ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Khi gạch từ băng tải dẩn chạy đến đúng số lượng 10 viên khi là gạch nhỏ, 8 viên khi là gạch lớn, thì dây đai nâng hạ sẽ hạ xuống, đồng thời hệ thống con lăn sẽ hoạt động để chuyển gạch t

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

I Giới thiệu chung

Nhà máy gạch ốp COSEVCO Đà Nẵng là dự án của công ty xây dựng số 7 Đây là dự án có 100% vốn đầu tư trong nước, với trang thiết bị đồng bộ và hiện đại, quá trình lắp ráp và vận hành đều do cán bộ và công nhân ta đảm nhiệm dưới sự hướng dẩn của chuyên gia ITALIA Thực tế sau một thời gian đi vào sản xuất, nhà máy đã làm việc tương đối ổn định và đạt hiệu suất khá cao.

II Quy trình công nghệ của nhà máy

1.Nguyên liệu:

Nguyên liệu được chứa trong kho, trước khi đưa vào trạm cân phải băm nhỏ và sau đó dùng xe xúc bánh lốp đưa vào trạm cân.

2 Cân

Trạm cân có 4 cảm biến trọng lượng thực hiện việc truyền tính hiệu về cho

monitor để hiển thị số lượng nguyên liệu được cân Trọng tải lớn nhất của trạm cân là 20000Kg.

3 Băng tải nạp nghiền:

Sau khi ra khỏi trạm cân nhiên liệu thô được nạp vào 2 lô nghiền qua hệ thống băng tải nạp liệu Hệ thống này gồm: Thanh chặt liệu, băng tải liệu thô dài 30m, băng tải đảo chiều (mục đích của việc đảo chiều là có thể chọn lô nghiền 1 hoặc lô nghiền 2).

4 Nghiền

Lô nghiền sau khi cấp đủ nhiên liệu nghiền, các tính hiệu bảo vệ đã hoạt động, thì động cơ truyền động cho lô nghiền sẽ hoạt động và lô nghiền sẽ thực hiện công việc nghiền theo thời gian đã định sẵn nhằm đạt được độ mịn cần thiết.

5 Khuấy, rung

Nguyên liệu sau khi đã nghiền xong, sẽ được đưa qua hầm khuấy liệu thô và được khuấy liên tục để khỏi lắng đọng bùn Sau đó liệu được bơm lên sàn rung bằng bơm màng khì nén, để lọc lấy hạt mịn và đưa qua hầm chứa liệu tinh, khuấy tiếp cho đến khi được bơm lên sấy phun.

6 Sấy phun

Sau khi rơi xuống đáy tháp, hạt liệu sẽ theo hệ thống băng tải silo bao gồm: băng tải xu dưới đáy phun, băng tải gàu xúc và băng tải ngang để chứa liệu vào một trong 3 silo chứa.

8 Băng tải ép:

Liệu sau khi vào silo chứa sẽ được ủ trong một thời gian nhất định, nhằm đạt được độ ẩm cần thiết Sau đó đưa qua silo chứa của máy ép bằng hệ thống băng tải ép, gồm có: băng tải xu dưới đáy silo chứa, băng tải gàu xúc để đưa vào sàn rung, băng tải xu để đưa bột vào máy ép.

9 Ép

Sau khi bột được đưa vào khuôn ép, máy ép thủy lực sẽ thực hiện hai chu kỳ ép Chu kỳ đầu tiên thực hiện việc ép chặt với lực ép 50Kg/Cm3 sau chu kỳ này chày sẽ đi lên để thoát khí Chu kỳ ép thứ 2 sẽ thực hiện với lực ép 200Kg/cm3 , khi ép xong gạch được đưa lên khỏi khuôn và đưa ra ngoài bằng bàn lùa.

10 Băng tải dẫn

Hệ thống băng tải này có nhiệm vụ vận chuyển gạch đến sấy ngang Bắt đầu từ đây đai nâng hạ có nhiệm vụ chuyển gạch từ hàng ngang sau khi ra khỏi máy ép thành hàng dọc theo hệ thống dây đai để chuẩn bị nạp gạch để sấy ngang.

11 Nạp gạch sấy ngang

Hoạt động dựa vào là các cảm biến, đầu ra là các môtơ Khi gạch từ băng tải dẩn chạy đến đúng số lượng (10 viên khi là gạch nhỏ, 8 viên khi là gạch lớn), thì dây đai nâng hạ sẽ hạ xuống, đồng thời hệ thống con lăn sẽ hoạt động để chuyển gạch theo hàng ngang vào lò Trong nạp gạch sấy ngang này hệ thống giàn bù làm nhiệm vụ điều phối gạch vào lò, khi số lượng gạch vào lò quá lớn thì hàng gạch sẽ được nâng len giàn bù, ngược lại khi thiếu gạch thì giàn bù sẽ tháo gạch xuống để đảm bảo cho lò được làm việc liên tục.

12 Sấy ngang

Sấy ngang làm nhiệm vụ giảm bớt độ ẩm của gạch trước khi đưa gạch vào lò nung Gạch chạy trong hệ thống sấy ngang bằng hệ thống con lăn sắt, được truyền động bằng động cơ 3 pha thông qua hệ thống truyền động xích.

13 Lò nung

Sau khi gạch ra khỏi sấy ngang sẽ đi vào lò nung bằng hệ thống con lăn sứ , được truyền động bằng hệ thống xích từ động cơ 3 pha qua hộp giảm tốc Hệ thống con lăn sứ được quay liên tục kể cả khi nhà máy mất điện từ nguồn cung cấp chính,

mục đích là để cho con lăn không bị hỏng Cung cấp nhiệt cho lò là hệ thống đốt bằng gas cấp nhiệt độ trên 1000 0C Cuối lò nhiệt độ hạ dần và khi ra khỏi lò gạch được làm mát bằng hệ thống làm mát.

14 Tháo gạch lò nung

Gạch từ hệ thống làm mát sẽ đến khâu tháo gạch lò nung Khâu này gồm có: hệ thống băng tải con lăn , hai barie nâng hạ để xếp gạch lại cho thẵng hàng khi ra khỏi lò nung Nhiệm vụ của khâu này là chuyển gạch từ hàng ngang sau khi ra khỏi lò thành hàng dọc để chuẩn bị đưa đến khâu nạp gạch palet.

15 Nạp gạch palet

Làm việc dựa vào cảm biến đầu vào, dây đai nâng hạ, hệ thống con lăn và cánh tay nâng hạ bằng khí Ban đầu gạch từ tháo gạch lò nung chạy đến dây đai nâng hạ để chuyển thành hàng ngang, theo hệ thống con lăn gạch được chuyển đến giàn con lăn chứa, khi số lượng gạch chứa đã đủ, lúc này cánh tay nâng hạ sẽ làm việc để nạp gạch vào palet.

16 Nạp gạch tráng men

Khâu này làm việc ngược với khâu nạp gạch palet, đó là: gạch từ palet sẽ được cánh tay nâng hạ đưa lên hệ thống con lăn để vận chuyển gạch theo hàng ngang, khi gặp dây đai nâng hạ gạch được trả lại theo hàng dọc để chuẩn bị vào khâu tráng men.

17 Tráng men

Men màu được chuẩn bị trước ở bộ phận tráng men, khi gạch chạy qua thiết bị này sẽ được phủ lên một lớp men với độ dày nhất định và gạch được tiếp tục chạy qua khâu in lụa.

18 In lụa

Ơí khâu này có từ 2 đến 3 máy in, mỗi máy in thực hiện một màu men, kết hợp từ 2 hay 3 máy in sẽ cho gạch có hoa văn Sau đó gạch sẽ theo hệ thống dây đai để đưa vào lò nung II.

19 Nạp gạch lò nung II

Nguyên lý hoạt động giống như nạp gạch lò nung I

20 Lò nung II

Hoạt động tương tự lò nung I.

Chọn lựa theo độ phẵng do planar đảm nhiệm, nhờ việc xét ma trận điểm (mổi cảm biến là một điểm), ở đây có 5 điểm được lựa chọn và được quét liên tục để thu được thông số đo, sau đó nhờ dico chuyển thành các thông số tính toán như: độ vênh, độ lồi, độ lỏm, để so sánh với các ngưỡng đã được định sẳn để phân loại gạch

Kích cở gạch do khâu liner đảm nhiệm Liner sẽ thực hiện 6 thông số đó là: x1, x2, x3, y1,y2, y3 sau đó nhờ dico chuyển thành các thông số tính toán như sau: sai số chiều ngang, sai số chiều dọc, và so sánh các thông số này với các ngưỡng để phân loại gạch.

Tiêu chuẩn như màu sắc, độ bóng là do công nhân quan sát và phân loại

• Kiểm tra chất lượng gạch:

Gạch sau khi phân loại sẽ qua khâu kiểm tra Theo hệ thống dây đai từ khâu lựa chọn gạch sẽ được thoát ra khỏi dây đai bằnh hệ thống pittông khí, sau khi đủ số lượng gạch, thì hai má kẹp sẽ hạ chồng gạch xuống băng tải xích để đưa đến khâu đóng gói.

• Đóng gói

Sau khi phân loại gạch sẽ được đưa qua khâu đóng gói bằng băng tải xích và được đẩy vào hộp, kế đến là qua khau dán keo, và cuối cùng là thiết bị phun ngày, tháng sản xuất.

Trong tổng quan về dây chuyền của nhà máy , khâu mà em khảo sát và thiết kế chương trình đó là dàn bù.

Băng tải con lăn

Nạp ghạch sấy ngang Sấy ngang

Nạp ghạch lò nung Lò 1

Tháo ghạch lò I

Nạp ghạch palet

Nạp ghạch tráng men

Thiết bị tráng men in lụa

Lò II

Tháo ghạch lò II

Chọn lựa đóng gói

Ghạch thành phẩm Khuấy

TỔNG QUAN VỀ GIÀN BÙI.KHÁI NIỆM:

Giàn bù là một trong những khâu quan trọng giúp cho sự hoạt động liên tục của máy Giàn bù là thiết bị dự trữ linh hoạt trong việc điều phối lượng gạch Nó có thể nạp gạch lên bù hay tháo gạch xuống bù nhằm nâng cao hiệu suất của dây chuyền nói riêng, của nhà máy nói chung.

Bởi tính năng động cao nên giàn bù được dùng ở nhiều khâu trong dây chuyền của nhà máy như: giàn bù trước sấy ngang , giàn bù trước lò nung, giàn bù trước chọn Lựa, giàn bù trước in lụa

II PHÂN LOẠI GIÀN BÙ:

Giàn bù hiện nay đã được thiết kế, chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau để phù hợp với mụcđích sử dụng của tầng công đoạn, tầng khâu.

1 Phân loại theo khả năng chứa gạch:

+ Giàn bù nâng hạ tầng viên:

Loại này dùng trong các khâu như: in lụa, tráng men, Đặc điểm của loại này là kích thướctương đối gọn, giá đở là các thanh ngang hình chử L (mỗi thanh được chứa trong hai thanh chử L ngược nhau)

Ghạch men

Dây đai vận chuyển

Nâng

Hạ

+ Giàn bù nâng hạ tầng hàng gạch:

Loại này được dùng để chứa số lượng gạch lớn Đặc điểm của nó là kích thước lớn, giá đở là hệ thống thanh ngang (có hai hay ba thanh nằm ngang để chứa một hàng gạch ) Giàn bù loại này được dùng chủ yếu khi vận chuyển gạch bằnghệ thống con lăn (bằng sớ hoặc bằng sắt).

Các thanh nằm ngang

2 Phân loai theo cơ cấu nâng giàn bù

+ Giàn bù nâng hạ bằng xích: Loại này giàn bù được nối trực tiếp với hệ thống xích, việc quay thuận hay ngược chiều của xích tương ứng với việc nâng, hạ giàn bù Loại này thường được ứng dụng để nâng hay hạ tầng viên gạch.

+ Giàn bù nâng, hạ bằng thanh răng - bánh răng:

Loại này được ứng dụng nhiều trong dây chuyền của nhà máy, có thể dùng để nâng, hạ tầng viên hay tầng hàng gạch (động cơ truyền động được gắn với bánh răng qua hộp giảm tốc Việc quay thuận hay quay ngược tương ứng với việc nâng hay hạ giàn bù )

3 Phân loại theo mức độ tự động hoá

+_Bán tự động : Giàn bù kiểu này có thể thực hiện được hai chế độ đó là tự động và bằng tay (Man/auto) nhờ vào công tắc chuyển chế độ man/auto Chế độ bằng tay khi tự động bị sự cố , còn bình thường thì giàn bù hoạt động ở chế độ tự động (Auto)

+ Giàn bù có phanh hảm trục:

Loại này dùng khi nâng, hạ một số lượng lớn gạch (như là giàn bù nâng ,hạ tầng hàng gạch)

M

Mô tơ nâng, hạ giàn bù Phanh hãm

+Giàn bù không có phanh hãm trục:

Loại này dùng khi nâng, hạ số lượng ít gạch (như là giàn bù nâng hạ tầng viên).

M

Mô tơ nâng, hạ giàn bù

III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA GIÀN BÙ:

Khi gạch đã đủ theo hàng ngang,thì dây đai bước hạ chồng gạch xuống hệ thống con lăn, để hàng gạch di chuyển theo hàng ngang đi vào hệ thống giàn bù Bắt đầu từ cảm biến (sensor) đầu đầu của giàn con lăn dưới bù, khi phát hiện thấy gạch, thì cảm biến thấy gạch, thì cảm biến tác động , cấp điện chocuộn dây đóng tiếp điểm của mình để cấp điện cho mô tơ quay giàn con lăn dưới bù Hàng gạch sẽ tiếp tục

di chuyển ngang qua vị trí dưới bù vàvị trí này được phát hiện bởi sensor nhìn chéo dưới bù, nếu lúc này mà sensor cạnh lò phát hiện thấy gạch đi vào lò, thì cuộn dây nâng bù sẽ có điện, đóng tiếp điểm của mình, mô tơ nâng bù có điện và nâng hàng gạch lên để dự trử trên bù.

Ngược lại, khi sensor cạnh lò báo hiệu không có gạch, thì hàng gạch sẽ tiếp tục đi ngang qua giàn bù, đến khi sensor đầu cuối của giàn con lăn dưới bù tác động sẽ làm mất điện cuộn dây cung cấp điện cho động cơ quay giàn con lăn và hàng gạch tiếp tục theo giàn con lăn trung gian, rồi đến giàn con lăn trước lò để đi vào lò Việc hạ giàn bù được thực hiện khi các sensor đầu đầu của dây đai bước, sensor nhìn chéo dưới giàn bù và sensor trước lò tất cả đều phát hiện không có gạch, thì lúc này cuộn dây hạ giàn bù sẽ có điện, cấp điện cho mô tơ hạ giàn bù (tương ứng lúc này cuộn dây hạ giàn bù sẽ thực hiện công việc tráo đổi 2 trong 3 pha của nguồn điện cung cấp cho mô tơ để đổi chiều quay mô tơ ) và giàn bù lúc này tháo gạch xuống để cấp gạch cho lò, đảm bảo lò được làm việc liên tục với lượng gạch vừa phải.

CHƯƠNG V

CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA DÂY CHUYỀN

NẠP GẠCH SẤY NGANG

I QUY TRÌNH LÀM VIỆC :

Gạch saukhi ra khỏi máy ép qua hệ thống con lăn và được vệ sinh bằng khí nén , sau dó qua hệ thống bàn lật gạch để đưa mặt gạch lên phía trên, kế tiếp gạch qua hệ thống bàn con lăn, sau đó qua hệ thống các dây đai dẩn để nạp gạch sấy ngang Trước khi vào nạp gạch sấy ngang , gạch được xếp thành hàng với chiều dài quy định nhờ 2 sensor B1 và B2 khi B1 tác động (khi có gạch ) sẽ khởi động cơ MT2 (động cơ MT2 là động cơ quay dây đai nâng hạ ) quay dây đai nâng hạ đến khi B2 tác động (có gạch ở B2 nghĩa là hàng gạch đã hoàn thành ) sẽ dừng động cơ MT1 (MT1 là động cơ quay đây đai phía trước dây đai nâng hạ ) và đồng thời làm động cơ MT2 quay liên tục đến khi B3 tác động động cơ MT2 sẽ dừng và đồng thời tác động van điện từ YV1 làm sụp dây đai nâng hạ SM01là sensor trường giới hạn vị trí dưới của dây đai nâng hạ Khi dây đai nâng hạ sụp xuống nghĩa là SM01 tác động sẽ khởi động MT3 làm quay dàn con lăn Khi dây đai nâng hạ sụp xuống sẽ khởiđộng time Sau một khỏng thời gian cài đặt đủ để hàng gạch thoát khỏi dây đai và dây đai nâng hạ sẽ được nâng lên và đồng thời khi đó ïđộng cơ MT1 sẽ được khởi động trở lại quay dây đai trước dây đai nâng hạ tiếp tục đưa gạch vào để xếp hàng gạch mới Gạch sau khi thoát khỏi dây đai nâng hạ theo dàn con lăn qua giàn bù và đi vào lò sấy ngang Khi B4 (sensor trước lò sấy ngang ) tác động sẽ dừng động cơ MT3, gạch tiếp tục theo dàn con lăn trước lò sấy ngang do động cơ MT4 quay và đi vào lò sấy ngang Động cơ MT4 quay liên tục với tốc độ bằng tốc độ của giàn con lăn trong lò sấy ngang (động cơ MT4 đã hoạt động thì hệ thống này mới được phép hoạt động )

Hoạt động của giàn bù có 2 chế độ: Man/Auto Khi chọn chế độ làm việc nào đó thì giàn bù sẽ hoạt động theo chương trình đó

Khi chọn chế độ Auto giàn bù sẽ hoạt động như sau: khi bù chưa quá tải (nghĩa là công tắc hành trình trên của giàn bù SQ1 chưa tác động nếu sensor B6 tác động (sensor trước bù) sẽ khởi động Tim sau một khoảng thời gian cài đặt trước (khoảng 5 sec) nếu khi đó đồng thời B1 và B4 đồng thời cùng tác động (nghĩa là cùng có gạch ) thì chúng sẽ khởi động động cơ MT5 quay theo chiều thuận để nâng giàn bù lên và SM02 sẽ quy định bước lên của bù khi khởi động cơ MT5 theo

chiều thuận thì không phụ thuộc vào sensor SM02 nhưng khi dừng động cơ thì do SM02 dừng Khi đã có gạch trên bù (nghĩa là công tắc hành trình dưới của dànbù SQ2 chưa tác động ), gạch sẽ được hạ xuống khi 3 sensor B4, B5, B6 đồng thời không tác động (nghĩa làkhông có gạch ở cả 3 vị trí cùng một lúc ) chúng sẽ khởi động cơ MT5 quay theo chiều ngược để hạ bù xuống và SM03 sẽ quy định bước xuống của giàn bù khi khởi động động cơ MT5 theo chiều ngược thì không phụ thuộc vào sensor SM03 nhưng khi dừng động cơ hì SM03 dừng

Khi chọn chế độ Man, ta phải chọn chế độ cho giàn bù là nâng hay hạ bù Nếu chọn chế độ là nâng bù, khi bù chưa quá tải (nghĩa là công tắc hành trình trên của SQ1 chưa tác động ) nếu sensor B6 tác động (sensortrước bù ) sẽ khởi động Timer sau một khoảng thời gian cài đặt trước (khoảng 5 sec) sẽ khởi động động động cơ MT5 theo chiều thuận để nâng giàn bù lên và SM02 sẽ quy định bước lên của bù khi khởi động động cơ MT5 theo chiều thuận thì không phụ thuộc vào sensor SM02 nhưng khi dừng động cơ thì SM02 dừng Nếu chọn chế độ hạ bù động cơ MT3 sẽ được cung cấp điện liên tục trong suốt thời gian giàn bù hoạt động, khi đã có gạch trên bù (nghĩa là công tắc hành trình dưới của giàn bù SQ2 chưa tác động), gạch sẽ được hạ xuống khi 2 sensor B5, B6 đồng thời không tác động (nghĩa là không có gạch ở cả 2 vị trí cùng một lúc) chúng sẽ khởi động đông cơ MT5 quay theo chiều ngược để hạ bù xuống và SM03 sẽ quy định bước xuống của giàn bù khi khởi động động cơ MT5 theo chiều ngược thì không phụ thuộc vào sensor SM03nhưng khi dừng động cơ thì do SM03 dừng Như vậy ở chế độ Man, khi chọn chế độ làm việc nâng hay hạ bù thì giàn bù sẽ hoạt động liên tục đến khi công tắc giới hạn trên hay dưới của giàn bù tác động hoặc ta đưa công tắc chọn chế độ (UpDown) về vị trí O để dừng giàn bù laị

Alarm off I0.5

Giản đồ thời gian của giàn bù khi nâng bù (chế độ Auto)

Giản đồ thời gian của giàn bù khi nâng bù (chế độ Man ) Alarm off I0.5

CHƯƠNG IV:

GIỚI THIỆU VỀ PLC

A BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH :

B I.ĐẶC ĐIỂM BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH:

Hiện nay nhu cầu về bộ điều khiển linh hoạt và có giá trị thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình bằng PLC (programmable logic control) đây là hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình PLC đã được thiết kế nhằm thay thế phương điều khiển truyền thống bằng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra khả năng điều khiển thiết bị dể dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic

cơ bản Ngoài ra PLC còn có thể thực hiện được những nhiệm vụ khác như bộ định thì, đếm làm tăng khả năng cho những hoạt động phức tạp

Panel lập

trình chươngBộ nhớ

trình

Bộ nhớdữ liệu

Đơn vị điều khiển

Khối ngõ vào

Khối ngõ ra

Mạch giao tiếp cảm biến

Mạch công suất và cơ cấu tác độngNguồn cấp điện

Sơ đồ khối bên trong PLC

Sơ đồ khối bên trong PLC

Về phần cứng PLC tương tự như máy tính truyền thống và chúng có những đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp:

Khả năng chống nhiểu tốt

Cấu trúc dạng mô đun do đó dể dàng thay thế , tăng khả năng (nối thêm mô đun vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm mô đun chuyên dùng)

Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngỏ vaò và ngỏ ra được chuẩn hoá Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng Ladder Inotruction Funtionchat dễ hiểu và dễ sử dụng.

Những đặc điểm trên làm cho PLC sử dụng được nhiều trong hộp điều khiển các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình.

II NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN:

Bộ điều khiển lập trình lý tưởng của một nhóm kỷ sư hãng General Motors vào năm 1968 và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp.

Dễ lập trình và dễ thay đổi chương trình điều khiển thích hợp trong nhà máy

Cấu trúc dạng mô đun đễ dể dàng bảo trì và sữa chữa.

Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp.

Dùng linh kiện bán dẩn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơle chức năng tương đương

Giá thành cạnh tranh tốt

Các họ PLC của hảng sản xuất phát triển từ loại hoạt độn độc lập chỉ với 20 ngỏ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước đến các PLC có cấu trúc mô đun nhằm dể dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng chuyên dùng khác.

Xữ lý tính hiệu được liên tục (analog).

Điều khiển động cơ servo, động cơ bước.

Một số thuật ngữ để mô tả bộ điều khiển lập trình

+PC Programmable controller (Anh)

+PLS Programmable Logic Controler (Mỹ)

+PBS Programmable Binary System (Thuỵ điển)

Thuật ngữ PC thể hiện ý nghĩa tổng quát nhấ về bộ điều khiển lập trình nhưng

2 So sánh với các hệ thống điều khiển khác:

Mất thời gian thiết kế

Mất nhiều thời gian lập trình

Lập trình và lắp đặt đơn giản

Khả năng điều

khiển các tác vụ

phức tạp

Dễthay đổi điều

khiển

Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản

Công tác bảo trì Kém- có rất

nhiều công tác bảo trì

Kém nếu IC được hàn

So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều chỉnh

III CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC:

PLC gồm 3 khối chức năng cơ bản: Bộ vi xữ lý, bộ nhớ, bộ vào/ra Trạng thái ngỏ vào của PLC được phát triển và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái, ngỏ ra được cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm sau đó trạng thái ngỏ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt của các thiết bị tương ứng như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển tự động theo chương trình trong bộ nhớ, chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng

Nguồn pin CPU bộ vi

xử lý Clock

Bộ nhớ hệ thống ROM

Bộ nhớ dữ liệu RAM

Khối vào ra

Bus địa chỉ

Bus hệ thống vào/ra

Mạch chốt Mạch giao tiếp

Bộ đệm Mạch cách ly Mạch cách ly

Panel lập trình

Kênh ngõ ra Kênh ngõ vào

Bộ đệm

Bộ đệm

Sơ đồ cấu trúc bên trong PLC

1 Bộ xữ lý trung tâm CPU:

Đây là bộ điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong CPU, việc trao

thuộc vào bộ xử lý được sử dụng.

2 Bộ nhớ và bộ phận khác:

Tất cả PLC đều được dùng bộ nhớ sau:

• ROM (Read Only Memory): đây là bộ nhớ đơn giản nhất (loại chỉ đọc) nó gồm các thanh ghi, mỗi thanh ghi mô tả một từ với một tính hiệu điều khiển, ta có thể đọc ở bất kỳ vị trí nào ROM là bộ nhớ không thay đổi được mà chỉ được nạp chương trình một lần duy nhất

• RAM (Random Access Memory): là bộ nhớ truy suất ngẫu nhiên, đây là bộ nhớ thông dụng, để cất giữ chương trình và giữ liệu của người sử dụng Dữ liệu trong có thể thay đổi khi mất điện Do đó điều này được giải quyết bằng cách luôn luôn nuôi RAM bằng một nguồn pin riêng

• EEPROM: Đây là loại bộ nhớ mà nó kết hợp sự truy suất linh hoạt của RAM và bộ nhớ chỉ đọc không thay đổi ROM trên cùng một khối, nội dung của nó có thể xoá hoặc ghi lại bằng điện, tuy nhiên cũng chỉ được vài lần

• Bộ nguồn nuôi cung cấp: Bộ nguồn nuôi cung cấp của PLC sử dụng hai loại điện áp AC hoặc DC Thông thường nguồn dùng cấp điện áp

100 đến 240V : 50/60Hz, những nguồn DC thì có giá trị 5V, 24V DC Nguồn nuôi cho bộ nhớ thường là nguồn pin để mở rộng thời gian lưu giữ cho các giữ liêụ trong bộ nhớ, nó tự chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lượng tụ cạn kiệt và nó phải thay vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi

• Cổng truyền thông: PLC luôn dùng cổng truyền thông để trao đổi dữ liệu chương trình, các loại cổng truyền thông thường dùng là: RS32, RS432, RS485 tốc độ truyền thông tiêu chuẩn: 9600band

• Dung lượng bộ nhớ đối với PLC loại nhỏ thì có bộ nhớ có dung lượng cố định (thường là 2K) dung lượng chỉ đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều khiển công nghiệp do giá thành bộ nhớ giảm liên tục

do đó các nhà sản xuất PLC trang bị bộ nhớ ngày càng lớn hơn cho các sản phẩm của họ

3 Khối vào ra:

Mọi hoạt động xữ lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5V DC, 15V

DC (điện áp cho TTL, CMOS) trong khi tính hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn nhiều, thường là 24V DC đến 240V DC với dòng lớn

Như vậy khối vào ra có vai trò là mạch dao tiếp giữa mạch vi của PLC với các mạch công suất bên ngoài, kích hoạt các cơ cấu tác động Nó thực hiện sự chuyển đổi các mức điện áp tính hiệu và cách ly Tuy nhiên khối vào ra cho phép PLC kết nối trực tiếp với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ (=<2A) nên không cần các công suất trung gian hay rơle trung gian

Loại này có thể lựa chọn thông số cho các ngỏ vào ra với các yêu cầu điều khiển cụ thể :

-Ngõ vào:24V DC: 110V AC hoặc 220V DC

- Ngõ ra: dạng rơle : transistor hay triac

+loại ngỏ ra dùng rơle có thể nối với các cơ cấu làm việc với điện áp AC hay

DC, cách ly dạng cơ nên đáp ứng chậm, tuổi thọ phụ thuộc dòng tải qua rơle và tần số đóng tiếp điểm

+ Loại ngõ ra dùng Triac: kết nối được giữa cơ cấu tác động làm việc với điện áp AC hoặc DC có giá trị từ 5V đến 242V chịu được dòng nhỏ hơn so với dùng rơle nhưng tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh

+ Loại ngõ ra dùng transistor: chỉ nối cơ cấu tác động làm việc với điện áp từ

5 đến 30V DC tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh

Tất cả các ngỏ vào/ra đều được cách ly quang trên các khối vào ra Mạch cách ly quang dùng một điốt phát quang và một transistor quang Mạch này cho phép tính hiệu nhỏ đi gim các tinh hiệu điện áp cao xuống mức tính hiệu nhỏ, hơn nữa mạch này có tác động chống nhiễu khi chuyển công tắc và bảo vệ quá áp từ nguồn điện cung cấp (có thể đến 1500V)

4 Thiết bị lập trình:

Trên các PLC loại lớn thường lập trình bằng cách dùng VDU (Viua Display Unit) với đầy đủ bàn phím, màn hình được nối với PLC thông qua cổng nối tiếp, thường là RS442, các VDU hổ trợ tốt cho việc lập trình dạng ngôn ngữ

X001 X002 X003 X004

bằng tay thường được sử dụng thuận tiện trong công tác sữa chửa và bảo trì

IV KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH PLC:

Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dể hiểu, dể sử dụng trong công tác lập trình điều khiển, điều này muốn nói rằng cần phải có cấp cao với đặc điểm là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện được các tác vụ điều khiển, không phức tạp và không mất nhiều thời gian để nắm bắt ngôn ngữ so với các ngôn ngữ cấp cao khác hiện được sử dụng trên máy tính

Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến nhất để mô tả mạch rơle logic

Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện bậc thang gọi là ngôn ngữ ladder rất phù hợp để tạo các chương trình điều khiển logic đối với những người thiết kế máy đã quen thuộc đối với các hệ thống điều khiển rơle truyền thông

1 Giải thích chương trình ladder:

Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình ladder

Ta xét mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau: