra dùng Transistor CPM2A-20CDT-D CPM2A-20CDT1-D CPM2A-30CDT-D CPM2A-30CDT1-D CPM2A-40CDT-D CPM2A-40CDT1-D CPM2A-60CDT-D CPM2A-60CDT1-D 20 ( ngõ ra ở mức thấp) 20 (ngõ ra ở mức cao) 30 (ngõ ra ở mức thấp) 30 (ngõ ra ở mức cao) 40 ( ngõ ra ở mức cao) 40 (ngõ ra ở mức cao) 60 (n ngõ ra ở mức cao) 60 (ngõ ra ở mức cao) DC DC DC DC DC DC DC DC 3.1.2 các thành phần của CPU Cấu tạo chung của 1 bộ CPU gồm những phần sau: Bộ CPU có 20 hoặc 30 đầu vào/ra: Trong đó: 1 - Nguồn cung cấp: tùy theo loại CPU mà ta dùng nguồn AC từ 100V-240V hoặc nguồn DC 24V 2,3 - Chân nối đất bảo vệ (đối với từng loại CPU dùng nguồn AC): để bảo vệ an toàn cho người sử dụng. 4- Nguồn cung cấp cho ngõ vào: đâp là nguồn 24V DC được dùng để cung cấp điện áp đầu vào (đối với loại CPU dùng nguồn AC). 5- Các ngõ vào :để liên kết CPU với các thiết bị ngõ vào. 6- Các ngõ ra: để liên kết CPU với các thiết bị ngõ ra. 7- Các chế độ đèn báo của CPU: các dèn báo này cho chúng ta biết chế độ làm việc hiện hành của PLC. Đèn báo Trạng thái Y nghĩa PWR On PLC đã được cấp nguồn (xanh) Off PLC chưa được cấp nguồn RUN On PLC đang hoạt động ở chế độ RUN hoặc ở chế độ MONITOR (xanh) Off PLC đang ở chế độ PROGRAM hoặc bị lỗi COMM Flashing Dữ liệu đang được chuyển vào CPU thông qua cổng Peipheral hoặc cổng RS-232C (vàng) Off Dữ liệu không được chuyển vào CPU thông qua cổng Peipheral hoặc cổng RS-232C ERR/ALARM On Xuất hiện lỗi (PLC ngừng hoạt động) (red) Off Đèn báo hoạt động bình thường 8- Đèn báo chế độ ngõ vào :khi 1 trong các ngõ vào ở trạng thái ON thì đèn báo tương dương sẽ sáng. Lưu ý: khi ta sử dụng bộ đếm tốc độ cao thì các đèn báo ngõ vào sẽ sáng khi các ngõ ra ở trạng thái ON. 10- Cổng điều khiển tín hiệu Anolog: được sử dụng khi tín hiệu vào hoặc ra là tín hiệu Anolog, được lưu giữ vào vùng nhớ IR250 và IR251. 11- Cổng giao tiếp với thiết bị ngoại vi: liên kết PLC với thiết bị lập trình:máy tính chủ, thiết bị lập trình bằng tay…… 12- Cổng giao tiếp RS-232C hoặc cổng giao tiếp RS-485: liên kết PLC với thiết bị lập trình (ngoại trừ thiết bị lập trình bằng tay và máy tính chủ ). 13- Communication Switch : là công tắc, chọn để sử dụng một trong hai cổng Peripheral hoặc cổng RS-232 để liên kết vời thiết bị lập trình. 14- Bộ Acquy: 15- Phần mở rộng :kết nối CPU và PLC với khối mở rộng I/O hoặc khối mở rộng nói chung (Analog I/O Unit,Temporature Senson Unit….),có thể kết nối 3 modul mở rộng. Bộ CPU có 40 đầu vào/ra: Bộ CPU có 60 đầu vào/ra: 3.1.3 Các thành phần khác của khối mở rộng Bộ mở rộng có 20 đầu vào ra: Bộ mở rộng có 8 đầu vào: Bộ mở rộng có 8 đầu ra: 1. Các dây nối đầu vào Nối CPU với các thiết bị đầu vào bên ngoài. 2. Các dây nối đầu ra Nối CPU với các thiết bị đầu ra bên ngoài. 3. Các chỉ thị đầu vào Các đèn chỉ thị đầu vào sẽ sáng khi các dây nối đầu vào tương ứng ON. 4. Các chỉ thị đầu ra Các chỉ thị đầu ra sẽ sáng khi các dây nối đầu ra tương ứng ON. 5. Cáp nối bộ mở rộng đầu vào/ra Nối bộ mở rộng với đầu nối mở rộng của CPU hoặc nối với một bộ mở rộng khác. Cảnh báo: Không được đụng vào cáp nôi này khi có điện chạy qua để tránh lỗi khi hoạt động do tĩnh điện gây ra. 6. Đầu cắm kết nối bộ mở rộng Nối với một bộ mở rộng khác (Bộ mở rộng vào/ra, bộ vào / ra analog, hoặc bộ kết nối vào/ra CompoBus/S). Tối đa 3 bộ mở rộng có thể nối vào bộ CPU. 3.1.4 Các thành phần của modul nhập xuất Analog Modul I/O Anolog thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số hoặc tín hiệu từ số sang tín hiệu tương tự dể giao tiếp giữa CPU cới các thiết bị tương tự như máy phát sóng cảm biến, các dụng cụ đo và thiết bị điều khiển khác. Modul I/O Anolog có khoảng thay đổi hiệu điện áp từ 0-10V hoặc từ 0-5V (đối với Analog Input). Một CPU có thể kết nối với 3 modul Analog I/O (2 Analog Input và 1 Analog Onput) Dữ liệu đã được biến đổi thì được lưu trữ trong vùng phân bổ words của Analog I/O Unit và nó được sử dụng bởi lệnh đọc nội dung của words ngõ vào. Một chức năng khác của nó là xử lý giá trị trung bình để cho tất cả các dữ liệu ở ngõ ra ổn định. Nó còn có chức năng phát hiện dây dẫn bị đứt khi tầm ngõ vào được đặt khoảng 4-20mA, hoặc 1-5V. Cấu tạo của khối mở rộng Analog được mô tả trong hình 1.Các dây nối vào /ra Analog Nối bộ vào/ra analog với các thiết bị đầu vào analog và các thiết bị đầu ra analog. 2.Cáp nối bộ mở rộng vào/ra Nối bộ vào/ra Analog với đầu cắm kết nối mở rộng trên CPU hoặc nối với một bộ mở rộng khác. Cáp này có thể nối với một bộ vào/ra Analog và không thể bỏ đi được. Cảnh báo ! Không được đụng vào dây cáp này khi đang cấp điện để tránh các lỗi trong khi vận hành do tĩnh điện gây ra. 3. Đầu cắm kết nối mở rộng Nối với một bộ mở rộng khác ( Bộ mở rộng vào/ra, bộ vào /ra Analog hoặc bộ kết nối vào/ra CompoBus/S ). Tối đa 3 bộ mở rộng có thể nối vào với CPU. 3.1.5 Các bộ phận của bộ liên kết vào/ra CompoBus/S 1. Các dây nối CompoBus/S Bao gồm dây truyền dữ liệu CompoBus/S cao/thấp, các dây nối cấp điện nguồn truyền tin +/- và các đầu nối tự do (NC). Vì điện được cấp bên trong nên các dây nối nguồn này có thể được dùng như các đầu nối chuyển tiếp. 2.Công tắc DIP ( DIP Switch ) Công tắc này đặt địa chỉ nút, đặt chế độ truyền tin và chỉ ra các đầu ra có bị xoá hay không trong trường hợp có lỗi truyền tin. Công tắc số Chức năng 1 đến 4 ( được ghi 1,2,4 và 8) Các công tắc này đặt địa chỉ nút của bộ liên kết đầu vào/ra CompoBus/S dùng DIP switch như các chữ số nhị phâ (1=ON) 0: 0000 1:0001 2: 0010 3: 0011 4: 0100 5: 0101 6: 0110 7: 0111 8: 1000 9: 1001 10: 1010 11: 1011 12: 1100 13: 1101 14: 1110 15: 1111 DR ON: Chế độ truyền tin xa OFF: chế độ truyền tin tốc độ nhanh ( Xem Ghi chú) HOLD ON: Duy trì các đầu ra khi xuất hiện các lỗi truyền tin OFF: Xoá các đầu ra khi xuất hiện các lỗi truyền tin Ghi chú : Chế độ truyền tin xa chỉ có thể được sử dụng khi được nối với một trong các Master Unit sau: C200HW-SRM21-V1, CQM1-SRM21-V1 3. Các đèn LED hiển thị Các đèn này cho biết trạng thái truyền tin của CompoBus/S Đèn Các chế độ ý nghĩa COMM (màu vàng ) ON Đang thực hiện truyền tin OFF Truyền tin bị lỗi hoặc dừng ERR (màu đỏ ) ON Xuất hiễn một lỗi truyền tin OFF PLC chạy bình thường hoặc không có truyền tin 4.Cáp kết nối bộ mở rộng vào/ra Dây cáp này nối Bộ liên kết vào/ra CompoBus/S với bộ kết nối mở rộng trên CPU hoặc với một bộ mở rộng khác. Cảnh báo ! Không được sờ vào cáp này khi đang cấp điện để tránh các lỗi trong khi vận hành do tĩnh điện gây ra. 5. Bộ kết nối mở rộng Bộ kết nối này nối với một bộ mở rộng khác (bộ mở rộng vào/ra, bộ vào/ra Analog hoặc bộ kết nối vào/ra CompoBus/S). Có tối đa 3 bộ mở rộng có thể nối với CPU. 3.1.6 Các đặc tính kỹ thuật A. Các đặc tính kỹ thuật chung của bộ CPU. Item Item Bộ CPU 20 đầu vào/ra Bộ CPU 30 đầu vào/ra Bộ CPU 40 đầu vào/ra Bộ CPU 60 đầu vào/ra Điện áp nguồn Điện AC 100 đến 240 VAC, 50/60 Hz Điện DC 24 VDC Dải điện áp hoạt động Điện AC 85 đến 264 VAC Điện DC 20,4 đến 26,4 VDC Tiêu thụ điện Điện AC Tối đa 60 VA Điện DC Tối đa 60 VA Dòng xung Điện AC Tối đa 60 A Điện DC Tối đa 20 A Điện áp cấp cho bên ngoài (chỉ với loại dùng nguồn AC) Điện áp nguồn 24 VDC Công suất đầu ra 300 mA : Chỉ dùng cho các thiết bị đầu ra. Không dùng được để điều khiển đầu ra. ( Khi nguồn cấp bên ngoài gây quá dòng hoặc đoản mạch, điện áp nguồn bên ngoài sẽ tụt xuống và PLC sẽ ngừng hoạt động. ) Điện trở cách điện Tối thiểu 20 MΩ ( tại 500 VDC ) giưã các dây nối điện AC bên ngoài và các dây bảo vệ nối đất strength Dielectric 2300 VAC 50/60 Hz cho 1 phút giưã dây mang điện AC bên ngoài và dây bảo vệ tiếp đất. Dòng rò tối đa là 10mA. Khả năng chống nhiễu 1500 Vp-p, độ rộng của xung : 0.1 tới 1 à s, thời gian lên 1 ns Khả năng chịu rung lắc 10 đến 57 Hz, biên độ 0.075-mm , 57 tới 150 Hz, gia tốc: 9.8 m/s2 theo chiều X,Y,Z với 80 phút mỗi chiều Chống shock 147 m/s2 ba lần, mỗi lần theo hướng X, Y và Z Nhiệt độ xung quanh Hoạt động : 0 tới 55oC Cất giữ : -20 tới 75oC Độ ẩm 10% tới 90% ( Không có hơi nước ) Không khí Phải tránh khí ăn mòn Kích thước Terminal screw M3 Thời gian ngắt điện Điện AC : Tối thiểu 10 ms Điện DC: Tối thiểu 2 ms Trọng lượng của bộ CPU Điện AC Tối đa 650g Tối đa 700g Tối đa 800g Tối đa 1000 g Điện DC Tối đa 550g Tối đa 650g Tối đa 700 g Tối đa 900g Trọng lượng của bộ mở rộng đầu vào/ra Bộ 20 đầu vào/ra : tối đa 300 g Bộ có 8 đầu ra : tối đa 250 g Bộ có 8 đầu vào : tối đa 200 g Bộ đầu vào/ra analog : tối đa 150 g Bộ kết nối đầu vào/ra CompoBus/S : tối đa 200 g B. Các đặc tính Item Đặc điểm Phương pháp điều khiển Điều khiển bằng phương pháp chương trình lưu giữ Phương pháp điều khiển đầu vào/ra Quét theo chu kỳ với đầu ra trực tiếp ( Có thể cập nhật tức thời đầu vào ra với IORF(97). Ngôn ngữ lập trình Sơ đồ hình thang Độ dài của lệnh Một bước một lệnh, 1 đến 5 word cho mỗi lệnh Các lệnh Các lệnh cơ bản : 14 Các lệnh đặc biệt : 105 lệnh, 185 biến tấu Thời gian thực hiện Các lệnh cơ bản : 0,64 às ( Lệnh LD) Các lệnh đặc biệt : 7,8 às ( Lệnh MOV ) Công suất của chương trình 4096 words Số tối đa đầu vào/ra Bộ CPU riêng 20 đầu 30 đầu 40 đầu 60 đầu Có thêm bộ mở rộng đầu vào ra Tối đa 80 đầu Tối đa 90 đầu Tối đa 100 đầu Tối đa 120 đầu Các bit đầu vào IR 00000 tới IR 00915 ( Các words không dùng cho các bit đầu vào thì có thể dùng cho các bit làm việc) Các bit đầu ra IR 01000 tới IR 01915 ( Các words không dùng cho các bit đầu ra thì có thể dùng cho các bit làm việc ) Các bit làm việc (bit tự do) 928 bit : IR 02000 tới IR 04915 và IR 20000 tới IR 22715 Các bit đặc biệt ( vùng nhớ SR) 448 bit : SR 22800 tới SR 25515 Các bít tạm thời (vùng nhớ TR ) 8 bit (TR0 tới TR7 ) Các bít lưu ( vùng bộ nhớ HR) 320 bit : HR 0000 tới HR 1915 ( Words HR 00 tới HR 19 ) Các bit bổ trợ (Vùng bộ nhớ AR ) 384 bit : AR 0000 tới AR 2315 (Words AR 00 tới AR 23 ) Các bit liên kết ( vùng nhớ LR ) 256 bit : LS 0000 tới LR 1515 ( Words LR 00 tới LR 15 ) Bộ đếm / Bộ thời gian 256 bộ đếm/bộ thời gian ( TIM/CNT 000 tới TIM/CNT 255 ) Các bộ thời gian 1ms : TMHH (-) Các bộ thời gian 10ms : TIMH (15) Các bộ thời gian 100ms : TIM Các bộ thời gian 1s/10s: TIML(-) Các bộ đếm giảm : CNT Các bộ đếm có thể đảo ngược : CNTR (12) Bộ nhớ dữ liệu Đọc / viết : 2048 words ( DM 0000 tới DM 2047 )* Chỉ đọc: 456 words ( DM 6144 tới DM 6599 ) PC Setup: 56 words ( DM 6600 tới DM 6655) Quá trình ngắt Các ngắt bên ngoài : 4 ( Chung với các đầu vào ngắt bên ngoài ( chế độ đếm ) và các đầu vào phản hồi nhanh) Các ngắt khoảng thời gian 1(Chế độ ngắt theo lịch trình hoặc chế độ ngắt đơn) Bộ đếm tốc độ cao Một bộ đếm tốc độ cao: một pha 20 kHz hoặc hai pha 5 kHz ( phương pháp đếm tuyến tính ) 1 ngắt bộ đếm ( So sánh giá trị đặt hoặc so sánh dải giá trị đặt ) Các đầu vào ngắt ( chế độ đếm ) 4 đầu vào ( gồm các đầu vào ngắt ngoài (chế độ đếm) và các đầu vào phản hồi nhanh.) Các ngắt bộ đếm: 4 ( gồm các đầu vào ngắt ngoài và các đầu vào phản hồi nhanh) Đầu ra xung 2 đầu ra có gia tốc/ giảm tốc, mỗi đầu ra 10 Hz tới 10 kHz và không điều khiển chiều. 1 đầu ra có gia tốc / giảm tốc hình thang, 10 Hz tới 10 kHz có điều khiển chiều. 2 đầu ra xung độ rộng thay đổi ( Các đầu ra xung chỉ có thể dùng được với các đầu ra transistor, và không dùng được với các đầu ra Rơle ) Điều khiển xung đồng bộ Một đầu :Có thể tạo một đầu ra xung bằng cách kết hợp bộ đếm tốc độ cao với các đầu ra xung tần số và nhân xung đầu vào lên với 1 hệ số cố định từ 1 bộ đếm tốc độ cao. ( Đầu ra này chỉ có thể là các đầu ra transistor, ta không dùng được các đầu ra relay ) Các đầu vào phản hồi nhanh Có 4 đầu vào ( Độ rộng xung đầu vào tối thiểu là 50 às max. ) Các điều khiển Analog Hai điều khiển, dải đặt : 0 đến 200 Hằng số thời gian đầu vào Có thể đặt cho tất cả các điểm đầu vào ( 1ms, 2 ms, 3 ms, 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms hoặc 80 ms ) Chức năng giờ Cho biết năm, tháng, thứ trong tuần, ngày, giờ , phút , giây. ( Được pin lưu giữ thông số ) Các chức năng truyền tin Cổng ngoại vi có sẵn: Hỗ trợ Host Link, thanh dẫn ngoại vi, no-protocol, hoặc các kết nối bàn phím lập trình. Cổng RS-232C có sẵn : Hỗ trợ Host Link, no-protocol, 1:1 Slave Unit Link, 1:1 Master Unit Link hoặc 1:1 NT Link connections. Các chức năng do các đầu mở rông cung cấp. Đầu vào/ra Analog : Có 2 đầu vào analog và 1 đầu ra analog. Bộ liên kết đầu vào/ra CompoBus/S : Có 8 đầu vào và 8 đầu ra dạng CompoBus/S Slave. Bảo vệ bộ nhớ ( Xem Ghi chú 1 và 2 ) Flash memory :Chương trinh, Vùng nhớ DM chỉ đọc, PC Setup Pin lưu giữ :Pin lưu lại read/write DM area, vùng nhớ lưu, vùng nhớ AR và các giá trị đếm ( Tuổi thọ của pin khoảng 5 năm ở nhiệt độ 25oC ) Các chức năng tự chẩn đoán Lỗi bộ CPU ( Watchdog timer ), lỗi thanh vào/ra, lỗi pin và lỗi bộ nhớ Kiểm tra bộ nhớ No END instruction, các lỗi lập trình ( Ktra khi bắt đầu hoạt động ) Ghi chú : 1. Vùng nhớ dữ liệu, vùng lưu nhớ và các giá trị được pin lắp trong CPU lưu lại. Nếu hết pin, nỗi dung của các vùng này sẽ mất và các dữ liệu bằng số sẽ chuyển sang các giá trị ngầm định. 2. Các nội dung của vùng chương trình, vùng chỉ đọc dữ liệu nhớ (DM 6144 tới DM 6599 ) và PC Setup ( DM 6600 tới DM 6655 ) được giữ trong Flash memory. Nội dung của những vùng này sẽ được đọc từ Flash memory vào lần bật điện tiếp theo, thậm chí ngay cả khi pin lưu trữ đã hết. Khi các dữ liệu được thay đổi tại bất kỳ một vùng nào, hãy viết các số liệu này vào Flash memory bằng cách bật công tắc bộ điều khiển sang chế độ MONITOR hoặc RUN, hoặc tắt rồi sau đó bật bộ điều khiển lên. C. Các tính năng kỹ thuật của đầu vào/ra: Các tính năng kỹ thuật của đầu vào bộ CPU Thông số Các đầu vào Tính năng kỹ thuật Điện áp đầu vào Tất cả các đầu vào 24 VDC +10% / -15% Trở kháng đầu vào IN00000 tới IN00001 2,7 kΩ IN00002 tới IN00006 3,9 kΩ Từ IN00007 trở lên 4,7 kΩ Dòng đầu vào IN00000 tới IN00001 Thông thường là 8 mA IN00002 tới IN00006 Thông thường là 6 mA Từ IN00007 trở lên Thông thường là 5 mA Điện áp/dòng ở trạng thái ON IN00000 tới IN00001 Tối thiểu 17 VDC, 5mA Từ IN00002 trở lên Tối thiểu 14,4 VDC, 3 mA Điện áp/dòng ở trạng thái OFF Tất cả các đầu vào Tối đa 5.0 VDC, 1 mA Trễ bật Tất cả các đầu vào Tối đa 1 tới 80 ms. Ngầm định : 10 ms ( Xem Ghi chú) Trễ tắt Tất cả các đầu vào Tối đa 1 tới 80 ms. Ngầm định : 10 ms ( Xem Ghi chú) Cấu hình của mạch IN00000 tới IN00001 IN00002 tới IN00006 Từ IN00007 trở lên Chú ý : Ta có thể đặt hằng số thời gian trong PC Setup tới 1,2,3,5,10,20,40 hoặc 80 ms. Các đầu vào Counter tốc độ cao Các đầu vào IN00000 tới IN00002 có thể được dùng như các đầu vào counter tốc độ cao như bảng trên. Tần số đếm tối đa là 5 kHz ở chế độ lệch pha và 20 kHz ở các chế độ khác. Đầu vào Chức năng Chế độ lệch pha Chế độ đầu vào xung có xác định chiều Chế độ đầu vào lên/xuống Chế độ đếm tăng IN00000 Đầu vào xung pha A Đầu vào xung Đầu vào xung tăng Đầu vào xung tăng IN00001 Đầu vào xung pha B Đầu vào xác định chiều Đầu vào xung giảm Đầu vào bình thường IN00002 Đầu vào xung pha Z hoặc đầu vào xoá bằng phần cứng ( IN00002 có thể dùng như một đầu vào bình thường khi nó không được dùng như một đầu vào counter tốc độ cao. ) Độ rộng xung tối thiểu cho các đầu vào IN00000 ( đầu vào pha A ) và đầu vào IN00001 ( đầu vào pha B ) như sau : Độ rộng xung tối thiểu cho đầu vào IN00002 ( đầu vào pha Z ) như sau : Các đầu vào ngắt Các đầu vào IN00003 tới IN00006 có thể dùng được như các đầu vào ngắt ( chế độ đầu vào ngắt hoặc chế độ đếm ) và các đầu vào phản hồi nhanh. Độ rộng xung tối thiểu cho các đầu vào này là 50 às. Đặc tính kỹ thuật của đầu vào bộ đầu vào / ra mở rộng: Thông số Đặc tính kỹ thuật Điện áp đầu vào 24 VDC +10% / -15% Trở kháng đầu vào 4,7 kΩ Dòng đầu vào đặc trưng 5 mA Điện áp ở chế độ ON Tối thiểu 14,4 VDC Điện áp ở chế độ OFF Tối đa 5,0 VDC Trễ trạng thái ON 1 tới tối đa là 80 ms. Ngầm định : 10 ms ( Xem Chú ý ) Trễ trạng thái OFF 1 tới tối đa là 80 ms. Ngầm định : 10 ms ( Xem Chú ý ) Cấu hình của mạch Chú ý: Ta có thể đặt trong PC Setup hằng số thời gian tới 1,2,3,5,10,20,40 hoặc tối đa là 80 ms. 3.2 Cấu trúc cơ bản của PLC OMRON PLC OMRON có bốn thành phần cơ bản sau: a) Input Area: Các tín hiệu nhận vào từ các thiết bị đầu vào bên ngoài (Inputdevices) sẽ được lưu trong vùng nhớ này. b) Output Area: Các lệnh điều khiển đầu ra sẽ được lưu tạm trong vùng nhớ này. Các mạch điện tử trong PLC sẽ xử lý lệnh và đưa ra tín hiệu điều khiển thiết bị ngoài ( Output devices). c) Bộ xử lý trung tâm (CPU): là nơi xử lý mọi hoạt động của PLC, bao gồm việc thực hiện chương trình d)Bộ nhớ (Memory): là nơi lưu chương trình điều khiển và các trạng thái nhớ trung gian trong quá trình thực hiện Mạch đầu vào ( Input Unit) Là mạch điện tử làm nhiệm vụ phối ghép chuyển đổi giữa tín hiệu điện đầu vào (Input) và tín hiệu số sử dụng bên trong PLC. Kết quả của việc xử lý sẽ được lưu ở vùng nhớ Input Area. Mạch đầu vào được cách ly về điện với các mạch trong của PLC nhờ các diốt quang. Bởi vậy nếu có hư hỏng mạch đầu vào sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của CPU. Mạch đầu ra ( Output Unit) Mạch điện tử đầu ra sẽ biến đổi các lệnh mức logic bên trong PLC ( trong vùng nhớ Output Area) thành các tín hiệu điều khiển như đóng mở rơle. Dưới đây là một ví dụ khi đấu dây đầu vào với các thiết bị có trong thực tế thay cho công tắc mô phỏng: Cách nối đầu dây vào số của PLC có thể có ba dạng sau: 1) Đầu vào là tiếp điểm Rơle (Relay) 2) Đầu vào là Transistor kiểu NPN. 3) Đầu vào là Transistor kiểu PNP. Chú ý: Dòng vào của các đầu vào IN00000-IN00002 = 12mA Dòng vào của các đầu vào khác bằng 5mA Khi đầu vào của PLC ở mức ON, các đèn tương ứng trong PLC đều sáng Các địa chỉ bộ nhớ trong PLC. Tất cả các đầu vào cũng như các bộ lưu trữ khác trên PLC khi sử dụng trong chương trình đều thông qua các địa chỉ nhớ tương ứng. Các địa chỉ bộ nhớ được tổ chức thành các nhóm gồm 16 bit gọi là word hay chennal (CH). Mỗi bít có giá trị 0 hoặc 1. Các bit được đánh số từ 00 đến 15 từ phải qua trái. Địa chỉ đầy đủ của mỗi bit sẽ được ký hiệu bằng năm chữ số. 3 chữ số đầu từ trái qua là ký hiệu của chennal, hai chữ số tiếp theo là số thứ tự của bit. Khi tham chiếu đến từng bit này ta phải định địa chỉ của từng chennal (word) và số của bit trong word. Các vùng nhớ trong CPM2A: Vùng nhớ Words Bits Chức năng IR ar1 Input area IR000 đến IR009 (10 words) IR00000 tới IR00915 (160 bits) Các bit này có thể gán cho các đầu giây vào ra I/O. tiền tố IR thường được bỏ đi. Output area IR010 tới IR019 (10 words) IR01000 tới IR01915 (160 bits) Work area IR20 tới IR49 (30 words) IR200 tới IR227 (28 words) IR 02000 tới IR04915 IR20000 tới IR22715 (512 bits) Work bit có thể sử dụng tùy ý trong chương trình SR area SR228 tới SR255 (28 words) SR22800 tới SR25515 Các bit này phục vụ cho các chức năng riêng biệt như cờ báo và các bit điều khiển. TR area TR0 tới TR7 (8 bits) Các bit này lưu dữ liệu và lưu trạng thái ON/OFF tạm thời tại các nhánh rẽ chương trình. HR area2 HR00 tới HR19 (20 words) HR0000 tới HR 1915 (320 bits) Các bit này lưu dữ liệu và lưu trạng thái ON/OFF của chúng khi ngắt điện. AR area2 AR00 tới AR23 (24 words) AR0000 tới AR 2315 (256 bits) Các bit này phục vụ cho các chức năng riêng biệt như cờ báo và các bít điều khiển. LR area1 LR00 tới LR15 (16 words) LR0000 tới LR 1515 (256 bits) Dùng cho kết nối 1:1 với 1 PLC khác. Timer/Counter area2 TC000 tới TC255 (timer/counter numbers)3 Các số này có thể được dùng cho cả Times và counters. DM area Read/Write2 DM0000 tới DM2047 (2,048 words) Dữ liệu ở vùng nhớ DM chỉ có thể được truy cập theo words.giá trị của các wordstwj lưu giá trị khi mất điện. Error log4 DM2000 tới DM 2021 (22 words) Dùng để lưu thời gian xuất hiện và mã của lỗi. các words này có thể được dùng như các words DM đọc/ghi thông thường khi chức năng lưu lỗi không được sử dụng. Read-only4 DM6144 tới DM 6599 (456 words) Chương trình không thể ghi đè lên các words này. PC Setup4 DM6600 tới DM 6655 (56 words) Dùng lưu các thông số khác nhau điều khiển hoạt động của PLC. Ghi chú : 1. Các bit IR và LR khi không được dùng cho các chức năng đã đ̃ịnh của chúng có thể được dùng như bit chương trình (work bit). 2. Nội dung của các thanh ghi HR, LR, counter, và vùng bộ nhớ DM đọc/ghi được nuôi bằng tụ. ở nhiệt độ 250C, tụ có thể lưu nội dung bộ nhớ trong vòng 20 ngày. 3. Khi truy cập giá trị hiện hành (PV) của timer và counter, các số của timer và counter (ví dụ CNT001, TIM005) được dùng như là các dữ liệu dạng word; khi truy cập bit cờ báo kết thúc (Completion Flag) của timer và counter, chúng được dùng như là các bit trạng thái. 4. Dữ liệu ở các thanh ghi từ DM6144 đến DM6655 không thể bị ghi đè bởi chương trình nhưng chúng có thể được thay đổi tới thiết bị ngoại vi. CHƯƠNG 4: KĨ THUẬT LẬP TRÌNH PLC OMRON 4.1 Lập trình bằng Programming Console Programming console là một bộ bàn phím lập trình cầm tay cho PLC của OMRON dùng ngôn ngữ lập trình dạng dòng lệnh Mnemonic. Nó cũng được dùng để đọc chương trình bộ nhớ và thiết lập các chế độ hoạt động của PLC. Bộ Programming Console được nối vào cổng Peripheral Port của PLC dùng cáp đi kèm, qua đây Programming Console sẽ nhận được nguồn nuôi từ PLC, đồng thời có thể ghi đọc chương trình PLC 4.1.1 Khởi đầu với Programming Console. Khi nối Programming Console với PLC màn hình của Programming Console sẽ hỏi Password Sau: Sau khi nhập như trên ta sẽ thấy xuất hiện số 00000; Đây là số thứ tự của bước lập trình đầu tiên của PLC. Nếu bấm tiép phím có hình mũi tên xuống ta sẽ thấy các bước tiếp theo của chương trình đã có sẵn của PLC ghi chú: các hình chỉ biểu thị trình tự bấm các phím trên Programming Console. 4.1.2 Các chế độ hoạt động của PLC Ta có thể chuyển đổi chế độ hoạt động của PLC một cách dễ dàng bằng cách xoay chìa khoá trên bàn phím • Chế độ Program: Là chế độ để lập và sửa chương trình cho PLC. Chương trình của PLC sẽ không được thực hiện trong bước này. • Chế độ theo dõi Monitor: Là chế độ trong đó chương trình của PLC sẽ được thực hiện, đồng thời các địa chỉ của bộ nhớ trong PLC có thể đặt lại trực tiếp từ bộ lập trình như các bit vào ra ( I/O Bits ), Các timer, Counter, và vùng nhớ DM. • Chế độ RUN:Là chế độ mà chương trình điều khiển trong PLC được thực hiện ( chạy) và nội dung bên trong PLC chỉ có thể theo dõi chứ không thể sửa đổi từ bên ngoài. Đây là chế độ nên đặt sau khi chương trình đã được nhập và kiểm tra đúng đắn. 4.1.3 Xóa chương trình trong PLC. Để xóa chương trình trong PLC ta làm như sau: a) Chuyển sang chế độ Program mode. b) bấm nút CLR để màn hình hiển thị 00000 c) Bấm lần lượt các nút sau để xoá chương trình trong bộ nhớ của PLC Ví dụ về cách lập một chương trình Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 00005 OUT 01001 00006 END ( 01) Thao tác cuối cùng vừa rổi là để nạp lệnh END ( kết thúc ). Tất cả các chương trình đều phải kết thúc bằng lệnh này, nếu không có PLC sẽ báo lỗi. Sau khi nhập xong, bấm các mũi tên xuống và lên để kiểm tra chương trinh vừa nhập. Để chạy chương trình, chuyển khoá trên Programming console sang Run hoặc Monitor. 4.1.4 Tìm kiếm trong chương trình. Chức năng tìm kiếm (Search) được dùng để tìm kiếm nhanh một lệnh hoặc một địa chỉ trong chương trình. Sau đó ta có thể thực hiện các thao tác như xoá lệnh, sửa lệnh hay địa chỉ. Ví dụ: Trong chương trình sau có hai lệnh AND 00001 ở hai dịa chỉ khác nhau Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 00005 OUT 01001 00006 END ( 01) Để tìm đến địa chỉ lệnh AND 00001 ta làm như sau: Mỗi lần ấn phím SRCH sẽ đưa ta đến nơi gặp lệnh cần tìm kế tiếp. 4.1.5 Xóa lệnh ( Delete ). Để xóa lệnh đang được hiển thị trên Display của Programming console, ta bấm các phím như sau: Chú ý: Khoá chuyển trên Programming console phải được đặt về vị tri Program mode. Ví dụ cần xóa lệnh dưới đây. Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 00005 OUT 01001 00006 END ( 01) Bấm mũi tên xuống cho đến khi gặp lệnh LD 00002 Bấm lần lượt DEL sau đó là mũi tên lên để xóa lệnh này. Sau khi LD 00002 được xóa, lệnh bên dưới này là AND 00001 sẽ được dịch lên địa chỉ 00003 và chương trình mới sẽ là: Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 AND 00001 00004 OUT 01001 00005 END ( 01) 4.1.6 Chèn lệnh ( Insert ) Các lệnh mới có thể được chèn vào lệnh đang được hiển thị trong chương trình hiện hành. Ví dụ: Ta muốn chèn lệnh OR 00002 vào giữa lệnh AND 00001 và OUT 01000 của chương trình sau: Địa chỉ lệnh 00000 LD 00000 00001 AND 00001 OR 00002 00002 OUT 01000 00003 AND 00001 00004 OUT 01001 00005 END (01) 4.1.7 Theo dõi các hoạt động của PLC a- Theo dõi trạng thái một tiếp điểm ( 1 bit) Ví dụ: theo dõi trạng thái của Channel 000 bit 01. b- Bật tắt cưỡng bức các bit (Forced Set / Reset ) Sau khi hiển thị và theo dõi trạng thái bit CH 010.00 ở bước trên, để cưỡng bức bật bit này lên trạng thái ON ta bấm nút SET. để cưỡng bức bật bit này về trạng thái OFF ta bấm nút RESET. c- theo dõi gía trị một word ( Channel) Ví dụ: Để theo dõi Channel 000 Trạng thái từng bit trong word CH000 có thể được theo dõi khi bấm tiếp phím SHIFT và MONTR Các bit trong Channel 000 ở hình trên được biểu thị từ phải qua trái, bit bên phải ngoài cùng là bit 0. Trạng thái bật (ON) của bit được biểu thị bằng số 1 còn trạng thái tắt được biểu thị bằng số 0. Nếu bật các công tắc đầu vào số 1 và 2 ta sẽ thấy các bit tương ứng được bật trên Programming Console như dưới đây. d- Ghi giá trị mới vào word. Giá trị hiện hành của word có thể được ghi đè vào từ Programming Console như ví dụ sau: Channel 010 sẽ được ghi đè giá trị mới là 000F không phụ thuộc vào chương trình hiện hành trong bộ nhớ của PLC. Nói chung các địa chỉ bộ nhớ đầu ra (IR) không nên được ghi đè trừ khi đang thử nghiệm . Sau đây là một ví dụ ghi một giá trị mới vào word DM 1000. 4.2 Lập trình bằng LADDER DAIGRAM 4.2.1 Lập trình bằng sơ đồ thang Ladder Daigram. Các lệnh cơ bản của sơ đồ bậc thang (Ladder Daigram ). Thành phần luôn luôn phải có trong sơ đồ gọi là Power bus. Là nơi dẫn nguồn điện đi vào và đi ra sơ đồ. 4.2.2 Lệnh LD Lệnh LD nối với Power bus trái sẽ khởi đầu một netword của sơ đồ Ladder Daigram. Số ghi phía trên ký hiệu lệnh là địa chỉ của thông số lệnh. 4.2.3 Lệnh OUT. Lệnh Out giống như một rơle chấp hành đưa ra kết quả logic của các lệnh đi trước vào một tiếp điểm (bit) OUTPUT. Chương trình trên kết quả logic của lệnh LD00000 (tiép điểm đóng mở) sẽ điều khiển đầu ra là tiếp điểm 01000. Khi nhập đoạn chương trình trên vào PLC, phải đảm bảo đang ở chế độ Program mode và cuối chương trình phải có lệnh END. Sau đó chuyển sang chế độ Monitor hay Run để chạy. Bật thử công tắc 00000 sẽ khiến đầu ra 01000 cũng bật sáng. Chương trình sau, khi bật công tắc 00000 ( công tắc thứ nhất trên bộ Training CPM1 ), đầu ra CH010.00 sẽ được bật lên ON. 4.2.4 Lệnh AND. Lệnh AND sẽ tạo ra một Logic giống như hình dưới đây. Ví dụ trên, việc nối hai điều kiện logic A và B sẽ đòi hỏi cả A và B đều tác động ( đóng) thì đèn C đầu ra mới sáng. Dưới đây là một Ladder Daigram có dùng lệnh AND. Lúc này khi bật công tắc CH 000.00 đồng thời bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 mới sáng. 4.2.5 Lệnh OR. Lệnh OR sẽ tạo ra một logic giống như hình dưới đây. Trong ví dụ trên, việc nối song song hai điều kiện logic A và B sẽ đòi hỏi hoặc A hoặc B tác động ( đóng ) thì đèn C đầu ra sẽ sáng. Dưới đây là một Ladder Daigram có dùng lệnh OR Lúc này khi bật công tắc CH 000.00 thì đèn đầu ra Output 010.00 sẽ Sáng Hoặc khi bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 sẽ sáng. Hoặc khi bật công tắc CH000.00 đồng thời bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 cũng sẽ sáng. 4.2.6 Lệnh AND LD Lệnh AND LD được dùng để xây dựng các khối logic phức tạp hơn bằng cách ghép chúng nối tiếp với nhau. Giả sử có một đoạn chương trình như dưới đây, trong đó đầu ra 01000 sẽ bật khi đầu vào 00000 hoặc 00001 và 000002 bật. Nếu bây giờ điều kiện trên có thêm đầu vào 00003 như dưới đây: Việc nhập vào đoạn chương trình này đòi hỏi phải chia nó ra làm hai khối nối tiếp nhau. Sau đó nhập vào riêng rẽ các lệnh cho từng khối và nối hai khối lại với nhau bằng lệnh AND LD 4.2.7 Lệnh OR LD. Lệnh OR LD được dùng để xây dựng các khối logic bằng cách ghép chúng song song với nhau. Giả sử ta có một đoạn chương trình dưới đây, trong đó đầu ra 01000 sẽ bật sáng khi đầu vào 00000 và 00001 hoặc 00002 bật. Nếu bây giờ điều kiện trên có thêm đầu vào 00003 như dưới đây: Để nhập vào đoạn chương trình này ta phải chia nó ra làm hai khối con nối song song với nhau như dưới đây. Ta khảo sát một ví dụ kết hợp hai lệnh AND LD và OR LD. Trình tư thực hiện cũng phải chia thành các khối con và gõ riêng rẽ từng khối vào sau đó dùng lệnh AND LD và OR LD để nhập các khối lại với nhau. 4.2.8 Lệnh AND NOT. Lệnh AND NOT tạo ra một tiếp điểm thường đóng ( Ngược với lệnh AND) Khi đổi lệnh AND 00001 thành AND NOT 00001 như sơ đồ trên , đầu ra CH010.00 sẽ bật khi CH000.00 là ON và CH000.0 là OFF . 4.2.9 Lệnh LD NOT. Lệnh LD NOT tạo ra một tiếp điểm thường đóng ở đầu của đoạn mạch ( ngược với lệnh LD ). 4.2.10 NETWORK. Một Network được tạo thành bởi các lệnh LOAD, AND, OR, và OUT. Trừ khi dùng để tạo các khối logic nối với nhau bằng lệnh AND LD, hoặc OR LD, Lệnh LOAD sẽ được dùng để tạo một Network mới 4.2.11 Các quy tắc chung của sư đồ LADDER DAIGRAM. Nếu muốn đầu ra luôn ở ON, phải nối đầu dây này qua một cờ ( Flag) là bit 25313 ( tức channel 253 bit 13). Bit này là một cờ hệ thống luôn pử trạng thái ON. Có thể nối song song nhiều tiếp điểm cùng lệnh OR hoặc song song nhiều đầu ra dùng lệnh OUT/OUT NOT và dùng nhiều bit đầu vào nhiều lần. Nếu có hai lệnh Output có cùng địa chỉ bit, lệnh Output trước sẽ không có tác dụng. Một đoạn mạch có thể có nhiều lệnh Out nối song song với nhau. 4.3 Một số lệnh lập trình phổ biến khác của OMRON. 4.3.1 Bộ định thời TIMER: Ví dụ: Timer có set value = 100x0.1=10 giây. Khi bật khoá CH000.00 lên, Timer số 000 sẽ bắt đầu đếm thời gian, khi 10 giây trôi qua, tiếp điểm của Timer là TIM000 sẽ được bật lên ON và làm đầu ra CH010.00 cũng được bật lên ON. Timer cũng sẽ bị reset về giá trị đặt khi đầu vào 00000 tắt. Bộ Timer này có thời gian được lưu trong DM 0000. PLC sẽ lấy giá trị trong DM0000 làm giá trị cài đặt cho Timer. Giả sử nội dung của DM0000 là 150. Khi bật khoá CH000.00 lên, Timer số 000 sẽ bắt đầu đếm thời gian, khi được 15 giây (150x0.1=15) tiếp điểm của timer là TIM 000 được bật lên ON và làm đầu ra CH0100.00 cũng được bật lên ON. 4.3.2Bộ đếm COUNTER. Lúc khởi đầu giá trị hiện hành của bộ đếm được bắt đầu tại SV. Bộ đếm sẽ giảm giá trị hiện hành của nó (CNT N) đi một đơn vị mỗi lần có sườn lên ở xung đầu vào CP và cờ báo hoàn thành CNT N sẽ bật lên giá trị hiện hành của bộ đếm giảm về 0. Bộ đếm sẽ bị reset về giá trị đặt SV khi có sườn lên của đầu vào R. Mỗi lần bật khoá CH000.00 giá trị của Counter giảm đi một . khi bật khoá CH000.00 đủ 10 lần thì cờ báo CNT000 bật lên ON và do đó cũng bật đầu ra CH0101.00 lên ON. Bộ đếm sẽ bị reset khi bật switch CH000.01. Mở rộng khả năng của bộ đếm TIMER. Do thời gian đặt tối đa của timer là 0.278 giờ nên để tăng thời gian đếm của timer, ta có thể dùng kết hợp với Counter như sau: Ví dụ: Mở rộng thời gian đặt lên 10 giờ Ví dụ ứng dụng của bộ đếm: Trong ví dụ này ta sẽ lập trình PLC cho công đoạn đóng gói sản phẩm vào bao bì. Đây là công đoạn rất hay gặp trong các dây chuyền sản xuất. Trên hình ta thấy các sản phẩm hoàn thiện được băng chuyền chuyển tới các thiết bị đóng bao. Cứ 5 sản phẩm đóng vào một bao. Có một cảm biến quang điện làm nhiệm vụ phát hiện sản phẩm trên băng chuyền và gửi tín hiệu xung về bộ đếm trong PLC. Mỗi khi đếm đủ 5 sản phẩm, bộ đếm gửi tín hiệu ra cho cuộn hút solenoid làm việc. Thời gian cuộn hút làm việc là hai giây. trong thời gian cuộn hút làm việc, băng truyền ngừng chạy. Trường hợp này, ta có một đầu vào duy nhất là tín hiệu xung từ cảmbiến, đặt là bit 00.2 đầu ra sẽ là tín hiệu gửi cuộn hút, đặt là 1001, và tín hiệu ngừng băng truyền đặt là 1000. Chương trình cần lập sẽ như sơ đồ sau: Bình thường cuộn hút không làm việc, băng truyền chạy nhờ có tiếp điểm thường đóng 1001 ở trạng thái OFF. Lúc này cảm biến sẽ gửi tín hiệu xung về PLC mỗi khi có sản phẩm đi qua và đầu vào lúc này được dùng làm đầu vào đếm của bộ đếm CNT 0. Khi có đủ 5 sản phẩm tiếp điểm CNT sẽ đóng, reset counter về giá trị ban đầu là 5, đồng thời gửi tín hiệu cho cuộn hút và timer làm việc trong mạch tự giữ. Lúc này băng truyền ngừng chạy do tiếp điểm 1001 ngắt mạch hoạt động của đầu ra 1000. Sau hai giây tiếp điểm TIM001 sẽ ngắt nguồn hoạt động của cuộn hút và băng truyền tiếp tục chạy, lặp lại chu trình. Chú ý: Lệnh END ở cuối chương trình chỉ đánh dấu việc kết thúc chu trình làm việc hiện hành của PLC và bắt đầu chu trình mới từ lệnh đầu tiên chủa chương trình. Nó không có ý nghĩa là chương trình sẽ dừng. Chương trình chỉ dừng khi ta chuyển chế độ sang Program Mode hoặc có sự cố bên trong PLC. 4.4 Lập trình bằng phần mềm SYSWIN trên máy tính. 4.4.1 Phần mềm SYSWIN: SYSWIN là một phần mềm lập trình cho PLC OMRON dưới dạng Ledder Daigram thực thụ chạy trong WINDOW. Để cài đặt phần mềm này cần đảm bảo máy tính có cấu hình tối thiểu như sau: Windows 3.1, 3.11 ,Windows95, Windows98 486 DX50 CPU 8 M Byte Ram - 10 MB Free HDD (Đĩa cứng trống) 4.4.2 Lập trình với SYSWIN 1) chọn folder nơi lưu SYSWIN và khởi độnh chương trình Ví dụ: 2) Từ menu File chọn New Project để tạo chương trình mới PLC Type chọn CPM1 CPU chọn ALL Series chọn C Editor chọn Ladder Project Type chọn Program Interface chọn Serial Communications Bridge chọn Option Direct Moden chọn Option Local Codding Option chọn SYSWIN Way Ta lựa chọn các mục trên ở hộp hội thoại New Project Setup tiếp theo là Click OK 3) Màn hình sẽ hiện ra một khung làm việc cho chương trình dạng Ladder Daigram. Dùng chuột di đến thanh công cụ ( Drawing Tool ) và nhấn vào biểu tượng tiếp điểm (Contact) hoặc nhấn phím F2 để chọn lệnh này. Di chuột đến nơi cần đặt tiếp điểm trên sơ đồ và nhấn nút trái chuột. Đánh vào địa chỉ 000.00 ở ô Address và nhấn OK trên hộp thoại trên. Màn hình sẽ hiện ra một network mới với tiếp điểm vừa nhập và ô chọn màu đen chuyển sang vị trí bên cạnh tiếp điểm này. Làm tương tự như vậy với các tiếp điểm tiếp theo Đánh vào ô Address địa chỉ 000.01 rồi nhấn OK. Tiếp theo từ thanh công cụ chọn lệnh Output rồi di chuột đến vị trí cần đặt lệnh và nhấn nút trái chuột Đánh vào ô Address địa chỉ 010.00 rồi nhấn OK. Nhận lệnh OR bằng cách tạo ra một tiếp điểm nối song song với tiếp điểm đầu tiên trên network. Trên thanh công cụ chọn tiếp điểm contact Và đặt nó dưới tiếp điểm đầu tiên là 000.00 Gõ vào ô Address địa chỉ 000.02 và nhấn OK. Tiếp theo nối tiếp điểm vừa tạo với tiếp điểm nằm trên bằng cách chọn công cụ Vertical Short rồi nhấn chuột vào vị trí nằm giữa hai dòng hoặc nhấn F5 Để xoá tiếp điểm CH000.01, nhấn con trỏ chuột ở tiếp điểm này ( hoặc dùng bàn phím di ô chọn đến tiếp điểm) sau đó nhấn phím DEL hoặc từ menu Edit chọn Delete. Nếu muốn phục hồi lại lệnh vừa xoá, chọn Undo từ menu này. Hiện ta đã nhập xong một network của chương trình. Để thêm network mới vào ta nhấn vào nút Insert Network Từ hộp thoại hiện ra, chọn vị trí nơi sẽ chèn Network. ở đây ta sẽ chèn Network mới vào phía dưới network hiện hành nên ta sẽ chọn Below Curent Network và nhấn OK Trên màn hình sẽ xuất hiện như sau: Giả sử Network mới này là lệnh END (01). Đặt vị trí con trỏ vào vị trí ô đầu tiên của network, sau đó bấm phím F8 để chèn lệnh Function vào ô tróng đó. Để chọn lệnh cần thiết, có thể đánh mã lệnh ( ở đây là 01 ) đánh tên lệnh hoặc lựa Function từ một danh sách có sẵn bằn cách nhấp vào nút Select. Ngoài ra có thể tham khảo thêm về lệnh bằng cách nhấp vào nút Reference. Gõ END vào ô Function rồi nhấn OK để kết thúc Chương trình hoàn chỉnh ta vừa nhập có dạng như hình sau: 4.4.3 Đặt tên kí hiệu mô tả (SYMBOL) cho các địa chỉ. Để đặt tên ký hiệu mô tả cho các địa chỉ, trước tiên di ô chọn đến địa chỉ cần đặt tên, ô Adr ở cuối màn hình sẽ hiển thị địa chỉ hiện hành. Sau đó bấm vào ô Sym và đánh vào một tên cho địa chỉ này. Phần mô tả địa chỉ chỉ có thể đánh vào ô Com. Lưu tên vừa đặt bằng cách bấm nút STORE 4.4.4 Nạp chương trình vào PLC ( Download Program to PLC ) Nối máy tính PC với bộ PLC qua bộ chuyển đổi cáp RS232C. Đầu cắm của bộ chuyển đổi sẽ nối vào cổng Peripheral Port của PLC Sau khi việc nối các thiết bị đẵ được máy tính nhận biết. Từ menu Oline, chọn Connect để kết nối với PLC. Sau khi máy tính đã kết nối được với PLC, đèn COMM trên PLC sẽ nhấp nháy và các mục khác trên menu Online sẽ trở thành màu đen ( được phép chọn lựa). Cũng từ menu Online chọn Download Program. Một hộp thoại sau đây sẽ hiện ra hỏi ta có xoá bộ nhớ chương trình trong PLC không (Clear Program Memory) trước khi nạp. Nên lựa tuỳ chọn này để tránh các vấn đề có thể xảy ra. Bấm OK để nạp chương trình vào PLC. Khi việc nạp hoàn tất bấm nút OK ở hộp thoại sau để tiếp tục Chú ý: Không thực hiện được việc Download vào PLC nếu PLC đang ở chế độ RUN 4.4.5 Chạy chương trình PLC (RUN) Trước hết ta cần chuyển PLC sang chế độ RUN hoặc MONITOR Bằng nút PLC Mode. Chuyển từ chọn lựa STOP/PRG Mode sang Monitor Mode rồi click OK PLC sẽ chuyển sang chế độ Monitor Mode Chú ý: Trong khi chương trình đang hoạt động có thể theo dõi cách hoạt động của chương trình bằng cách bấm vào nút Monitor ( F11) 4.4.6 Bổ sung các lệnh TIMER và COUNTER vào chương trình. Trước hết ta chuyển chế độ của PLC sang Program Mode. Máy tính sẽ hỏi thao tác này làm thay đổi chế độ PLC, có tiếp tục hay không, ta chọn Yes Bổ sung một network mới vào chương trình bằng cách chọn Insert network Trong network mới thêm tiếp điểm Open Contact có địa chỉ là 000.03 Bổ sung Timer vào bằng cách chọn TIM và đặt nó sau tiếp điểm trên. Trong hộp thoại trên Timer mở ra nhập 000 là số thứ tự của Timer, trong ô Value nhập vào giá trị #1000 (tức 100 giây) chú ý phải có dấu #. Kết quả sau khi bổ sung lệnh Timer Bổ sung tiếp một network nữa vào chương trình bằng chọn Insert Network , chọn Below Current Network vah nhấp OK .Thêm một tiếp điểm nữa có Address là 000.04 vào Network này. Bổ sung Counter vào chương trình bằng cách chọn và định vị con trỏ vào ngay sau tiếp điểm trên. Nhấp vào cửa sổ của Counter là 1 và Value là DM0000 rồi nhấp OK Bổ sung chân nối đầu vào reset cho Counter bằng cách chọn tiếp điểm Open Contact Nhập địa chỉ 000.05 cho tiếp điểm này. Sau đó thực hiện việc nạp chương trình vào PLC (Download program) Chuyển PLC sang chế độ Monitor Mode hoặc Run Mode Bấm nút Monitor để theo dõi. Chú ý: Nếu lúc này thử bật công tắc 000.04 thì bộ đếm không đếm gì cả bởi giá trị đặt là nội dung trong DM0000 là 0. 4.4.7 Theo dõi các hoạt động của chương trình. a) Theo dõi trạng thái tiếp điểm: Bấm đúp chuột vào một ô trống trong vùng theo dõi, gõ địa chỉ 000.00 vào ô Address của hộp hội thoại Edit Value rồi bấm nút READ. b)Theo dõi địa chỉ dạng word : Bấm đúp chuột vào một ô trống trong vùng theo dõi và gõ vào DM0000 rồi bấm nút READ Lúc này giá trị của DM0000 sẽ là 0 vì nó chưa được thiết lập một giá trị nào lúc chạy. Để đặt giá trị cho DM 0000, bấm đúp chuột vào ô DM0000 trên vùng theo dõi. Nhập giá trị 10 vào ô Value trong hộp thoại mở ra rồi bấn nút WRITE để ghi giá trị này vào PLC. Thanh ghi DM0000 sẽ có giá trị là10 Bây giờ nếu bật khoá 000.05 giá trị của bộ đếm Couter sẽ bị reset về 10 là giá trị của DM 0000 4.4.8 Lưu chương trình. Để lưu chương trình, từ menu File ta chon Save Project as. Sau đó chọn thư mục lưu File và gõ tên file vào hộp File name rồi nhấn OK để lưu. 4.5.9 Đọc chương trình từ PLC (Upload Program From PLC) Từ menu file ta chọn New project sau đó nhấp OK để tạo chương trình mới. Sau khi chương trình mới được mở ra ta vào menu Online, chọn Upload program rồi nhấn OK để đọc chương trình từ PLC lên máy tính. Chương trình hiện trong bộ nhớ PLC sẽ được hiện thị trên màn hình. Sau đó có thể chọn lưu chương trình hoặc thực hiện các thay đổi bình thường. CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CHO YÊU CẦU CÔNG NGHỆ 5.1 chương trình điều khiển dây chuyền đóng gói ( mô tả công nghệ ? ) khi nút bấm PB1 (Start) được bấm, băng tải hộp bắt đầu chuyển động. Khi phát hiện sự có mặt của hộp, băng tải hộp (Box conveyor) và băng tải táo. (Apple conveyor) bắt đầu hoạt động. Cảm biến đếm SE1 sẽ đếm số lượng quả táo cho đến khi đạt được 10 quả. Băng tải táo lúc này sẽ dừng và băng tải hộp lại hoạt động trở lại. Bộ đếm sẽ được reset và lại hoạt động lặp lại cho đến khi nút PB2 (Stop) được bấm. Phân bố các thiết bị vào ra Input Thiết bị ngoài Output Thiết bị ngoài 00000 Start push button(PB1) 01000 Apple conveyor 00001 Stop push button(PB2) 01001 Box conveyor 00002 Part Present (SE1) 00003 Box Present (SE2) Chương trình thang: 5.2 Hệ thống tự động bôi trơn dầu cho bánh xe Mô tả quy trình hoạt động: Khi bánh xe di chuyển về phía cảm biến S1, S1 sẽ phát hiện bánh xe và sẽ ra tín hiệu cho van điện từ V1 để cấp dầu bôi trơn cho bánh xe. VanV1 sẽ mở trong khoản thời gian ngắn để cấp một lượng dầu định trước cho bánh xe. Khi cảm biến S2 phát hiện mức dầu trong bồn chứa thấp, nó sẽ ra tín hiệu cảnh báo. Phân bố thiết bị vào ra: Input Output 00000 Position detection (S1) 01000 Electromagnetic valve for oil 00001 Lower limit of lever (S2) 01001 Oil shortage arlam indicator Chương trình thang: 5.3 Chương trình điều khiển trò chơi “ Đường Lên Đỉnh OLYMPIA” Yêu cầu: Sau khi người dẫn cương trình đã nêu xong các câu hỏi, (các đấu thủ Player) sẽ bấm nút trước mặt để giành quyền trả lời, sau khi bất kỳ đấu thủ nào bấm nút, chuông sẽ kêu trong 10 giây. Cùng lúc đó đèn trước mặt đấu thủ đó sẽ sáng và chỉ được tắt ( Rest) bởi người dẫn chương trình. Các ngõ vào ra. Ngõ vào Ngõ ra 00000 – Nút bấm đấu thủ 1 01000 Còi 00001 – Nút bấm đấu thủ 2 01001 Đèn của đấu thủ 1 00002 – Nút bấm đấu thủ 3 01002 Đèn của đấu thủ 2 00003 – Nút tắt (Reset) 01003 Đèn của đấu thủ 3 Chương trình thang Các lệnh nhập trong PLC Omron. LD 00000 AND NOT 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND NOT 00001 AND 00002 LD 01000 OR LD AND NOT 20000 AND NOT TIM 000 OUT 01000 TIM 000 #0100 LD 00000 OR 01001 AND NOT 00001 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01001 LD 00001 OR 01002 AND NOT 00000 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01002 LD 00002 OR 01003 AND NOT 00000 AND NOT 00001 AND NOT 20000 OUT 01003 LD 00003 OUT 20000 END (01) Kết Luận: Với gần 100 trang thuyết minh làm đồ án tốt nghiệp em đã giải quyết được những công việc sau: Giới thiệu tổng thể về PLC cũng như đặc tính và phạm vi ứng dụng của PLC trong lĩnh vực điều khiển tự động. - Kết cấu và phân loại thiết bị lập trình - Giới thiệu bộ điều khiển lập trình PLC hãng Omron . - Giới thiệu và phương pháp lập trình cho PLC của hãng OMRON bằng Programming Console và phần mềm Syswin qua các lệnh lập trình phổ biến. Ứng dụng lập trình cho yêu cầu công nghệ. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức và kinh nghiệm của em còn rất hạn chế nên không tránh khỏi một số sai sót, kính mong các thầy cô trong bộ môn nhận xét và đóng góp ý kiến. Đó sẽ là những kinh nghiệm, tri thức hết sức quý báu giúp em trong công việc thực tế sau này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn quốc Phong đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tên tài liệu Tác giả 1. Điều khiển lập trình PLC Khoa điện – ĐH công nghiệp HÀ NỘI 2. Điều khiển Lôgic lập trình PLC Khoa Cơ khí CTM-ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật-TPHCM 3. Tự động hoá quá trình sản xuất Pgs.Ts. Trần Văn Địch Pgs.Ts. Trần Xuân Việt Ts. Nguyễn Trọng Doanh Ths. Lưu Văn Nhang 4. Programming Tool for OMRON Programmable Logic Controllers Hãng OMRON 5. CPM1A Programmable Controllers Operation Manual Hãng OMRON 6. CPM2A Programmable Controllers Operation Manual Hãng OMRON