Mô tả hoạt động của hệ thống: Ấn nút START: + Băng tải 1 hoạt động, sản phẩm sẽ phân loại theo bốn mức dựa vào hai cảm biến( 00, 01, 10, 11) Hệ thống sẽ dừng lại khi một trong các điều khiện sau xảy ra: +Sản phẩm trong 3 STORAGE BIN bằng 100 +Ấn nút dừng + Hoặc hệ thống bị lỗi PHẦN THUYẾT MINH Y êu cầ u về bố cục nộ i dung: 1: Phân tích yêu cầu công nghệ Tìm hiểu và tính chọn các thiết bị trên mô hình (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân..) Vẽ sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý mạch lực Xác định các tín hiệu cần điều khiển 2: Vẽ sơ đồ ghép nối hệ thống với PLC S7 200CPU 224 Xác định các biến cần điều khiển Lập bảng địa chỉ Vẽ sơ đồ đấu dây 3: Thiết lập lưu đồ thuật toán 4: Viết chương trình điều khiển trên PLC S7 200CPU 224
Trang 1T r a n g 1 | 41
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH VÀ KHÍ NÉN
Số : ……01……
Nhóm : …………6 ……….…… Lớp : TĐH 1
Khoá : ………K7……… Khoa :…Điện…
Giáo viên hướng dẫn: Tống Thị Lý
NỘI DUNG
Đề tài: Ứng dụng PLC S7-200 của Siemens điều khiển mô hình phân loại sản phẩm
như hình sau:
Trang 2- Hệ thống sẽ dừng lại khi một trong các điều khiện sau xảy ra:
+Sản phẩm trong 3 STORAGE BIN bằng 100 +Ấn nút dừng
+ Hoặc hệ thống bị lỗi
PHẦN THUYẾT MINH
Yêu cầu về bố cục nội dung:
1: Phân tích yêu cầu công nghệ
- Tìm hiểu và tính chọn các thiết bị trên mô hình (cấu tạo, nguyên lý, sơ
đồ chân )
- Vẽ sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý mạch lực
- Xác định các tín hiệu cần điều khiển 2: Vẽ sơ đồ ghép nối hệ thống với PLC S7 200-CPU 224
- Xác định các biến cần điều khiển
- Lập bảng địa chỉ
- Vẽ sơ đồ đấu dây 3: Thiết lập lưu đồ thuật toán
4: Viết chương trình điều khiển trên PLC S7 200-CPU 224
Yêu cầu về thời gian :
Ngày giao đề 04/5/2015 Ngày hoàn thành : 07/6/2015
Trang 3T r a n g 3 | 41
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng hiện đại hóa ngày càng cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất ( yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loạt thiết bị lập trình khả dụng PLC
Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đặt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế Các Công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ PLC, sử dụng các loại phần mềm tự động Dây chuyền sản xuất sử dụng PLC giảm sức lao động công nhân mà đem lại hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội
Qua bài tập đồ án môn học PLC VÀ KHÍ NÉN, chúng em sẽ giới thiệu một phân nhỏ
về thiết bị ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH PLC và ứng dụng của nó trong hoạt động sản
xuất thực tế
Đề tài gồm những nội dung sau:
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ GHÉP NỐI HỆ THỐNG VỚI PLC S7-200
CHƯƠNG III: THIẾT LẬP LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
CHƯƠNG IV: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
Chúng em xin cảm ơn Cô Tống Thị Lý, đã giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, để chúng em hoàn thiện bài hơn Trong quá trình làm việc, tính toán, thiết kế, lập trình…vì chưa có kinh nghiệp thực tế nên chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót, Chúng em rất mong được sự góp ý của Cô, để bài viết của chúng em được hoàn thiện hơn… Chúng em trân thành cảm ơn Cô !
Trang 4T r a n g 4 | 41
CHƯƠNG I PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH
CHỌN THIẾT BỊ
1.1) PHÂN TÍCH CHỌN ĐỘNG CƠ KÉO BĂNG TẢI
1) Giới thiệu chung về động cơ điện một chiều
Trong mô hình, vì sử dụng truyền động băng tải dây đai và không yêu cầu tải trọng lớn nên không cần động cơ có công suất lớn Với yêu cầu khá đơn giản của băng tải như là:
- Băng tải chạy liên tục, có thể dừng khi cần
- Không đòi hỏi chính xác, tải trọng băng tải nhẹ
- Dễ điều khiển, giá thành rẻ
Vì vậy cần sử dụng loại động cơ một chiều có công suất nhỏ, khoảng 20-40W, điện áp vào là 12-24V
Động cơ điện một chiều là động cơ hoạt động với dòng điện một chiều Động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong nghiệp và ở những thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong một phạm vi hoạt động
Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ Trong côngnghiệp, động cơ điện một chiều sử dụng ở những nơi yêu cầu momen mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và trong phạm vi rộng
Trang 5T r a n g 5 | 41
Hình 1: Một số động cơ điện 1 chiều trong thực tế
a) Cấu tạo động cơ điện một chiều
Stato (phần cảm): Gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy Các cực từ chính có dây quấn kích từ
Rotor (phần ứng): Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng Lõi thép hình trụ,
làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0.5mm, phủ sơn cách điện ghép lại Mỗi phần tử của dây quấn phần ứng có nhiều vòng dây, 2 đầu với
2 phiến góp, 2 cạnh tác dụng của phần tử dây quấn trong 2 rãnh dưới 2 cực
khác tên
Cổ góp: gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng
hình trụ, gắn ở đầu trục rotor
Chổi than: làm bằng than graphit Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ lò xo
và giá chổi điện gắn trên nắp máy
Hình 2: Cấu tạo động cơ điện 1 chiều
Trang 6T r a n g 6 | 41
b) Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều
Khicho điện áp 1 chiều U vào 2 chổi than A và B, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư Các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực Fđt tác dụng làm cho rotor quay Chiều của lực được xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn ab, dc sẽ đổi chỗ cho nhau do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giừ cho chiều lực tác dụng không đổi Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Eư Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải, ở động cơ điện 1 chiều thì sức điện động Eu- ngược chiều với dòng điện Iư nên Eu- còn gọi là sức phản điện động
1.2) PHÂN TÍCH VÀ TÍNH CHỌN BĂNG TẢI
Các thiết bị vận tải liên tục thường dùng để vận chuyển thể hạt, cục kích thước nhỏ, chuyên chở các chi tiết ở dạng thành phẩm và bán thành phẩm, chở hành khách theo một cung đường nhất định không có trạm dừng ở giữa đường Thiết bị vận tải liên tục bao gồm: băng chuyền, băng gầu, thang chuyền Các thiết bị vận tải liên tục có năng suất cao so với các phương tiện khác, nhất là ở các vùng núi hay địa hình phức tạp
Đối với bài toán cụ thể này, chúng ta sẽ chọn thiết bị vận tải là băng chuyền Băng chuyền là thiết bị vận tải dùng đế chuyên chở các vật thành phẩm hay bán
thành phẩm trong các phân xưởng, nhà máy sản xuất theo dây chuyền theo phương nằm ngang hoặc theo mặt phắng nghiêng (góc nghiêng không lớn lắm) Trong đồ án này chúng ta chọn băng tải theo phương nằm ngang
Tấm băng là bộ phận mang tải chủ yếu của băng tải, đắt tiền nhưng có nguy cơ chóng hỏng nhất Yêu cầu tấm băng phải có độ bền kéo và độ bền uổn, độ đàn hồi và dãn dài nhỏ, có khả năng chống cháy và chổng mòn tốt
Đối với bộ truyền có công suất nhỏ ta chọn tấm băng làm vải dệt từ sợi bông, bề rộng của tấm băng bằng 40 mm nên chọn sổ lớp bằng 1
Trục tang được làm bằng vật liệu thép Cacbon C45
σb = 600 N/mm; σch = 300N/mm; HB=200
Đường kính trục tang D = K.Z
Với K - là hệ số tỷ lệ K=30
Trang 7T r a n g 7 | 41
Z – là số lớp lõi Z=1 Suy ra D = 30 mm
Tấm đỡ có tác dụng chịu lực, chọn tấm đỡ là vật liệu bằng gỗ, có kích thước là 60x450x10
1.3) PHÂN TÍCH CƠ CẤU ĐẨY VÀ TÍNH CHỌN
Gồm có piston xylanh thủy lực và khí nén, thực chất đây là một loại động cơ thủy lực(khí nén) dùng đế biến đối thế năng của dầu (khí nén) thành cơ năng, thực hiện chuyển động thẳng hoặc chuyển động vòng không liên tục piston xylanh được dùng rất phố biến trên các thiết bị có cơ cấu chấp hành chuyển động thẳng đi về xylanh thủy lực
có kết cấuđơn giản, nhưng có khả năng thực hiện một công suất lớn, làm việc ổn định và giải quyết vấn đề chắn khít tương đối đơn giản So với hệ thống thủy lực, hệ thống khí nén có công suất nhỏ hơn nhưng có nhiều ưu điểm hơn như:
o Có khả năng truyền năng lượng đi xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn nhỏ
o Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, nên có the trích chứa khí nén rất thuận lợi
o Không khí dùng để nén, hầu như có số lượng không giới hạn và có thể thải
ra ngược trở lại bầu khí quyến
o Hệ thống khí nén sạch sẽ, dù cho có sự rò rỉ không khí nén ở hệ thống ống dẫn, do đó không tồn tại mối đe dọa bị nhiễm bấn
o Chi phí nhở đế thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp, nhà máy đã có sẵn đường dẫn khí nén
o Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo, nên tính nguy hiếm của quá trình sử dụng hệ thống truyền động bằng khí nén thấp
o Các van khí nén phù hợp một cách lý tưởng đối với các chức năng vận hành logic, và do đó được sử dụng đế điều khiển trình tự phức tạp và các máy móc phức hợp
Trang 8T r a n g 8 | 41
Với bài toán này chúng ta sẽ chọn xilanh đơn:
Xilanh đơn: áp lực khí nén chỉ tác dụng vào một phía của xilanh, phía còn lại
Trong đó : F : là lực đẩy của pittong
Fms max là lực ma sát lớn nhất giữa bề mặt sản phẩm và tấm băng
Fms max = 1,7 (N) Suy ra : F ≥ 1,7 ↔ P.A ≥ 1,7 ↔ P.∏.d2/4 ≥ 1,7
↔ d ≥ √(4 1,7) / (𝑃 ∏) Với d : là đường kính của pittong
P : là áp suất của khí nén, chọn P = 2.105 (N/m2) Suy ra d ≥ 0.0033 (m)
Chọn pittong có hành trình là 100 mm
Tính chọn van điều khiển
Với mô hình hệ thống như trên, áp dụng vào đó chúng ta sẽ chọn Van 3 cửa 2 vị trí thường đóng để điều khiển cấp khí cho các xilanh
Van 3 cửa 2 vị trí: Các van này có cửa vào, cửa ra và cửa xả khí Khi mất nguồn thì cửa ra được nối với cửa xả khí Khi có nguồn thì cửa vào được nối với cửa ra Các van này được sử dụng cho các xilanh tác động đơn
Ta sẽ chọn van có tác động bằng nam châm điện, sử dụng điện áp xoay chiều 220VAC
Trang 92) Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở và thường đóng và
vỏ bảo vệ khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyền trạng thái và khi không còn tác
Trang 10T r a n g 10 | 41
động, các tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu
Nút ấn thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút ấn các loại nút ấn thông dụng có dòng điện định mức là 5A, điện áp ổn định mức là 400V, tuổi thọ điện đến 200.000 lần đóng cắt, tuổi thọ cơ đến 1000000 đóng cắt nút ấn màu đỏ thường dùng
để đóng máy, màu xanh để khởi động máy
Hình 3: Nút ấn trong thực tế
1.5) CẢM BIẾN QUANG
1) Khái niệm
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi các đại lượng vật lý và các đại
lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lỷ được
Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ,áp suất, vận tốc, gia tốc, độ ẩm ) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng…) chứa đựng thông tinchophép xác định giá trị của đại lượng cần đo Đặc trưng (s) là hàm của đạilượngcần đo (m):
S=F(m)
Trang 11T r a n g 11 | 41
Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến, (m) là đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo) Thông qua đo đạc (s) cho phépnhận biết gá trị của (m)
Phương trình của cảm biến được viết như sau : Y = f(X)
Trong đó: X- đại lượng không điện cần đo
Y- đại lượng điện sau chuyển đổi
2) Cảm biến quang điện
Cảm biến quang điện bao gồm 1 nguồn phát quang và 1 bộ thu quang Nguồn quang sử dụng LED hoặc LASER phát ra ánh sáng thấy hoặc không thấy tùy theo bước sóng Một bộ thu quang sử dụng diode hoặc transitor quang Ta đặt bộ thu và phát sao cho vật cần nhận biết có thể che chắn hoặc phản xạ ánh sáng khi vật xuất hiện
Ánh sáng do LED phát ra được hội tụ qua thấu kính Ở phần thu ánh sáng từ thấu kính tác động đến transitor thu quang Nếu có vật che chắn thì chùm tia sẽ không tác động đến bộ thu được Sóng dao động dùng để bộ thu loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng trong phòng Ánh sáng của mạch phát sẽ tắt và sáng theo tần
số mạch dao động Phương pháp sử dụng mạch dao động làm cho cảm biến thu phát xa hơn và tiêu thụ ít công suất hơn
Lựa chọn điện áp cấp cho cảm biến phải phù hợp với điện áp của mạch điều khiển Do mạch điều khiển kết nối với bộ điều khiển PLC nên điện áp của cảm biến là 24 VDC
Hình 4: Sensor KEYENCE PZ-M51P của hãng Keyence
Trang 12Nguồn sáng Đèn LED màu đỏ
Điều chỉnh độ nhạy Tụ tinh chỉnh 1 vòng (230°)
Thời gian đáp ứng Tối đa 1,5 ms
Chế độ vận hành BẬT-SÁNG/BẬT-TỐI (công tắc có thể lựa chọn)
Đèn báo Ngõ ra và nguồn: Đèn LED màu cam, Vận hành ổn định: Đèn LED màu xanh lá cây *2
Ngõ ra điều khiển NPN: Cực đại 100 mA (24 V)/PNP: Cực đại 100 mA (24 V), Điện áp dư: Tối đa 1 V Màn hình kỹ thuật số ―
Mạch bảo vệ Cực tính ngược, bảo vệ quá dòng, bộ chống sét hấp thụ
Định mức Điện áp nguồn 12 đến 24 VDC ±10%, Độ gợn (P-P): Tối đa 10%, Loại 2
Dòng điện tiêu thụ cho Bộ khuếch đại T: Cực đại 24 mA , R: Cực đại 27 mA Khả năng chống chịu với
môi trường Chỉ số chống chịu thời tiết cho vỏ bọc IP67
Độ chói môi trường xung quanh khi vận hành Đèn bóng tròn tối đa 5.000 lux
*3 , Ánh sáng mặt trời: Tối đa 20,000 lux
Nhiệt độ xung quanh khi vận hành -20 đến +55°C, không đóng băng
Độ ẩm tương đối 35 đến 85% RH (không ngưng tụ) Chống chịu rung 10-55 Hz, 1,5 mm biên độ kép theo các hướng X, Y, và Z, 2 giờ tương ứng Chống chịu va đập 1000 m/s 2 theo hướng X, Y, và Z, 6 lần tương ứng
Vỏ bọc Chất dẻo gia cường sợi thủy tinh
Khối lượng T: Xấp xỉ 50 g
R: Xấp xỉ 50 g (Gồm dây cáp 2 m)
1.6) PLC S7-200
1) Giới thiệu chung
Các thành phần của kĩ thuật điều khiển của điện và điện tử ngày càng đóng một vai trò vô cùng to lớn trong lĩnh vực tự động hóa ngày càng cao Trong những năm gần đây, bên cạnh việc điều khiển bằng Relay và khởi động từ thì việc điều khiển có thể lập trình được càng phát triển với hệ thống đóng mạch điện tử và lập trình bằng máy tính Trong nhiều lĩnh vực các loại điều khiển cũ đã được thay đổi bởi các bộ điều khiển có thể lập trình được có thể gọi là các bộ điều khiển logic
khả trình, viết tắt trong tiếng anh là PLC (Programmable Logic Controller)
Sự khác biệt giữa logic khả trình (thay đổi được quy trình hoạt động) và
điều khiển theo kết nối cứng (không thay đổi được quy trình hoạt động): sự kết
nối dây không còn nữa thay vào đó là chương trình
Trang 13T r a n g 13 | 41
Có thể lập trình cho PLC bằng các ngôn ngữ lập trình đơn giản đặc biệt đối với người sử dụng không cần nhờ vào các ngôn ngữ lập trình khó khăn, cũng có thể lập trình PLC được nhờ vào các liên kết logic đơn giản
Như vậy thiết bị PLC làm nhiệm vụ thay thế phần mạch điều khiển trong
khâu xử lí số liệu nhiệm vụ của sơ đồ mạch điều khiển sẽ được xác định bởi một
số hữu hạn các bước thực hiện xác định gọi là chương trình Chương trình này mô
tả các bước thực hiển gọi một tiến trình điều khiển tiến trình này được lưu vào bộ nhớ nên được gọi là điều khiển theo lập trình nhớ hay điều khiển khả trình Trên
cơ sở sự khác nhau ở khâu xử lí số liệu có thể biểu diễn 2 hệ điều khiển như sau: Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển thì người ta thay đổi mạch điều khiển:
Lắp lại mạch thay đổi các phần tử mới ở hệ điều khiển bằng relay điện Trong khi đó khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ở hệ điều khiển logic khả trình PLC thì người ta chỉ thay đổi chương trình soạn thảo
* Cấu tạo:
Module CPU 224-AC/DC/RLY
Trang 14- Đầu vào số: 14 đầu x 24VDC
- Đầu ra số: 10 đầu ra dạng rơle, 2A
PLC thực chất chạy bằng mã máy với hệ thống số nhị phân, do đó tốc độ quét vòng chương trình có thể đạt đến vài phần ngàn giây, các Software dùng để lập trình PLC tích hợp cả phần biên dịch Các dòng lệnh khi lập trình chúng ta đưa từ chương trình vào thì trình biên dịch sẽ chuyển đổi sang mã máy và ghi từng bit “0” hay bit “1” lên đúng vào vị trí có địa chỉ đã được quy ước trước trong PLC lên PC được thực thi xảy ra ngược lại và trình biên dịch đã làm xong nhiệm
vụ của mình trước khi trả chương trình lên Monitor
Trang 15T r a n g 15 | 41
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tìn hiệu song song:
- Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau
- Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu
- Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển
đồng bộ các hoạt động trong PLC
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song
Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu
từ Data bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về địnhthời, đồng hồ của hệ thống
* Vòng quét của chương trình:
PLC thực hiện các công việc (bao gồm cả chương trình điều khiển) theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét (scancycle) Mỗi vòng quét được bắt đàu bằng việc chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1
Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn xử lý các yêu cầu truyền thông (nếu có) và kiểm tra trạng thái của CPU Mỗi vòng quét có thể mô tả như sau:
Trang 16T r a n g 16 | 41
Chú ý: Bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào/ra tương tự nên các lệnh
truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua
bộ đệm
Thời gian cần thiết để cho PLC thực hiện được 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 cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳthuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông Trong vòng quét đó Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượngđể xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có một khoảngthời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC 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, ví dụ khối OB40, OB80, Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại Các khối chương trình này có thể thực hiện tại mọi vòng quét chứ không phải bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình Chẳng hạn một tín hiệu báo ngẵt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm 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 trong vòng quét Do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối không nênviết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ nhớ đệm của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyền thông giữa bộ đêm 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 thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện với cổng vào/ra
Trang 17T r a n g 17 | 41
* Sơ đồ đấu chân PLC 224-AC/DC/PLY
Trang 18T r a n g 18 | 41
II) THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾT CẤU MÁY
(Tham khảo tài liệu: Thiết kế hệ thống phân loại và đếm sản phẩm theo kích thước.)
2.1) TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
Năng suất làm việc của máy: Q (T/h)
Tốc độ vận chuyển: V=0.05 (m/s)
Chiều dài băng chuyền: L=1 (m)
Góc nghiêng mặt đáy: β=0 (độ)
Độ cao vận chuyển của băng chuyền: H=0 (m)
Lực đẩy của xilanh: F (N)
t động cơ
Lực đẩy của xilanh F : F > F ms max
Với Fms max là lực ma sát lớn nhất giữa bề mặt tiếp xúc của sản phẩm với băng chuyền :
Trang 192.2) TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN HỆ THỐNG BĂNG TRUYỀN
VÀ ĐỘNG CƠ, XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT
1) Tính toán công suất dẫn động cho thiết bị vận tải
Máy vận chuyển vật liệu trong khoảng L (m), độ cao H (m), năng suất là Q (T/h) thì công suất dẫn động là:
N = Q.(H+c.L)/(360 η )(kw) (3) Trong đó c=1,3 là hệ số cản chuyển động
η = η 1 𝜼𝟐𝟐 η 3 (4)
η Là hiệu suất chung của toàn máy
η1 Là hiệu suất của bộ truyền bánh răng η1 = 0,95 η2 Là hiệu suất của một ổ bi η2 = 0,99
η3 Là hiệu suất của băng chuyền η3 = 0,75 Thay vào công thức (4) ta được :
η = 0,95 0,992 0,75 = 0,6983
ta thay vào công thức số (3) ta được :
N = 0,36 (0+1,3 1)/(360 0,6983) = 0,0019 (kw)
2) Tính toán động lực học toàn máy
a) Tính toán công suất trên các trục
N1 (trục động cơ) = 0.01 (kw)
N2 = N1 η1 = 0,01 0,95 = 0,0095 (kw)
N3 = N2 𝜂22 η3 = 0,0095 0,992 0,75 = 0,006983 (kw)
Trang 20T r a n g 20 | 41
b) Tính momen xoắn trên các trục
M i = 0,955 10 6 N i /n i (kw) Với:
n2 = n1 ibr = 60 1
2= 30 (vòng/phút) n3 = n2 1 = 30 1 = 30 (vòng/phút) M1 = 9,55 106 0,01/60 = 1591 (N.m) M2 = 9,55 106 0,0095/30 = 3024,1667 (N.m) M3 = 9,55 106 0,006983/30 = 2222,9217 (N.m)
