Nghiên cứu và thiết kế mô hình điều khiển tự động quá trình cắt nhôm

¸ mét c¸ch ®¸ng kÓ nhê chøc n¨ng “kÐo vµ th¶” (drag and drop), c¾t, d¸n nhê sö dông bµn phÝm hoÆc con chuét. Mét sè chøc n¨ng míi cho phÐp viÖc t×m vµ thay thÕ tù ®éng, xem tr−íc b¶n in (print preview), b¶ng th«ng tin vÒ c¸c biÓu t−îng cã c¸c ®Þa chØ, biÓu t−îng còng nh− c¸c ®Þa chØ ®−îc hiÓn thÞ cho mçi phÇn tö trong qu¸ tr×nh lµm viÖc vµ gi¸m s¸t t×nh tr¹ng lµm viÖc. 1. §Þnh cÊu h×nh lËp tr×nh §©y lµ b−íc quan träng ®Çu tiªn cÇn thùc hiÖn gåm cã c¸c b−íc sau: ¾ Lùa chän trªn thanh thùc ®¬n Tools Options ... nh− h×nh 3.2 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 45 ¾ Hép tho¹i Options xuÊt hiÖn cho phÐp ta lùa chän ph−¬ng thøc lËp tr×nh thÝch hîp nh−: Lùa chän cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh, ng«n ng÷ viÕt ch−¬ng tr×nh..... ¾ §Ó kÕt thóc ta nhÊn nót ENTER hoÆc kÝch vµo nót “OK” ®Ó x¸c nhËn nh÷ng sù lùa chän ®ã. 2. T¹o vµ l−u tr÷ mét Project ¾ C¸c thµnh phÇn cña mét Project Mét Project bao gåm nh÷ng thµnh phÇn sau: - Program Block : Bao gåm c¸c m· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc vµ c¸c lêi chó thÝch. M· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bao gåm ch−¬ng tr×nh chÝnh hay c¸c ng¾t vµ ch−¬ng tr×nh con. M· hãa ®−îc t¶i ®Õn PLC cßn c¸c chó thÝch ch−¬ng tr×nh th× kh«ng. - Data Block: Khèi d÷ liÖu bao gåm c¸c d÷ liÖu (nh÷ng gi¸ trÞ bé nhí ban ®Çu, nh÷ng h»ng sè) vµ c¸c lêi chó thÝch. D÷ liÖu ®−îc t¶i ®Õn PLC, c¸c lêi chó thÝch th× kh«ng. - System Block: Chøa c¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh nh− lµ c¸c th«ng sè H×nh 3.2: Lùa chän cÊu h×nh lËp tr×nh B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 46 truyÒn th«ng, c¸c d¶i d÷ liÖu l−u gi÷, c¸c bé läc ®Çu vµo sè vµ t−¬ng tù vµ th«ng tin mËt khÈu. C¸c th«ng tin nµy ®−îc t¶i ®Õn PLC. - Symbol Table: Cho phÐp ch−¬ng tr×nh sö dông nh÷ng ®Þa chØ t−îng tr−ng. Nh÷ng ®Þa chØ nµy ®«i khi tiÖn Ých h¬n cho ng−êi lËp tr×nh vµ lµm cho ch−¬ng tr×nh dÔ theo dâi h¬n. Ch−¬ng tr×nh biªn dÞch t¶i tíi PLC sÏ chuyÓn c¸c ®Þa chØ t−îng tr−ng thµnh ®Þa chØ thùc. Th«ng tin trong Symbol Table sÏ kh«ng ®−îc t¶i tíi PLC. - Status Chart: Cho phÐp theo dâi c¸ch thøc xö lý d÷ liÖu ¶nh h−ëng tíi viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh. Status Chart kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC, chóng ®¬n gi¶n lµ c¸ch thøc qu¶n lý ho¹t ®éng cña PLC. - Cross Reference: Cöa sæ Cross Reference cho phÐp kiÓm tra nh÷ng b¶ng chøa x¸c to¸n h¹ng sö dông trong ch−¬ng tr×nh vµ còng lµ vïng nhí ®· ®−îc g¸n (Bit Usage and Bye Usage). Trong khi ch−¬ng tr×nh so¹n th¶o ë chÕ ®é RUN, ta cã thÓ kiÓm tra nh÷ng sè (EU, ED) ®ang ®−îc sö dông trong ch−¬ng tr×nh. Th«ng tin trong Cross Reference vµ Usage kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC. ¾ C¸ch t¹o ra mét Project §Ó t¹o mét Project míi ta chØ cÇn kÝch ho¹t vµo biÓu t−îng Step7 - Micro/ Win32 th× mét Project míi sÏ ®−îc t¹o ra. Ta cã thÓ t¹o mét Project míi sö dông thanh thùc ®¬n b»ng c¸ch lùa chän File  New hoÆc Ên tæ hîp phÝm Ctr+N. §Ó më mét Project cã s½n b»ng c¸ch lùa chän File Open hoÆc Ên tæ hîp phÝm Ctr+O vµ lùa chän tªn Project muèn më. ¾ L−u tr÷ mét Project §Ó l−u tr÷ mét Project míi t¹o ra, ta lùa chän lÖnh trªn thanh thùc ®¬n Project Save All hoÆc kÝch vµo biÓu tr−îng trªn thanh c«ng cô hoÆc nhÊn tæ hîp phÝm Ctrl+S. 3. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh Step7 - Micro/Win32 cho phÐp t¹o mét ch−¬ng tr×nh mµ cã thÓ sö dông mét trong 2 cöa sæ lµ: LAD hoÆc STL. ¾ So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong LAD. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 47 Cöa sæ ®Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh LAD cã d¹ng nh− sau: §Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh ta tiÕn hµnh theo nh÷ng b−íc sau: - NhËp tiªu ®Ò cho vïng so¹n th¶o b»ng c¸ch kÝch ®óp vµo dßng ch÷ xanh c¸c Network. - §Ó so¹n th¶o c¸c phÇn tö thang, ta kÝch vµo biÓu t−îng t−¬ng øng trªn thanh chØ dÉn hoÆc lùa chän trªn dang s¸ch chØ dÉn. - NhËp vµo ®Þa chØ hoÆc tham sè trong mçi vïng ch÷ vµ Ên ENTER. - NhËp tªn, ®Þa chØ vµ gi¶i thÝch cho tõng ®Þa chØ b»ng c¸ch vµo Viewsymbol Table. ¾ So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong STL. Th«ng th−êng qu¸ tr×nh so¹n th¶o ®−îc viÕt b»ng ch−¬ng tr×nh LAD, sau ®ã chuyÓn sang d¹ng STL, cöa sæ giao diÖn cña STL ®−îc minh häa nh− sau: H×nh 3.3: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong LAD logic B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 48 C¸c b−íc ®Ó so¹n th¶o mét ch−¬ng tr×nh trong STL - Tr−íc hÕt chia c¸c ®o¹n ch−¬ng tr×nh nµy thµnh tõng m¶ng, vµ mçi m¶ng ph¶i cã tõ khãa NETWORK. - Tr−íc mçi lêi chó thÝch ph¶i cã mét ®−êng song ®«i (//). Khi thªm mçi dßng chó thÝch còng ph¶i b¾t ®Çu bëi ®−êng song ®«i. - C¸c lÖnh, to¸n h¹ng ®Þa chØ cña lÖnh vµ lêi chó thÝch ph¶i ®−îc ng¨n c¸ch bëi mét kho¶ng trèng hoÆc mét Tab. - Gi÷a c¸c to¸n h¹ng vµ ®Þa chØ kh«ng ®−îc cã kho¶ng c¸ch. - Mçi to¸n h¹ng riªng biÖt ®−îc t¸ch rêi bëi mét dÊu phÈy, mét kho¶ng trèng hoÆc mét Tab. - Sö dông c¸c lêi trÝch dÉn ®Ó thay cho viÖc so¹n th¶o tªn ký hiÖu. 4. Ch¹y ch−¬ng tr×nh Sau khi viÕt ch−¬ng tr×nh vµ l−u tr÷ vµo bé nhí ta tiÕn hµnh kÕt nèi vµ ch¹y ch−¬ng tr×nh theo c¸c b−íc nh− sau: H×nh 3.4: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong STL B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 49 ¾ Cµi ®Æt truyÒn th«ng. Qu¸ tr×nh cµi ®Æt truyÒn th«ng ®Ó chän c¸p, cÊu h×nh CPU, c¸c ®Þa chØ truyÒn th«ng. Ta tiÕn hµnh nh− sau: - Tõ thanh thùc ®¬n ViewCommunications nh− h×nh vÏ. - Sau khi hép tho¹i Communications Setup xuÊt hiÖn nh¸y ®óp vµo biÓu t−îng trªn cïng bªn ph¶i. Hép tho¹i Setting the PG/PC xuÊt hiÖn. Trong hép tho¹i cã nhiÒu øng dông kh¸c nhau nh− lµ STEP 7 vµ Win CC, v× thÕ ta cÇn ph¶i lùa chän øng dông cÇn ®Æt tham sè. Khi ®· lùa chän “Micro/WIN” vµ ®· cµi ®Æt trong phÇn cøng, ta cÇn ®Æt thuéc tÝnh thùc sù cña viÖc kÕt nèi phÇn cøng. §Çu tiªn cÇn ph¶i x¸c ®Þnh giao thøc ®Þnh sö dông trong m¹ng. Nªn sö dông lo¹i PPI. Sau khi ®· lùa chän giao thøc sö dông ph¶i lùa chän tham sè giao diÖn chÝnh x¸c trong hép tho¹i. Trong ®ã chøa s½n c¸c giao diÖn ®¨ cµi ®Æt cïng víi lo¹i giao thøc trong ngoÆc ®¬n. Ch¼ng h¹n chän “PC/PPI cable (PPI)”. Sau ®ã ta ph¶i lùa chän c¸c tham sè liªn quan víi cÊu h×nh hiÖn cã. KÝch vµo nót “Properties....” trong hép tho¹i ®Ó lùa chän. H×nh 3.5: Cµi ®Æt truyÒn th«ng gi÷a m¸y tÝnh vµ CPU Cµi ®Æt truyÒn th«ng Chän c¸p truyÒn th«ng B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 50 ¾ N¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU. Sau khi cµi ®Æt truyÒn th«ng ta n¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU b»ng viÖc Download ch−¬ng tr×nh. 5. C¸ch Download mét ch−¬ng tr×nh NÕu ®· thiÕt lËp thµnh c«ng liªn kÕt gi÷a PC vµ PLC ta cã thÓ Download ch−¬ng tr×nh tíi PLC ®ã. * Chó ý: Khi Download ch−¬ng tr×nh tíi PLC néi dung cña nã sÏ ®−îc ghi ®Ì lªn néi dung hiÖn thêi cña PLC. V× vËy ph¶i ch¾c ch¾n lµ muèn ghi ®Ì lªn tr−íc khi b¾t ®Çu Download . C¸c b−íc tiÕn hµnh: - Tr−íc khi Download ta ph¶i ch¾c ch¾n PLC ë chÕ ®é STOP . KiÓm tra ®Ìn b¸o hiÖu cña PLC, nÕu ch−a ë tr¹ng th¸i ®ã ph¶i kÝch nót “STOP” trªn thanh c«ng cô hoÆc chän PLCSTOP. - KÝch nót trªn thanh c«ng cô hay chän PLC Download - Theo mÆc ®Þnh, hép kiÓm “Program Code Block”, “Data Block”, “CPU conguartion” ®· ®−îc ®¸nh dÊu . NÕu kh«ng muèn Download khèi nµo cã thÓ xo ¸bá ®¸nh dÊu. H×nh3.6: Hép tho¹i Set PG/PC Interface B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 51 - KÝch vµo “OK” ®Ó b¾t ®Çu. - NÕu Download thµnh c«ng hép tho¹i “Download Successful” xuÊt hiÖn. - ChuyÓn tr¹ng th¸i cña PLC tõ STOP sang RUN tr−íc khi ch¹y ch−¬ng tr×nh trªn PLC. - NÕu Download kh«ng thµnh c«ng ta ph¶i thiÕt lËp l¹i truyÒn th«ng gi÷a PLC vµ PC vµ thùc hiÖn l¹i c¸c b−íc nh− trªn. 3.1.9. Mét sè lÖnh c¬ b¶n cña S7-200 1. LÖnh vµo/ra Load(LD): LÖnh LD n¹p gi¸ trÞ logic cña mét tiÕp ®iÓm vµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, c¸c gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng mét bit (H×nh 3.7). Load Not(LD): LÖnh LDN n¹p gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña mét tiÕp ®iÓm vµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, c¸c gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng mét bit (H×nh 3.8). B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 52 C¸c d¹ng kh¸c nhau cña lÖnh LD, LDN cho LAD nh− sau: LAD M« t¶ To¸n h¹ng n TiÕp ®iÓm th−êng më sÏ ®−îc ®ãng nÕu n=1 n TiÕp ®iÓm th−êng ®ãng sÏ më khi n=1 n:I,Q,M,SM,T,C,V (bit) n TiÕp ®iÓm th−êng më sÏ ®ãng tøc thêi khi n=1 n TiÕp ®iÓm th−êng ®ãng sÏ më tøc thêi khi n=1 n:I (bit) OUTPUT (=) LÖnh sao chÐp néi dung cña bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp vµo bit ®−îc chØ ®Ønh trong lÖnh. Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi. LAD M« t¶ To¸n h¹ng Cuén d©y ®Çu ra ë tr¹ng th¸i kÝch khi cã dßng ®iÒu khiÓn ®i qua n:I,Q,M,SM,T,C,V(bit) n Cuén d©y ®Çu ra ®−îc kÝch tøc thêi khi cã dßng ®iÒu khiÓn ®i qua n: Q (bit) 2. LÖnh ghi/xo¸ gi¸ trÞ cho tiÕp ®iÓm SET(R) RESET(R) LÖnh dïng ®Ó ®ãng vµ ng¾t c¸c tiÕp ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®−îc thiÕt kÕ. Trong LAD, logic ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn hoÆc c¸c cuén d©y ®Çu ra. Khi dßng ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c cuén d©y th× c¸c cuén d©y ®ãng hoÆc më c¸c tiÕp ®iÓm (hoÆc mét dÉy c¸c tiÕp ®iÓm). Trong STL, lÖnh truyÒn tr¹ng th¸i bÝt ®Çu c¶u ng¨n xÕp ®Õn c¸c ®iÓm B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 53 thiÕt kÕ. NÕu bit nµy cã gi¸ trÞ b»ng 1, c¸c lÖnh S vµ R sÏ ®ãng ng¾t tiÕp ®iÓm hoÆc mét dÉy c¸c tiÕp ®iÓm (giíi h¹n tõ 1 ®Õn 255). Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi. M« t¶ S vµ R b»ng LAD: LAD M« t¶ To¸n h¹ng ns_bit s §ãng mét m¶ng gåm c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_BIT ns_bit r Ng¾t mét m¶ng gåm n c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_BIT. NÕu S_BIT l¹i chØ vµo Timer hoÆc Counter th× lÖnh sÏ xãa bit ®Çu ra cña Timer/Counter ®ã S_BIT:I,Q,M,SM,T,C,V (bit) n: IB,QB,MB,SMB,VB (byte) AC,h»ngsè,*VD,*AC ns_bit s_bit s i §ãng tøc thêi mét m¶ng gåm n c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_BIT ns_bit r i Ng¾t tøc thêi mét m¶ng gåm n c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT S_BIT: Q(bit) n: IB,QB,MB,SMB,VB (byte) AC, h»ng sè, *VD,*AC 3. C¸c lÖnh so s¸nh Khi lËp tr×nh nÕu, cã c¸c quyÕt ®Þnh vÒ ®iÒu khiÓn ®−îc thùc hiÖn dùa trªn kÕt qu¶ cña viÖc so s¸nh th× cã thÓ sö dông lÖnh so s¸nh cho byte, tõ kÐp cña S7 -200. LAD sö dông lÖnh so s¸nh ®Ó c¸c gi¸ trÞ cña byte, tõ vµ tõ kÐp (gi¸ trÞ thùc hoÆc nguyªn). Nh÷ng so s¸nh th−êng lµ nhá h¬n hoÆc b»ng (<=); so s¸nh (=) vµ so s¸nh lín h¬n hoÆc b»ng (>=). Khi so s¸nh gi¸ trÞ cña byte th× kh«ng cÇn ph¶i ®Ó ý ®Õn dÊu cña to¸n h¹ng. Ng−îc l¹i khi so s¸nh c¸c tõ hoÆc tõ kÐp víi nhau th× ph¶i ®Ó ý ®Õn dÊu cña to¸n h¹ng lµ bÝt cao nhÊt trong tõ hoÆc tõ kÐp. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 54 BiÓu diÔn c¸c lÖnh so s¸nh trong LAD: LAD Moâ taû Toaùn haïng n1 n2 = = B = = I n1 n2 = = D n1 n2 = = R n1 n2 Tieáp ñieåm ñoùng khi n1 = n2 B = Byte I = Integer D = Double Integer R = Real n1,n2 (byte) :VB, IB, QB, MB, SMB, AC, H»ng sè, *VD, *AC n1 n1 > = R > = D n1 > = I > = B n1 n2 n2 n2 n2 Tieáp ñieåm ñoùng khi n1> n2 B = Byte I = Integer D = Double Integer R = Real n1,n2(word):VW, T, C, I, QW, MW, SMW, AC, AI, Haèng soá, *VD, *AC n1 n1 n1 n1 n2 n2 < = R < = D n2 < = I < = B n2 Tieáp ñieåm ñoùng khi n1≤ n2 B = Byte I = Integer D = Double Integer R = Real n1,n2: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, h»ng sè, *VD, *AC. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 55 4 C¸c lÖnh ®iÒu khiÓn Timer Timer lµ bé t¹o thêi gian trÔ gi÷a tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra nªn trong ®iÒu khiÓn vÉn th−êng ®−îc gäi lµ kh©u trÔ. NÕu ký hiÖu tÝn hiÖu (logic) vµo lµ x(t) vµ thêi gian trÔ ®−îc t¹o ra b»ng Timer lµ T th× tiÕn hiÖu ®Çu ra cña Timer ®ã sÏ lµ x(t-T). S7-200 cã rÊt nhiÒu Timer kh¸c nhau vµ ®−îc chia lµm hai lo¹i kh¸c nhau, ®ã lµ: - Timer t¹o thêi gian kh«ng cã nhí (On-Delay Timer), ký hiÖu lµ TON. - Timer t¹o thêi gian cã nhí(Retentive On-Delay Timer), ký hiÖu lµ TONR. Hai kiÓu Timer cña S7-200 (TON vµ TONR) ph©n biÖt víi nhau ë ph¶n øng cña nã ®èi víi tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu vµo. C¶ hai Timer kiÓu TON vµ TONR cïng b¾t ®Çu t¹o thêi gian trÔ tÝn hiÖu kÓ tõ thêi ®iÓm cã s−ên lªn ë tÝn hiÖu vµo, tøc lµ khi ®Çu vµo chuyÓn tr¹ng th¸i logic tõ 0 lªn 1, ®−îc gäi lµ thêi ®iÓm Timer ®−îc kÝch, vµ kh«ng tÝnh kho¶ng thêi gian khi ®Çu vµo cã gi¸ trÞ logic 0 vµo thêi gian trÔ tÝn hiÖu ®−îc ®Æt tr−íc. Khi ®Çu vµo cã gi¸ trÞ logic b»ng 0, TON tù ®éng Reset cßn TONR th× kh«ng tù ®éng Reset. Timer TON ®−îc dïng ®Ó t¹o thêi gian trÔ trong mét thêi gian (miÒn liªn tôc th«ng), cßn TONR thêi gian trÔ sÏ ®−îc t¹o trong nhiÒu kho¶ng thêi gian kh¸c nhau. Timer TON vµ TONR bao gåm 3 lo¹i víi ba bé ph©n gi¶i kh¸c nhau, ®é ph©n gi¶i 1ms, 10ms, 100ms. Thêi gian trÔ T t¹o ra chÝnh lµ tÝch cña ®é ph©n gi¶i cña bé Timer ®−îc chän vµ gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cho Timer. VÝ dô mét bé Timer cã ®é ph©n gi¶i b»ng 10ms vµ gi¸ trÞ ®Æt tr−íc lµ 50 th× thêi gian trÔ sÏ lµ T=500ms. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 56 Timer cña S7-200 cã nh÷ng tÝnh chÊt c¬ b¶n sau: - C¸c bé Timer ®−îc ®iÒu khiÓn bëi mét cæng vµo gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi. Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cña Timer ®−îc nhí trong thanh ghi 2 byte (gäi lµ T- word) cña Timer, x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian trÔ kÓ tõ khi Timer ®−îc kÝch. Gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña c¸c bé Timer ®−îc ký hiÖu trong LAD vµ STL lµ PT. Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cña thanh ghi T-word th−êng xuyªn ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña Timer. - Mçi bé Timer, ngoµi thanh ghi 2 byte T-word l−u gi¸ trÞ tøc thêi, cßn cã mét bit, ký hiÖu b»ng T-bit, chØ tr¹ng th¸i logic ®Çu ra. Gi¸ trÞ logic cña bit nµy phô thuéc vµo kÕt qu¶ so s¸nh gi÷a gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc. - Trong kho¶ng thêi gian tÝn hiÖu x(t) cã gi¸ trÞ logic, gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi trong T-word lu«n ®−îc cËp nhËt vµ thay ®æi t¨ng dÇn cho ®Õn khi nã ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lín h¬n hay b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr−íc, T-bit cã gi¸ trÞ logic 1. C¸c lo¹i Timer cña S7-200 cña CPU 224 chia theo TON vµ TONR vµ ®é ph©n gi¶i bao gåm: LÖnh §é ph©n gi¶i Gi¸ trÞ cùc ®¹i To¸n h¹ng TON 1 ms 10 ms 100 ms 32.767 327.67 3276.7 T32, T96 T33-T36, T97-T100 T37-T63, T101-T255 TONR 1 ms 10 ms 100 ms 32.767 327.67 3276.7 T0, T64 T1-T4, T65-T68 T5-T31, T69-T95 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 57 Có ph¸p khai b¸o sö dông Timer trong LAD nh− sau: LAD M« t¶ To¸n h¹ng Khai b¸o Timer sè hiÖu xx kiÓu TON ®Ó t¹o thêi gian trÔ tÝnh tõ khi ®Çu vµo IN ®−îc kÝch thÝch. NÕu nh− gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr−íc PT th× T-bit cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Cã thÓ reset Timer kiÓu TON b»ng lÖnh R hoÆc b»ng gi¸ trÞ logic 0 t¹i ®Çu vµo IN Txx (word) CPU 224:T0-T255 PT(word):VW,T,C,IW, QB,MW,SMW,AC, AW,VD,*AC,h»ngsè Khai b¸o Timer sè hiÖu xx kiÓu TONR ®Ó t¹o thêi gian trÔ tÝnh tõ khi ®Çu vµo IN ®−îc kÝch thÝch. NÕu nh− gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr−íc PT th× T-bit cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. ChØ cã thÓ reset Timer kiÓu TONR b»ng lÖnh R cho T-bit. Txx(word) CPU 224:T0-T255 PT(word):VW,T,C,IW, QB,MW,SMW,AC, AW,VD,*AC,h»ngsè C¸c Timer ®¸nh sè tõ 0 ®Õn 255 (®èi víi CPU 224). Mét Timer ®−îc ®Æt tªn lµ Txx, trong ®ã xx lµ sè hiÖu cña Timer. Txx ®ång thêi còng lµ ®Þa chØ h×nh thøc cña T-word vµ cña T-bit ®ã. Tuy chóng cã cïng ®Þa chØ h×nh thøc, song T- word vµ T-bit vÉn ®−îc ph©n biÖt víi nhau nhê kiÓu lÖnh sö dông víi Txx. Khi dïng lÖnh lµm viÖc víi tõ, Txx ®−îc hiÓu lµ ®Þa chØ cña T-word, ng−îc l¹i sö dông lÖnh lµm viÖc víi tiÕp ®iÓm, T-word ®−îc hiÓu lµ ®Þa chØ cña T-bit. Mét Timer ®ang lµm viÖc cã thÓ ®−a vÒ tr¹ng th¸i khëi ®éng ban ®Çu. C«ng viÖc ®−a mét Timer vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu gäi lµ reset Timer ®ã. Khi reset mét bé Timer, T-word vµ T-bit cña nã ®ång thêi ®−îc xãa vµ cã gi¸ trÞ b»ng 0, nh− vËy gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi ®−îc ®Æt vÒ 0 vµ tÝn hiÖu ®Çu ra còng cã tr¹ng th¸i logic b»ng 0. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 58 T-bit T-word Giaù trò ñaët tröôùcGiaù trò ñeám töùc thôøi H×nh 3.9: Timer cña S7-200 5. C¸c lÖnh ®iÒu khiÓn Counter Counter lµ bé ®Õm hiÖn chøc n¨ng ®Õm s−ên xung trong S7-200. C¸c bé ®Õm cña S7-200 ®−îc chia ra lµm hai lo¹i: bé ®Õm tiÕn (CTU) vµ bé ®Õm tiÕn/lïi (CTUD). Bé ®Õm tiÕn (CTU) ®Õm s−ên lªn cña tÝn hiÖu logic ®Çu vµo, tøc lµ ®Òm sè lÇn ®æi tr¹ng th¸i logic tõ 0 lªn 1 cña tÝn hiÖu. Sè s−ên ®Õm ®−îc ghi vµo thanh ghi 2 byte cña bé ®Õm, gäi lµ C-word. Néi dung cña C-word gäi lµ gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi cña bé ®Õm, lu«n ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc cña bé ®Õm, ®−îc ký hiÖu lµ PV. Khi gi¸ trÞ tøc thêi b»ng hoÆc lín h¬n gi¸ trÞ ®Æt nµy th× bé ®Õm b¸o ra ngoµi b»ng c¸ch ®Æt gi¸ trÞ logic 1 vµo mét bit ®Æc biÖt cña nã, ®−îc gäi lµ C-bit. Tr−êng hîp gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi nhá h¬n gi¸ trÞ ®Æt th× C-bit cã gi¸ trÞ logic lµ 0. Kh¸c víi c¸c bé Timer, c¸c bé ®Õm CTU ®Òu cã ch©n nèi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn xo¸ ®Ó thùc hiÖn ®Æt l¹i chÕ ®é khëi ®éng ban ®Çu (reset) cho bé ®Õm, ®−îc ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i R trong LAD, hay ®−îc quy ®Þnh lµ tr¹ng th¸i logic cña bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp trong STL. Bé ®Õm ®−îc reset khi tÝn hiÖu xãa cã møc logic lµ 1 hoÆc lÖnh R (reset) ®−îc thùc hiÖn víi C-bit. Khi bé ®Õm ®−îc reset th× c¶ C-word vµ C-bit ®Òu nhËn gi¸ trÞ 0. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 59 R PV CU C-word C-bit Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi H×nh 3.10: Bé ®Õm CTU cña S7-200 Bé ®Õm tiÕn/lïi CTUD ®Õm tiÕn khi gÆp s−ên lªn cña xung vµo cæng ®Õm tiÕn lµ CU trong LAD hoÆc bit thø 3 cña ng¨n xÕp trong STL, vµ ®Õm lïi khi s−ên lªn cña xung vµo cæng ®Õm lïi, ®−îc ký hiÖu lµ CD trong LAD hoÆc bit thø 2 cña ng¨n xÕp trong STL. Bé CTUD còng ®−îc ®−a vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu b»ng 2 c¸ch: + Khi ®Çu vµo logic cña ch©n xãa, ký hiÖu b»ng R trong LAD hoÆc bit thø nhÊt cña ng¨n xÕp trong STL, cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. + B»ng lÖnh R (reset) víi C-bit cña bé ®Õm CTUD cã gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi b»ng gi¸ trÞ ®ang ®Õm vµ ®−îc l−u l¹i trong thanh ghi 2 byte C-word cña bé ®Õm. Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lu«n ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc PV cña bé ®Õm. R PV CU C-word C-bit CD Gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi H×nh 3.11: Bé ®Õm CTUD cña S7-200 Bé ®Õm tiÕn CTU cã miÒn gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi tõ 0 ®Õn 32.767. Bé ®Õm tiÕn/lïi CTUD cã miÒn gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lµ -32.768 ®Õn 32.767. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 60 Có ph¸p khai b¸o sö dông Counter trong LAD nh− sau: 3.2. Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn 3.2.1 Yªu cÇu thiÕt bÞ cho viÖc ®iÒu khiÓn Tõ viÖc nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ kh¶o s¸t d©y chuyÒn c«ng nghÖ, nhËn thÊy ngoµi viÖc lùa chän phÇn mÒm øng dông chÝnh lµ Simatic S7 - 200 chóng ta cÇn cã nh÷ng thiÕt bÞ trî gióp cho nã ®Ó cã ®−îc gi¶i ph¸p kinh tÕ tèi −u. §ã lµ sö dông PLC S7 - 200 CPU224 vµ c¸c module nhËp/xuÊt trong khu vùc cã c¸c thiÕt bÞ nhËp vµ thiÕt bÞ xuÊt, sö dông c¸p nèi kÕt c¸c module nµy ®Õn PLC vµ kÕt nèi m¸y tÝnh víi PLC qua cæng COM víi giao diÖn truyÒn th«ng RS232 vµ RS485. LAD M« t¶ To¸n h¹ng CTU Cxx CU PV R Khai b¸o bé ®Õm theo s−ên lªn cña CU. Khi gi¸ trÞ ®Æt tr−íc PV, C-bit(Cxx) cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Bé ®Õm ®−îc reset khi ®Çu vµo R cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Bé ®Õm ngõng ®Õm khi C-word ®¹t ®−îc gi¸ trÞ cùc ®¹i 32.767 Cxx(word) CPU 224:C0-C255 PV(word):VW,T,C,IW, QB,MW,SMW,AC, AIW,*VD,*AC,h»ngsè CTUD Cxx CU PV CD R Khai b¸o bé ®Õm tiÕn/lïi, ®Õm tiÕn theo s−ên lªn cña CU vµ ®Õm lïi theo s−ên lªn cña CD. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi C-word Cxx cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Bé ®Õm ngõng ®Õm tiÕn khi C-word ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i 32.767 vµ ngõng ®Õm lïi khi C-word ®¹t cùc tiÓu -32.768. CTUD reset khi ®Çu vµo R cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Cxx(word) CPU 224:C0-C255 PV(word):VW,T,C,IW, QB,MW,SMW,AC, AIW,*VD,*AC,h»ngsè B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 61 3.2.2 ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC S7 – 200 CPU 224 1. CÊu tróc phÇn cøng S7 - 200 lµ thÕ hÖ PLC cì nhá do h·ng Siemens (CHLB §øc) s¶n xuÊt ra, nã cã cÊu tróc kiÓu module vµ c¸c module më réng. C¸c module nµy sö dông cho nhiÒu øng dông lËp tr×nh kh¸c nhau, phï hîp víi c¸c øng dông tù ®éng ho¸ mµ ®ßi hái chi phÝ thÊp. ThÕ hÖ Simatic S7 - 200 ngµy nay rÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶ sö dông cao. CPU S7 - 200 sö dông nguån nu«i 24V DC hay 100 - 230V AC (dßng ®iÖn tiªu thô lín nhÊt lµ tõ 110 - 700mA) tuú thuéc cÊu t¹o tõng lo¹i CPU riªng biÖt, t−¬ng øng víi c¸c nguån nu«i ®ã th× ®Çu ra cña nã cã thÓ lµ 24V DC hay ®Çu ra r¬le §Çu vµo cña PLC lµ ®iÖn ¸p 24VDC víi dßng tõ 80mA tíi 900mA. Sè ®Çu vµo ra tuú thuéc tõng lo¹i CPU nã xª dÞch tõ 6/4 tíi 24/16 ®Çu vµo/ra. Kh¶ n¨ng ghÐp nèi module më réng phô thuéc tõng lo¹i CPU, nhiÒu nhÊt lµ 7 module. Cho phÐp l−u ch−¬ng tr×nh trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh tõ 50 giê tíi 190 giê, cßn khi cã pin cã thÓ l−u ch−¬ng tr×nh tíi 200 ngµy. CPU cña Simatic S7 - 200 cã hai thÕ hÖ, thÕ hÖ ban ®Çu khi míi xuÊt hiÖn SIEMENS cã dßng CPU 21x gåm cã bèn lo¹i CPU víi tÝnh n¨ng riªng biÖt. Sau nµy SIEMENS ®−a ra thÕ hÖ CPU míi 22x còng cã bèn lo¹i gÇn t−¬ng tù víi thÕ hÖ ®Çu nh−ng cã bæ sung mét sè tÝnh n¨ng míi. V× vËy ®Ó ®¸p øng môc ®Ých cña viÖc ®iÒu khiÓn, ë ®©y chóng t«i chän lo¹i CPU 224. H×nh3.12: M« h×nh phÇn cøng CPU224 §Ìn b¸o Cæng truyÒn th«ng §Çu ra §Çu vµo Nèi Module më réng Nguån vµo Hép c«ng t¾c B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 62 * §Æc ®iÓm kü thuËt cña CPU 224: - KÝch th−íc cña CPU (WxHxD) lµ: 120,5mm x 80mm x 62mm. - Khèi l−îng cña CPU lµ: 410gam - C«ng suÊt tiªu thô cña CPU lµ: 10W - Bé nhí ch−¬ng tr×nh : 8KB - Bé nhí d÷ liÖu: 5 KB - Ng«n ng÷ ch−¬ng tr×nh : LAD, FBD, STL - B¶o vÖ ch−¬ng tr×nh : 3 møc password b¶o vÖ - 256 bé ®Õm: 6 bé ®Õm tèc ®é cao (30 kHz), bé ®Õm A/B(tèi ®a 20 kHz), cã thÓ sö dông ®Õm tiÕn, ®Õm lïi hoÆc c¶ ®Õm tiÕn vµ lïi. - 128 bé Timer chia lµm 3 lo¹i cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé Timer 1ms, 16 bé Timer 10 ms, 236 Timer 100 ms. - Sè ®Çu vµo ra: cã 14 ®Çu vµo sè (digital input), 10 ®Çu ra sè (digital output) - Cã tèi ®a 94 ®Çu vµo sè, 74 ®Çu ra sè, 28 ®Çu vµo t−¬ng tù, 7 ®Çu ra t−¬ng tù víi 7 module më réng t−¬ng tù vµ sè. - 2 bé ®iÒu chØnh t−¬ng tù H×nh3.13: S¬ ®å nèi I/O ®èi víi CPU 224 AC/DC/Relay B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 63 - 2 ®Çu ph¸t xung tèc ®é cao, tÇn sè 20 kHz cho d·y xung kiÓu PTO hoÆc PWM. ViÖc kÕt hîp ®Çu ra sè tèc ®é cao vµ bé ®Õm tèc ®é cao cã thÓ sö dông cho c¸c øng dông cÇn ®iÒu khiÓn cã ph¶n håi tèc ®é. - Tèc ®é xö lý logic 0.37 µs -Tèc ®é xö lý bé Timer/Counter lµ 50 – 64 µs - C¸c chÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t: ng¾t truyÒn th«ng, ng¾t theo s−ên lªn hoÆc s−ên xuèng cña xung, ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao, vµ ng¾t truyÒn xung. * M« t¶ c¸c ®Ìn b¸o trªn CPU: - SP (®Ìn ®á ): §Ìn ®á b¸o hiÖu hÖ thèng bÞ háng. - RUN (®Ìn xanh): §Ìn xanh chØ ®Þnh PLC lµm viÖc vµ ch−¬ng tr×nh ®−îc n¹p vµo m¸y. - STOP (®Ìn vµng): §Ìn vµng STOP chØ ®Þnh PLC ®ang ë chÕ ®é dõng, dõng ch−¬ng tr×nh ®ang thùc hiÖn l¹i. - Ix.x (®Ìn xanh): ®Ìn xanh ë cæng vµo chØ tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng vµo Ix.x. §Ìn nµy b¸o tÝn hiÖu tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu theo gi¸ trÞ logic cña cæng. - Qx.x (®Ìn xanh): tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu ra theo gi¸ trÞ logic cña cæng. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 64 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 65 * Cæng truyÒn th«ng: S7 200 sö dông cæng RS485 víi phÝch nèi 9 ch©n ®Ó phôc vô cho viÖc ghÐp nèi víi thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc víi tr¹m PLC kh¸c. Tèc ®é truyÒn cho m¸y lËp tr×nh (kiÓu PPI) lµ 9600 baud. Tèc ®é cung cÊp cña PLC theo kiÓu tù do lµ tõ 300 ®Õn 38400 baud. S7 200 khi ghÐp nèi víi m¸y lËp tr×nh PG702 hoÆc c¸c m¸y lËp tr×nh thuéc hä PG7xx cã thÓ sö dông c¸p nèi th¼ng qua MPI. C¸p ®ã kÌm theo m¸y lËp tr×nh. GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS 232 cÇn cã c¸p nèi PC/PPI víi bé chuyÓn ®æi RS232 /RS 485. H×nh 3.14: S¬ ®å ch©n cña cæng truyÒn th«ng * C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cho CPU 224 C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cã ba vÞ trÝ cho phÐp lùa chän c¸c chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cho CPU 224 - RUN cho phÐp PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh. PLC S7-200 sÏ rêi khái chÕ ®é RUN vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP nÕu trong m¸y cã sù cè hoÆc trong ch−¬ng tr×nh gÆp lÖnh STOP, thËm chÝ ngay c¶ khi c«ng t¾c ë chÕ ®é RUN. Nªn quan s¸t tr¹ng th¸i thùc t¹i cña PLC theo ®Ìn b¸o. - STOP c−ìng bøc PLC dõng c«ng viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP. ë chÕ ®é STOP PLC cho phÐp hiÖu chØnh l¹i ch−¬ng tr×nh hoÆc n¹p l¹i ch−¬ng tr×nh míi. - TERM cho phÐp m¸y lËp tr×nh quyÕt ®Þnh mét trong chÕ ®é lµm viÖc hoÆc ë RUN hoÆc ë STOP. ····· ···· 1 2 34 5 9 8 7 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ñaát 24 VDC Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu Khoâng söû duïng Ñaát 5 VDC (ñieän trôû trong 100Ω) 24 VDC (120 mA toái ña) Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu Khoâng söû duïng B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 66 2. CÊu tróc bé nhí cña CPU 224 2.1. Ph©n chia bé nhí Bé nhí cña PLC S7 200 ®−îc chia lµm 4 vïng víi mét tô cã nhiÖm vô duy tr× d÷ liÖu trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh khi mÊt nguån. Bé nhí cña S7 200 cã tÝnh n¨ng ®éng cao, ®äc vµ ghi trong toµn vïng, lo¹i trõ c¸c bit nhí ®Æc biÖt chØ cã thÓ truy cËp ®Ó ®äc. Tô Chöông trình Tham soá Döõ lieäu Vuøng döõ lieäu Chöông trình Tham soá Döõ lieäu Chöông trình Tham soá Döõ lieäu EEPROM MiÒn nhí ngoµi H×nh 3.15: Bé nhí trong vµ ngoµi cña S7-200 - Vïng ch−¬ng tr×nh: Lµ miÒn bé nhí ®−îc sö dông ®Ó l−u tr÷ c¸c lÖnh ch−¬ng tr×nh. Vïng nµy thuéc kiÓu non- volatile ®äc ghi ®−îc. - Vïng tham sè: Lµ miÒn l−u gi÷ c¸c tham sè nh−: tõ khãa, ®Þa chØ tr¹m....Còng gièng nh− vïng ch−¬ng tr×nh, vïng tham sè ®äc/ghi ®−îc. - Vïng d÷ liÖu: §−îc sö dông ®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. - Vïng ®èi t−îng: Bao gåm Timer, bé ®Õm tèc ®é cao vµ c¸c ®Çu ra t−¬ng tù. Vïng nµy kh«ng thuéc kiÓu non- volatile nh−ng ®äc/ghi ®−îc. 2.2. Vïng d÷ liÖu Vïng d÷ liÖu lµ miÒn nhí ®éng. Nã cã thÓ truy cËp theo tõng bit, tõng byte, tõ ®¬n (word) hoÆc tõ kÐp vµ ®−îc sö dông lµm miÒn l−u d÷ liÖu cho c¸c thuËt to¸n, c¸c hµm truyÒn thèng, lËp b¶ng, c¸c hµm dÞch chuyÓn, xoay vßng thanh ghi, con trá ®Þa chØ... B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 67 Ghi c¸c d÷ liÖu kiÓu b¶ng bÞ h¹n chÕ rÊt nhiÒu v× c¸c kiÓu d÷ liÖu b¶ng th−êng chØ ®−îc sö dông theo nh÷ng môc ®Ých nhÊt ®Þnh. Vïng d÷ liÖu l¹i ®−îc chia thµnh nhiÒu miÒn nhí nhá víi c¸c c«ng dông kh¸c nhau. C¸c vïng ®ã gåm: V - Variable memory (MiÒn nhí). I - Input image register (Bé ®Öm cæng vµo). O - Output image register (Bé ®Öm cæng ra). M - Internal memory bits (Vïng nhí néi). SM - Special memory bits (Vïng nhí ®Æc biÖt). 3. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo chu tr×nh lÆp. Mçi vßng t¹o ®−îc gäi lµ vßng quÐt (scan). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷ liÖu tõ c¸c cæng vµo bé nhí ®Öm ¶o, tiÕp tôc lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh. Trong tõng vßng quÐt, ch−¬ng tr×nh ®−îc thùc hiÖn b»ng lÖnh ®Çu tiªn vµ kÕt thóc t¹i lÖnh kÕt thóc (MEND). Sau giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh lµ giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm lçi. Vßng quÐt ®−îc kÕt thóc b»ng chuyÓn c¸c néi dung cña bé ®ªm ¶o tíi c¸c cæng ra. H×nh 3.16: Vßng quÐt (scan) trong S7-200 Nh− vËy, t¹i thêi ®iÓm thùc hiÖn lÖnh vµo/ra, th«ng th−êng lÖnh kh«ng lµm viÖc trùc tiÕp víi cæng vµo ra mµ chØ th«ng qua bé ®Öm ¶o cña cæng trong 2. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh 1. NhËp d÷ liÖu tõ ngo¹i vi vµo bé ®Öm ¶o 3. TruyÒn th«ng vµ tù kiÓm tra lçi 4. TruyÒn d÷ liÖu tõ bé ®Öm ¶o ra ngo¹i vi B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 68 vïng nhí tham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®Öm ¶o víi ngo¹i vi trong c¸c giai ®o¹n 1 vµ 4 do CPU qu¶n lý. Khi gÆp lÖnh vµo/ra ngay lËp tøc th× hÖ thèng sÏ cho dõng mäi c«ng viÖc kh¸c, ngay c¶ ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t, ®Ó thùc hiÖn lÖnh nµy mét c¸ch trùc tiÕp víi cæng vµo/ra. NÕu sö dông c¸c chÕ ®é ng¾t, ch−¬ng tr×nh con t−¬ng øng víi tõng tÝn hiÖu ng¾t ®−îc so¹n th¶o vµ cµi ®Æt nh− mét bé phËn cña ch−¬ng tr×nh. Ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t chØ ®−îc thùc hiÖn trong vßng quÐt khi xuÊt hiÖn tÝn hiÖu b¸o ng¾t vµ cã thÓ x¶y ra ë b¾t cø ®iÓm nµo trong vßng quÐt. 3.2.3. Mét sè Modul më réng EM 231, EM 232. EM 235 §Ó t¨ng kh¶ n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn trong c¸c øng dông thùc tÕ mµ ë ®ã phÇn lín c¸c ®èi t−îng ®iÒu khiÓn cã sè l−îng ®Çu vµo/ra còng nh− chñng lo¹i tÝn hiÖu vµo/ra kh¸c nhau mµ c¸c bé PLC ®−îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng ho¸ vÒ cÊu h×nh, v× vËy chóng bÞ chia nhá thµnh c¸c module. PLC S7 - 200 cã nhiÒu lo¹i module më réng kh¸c nhau. C¸c module më réng vµo/ra sè hoÆc c¸c cæng vµo ra t−¬ng tù, c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ lµ ®iÖn ¸p 24VDC hoÆc r¬le H×nh 3.17: Modul më réng EM 231(AI4 x 12bit) B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 69 H×nh 3.18: S¬ ®å nguyªn lý c¸c ®Çu vµo cña EM 231 B¶ng 3.3: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM 231 * §Þnh cÊu h×nh cho EM231: §Ó ®Þnh cÊu h×nh cho module EM231 RTD sö dông c«ng t¾c DIP, c¸c c«ng t¾c (SW1...SW3) dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog. Nªn n¹p ®iÖn theo chu kú cho PLC hoÆc sö dông nguån nu«i 24V. Nguån ®¬n cùc SW1 SW2 SW3 §é lín tÝn hiÖu vµo §é ph©n gi¶i OFF ON 0 ÷10V 2,5mV 0 ÷ 5V 1,25mV ON ON OFF 0÷ 20mA 5µA B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 70 H×nh 3.19: Modul më réng EM 235(AI4/AQ1 x 12bit) H×nh 3.20: S¬ ®å nguyªn lý ®Çu vµo cña EM 235 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 71 H×nh 3.21: §Çu ra cña Modul më réng EM235 B¶ng 3.4: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM235 Nguån ®¬n cùc SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 §é lín tÝn hiÖu vµo §é ph©n gi¶i ON OFF OFF ON OFF ON 0 - 50mV 12,5µV OFF ON OFF ON OFF ON 0 - 100mV 25µV ON OFF OFF OFF ON ON 0 - 500mV 125µV OFF ON OFF OFF ON ON 0 - 1V 250µV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 5V 1,25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 20mA 5µV OFF ON OFF OFF OFF ON 0 - 10V 2,5 mV B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 72 * §Þnh cÊu h×nh cho EM235: Sö dông c«ng t¾c DIP (SW1...SW6) ®Õ x¸c ®Þnh c¸c gi¶i ph¸p tÝn hiÖu vµo Analog. TÊt c¶ c¸c ®Çu vµo ®−îc ®Æt ë cïng mét ph¹m vi tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog. * Module ®Çu vµo/ra Analog EM231 RTD - KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm - Khèi l−îng: 0,2kg - C«ng suÊt: 2W - 3 ®Çu vµo Analog - EM231 RTD thu nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é d−íi d¹ng Analog dÔ dµng víi tÝnh chÝnh x¸c cao b»ng viÖc sö dông cÆp nhiÖt ngÉu chuÈn. §−îc thiÕt kÕ gièng nh− nh÷ng thiÕt bÞ kh¸c cña dßng S7 - 22x, chóng ®−îc liªn kÕt víi nhau qua c¸c Bus d÷ liÖu vµ ®−îc ®Æt trªn mét gi¸ treo DIN phÝa bªn ph¶i CPU - KÕt nèi module EM231TC, EM231 RTD: Cã thÓ m¾c trùc tiÕp víi S7- 200 hoÆc cã thÓ sö dông d©y dÉn phô cã b¶o vÖ ®Ó h¹n chÕ tiÕng ån mét c¸ch tèt nhÊt. Cã thÓ m¾c thiÕt bÞ EM231 RTD víi c¶m biÕn theo 3 c¸ch: 4 d©y, 3 d©y vµ 2 d©y. C¸ch chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 4 d©y, c¸ch Ýt chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 2 d©y chØ ®−îc sö dông nÕu sai sè do m¾c d©y ®−îc bá qua trong c¸c øng dông. * Module ®Çu vµo/ra Analog EM235 - §Æc tÝnh vËt lý: KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm Khèi l−îng: 0,2kg C«ng suÊt tiªu thô: 2W Sè dÇu vµo/ra: 3 ®Çu vµo Analog, 1 ®Çu ra Analog - §Æc tÝnh ®Çu ra: D¶i tÝn hiÖu ra: §iÖn ¸p ±10V, dßng ®iÖn 0 ÷ 20mA KiÓu d÷ liÖu: L−ìng cùc: - 32000 ÷ 32000 vµ ®¬n cùc: 0 ÷ 32000 Thêi gian æn ®Þnh: §iÖn ¸p 100µs, dßng ®iÖn 2µs - §Æc tÝnh ®Çu vµo: D¹ng ®Çu vµo kiÓu vi ph©n B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 73 §iÖn trë vµo 100MΩ §iÖn ¸p vµo cùc ®¹i: 30V Dßng ®iÖn vµo cùc ®¹i: 32mA Dßng ®iÖn nguån 5VDC, 70mA tõ khèi c¬ së Nguån cung cÊp më réng: 60mA, céng víi dßng ®iÖn ra 20mA tõ khèi c¬ së hay nguån më réng. * C¸ch sö dông EM235: - §¶m b¶o nguån cung cÊp 24VDC kh«ng cã nhiÔu vµ æn ®Þnh - §iÒu chØnh Module - Sö dông d©y c¶m biÕn cµng ng¾n cµng tèt - Nèi ng¾n m¹ch nh÷ng ®Çu vµo kh«ng sö dông - Tr¸nh lµm ngËp d©y - Sö dông cïng lo¹i cho mét tuyÕn d©y ThiÕt bÞ RTD cung cÊp tÝn hiÖu vµo PLC víi nh÷ng gi÷ liÖu cho biÕt nhiÖt ®é hoÆc ®iÒu kiÖn sai sè. C¸c bit tr¹ng th¸i cho biÕt kho¶ng sai sè vµ t×nh tr¹ng kh«ng ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ/nguån cung cÊp ®ang sö dông. §Ìn LED cho biÕt t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ. H×nh3.22: Bé ®Þnh cÊu h×nh DIP cho module EM231, EM235 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 74 C¸c module EM231 & EM235 cã chi phÝ thÊp tèc ®é cao 12 bit. Chóng cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi ®Çu vµo Analog thµnh tÝn hiÖu digital t−¬ng øng víi 149µs. Qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi tÝn hiÖu Analog ®−îc truy cËp bëi ch−¬ng tr×nh cña ng−êi sö dông. EM231 & EM235 cung cÊp tÝn hiÖu Digital ch−a ®−îc xö lý (kh«ng läc hoÆc tuyÕn tÝnh ho¸) ®óng víi ®iÖn ¸p Analog hay gi¸ trÞ thùc ®−îc thÓ hiÖn ë c¸c cùc ®Çu vµo cña thiÕt bÞ. V× lµ thiÕt bÞ tèc ®é cao nªn chóng cã thÓ thay ®æi nhanh chãng theo tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog. 3.3. R¬le H×nh 3.23: Relay Trong hÖ thèng c¸c r¬le nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c cæng ra cña PLC ®Ó cÊp nguån cho cuén d©y cña r¬le. C¸c tiÕp ®iÓm th−êng më cña r¬le ®ãng vai trß nh− c«ng t¾c nèi gi÷a nguån ®iÖn vµ ®éng c¬ hoÆc cuén van, vµ c¸c tiÕp ®iÓm nµy sÏ ®ãng l¹i khi cã tÝn hiÖu cña PLC. Thêi gian ®ãng vµ thêi ®iÓm ®ãng do PLC quyÕt ®Þnh theo ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. 3.4. §éng c¬ ®Õm xung (Encoder) 3.4.1. Encoder H×nh 3.24: Encoder B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 75 HiÖn nay, trªn thùc tÕ cã rÊt nhiÒu c¸ch ®o chiÒu dµi tù ®éng nh− dïng c¶m biÕn, dïng c«ng t¾c hµnh tr×nh. §éng c¬ ®Õm xung lµ mét c¸ch ®o chiÒu dµi. §Çu trôc Encoder ®−îc g¾n ®ång trôc víi mét con l¨n ®−îc tiÖn víi chu vi chÝnh x¸c lµ 7 cm. Khi b¨ng t¶i ch¹y vµ lµm Encoder quay vµ mét vßng Encoder ph¸t ra 40 xung ± 7 xung. Nh÷ng xung nµy sÏ ®−îc ®−a vµo bé Counter ®Ó ®Õm sè xung vµ t¸c ®éng cho ®Çu ra ®Ó t¸c ®éng cho tiÕp ®iÓm kh¸c. CÊu t¹o cña Encoder bao gåm mét ®Üa cã ®ôc lç trªn ®ã, mét cÆp thu ph¸t hång ngo¹i, bé khuÕch ®¹i lªn 5V DC. Khi cÊp nguån cho Encoder nguån ph¸t ph¸t liªn tôc tia hång ngo¹i, ®Ó ®Çu thu nhËn ®−îc tia hång ngo¹i nµy th× lç trªn ®Üa ph¶i n»m gi÷a cÆp thu ph¸t, mµ trôc cña ®Üa nµy lµ trôc cña Encoder. Khi ®Çu thu nhËn ®−îc tÝn hiÖu cña ®Çu ph¸t th× lóc ®ã tÝn hiÖu ra lµ møc cao 5 V, ®Çu ra nµy sÏ ®−îc kÝch lªn 24 V DC ®Ó ®−a vµo PLC. H×nh 3.25: M¹ch t¹o ra ®iÖn ¸p 5V æn ®Þnh H×nh 3.26: M¹ch nèi cÆp c¶m biÕn quang vµ ®Çu ra ®−a vµo PLC B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 76 §Çu vµo PLC sÏ lµ xung h×nh vu«ng víi ®iÖn ¸p 24 V. Mçi khi ®Ìn thu nhËn ®−îc tia s¸ng th× ®Çu vµo PLC ë møc cao, cßn khi ®Ìn thu kh«ng nhËn ®−îc tia s¸ng th× ®Çu vµo PLC ë møc thÊp. 3.4.2. Bé thu ph¸t quang phototransistor * C¬ chÕ ho¹t ®éng Th«ng th−êng bä ghÐp quang gåm 1 ®ièt lo¹i GaAs ph¸t ra tia hång ngo¹i vµ 1 phototransistor víi vËt liÖu silic. Víi dßng ®iÖn thuËn, ®ièt ph¸t ra bøc x¹ hång ngo¹i víi chiÒu dµi sãng kho¶ng 900nm. N¨ng l−îng bøc x¹ nµy ®−îc chiÕu lªn trªn mÆt cña phototransistor hay chiÕu gi¸n tiÕp qua mét m«i tr−êng dÉn quang ( H×nh3.24) §Çu tiªn tÝn hiÖu ®iÖn ®−îc phÇn ph¸t (LED hång ngo¹i) trong bé ghÐp quang biÕn thµnh tÝn hiÖu ¸nh s¸ng. Sau ®ã tÝn hiÖu ¸nh s¸ng ®−îc phÇn nhËn (Phototransistor) biÕn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn (H×nh 3.24) * Nguyªn lý ho¹t ®éng Th«ng th−êng cùc gèc cña phototransistor ®−îc nãi ra ngoµi (vÝ dô trong tr−êng hîp víi m¹ch ph¶n håi). Tuy nhiªn bé ghÐp quang vÉn lµm viÖc trong tr−êng hîp kh«ng cã cùc gèc. Tr−êng hîp kh«ng cã cùc gèc, bé ghÐp cã hÖ sè truyÒn ®¹t gi÷a LED vµ phototrasistor lín h¬n, v× vËy bÒ mÆt cùc gèc B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 77 kh«ng bÞ che lÊp mét phÇn bëi c«ng t¾c cña cùc gèc. Tuy nhiªn kh«ng cã cùc gèc, bé ghÐp quang còng cã nh÷ng bÊt lîi: - Bé ghÐp quang lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh víi nhiÖt ®é cao (v× dßng ®iÖn ng−îc t¨ng cao víi nhiÖt ®é). - Bé ghÐp quang lµm viÖc chËm h¬n. NÕu ta nèi gi÷a cùc gèc vµ cùc ph¸t 1 ®iÖn trë, bé ghÐp quang lµm viÖc nhanh h¬n, dßng ®iÖn ng−îc bÐ h¬n. Tuy nhiªn hÖ sè truyÒn ®¹t còng bÐ ®i v× mét phÇn dßng ®iÖn cña cùc gèc bÞ dÉn ®i mÊt. C−êng ®é s¸ng cña LED bÞ gi¶m ®i, nh−ng dßng quang ®iÖn cña phototransistor gia t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng cao. Do ®ã bä ghÐp quang lµm viÖc lµm viÖc kh¸ æn ®Þnh víi nhiÖt ®é 3.5. S¬ ®å kÕt nèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn 3.5.1. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi Sau khi nghiªn cøu phÇn mÒm Step7 - micro/Win 32 vµ chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn CPU 224 ®Ó ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh c¾t nh«m th× viÖc lùa chän c¸c thiÕt bÞ kh¸c ®Ó kÕt nèi víi d©y chuyÒn cÇn ®iÒu khiÓn lµ c«ng viÖc quan träng. Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng lµ: M¸y tÝnh PC, CPU, c¸p PC/PPI vµ module më réng. GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS232 cÇn cã c¸p nèi PC/PPI víi bé chuyÓn ®æi RS232/RS485. H×nh3.27: S¬ ®å kÕt nèi tæng thÓ Module më réng Modul më réng RS-232 RS-485 Modul më réng I0.0 ÷ I0.7 Q0.0 ÷ Q2.7 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 78 H×nh 3.28: HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt Ngoµi ra trong mét sè d©y chuyÒn s¶n xuÊt lín ng−êi ta kÕt nèi m¸y tÝnh víi nhiÒu CPU kh¸c nhau vµ kÕt hîp víi nh÷ng phÇn mÒm kh¸c nh− protul...t¹o thµnh mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hay cßn gäi lµ m¹ng ®a chñ. Trong ®ã: TD 200 vµ OP15 lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hiÓn thÞ, theo dâi, kiÓm tra vµ l−u tr÷ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. 3.5.2. ThiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh c¾t nh«m ENCODER (I1.3) ÑC baêng taûi 1 (I0.0, Q0.0) ÑC baêng taûi 2 (Q0.5) Baêng taûi ÑC eùp (Q0.1, Q0.4) CTHT treân ÑC eùp (I0.4) Thanh nhoâm ÑC dao caét (Q0.2) ÑC chuyeån ñoäng dao caét (Q0.3, Q0.6) Dao caét CTHT döôùi ÑC eùp CTHT cuoái ÑC chuyeån ñoäng dao caét (I0.2) CTHT ñaàu ÑC chuyeån ñoäng dao caét (I0.3) (I0.1) H×nh 3.29: M« h×nh thiÕt kÕ Chó thÝch: CTHT: C«ng t¾c hµnh tr×nh. §C: §«ng c¬ B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 79 3.5.2.1. Thùc tÕ qu¸ trÝnh c¾t nh«m cña nhµ m¸y: Khi nh«m ®−îc b¨ng t¶i chuyÓn ®éng ®Õn r·nh c¾t. Thanh nh«m sÏ ®−îc c¾t theo chiÒu dµi ®−îc ®Æt tr−íc trªn mµn h×nh tinh thÓ láng. Khi ta nhËp sè liÖu vµo mµn h×nh ®ã th× c¬ cÊu t¸c ®éng ®Õn tÊm ch¾n ë cuèi qu¸ tr×nh ®Ó chÆn thanh nh«m. Khi thanh nh«m ch¹m ®Õn tÊm ch¾n th× ®éng c¬ b¨ng t¶i chuyÓn nh«m dõng l¹i vµ Ðp chÆt thanh nh«m b»ng thuû lùc. Khi Ðp chÆt sÏ t¸c ®éng ®Õn c«ng t¾c hµnh tr×nh cuèi, khëi ®éng ®éng c¬ dao c¾t vµ bé phËn chuyÓn ®éng ®éng c¬ c¾t b»ng thuû lùc. Bé phËn chuyÓn ®éng ®éng c¬ dao gÆp c«ng t¾c hµnh tr×nh cuèi lµm dõng ®«ng c¬ c¾t, sÏ nh¶ Ðp vµ kÐo ®éng c¬ c¾t vÒ gÆp c«ng t¾c hµnh tr×nh ®Çu th× dõng l¹i vµ t¸c ®éng cho b¨ng t¶i chuyÓn s¶n phÈm ra ngoµi. Trªn c¬ së ®ã em thiÕt kÕ qu¸ tr×nh c¾t nh«m tù ®éng. 3.5.2.2. ChÕ t¹o qu¸ tr×nh c¾t nh«m gåm c¸c c«ng ®o¹n sau: - B¨ng t¶i 1: Dïng ®éng c¬ mét chiÒu gi¶m tèc 12 V, 25 vßng/phót. Dïng ®Ó chuyÓn thanh nh«m vµo ®Ó b¾t ®Çu qu¸ tr×nh c¾t. - §éng c¬ nh¶ Ðp: Dïng ®éng c¬ mét chiÒu trôc vÝt 24 V, 30 vßng/phót. Dïng ®Ó Ðp chÆt thanh nh«m hay nh¶ Ðp. - §éng c¬ c¾t: Dïng ®éng c¬ mét chiÒu 24 V, 300 vßng/phót. Dïng ®Ó c¾t thanh nh«m. §éng c¬ nµy ®−îc g¾n trªn gi¸ ®ì ®−îc chuyÓn ®éng nhê mét ®éng c¬ kh¸c. Dao c¾t nh«m cã ®−êng kÝnh lµ 12 cm. - §éng c¬ chuyÓn ®éng ®éng c¬ c¾t: Dïng ®éng c¬ mét chiÒu 12 V, 25 vßng/phót. Dïng ®Ó chuyÓn ®éng ®éng c¬ c¾t. - B¨ng t¶i 2: Dïng ®éng c¬ mét chiÒu gi¶m tèc 12 V, 25 vßng/phót. Dïng ®Ó chuyÓn s¶n phÈm võa c¾t ra ngoµi. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 80 3.5.2.3. ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn m« h×nh: B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 81 Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: §Çu tiªn ®Æt thanh nh«m t¹i vÞ trÝ r·nh c¾t. Khi b¾t ®Çu hÖ thèng ta ph¶i chän chiÒu dµi mµ ta ®Þnh trong ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc ®Æt tr−íc (cã thÓ thay ®æi ®−îc) 3 chiÒu dµi 10 cm, 15 cm, 20 cm t−¬ng øng víi c¸c nót CD1 (I1.0), CD2 (I1.1), CD3 (I1.2). Khi mµ ®· ®Æt xong ta bÊm nót START ®Ó hÖ thèng b¾t ®Çu, b¨ng t¶i 1 ch¹y vµ ENCODER ®−îc g¾n ®ång trôc víi b¨ng t¶i. §Çu ra cña ENCODER ®−îc ®−a vµo ®Çu I1.3 ®Ó ®Õm xung. NÕu ®Õm ®ñ sè xung mµ ch−¬ng tr×nh ®Æt t−¬ng øng víi ®é dµi mµ ta ®· ®Æt th× ®éng c¬ b¨ng t¶i 1 sÏ dõng l¹i, t¸c ®éng ®éng c¬ Ðp (Q0.1) Ðp chÆt thanh nh«m. Khi ®éng c¬ t¸c ®éng vµo c«ng t¾c hµnh tr×nh d−íi (I0.1) cho ®éng c¬ Ðp dõng. Khi ®éng c¬ Ðp dõng th× khëi ®éng ®éng c¬ c¾t (Q0.3) vµ ®éng c¬ chuyÓn ®éng dao c¾t (Q0.2) tÞnh tiÕn dÇn vµ c¾t thanh nh«m. §Õn khi ®éng c¬ chuyÓn ®éng dao c¾t t¸c ®éng ®Õn c«ng t¾c hµnh tr×nh cuèi (I0.2) dõng ®éng c¬ dao c¾t, khëi ®éng ®éng c¬ nh¶ Ðp (Q0.4) vµ khëi t¹o bé Timer (T37) trÔ 5 gi©y. Khi ®éng c¬ nh¶ Ðp gÆp c«ng t¾c hµnh tr×nh (I0.4) th× dõng ®éng c¬ nh¶ Ðp. Sau khi hÕt 5 gi©y T37 lµm ®¶o chiÒu ®éng c¬ chuyÖn ®éng dao c¾t gÆp c«ng t¾c hµnh tr×nh (I0.3) lµm dõng ®éng c¬ chuyÓn ®éng dao c¾t, ®ång thêi b¨ng t¶i 2 ch¹y ®−a s¶n phÈm ra ngoµi. Khi b¨ng t¶i 2 ch¹y ta dïng mét bé Timer ®Ó trÔ 5 gi©y sau ®ã th× hÖ thèng sÏ ho¹t ®éng l¹i tõ ®Çu. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 82 3.5.2.4. Ph©n c«ng tÝn hiÖu ®Çu vµo ra Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö Start I 0.0 Nót khëi ®éng hÖ thèng Stop I0.5 Nót dõng hÖ thèng I0.1 CTHT d−íi cña §C Ðp I 0.2 CTHT cuèi cña §C chuyÓn ®éng dao c¾t I0.3 CYHT ®Çu cña §C chuyÓn ®«ng dao c¾t I0.4 CTHT trªn cña §C Ðp CD 1 I1.0 ChiÒu dµi 1 CD 2 I1.1 ChiÒu dµi 2 CD 3 I1.2 ChiÒu dµi 3 I1.3 Bé ®Õm Counter Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra §Þa chØ PhÇn tö Q 0.0; Q0.5 §éng c¬ b¨ng t¶i 1, 2 Q 0.1 §éng c¬ Ðp Q0.2, Q0.6 §éng c¬ chuyÓn ®éng dao c¾t , ®¶o chiÒu ®éng c¬ chuyÓn ®éng dao c¾t Q 0.3 §éng c¬ c¾t Q0.4 §éng c¬ nh¶ Ðp B¶ng 3.5: Ph©n c«ng tÝn hiÖu ®Çu vµo ra Chó thÝch: Bé Counter ®−îc lÊy tõ ®Çu ra cña Encoder. ThuËt to¸n cña bé ®Õm lµ: Bé ®Õm ®−îc n¹p theo ENCODER 7cm t−¬ng øng víi 40 xung. Chän chiÒu dµi §C B¨ng t¶i 1 lµm viÖc §C dao c¾t vµ §C chuyÓn ®éng dao c¾t lµm viÖc B« ®Õm lµm viÖc B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 83 3.5.2.5. S¬ ®å nèi d©y hÖ thèng m« h×nh: B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 84 H×nh ¶nh m« h×nh c¾t nh«m tù ®éng B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 85 3.6. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn vµ ch¹y thö m« h×nh Tõ viÖc nghiªn cøu d©y chuyÒn c«ng nghÖ cña nhµ m¸y. T«i ®· x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn ë ch−¬ng II. Trong ch−¬ng nµy t«i tiÕn hµnh viÕt ch−¬ng tr×nh ®Ó ®iÒu khiÓn m« h×nh dùa trªn phÇn mÒn Step7 Micro/Win32. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Ladder logic: B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 86 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 87 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 88 Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Statement List: NETWORK 1 //KHOI DONG BANG TAI 1 // LD I0.0 S Q0.0, 1 NETWORK 2 //DAT CHIEU DAI THANH NHOM CO CHIEU DAI 1 // LD I1.0 A I1.3 LD C0 CTU C0, +55 NETWORK 3 //DAT CHIEU DAI THANH NHOM CO CHIEU DAI 2 // LD I1.1 A I1.3 LD C1 CTU C1, +83 NETWORK 4 //DAT CHIEU DAI THANH NHOM CO CHIEU DAI 3 // LD I1.2 A I1.3 LD C2 CTU C2, +111 NETWORK 5 //DUNG BANG TAI 1, KHOI DONG DONG CO EP THANH NHOM // LD C0 O C1 O C2 O I0.1 R Q0.0, 1 S Q0.1, 1 NETWORK 6 //DUNG DONG CO EP , KHOI DONG DONG CO CAT VA DONG CO CHUYEN DONG DC DAO CAT // LD I0.1 R Q0.1, 1 S Q0.2, 1 S Q0.3, 1 NETWORK 7 //DUNG DAO CAT VA DUNG DC CHUYEN DONG DAO CAT, KHOI DONG DONG CO NHA EP // LD I0.2 B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 89 R Q0.3, 1 R Q0.2, 1 S Q0.4, 1 NETWORK 8 //DUNG DONG CO NHA EP // LD I0.4 R Q0.4, 1 NETWORK 9 //TAO TRE 5 GIAY // LD I0.2 TON T37, +50 NETWORK 10 //DAO CHIEU DONG CO CHUYEN DONG DAO CAT // LD T37 S Q0.6, 1 NETWORK 11 LDW> T37, +7000 A I0.2 STOP NETWORK 12 //NHA EP VA KHOI DONG BANG TAI 2 // LD I0.3 R Q0.6, 1 S Q0.5, 1 NETWORK 13 //TAO TRE 5 GIAY // LD I0.3 TON T38, +50 NETWORK 14 //DUNG BANG TAI 2 VA KHOI DONG BANG TAI 1 // LD T38 R Q0.5, 1 S Q0.0, 1 NETWORK 15 //DUNG HE THONG // LD I0.5 STOP B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 90 Ch¹y thö m« h×nh: + M« h×nh ®−îc ch¹y thö hoµn toµn tù ®éng + Do thiÕt bÞ ngo¹i vi nªn qu¸ tr×nh ®Õm kh«ng ®−îc chÝnh x¸c vµ sai lÖch 5 ÷ 7 xung ®Õm. + Bé phËn Ðp b»ng ®éng c¬ mét chiÒu trôc vÝt, bé phËn ®Èy ®éng c¬ dao còng ®−îc ®¶m b¶o yªu cÇu trong m« h×nh. 3.7. KÕt luËn ch−¬ng 3 Trªn c¬ së nghiªn cøu d©y chuyÒn vµ s¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt nh«m x©y dùng lµ tiÒn ®Ò ®Ó viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Muèn vËy t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng c¶m biÕn cho phï hîp víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt. §ång thêi chóng t«i còng ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu phÇn cøng CPU224 vµ phÇn mÒm Step7-Micro/Win32 cña Simatic S7- 200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng, cã nhiÒu tÝnh n¨ng −u viÖt ®Ó ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt trong c¸c Nhµ m¸y. Tõ ®ã t«i ®· tiÕn hµnh x©y dùng m« h×nh cho qu¸ tr×nh tù ®éng c¾t nh«m. Ch−¬ng tr×nh ®−îc ch¹y thµnh c«ng trªn m«i tr−êng Step7-Micro/Win32 vµ c¸c module më réng cña nã. Qua ®©y chóng ta còng thÊy ®−îc gi¸ trÞ to lín vµ ý nghÜa cña viÖc øng dông tù ®éng hãa vµo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Nh«m trong tiÕn tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghiÖp. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 91 KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ 1. KÕt luËn Sau mét thêi gian tiÕn hµnh nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ thùc hiÖn ®Ò tµi tèt nghiÖp, mÆc dï thêi gian cã h¹n vµ gÆp nhiÒu khã kh¨n nh−ng víi sù nç lùc cña b¶n th©n vµ sù gióp ®ì tËn t×nh cña quý C«ng ty cïng thÇy c«, b¹n bÌ, trong toµn khoa C¬ §iÖn, ®Æc biÖt lµ ThÇy gi¸o ThS. Ng« TrÝ D−¬ng cho ®Õn nay ®Ò tµi cña t«i c¬ b¶n hoµn thµnh. Tõ nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®¹t ®−îc trong ®Ò tµi: “Nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng qu¸ tr×nh c¾t nh«m ” chóng t«i m¹nh d¹n ®−a ra nh÷ng kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ sau: ¾ MÆt tÝch cùc: - §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña Nhµ m¸y Nh«m §«ng Anh thuéc C«ng ty c¬ khÝ §«ng Anh vµ viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt nh«m ®Þnh h×nh. Vai trß cña tù ®éng ho¸ trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp vµ øng dông cña nã ë n−íc ta hiÖn nay, tõ ®ã nãi lªn ý nghÜa to lín cña viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. - Nghiªn cøu, t×m hiÓu thiÕt bÞ lËp tr×nh PLC S7 - 200, ®Æc biÖt lµ CPU 224 vµ c¸c module më réng EM 231, EM 232, EM 235. Tõng b−íc x©y dùng hÖ thèng ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh trªn m«i tr−êng Step 7 - Micro/Win 32, nhê ®ã cã thÓ lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn c¾t nh«m tù ®éng. - Qua nghiªn cøu, t×m hiÓu d©y chuyÒn c«ng nghÖ vµ ho¹t ®éng cña nhµ m¸y chóng t«i x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n biÓu diÔn qu¸ tr×nh tù ®éng c¾t nh«m. Tõ d©y chuyÒn c«ng nghÖ vµ s¬ ®å thuËt to¸n x©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn. Víi viÖc kÕt nèi, ch¹y thö m« h×nh ®iÒu khiÓn cã thÓ kh¼ng ®Þnh r»ng s¬ ®å thuËt to¸n lµ hoµn toµn ®óng. ¾ MÆt h¹n chÕ: - Do d©y chuyÒn c«ng nghÖ cña nhµ m¸y lín vµ thêi gian thùc hiÖn ®å ¸n cã h¹n nªn trong ®Ò tµi cña t«i chØ cã thÓ x©y dùng ®−îc mét phÇn cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt nh«m ®Þnh h×nh.- Do ®iÒu kiÖn vµ kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ nªn viÖc x©y dùng m« h×nh ch−a ®−îc hoµn thiÖn, mét sè kh©u trong ®ã ®−îc thay thÕ b»ng c¸c bé thêi gian Timer. B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46 Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn 92 ¾ MÆt nhËn thøc Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu c¸c tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi ngoµi nh÷ng hiÓu biÕt vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ vµ viÖc ¸p dông nã ë n−íc ta hiÖn nay... §Ò tµi cßn gióp t«i tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒu khiÓn Logic vµ c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh th«ng dông hiÖn nay. ThÊy râ ®−îc vÞ trÝ vµ tÇm quan träng cña tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp còng nh− trong c¸c ngµnh s¶n xuÊt kh¸c hiÖn nay. 2. KiÕn nghÞ Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn do thêi gian vµ nhËn thøc cßn h¹n chÕ nªn viÖc t×m hiÓu x©y dùng m« h×nh, viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ch−a ®óng víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt thùc tÕ. Mét sè kh©u trong ®ã ®−îc m« h×nh ho¸ vµ c¶i biÕn mét c¸ch thuËn tiÖn. Bé phËn Ðp vµ bé phËn ®Èy ®éng c¬ dao ph¶i dïng thuû lùc míi cã ®é chÝnh x¸c cao vµ ¸p dung ®−îc ngoµi thùc tÕ. Mong r»ng cã nhiÒu thêi gian t×m hiÓu tiÕp cËn víi thùc tÕ nhiÒu h¬n n÷a.