ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1TÌM HIỂU PLC VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÈN GIAO THÔNG – KẾT HỢP VỚI VIỆC KẾT NỐI MÁY TÍNH

Sơ đồ khốiKHỐI NGUỒN KHỐI NHẬN TÍN HIỆU ĐK KHỐI XỬ LÝ KHỐI HỒI TIẾP KHỐI HIỂN THỊ KHỐI GIAO TIẾP CÔNG SUẤT CƠ CẤU CHẤP HÀNH Hình 2.1 : S đ kh i c a h th ng ơ đồ khối của hệ thống ồ khối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

CƠ SỞ THANH HÓA – KHOA CÔNG NGHỆ

- -ĐỒ ÁN 1

TÌM HIỂU PLC VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÈN GIAO

THÔNG – KẾT HỢP VỚI VIỆC KẾT NỐI MÁY TÍNH

GIÁO VIÊN HD : PHẠM THÁI HÒA

THANH HÓA, THÁNG 03 NĂM 2014.

DANH SÁCH NHÓM 02 T

T

NH N XÉT C A GI NG VIÊN H ẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ƯỚNG DẪN NG D N ẪN

Thanh Hóa, ngày … tháng … năm 2014

GIẢNG VIÊN

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

L I NÓI Đ UỜI NÓI ĐẦU ẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀING 1: T NG QUAN V Đ TÀIỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI 2

1.1 Đ t v n đặt vấn đề ấn đề ề 2

1.2 M c đích và yêu c u đ tàiục đích và yêu cầu đề tài ầu đề tài ề 3

1.3 Gi i h n c a đ ánới hạn của đồ án ạn của đồ án ủa đồ án ồ án 3

1.4 Th c hi n đ tàiực hiện đề tài ện đề tài ề 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀING 2: T NG QUAN V H TH NGỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI Ệ THỐNG ỐNG 4

2.1 S đ kh iơ đồ khối ồ án ối 4

2.2 Phân tích các kh i ng d ngối ứng dụng ục đích và yêu cầu đề tài 4

2.2.1 Kh i ngu nối ồ án 4

2.2.2 Kh i nh n tín hi u đi u khi nối ận tín hiệu điều khiển ện đề tài ề ển 5

2.2.3 Giao ti p công su tếp công suất ấn đề 6

2.2.4 Kh i hi n thối ển ị 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀING 3: T NG QUAN V PLCỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI 8

3.1 C u trúc PLCấn đề 8

3.1.1 Đ n v x lý trung tâmơ đồ khối ị ử lý trung tâm 9

3.1.2 H th ng busện đề tài ối 9

3.1.3 B nhộ nhớ ới hạn của đồ án 10

3.1.4 Các ngõ vào ra I/O 11

3.2 Các ho t đ ng x lý bên trong PLCạn của đồ án ộ nhớ ử lý trung tâm 11

3.2.1 X lý chử lý trung tâm ươ đồ khốing trình 11

3.2.2 X lý xu t nh pử lý trung tâm ấn đề ận tín hiệu điều khiển 13

3.3 Ngôn ng l p trìnhữ lập trình ận tín hiệu điều khiển 14

3.4 Gi i thi u t ng quan v PLC MITSUBISHI FX1Nới hạn của đồ án ện đề tài ổng quan về PLC MITSUBISHI FX1N ề 14

3.4.1 Đ c đi m kỹ thu t c aPLC MITSUBISHI FX1Nặt vấn đề ển ận tín hiệu điều khiển ủa đồ án 15

3.4.2 B trí I/O c aPLC MITSUBISHI FX1Nối ủa đồ án 19

3.5 Ngôn ng l p trìnhữ lập trình ận tín hiệu điều khiển 26

3.5.2 C u trúc c a m t l nh chấn đề ủa đồ án ộ nhớ ện đề tài ươ đồ khốing trình 27

3.6 Thi t b dùng trong l p trìnhếp công suất ị ận tín hiệu điều khiển 27

3.6.1 Ngõ vào và ngõ ra 27

3.6.2 R le ph trơ đồ khối ục đích và yêu cầu đề tài ợ 29

3.6.3 Relay tr ng thái (Auxiliary relays)ạn của đồ án 30

3.6.4 Thanh ghi 31

3.6.5 H ng s Kằng số K ối 36

3.6.6 H ng s Hằng số K ối 36

3.6.7 Các thi t b word, bit và nhóm bitếp công suất ị 36

3.6.8 B đ nh thì (timer)ộ nhớ ị 37

3.6.9 B đ m (counter)ộ nhớ ếp công suất 38

3.7 Các l nh c b nện đề tài ơ đồ khối ản 40

3.7.1 L nh Load (LD)ện đề tài 40

3.7.2 L nh LOAD INVERSEện đề tài 40

3.7.3 L nh OUTện đề tài 41

3.7.4 L nh AND và AND INVERSI (ANI)ện đề tài 41

3.7.5 L nh OR và OR INVERSE (ORI).ện đề tài 41

3.7.6 OR Block 42

3.7.7 And Block 42

3.7.8 Set và Reset 42

3.7.9 End 43

3.7.10 Timer và Counter 43

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀING 4: THI T K VÀ THI CÔNG ĐÈN GIAO THÔNG - K T H P V I ẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÈN GIAO THÔNG - KẾT HỢP VỚI ẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÈN GIAO THÔNG - KẾT HỢP VỚI ẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÈN GIAO THÔNG - KẾT HỢP VỚI ỢP VỚI ỚI VI C GHÉP N I MÁY TÍNHỆ THỐNG ỐNG 53

4.1 Thi t k giao di n cho HMI GOT F940–LWD–E b ng ph n m m GT ếp công suất ếp công suất ện đề tài ằng số K ầu đề tài ề Disigner2 53

4.1.1 Gi i thi u ph n m n GT Disigner2ới hạn của đồ án ện đề tài ầu đề tài ề 53

4.1.2 Thi t k màn hình chínhếp công suất ếp công suất 59

4.2 Sau khi th c hi n xong các bực hiện đề tài ện đề tài ưới hạn của đồ ánc ta ch n GT Simulator 2 ch n GOT ọn GT Simulator 2 chọn GOT ọn GT Simulator 2 chọn GOT

1000 seris GT16 Simulator nh n Starấn đề 68

4.3 B ng phân công đ u vào raản ầu đề tài 70

4.4 Vi t chếp công suất ươ đồ khốing trình PLC 70

4.5 Bi u đ tr ng thái ngõ raển ồ án ạn của đồ án 72

4.5.1 Ch đ t đ ngếp công suất ộ nhớ ực hiện đề tài ộ nhớ 72

4.5.2 Ch đ b ng tayếp công suất ộ nhớ ằng số K 72

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀING 5: 73

GI N Đ THU T TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HO T Đ NGẢN ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Ồ THUẬT TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ẬT TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ẠT ĐỘNG ỘNG 73

5.1 Gi n đ thu t toánản ồ án ận tín hiệu điều khiển 73

5.2 Nguyên lý ho t đ ngạn của đồ án ộ nhớ 74

5.2.1 Mô t ho t đ ngản ạn của đồ án ộ nhớ 74

5.2.2 Thuy t Minh Chếp công suất ươ đồ khốing Trình 74

K T LU NẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÈN GIAO THÔNG - KẾT HỢP VỚI ẬT TOÁN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 76

DANH M C HINH ỤC LỤC

Hình 2.1 : Sơ đồ khối của hệ thống 4

Hình 2.2 :Hình khối nguồn cung cấp cho PLC 4

Hình 2.3: Hình dạng một số nút nhấn trong công nghiệp 5

Hình 2.4: Hình dạng PLC 5

Hình 2.5: Hình dạng một số loại rờ le trung gian sử dụng trong điện công nghiệp 7

Hình 2.10: Hình dạng đèn báo trong hệ thống 7

Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống 8

Hình 3.2: Sơ đồ khối tổng quát của CPU 9

Hình 3.3: Sơ đồ khối hoạt động PLC 12

Hình 3.4:Hình dạng PLC Mitsubishi 19

Hình 3.5: Cấu tạo bên ngoài của PLC FX1N-40MR 19

Hình 3.6: Cấu tạo các ngõ kết nối của PLC FX1N-40MR 20

Hình 3.7: Hình dạng bố trí I/O của PLC FX1N 23

Hình 3.8: Sơ đồ đấu dây cho PLC FX1N 24

Hình 3.9: Sơ đồ đấu mạch tín hiệu vào 25

Hình 3.10: Sơ đồ đấu mạch ngõ ra 26

Hình 2.1: Các bước thao tác khởi động phần mềm GT Disigner2 53

Hình 2.2: Hộp thoại lựa chọn dự án 54

Hình 2.3: Khởi động dự án mới 54

Hình 2.4: Cài đặt cho hệ thống GOT 55

Hình 2.5: Xác nhận các thông số cài đặt cho hệ thống GOT 55

Hình 2.6: Cài đặt kết nối 56

Hình 4.1 : Đoạn chương trình nạp cho PLC 72

DANH M C B NG ỤC LỤC ẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Bảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N 15

Bảng 3.2:Số lượng ngõ vào/ra của PLC FX1N 18

Bảng 3.3: Bảng thông số chi tiết họ PLC FX1N 21

Bảng 3.4: Thông số chi tiết họ PLC FX1N-32MT-ESS 22

Bảng 3.5:Đặc tính kỹ thuật relay phụ trợ trên PLC FX1N 30

Bảng 3.6 : Đặc tính kỹ thuật relay trạng thái trên PLC FX1N 31

Bảng 3.7 Thanh ghi điều chỉnh được từ biến trở bên ngoài 34

Bảng3.8 Bảng đặc tính kỹ thuật thanh ghi trên PLC FX1N 36

Bảng 3.9 Bảng đặc tính kỹ thuật bộ định thì trên PLC FX 38

Bảng 3.10 Đặc tính kỹ thuật bộ định thì trên PLC FX 40

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU

Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, ở mọi ngành sản xuất,mục tiêu nâng cao suất lao động, chất lượng sản phẩm và giá trị kinh tế là mụctiêu quan trong hàng đầu Để đạt được mục tiêu trên cần phải có nhiều biện phápthích hợp với từng giai đoạn phát triển Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóngcủa công nghệ cao, việc ứng dụng các công nghệ điều khiển tự động vào các quytrình sản xuất là hướng đi tất yếu cho sự phát triển kinh tế xã hội Việc ứng dụngcông nghệ PLC vào điều khiển tự động- Đặc biệt là thiết kế và thi công đèn giaothông - kết hợp với việc ghép nối máy tính đã đem lại kết quả đầy tính ưu việt.Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ứng dụng PLC ghép nối với máytính có độ chính xác cao, thời gian xử lý dữ liệu ngắn kể cả việc thống kê và in

ra kết quả Vì vậy việc ứng dụng PLC vào điều khiển tự động là vấn đề rất quantrọng

Với đề tài nghiên cứu, thiết kế và thi công đèn giao thông - kết hợp với việcghép nối máy tính điều khiển bằng PLC Mitsubishi FX1N, giúp em có thể hiểuđược một số ứng dụng và phương pháp lập trình điều khiển của PLC hãngMitsubishi Đây chỉ là một mô hình nhỏ và là hệ thống ứng dụng ngoài thực tế Tuy nhiên, PLC là một lĩnh vực mới đối với sinh viên đang ngồi trên ghếnhà trường, cũng như thời gian nghiên cứu tương đối ngắn, nên mặc dù đượcthầy giáo hướng dẫn tận tình và sự nỗ lực của nhómnhưng không tránh khỏinhững sai sót

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thái Hòa đã tận tình giúp đỡ chúng

em trong thời gian qua

Thanh Hóa , ngày … tháng … năm 2014

Nhóm sinh viên thực hiện:

CH ƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NG 1: T NG QUAN V Đ TÀI ỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật ngành tựđộng hóa đã phát triển nhanh chóng cùng với các ngành công nghệ khác, nhằm đápứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Tự động hóa đóng vai trò cốt lõi trong hệthống của các công ty, nhà máy sản xuất, giao thông

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ gia tăng không ngừng về cácloại phương tiện giao thông Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giaothông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên.Vấn đềđặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điềukhiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là mộtgiải pháp Để viết chương trình điều khiển đèn giao thông ta có thể viết trên nhiều

hệ ngôn ngữ khác nhau Nhưng với những ưu điểm vượt trội của PLC FX 1N như:

Có thể ghép nối mở rộng, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linhhoạt Nên ở đây tôi đã tìm hiểu hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC(Programmble Logic Control) với ngôn ngữ lập trình của FX 1Nđể viết chươngtrình điều khiển đèn giao thông Xuất phát từ những nhu cầu thực tế, tình trạng áchtắc thường xảy ra vào những thời gian cao điểm.Với ham muốn hiểu biết về về lĩnhvực này, tôi xin chọn đề tài : “tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông

- kết hợp với việc ghép nối máy tính” làm đồ án nôn học Mục đích của đề tài này

là hiểu biết về các thiết bị tự động hoá, các giải pháp tự động hoá tích hợp toàn diệnthông qua PLC FX 1N và quan trọng nhất là những giải pháp giao thông tại các ngã

tư và cụm ngã tư nhằm tiết kiệm thời gian và ách tắc giao thông (Điều khiển Trongnhững năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ gia tăng khôngngừng về các loại phương tiện giao thông Sự phát triển nhanh chóng của cácphương tiện giao thông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rấtthường xuyên.Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và

sử dụng đèn điều khiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của cáclàn đường là một giải pháp Với suy nghĩ là ứng dụng kiến thức đã học ở trường và

tìm hiểu thêm ở thực tế và sách vở, chúng em đã chọn đề tài “tìm hiểu về PLC vàứng dụng thiết kế đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” với mongmuốn sau khi thực hiện xong đề tài này chúng em có thể làm việc thành thạo hơn ởcác nhà máy sản xuất và các công ty chuyên về tự động hóa.

1.2 Mục đích và yêu cầu đề tài

Nhằm phục vụ cho công nghệ dây chuyền sản xuất tự động hiện đại nhanhchóng, chính xác và hiệu quả cho các xí nghiệp, nhà máy sản xuất công nghiệp,những nơi có dây chuyền sản xuất tự động

Từ mục đích đề tài “tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông kết hợp với việc ghép nối máy tính” phải đảm bảo các yêu cầu:

-Sử dụng tiện lợi, hiệu quả và rộng rãi trên khắp cả nước

Tự động mà không cần đến sự can thiệp tại chỗ của người vận hành

1.3 Giới hạn của đồ án

Hệ thống PLC nói chung là thiết bị sử dụng linh kiện điện tử hiện đại,

cho nên đòi hỏi phải có một khoảng thời gian dài tìm hiểu Có rất nhiều khó

khăn trong lúc thực hiện đề tài “Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn

giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” Với thời gian ngắn nhưng lại

có nhiều vấn đề cần giải quyết, hơn nữa kiến thức người tìm hiểu đề tài có hạn,sinh viên thực hiện đề tài chỉ tập trung giải quyết những vấn đề sau:

Tìm hiểu và phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống PLC

Ứng dụng của hệ thống PLC để thiết kế và thi công đèn giao thông - kếthợp với việc ghép nối máy tính

1.4 Thực hiện đề tài

Nghiên cứu mô hình “tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việcghép nối máy tính” sử dụng PLC FX1N của hãng tìm hiểu về PLC và đèn giaothông - kết hợp với việc ghép Mitshumishi

Thông qua PLC thực hiện đóng mở hệ thống relay, bộ đếm, thanh ghi …Lập trình điều khiển PLC

Thiết kế hệ thống đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính

CH ƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NG 2: T NG QUAN V H TH NG ỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI Ệ THỐNG ỐNG2.1 Sơ đồ khối

KHỐI NGUỒN

KHỐI NHẬN

TÍN HIỆU ĐK KHỐI XỬ LÝ

KHỐI HỒI TIẾP

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI GIAO TIẾP CÔNG SUẤT

CƠ CẤU CHẤP HÀNH

Hình 2.1 : S đ kh i c a h th ng ơ đồ khối của hệ thống ồ khối của hệ thống ối của hệ thống ủa hệ thống ệ thống ối của hệ thống

Hệ thống được điều khiển bởi bộ điều khiển lập trình Programmable LogicController viết tắc là PLC , cụ thể là PLC MITSUBISHI FX1N và một số thiết

bị khác như, rơ le, nút bấm, Aptomat, đèn

Nguồn DC dùng để cung cấp cho rơle và nguồn điều khiển PLC

Hình 2.2 :Hình kh i ngu n cung c p cho PLC ối của hệ thống ồ khối của hệ thống ấp cho PLC

2.2.2.1 Nút nhấn

Là thiết bị dùng để tiếp nhận các tín hiệu điều khiển như:

- Nh n tín hi u đ kh i đ ng h th ng.ận tín hiệu điều khiển ện đề tài ển ởi động hệ thống ộ nhớ ện đề tài ối

- Nh n tín hi u đ kh i đ ng ch c năng.ận tín hiệu điều khiển ện đề tài ển ởi động hệ thống ộ nhớ ứng dụng

- Nh n tín hi u đ d ng h th ng.ận tín hiệu điều khiển ện đề tài ển ừng hệ thống ện đề tài ối

- Nh n tín hi u đ d ng ch c năng.ận tín hiệu điều khiển ện đề tài ển ừng hệ thống ứng dụng

Hình 2.3: Hình d ng m t s nút nh n trong công nghi p ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ột số nút nhấn trong công nghiệp ối của hệ thống ấp cho PLC ệ thống

2.2.2.2 Khối xử lý

PLC là thiết bị điều khiển lập trình được thực hiện linh hoạt các thuật toánđiều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình Các chương trình (hay sựkiện) khi ta viết song nạp vào hệ thống bên trong PLC thì các chương trình nàyđược khích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặcqua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện đếm

Hình 2.4: Hình d ng PLC ạng một số nút nhấn trong công nghiệp

2.2.3 Giao tiếp công suất

2.2.3.1 Aptomat

CB bảo vệ là khí cụ điện dùng để đóng mạch điện động lực và các thiết bịphụ tải có công suất lớn, trong mô hình này dùng để đóng ngắt hệ thống hoạtđộng

 Thông s kỹ thu t :ối ận tín hiệu điều khiển

- Đi n áp cung c p 220VAC /50Hzện đề tài ấn đề

- Cường độ dòng điện định mức: 16Ang đ dòng đi n đ nh m c: 16Aộ nhớ ện đề tài ị ứng dụng

2.2.3.2 Rơ le trung gian

Relay trung gian là một khí cụ điện được dùng trong lĩnh vực điều khiển tựđộng Đây là một loại relay điện áp, nguyên lý hoạt động tương tự nhưcontactor, nhưng điểm khác biệt giữa contactor và relay trung gian là:

Relay trung gian chỉ có một loại tiếp điểm cho các dòng điện có cường độnhỏ đi qua, không có tiếp điểm chính

Trong relay trung gian có những tiếp điểm thường đóng và tiếp điểmthường mở nhưng không có bộ phận dập hồ quang

Nhằm bảo vệ cho CPU tránh những rủi ro từ nguồn điện xoay chiều220VAC làm hư hỏng PLC , nên tránh cấp nguồn 220VAC trực tiếp vào tiếpđiểm PLC , vì thế phải dùng relay trung gian loại 24 VDC để đóng ngắt các tiếpđiểm của van

 Thông s kỹ thu t:ối ận tín hiệu điều khiển

- Loại 02 tiếp điểm thường đóng 02 tiếp điểm thường hở

- Điện áp cuộn dây: 24VDC /5A

- Cường độ dòng điện định mức: 28VDC/ 5A hoặc 220VAC

Hình 2.5: Hình d ng m t s lo i r le trung gian s d ng trong đi n ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ột số nút nhấn trong công nghiệp ối của hệ thống ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ờ le trung gian sử dụng trong điện ử dụng trong điện ụng trong điện ệ thống

công nghi p ệ thống 2.2.4 Khối hiển thị

- Đèn STOP báo hi u h th ng đã ng ng ho t đ ng.ện đề tài ện đề tài ối ừng hệ thống ạn của đồ án ộ nhớ

- Đèn RUN báo hi u h th ng đang ho t đ ng ện đề tài ện đề tài ối ạn của đồ án ộ nhớ

Hình 2.10: Hình d ng đèn báo trong h th ng ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ệ thống ối của hệ thống

CH ƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NG 3: T NG QUAN V PLC ỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Ề ĐỀ TÀI3.1 Cấu trúc PLC

Bộ nhớ chương trình

Bộ đệm vào ra

Cổng vào ra

Cổng ngắt và đếm tốc độ cao

Quản lý ghép nối

Hình 3.1: S đ kh i c a h th ng ơ đồ khối của hệ thống ồ khối của hệ thống ối của hệ thống ủa hệ thống ệ thống ối của hệ thống

Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trìnhbằng tay hay bằng máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủRAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vịlập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉkhi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyềnsang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗtrợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLCqua cổng RS232, RS422, RS458,…

Kh i x lý trung tâm (CPU) g m ba ph n: b x lý, h th ng b nhối ử lý trung tâm ồ án ầu đề tài ộ nhớ ử lý trung tâm ện đề tài ối ộ nhớ ới hạn của đồ án

và h th ng ngu n cung ện đề tài ối ồ án

Bộ nguồn

Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu.

Control Bus: Bus điều kiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều

kiển đồng bộ các hoạt động trong PLC

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và module vào rathông qua Data Bus gồm 8 đường truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thờihay song song

Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ cuả nó trên Address Bus, nó sẽchuyển 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, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữliệu từ Data bus Contol bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu

trình hoạt động của PLC

Các đ a ch vào s li u đị ỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một ối ện đề tài ược chuy n lên các bus tển ươ đồ khốing ng trong m tứng dụng ộ nhớ

th i gian h n ch ờng độ dòng điện định mức: 16A ạn của đồ án ếp công suất

H th ng Bus sẽ làm nhi m v trao đ i thông tin gi a CPU, b nh vàện đề tài ối ện đề tài ục đích và yêu cầu đề tài ổng quan về PLC MITSUBISHI FX1N ữ lập trình ộ nhớ ới hạn của đồ ánI/O Bên c nh đó, CPU đạn của đồ án ược cung c p m t xung Clock có t n s t 1 – 8ấn đề ộ nhớ ầu đề tài ối ừng hệ thống.MHZ Xung này quy t đ nh t c đ ho t đ ng c a PLC và cung c p các y uếp công suất ị ối ộ nhớ ạn của đồ án ộ nhớ ủa đồ án ấn đề ếp công suất

t v đ nh th i, đ ng h c a h th ng.ối ề ị ờng độ dòng điện định mức: 16A ồ án ồ án ủa đồ án ện đề tài ối

3.1.3 Bộ nhớ

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :

Làm bộ nhớ định thời cho các kênh trạng thái I/O

Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghicác Relay

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bô nhớ, tất cả mọi vị trítrong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một đếm địa chỉ ở bên trong bộ

vi xử lý Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếptheo Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra,quá trình này được gọi là quá trình đọc

Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này

có khả năng chứa 2000  16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch Trong PLCcác bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng

RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa

bỏ nội dung bất kỳ lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi

bị mất Để tránh tình trạng này các PLC được trang bị một pin khô, có khả năngcung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tếRAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện naydùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ màngười sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được

Nội dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy,

đã được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng khôngmuốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG(Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM

Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụngtrong máy lập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn

Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là12/24VDC hoặc 100/240VAC

Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênhI/O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC , điều này làm cho việc kiểm trahoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiệnviệc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra

3.2 Các hoạt động xử lý bên trong PLC

3.2.1 Xử lý chương trình.

Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ đượcviết trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ

PLC có bộ đếm địa chỉ bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong

bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách từng tự từng lệnh một, từ đầu đầucho đến cuối chương trình Một chu kỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp

- Đ c tr ng thái t t c đ u vào:ọn GT Simulator 2 chọn GOT ạn của đồ án ấn đề ản ầu đề tài PLC th c hi n l u các tr ng thái v t lýực hiện đề tài ện đề tài ư ạn của đồ án ận tín hiệu điều khiển

c a ngõ vào Ph n chủa đồ án ầu đề tài ươ đồ khốing trình ph c v công vi c này có s n trong PLC vàục đích và yêu cầu đề tài ục đích và yêu cầu đề tài ện đề tài ẵn trong PLC và

đượ ọn GT Simulator 2 chọn GOT c g i là h đi u hành.ện đề tài ề

- Th c hi n chực hiện đề tài ện đề tài ươ đồ khốing trình: B x lý sẽ đ c và x lý tu n t l nh m tộ nhớ ử lý trung tâm ọn GT Simulator 2 chọn GOT ử lý trung tâm ầu đề tài ực hiện đề tài ện đề tài ộ nhớtrong chươ đồ khốing trình Trong khi đ c và x lý các l nh, b vi x lý sẽ đ c tínọn GT Simulator 2 chọn GOT ử lý trung tâm ện đề tài ộ nhớ ử lý trung tâm ọn GT Simulator 2 chọn GOT

hi u các đ u vào, th c hi n các phép toán logic k t qu sau đó sẽ xác đ nhện đề tài ầu đề tài ực hiện đề tài ện đề tài ếp công suất ản ị

tr ng thái c a các đ u ra.ạn của đồ án ủa đồ án ầu đề tài

- X lý nh ng yêu c u truy n thôngử lý trung tâm ữ lập trình ầu đề tài ề : Su t th i gian CPU x lý thông tinối ờng độ dòng điện định mức: 16A ử lý trung tâmtrong chu trình quét PLC x lý t t c thông tin nh n đử lý trung tâm ấn đề ản ận tín hiệu điều khiển ượ ừng hệ thống ổng quan về PLC MITSUBISHI FX1Nc t c ng truy nềthông hay các module m r ng.ởi động hệ thống ộ nhớ

- Th c hi n t ki m tra:ực hiện đề tài ện đề tài ực hiện đề tài ển Trong 1 chu kỳ quét, PLC ki m tra ho t đ ngển ạn của đồ án ộ nhớ

c a CPU và tr ng thái c a các module m r ng.ủa đồ án ạn của đồ án ủa đồ án ởi động hệ thống ộ nhớ

- Xu t tín hi u ngõ vào:ấn đề ện đề tài B vi x lý sẽ g n các tr ng thái m i cho cácộ nhớ ử lý trung tâm ắn các trạng thái mới cho các ạn của đồ án ới hạn của đồ án

đ u ra t i các module đ u ra.ầu đề tài ạn của đồ án ầu đề tài

Đọc trạng thái các ngõ vào

Thực hiện chương

trình

Thực hiện quá trình kiểm tra

Xử lý yêu cầu truyền thông

Xuất tín ở ngõ ra

Hình 3.3: S đ kh i ho t đ ng PLC ơ đồ khối của hệ thống ồ khối của hệ thống ối của hệ thống ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ột số nút nhấn trong công nghiệp 3.2.2 Xử lý xuất nhập

Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I/O trong PLC :

- Cập nhật liên tục: Trong phương pháp này, CPU phải mất một khoảng

thời gian để đọc trạng thái của các ngõ vào sẽ được xử lý Khoảng thời gian trên,thường là 3ms, nhằm tránh tác động xung nhiễu gây bởi contact ngõ vào Cácngõ ra được kích trực tiếp (nếu có) theo sau tác vụ kiểm tra logic Trạng thái cácngõ ra được chốt trong khối ngõ ra nên trạng thái của chúng được duy trì chođến lần cập nhật kế tiếp

- Lưu ảnh quá trình xuất nhập: Hầu hết các PLC loại lớn có thể có vài trăm

I/O, vì thế CPU chỉ có thể xử lý một lệnh ở một thời điểm Trong suốt quá trìnhthực thi, trạng thái mỗi ngõ nhận phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tácđộng của nó trong chương trình Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõvào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục, gọi là chu kỳ quét haythời gian quét, trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào

Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I/O được cập nhật tớimột vùng đặc biệt trong chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt này đượcdùng như một bộ đếm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I/O.Từng ngõ vào và ngõ ra được cấp phát một ô nhớ trong vùng RAM này Trongkhi lưu trạng thái các ngõ vào/ra vào RAM CPU quét khối ngõ vào và lưu trạngthái chúng vào RAM Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình.Khichương trình được thực hiện, trạng thái của các ngõ vào đã lưu trong RAM đượcđọc ra Các tác vụ được thực hiện theo các trạng thái trên và kết quả trạng tháicủa các ngõ ra được lưu vào RAM ngõ ra Sau đó vào cuối chu kỳ quét, quátrình cập nhật trạng thái vào/ra chuyển tất cả tín hiệu ngõ ra từ RAM vào khốingõ ra tương ứng, kích các ngõ ra trên khối vào ra Khối ngõ ra được chốt nênchúng vẫn duy trì trạng thái cho đến khi chúng được cập nhật ở chu kỳ quét kếtiếp

Tác vụ cập nhật trạng thái vào/ra trên được tự động thực hiện bởi CPUbằng một đoạn chương trình con được lập trình sẵn bởi nhà sản xuất Như vậy,chương trình con sẽ được thực hiện tự động vào cuối chu kỳ quét hiện hành và

đầu chu kỳ kế tiếp Do đó, trạng thái của các ngõ vào/ra được cập nhật.

Lưu ý rằng, do chương trình con cập nhật trạng thái được thực hiện tại mộtthời điểm xác định của chu kỳ quét, trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra khôngthay đổi trong chu kỳ quét hiện hành Nếu một ngõ vào có trạng thái thay đổisau sự thực thi chương trình con hệ thống, trạng thái đó sẽ không được nhận biếtcho đến quá trình cập nhật kế tiếp xảy ra

Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được sửdụng, thường là vài ms Thời gian thực thi chương trình (chu kỳ quét) phụ thuộcvào độ lớn chương trình điều khiển Thời gian thi hành một lệnh cơ bản (mộtbước) là 0,08 s đến 0,1s tùy loại PLC , nên chương trình có độ lớn 1K bước(1000 bước) có chu kỳ quét là 0,8ms đến 1ms Tuy nhiên, chương trình điềukhiển thường ít hơn 1000 bước, khoảng 500 bước trở lại

3.3 Ngôn ngữ lập trình

Có 5 lo i ngôn ng l p trình cho PLC :ạn của đồ án ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển

 Ngôn ng l p trình ST (Structure text) ho c (Statement List)ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển ặt vấn đề

 Ngôn ng l p trình IL (Instruction List)ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển

 Ngôn ng l p trình FBD (Function Block Diagrams)ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển

 Ngôn ng l p trìnhSFC (Sequence Function Charts)ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển

 Ngôn ng l p trình LD (Ladder Diagram)ữ lập trình ận tín hiệu điều khiển

3.4 Giới thiệu tổng quan về PLC MITSUBISHI FX1N

FX1N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ratrong khoảng 14-60 I/O Tuy nhiên, khi sử dụng các module vào ra mở rộng,FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O FX1N được tăng cườngkhả năng truyền thông, nối mạng, cho phép tham gia trong nhiều cấu trúc mạngkhác nhau như Ethernet, ProfileBus, CC-Link, CanOpen, DeviceNet,… FX1N

có thể làm việc với các module analog, các bộ điều khiển nhiệt độ Đặc biệt,FX1N PLC được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độcao (tần số tối đa 60kHz), hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là100kHz

Điều này cho phép các bộ điều khiển lập trình thuộc dòng FX1N PLC cóthể cùng một lúc điều khiển một cách độc lập hai động cơ servo hay tham giacác bài toán điều khiển vị trí(điều khiển hai toạ độ độc lập).

3.4.1 Đặc điểm kỹ thuật củaPLC MITSUBISHI FX1N

B ng 3.1:Đ c tính kỹ thu t c a PLC FX1N ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ật của PLC FX1N ủa hệ thống

X ử lý trung tâm lý chươ đồ khốing trình Thực hiện đề tàic hi n quét chện đề tài ươ đồ khốing trình tuầu đề tàin hoàn

Phươ đồ khốing pháp x lý vào/raử lý trung tâm

(I/O)

C p nh t đ u vàận tín hiệu điều khiển ận tín hiệu điều khiển ởi động hệ thống ầu đề tài

cu i chu kì quét (khiối

l nh END thi hành)ện đề tài

Có l nh làm tện đề tài ươ đồ khốii ngõ ra

Thờng độ dòng điện định mức: 16Ai gian x ử lý trung tâm lý lện đề tàinh Đ i v i các l nh c b n: 0,08 sối ới hạn của đồ án ện đề tài ơ đồ khối ản μs

Đ i v i các l nh ng d ng: 1,52 ối ới hạn của đồ án ện đề tài ứng dụng ục đích và yêu cầu đề tài ÷ kho ng 100ảns

μsNgôn ng ữ lập trình lận tín hiệu điều khiểnp trình Ngôn ng ữ lập trình Ladder và

Dung lượng chươ đồ khốing trình 8000 bưới hạn của đồ ánc RAM: t iối

đa 16000 bưới hạn của đồ ánc

Có th ch n b nhển ọn GT Simulator 2 chọn GOT ộ nhớ ới hạn của đồ ánRAM/EPROM/EEPROM

S ối lện đề tàinh S ối l nh c bện đề tài ơ đồ khối ảnn: 27

S ối lện đề tàinh Ladder: 2

Sối lện đề tàinh ứng dụngng dục đích và yêu cầu đề tàing:

128

Có t i đa 298 lối ện đề tàinh ứng dụngng

d ng đục đích và yêu cầu đề tài ược thi hành

Cấn đều hình Vào/Ra (I/O) Phầu đề tàin cứng dụngng có t i đa 256 ngối õ Vào/Ra, tùy thu cộ nhớ

vào ngường độ dòng điện định mức: 16Ai s ử lý trung tâm dục đích và yêu cầu đề tàing chọn GT Simulator 2 chọn GOT n (Phầu đề tàin mềm có t i đaối

256 đ u vào, 256 đầu đề tài ầu đề tàiu ra)

R le phơ đồ khối ục đích và yêu cầu đề tài

tr (ợ M)

Thông

thường độ dòng điện định mức: 16Ang

S lối ượng: 500 T M0 ừng hệ thống ÷ M499

Chốit S lối ượng: 2572 T ừng hệ thống M500 ÷ M3071

Đ c bi t ặt vấn đề ện đề tài S lối ượng: 256 T M8000 ừng hệ thống ÷ M8255

Khởi động hệ thống.i tạn của đồ áno S lối ượng: 10 (tận tín hiệu điều khiểnp con) T ừng hệ thống S0 ÷ S9Khai báo S lối ượng: 100 T ừng hệ thống S900 ÷ S999

Trì

Kho ng đản ịnh thì: 0 ÷32,767 giây

S lối ượng: 4

T246 ÷ T249

100 mili giâyduy trì

Kho ng đ nh thì: 0 ÷ản ị3276,7 giây

Lo i: b đ m lên 16 bitạn của đồ án ộ nhớ ếp công suất

Ch t 16 C16 ối S lối ượng: 184 T C16 ÷ C199ừng hệ thống

Lo i: b đ m lên 16 bitạn của đồ án ộ nhớ ếp công suấtThông

thường độ dòng điện định mức: 16Ang

-T ừng hệ thống C235 ÷ C240

1 pha ho tạn của đồ án 1 pha: T C241 ÷ C245ừng hệ thống

đ ngộ nhớ

b ng ngõ vàoằng số K

* T i đa 60kHz choối

ph n c ng c a HSCầu đề tài ứng dụng ủa đồ án(C235, C236,C246)

* T i đa 10kHz choối

ph nầu đề tài

m m c a HSC (C237 ÷ề ủa đồ ánC245, C247 ÷ C250)

2 pha:

*T i đa 30kHz choối

ph n c ng c a HSCầu đề tài ứng dụng ủa đồ án(C251)

* T i đa 5kHz choối

ph nầu đề tài

m m c a HSC (C252 ÷ề ủa đồ ánC255

Ch tối S lối ượng: 7872 T D128 ÷ D7999ừng hệ thống

Lo i: c p thanh ghi l uạn của đồ án ặt vấn đề ư

tr d li u 16 bit dùngữ lập trình ữ lập trình ện đề tàicho thi t b 32 bitếp công suất ị

T p tinận tín hiệu điều khiển S lối ượng: 7000 T D1000 ÷ D7999ừng hệ thống

Lo i: thanh ghi l u trạn của đồ án ư ữ lập trình

S lối ượng: 2

D li u chuy n t bi nữ lập trình ện đề tài ển ừng hệ thống ếp công suất

tr đi u ch nh đi n ápởi động hệ thống ề ỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một ện đề tài

đ t ngoài vào thanh ghiặt vấn đềD8030 và D8031

Đ c bi tặt vấn đề ện đề tài S lối ượng: 256 (k cển ản

D8030,D8031)

T D8000 ÷ D8255ừng hệ thống

Lo i: thanh ghi l u trạn của đồ án ư ữ lập trình

d li u 16 bitữ lập trình ện đề tài

Ch m cỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một ục đích và yêu cầu đề tài S lối ượng: 16 T V0 ÷ V7 và Z0 ÷ Z7ừng hệ thống

Lo i: thanh ghi d li uạn của đồ án ữ lập trình ện đề tài

16 bitCon trỏ có thể chứa từ 300

(P)

Dùng v iới hạn của đồ án

l nhện đề tàiCALL

S lối ượng: 128 T P0 ÷ P127ừng hệ thống

Dùng v i cácới hạn của đồ án

ng tắn các trạng thái mới cho các

S lối ượng: 6 100* đ n 150* (kíchếp công suất

c nh lên *=1, kích c nhạn của đồ án ạn của đồ án

S lối ượng: 8 T N0 ÷ N7ừng hệ thống

MELSEC FC có nhiều loại phiên bản khác nhau tùy thuộc vào bộ nguồnhay công nghệ của ngõ ra Ta có thể lựa chọn bộ nguồn cung cấp 100-200V AC,24V DC hay 12-24V DC, ngõ ra là relay hoặc transistor

B ng 3.2:S l ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ối của hệ thống ượng ngõ vào/ra của PLC FX1N ng ngõ vào/ra c a PLC FX1N ủa hệ thống

FX1N

vào

S ngõ ố ngõ ra

Ngu n ồn Lo i ngõ ra ại

24 VDChay 100-240VAC

Transistorhay Relay

Hình 3.4:Hình d ng PLC Mitsubishi ạng một số nút nhấn trong công nghiệp

 C u trúc PLC FX1N-40MR ấu trúc PLC FX1N-40MR

Hình 3.5: C u t o bên ngoài c a PLC FX1N-40MR ấp cho PLC ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ủa hệ thống

Hình 3.6: C u t o các ngõ k t n i c a PLC FX1N-40MR ấp cho PLC ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ết nối của PLC FX1N-40MR ối của hệ thống ủa hệ thống

5 Đèn báo tr ng thái ngõ vàoạn của đồ án

6 N p b o v bus m r ngắn các trạng thái mới cho các ản ện đề tài ởi động hệ thống ộ nhớ

7 Đèn báo tr ng thái ho t đ ng c a PLC ạn của đồ án ạn của đồ án ộ nhớ ủa đồ án

8 Đèn báo tr ng thái ngõ raạn của đồ án

9 Ch t gài c đ nh PLC ối ối ị

10 Ngõ ra c a PLC ủa đồ án

11 M r ng k t n i v i adapterởi động hệ thống ộ nhớ ếp công suất ối ới hạn của đồ án

12 Bus m r ngởi động hệ thống ộ nhớ

13 Công t c Run/Stopắn các trạng thái mới cho các

14 K t n i thi t b l p trìnhếp công suất ối ếp công suất ị ận tín hiệu điều khiển

15 Bi n tr đi u ch nhếp công suất ởi động hệ thống ề ỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một

a Thông s kỹ thu t ố ngõ ật.

B ng 3.3: B ng thông s chi ti t h PLC FX1N ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ối của hệ thống ết nối của PLC FX1N-40MR ọ PLC FX1N

Đ c tính kỹ thu t c a h th ng ặc tính kỹ thuật của hệ thống ật ủa hệ thống ệ thống ố ngõ

D li u chữ lập trình ện đề tài ươ đồ khốing trình FX1N

S ngõ vào/raối T i đa 256 ngõ vào (X0-X 377)ối

T i đa 256 ngõ ra (Y0-Y 377)ối

B nh chộ nhớ ới hạn của đồ án ươ đồ khốing trình

8000 steps RAM (internal),

4000 steps EPROM/EEPROM cassettes(optional),

16000 steps RAM cassettes (optional),

16000 steps EEPROM cassettes(optional)

Ngôn ng l p trìnhữ lập trình ận tín hiệu điều khiển Stepladder, instruction list

Relay thông d ngục đích và yêu cầu đề tài 3072

Thanh ghi ch m cỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một ục đích và yêu cầu đề tài 16

B ng 3.4: Thông s chi ti t h PLC FX1N-32MT-ESS ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ối của hệ thống ết nối của PLC FX1N-40MR ọ PLC FX1N

Thông s v đi n ố ngõ ề điện ệ thống

T n s ngu n c pầu đề tài ối ồ án ấn đề 50/60Hz (10%))

Công su t đ u vàoấn đề ầu đề tài 40 VA

Dòng kh i đ ngởi động hệ thống ộ nhớ 40A<5ms (t i đi n áp 100V AC)ạn của đồ án ện đề tài

60A<5ms (t i đi n áp 200V AC)ạn của đồ án ện đề tàiCung c p ngu n 24V DC ngõ raấn đề ồ án

Ngu n c p qua bus 5V DC (mA)ồ án ấn đề 290

Thông s ngõ vàoối

Công su t đóng c tấn đề ắn các trạng thái mới cho các 1.5 W đ i v i t i đènối ới hạn của đồ án ản

12 W đ i v i t i c m ngối ới hạn của đồ án ản ản ứng dụng

Th i gian đáp ngờng độ dòng điện định mức: 16A ứng dụng <0,2s

S l n đóng c tối ầu đề tài ắn các trạng thái mới cho các 3000000 20VA, 1000000 30VA,ởi động hệ thống ởi động hệ thống

phải sử dụng các relay trung gian hay thông qua các contactor.

Đối với ngõ vào thì cũng được dùng nguồn DC nối với các công tắc, cảmbiến để tạo các mức logic 0 hoặc 1 Đối với loại PLC có chân S/S (Wordspecial) thì có 2 cách đấu đối với ngõ vào là: dạng sink, dạng source Hai cáchđấu này khác nhau ở chỗ chân chung của các ngõ vào nối với âm hay dươngnguồn

c B trí I/O c a h FX1N-40MR ố ngõ ủa hệ thống ọ FX1N-40MR

Hình 3.7: Hình d ng b trí I/O c a PLC FX1N ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ối của hệ thống ủa hệ thống

d Cách đ u dây c th cho PLC FX1N-40MT-DSS : ấu trúc PLC FX1N-40MR ụ thể cho PLC FX1N-40MT-DSS : ể cho PLC FX1N-40MT-DSS :

3 Công t c d ng kh n c pắn các trạng thái mới cho các ừng hệ thống ẩn cấp ấn đề

4 Công t c thắn các trạng thái mới cho các ường độ dòng điện định mức: 16Ang mởi động hệ thống

5 Đèn báo ngu nồ án

6 Ngu n c p cho t iồ án ấn đề ản

7 N i đ tối ấn đề

8 C u chìầu đề tài

9 T l cục đích và yêu cầu đề tài ọn GT Simulator 2 chọn GOT

10 Thi t b b o v (CB, )ếp công suất ị ản ện đề tài

11 Ngu n 24 VDCồ án

12 Ngu n 24 VDC raồ án

 Đ u m ch tín hi u vàoấn đề ạn của đồ án ện đề tài

Đấu ngõ vào dạngsource : chân S/S đấu vào 0V

Đấu ngõ vào dạng sink: chân S/S đấu vào 24VDC

Hình 3.9: S đ đ u m ch tín hi u vào ơ đồ khối của hệ thống ồ khối của hệ thống ấp cho PLC ạng một số nút nhấn trong công nghiệp ệ thống

Trong đó:

1 Ngu n 24 VDC (có th l y t MPU ho c t ngu n DC riêng v i đi nồ án ển ấn đề ừng hệ thống ặt vấn đề ừng hệ thống ồ án ới hạn của đồ án ện đề tài

áp 24 VDC)

2 C m bi n không ti p xúcản ếp công suất ếp công suất

3 Công t cắn các trạng thái mới cho các

4 Nút nh nấn đề

5 Ti p đi mếp công suất ển

6 Công t c xoayắn các trạng thái mới cho các

7 MPU-Kh i x lý chínhối ử lý trung tâm

8 Module m r ngởi động hệ thống ộ nhớ

 Đ u m ch ngõ ra:ấn đề ạn của đồ án

Hình 3.10: S đ đ u m ch ngõ ra ơ đồ khối của hệ thống ồ khối của hệ thống ấp cho PLC ạng một số nút nhấn trong công nghiệp

3.5.1 Ngôn ngữ Instruction và Ladder

Ngôn ngữ Instruction, ngôn ngữ dòng lệnh, được xem là ngôn ngữ lập trình

cơ bản dễ học, dễ sử dụng Nhưng cũng mất nhiều thời gian kiểm tra đối chiếu

để tìm ra mối quan hệ giữa đoạn chương trình lớn với chức năng có thể hiện.Hơn nữa, ngôn ngữ Instruction của từng nhà chế tạo PLC có cấu trúc khác nhau.Nếu sử dụng PLC của nhiều hãng khác nhau trên cùng một thiết bị có thể dẫnđến kết quả là phải làm việc trên tập lệnh ngôn ngữ Instruction không đồng nhất.Một ngôn ngữ khác được ưa chuộng hơn là ngôn ngữ ladder, ngôn ngữ bậcthang Ngôn ngữ này có dạng đồ họa cho phép nhập chương trình có dạng một

sơ đồ mạch điện logic, dùng các kí hiệu điện để biểu diễn các contact logic ngõvào và relay logic ngõ ra Ngôn ngữ này gần gũi với người sử dụng hơn ngôn

ngữ Instruction và được xem như là ngôn ngữ cấp cao Phần mềm lập trình sẽđược biên dịch các ký logic trên thành mã máy và lưu vào bộ nhớ của PLC Sau

đó, PLC sẽ thực hiện các tác vụ điều khiển theo logic thể hiện trong chươngtrình

3.5.2 Cấu trúc của một lệnh chương trình

Cấu trúc của một lệnh chương trình bao gồm một lệnh và một hoặc nhiều(trong trường hợp lệnh ứng dụng) những toán hạng, mà PLC sẽ tham chiếu tớicác thiết bị đó Một số lệnh được tự ý kích hoạt mà không có toán hạng nào (đây

là những lệnh dùng để điều khiển chương trình hoạt động trong PLC )

Mỗi lệnh đều được gán một số bước xác định trong chương trình Điều nàyrất quan trọng vì nó dùng để xác định các lệnh giống nhau khi cùng tham chiếuđến cùng một thiết bị trong chương trình

Lệnh mô tả việc gì sẽ được làm, ví dụ chức năng mà bạn muốn bộ điềukhiển thực hiện Toán hạng hay thiết bị mà cái chúng ta muốn vận hành Toánhạng hay thiết bị bao gồm 2 thành phần: tên thiết bị và địa chỉ thiết bị

sản xuất PLC đều có ký hiệu và cách đánh số riêng, nhưng về ý nghĩa cơ bản làgiống nhau.

Theo cách đánh số của hãng Mitsubishi, các ngõ vào và ngõ ra được đánh

số theo hệ cơ số 8(octal) Các ngõ vào hay ngõ ra liên tiếp sẽ được đánh số liêntiếp nhau

32 (X00 – X07, X10 – X17,X20 – X27, X30 – X37)

40 (X00 – X07, X10 – X17,X20 – X27, X30 – X37, X40– X47)

64 (X00 – X07, X10 – X17,X20 – X27, X30 – X37, X40– X47, X50 – X57, X60 –X67, X70 – X77)

8 (Y00 – Y07)

16 (Y00 – Y07, Y10 – Y17)

24 (Y00 – Y07, Y10 – Y17,Y20 – Y27)

32 (Y00 – Y07, Y10 – Y17,Y20 – Y27, Y30 – Y37)

40 (Y00 – Y07, Y10 – Y17,Y20 – Y27, Y30 – Y37, Y40– Y47)

64 (Y00 – Y07, Y10 – Y17,Y20 – Y27, Y30 – Y37, Y40– Y47, Y50 – Y57, Y60 –Y67, Y70 – Y77)

Với các module mở rộng, tổng sốngõ vào tối đa là 248 (X367) Tuy nhiêntổng số ngõ vào và ngõ ra không được vượt quá 256

ra đều tắt (OFF) Trạng thái OFF vẫn được duy trì trừ trường hợp chúng đượckích hoạt lại khi PLC được cấp điện trở lại Để thực hiện việc duy trì trạng thái

đó trong chương trình ta không kích thích trực tiếp các ngõ ra mà phải dùngrelay được chốt làm trạng thái trung gian kích các ngõ ra

Relay phụ trợ ổn định trạng thái (General stable state auxiliary relays): Một

số relay phụ trợ được dùng trong PLC Cuộn dây của các relay này được điềukhiển bởi các contact, tương tự như cách điều khiển ngõ ra Tất cả relay phụ trợ

có một số contact thường mở và thường đóng được dùng trong PLC khi có yêucầu Lưu ý: các contact này không điều khiển trực tiếp các tải bên ngoài, chỉ córelay ngõ ra (Y) mới có thể làm được

Relay chuyên dùng (special relay): PLC có m t s realy ph tr chuyênộ nhớ ối ục đích và yêu cầu đề tài ợdùng Các relay này có ch c năng chuyên bi t và v m t s d ng đứng dụng ện đề tài ề ặt vấn đề ử lý trung tâm ục đích và yêu cầu đề tài ượcphân thành hai d ng sau:ạn của đồ án

Contact relay ph tr chuyên dùng: relay này đục đích và yêu cầu đề tài ợ ược đi u khi n t đ ngề ển ực hiện đề tài ộ nhớ

b i PLC , ngởi động hệ thống ường độ dòng điện định mức: 16A ử lý trung tâm ục đích và yêu cầu đề tàii s d ng không can thi p.ện đề tài

Đi u khi n nh ng cu n dây relay chuyên dùng: khi s d ng các cu nề ển ữ lập trình ộ nhớ ử lý trung tâm ục đích và yêu cầu đề tài ộ nhớdây này, PLC sẽ th c hi n m t tác v chuyên bi t đực hiện đề tài ện đề tài ộ nhớ ục đích và yêu cầu đề tài ện đề tài ược xác đ nh trị ưới hạn của đồ ánc

3.6.2.2 Bảng đặc tính kỹ thuật relay trên PLC FX

B ng 3.5:Đ c tính kỹ thu t relay ph tr trên PLC FX1N ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ật của PLC FX1N ụng trong điện ợng ngõ vào/ra của PLC FX1N.

Thi t bếp công suất ị

Lo i relayạn của đồ ánRelay ph tr chungục đích và yêu cầu đề tài ợ Relay ph tr đục đích và yêu cầu đề tài ợ ược

3.6.3 Relay trạng thái (Auxiliary relays)

Relay trạng thái được ký hiệu là S và được đánh số thập phân

Theo thuật ngữ máy tính, relay còn được gọi là cờ

3.6.3.1 Phân loại:

Relay trạng thái ổn định: các relay này điều khiển bởi các contact trongPLC giống như việc điều khiển ngõ ra Tất cả relay trạng thái đều có một sốcontact vật lý thường mở và thường đóng nối với PLC nếu cần

Relay trạng thái được chốt: khi cấp nguồn cho PLC bị sự cố khi PLC đanghoạt động thì tất cả relay ngõ ra và relay công dụng chung bị RESET Tất cảrelay này sẽ ở trạng thái OFF trừ khi chúng được kích hoạt lại trạng thái khiPLC hoạt động lại

Relay trạng thái bước STL: các relay trạng thái S rất quan trọng khi lậptrình điều khiển trình tự và được dùng kết hợp với lệnh STL Khi lập trình STLthì từng trạng thái có tác dụng tương ứng được xác định trước

3.6.3.2 Bảng đặc tính kỹ thuật relay trên PLC FX.

B ng 3.6 : Đ c tính kỹ thu t relay tr ng thái trên PLC FX1N ảng 3.1:Đặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ặc tính kỹ thuật của PLC FX1N ật của PLC FX1N ạng một số nút nhấn trong công nghiệp

PLC FX1N

Relay tr ng thái thạn của đồ án ường độ dòng điện định mức: 16Ang 500 (S0 – S499)

Relay tr ng thái đạn của đồ án ược ch tối 500 (S500 – S999)

T ng sổng quan về PLC MITSUBISHI FX1N ối 3072

là số dương và 1 tương ứng với số âm

Thanh ghi 16 bit (word):

Thanh ghi 32 bit (double word):

Thông thường 1 thanh ghi có thể lưu trữ giá trị từ 0000H ÷ FFFFH(-32768 ÷32768) Thanh ghi 32 bit có thể lưu trữ giá trị 00000000H ÷ FFFFFFFFH(-2,147,483,648 ÷ 2,147,483,648)

3.6.4.1 Phân loại.

Thanh ghi dữ liệu (data register):

Thanh ghi loại này được dùng để lưu trữ dữ liệu thông thường trong khitính toán dữ liệu trên PLC Khi dữ liệu được ghi vào thanh ghi dữ liệu thì nóvẫn giữ nguyên giá trị đến khi nó được ghi chồng bởi dữ liệu khác

Sơ đồ trên trình bày khuôn dạng của một thanh ghi và một cặp thanh ghi.Trong sơ đồ chỉ rằng thanh ghi D0 không có bit dấu, bởi vì bây giờ được xemnhư là một phần thanh ghi 32 bit (double word) Bit dấu xuất hiện ở 16 bit cao,nghĩa là thanh ghi D1

Khi dùng thanh ghi d li u 32 bit trong m t l nh thì luôn ch th hi nữ lập trình ện đề tài ộ nhớ ện đề tài ỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một ển ện đề tàiqua 16 bit th p.ấn đề

Khi b đi u khi n chuy n t RUN sang STOP thì t t c thanh ghiộ nhớ ề ển ển ừng hệ thống ấn đề ảnchung được đ t l i giá tr 0.ặt vấn đề ạn của đồ án ị

D li u có th đữ lập trình ện đề tài ển ược duy trì trong các thanh ghi d li u khi b đi uữ lập trình ện đề tài ộ nhớ ềkhi n chuy n t RUN sang STOP n u c chuyên dùng M8003 tr ng tháiển ển ừng hệ thống ếp công suất ờng độ dòng điện định mức: 16A ởi động hệ thống ạn của đồ ánON

Ghi giá tr m i vào thanh ghi d li u thì thanh ghi đó sẽ đị ới hạn của đồ án ữ lập trình ện đề tài ượ ận tín hiệu điều khiểnc c p nh pận tín hiệu điều khiển

v i giá tr m i cu i chu kỳ quét hi n hành.ới hạn của đồ án ị ới hạn của đồ án ởi động hệ thống ối ện đề tài

Thanh ghi chốt (latched regiter) : Thanh ghi loại này có khả năng duy trìnội dung (chốt) cho đến khi nó được ghi chồng bằng nội dung mới Khi PLCchuyển từ trạng thái RUN sang STOP, dữ liệu trong các thanh ghi vẫn được duytrì

Thanh ghi chuyên dùng (special register) : Thanh ghi này dùng để lưu kếtquả điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC , thường dùngkết hợp với các cờ chuyên dụng Các thanh ghi này có thể sử dụng trong chươngtrình ladder Và trạng thái hoạt động của hệ thống PLC hoàn toàn có thể xácđịnh được Dữ liệu lưu trong các thanh ghi chuẩn đoán chuyên dùng sẽ khôngthay đổi khi PLC chuyển từ STOP sang RUN

Thanh ghi tập tin (hay thanh ghi bộ nhớ chương trình – program memoryregister): Thanh ghi này chiếm từng khối 500 bước bộ nhớ chương trình vàchúng thường được sử dụng đối với các ứng dụng mà chương trình điều khiểncần xử lý nhiều số liệu (các thanh ghi RAM có sẵn không đủ đáp ứng) Sự lựachọn tỷ lệ dung lượng giữa loại thanh ghi này với bộ nhớ chương trình được xáclập từ phần mềm PLC

*Các thanh ghi tập tin có hai dạng:

Các thanh ghi trong vùng nhớ chương trình – các thanh ghi này chiếm giữtừng khối 500 bước chương trình và có thể dùng trên FX1N, FX2N và FX2NC.Các thanh ghi trên RAM – các thanh ghi này chiếm giữ một vùng dữ liệu