Luận văn Tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động pdf

So với quá trình điều khiển bằng mạch điện thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn,chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt, dễ dàng thay đổi công

Luận văn Tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình

bãi đỗ xe tự động

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh

tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng.Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng các đỗ xe cũng như yêucầu các bãi đỗ xe phải được tự động hóa tăng theo

Bên cạnh đó sự tiến bộ trong công nghệ điện tử, tin học ngày naythực sự là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới Ở nước ta

kỹ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tựđộng, đặc biệt là kỹ thuật vi xử lý Hiện nay người ta đã sản xuất ranhững thiết bị có kết cấu nhỏ gọn dạng máy tính mà bên trong có chứa bộ

vi xử lý và có thể lập trình được Đó chính là các thiết bị điều khiển có

lập trình "Programmable Logic Controller" viết tắt là PLC So với quá trình

điều khiển bằng mạch điện thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn,chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt,

dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điềukhiển, được ứng dụng trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao

Có rất nhiều các hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình với nhiều loại vàkhả năng ứng dụng khác nhau Trong bản đồ án này em đi sâu vào tìm hiểu,nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Nội dung bản đồ án gồm các phần như sau:

Chương I: Giới thiệu chung bãi đỗ xe

Chương II: Giới thiệu chung về PLC và phần mềm lập trình Syswin

Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mô hình điều khiển bãi đỗ xe

tự động

Kết luận: Tóm tắt các kết quả đã đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn tại và

đề xuất hướng phát triển của đồ án

Do thời gian và trình độ có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏinhững khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm Em rất mong nhận được sựgóp ý, chỉ dẫn của các Thầy, Cô giáo và các bạn đồng nghiệp

CHƯƠNG 1

2

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐỖ XE 1.1 Tình hình giao thông tại các Thành phố Việt Nam

Từ khi nền kinh tế Việt Nam chuyển từ kế hoạch hoá tập trung sang nềnkinh tế thị trường thì bức tranh về kinh tế của Việt Nam có nhiều điểm sáng,mức sống của người dân được cải thiện từng bước, được bạn bè các nướctrong khu vực và quốc tế hết lòng ca ngợi về những thành tựu đổi mới trongquá trình xây dựng đất nước Tuy mức tăng trưởng kinh tế của Việt Nam đạtđược là khá cao nhưng đi liền với nó là vấn đề về tai nạn giao thông và ùn tắcgiao thông, đặc biệt là giao thông đường bộ, số vụ giao thông không ngừngtăng cả về quy mô và số lượng Cho nên nhiều người thường nói rằng giaothông đường bộ ở Việt Nam giống như một quả bong bóng dẹp được chỗ nàythì chỗ khác lại ùng ra, có không biết bao nhiêu là chiến dịch, chỉ thị nhưngchỉ được một thời gian ngắn lại đâu vào đấy

Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới tình trạng này thì có nhiều: Do sự lấnchiếm hành lang an toàn giao thông, sự gia tăng quá nhanh của các phươngtiện giao thông cá nhân và ý thức của người tham gia giao thông quá kém vàchưa được cải thiện nhiều trong những năm gần đây Bên cạnh đó cũng phải

kể đến đường xá của chúng ta quá nhỏ hẹp, nhiều khúc cua 90 độ trong khi đó

có quá nhiều các biển báo cấm và biển báo hiệu trên một đoạn đường, vỉa hèthì bị lấn chiếm làm nơi kinh doanh bán hàng, để xe ô tô dẫn tới tình trạngngười tham gia giao thông bị khuất tầm nhìn, nhiều đoạn đường xuống cấpquá nhanh có nguy cơ tiềm ẩn tai nạn giao thông Có thể nói rằng cứ ở đâu cóđường là ở đó có nhà dân thậm chí các doanh nghiệp, các nhà máy các khucông nghiệp cũng coi bám mặt đường là một lợi thế Vì thế “trăm hoa đua nở”dẫn đến không kiểm soát được

Thời gian qua, tất cả các địa phương ra quân triển khai mạnh mẽ thángATGT nhưng tình hình TTATGT trên địa bàn cả nước vẫn diễn biến rất phứctạp Theo thống kê của Cục CSGT đường bộ- đường sắt và Uỷ ban ATGTQuốc gia, tính đến hết tháng 9, cả nước đã xảy ra tới 10.518 vụ TNGT làm9.510 người chết và 10.700 người bị thương Điều này dẫn đến hậu quả vềkinh tế và gánh nặng cho xã hội là rất lớn

Theo số liệu thống kê mới nhất, có tới 50% số người tham gia giaothông không dùng đèn báo khi chuyển hướng, 85% không dùng còi đúng quy

định, 70% không dùng phanh tay, 90% không sử dụng đúng đèn chiếu sáng

xa, gần và 72% không đội mũ bảo hiểm khi ngồi trên mô tô trên những tuyếnđường bắt buộc Ngoài ra, tình trạng vượt đèn đỏ, uống rượu bia say, chở quátải, quá tốc độ trong thời gian qua vẫn luôn ở mức báo động và rất khó kiểmsoát

Hình 1.1: Tình hình ùn tắc giao thong tại các thành phố ở Việt Nam

1.2 Khái niệm về hệ thống bãi đỗ xe tự động

Chỉ sau khi ngành công nghiệp ô tô ra đời một thời gian ngắn, từ những

năm 20 của thế kỷ trước, hệ thống đỗ xe ô tô tự động cũng đã xuất hiện nhằmđáp ứng nhu cầu về chỗ đỗ xe ô tô, đặc biệt ở các khu vực trung tâm, siêu đôthị;

Hệ thống đỗ xe tự động nếu trước đây chỉ hiện diện tại các nước Bắc

Mỹ, Tây Âu thì đến nay chúng đã trở thành một phần không thể thiếu tronggiao thông công cộng ở các nước đang phát triển.Về mặt công nghệ, ngày naytoàn bộ quá trình sắp xếp chỗ đỗ xe, quản lý thời gian lưu bãi hoàn toàn thựchiện bằng công nghệ điều khiển học.Trạm đỗ xe tự động không chỉ được lắpđặt như những công trình nổi, mà còn được thi công ngầm trong lòng đất, dướilòng sông.Đối với tầng lớp công dân tại các đô thị lớn của Việt Nam hiện nay,khả năng tài chính không còn là vấn đề lớn mà đôi khi bài toán về chỗ đỗ xemới là trở lực ngăn cản họ sở hữu một chiếc ôtô riêng

4

Hệ thống đỗ xe tự động hay còn gọi là hệ thống đỗ xe thông minh: làmột công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu các pallet và thang nâng,cho phép đỗ được nhiều xe ô tô hơn trên cùng một diện tích không gian;

Hệ thống đỗ xe tự động là một giải pháp an toàn – tiết kiệm

1.3 Giới thiệu một số hệ thống bãi đỗ xe tự động

1.3.1 Hệ thống cầu trục-di chuyển

Cầu trục : cầu trục tự hành có nhiệm vụ nâng hạ và dịch chuyển bàn thaotác ( pallet)

Bàn thao tác có cơ cấu móc kéo chuyển pallet ( khay chứa xe oto) thựchiện thao tác vào/ra vị trí lưu đỗ Cơ cấu chấp hành có thể sử dụng nhiều dạngkhác nhau

Hình 1.2: Bãi đỗ xe của Toyota

1.3.2 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang

-Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ănkhớp” truyền lực giữa các pallet với nhau

Hình 1.3: Bãi đỗ xe tại Nga

Truyền lực giữa pallet với nhau bằng liên kết khớp nối Khi thang cuốnchịch chuyển thì khớp liên kết giữa pallet tự phân khai ra khỏi chuỗi.

Đường lưu chuyển của hệ thống này được thiết lập nhờ kết hợp truyềnđộng chịch chuyển ngang của cả và thang nâng ở 2 đầu Đườn chuyển động làvòng chuyển động ngược chiều khép kín giữa tầng này với tầng khác qua 2đầu thang cuốn

1.3.4 Hệ thống thang nâng-quay vòng tròn

-Thang nâng ở hệ thống này thực hiện 2 chuyển động : nâng hạ theo phương đứng và quay quanh trục của nó

-Thực hiện thao tác xếp vào/lấy ra nhờ cơ cấu cánh tay robot

Sơ đồ lưu chuyển : (hình 125)

Khi thang nâng nâng bàn robot kết hợp chuyển động quay vòng đến vị trí xác định thì robot bắt đầu làm việc

Hệ thống thang nâng - xoay vòng tròn

Ưu điểm: BãI đỗ hình trụ ngầm hoặc nổi, kiến trục đẹp, khung kết cấuthép hoặc beton Tốc độ xỷ của hệ thống khá cao

Nhược điểm: Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp

Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siểu thị, Bãi đỗ có thể thiết kếngầm và nổi

- Đường kính mặt bằng: 20m

- Cao: 10-16m + 16-20m

- Số chứa: 100-200 vị trí đỗ

Hình 1.5: Mô hình gara ô tô tự động đang sản xuất tại Việt Nam

1.3.5 Hệ thống thang máy – dịch chuyển ngang

Nguyên lý vận hành:

Thang nâng kiểu thang máy ròng rọc kép di chuyển trên 4 đường ray theo phươngthẳng đứng

Cơ cấu chấp hành thường dung dạng móc kéo chịch chuyển pllet vào/ra

vị trí lưu đỗ Truyền động cho cơ cấu này nhờ 1 bộ truyền xích

Ưu điểm :

-Hệ thống này có kết cấu và điều khiển đơn giản, thường sử dung cho bãi

đỗ kiểu ngầm và tháp cao

-Tốc độ xử lý cao và ổn định

Bãi đỗ đáp úng mọi nhu cầu sử dụng và đạt hiệu quả kinh tế cao

Nhược điểm: Do có chiều cao lớn khó khăn cho công tác phong chốngcháy nổ

-Hệ số sử dung diện tích cao (k= 66 -80%)

-Diện tích mặt bằng: 13m x 6,5m Hoặc 18x6,5m

-Cao: 20-30m

10

Ưu điểm: Hệ thống này điều kiển dơn giản, tời gian xuất/nhập nhỏ, hệ số

sử dụng diện tích cao Hệ thống này hích hợp cho bãi đỗ công cộng

Nhược điểm: Hệ thống này rất hạn chế về chiều cao không gian sử dụng.Kích thước 1 modul:

Nguyên lý cấu tạo:

Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròngtheo chuỗi xích Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằngpallet khi chuyển động Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động

Ưu điểm: Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sửcao về không gian và thời gian xuất/nhập

Nhược điển: Hệ thống này hạn chế vầ chiều cao và phát thải tiếng ồn cơhọc

Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiềuđối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyếnphố bộ

Hình 1.8: Hệ thống quay vòng đứng

14

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC CPM1A VÀ PHẦN MỀM SYSWIN

2.1 Giới thiệu về PLC CPM1A.

2.1.1 Khái niệm về PLC.

- PLC là chữ viết tắt của "Programmable Logic Controller" được hiểu là bộ

điều khiển có khả năng lập trình được Chương trình do con người lập ra vànạp vào bộ nhớ của PLC sau đó PLC sẽ thực hiện logic của quá trình điềukhiển, PLC thực chất là một Modull hoá của quá trình điều khiển thiết bị bằng

vi mạch (IC) Về mặt cấu trúc PLC được thiết kế dựa trên những nguyên tắckiến trúc máy tính Nó chính là một máy tính công nghiệp để thực hiện mộtdãy quá trình sản xuất và thường gắn ngay tại nơi sản xuất để thuận tiện choviệc vận hành và theo dõi

- Hiện nay trên thế giới PLC được sản xuất rất đa dạng về chủng loại, do cáchãng sản xuất như: Mitsubisi, Omron, Siements, Fefaus…

ra được các phương pháp điều khiển mang tính đột phá

- Trong những năm 60 điều khiển logic điện tử là các thiết bị đóng cắt điện từnhư: Rơle, công tắc tơ kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn, công tắc Cáckhí cụ này nối lại với nhau theo một mạch điện cụ thể để thực hiện một yêucầu công nghệ nhất định Các thiết bị này được nối vĩnh viễn với nhau nênviệc lắp đặt đi dây mất nhiều thời gian Khi muốn thay đổi nhiệm vụ điềukhiển thì phải tháo bỏ và đi dây lại toàn bộ Vì vậy mà khó thay đổi công nghệ

và trong sửa chữa, chiếm nhiều diện tích Đối với những công nghệ phức tạpthì hiệu quả, độ tin cậy không cao và rất tốn kém Tuổi thọ của thiết bị thấp

- Từ những nhược điểm của việc sử dụng hệ thống điều khiển nối cứng có tiếpđiểm Để khắc phục nó đến những năm 70 - 80 người ta tìm ra được các phần

tử thay thế Đó là sự ra đời của điều khiển logic không tiếp điểm, là ứng dụngcác thiết bị bán dẫn vi mạch OR, AND, NOT, kết hợp với các bộ cảm biến,

các đèn, công tắc và chúng cũng được nối với nhau theo một sơ đồ côngnghệ cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định.

- So với các điều khiển nối cứng có tiếp điểm thì nó có độ tin cậy cao hơn,hiệu quả hơn, diện tích công nghệ thu gọn hơn nhưng do các thiết bị bán dẫnthường công suất nhỏ hay bị sự cố lúc ban đầu và khó có thể thay thế

- Để khắc phục các nhược điểm này người ta chế tạo ra các linh kiện có côngsuất lớn hơn như SCR, Triac để thay thế cho các thiết bị có tiếp điểm trongmạch lực

- Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, thì sự ra đời của mạch vi xử

lý là bộ PLC và dây cứng, đây là một ứng dụng điển hình trong những năm 90của VXL trong công nghiệp Sự ra đời của vi xử lý PLC tạo ra một bước ngoặtcho lĩnh vực điều khiển Hiện nay ứng dụng kĩ thuật vi xử lý và kĩ thuật sốthông qua sử dụng PLC dưới nhiều hình thức chiếm đến 80% và trở thành xuthế mới trong điều khiển Điều này đã được chứng minh tại những nước pháttriển và đang phát triển như nước ta

2.1.3 Các ứng dụng của PLC

Bộ điều khiển lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong các ngànhcông nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động Chiếm một vị trí quantrọng trong công nghiệp được ứng dụng trong các lĩnh vực sau:

- Hệ thống chiếu sáng cho cửa hang - siêu thị - nhà hàng, khách sạn, công ty

- Điều khiển hệ thống cung cấp nước tự động

- Tự động hoá các máy gia công cơ khí như: máy khoan, máy tiện, máy phay,máy bào

- Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén trong công nghiệp

- Tự động hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện tử

- Tự động đóng mở cửa công nghiệp cho các bãi xe, nhà ga, sân bay, khách sạn

- Điều khiển các thiết bị nâng chuyển như: băng tải, thang máy, cần cẩu, cầntrục, máy xúc

- Tự động hoá quá trình phân loại sản phẩm

- Điều khiển rô bốt tự động

2.1.4 Ưu, nhược điểm của PLC

* Ưu điểm:

16

Nhờ việc logic của quá trình điều khiển thực hiện bằng chương trình do

con người tạo ra chứ không phải bằng dây nối như các hệ thống điều khiển nốicứng, do đó PLC có những ưu điểm sau:

- Dễ dàng thay đổi công nghệ cũng như nội dung chương trình thông qua việclập trình

- Độ tin cậy của hệ thống cao

- Tốc độ xử lý của PLC khá cao

- Tiêu tốn ít năng nượng

- Xử lý sự cố dễ và nhanh chóng do chỉ cần thay đổi lại chương trình khi PLCbáo lỗi chứ không cần phải kiểm tra trên toàn hệ thống

- Đấu nối các thiết bị PLC đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình

- Kết cấu mạch nhỏ gọn, giảm được kích thước định hình

- Được ứng dụng điều khiển với phạm vi rộng trong toàn bộ các ngành côngnghiệp

- Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với các PLC khác và các máy tínhPLC thông qua cổng kết nối

- Việc lập trình đơn giản nhờ có sự trợ giúp của các phần mền chuyên dụngcũng như sự trợ giúp của các bộ lập trình

- Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho hiệu quả kinh

tế cao hơn, giá thành hạ so với các phương pháp khác

- Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động,tiếng ồn

- Sơ đồ bậc thang LAD (Ladder Diagram)

- Lưu đồ hệ thống điều khiền CSF (Control System Flowchart)

- Liệt kê danh sách lệnh STL (Statement List)

* Phương pháp biểu diễn LAD.

Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình tương tự như sơ đồ tiếp

điểm dùng rơ le trong sơ đồ điện công nghiệp Bắt đầu chương trình bằng mộtPower Bus trái, các công tắc được thay thế bằng các tiếp điểm thường đónghoặc thường mở phụ thuộc vào trạng thái của công tắc Các công tắc tơ đượcthay thế bằng các cuộn dây

Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp LAD trên PLC(CPM1):

000.00 000.01 000.03 010.00

010 00 Nút D Rơ-Le Nhiệt K1

* Phương pháp biểu diễn CSF.

Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình như sơ đồ không tiếp

điểm dùng các cổng logic

Ví dụ: Biểu điễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp CSF

* Phương pháp biểu diễn STL.

Phương pháp STL dùng các từ viết tắt gợi nhớ để lập công thức cho việc

điều khiển, tương tự với ngôn ngữ assembler ở máy tính Phương pháp nàythích hợp cho đối tượng làm việc trong lĩnh vực tin học

18

Kết thúc

>=1

&

000.01 000.03

000.00 X 010.00

Bắt đầu một chương trình bao giờ cũng là lệnh nạp địa chỉ một tiếp điểm nào

đó Sau đó là nội dung chương trình và kêt thúc chương trình bằng lệnh END

(01)

Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ trên bằng phương pháp STL (CPM1):

2.1.6 Biểu diễn các đại lượng trong PLC.

Các hệ đếm sử dụng trong PLC gồm có:

- Hệ nhị phân (hệ 2)

- Hệ thập phân (hệ 10)

- Hệ thập lục (hay hệ Hexa- hệ 16)

* Hệ nhị phân (hay hệ 2 - Binary (bin)).

Là hệ đếm sử dụng 2 con số 0 và 1 (gọi là bít) để biểu diễn tất cả các đạilượng và các con số Tất cả các đại lượng bên trong PLC đều ở trạng thái nhịphân

* Hệ thập phân (hay là hệ 10 - decimal (DEC)).

Là hệ đếm thông thường và sử dụng 10 chữ số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 để biểu

diễn các con số Hay thập phân còn kết hợp với hệ nhị phân để biểu gọi làBCD (Binary Coded Decimal)

* Hệ thập lục (hay hệ 16 - Hexadecimal - HEX.).

Là hệ đếm sử dụng 16 ký tự là 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 và A B C D E F (trong

đó có 10 chữ số từ 0-9 và các chữ số từ A đến F)

* Cách biểu diễn các đại lượng bên trong PLC.

Khi biểu diễn các con số theo các hệ đếm khác nhau Để phân biệt người

ta thường thêm các chữ BIN (hoặc số 2) BCD hay HEX (hoặc H) vào các consố

LD OR AND NOT AND NOT OUT END

000.00 010.00 000.01 000.03 010.00 (01)

Bảng 2.1: Biểu diễn các đại lượng trong PLC

Số nhị phân 4 bit tương đương

PLC gồm 4 khối chức năng cơ bản như hình 2-1:

- Bộ Xử lý trung tâm CPU.

- Bộ nhớ chương trình (Program Memory)

- Khối vào ra (In, out, put Block)

- Khối nguồn cung cấp (Power Supply)

INPUT DRIVESOUTPUT DS

20

Power Supply

Memory area

Output area Input

Hình 2.1 Cấu trúc cơ bản phần cứng của PLC

Trạng thái đầu vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua các trạng thái ngõ ra cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm Sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị công tắc Như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ Chương trình được nạp vào PLC qua thiết bị lập trình chuyên dùng

* Bộ xử lý trung tâm CPU.

Bộ xử lý trung tâm (CPU - Central Proccessing Unit) điều khiển và quản

lý tất cả các hoạt động bên trong PLC Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/ ra được thực hiện thông qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU

* Bộ nhớ chương trình (Program Memory).

Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong của PLC có nhiệm vụ lưu chương trình điều khiển được lập bởi người dùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh ghi tạm trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… nội dung của bộ nhớ được

mã hoá dưới dạng nhị phân

Tất cả PLC đều thường dùng vào các loại bộ nhớ sau:

- EPROM (Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ phụ để lưu giữ vĩnh cửu các chương trình và có thể lập lại bằng thiết bị lập trình

- EEPROM (Electrical Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ để lưu giữ vĩnh cửu các chương trình và có thể lập trình bằng thiết bị chuẩn CRT hoặc bằng tay

- RAM (Random acces memory) thông tin của bộ nhớ này có thể được ghi vào

và đọc ra Dung lượng bộ nhớ phụ thuộc vào họ PLC

Tuy nhiên với bộ nhớ RAM khi mất nguồn nuôi, nội dung của RAM cũng

bị mất Để bảo vệ chương trình người ta lắp vào PLC các Pin khô làm nguồn nuôi dự trữ Đối với các PLC của hãng GEFANUS người ta còn lắp thêm 1 tụ (Super Carpctitor) để bảo vệ chương trình không bị mất khi thay pin các tụ này có khả năng giữ được trong 20s

* Khối vào ra (In/out put block).

Khối vào/ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa các vi mạch điện tử của PLC với các mạch công suất bên ngoài kích hoạt các cơ cấu tác động Nó thựchiện chuyển đổi các mức điện áp tín hiệu và cách ly, tuy nhiên khối vào ra chophép PLC kết nối trực tiếp với các cơ cấu tác động có công suất cỡ 2A trở xuống, không cần các mạch công suất trung gian hay rơ le trung gian

Căn cứ vào nhiệm vụ có thể ghép vào PLC những Module vào/ ra khác nhau như:

- Module vào/ra số, tương tự

- Module vào, ra thuyết minh

Bộ xử lý giao tiếp: Có nhiệm vụ quản lý sự trao đổi qua lại giữa các PLC

và các thiết bị khác như máy in, máy tính PL và các PLC khác

Các bộ xử lý giao tiếp có thể thiết lập phương thức điểm nối từ PLC tới các thiết bị khác hoặc có thể nối PLC vào mạng LAN

Sự cần thiết phải lập trình cho hoạt động của các bộ xử lý giao tiếp tuỳ thuộc vào từng loại CPU

Module vào/ra thông minh: Được sử dụng để giải quyết những vấn đề vềdạng tín hiệu nảy sinh trong thực tế với yêu cầu giải quyết nhanh chóng và

22

liên tục Hoạt động của Module vào/ra thông minh tương đối độc lập và rộng với CPU của PLC.

Những loại Module vào/ra thông minh với từng cặp PLC khác nhau nhưng nói chung nó gồm các dạng sau:

- Module xác định vị trí

- Module giải mã vị trí

- Module xử lý tín hiệu tương tự

- Module đo dòng nhiệt

- Module điều khiển nhiệt độ

- Module điều khiển vòng kín

- Module điều khiển từng bước

*Khối cung cấp nguồn (Power supply Block).

Đây là bộ nguồn cung cấp có giải điện áp rộng (85  265 v AC) Nó tạo

ra nguồn cung cấp chuẩn 24v DC cho tất cả các khối của PLC

Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5v DC và 15v DC (Điện áp cho TT1 và CMOS) trong khi tín hiệu bên ngoài có thể lớn hơn nhiều thường 24v DC  240v DC với dòng lớn

2.1.8 Đặc tính kỹ thuật của PLC OMRON CPM1A.

Hình 2.2 Cấu trúc bên ngoài của PLC

- Điện áp nguồn cung cấp: AC = 80v- 265v

- Điện áp nguồn cho đầu vào: DC = 24v

- Dòng điện đầu ra: 2A

- Số lượng đầu vào/ ra: 20 đầu vào ra (12 đầu vào và 8 đầu ra)

- Dung lượng bộ nhớ 2 word (chương trình) 1 word (dữ liệu) 128 bộ nhớ và đặt thời gian.

- Lập trình dạng ngôn ngữ bậc thang bằng phân mềm chạy trong đó với

Sysmac support software hoặc trong windows với syswin

- Có đầu nối đất bảo vệ (Protective Earth Terminal) để tránh điện giật

- Đầu nối nguồn cấp DC ra từ PLC (DC Power Supply Output Terminal)

- Điện áp chuẩn đầu ra là DC 24V với dòng định mức là 0.3A có thể cung cấp được cho các đầu vào của số DC

- Các đèn nét chỉ thị trạng thái của PLC (PCStatus Indicators)

ERR/ALM

(đỏ)

Sáng PLC gặp lỗi nghiêm trọng (LPC ngừng chạy)

Nhấp nháy PLC gặp lỗi không nghiêmtrọng (PLC

tiếp tục chạy ở chế độ RUN)Tắt PLC hoạt động bình thường không có lỗi

COMM

(Da cam)

Sáng Dữ liệu đang được truyền qua cổng

PeripheralTắt Không có trao đổi dữ liệu giữa PLC và thiết bị

ngoài qua cổng Perpheral Port

- Các đèn chỉ thị trạng thái đầu vào/ ra của PLC (Input/Output Indicator) đènnét trong nhóm này sáng khi đầu vào/ra tương ứng lên ON Khi gặp sự cố trầm trọng các đèn sẽ thay đổi như sau:

- Khi có lỗi CPU hay lỗi với BUS vào/ra (CPU Error,I/O BUS Error) các đènnét đầu sẽ tắt

- Khi có lỗi với bộ nhớ hoặc lỗi hệ thống (Memorry Error/System Error) cácđèn nét đầu vào vẫn dữ nguyên trạng thái của chúng trước khi xẩy ra lỗi cho

dù trạng thái thực đầu vào đã thay đổi

24

- Ngoài ra PLC còn có 2 bộ chỉnh giá trị thanh ghi bên trong PLC đánh số 0 và

1 Mỗi núm điều chỉnh được vặn, giá trị của thanh ghi tương ứng được thayđổi trong khoảng giá trị từ 000 đến 200 (theo mã BCD) Các thanh ghi trongBLC tương ứng với 2 bộ chỉnh này là IR250 và IR251 Nếu gán địa chỉ thamchiếu của TIMER hoặc COUNTER với các địa chỉ này ta có thể điều chỉnhgiá trị của chúng bằng tay, không cần phần mềm hỗ trợ

2.1.9 Lập trình cho PLC.

* Khái niệm.

PLC sẽ dùng các phần tử "ảo" bên trong để thay thế cho các sơ đồ điệntrong thực tế như rơ le điện từ, công tắc tơ, rơ le thời gian, các tiếp điểm cũngnhư các phần tử điện trung gian Việc mô phỏng các sơ đồ điện này do ngườilập trình tạo ra và được lập bằng một dạng ngôn ngữ điều khiển gọi là sơ đồbậc thang (LADDER DIAGRAM) thường ngôn ngữ này giúp chúng ta lậptrình và dễ theo dõi, sửa chữa Hoặc chúng ta có thể dùng ngôn ngữ này đểviết chương trình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình dạng câu lệnh STL(Stalement List)

* Các lệnh cơ bản sử dụng để lập trình.

Thành phần luôn luôn có trong sơ đồ gọi là Power bus, là nơi dẫn nguồnđiện (tưởng tượng) đi vào và đi ra sơ đồ:

- Lệnh LD.

a) Ý nghĩa: Lệnh này cho phép ta nhập các điểm vào chương trình và cho ta ý

nghĩa của các điểm phân nhánh

- Lệnh LD NOT.

a) Ý nghĩa: Lệnh này tạo ra một tiếp điểm thường kín được nối trực tiếp vào

Power bus trái

010.00

LD OR AND NOT OUT 000.00 010.00 000.00 010.00

LAD

000.00 000.01 010.00

AND 000.01 OUT 010.00

a) Ý nghĩa: Có chức năng tương tự như một cuộn dây ở trong mạch điện Lệnh

này sẽ bật bít gắn liền cho nó lên ON khi điều kiện đầu vào là ON, và sẽ bịreset về OFF khi điều kiện đầu vào là OFF

b) Ký hiệu:

- Lệnh END.

a) Ý nghĩa: Dùng để kết thúc một chương trình Nếu không có lệnh END trong

chương trình thì PLC sẽ báo lỗi, chương trình không được thực hiện

b) Ký hiệu:

27

LAD STL 000.00 010.00

010.00

LD

OR NOTOUT000.00010.00010.00

LAD STL

OUT END000.00 010.00 (01) LAD STL 000.00 000.01 010.00

010.00

LD

OR AND NOT OUT END000.00 010.00

a) Ý nghĩa: Nối nối tiếp hai khối logic với nhau trong một sơ đồ bậc thang.

* Chú ý : Thứ tự nhập lệnh này là các khối logic cần được nối với nhau được

cách riêng rẽ sau đó mới nhập lệnh ANH LD Lệnh này không cần tham số

* Chú ý: Thứ tự nhập các lệnh là các khối logic cần nối với nhau được nhập

riêng rẽ, sau đó nhập lệnh OR LD Lệnh này không cần tham số

b) Ký hiệu:

28

LD

OR AND NOT OUT END000.00 010.00 000.01 010.00 (01)

010.00(01)

AND

OR LD OUT END000.00 000.02 000.01 000.03 010.00 (01)

- Lệnh bật bít (SET) và xoá bít (RESET).

a) Ý nghĩa: Lệnh SET sẽ bật bít đi cùng lên ON khi điều kiện thực thi của nó

là ON (tiếp điểm thường mở 000.01) Sau đó bít vẫn ở trạng thái ON khôngphụ thuộc vào lệnh Set có điều kiện thực thi là ON hay OFF cho đến khi lệnhRESET xoá nó về OFF

*

Chú ý : trạng thái của bít được SET hay RESET sẽ không thay đổi khi nằm

trong INTERLOCK hay JUMP

b) Ký hiệu:

- Lệnh giữ KEEP - KEEP (11).

a) Ý nghĩa: Lệnh KEEP hoạt động như một rơle chốt với 2 đầu vào SET(S) và

RESET(R) Trạng thái của rơle sẽ được SET lên ON khi đầu vào SET là ON

và vẫn giữ ở ON cho đến khi bị RESET

* Chú ý : các bít được SET hay RESET bởi KEEP không bị RESET khi nằm

trong khối INTERLOCK

LD AND NOT LD

AND

OR LD OUT END000.00 000.02 000.01 000.03

010.00 (01)

SET 010.01

RESET010.02

LD 000.02 RESET 010.02 END (01)

b) Ký hiệu:

- Lệnh DIFFRENTIATE UP và DOWN - DIFU (13) & DIFD (14).

a) Ý nghĩa: Lệnh DIFU (13) bật bit đi kèm lên ON trong một thơi gian ngắn

(tạo một xung) khi điều kiện thực hiện chuyển từ OFF sang ON Lệnh DIFD(14) bật bít đi kèm lên ON trong một thời gian ngắn (tạo một xung) khi điềukiện thực hiện chuyển từ ON sang OFF

a) Ý nghĩa: Khi đầu vào của bộ TIMER có mức logic là 1 thì bộ TIMER sẽ

đếm giảm thời gian từ giá trị đặt trở về 0 các tiếp điểm sẽ tác động bật lên ON

Bộ TIMER và các tiếp điểm RESET khi tín hiệu đầu vào chuyển về OFF

END (01)

LAD STL

LD 000.00

LD 00002 KEEP 010.00 END (01)

LAD STL

TIM N SV

a) Ý nghĩa: Lúc khởi đầu giá trị đếm của bộ COUNTER là giá trị đặt Mỗi khi

cho một xung đầu vào chuyển từ OFF lên ON thì giá trị đặt của bộCOUNTER giảm đi một đơn vị khi giảm đến 0 các tiếp điểm của bộCOUNTER sẽ tác động và giữ nguyên trạng thái cho đến khi RESET

b) Ký hiệu:

Trong đó:

N = (0-127) số thứ tự của bộ COUNTER

SV: Nằm trong khoảng (0- 9999) giá trị đặt của bộ COUNTER

CP: Giá tri đưa xung đầu vào

R: Là chân RESET

- Lệnh copy dữ liệu MOVE.

a) Ý nghĩa: Lệnh copy dữ liệu sẽ thực hiện copy hằng số hoặc dữ liệu ở nguồn

sang work có địa chỉ xác định là D khi điều kiện thực thi là ON Nội dung củawork nguồn không bị thay đổi khi thực hiện lệnh này

b) Ký hiệu:

CNT N SV

MOVE (21) S D