án 28-06 ppt

Các máy công cụ được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnhvực như cơ khí ,xây dựng, khai thác hầm mỏ… Sự ra đời của máy công cụ đã kéo theo rất nhiều ngành khoa học khác phát triển theo n

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 1

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 3

PHẦN MỞ ĐẦU 4

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài 4

2 Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

3 Mục tiêu 5

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

5 Phương pháp nghiên cứu 5

5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 5

5.1.1 Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu 5

5.1.2 Phương pháp phân tích tổng hợp 5

5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 6

6 Kết quả chính đạt được 6

PHẦN NỘI DUNG 7

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 7

1.1 Các loại động cơ 7

1.2 Rơ le 8

1.3 Cảm biến 9

1.4 Khởi động từ 10

1.5 Các phương án đo khoảng cách trong máy công cụ 12

1.5.1 Phương án 1 : Đo bằng thước quang, truyền chuyển động bằng băng tải 12

1.5.2 Phương án 2: Đo khoảng cách dùng thước quang truyền chuyển động bằng vítme .13

1.5.3 Phương án 3 : Đo khoảng cách dùng Encocder , truyền chuyển động bằng vítme.14 1.6 Tổng quan về PLC S7 – 200 15

1.7 Ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ 28

1.8 Những loại máy sử dụng bộ điều khiển PLC 29

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH 35

2.1 Tính toán trục vít 35

2.2 Tính chọn ổ lăn cho trục vít 40

2.3 Tính toán trục chính 43

2.4 Thông số động cơ 45

2.5 Thông số encoder 46

2.6 Thông số phần cứng bộ điều khiển PLC S7 - 200 47

2.7 Sơ đồ mạch lực và sơ đồ kết nối PLC 49

CHƯƠNG III: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 51

3.1 Quy trình công nghệ 51

3.2 Chương trình điều khiển 52

PHẦN KẾT LUẬN 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

Hình 1.5: Quá trình hoạt động của một vòng quét Trang 16

Hình 1.12: Các bộ đếm: a-đếm tiến, b-đếm lùi, c-đếm tiến/lùi Trang 22

Hình 1.13: Các lệnh di chuyển vùng nhớ a-byte, b-word, c- doubble

word, d-real

Trang 23

Hình 1.18: Máy cắt 1 đầu Model : CH-510-3AS Trang 33

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Bảng mô tả kiểu dữ liệu và toán hạng các giá trị đầu vào, ra Trang 19Bảng 1.2: Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC Trang 26

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài

Máy công cụ là sản phẩm trí tuệ của loài người, do con người chế tạo ra để phục vụchính lợi ích của con người Các máy công cụ được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnhvực như cơ khí ,xây dựng, khai thác hầm mỏ… Sự ra đời của máy công cụ đã kéo theo rất

nhiều ngành khoa học khác phát triển theo nó, điển hình như ngành “Tự động hóa, công

nghệ thông tin…”.

Các máy công cụ đã ra đời từ đầu những năm của ngành công nghiệp máy móc Vàcho đến ngày nay việc sử dụng những máy công cụ vào sản xuất đã trở nên rất phổ biến

và rộng rãi từ các nhà máy xí nghiệpvừa và nhỏ, cho đến những nhà máy lớn…

Cùng với sự phát triển của khoa học, các máy công cụ ngày nay có tính tự độnghóa rất cao Bằng việc kết hợp giữa máy công cụ với những chương trình điều khiển tự

động như : PLC, Vi Điều Khiển Ngày nay chúng ta đã tạo ra được những máy công cụ

có tính chuyên môn hóa và tự động hóa rất cao như máy NC ,CNC

Trong những ngành công nghiệp cụ thể đã chế tạo ra những máy công cụ phù hợpvới ngành công nghiệp đó

2 Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trong quá trình đi thực tập xí nghiệp, nhà máy và thực tế, chúng em đã được tiếpcận với những những máy cắt nhôm tự động hiện đại hóa cao Họ đã dùng những máy cắtnhôm tự động để cắt nhôm có kích thước vừa và nhỏ

Sự cần thiết của những mô hình sẽ giúp chúng em những sinh viên có thể thựchành, sẽ không cảm thấy bỡ ngỡ khi ra trường và được làm trong môi trường tương tự Nếu với một mô hình tương tự mua từ nước ngoài sẽ tiêu tốn một khoản tiền khálớn, ngoài ra với mô hình này chúng em cũng có thể kết nối với các phần tử điều khiểnkhác như : PLC và VI Điều khiển…

Với đề tài này chúng em cũng gặp khá nhiều trong thực tiễn, tuy chỉ là một khâutrong máy cắt nhôm tự động là đo chiều dài phôi Nhưng cũng đã phần nào cho thấy sựthực tiễn của nó Với đề tài chúng em đã chọn, chúng em sẽ nắm bắt được phần nàonhững kinh nghiệm thực tiễn khi chế tạo và lắp đặt một mô hình Và hy vọng sản phẩmcủa chúng em sẽ có ích cho những bạn sinh viên khóa sau.

Với tất cả lý do trên nên chúng em đã chọn đề tài:” Ứng dụng của bộ điều khiển

PLC đo khoảng cách trong máy công cụ ” chúng em ứng dụng đo chiều dài phôi trong

máy căt nhôm tự động

3 Mục tiêu

Trên cơ sở những kiến thức có được trong quá trình học tập và thực tế, chúng emtiến hành nghiên cứu và chế tạo bộ mô hình đo khoảng cách trong máy công cụ sử dụngứng dụng của bộ điều khiển PLC

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Về nội dung: Nghiên cứu ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ

 Về thực tế: Chế tạo mô hình đo khoảng cách trong máy công cụ sử dụng bộ điềukhiển PLC

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.

5.1.1 Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu

Đọc và nghiên cứu các tài liệu về ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy côngcụ… Phương pháp này được sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài.5.1.2 Phương pháp phân tích tổng hợp

Phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết được sử dụng trong việc nghiên cứu tàiliệu bằng cách tách ra từng phần, từng nội dung nhỏ để xem xét và tổng hợp tất cả nhữngnội dung đó để xây dựng nên đề cương nghiên cứu vấn đề và cơ sở lí luận của đề tài

5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Phương pháp này được tiến hành bằng các kiến thức tích lũy được trong quá trìnhhọc tập, thực hành xưởng và thực hành tại các cơ sở xí nghiệp

6 Kết quả chính đạt được

Nghiên cứu và chế tạo thành công mô hình “Ứng dụng của bộ điều khiển PLC đo

khoảng cách trong máy công cụ ”.

PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT1.1 Các loại động cơ

a, Động cơ 1 chiều

 Ưu điểm :

 Mômen khởi động lớn, dễ điều khiển tốc độ và chiều, giá thành rẻ

 Nhược điểm:

 Dải tốc độ điều khiểu hẹp

 Phải có nguồn mạch riêng

b, Động cơ xoay chiều

 Ưu điểm :

 Cấp nguồn trực tiếp từ điện lưới xoay chiều.

 Đa dạng và rất phong phú về chủng loại, giá thành rẻ

 Điều khiển vị trí, tốc độ chính xác, không cần mạch phản hồi

 Thường được sử dụng trong các hệ thống máy CNC

 Nhược điểm:

 Giá thành cao, mômen xoắn nhỏ, mômen máy nhỏ

1.2 Rơ le

 Công dụng:

Rơle điện là một loại thiết bị điện tự động, thường được lắp đặt ở mạch điện nhị thứ,dùng để điều khiển đóng cắt hoặc báo tín hiệu, bảo vệ an toàn trong quá trình vận hànhcủa thiết bị điện mạch nhất thứ trong hệ thống điện

 Các bộ phận chính của rơle:

- Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) có nhiệm vụ tiếp nhậntín hiệu làm việc Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) có nhiệm

vụ tiếp nhận tín hiệu cho khối trung gian

- Cơ cấu trung gian (khối trung gian) làm nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đa đến từkhối tiếp nhận tín hiệu, để biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cho rơle tác động

- Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điềukhiển Ví dụ: các khối trong cấu tạo rơle điện từ

Khối tiếp nhận tín hiệu vào là cuộn dây điện từ

Khối trung gian là mạch từ

Khối chấp hành là hệ thống tiếp điểm

 Phân loại rơle điện: Có nhiều loại rơle điện với nguyên lý và chức năng làm việcrất khác nhau được phân thành các nhóm sau:

- Phân loại theo nguyên lý làm việc, gồm:

Rơle điện từ cơ (rơle điền từ, rơle cảm ứng, rơle từ điện, rơle phân cực….)Rơle từ

Rơle nhiệt

Rơle điện từ, bán dẫn, vi mạch

Rơle số

- Phân loại theo nguyên tắc tác động của cơ cấu chấp hành:

Rơle có tiếp điểm : đóng ngắt mạch bằng tiếp điểm

Rơle không có tiếp điểm (rơle tĩnh) tác động đóng cắt mạch bằng cách thay đổitham số điện trở, điện cảm và điện dung

- Phân loại theo tín hiệu đầu vào:

Rơle nhị thứ lắp đặt ở mạch nhị thứ thông qua BU, BI, cảm biến

- Phân loại theo trị số và chiều của tín hiệu đầu vào:d

Trong trường hợp tín hiệu ra là tín hiệu nhị phân, mạch Smit trigơ sẽ đảm nhậnnhiệm vụ này.

b,Cảm biến điện dung

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến điện dung biểu diễn ở hình 3.7 Bộ tạo dao động

sẽ phát ra tần số cao Khi có vật cản bằng kim loại hoặc phi kim nằm trong vùng đườngsức của từ trường, điện dung tụ điện thay đổi Như vậy tần số riêng của bộ dao động thayđổi Qua bộ so, và bộ nắn dòng, tín hiệu ra được khuếch đại Trong trường hợp tín hiệu ra

là tín hiệu nhị phân, mạch Smit trigơ sẽ đảm nhận nhiệm vụ này

Tùy theo vị trí sắp xếp của bộ phận phát và bộ phận nhận, người ta phân biệt thành 2loại chính: cảm biến quang một chiều (hình b) và quang biến quang phản hồi (hình 3.7 c)

1.4 Khởi động từ.

 Khái niệm và công dụng: Khởi động từ là một thiết bị điện dùng để điều khiển từ

xa việc đóng cắt đảo chiều và bảo vệ quá tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho các động

cơ rô to dây lồng sóc Khởi động từ khi có một công tắc tơ gọi khởi động từ đơn, thườngdùng để đóng cắt động cơ điện Khởi động từ khi có công tắc tơ gọi là khởi động từ kép,thường dùng khởi động và điều khiển đảo chiều động cơ điện Khởi động từ khi có haicông tắc tơ gọi là khởi động từ kép, thường dùng khởi động và điều khiển đảo chiều động

cơ điện Muốn khởi động tử bảo vệ được ngắn mạch phải mắc thêm cầu chì

 Điều khiển động cơ bằng khởi động từ đơn:

- Công dụng: Khởi động từ đơn là một loại khí cụ điện hạ áp được sử dụng đểđiều khiển đóng cắt từ xa và bảo vệ quá tải cho động cơ điện

- Cấu tạo: Khởi động từ đơn gồm một công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt ghép lạivới nhau (bộ rơle nhiệt có tử 2 -3 rơle)

- Sơ đồ điểu khiển động cơ điện:

Mạch động lực gồm: cầu dao, cầu chì, tiếp điểm công tắc tơ K, cuộn dây dòng điệncủa rơle nhiệt

 Mạch điều khiển gồm: nút ấn dừng D (stop) thường đóng, nút ấn mở máy Mthường mở (start) Nếu hộp nút bấm điều khiển kép sẽ có 3 nút ấn: dừng D (stop) điềukhiển động cơ quay thuận MT (for), điểu khiển động cơ quay ngược MN (REV) Cuộndây công tắc tơ và tiếp điểm 1RN, 2RN của Rơle nhiệt K, tiếp điểm tự duy trì của côngtắc tơ K

 Muốn đóng điện cho động cơ điện trước hết đóng cầu dao, nhưng động cơ vẫnchưa có đang mở Muốn khởi động nhấn nút đóng M thì công tắc tơ K có điện, nó sẽ đóngđiện vì K2 tiếp điểm K1 để tự duy trì đồng thời đóng tiếp điểm kiểm K2 đa diện vào chođộng cơ khởi động Khi khởi động đang làm việc nếu bị quá tải rơ le nhiệt RN sẽ tác động

mở tiếp điểm thường đóng 1RN và 2RN làm cho công tác tơ K bị mất điện khi đó K1 vàK2 sẽ mở ra cắt điện khỏi động cơ

 Muốn cắt điện động cơ nhấn nút cắt C công tắc tơ K mất điện do đó K1 và K2 sẽ

mở ra Nếu động cơ hay mạch động lực hoặc mạch điện điều khiển bị ngắn mạch thì cầuchì sẽ tác động cắt mạch

 Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng: Khởi động tử ưu điểm hơn cầu dao ở chỗđiều khiển đóng cắt từ xa nên an toàn cho người thao tác đóng cắt nhanh, bảo vệ được quátải cho động cơ, khoảng không gian lắp đặt và thao tác gọn (một tủ điện có thể lắp đặtnhiều động cơ) Vì vậy được sử dụng rộng rãi cho mạch điện hạ áp

1.5 Các phương án đo khoảng cách trong máy công cụ

1.5.1 Phương án 1 : Đo bằng thước quang, truyền chuyển động bằng băng tải

Hình 1.1: Phương án 1

* Ưu điểm

 Thiết kế đơn giản

 Có thể cấp được phôi dài mất ít thời gian

 Sai số cao do phôi dễ bị trượt trên băng tải

* Nhược điểm:

 Vì truyền bằng bang tải phôi dễ bị trượt , kịch thước băng tải cồng kềnh.

 Băng tải dễ bị trượt ra ngoài ở hai đầu

 Băng tải có thể bị trượt sang một bên ở vị trí truyền động và bộ căng đai

 Giá thành cao

 Môi lần đo chỉ đo được chiều dài tối đa bằng chiều của thước quang

 Phương án giữ phôi trên băng tải khó thực hiện (phôi thanh )

1.5.2 Phương án 2: Đo khoảng cách dùng thước quang truyền chuyển động bằng vítme

Hình 1.2 : Phương án 2

* Ưu điểm:

 Thiết kế đơn giản

 Có cấp phôi nhanh chính xác cao

 Chịu được tải trọng lớn

* Nhược điểm:

 Vì truyền bằng vít me gây ra tiếng ồn có độ rơ giữa đai ốc và vít me.

 Đo khoảng cách dài mất nhiều thời gian

 Thiết kế đơn giản

 Có cấp phôi nhanh chính xác cao

 Giá thành thấp

 Chịu được tải trọng lớn

* Nhược điểm:

 Vì truyền bằng vít me gây ra tiếng ồn có độ rơ giữa đai ốc và vít me

 Đo khoảng cách dài mất nhiều thời gian đo làm nhiều lần

 Lập trình khó

 Qua 1 số phương pháp đo thì chúng em chọn phương pháp số 3 để tiến hành thicông với ưu nhược điểm của nó sai số có thể chấp nhận được, dễ thi công và có thể ứngdụng làm mô hình thí nghiệm cho sinh viên.

1.6 Tổng quan về PLC S7 – 200

Hình 1.4: Cấu trúc của PLC S7 200

a, Vùng chứa chương trình ứng dụng.

Vùng nhớ chương trình được chia làm 3 miền:

 SM (Special Memory): các bit SM cung cấp một cách thức cho phép thông tin

giao tiếp giữa CPU và chương trình Có thể sử dụng các bit này để lựa chọn và điều khiểnmột số chức năng đặc biệt của CPU S7 200, ví dụ như: bit được thiết lập bằng 1 trongvòng quét đầu tiên (SM0.1), bit luôn bằng 1 trong mọi vòng quét (SM0.0), bít tạo xung(SM0.4 và SM0.5)…

 T ( Timer ): Miền nhớ phục vụ bộ định thời bao gồm việc lưu giữ giá trị thời

gian đặt trước ( PV – Preset Value ), giá trị tức thời ( CV – Current Value ) cũng như giátrị logic đầu ra của bộ định thời

 C ( Counter ): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu giữ giá trị đếm đặt

trước, giá trị đếm tức thời, cũng như giá trị logic đầu ra của bộ đếm

b, Vòng quét của PLC S7-200.

PLC thực hiện chương trình điều khiển theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi làmột vòng quét (scan) Mỗi vòng quét đều bắt đầu bằng việc chuyển dữ liệu từ các cổngvào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từngvòng quét, chương trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối chươngtrình chính sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển nội dung của bộđệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn xử lý các yêu cầutruyền thông (nếu có) và kiểm tra trạng thái của CPU Mỗi vòng quét có thể được mô tảnhư sau:

TruyÒn d÷ liÖu tõ cæng vµo tí i I

Thực hiện chương trình

ChuyÓn d÷ liÖu tõ Q

ra cæng

TruyÒn th«ng vµ kiÓm tra néi bé

Vßng quÐt

Hình 1.5: Quá trình hoạt động của một vòng quét.

Bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào ra tương tự nên các lệnh truy nhậpcổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét được gọi là thời gian vòng quét(Scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũngthực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét thực hiện lâu, có vòng quétthực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số câu lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữliệu truyền thông trong vòng quét đó.

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng cần xử lý, tính toán và việc gửi thông tinđiều khiển đến đối tượng có một khoảng thời gian bằng thời gian một vòng quét Nói cáchkhác, thời gian vòng quét quyết định thời gian thực của chương trình điều khiển trongPLC Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao.Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt (như truyền thông giữacác thiết bị) Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuấthiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại Các khối chương trình này có thể thực hiện tại bấtcưa thời điểm nào của vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn chươngtrình Chẳng hạn một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông

và kiển tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện ngắt Như vậy thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trongvòng quét Do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đốikhông nên viết chương trình xử lý ngắt quá nhiều hoặc sử dụng quá lạm dụng chế độ ngắttrong chương trình điều khiển

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp vớicổng ra vào mà chỉ thông qua bộ nhớ đệm của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyềnthông giữa các bộ đệm ảo với ngoại vi trong giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản

lý, ở một số modul CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thông sẽ cho dừng mọi côngviệc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện với cổng vào/ra

c, Ngôn ngữ lập trình S7 - 200

Để lập trình S7 200 chúng ta sử dụng phần mền Step 7 MicroWin với 3 dạng ngônngữ sau :

 Ngôn ngữ LAD (Ladder Logic): là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ Những

thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiểnbằng rơle Với ngôn ngữ này thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic

 Ngôn ngữ STL (Statemer List): là một phương pháp thể hiện chương trình dưới

dạng tập hợp các câu lệnh Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình thứcbiểu diễn một chức năng của PLC Với ngôn ngữ này thích hợp với người đã viết cácchương trình bằng ngôn ngữ máy tính

 Ngôn ngữ FBD: ngôn ngữ này thích hợp cho những người quen sử dụng và thiết

kế mạch điều khiển logic Chương trình được viết dưới dạng liên kết của các hàm logic kỹthuật số

d, Tập lệnh.

Cây lệnh của S7 200

Hình 1.6: Cây lệnh của PLCS7-200.

 Lệnh logic với bit ( Bit Logic )

 Công tắc: Gồm có công tắc thường mở và thường đóng

Hình 1.7: Câu lệnh tiếp điểm.

 Lệnh lấy theo sườn: Gồm có lệnh bắt sườn dương khi giá trị của dòng năng lượngtrước nó chuyển từ 0 lên 1 và lệnh bắt sườn âm khi giá trị của dòng năng lượng trớc nóchuyển từ 1 về 0

Hình 1.8: Câu lệnh lấy sườn.

 Lệnh so sánh ( Compare)

Lệnh so sánh được dùng để so sánh 2 giá trị dạng Byte, Word, Real được định địachỉ bởi 2 toán hạng ở đầu vào của lệnh:[IN1] và [IN2] Có tất cả 6 phép so sánh có thể đ-ược thực hiện: IN1 = IN2; IN1 >= IN2; IN1 <= IN2; IN1 <> IN2; IN1 > IN2; IN1 < IN2;

Inputs / Outputs Kiểu Toán hạng

*AC, ConstantINT IW, QW, VW, MW, SMW, T, C, LW, AC,

AIW, *VD, *LD, *AC, CONSTANTDINT ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *AC,

*LD, *VD, ConstantREAL ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *VD,

*LD, *AC, Constant

Bảng 1.1: Bảng mô tả kiểu dữ liệu và toán hạng các giá trị đầu vào, ra.

Bộ định thời có 3 độ phân giải: 1ms, 10 ms, 100msCác bộ định thời có nhớ có địa chỉ được quy định riêng Những bộ định thời còn lại

có thể được khai báo là bộ đóng trễ hay ngắt trễ, nhưng không thể là cả hai Các số hiệucủa bộ định thời trong S7 200 như sau:

tục đếm khi đầu vào EN lên mức 1 Loại bộ định thời này có thể reset bằng lệnh Reset Cảhai bộ định thời này vẫn tiếp tục đếm khi bằng giá trị đặt và chỉ dừng khi đạt giá trị tối đa32767.

Bộ ngắt trễ dùng để đưa giá trị đầu ra về 0 trễ một khoảng thời gian sau khi đầuvào EN về 0 Khi đầu vào EN đợc đặt bằng 1 thì bit trạng thái cũng bằng 1 đồng thời giátrị đếm bị xóa về 0 Khi đầu và EN về 0 bộ định thời bắt đầu đếm cho đến khi bằng giá trịđặt trớc lúc đó bit trạng thái mới về 0 đồng thời nó cũng ngừng đếm

CU: BOOL, là tín hiệu đếm tiến

CD: BOOL, là tín hiệu đếm lùi

R: BOOL, Reset trạng thái cũng như giá trị đếm về 0

PV: INT Giá trị đăt trước

Cxx: WORD số hiệu của bộ đếm 0-255

LD: BOOL, tải gía trị đặt trước

Các bộ đếm đếm sườn lên của tín hiệu tại các đầu vào CU, CD Giá trị tối đa mà bộđếm được là 32767.

 Lệnh dịch chuyển vùng nhớ ( Move )

Gồm có:

 Các lệnh dịch chuyển 1 Byte, 1 từ đơn (Word), 1 từ kép (Doubble Word) hay 1

số thực (Real): lệnh này sao chép ô nhớ kích thớc 1 Byte, 1 Word, 1 Real được định địachỉ ở đầu vào IN lên ô nhớ có kích thước tương ứng được định địa chỉ ở đầu ra OUT mànội dung vùng nhớ ở vùng IN không thay đổi

Hình 1.13: Các lệnh di chuyển vùng nhớ a-byte, b-word, c- doubble word, d-real

 Lệnh điều khiển chương trình

 Lệnh chương trình con

Hình 1.14: Lệnh gọi chương trình con.

Lệnh này thực hiện gọi một chơng trình con chuyển quyền điều khiển đến cho ơng trình con đó Toán hạng của lệnh là địa danh của chơng trình con, là một số nguyên

ch-từ 0 đến 255

Lệnh kết thúc chương trình con

Lệnh thực hiện kết thúc chương trình con và trở về chương trình chính khi thoả mãnđiều kiện trước nó

Chọn chế độ (Mode) đọc xung tốc độ cao và loại bộ đếm ( Counter ) nào (HSC0,HSC1,…) Tùy từng loại ứng dụng mà ta chọn mode đọc xung tốc cao, có tất cả 12 modeđọc xung tốc độ cao như sau:

Mode 0, 1, 2: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit nội.

 Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset

 Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start

 Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn

bắt đầu đếm cũng như xóa Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên ngoài

 Mode 3, 4, 5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại, tức là

có thể chọn từ ngõ vào ( Input )

 Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như Bit Reset

 Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.

 Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn

bắt đầu đếm cũng như xóa Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên ngoài

Mode 6, 7, 8: Dùng đếm 2 pha với 2 xung vào, 1 xung dùng đếm tăng và 1 xung

đếm giảm

 Mode 6: Đếm tăng, giảm; không có Bit Start cũng như Bit Reset.

 Mode 7: Đếm tăng giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.

 Mode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn bắt

đầu đếm cũng như xóa Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên ngoài

Mode 9, 10, 11: Dùng để đếm xung A/B của Encoder, có 2 dạng:

Dạng 1 ( Quadrature 1 x mode ): Đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theo chiềuthuận và giảm 1 khi có xung A/B quay theo chiều ngược

Dạng 2 ( Quadrature 4 x mode ): Đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theo chiềuthuận và giảm 4 khi có xung A/B quay theo chiều ngược

 Mode 9: Đếm tăng, giảm; không có Bit Start cũng như Bit Reset.

 Mode 10: Đếm tăng giảm, có Bit Reset nhưng không có Bit Start.

 Mode 11: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép chọn bắt

đầu đếm cũng như xóa Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn từ bên ngoài

 Mode 12: Chỉ áp dụng với HSC0 và HSC3, HSC0 dùng đếm số xung phát ra từ

Q0.0 và HSC3 dùng đếm số xung phát ra từ Q0.1 ( Được phát ra ở chế độ phát xungnhanh ) mà không cần đấu phần cứng, nghĩa là PLC tự kiểm tra bên trong

CPU 224 có 6 bộ đếm tốc độ cao HSC0 - HSC5 Bảng dưới đây mô tả các chế đếmcũng như loại HSC với các ngõ vào

Bảng 1.2: Bảng mô tả các chế độ đếm và loại HSC

 Các Bit đặc biệt dùng để điều khiển HSC

Mỗi bộ đếm tốc độ cao HSC có một byte nhớ đặc biệt để điều khiển như chọnhướng đếm, mức reset,…Các vùng nhớ cho các HSC được quy định như sau:

Cụ thể như sau đối với HSC0:

SM37.0: Chọn Reset mức cao hay mức thấp

1.7 Ứng dụng của bộ điều khiển PLC trong máy công cụ

Trong máy công cụ tự động điều khiển bằng PLC.phôi được gá trên trục quay vàdao cắt chuyển động XY để cắt phôi, thêm vào đó có thể là gắp phôi, gá phôi, đẩy phôi tựđộng Và được lập trình bằng PLC, Đối với công nghiệp sản xuất hàng loạt thì những máy

tay và khối óc của người kỹ thuật Máy công cụ tự động lập trình bằng PLC, phục vụ đắclực cho các ngành cơ khí phụ trợ mũi nhọn như Công nghiệp Ô tô, Xe Máy, Xe đạp, Quânsự

1.8 Những loại máy sử dụng bộ điều khiển PLC

Hình 1.16 : Máy tiện TYPE 25RS

Máy tiện tự động lập trình PLC ra đời thay thế cho máy tiện tự động CAM Ưu điểmcủa máy rất nổi trội khi thay đổi hình dáng chi tiết hay tăng lượng bù dao, người sử dụng

có thể thay đổi lập trình nhanh tróng mà ko phải lo như với máy tiện CAM

Sự so sánh dưới đây sẽ giúp ta thấy được phần nào sự ưu việt của máy tiện PLC so vớimáy tiện CAM truyền thống

 Tốc độ cắt gọt nhanh:

- Tiện tự động PLC: Do người vận hành lựa chọn với nhiều chế độ cắt khácnhau (Máy tiện PLC có thể phối hợp 2 dao làm việc cùng lúc).

- Tiện tự động CAM: Mặc định theo nhà sản xuất hoặc phụ thuộc vào bánhCAM

 Độ dài tiện:

- Tiện tự động PLC: Nhiều kích thước khác nhau (>200)

- Tiện tự động CAM: Chiều dài bị hạn chế (<200)

 Sử dụng dao mảnh hợp kim ghép cho những chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao:

- Tiện tự động PLC: Có thể lắp 3 dao trở lên và hoàn toàn tương thích với máy(Dao tiện mảnh hợp kim ghép (Insert) chuyên dùng cho máy tiện CNC)

- Tiện tự động CAM: Không lắp được dao tiêu chuẩn, tốc độ cắt gọt không caonên không thích ứng với loại dao này

 Thời gian cho chi tiết tiếp theo:

- Tiện tự động PLC: Kéo chi tiết đến giá trị đúng rất nhanh

- Tiện tự động CAM: Kéo chi tiết đên giá trị đúng chậm

 Sai số gia công của máy (Sai số của băng máy):

- Tiện tự động PLC: Dung sai 0.008

- Tiện tự động CAM: Dung sai 0.015

 Sai số bánh CAM:

- Tiện tự động CAM: Sai số tích lũy theo thời gian

 Sai số dao cụ:

- Tiện tự động PLC: Có khả năng bù tích luỹ sai số của dao cụ

- Tiện tự động CAM: không có khả năng

 Sai số do môi trường (Độ dãn nở nhiệt của máy phụ thuộc môi trường làm việccủa nhà xưởng):

- Tiện tự động PLC: Không nhiều

- Tiện tự động CAM: Nhiều

 Khả năng tương thích với sản phẩm mới:

- Tiện tự động PLC: Thay đổi chương trình lập trình ngay khi cần để thích ứngvới sản phẩm mới.

- Tiện tự động CAM: Thay đổi bánh CAM để thích ứng với yêu cầu kỹ thuật củasản phẩm mới Thời gian thay đổi bánh CAM là rất lâu và phức tạp nên phải đặt nhàsản xuất

 Chế độ làm mát:

- Tiện tự động PLC: Dầu hoà tan trong nước

- Tiện tự động CAM: Dầu cắt gọt Dầu hoà tan trong nước rẻ hơn, hao phí thấp.Dầu cắt gọt chuyên dùng đắt và hao phí lớn

 Công nghệ máy:

- Tiện tự động PLC: Công nghệ mới, tiên tiến

- Tiện tự động CAM: Công nghệ cũ, lạc hậu nên ít được sử dụng

 Sản lượng:

- Tiện tự động PLC: Sản lượng cao

- Tiện tự động CAM:Sản lượng trung bình

 Trọng lượng máy:

- Tiện tự động PLC: Nhẹ

- Tiện tự động CAM: Nặng (Máy tiện CAM nặng hơn do sử dụng nhiều các bộphận kim loại.)

 Yêu cầu đối với người vận hành thiết bị:

- Tiện tự động PLC: Có trình độ chuyên môn

- Tiện tự động CAM: không yêu cầu trình độ chuyên môn

 Bảo dưỡng máy:

- Tiện tự động PLC: Đơn giản

- Tiện tự động CAM: Phức tạp

 Chế độ bảo vệ quá tải:

- Tiện tự động PLC: Chế độ bảo vệ điện tử được lập trình trong bộ điều khiểnPLC

Hình 1.17: Máy cắt 1 đầu Model CH-4003AI

Đặc điểm :

 Đầu cắt xuống thẳng, lên xuống có tính ổn cao, đường cắt chính xác

 Thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhiều bánh răng lớn chuyển động thích hợp cắtnhiều loại phôi

 Hệ thống đưa phôi được thiết kế tinh tế, cách thức đưa phôi nổi

 Êtô kẹp được thiết kế đặc biệt

 Hệ thống tự chuyển động bôi trơn

 Sử dụng bộ điều khiển giải nhiệt, bảo vệ mặt cắt trơn phẳng

 Các nút điều khiển tập trung giúp cho việc thao tác máy tiện lợi

 Lắp đặt bộ bảo vệ đĩa cắt bằng thiết bị điện tử

 Thiết kế tính số lượng và số lượng cắt bằng thiết bị điện tử

 Tự động ngưng máy khi hết phôi

 Lắp đặt bộ hiển thị số cho phép điều chỉnh chiều dài dễ dàng, tốc độ nhanh vàchuẩn Êtô kẹp phôi có thể điều chỉnh, bảo vệ phôi cắt không bị biến dạng