Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO

Các bộ điều khiển chương trình đáp ứng được hầu hết các yêu cầu trên và như làyếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong công nghiệp.Trước đây thì việc tự động hoá

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Trang1

2.2.2 Nối với nguồn điện

2.2.3 Nối các đầu vào của LOGO!

2.2.4 Nối các đầu ra của LOGO!

2.3 Khởi động LOGO! , bật, tái khởi động nguồn cung cấp 26

2.4.1 Đầu nối (ềai ỈW€ 'Mảe-k lỉỉưia 'kia J\íềi

1

2.4.3 Các chức năng đặc biệt

2.4.3.1 On delay

2.4.3.2 Off delay

2.4.3.3 Rơle xung ( Pulse relay)

2.4.3.4 Đồng hồ ( khoá định thời gian)

2.4.5 Yêu cầu cho bộ nhớ và kích thước của một mạch

2.4.6 Các quy tắc “Vàng” khi sử dụng LOGO!

2.4.7 Tổng quan các menu chính của LOGO!

2.4.8 Đưa vào một chương trình

2.4.9 Đặt thông số cho LOGO!

2.4.10 Đặt thời gian ( LOGO! 230RC)

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

MỎ ĐẨU

Hiện nay trên thế giới sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, đã kéotheo sự phát triển của rất nhiều lĩnh vực khác như sản xuất, tiêu dùng và các nghànhdịch vụ khác Những công nghệ mới, tiên tiến liên tục được ra đời để thay thếcông nghệ cũ lạc hậu, nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người

Không thể nằm ngoài quy luật của sự phát triển đó Đất nước ta đang tiến hànhcông nghiệp hoá, hiện đại hoá Phấn đấu đến năm 2020 co bản tro thành nước côngnghiệp phát triển Để điều đó trở thành hiện thực chúng ta phải không ngừng nghiêncứu phát triển, ứng dụng công nghệ mới tiên tiến vào thực tiễn để đẩy nhanh quátrình đó Hoặc không nghừng cập nhật, nhập khẩu cộng nghệ hiện đại của nướcngoài để đẩy nhanh công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá Trong đó nghành tựđộng hoá chiếm vị trí hết sức quan trọng nếu không muốn nói là quyết định đến sựphát triển của một nền công nghiệp

Có thể nói tự động hoá còn khá mới mẻ ở nước ta, nhưng ở nhũng nước có nềncông nghịêp phát triển như Mĩ, Nhật Bản, Tây Au nó đã phát triển cao độ vàchiếm một vị trí hết sức quan trọng trong sản xuất công nghiệp cũng như trong cácnghành dịch vụ Kể cả trong lĩnh vực đòi hỏi sự chính xác rất cao như nghiêncứu vũ trụ, kỹ thuật quân sự

Chiếm một vị trí khá quan trọng trong nghành tự động hoá đó là kỹ thuật điềukhiển logic khả lập trình viết tắt là PLC ( Progammable logical controller ) Nó đã

và đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong các nghànhkinh tế quốc dân Không những thay thế cho kỹ thật điều khiển bằng cơ cấu camhoặc kỹ thuật rơle trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác nữachẳng hạn như chức năng chuẩn đoán Kỹ thuật này điều khiển có hiệu quả vớitừng máy làm việc độc lập cũng như với những hệ thống máy sản xuất linh hoạt,phức tạp hơn

Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả của nền sản xuất nói chung là chìakhoá của sự thành công Hiệu quả của nền sản xuất bao chùm nhũng lĩnh vực rấtrộng như:

+ Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây truyền phải nhanh

+ Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ

+ Chất lượng cao và ít phế phẩm

tytưìĩrtỹ (ềai Aoe ỈỈSảcÁ /ỉỉưia riía jVềi

3

+ Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.

+ Máy sản xuất có giá rẻ

Các bộ điều khiển chương trình đáp ứng được hầu hết các yêu cầu trên và như làyếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong công nghiệp.Trước đây thì việc tự động hoá chỉ được áp dụng trong việc sản xuất hàng loạt năngxuất cao Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất nhiều loại hàng hoákhác nhau, trong việc nâng cao chất lượng cũng như để đạt năng suất cao hơn vànhằm cực tiểu hoá vốn đầu tư cho thiết bị và xí nghiệp

ơ Việt Nam hiện nay xuất hiện rất nhiều những nhà cung cấp các loại thiết bịphục vụ trong nghành tự động hoá Với rất nhiều chủng loại vô cùng phong phú và

đa dạng như Tập đoàn SIEMENS AG, OMRON, ABB 7

Ra đời từ năm 1847,Tập đoàn SIEMENS AG luôn là một trong số những hãngnổi tiếng đi đầu trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống như: Năng lượng, y tế,truyền thông, thông tin, công nghiệp, giao thông vận tải, môi trường Đặc biệttrong lĩnh vực đo lường và điều khiển Siemens đã cho ra đời hàng loạt các thiết bịđáp ứng được những yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường thế giới Các modulđiểu khiển như S7_200, S7_300, S7_400H, C7_633, C7_634.r và cac máy tính lậptrình điều khiển Simatic PG/PC, các phần mềm điều khiển WINCC, Step5, Step7

đã và đang góp mặt trong rất nhiều dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động

Trong số đó LOGO! là một modul lôgic vạn năng của Siemens Với ưu điểm làkích thước nhỏ gọn, giá thành hạ, vận hành đơn giản, LOGO! đã và đang là một giảipháp tốt cho các bài toán tự động nhỏ trong gia đình cũng như trong nghiệp

Với mục đích tìm hiểu về các tính năng của LOGO! và mong muốn áp dụng lýthuyết đã học vào thực tế, nhóm Đồ án: Nguyễn Hoàng Quân, Nguyễn Văn Nam,Nguyễn Văn Trường, Ngô Cao Thưởng, Phan Văn Toàn, dưới sự hướng dẫn của

Thầy Vũ Hữu Thích đã mạnh dạn lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cửa tự động

dùng LOGO! ” để tiến hành nghiên cứu Với hy vọng nếu đề tài thành công sẽ

được đưa vào ứng dụng trong thực tế lắp đặt các hệ thống cửa tự động tại các trungtâm thương mại, công sở, khu vui chơi giải trí

(ềai ỈW€ 'Mảe-k lỉỉưia 'kia J\íềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

Nội dung cư bán cúa đô án gôm:

Mở đầu Chương 1: Tổng quan về PLC

Chương 2: Modul LOGO! với giải pháp cho bài toán tự động hoá cỡ nhỏ Chương 3: Thiết kê hệ thống cửa tự động dùng LOGO!

Kết luận

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

5

Chươngl: TONG QUAN VÊ PLC 1.1 Hệ thống điều khiển là gì ?.

Toảng quát, mỗt hễ thống niều khieản lao tẫp hơĩp nhổõngduĩng cuĩ, thiết bị niễn tốũ, nốơĩc duong ơũ nhồõng hễ thống cầnhaũm baũo tính oản nịnh, sốĩ chính xác, sốĩ chuyeản hoải nhịp nhaongcuũa mỗt quy trình hoaẽc mỗt hoaĩt hỗng saũn xuất Nó thốĩc hiễnbất cổù yêu cầu naoo cuũa duĩng cuĩ, tổo cung cấp năng lồĩơng nếnmỗt thiết bị bán dẫn Với thaonh quaũ cuũa sốĩ phát trieản nhanhchóng cuũa công nghễ thì viễc hiều khieản nhồõng hễ thốngphõùc taĩp sẽ hồơĩc thổĩc hiên bơũi mỗt heă thống hiều khieản tốĩhoăng hóa hoaon toaon, nó lao PLC, nó hồơĩc sốũ duĩng kết hơĩp vớimáy tính chuũ Ngoaoi ra, nó coon giao diễn heả kết nối với các

thiết bị khác (nhố lao: baủng hiều khieản, hoăng cơ, contact, cuôn

dây, Khaũ năng chuyeản giao maĩng cuũa PLC có theả cho phép

chúng phối hơĩp xốũ lý, hiều khieản nhốõng hễ thống lớn Ngoaoi

ra, nó coon theả hiên sốĩ linh hoaĩt cao trong viễc phân loaĩi các hễthống niều khieản Mỗi mỗt boả phẫn trong hễ thống niều khieản

hóng mỗt vai troo rất quan troĩng Tốo hình 1.1.a ta thấy: PLC sẽ

khống nhẫn biết nốơĩc hiều gì nếu nó khống nồơĩc kết nối vớicác thiết bị caũm ổùng Nó cũng khống cho phép bất kyo cácmáy móc naoo hoaĩt hoang nếu ngõ ra cuũa PLC khống nốơĩc kếtnối với nỗng cơ Vao tất nhiên, vuong máy chuũ phaũi lao nơi liênkết các hoaĩt hỗng cuũa mỗt vuong saũn xuất riêng biễt

Hình 1.1.a : Một hệ thống điều khiển điển hình dùng PLC

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ ỉỉỉư/a r l ỉfa jVềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

Sự phát triển của kỹ thuật điều khiến tự động hiện đại và công nghệ điều khiểnlôgic lập trình dụa trên cơ sở phát triển của tin học, cụ thể là sự phát triển của kỹthuật máy tính

Sự phát triển của máy tính điện tử và kèm theo nó là phát triển tin học cùng với

sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động, dựa trên cơ sở tin học, gắn liền vớinhững phát minh liên tiếp sau đó đã đóng một vai trò quan trọng và quyết địnhtrong việc phát triển ồ ạt kỹ thuật máy tính và các ứng dụng của nó như PLC, CNC

Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây ngay vào khoảng thờigian những năm cách đây không phải là xa xôi lắm, người ta mới chỉ phân biệt haiphạm trù kỹ thuật điều khiển bằng cơ khí và điều khiển bằng điện tử

Nhưng từ cuối thập kỷ 20 người ta đã phải dùng nhiều chỉ tiêu chi tiết để phânbiệt các loại kỹ thuật điều khiển, bởi vì trong thực tế sản xuất cần đòi hỏi điều khiểntổng thể những hệ thống máy chứ không chí điều khiển từng máy đơn lẻ

Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trởlên nhanh nhạy dễ dàng và tin cậy hơn

Kỹ thuật điều khiển lôgic khả lập trình phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máytính và đã từng bước phát triển tiếp cận theo các nhu cầu của công nghiệp Quytrình lập trình lúc ban đầu được chuẩn bị để sử dụng trong các xí nghiệp côngnghiệp điện tử, ở đó trang bị kỹ thuật và tay nghề thành thạo đã được kết hợp vớinhau Đến nay, các thiết bị và kỹ thuật PLC đã phát triển tới mức những người sửdụng nó không cần giỏi những kiến thức về điện tử mà chí cần nắm vững công nghệsản xuất để chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình được

Trình độ của khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng hay khó khăn, cũng làmột chỉ tiêu quan trọng để xếp hạng hệ thống điều khiển, ở đây có sự phân biệt giữanhững bộ điều khiển mà người dùng có thể thay đổi được quy trình hoạt động so vớicác bộ điều khiển không thay đổi được quy trình hoạt động có nghĩa là điều khiểntheo quy trình cúng Tuỳ theo kết cấu của hệ thống và cấu tạo của mỗi thành phần

mà mỗi phạm trù điều khiển trên đây lại chia ra làm nhiều loại điều khiển khácnhau Những đặc trưng lập trình của các loại điều khiển được trình bày trên sơ đồ

hình l.l.b:

ýtrửíity (ềai ỈW€ 'Mảe-k lỉỉưia 'kia J\íềi

7

Hình 1.1.h: Những đặc trưng lập trình của các loại điều khiển

1.2 Vai trị của một bộ điều khiển PLC.

Trong mỗt hễ thống niều khieản tõĩ nỗng, PLC nổơĩc xem nhồlao trái tim cuũa hễ thống niều khieản Với mỗt chồơng trình ốùng

duĩng (naố nõơĩc lỏu trỏõ beản trong bồ nhớ cuũa PLC) thì PLC liên tuĩc

kieảm tra traĩng thái cuũa hễ thống, bao gồm: kieảm tra tín hiễuphaũn hồi tõo các thiết bị nhẫp, dõĩa vaoo chuơng trình logic heả xổũlý tín hiêu vao mang các tín hieảu niều khieản ra thiết bị xuất

PLC nõơĩc duong neả niều khieản nhổõng hễ thống tốo nơn giaũnnến phồùc taĩp Hoaẽc ta có theả kết hơĩp chúng với nhau thaonh

tytf&ĩyt.ỹ (ềfũ ỈW€ 'Mảe-k khoa ' l f(a jVềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

mỗt maĩng truyền thống có theả niều khieản mỗt quá trình phõùchơĩp

1.3 Các thành phần của một bộ PLC.

Phần cứng của các bộ khả lập trình PLC được cấu tạo thành những mơđun

(hình 1.3) cho thấy sơ đồ các mơđun phần cứng của một bộ PLC Một bộ PLCthơng thường cĩ những mơđun phần cứng như sau

+ Mơđun nguồn

+ Mơđun bộ nhớ trương trình

+ Mơđun đầu vào (thẻ đầu vào)

+ Mơđun đầu ra (thẻ đầu ra)

+ Mơđun phối ghép (thẻ phối ghép)

+ Luồng liên lạc để trao đổi thơng tin giữa các mơđun và với bên ngồi

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

9

Mở rộng được

Đon vị xử lý Bộ nhớ Đ ầu vào Đầu ra Mạch phối Chức năng

trung tàm CPU chương trình có lọc khuyếch đại ghép phụ

Máy in

Hình 1.3: Các môđun phần cứng của một PLC.

1.3.1 Đơn vị xử lý trung tâm CPU.

Trong mõi thiết bị PLC chỉ có một đon vị trung tâm Có hai loại đơn vị xử lý:

+ Đơn vị xử lý “ một - bít”, thích hợp cho việc xử lý các thao tác lôgic, nhưng vì

thời gian xử lý là quá dài đối với một tín hiệu đơn cho nên không thực hiện được

tytf&ĩyt.ỹ (ềai ỈW€ &3ảcÁ khoa 3ỉfa jVềi

Bộ xử lý 1 bít Bộ xử lý từ ngữ

Xử lý trực tiếp các tín hiệu đầu vào

và đầu ra (địa chỉ đơn)

Các tín hiệu đầu vào và đầu ra chỉ cóthể được địa chỉ hoá thông qua từ ngữCung cấp những lệnh nhỏ hơn, thông

Khả năng hạn chế trong việc xử lý dử

liệu số (nghĩa là không có khả năng

toán học và lôgic)

Thu thập và xử lý dữ liệu số

Chương tình liên tiếp chạy không

gián đoạn, thời gian chu trình tương

đối dài

Các quá trình thời gian - tới hạn địachỉ hoá qua các lệnh gián đoạn hoặcchuyển đổi điều khiển khẩn cấp

Chỉ phối ghép với máy tính đơn giản

Phối ghép với máy tính lớn hoặc hệthống máy tính

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

11

Khả năng xử lý các tín hiệu tương tự Xử lý tín hiệu tương tự ở cả đầu vào

1.3.2 Bỗ nhớ (Memory).

Có nhiều loaìì bỗ nhớ khác nhau Nây Ia0 nơi lõu giổõ traĩngthái hoaĩt nỗng cuũa hễ thống vao bỗ nhớ cuũa ngõơoi sồủ duĩng.Neả haũm baũo cho PLC hoaĩt nỗng , phaũi cần có bỗ nhớ neả lốutrõõ chổơng trình, nôi khi cần mơũ rỗng bỗ nhớ neả thồĩc hiễn cácchốùc năng khác nhổ :

+ Vuong nễm taĩm thơoi lõu trõõ traĩng thái cuũa các kênh xuất /nhẫp nốơĩc goĩi lao RAM xuất / nhẫp

+ Lốu trổõ taĩm thơoi các traĩng thái cuũa các chổùc năng bêntrong : Timer, Counter, Relay

Bỗ nhớ gồm có loaĩi sau :+ Bỗ nhớ chaa hoĩc (ROM: Read Only Memory): ROM khốngphaũi lao mỗt bỗ nhớ khaũ biến, nó có theả lẫp trình chae mỗtlần Do hó khống thích hơĩp cho viễc hiều khieản “mềm” cuũa PLC.ROM ít phoả biến so với các loaĩi boă nhớ khác

+ Bỗ nhớ ghi noĩc (RAM: Random Access Memory): RAM laomỗt bỗ nhớ thõơong hổơĩc duong neả lốu trõõ dõõ liêu vao chổơngtrình cuũa ngổơoi sồũ duĩng Dổõ liễu trong RAM sẽ bị mất ni nếunguồn niễn bị mất Tuy nhiên vấn nề naoy nõơĩc giaũi quyếtbằng cách gắn thêm vaoo RAM mỗt nguồn niên dõĩ phoong.Ngaoy nay, trong kỹ thuẫt phát trieản PLC , ngốơoi ta duongCMOSRAM nhơo sởi' tiêu tốn năng lổơĩng khá thấp cuũa nó vaocung cấp pin dốĩ phoong cho các RAM naoy khi mất nguồn Pin dốĩphoong có tuoải thoi' ít nhất mỗt năm trồớc khi cần thay thế, hoaẽc

ta choĩn pin saĩc gắn với hễ thống , pin sẽ hõơĩc saĩc khi cấpnguồn cho PLC

+ Bỗ nhớ chae noĩc chồơng trình xóa hổơĩc (EPROM: ErasableProgrammable Read Only Memory): EPROM lốu trồõ dốõ liễu giống nhồROM, tuy nhiên nỗi dung cuũa nó có theả bị xoá ni nếu ta phóng

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ ỉỉỉư/a r l ỉfa jVềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

tia tốũ ngoaĩi vaoo, ngõơ0i viết phaũi viết laíi chõơng trình trong bỗnhớ

+ Boă nhớ chas hoĩc chõơng trình xoá hõơĩc bằng niễn (EEPROM:Electric Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM kết hơĩpkhaũ năng truy linh nỗng cuũa RAM vao tính khaũ biến cuũa EPROM,nỗi dung trên EEPROM có theả bị xoá vao lẫp trình bằng hiên, tuynhiên chae giới haĩn trong mỗt số lần nhất nịnh

1.3.3 Các thiết bị nhaăp.

Sổĩ thống minh cuũa mỗt hễ thống tõĩ nỗng hóa phuĩ thuỗcvaoo khaũ năng noĩc các tín hiễu tỗ0 các caũm biến tõĩ nỗng cuũaPLC

Hình thồùc giao diễn cơ baũn giốõa PLC vao các thiết bị nhẫp lao:Nút ấn, cầu dao, phím, Ngoaoi ra, PLC coon nhẫn hõơĩc tín hiễutốo các thiết bị nhẫn daĩng tõĩ hỗng nhõ: công tắc traĩng thái,công tắc giới haĩn, caũm biến quang niễn, caũm biến cấp đỗ , Các loaĩi tín hiễu nhẫp nến PLC phaũi lao traĩng logic ON/OFF hoaẽctín hiễu Analog Nhốõng tín hiễu ngõ vaoo naoy nõơĩc giao tiếp vớiPLC qua các modul nhẫp

1.3.4 Thiết bị xuất.

Trong mỗt hễ thống tốĩ nỗng hóa, thiết bị xuất cũng lao mỗtyếu tố rất quan troĩng Nếu ngõ ra cuũa PLC khống nồơĩc kết nốivới thiết bị xuất thì hầu nhõ hễ thống sẽ bị tê liễt hooan toaon.Các thiết bị xuất thống thõơong lao: nỗng cơ, cuỗn dây namchâm, relay, chuông báo , Thống qua hoaĩt nỗng cuũa motor, cáccuỗn dây, PLC có theả niều khieản mỗt hễ thống tốo nơn giaũnnến phõùc taĩp Các loaĩi thiết bị xuất lao mỗt phần kết cấu cuũahễ thống tối' nỗng hóa vao vì thế nó aũnh hồơũng trõĩc tiếp vaoohiễu suất cuũa hễ thống

Tuy nhiên, các thiết bị xuất khác nhõ lao : neon pilot, cooi vao cácbáo nỗng chas cho biết các muĩc hích nhồ: Báo cho chúng ta biếtgiao diến tín hiễu ngõ vaoo, các thiết bị ngõ ra hõơĩc giao tiếpvới PLC qua miền rỗng cuũa modul ngõ ra PLC

1.3.5 Mơ đun phối ghép.

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ ỉỉỉư/a r l ỉfa jVềi

13

Mơ đun phối ghép dùng đẽ nơi bộ điẽu khiến khả lập trình PLC với các thiết bịbên ngồi, như màn hình thiết bị lập trình hoặc với panen mở rộng Thêm vào đĩ ,nhiều chức năng phụ cũng cần thiết hoạt động song song với những thiết bị chứcnăng thuần tuý lơgic của bộ PLC co bản Cũng cĩ khi người ta ghép thêm nhữngthẻ điện tử phụ đặc biệt để tạo ra các chức năng phụ đĩ Trong những trường hợpnày đề phịng phải dùng đến mạch phối ghép.

1.3.6 Các chức năng phụ.

Những chức năng phụ điển hình nhất của PLC là:

+ Bộ nhớ duy trì cĩ cùng chức năng như rơle duy trì, nghĩa là bảo tồn tín hiệutrong quá trình mất điện Khi nguồn điện trở lại thì bộ chuyển đổi của bộ nhớ nằm 0

tư thế như trước lúc mất điện

+ bộ thời gian của PLC cĩ chức năng tương tụ như các rơle thời gian Việc đặtthời gian được lập trình hoặc điều chỉnh từ bên ngồi

+ Được lập trình bằng các lệnh lơgic cơ bản hoặc thơng qua các thẻ điện tử phụ.Việc đặt bộ đếm được thực hiện bằng lập trình hoặc bằng nút bấm

+ Bộ ghi tương ứng với cơ cấu nút bấm - bước Bước tiếp theo được thả ra bửi bộphát thời gian hoặc bằng xung của mạch chuyển đổi

+ Chức năng số học được thực hiện để thực hiện bốn chức năng số học cơ bản:cộng, trừ , nhân và chia, và các chức năng so sánh: lớn hơn, nhỏ hơn, bằng và khơngbằng Sự cĩ mặt của chức năng số học giúp mở rộng đáng kể cơ hội ứng dụng choPLC

+ Chức năng điềi khiển số (NC) - làm cho PLC cĩ thể được ứng dụng để điềukhiển các quá trình cơng nghệ trên máy cơng cụ hoặc trên các tay máy của ngườimáy cơng nghiệp

Bộ PLC với các chức năng phụ đặc biệt chỉ thích hợp nếu cĩ chủ định thực hiệncác chức năng khác ngồi sự thay thế việc điều khiển rơle đơn giản, nếu các chứcnăng đĩ khơng được sử dụng một cách đầy đủ thì tốt nhất là sử dụng nhữ bộ PLCkhơng cĩ các chức năng đĩ

1.4 So sánh PLC với các thiết bị điểu khiển thơng thường khác_.

Hiến nay, các hễ thống niều khieản bằng PLC hang dần dầnthay thế cho các heả thống ríiều khieản bằng relay, contactor thống

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

thõơ0ng Ta hãy thõũ so sánh õu, khuyết níeảm cuũa hai hễ thốngtrên:

• Hễ thống niều khieản thống thồơong:

• Thô kễch do có quá nhiều dây dẫn vao relay trên baũn niềukhieản

• Tốn khá nhiều thơoi gian cho viễc thiết kế, lắp naẽt

• Tốc hỗ hoaĩt hỗng chẫm

• Công suất tiêu thui' lớn

• Mỗi lần muốn thay hoải chổơng trình thì phaũi lắp haẻt laĩi tooanboă, tốn nhiều thơoi gian

• Khó baũo quaũn vao sồõa chổõa

• Hễ thống niều khieản bằng PLC:

• Nhõõng dây kết nối trong hễ thống giaũm hõơĩc 80% nên nhoũgoĩn hơn

• Công suất tiêu thui' ít hơn

• Sốĩ thay hoải các ngõ vaoo, ra vao niều khieản hễ thống trơũnên dễ daong hơn nhơo phần mềm niều khieản bằng máy tính haytrên Console

• Tốc hỗ hoaĩt hỗng cuũa hễ thống nhanh hơn

• Baũo trì vao sõõa chõõa dễ daong

• Nỗ bền vao tin cẫy vẫn haonh cao

• Giá thaonh cuũa hễ thống giaũm khi số tiếp hieảm tăng

• Có thiết bị chống nhiễu

• Ngôn ngổõ lẫp trình dễ hieảu

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ ỉỉỉư/a r l ỉfa jVềi

15

• Dễ lấp trình vao có theả lẫp trình trên máy tính, thích hơĩp choviêc thốĩc hiễn các lễnh tuần tốĩ cuũa nó.

• Các modul rơ0i cho phép thay thế hoaẻc thêm vaoo khi cần thiết

Do nhõõng lý do trên PLC theả hiễn rõ ổu nieảm cuũa nó so vớicác thiết bị niều khieản thống thốơong khác PLC coon có khaũnăng thêm vaoo hay thay noải các lễnh tuyo theo yêu caou cuũacông nghễ Khi nó ta chas cần thay noải chõơng trình cuũa nó, niềunaoy nói lên tính năng niều khieản khá linh nỗng cuũa PLC

1.5 Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC.

Neả thiết kế 1 chuơng trình niều khieản cho mỗt hoaĩt nông baogồm nhổõng bõớc sau:

1.5.1 Xác nịnh qui trình công nghễ.

Trõớc tiên , ta phaũi xác nịnh thiết bị hay hễ thống naoo muốnniều khieản Muĩc hích cuối cuong cuũa bỗ niều khieản lao niềukhieản mỗt heả thống hoaĩt hỗng

Sốĩ vẫn haonh cuũa hê thống nổơĩc kieảm tra bơũi các thiết bịhầu vaoo Nó nhẫn tín hiễu vao gơũi tín hieảu nến CPU , CPU xõũlý tín hiễu vao gơũi nó nến thiết bị xuất neả niều khieản SỐT hoaĩthỗng cuũa hễ thống nhổ lẫp trình saũn trong chồơng trình

1.5.2 Xác nịnh ngõ vaoo, ngõ ra.

Tất caũ các thiết bị xuất, nhẫp bên ngoaoi nều hõơĩc kết nốivới bỗ niều khieản lẫp trình Thiết bị nhẫp lao nhồõng contact,caũm biến Thiết bị xuất lao nhổõng cuỗn dây , valve niễn tồo ,motor, bỗ hieản thị

Sau khi xác hịnh tất caũ các thiết bị xuất nhẫp cần thiết, tanịnh vị các thiết bị vaoo ra tốơng ốùng cho tõong ngõ vaoo, ra trênPLC trõớc khi viết chõơng trình

1.5.4 Naĩp chỏơng trình vaoo bỗ nhớ.

(ềai ỈW€ 'Mảe-k lỉỉưia 'kia J\íềi

Khoa Điện Đồ ấn tốt nghiệp

Bây giơ0 chúng ta co ù thề cung cấp nguồn cho bô niều khieảncó lẫp trình thống qua coảng 1/0 Sau nó naĩp chõơng trình vaoo bônhớ thống qua bỗ console lâp trình hay máy tính có chốùa phầnmềm lẫp trình hình thang, hoặc các phần mềm lập trình khác như LOGO! SotfComíort, Step7 Sau khi naĩp xong, kiêm tra laĩi bằng haom chuaảnnoán Nếu nốơĩc mô phoũng toaon bỗ hoaĩt nỗng cuũa hễ thốngheả chắc chắn rằng chuơng trình nã hoaĩt hỗng tốt

1.5.5 Chaíy chổơng trình.

Trõớc khi nhấn nút start, phaũi chắc chắn rằng các dây dẫnnối các ngõ vaoo, ra nến các thiết bị nhâp, xuất nã nổơĩc nốinúng theo chae nịnh Lúc nó PLC mới bắt nầu hoaĩt nỗng thõĩcsốĩ Trong khi chaĩy chốơng trình, nếu bị lỗi thì máy tính hoaẽc bôConsole sẽ báo lỗi , ta phaũi sõõa laĩi cho hến khi nó hoaĩt nông antoaon

Sau rìây lao lỏu dồ phỏơng pháp thiết kế boă niều khieản:

Xác định yêu cầu của hệ thống điều khiển

Vẽ lơu nồ chung cuũa

Liêt kê tất caũ các ngõ ra,

ngõ va0o

Chuyeản lồu noả sang

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp

Chưưng 2: MODUL LOGO! VỚI GIẢI PHÁP CHO BÀI TOÁN

Tự ĐỘNG HOÁ CỠ NHỎ

Modul logic vạn năng với tên gọi là LOGO! Của tập đoàn SIEMENS AG tựđộng hoá (AUT) tại Nuemberg, thuộc cộng hoà Liên bang Đức Phục vụ các nhiệm

vụ điều khiển cỡ nhỏ trong các lĩnh vực lắp đặt điện dân dụng và lắp ráp tủ đóng cắt

điện hạ thế, cũng nhu’ trong nghành chế tạo máy và các ứng dụng thực tế khác Nóthay thế các công nghệ thông dụng mà hiện tại vẫn còn đang được sử dụng rộng rãi.LOGO! Chứa đựng tất cả các chức năng như rơle tiếp điểm, rơle trễ, role nhớ, 1'ơlexung, bộ phát xung đồng hồ, bộ đếm và đồng hồ định thời gian LOGO! Giúp tiết

kiệm nguyên vật liệu, không gian, thời gian và góp phần lớn vào hướng giảm giá

thành trong nghành kỹ nghệ điện.

Tập đoàn SIEMENS AG là nhà cung cấp tiên phong, đứng hàng đầu thế giới vềcác modul logic và đặt tên cho chúng là LOGO! Như một họ thiết bị mới trongnghành kỹ nghệ điện Với phạm vi tính năng thấp hơn các bộ điều khiển khả trìnhMicro LOGO! Ra đời với mục tiêu thực hiện các ứng dụng nơi mà các giải phápthông thường với các bộ điều khiển khá trình cỡ nhỏ hoặc tích hợp từ các phânf tửđiện tử rời rạc không còn kinh tế, hay chỉ có thể thực hiện được với sự tốn kém vềvật liệu, không gian và thời gian, khi giá cả chấp nhận được Thay vì luôn phải pháttriển một bảng mạch cho từng ứng dụng cụ thể thì nay đã có modul logic đa năngcho nhiều ứng dụng khác nhau

Không cần một sự đào tạo hay kiến thức đặc biệt nào để làm cho LOGO! hoạtđộng Chỉ cần chọn các chức năng tích hợp sẵn và nối chúng lại với nhau bằng việc

ấn phím để xây dựng nên các mạch điện và có thể thay đổi các mạch điện này rất dễdàng vào bất cứ lúc nào khi muốn mà không cần phải dùng dụng cụ hay đi dây lại.Tóm lại là LOGO! rất dễ sử dụng

Một mạch điện sau khi được thiết lập cho phép chép vào một modul trương trình

và chuyển sang modul logic khác một cách dễ dàng So sánh với công nghệ thôngthường điều này có nghĩa là giảm thời gian một cách đáng kể Ngoài ra còn có mộtcách khác để lưu trữ các ứng dụng là dùng máy tính cá nhân để lập trình

Những ứng dụng mà LOGO! có thể điều khiển là hầu như không có giới hạn Từcác úng dụng gia đình và thương mại

(ềai ỈW€ 'Mác-h khoa r l ỉfa jVềi

19

- Hệ thống nhiệt và thông gió

- Hệ thống cảnh báo và chuông báo động

- Thang máy, máy nâng

- Hệ thống cửa nhà, gara ôtô

- Hệ thống quản lý năng lượng

Và rất nhiều những ứng dụng khác nữa

Một ưu điểm nổi bật nữa là LOGO! thoả mãn nhũng yêu cầu cao như: độ chống

va đập, độ tương thích điện từ và làm việc được ở những nơi có khí hậu khắc nhiệt.Điều đó làm cho LOGO! trở lên lý tưởng cho những ứng dụng công nghiệp Thậmtrí cả trên những vùng biển

Trong cam kết của mình nhũng kỹ sư của tập đoàn SIEMENS AG đã nói:

“ước mơ và những câu chuyện khoa học viễn tưởng về những hoạt động được lập trình thông minh đã thành hiện thực vào ngày Robốt ra đời Con người bắt đầu nghĩ tới tương lai của mình khi mọi thao tác đơn giản chỉ là nhấn nút điều khiển tự động Mục đích của SIEMENS khi tới đất nước xinh đẹp này là đem theo những thiết bị tin cậy với độ chính xác cao, bền vững và các giả pháp kỹ thuật đồng bộ, thích ứng với bất kỳ nhu cầu nào trong hệ thông vận hành sản xuất công nghiệp hay dịch vụ kỹ thuật”.

SIEMENS AG - Nuremberg - Germany

(ềai ỉwc 'Mảc-k lỉỉưia 'kia J\íềi

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

21

ASi Outputs 4

Analog Inputs 0

Vì vậy, khi lập trình cho LOGO! chúng ta cần quan tâm đến các thông số trên

để đảm bảo chương trình có thể chạy tốt trên loại LOGO! mà chúng ta đang có

Các thông sô kỹ thuật của LOGO!

+ Kích thước 72 X 90 x55 mm

+ 19 chức năng tích hợp bên trong

+ 8 đầu vào và 4 đầu ra

+ Có đồng hồ bên trong có thể lưu nguồn trên 80 giờ trên LOGO! 12RC/ 24RC/230RC

LOGO! được gá trên một thânh chuẩn DIN với chiều rộng 35 mm

Sử dụng một tuốc nơ vít có đầu rộng 3 mm để nối dây cho LOGO!

Kích thước dây: 1x2,5 mm2 và 2x1,5 mm2

2.2.2 Nối với nguồn điện.

LOGO! 230R và LOGO! 230RC được nối với nguồn điện áp từ 115 - 220 vAC,tần số là 50 - 60 Hz Diện áp đường dây có thể từ 85 -260 vAC tại điện áp 230vLOGO! tiêu thụ dòng 26mA

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

L+M 11 12 18

LI N 11 12 18

SIEMENSLOGO! 24/24R

0) ®SIEMENSLOGO! 230R/230RC

Nối các bộ cảm biến tới đầu vào Các đầu vào có thể là các công tắc, cảm biếnquang điện hoặc công tắc điều khiển bằng ánh sáng

Đặc tính của bộ cảm biến cho LOGO! 230R và LOGO! 230RC+ LOGO! nhận biết trạng thái 0 (khoá mở) tại áp < 40v AC Dòng vào lớn nhất

là 0,24 mA+ LOGO! nhận biết trạng thái 1 tại áp >79v AC không thể nối hai dây của côngtắc hành trình trực tiếp với LOGO! bởi vì dòng đóng mạch của nó lớn

+ Khi trạng thái khoá thay đổi từ 0 đến 1 trạng thái 1 phải được duy trì ít nhất 50

ms để LOGO! nhận biết nó Cũng như vậy khi chuyển về trạng thái 0

Đặc tính của bộ cảm biến cho LOGO! 24 và 24R+ LOGO! nhận biết trạng thái 0 (khoá mở) tại áp < 5v DC dòng vào lớn nhất là 0

3 IĨIA+ LOGO! nhận biết trạng thái 1 tại áp >15v DC

Có thể nối 3 và 4 dây của công tắc hành trình với các điện áp khác nhau tớiLOGO! không thể nối hai dây của công tắc hành trình trục tiếp với LOGO! bởi vìdòng đóng mạch của nó lớn

+ Khi trạng thái khoá thay đổi từ 0 đến 1 trạng thái 1 phải được duy trì ít nhất 50

ms để LOGO! nhận biết nó Cũng như vậy khi chuyển về trạng thái 0

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

23

®> <8 ® I ® ) ® I < 8 ® I ® ) ® ) < 8

SIEMENSLOGO! 230R/230RC

2.2.4 Nối đầu ra của LOGO!.

LOGO! 230R/230RC và LOGO! 24RĐầu ra của LOGO! 230RC/230R và LOGO! 24R là các Rơle Công tắc của Rơleđược cách ly với nguồn cung cấp và đầu vào

Yêu cầu đối với Rơle đầu ra

Bạn có thể nối các tải với nhau ở đầu ra, ví dụ như đèn, đèn huỳnh quang, môtơ,contactor, Các tải nối với LOGO! 24R phải có đặc tính như sau:

+ Dòng chuyển mạch lớn nhất phụ thuộc vào tải và số làn tcá động+ Khi công tắc đóng (Q=l), dòng điện cực đại là 8A cho tải thuần trở và 2A cho tải

có tính cảm kháng

Đấu nối

Đối với LOGO! 230R/230RC và LOGO! 24R

'tytiắĩny- (ềai Acc ỈÍSácầ ỉỉỉư/a 'Oa tAíếl

24

2.3 Khởi động LOGO! Bật/ Tái khởi động nguồn cung cấp.

(ềai ỈW€ ỈỈSảcÁ khoa r l ỉfa jVềi

25

Trong LOGO! không có chương trình

hoặc không có card nhớ

Xuất hiện dòng sau trên màn hình củaLOGO! : “ No Program”

LOGO! không có chương trình, có card

nhớ nhưng card không chứa chương

trình

Xuất hiên dòng sau trên màn hình củaLOGO!’: “ No Program”

LOGO! không chứa chương trình và

không có card nhớ hoặc có thì bộ nhớ

rỗng và:

+ LOGO! đã chạy hoặc ở trong chế độ

đặt thông số trước khi cắt nguồn

+ LOGO! đang chạy chế độ lập trình

hoặc đóng No Program hiển thị trước khi

+ LOGO! đã chạy hoặc ở trong chế độ

đặt thông số trước khi cắt nguồn

+ + LOGO! đang chạy chế độ lập trình

hoặc dongd No Program hiển thị trước

khi tắt nguồn

LOGO! tự động chép chương trình từcard nhớ và:

+ Chạy tiếp+ Chạy tới menu chính trong chế độ lậptrình

J

Công tăc tráo đỗi kép