Ứng dụng plc trong điều khiển bằng tải

Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiềucác nhược điểm của hệ thống điều khiển trước đó, và đáp ứng đượcyêu cầu kinh tế và kỹ thuật trong sản xuất.. Với sự phát triển của khoa

LỜI NÓI ĐẦU

Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽcủa kỹ thuật máy tính, đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như:CNC, PLC Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiềucác nhược điểm của hệ thống điều khiển trước đó, và đáp ứng đượcyêu cầu kinh tế và kỹ thuật trong sản xuất

Với sự phát triển của khoa học công nghệ như hiện nay, thìviệc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa quá trìnhsản xuất, nhằm mục tiêu tăng năng xuất lao động, giảm sức người,nâng cao chất lượng sản phẩm đang là một vấn đề cấp thiết và cótính thời sự cao

Trong quá trình tiến hành làm báo cáo thực tập, bản thân em đã cốgắng tham khảo tài liệu và tìm hiểu thực tế , nhưng do thời gian vàkinh nghiệm còn hạn chế nên bản báo cáo không thể tránh khỏinhững thiếu sót Do đó, em rất mong nhận được những ý kiến đónggóp và nhận xét đánh giá quí báu của các thầy cô để đồ án của emđược hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo

của giáo viên hướng dẫn Trần Thị Minh Phượng đã giúp đỡ em

rất nhiều để em hoàn thành được đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC

I) Tổng quát về

PLC 31.1) Vai trò của plc trong quá trình tự động hóa sảnxuất 3

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TẢI 14

khiển chúng PLC là một trong các bộ điều khiển đáp ứng đươcyêu cầu đó

1.2) KHẢ NĂNG CỦA PLC :

PLC (Program Logical Controller) (hay bộ điều khiển Logic cóthể lập trình được), là một thiết bị điều khiển đa năng được dùngrộng rãi trong công nghiệp để điều khiển hệ thống theo mộtchương trình đượcviết bởi người sử dụng Nhờ họat động theochương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển nhiềuthiết bị máy móc khác nhau Chỉ cần thay đổi chương trình điềukhiển và cách kết nối thì ta đã có thể dùng chính PLC đó để điềukhiển thiết bị, hay máy móc khác Cũng như vậy, nếu muốn tay đổiquy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất tựđộng, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển Cácđối tượng mà PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máybơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt…đến các hệ thống phức tạpnhư : băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS), thang máy,dây chuyền sản xuất…v.vPLC có thể điều khiển theo các quy luậtkhác nhau đối với các đối tượng của nó

1.3) ƯU ĐIỂM CỦA PLC :

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dâynối và Relay không thể nào sánh được :

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ nên dễ dàng di chuyển, lắp đặt

- Dễ bảo quản, sửa chữa

- Bộ nhớ có dung lượng lớn , nạp xóa dễ dàng, chứa được nhữngchương trình phức tạp

- Độ chính xác cao

- khả năng xử lý nhanh

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với nhiều thiết bị khác, máy tính, mạng, cácthiết bị điều khiển khác

1.4) VIỆC LẬP TRÌNH CHO PLC:

Có thể lập trình cho PLC một các khá dễ dàng dựa trên một tậplệnh mà nhà sản xuất cung cấp Tập lệnh bao gồm nhiều lệnh, có

thể cho phép người sử dụng kết hợp các lệnh này một cách logic đểtạo nhiều chương trình điều khiển đa dạng, phức tạp Ngoài cáclệnh thông thường, nhà sản xuất còn cung cấp thêm các lệnh mởrộng (Expansion Instruction) làm phong phú thêm khả năng điềukhiển PLC Cùng với tập lệnh còn có nhiều cách lập trình choPLC:

- Lập trình bằng giản đồ LAD (Ladder Diagram) : Các lệnhđược liên kết với nhau một cách logic, chương trình có dạng thang.Đặc biệt, đối với các lập trình này, chương trình này trong giốngnhư sơ đồ đấu nối một mạchđiện nên rất dễ kiểm soát, dễ hiểu Do

đó cách lập trình này được ứng dụng khá phổ biến Thích hợp đểlập các chương trình dài, phức tạp Để lập trình theo cách này cầnmột máy tính cá nhân kèm theo một trong các phần mềm hổ trợ :SSS (Sysmax Support Softwave), CLSS (Controler Link SupportSoftwave), SYS Win hay SYS MAC – CPT

- Lập trình dạng sơ đồ khối CSF (Control SystemFlowchare): Các lệnh được hiển thị như các khối chức năng , tùytừng ứng dụng mà ta liên kết các khối chức năng thích hợp để tạonên chương trình

II) GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LOGIC KHẢ TRÌNH S7-300.

- Module chức năng FM

- Module truyền thông CP

- Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các modulekhác, dòng 2A, 5A, 10A

- Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365

Các module được gắn trên thanh rây như hình dưới, tối đa 8module SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack, kết nốivới nhau qua bus connector gắn ở mặt sau của module Mỗimodule được gán một số slot tính từ trái sang phải, module nguồn

là slot 1, module CPU slot 2, module kế mang số 4…

Các CPU 312IFM, 314 IFM, 31xC có tích hợp sẵn một sốmodule mở rộng

- CPU 312IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7, I125.1; 6 ngõ ra số Q124.0…Q124.5

- CPU 313C: 24 DI I124.0 126.7, 16DO Q124.0 125.7, 5ngõ vào tương đồng AI địa chỉ 752 761, hai ngõ ra AO752 755

- CPU 314IFM: 20 ngõ vào số I124.0 … I126.3; 16 ngõ ra

số Q124.0 …Q125.7; 4 ngõ vào tương đồng PIW128,PIW130, PIW132, PIW134; một ngõ ra tương đồngPQW128

b) MODULE CPU

Các module CPU khác nhau theo hình dạng chức năng, vận tốc xử lý lệnh Loại 312IFM, 314IFM không có thẻ nhớ Loại 312IFM, 313 không có pin nuôi Loại 315-2DP, 316-2DP, 318-2

có cổng truyền thông DP Các đèn báo có ý nghĩa sau:

SF (đỏ) lỗi phần cứng hay mềm,

BATF (đỏ) lỗi pin nuôi,

DC5V (lá cây) nguồn 5V bình thường,

FRCE (vàng ) force request tích cực

RUN (lá cây) CPU mode RUN ; LED chớp lúc start-up

RUN chế độ chạy chương trình

STOP ngừng chạy chương trình

MRES reset bộ nhớ

Thẻ nhớ có thể có dung lượng từ 16KB đến 4MB, chứachương trình từ PLC chuyển qua và chuyển chương trình ngượctrở lại cho CPU.

Pin nuôi giúp nuôi chương trình và dữ liệu khi bị mất nguồn(tối đa 1 năm), ngoài ra còn nuôi đồng hồ thời gian thực Với loạiCPU không có pin nuôi thì cũng có một phần vùng nhớ được duytrì

Thông qua cổng truyền thông MPI (MultiPoint Interface) cóthể nối : máy tính lập trình, màn hình OP (Operator panel) , cácPLC có cổng MPI (S7-300, M7-300, S7-400, M7-400, C7-6xx),S7-200, vận tốc truyền đến 187.5kbps (12Mbps với CPU 318-2,10.2 kbps với S7-200) Cổng Profibus –DP nối các thiết bị trêntheo mạng Profibus với vận tốc truyền lên đến 12Mbps

2.2) CẤU HÌNH CHO CPU

Tạo mới chương trình:

← Chọn File/New để tạo mới chương trình

← Đặt tên cho chương trình,chọn thư mục cho chương trình

← Chương trình SIMATIC sẽ nằm trong 1 thư mục có tên do người sử dụng đặt

Khi mở chương trình ,phải mở từ phần mềm SIMATIC

- Đặt tên cho ctrình

- Đường dẫn cho chương trình

- Chọn loại CPU cho chương trình mới

- Chương trình sẽ tạo ra CPU mới

- Double Click vào Hareware để cấu hình phần cứng cho chương trình mới Giao diện HW configure sẽ hiện ra:

- Insert Rack bằng cách kéo và thả rail vào trong màn hình Configure,hoặc Double Click vào Rail để chọn màn hình Configure

Khi đó thanh Rack sẽ hiện trong màn hình Configure

- Thêm các Module cho cấu hình phần cứng, tuỳ theo ứng dụng của từng chương trình, có thể là:

← +)Module nguồn (Slot 1)

← +)Module CPU (Slot 2)

← +)Module I/O (Slot kế tiếp)

← +)Module Analog

Sau khi cấu hình phần cứng cho CPU:

Định địa chỉ cho Module In,Out và Module Analog

Các vị trí của Module nguồn và CPU phải ở Slot 1 và Slot 2

← Sau khi định địa chỉ,ta tiến hành Compile và Save để hoàn tất việc định cấu hình phần cứng

2.3) SỬ DỤNG SIMULATION TRONG S7 – 300

 Viết chương trình trong khối chương trình thực thi OB

 Sau khi viết chương trình xong nhấp chuột qua SIMATIC Manager

Chọn chế độ Simulation On/Off để sử dụng Simulink quan sátcác trạng thái hay các biến Sau khi click chuột chọn thẻSimulation On/Off sẽ xuất hiện ra bảng S7 – PLCSIM

 Chọn New Simulation để tạo mới quan sát Simulink

Sau khi chọn xong sẽ xuất hiện ra bảng CPU Và trạng thái hiệntại đang ở STOP

 Chuyển STOP → RUN – P để Download chương trình chươngtrình đã viết.

 Download chương trình để chạy Simulation

Về của sổ lập trình cho khối OB1 để có thể online quan sát chươngtrình

Click vào RUN_P để chạy PLCSIM

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN

BẰNG TẢI

Mô tả công nghệ

 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ

 Sản phẩm trên được phát hiện bởi các cảm biến Sensor1→Sensor 4

 Để kéo các băng tải người ta sử dụng 3 động cơ không đồng

bộ rotor lồng sóc SM1, SM2 ,SM3

 Nhấn nút run hệ thống bắt đầu vào chế độ làm việc

 Khi có sản phẩm nằm ở vùng kiểm soát của sensor 1thì ralệnh khởi SM1

 Khi sản phẩm được chuyển tới cuối băng tải 1 tức bắt đầuvào vùng kiểm soát của sensor 2 thì ra lệnh khởi động SM2

 Khi sản phẩm được chuyển qua băng tải 2 tức là ra khỏivùng kiểm soát của sensor 2 thì ra lệnh dừng SM1

 Khi có sản phẩm nằm ở vùng kiểm soát của sensor 3 thì ralệnh khởi SM3

 Khi sản phẩm ra khỏi vùng kiểm soát của sensor 3 thì ralệnh dừng SM2

 Khi sản phẩm ra khỏi sensor 4 thì ra lệnh dừng SM3

 Muốn dừng toàn bộ hệ thống ta nhấn nút Stop

§ Start = ON ?

Bắt ® Çu

Đ

S2 = ON ?

KĐ SM2 S

Đ

S3 = ON ?

KĐ SM3 S

Đ

S2-> OF ?

DừngSM1 S

Đ

S3 -> OF ?

Dừng SM2 S

Đ

S4  OF ?

Dõng SM3 S

Đ

Stop = ON?

DừngLàm việc

Chương trình và chạy mô phỏng hệ thống:

Phân cổng vào ra cho PLC :

I124.0 - Start Q124.0 : Chế độ làm việc

I124.2 - S1 Q124.1 : Động cơ SM1 I124.3 - S2 Q124.2 : Động cơ SM2 I124.4 - S3 Q124.3 : Động cơ SM3 I124.5 - S4

I124.1- Stop

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN Tuy thời gian có hạn hẹp, nhưng được sự hướng dẫn tận tìnhcủa cô giáo cùng với sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thànhbản báo cáo tốt nghiệp của mình đúng theo thời gian qui định.Sau khi hoàn thành bản báo cáo này, em cũng đã tìm hiểu vànắm vững hơn kiến thức về PLC và ứng dụng thực tế của chúng.Với thời gian có hạn, hơn nữa đề tài lại được làm độc lập bởimột sinh viên nên khó tránh khỏi những thiếu sót trong quá trìnhthực tập.

Thông qua bản báo cáo này, em thấy PLC được ứng dụng rấtrộng rãi và đa dạng trong rất nhiều lĩnh vực sản xuất

Cuối cùng, một lần nữa em xin gởi lời cảm ơn đến tất cả cácThầy, Cô giáo của Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự đã dạy dỗ và cungcấp cho em nhiều kiến thức quí báu trong quá trình em theo học vàthực tập tại trường

Sinh viên thực hiệnTrần Trọng Hiệp