1.1 Sơ đồ điều khiển máy doa ngang 2620 1. Thông số kỹ thuật Máy doa 2620 là máy có kích thước cỡ trung bình. Đường kính trục chính : 90mm Công suất động cơ truyền động chính: 10kW Tốc độ quay trục chính điều chỉnh trong phạm vi: (12,5 ÷ 1600)vgph Công suất động cơ ăn dao: 2,1kW. Tốc độ động cơ ăn dao có thể điều chỉnh trong phạm vi (2,1 ÷ 1500)vgph Tốc độ lớn nhất: 3000vgph 2. Sơ đồ truyền động chính máy doa ngang Sơ đồ gồm 2 động cơ không đồng bộ: ĐB là động cơ bơm dầu bôi trơn được đóng cắt nhờ công tắc tơ KB. Động cơ truyền động chính Đ là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc hai cấp tốc độ: 1460vgph khi dây quấn stato đấu tam giác Δ và 2890vgph khi đấu sao kép (YY).Việc chuyển đổi tốc độ từ thấp lên cao tương ứng với chuyển đổi tốc độ từ đấu Δ sang YY và ngược lại được thực hiện bởi tay gạt cơ khí 2KH(5). Nếu 2KH(5) = 0, dây quấn động cơ được đấu tương ứng với tốc độ thấp. Khi 2KH(5) = 1, dây quấn động cơ được đấu YY tương ứng với tốc độ cao. Tiếp điểm 1KH(4) liên quan đến thiết bị chuyển đổi tốc độ trục chính. Nó ở trạng thái hở trong thời gian chuyển đổi tốc độ và chỉ kín khi đã chuyển đổi xong. Động cơ được đảo chiều nhờ các công tắc tơ 1T, 1N, 2T, 2N. a Khởi động:Giả sử 1KH(4) = 1, 2KH(5) = 1. Muốn khởi động thuận ấn MT(1) → 1T(1) = 1, → 1T(3) = 0, 1T(8) = 1, 1T(12) = 1, → KB(2) = 1, → tđ KB(2) = 1, nối với 1T(12) tạo mạch duy trì. KB(4) = 1, → Ch(4) = 1, đồng thời RTh(7) = 1. Sau một thời gian chỉnh định, RTh(4) = 0, → Ch(4) = 0; RTh(5) = 1, → 1Nh(5) = 1, → 1Nh(6) = 1, → 2Nh(6) = 1. Kết quả khi ấn MT ta được: KB, 1T, Ch có điện; sau đó KB, 1T, 1Nh, 2Nh có điện. KB(đl) = 1, động cơ ĐB quay bơm dầu bôi trơn. 1T(đl) = 1, và Ch(đl) = 1, → động cơ Đ được nối Δ khởi động với tốc độ thấp; sau một thời gian duy trì, 1T(đl) = 1, 1Nh(đl) = 1, 2Nh(đl) = 1, động cơ Đ được nối YY chạy với tốc độ cao. Nếu 2KH(5) = 0, → chỉ có 1T(1) và Ch(4) có điện → động cơ chỉ chạy ở tốc độ thấp. Khởi động ngược ấn MN. b Hãm máy Để chuẩn bị mạch hãm và kiểm tra tốc độ động cơ, sơ đồ sử dụng rơle kiểm tra tốc độ RKT nối trục với động cơ Đ (không thể hiện trên sơ đồ). RKT làm việc theo nguyên tắc ly tâm: khi tốc độ lớn hơn giá trị chỉnh định (thường khoảng 10%) tốc độ định mức, nếu động cơ đang quay thuận thì tiếp điểm RKT1(8) đóng; nếu đang quay ngược thì tiếp điểm RKT2(11) đóng. Giả sử động cơ đang quay thuận. RKT1(8) = 1, → 1RH(8) = 1, → 1RH(89) = 1, và 1RH(1314) = 1. Nếu đang quay chậm thì KB, 1T, Ch có điện; nếu quay nhanh thì KB, 1T, 1Nh, 2Nh, RTh có điện. → Ch(13) = 0, hoặc RTh(13) = 0. Muốn dừng, ấn D(1) → 1T, KB, Ch hoặc 1T, KB, 1Nh, 2Nh, RTh mất điện → Ch(13) = 1, hoặc RTh(13) = 1, → 2N(14) = 1. Trên mạch động lực, 1T, KB, Ch, 1Nh, 2Nh mở ra, 2N đóng lại → động cơ Đ được đảo hai trong 3 pha làm cho động cơ hãm ngược → tốc độ giảm đến dưới 10% định mức thì RKT1(8) mở → 1RH(8) = 0, → 1RH(1314) = 0, → 2N(14) = 0, → động cơ Đ được cắt ra khỏi lưới , động cơ dừng tự do. c Thử máy Muốn điều chỉnh hoặc thử máy, ấn TT (12) hoặc TN(14) → 2T(12) = 1, hoặc 2N(14) = 1, → động cơ được nối Δ với điện trở phụ Rf làm cho động cơ chỉ chạy với tốc độ thấp. CHƯƠNG 2 TRANG BỊ ĐIỆN MÁY DOA 1.1 Đặc điểm làm việc, yêu cầu về truyền động điện và trang bị điện 1. Đặc điểm công nghệ Máy doa dùng để gia công chi tiết với các nguyên công: khoét lỗ, khoan lỗ. có thể dùng để phay. Thực hiện các nguyên công gia công trên máy doa sẽ đạt được độ chính xác và đô bóng cao. Máy doa được chia thành hai loại chính: máy doa đứng và máy doa ngang. Máy doa ngang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng.
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Điều khiển tự động ngày nay đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều nghành sảnxuất và cuộc sống , từ những nhà máy sản xuất , dây chuyền sản xuất cho đến những thiết bị sinh hoạt hằng ngày của con người Để thực hiện điều khiển tự động có nhiều phương pháp ,cách thức như bằng máy tính ,vi xử lý , hay hệ điều khiển chuyên
dụng Tuỳ lĩnh vực mà lựa chọn hệ thống điều khiển thích hợp Với sinh viên học chuyên ngành điều khiển tự động phải nắm bắt được tất cả những kiến thức cơ sở , tổng quát nhất để từ đó có thể giải quyết các bài toán điều khiển đặt ra trong công việc sau này
Được sự cho phép của khoa Điện, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn BÊ, em
thực hiện đề tài “Thiết kế điều truyền động chính máy doa ngang
2620’’ sử dụng bộ điều khiển logic PLC_S7200 Đề tài gồm các chương như sau :
Chương I : công nghệ máy doa
Chương II : trang bị điện máy doa
Chương III: giới thiệu về PLC
Chương IV : lập trình điều khiển truyền động chính máy doa
Trong quá trình thực hiện sẽ không thiếu những thiếu sót, kính mong thầy cô lượng thứ và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành đề tài này
Em xin chân thành cảm ơn/
Trang 2CHƯƠNG 1
CÔNG NGHỆ MÁY DOA
1.1 Sơ đồ điều khiển máy doa ngang 2620
1 Thông số kỹ thuật
Máy doa 2620 là máy có kích thước cỡ trung bình
- Đường kính trục chính : 90mm
- Công suất động cơ truyền động chính: 10kW
- Tốc độ quay trục chính điều chỉnh trong phạm vi: (12,5 ÷ 1600)vg/ph
- Công suất động cơ ăn dao: 2,1kW
- Tốc độ động cơ ăn dao có thể điều chỉnh trong phạm vi (2,1 ÷ 1500)vg/ph
- Tốc độ lớn nhất: 3000vg/ph
2 Sơ đồ truyền động chính máy doa ngang
Sơ đồ gồm 2 động cơ không đồng bộ: ĐB là động cơ bơm dầu bôi trơn được đóng cắt nhờ công tắc tơ KB Động cơ truyền động chính Đ là động cơ không đồng bộ roto lồngsóc hai cấp tốc độ: 1460vg/ph khi dây quấn stato đấu tam giác Δ và 2890vg/ph khi đấu sao kép (YY).Việc chuyển đổi tốc độ từ thấp lên cao tương ứng với chuyển đổi tốc độ
từ đấu Δ sang YY và ngược lại được thực hiện bởi tay gạt cơ khí 2KH(5) Nếu 2KH(5)
= 0, dây quấn động cơ được đấu tương ứng với tốc độ thấp Khi 2KH(5) = 1, dây quấn động cơ được đấu YY tương ứng với tốc độ cao Tiếp điểm 1KH(4) liên quan đến thiết
bị chuyển đổi tốc độ trục chính Nó ở trạng thái hở trong thời gian chuyển đổi tốc độ vàchỉ kín khi đã chuyển đổi xong Động cơ được đảo chiều nhờ các công tắc tơ 1T, 1N, 2T, 2N
a/ Khởi động:Giả sử 1KH(4) = 1, 2KH(5) = 1 Muốn khởi động thuận ấn MT(1) →
1T(1) = 1, → 1T(3) = 0, 1T(8) = 1, 1T(1-2) = 1, → KB(2) = 1, → tđ KB(2) = 1, nốivới 1T(1-2) tạo mạch duy trì KB(4) = 1, → Ch(4) = 1, đồng thời RTh(7) = 1 Sau mộtthời gian chỉnh định, RTh(4) = 0, → Ch(4) = 0; RTh(5) = 1, → 1Nh(5) = 1, → 1Nh(6)
= 1, → 2Nh(6) = 1
Kết quả khi ấn MT ta được: KB, 1T, Ch có điện; sau đó KB, 1T, 1Nh, 2Nh có điện.KB(đl) = 1, động cơ ĐB quay bơm dầu bôi trơn 1T(đl) = 1, và Ch(đl) = 1, → động cơ
Đ được nối Δ khởi động với tốc độ thấp; sau một thời gian duy trì, 1T(đl) = 1, 1Nh(đl)
= 1, 2Nh(đl) = 1, động cơ Đ được nối YY chạy với tốc độ cao Nếu 2KH(5) = 0, → chỉ
có 1T(1) và Ch(4) có điện → động cơ chỉ chạy ở tốc độ thấp
Khởi động ngược ấn MN
b/ Hãm máy
Để chuẩn bị mạch hãm và kiểm tra tốc độ động cơ, sơ đồ sử dụng rơle kiểm tra tốc độRKT nối trục với động cơ Đ (không thể hiện trên sơ đồ) RKT làm việc theo nguyêntắc ly tâm: khi tốc độ lớn hơn giá trị chỉnh định (thường khoảng 10%) tốc độ định mức,nếu động cơ đang quay thuận thì tiếp điểm RKT-1(8) đóng; nếu đang quay ngược thìtiếp điểm RKT-2(11) đóng
Trang 3Giả sử động cơ đang quay thuận RKT-1(8) = 1, → 1RH(8) = 1, → 1RH(8-9) = 1, và1RH(13-14) = 1
Nếu đang quay chậm thì KB, 1T, Ch có điện; nếu quay nhanh thì KB, 1T, 1Nh, 2Nh,RTh có điện → Ch(13) = 0, hoặc RTh(13) = 0 Muốn dừng, ấn D(1) → 1T, KB, Chhoặc 1T, KB, 1Nh, 2Nh, RTh mất điện → Ch(13) = 1, hoặc RTh(13) = 1, → 2N(14) =
1 Trên mạch động lực, 1T, KB, Ch, 1Nh, 2Nh mở ra, 2N đóng lại → động cơ Đ đượcđảo hai trong 3 pha làm cho động cơ hãm ngược → tốc độ giảm đến dưới 10% địnhmức thì RKT-1(8) mở → 1RH(8) = 0, → 1RH(13-14) = 0, → 2N(14) = 0, → động cơ
Đ được cắt ra khỏi lưới , động cơ dừng tự do
c/ Thử máy
Muốn điều chỉnh hoặc thử máy, ấn TT (12) hoặc TN(14) → 2T(12) = 1, hoặc 2N(14) = 1, → động cơ được nối Δ với điện trở phụ Rf làm cho động cơ chỉ chạy với tốc độ thấp
Máy doa được chia thành hai loại chính: máy doa đứng và máy doa ngang Máy doangang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng
Hình dáng bên ngoài máy doa ngang
Trên bệ máy 1 đặt trụ trước 6, trên đó có ụ trục chính 5 Trụ sau 2 có đặt giá 3 để giữtrục dao trong quá trình gia công Bàn quay 4 gá chi tiết có thể dịch chuyển ngang hoặc
Trang 4dọc bệ máy Ụ trục chính có thể dịch chuyển theo chiều thẳng đứng cùng trục chính.Bản thân trục chính có thể dịch chuyển theo phương nằm ngang
Chuyển động chính là chuyển động quay của dao doa (trục chính) Chuyển động ăndao có thể là chuyển động ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay di chuyển dọccủa trục chính mang đầu dao Chuyển động phụ là chuyển động thẳng đứng của ụ daov.v…
2 Yêu cầu đối với truyền động điện và trang bị điện máy doa
a) Truyền động chính: Yêu cầu cần phải đảm bảo đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh
tốc độ D = 130/1 với công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh φ = 1,26 Hệ thống
truyền động chính cần phải hãm dừng nhanh
Hiện nay hệ truyền động chính máy doa thường được sử dụng động cơ không đồng bộroto lồng sóc và hộp tốc độ (động cơ có một hay nhiều cấp tốc độ ) Ở những máy doa
cỡ nặng có thể sử dụng động cơ điện một chiều, điều chỉnh trơn trong phạm vi rộng.Nhờ vậy có thể đơn giản kết cấu, mặt khác có thể hạn chế được mômen ở vùng tốc độthấp bằng phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng
b/ Truyền động ăn dao: Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao là D =
1500/1 Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 2 ÷ 600mm/ph; khi di chuyểnnhanh, có thể đạt đến 2,5 ÷ 3mm/ph Lượng ăn dao (mm/ph) ở những máy cỡ yêu cầuđược giữ không đổi khi tốc độ trục chính thay đổi
Đặc tính cơ cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ <10% Hệ thống truyền động ăndao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy chính xác, đảm bảo sự liên độngvới truyền động chính khi làm việc tự động
Ở những máy doa cỡ trung bình và nặng, hệ thống truyền động ăn dao sử dụng hệthống khuếch đại máy điện - động cơ điện một chiều hoặc hệ thống T –Đ
2 Lịch sử phát triển:
Trang 5- Năm 1642, Pascal đã phát minh ra máy tính cơ khí dùng bánh răng Đến năm 1834Babbage đã hoàn thiện máy tính cơ khí "vi sai" có khả năng tính toán với độ chínhxác tới 6 con số thập phân.
- Năm 1808, Joseph M.Jaquard đã dùng các lỗ trên tấm bìa thẻ kim loại mỏng, sắpxếp chúng trên máy dệt theo nhiều chiều khác nhau để điều khiển máy dệt tự độngthực hiện các mẫu hàng phức tap
- Trước năm 1904, Hoa Kỳ và Đức đã sử dụng mạch rơle để triển khai chiếc máytính điện tử đầu tiên trên thế giới
- Năm 1943, Mauhly và Ackert chế tạo "cái máy tính" đầu tiên gọi là "máy tính vàtích phân số điện tử" viết tắt là ENIAC Máy có:
• 18.000 đèn điện tử chân không
• 500.000 mối hàn thủ công
• Chiếm diện tích 1613 ft2
• Công suất tiêu thụ điện 174 kW
• 6000 nút bấm
• Khoảng vài trăm phích cắm
Chiếc máy tính này phức tạp đến nỗi chỉ mới thao tác được vài phút là lỗi và hưhỏng đã xuất hiện Việc sữa chữa lắp đặt lại đèn điện tử để chạy lại phải mất đến cảtuần
Chỉ tới khi áp dụng kỹ thuật bán dẫn vào năm 1948, đưa vào sản xuất công nghiệpvào năm 196 thì những máy tính điện tử lập trình lại mới được sản xuất và thươngmại hoá
Sự phát triển của máy tính cũng kèm theo kỹ thuật điều khiển tự động
• Mạch tích hợp điện tử - IC - năm 1959
• Mạch tích hợp gam rộng - LSI - năm 1965
• Bộ vi xử lý - năm 1974
• Dữ liệu chương trình - điều khiển
• Kỹ thuật lưu giữ
Những phát minh này đã đánh dấu một bước rất quan trọng và quyết định trong việcphát triển ồ ạt kỹ thuật máy tính và các ứng dụng của nó như PLC, CNC, lúc nàykhái niệm điều khiển bằng cơ khí và bằng điện tử mới được phân biệt
Đến cuối thập kỷ 20, người ta dùng nhiều chỉ tiêu để phân biệt các loại kỹ thuật điềukhiển, bởi vì trong thực tế sản xuất đòi hỏi điều khiển tổng thể những hệ thống máytính chứ không điều khiển đơn lẻ từng máy
→ Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho nó các thao tác máytrở nên nhanh, nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn Nó có khả năng thay thế hoàn toàncho các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle (loại thiết bị phức tạp vàcồng kềnh); khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trìnhtrên các lệnh logic cơ bản; khả năng định thời, đếm; giải quyết các vấn đề toán học vàcông nghệ; khả năng tạo lập, gới đi, tiếp nhận những tín hiệu nhằm mục đích kiểmsoát sự kích hoạt hoặc đình chỉ những chức năng của máy hoặc một dây chuyền côngnghệ
Như vậy những đặc điểm làm cho PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp:
• Khả năng kháng nhiễu rất tốt
Trang 6• Cấu trức dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế, mở rộng, cải tạo nâng cấp,
• Có những modul chuyên dụng để thực hiện những chức năng đặc biệt hay những modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng Internet,
• Khả năng lập trình được, lập trình đễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động
• Yêu cầu của người lập trình không cần giỏi về kiến thức điện tử mà chỉ cần nắm vững công nghệ sản xuất và biết chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình được
3.Sơ lược về các loại PLC của các hãng công nghiệp nổi tiếng:
a.Siemens:
Hãng này có các loại plc :S7-200,S71200,S7-300,S7-400
Hinh1.1 :S7-200 của Siemens
Trang 7Hình 1.2:S7-300
Hình 1.3:S7-400b.Schneider:
Có các loại Zelio logic,Twido,TSX,Quantum…
Trang 8Hình 1.4:loại Zelio logic
Hình 1.5:loại Twido
c.Hãng ABB:
Có các loại Master pic 200,AC400,AC800,AC100…
Hình 1.6:loại AC800
Trang 9d.Của Hoa Kỳ:
Có các hãng sản xuất PLC như:AB,Honney well,Rock Well,Emerson
Ngoài ra còn có nhiều hãng sản xuất khác
như:MISHUBISHI,TOSHIBA,YOKOGAWA,OMRON(của Nhật),LG (Hàn
Quốc),SHILI(Đài Loan),Sinatic(Việt Nam)…
4 Cấu trúc và hoạt động của một PLC:
Sơ đồ cấu trúc của PLC
+ Khối điều khiển trung tâm (CPU: Central Processing Unit) gồm baphần: Bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp
Power Supply
Lập trình
I N P U T S
M
M
O U T P U T S
CENTRAL PROCESSING UNIT PLC
Trang 10Sơ đồ khối tổng quát của CPU
Có nhiều loại bộ nhớ để cho người sử dụng lựa chọn theo mục đích hay yêu cầu
sử dụng:
+ ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc không xoá dùng lưu trữ
chương trình cố định, không thay đổi thường dùng cho nhà sản xuất PLC
+ RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng
để lưu trữ dữ liệu và chương trình cho người sử dụng
+ EPROM: ROM lập trình có thể xoá được.
+ EEPROM: Electrically EPROM.
b Hoạt động của một PLC:
Đầu tiên, hệ thống các cổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Modulexuất/nhập) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU (như các sensor,contact, tín hiệu từ động cơ …) Sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý
và đưa các tín hiệu điều khiển qua ngõ ra xuất ra các thiết bị được điều khiển
Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (Scan) dữ liệu hoặc trạngthái của các thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trìnhtrong bộ nhớ như sau: Chương trình chính sẽ nhận lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa rathanh ghi lệnh để thi hành Chương trình ở dạng STL (Statement List-dạng lệnh liệt kê)hay ở dạng LADDER (dạng hình thang) sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộnhớ chương trình Khi thực hiện xong chương trình, tiếp đó là quá trình truyền thôngnội bộ, kiểm lỗi và cuối cùng CPU sẽ gởi hoặc cập nhật (Update) tín hiệu tới các thiết
bị được điều khiển thông qua ngõ ra Một chu kỳ gồm: Đọc tín hiệu ở ngõ vào, thựchiện chương trình, truyền thông nội bộ, tự kiểm tra lỗi và gởi cập nhật tín hiệu ở ngõ rađược gọi là một chu kỳ quét (Scanning) như hình vẽ dưới
Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thì lệnh không xử lý trực tiếp vớicổng vào ra mà sẽ xử lý thông qua bộ nhớ đệm Nếu có sử dụng ngắt thì chương trìnhcon tương ứng với từng tín hiệu ngắt sẽ được soạn thảo và cài đặt như một bộ phậnchương trình Chương trình ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệungắt và có thể xảy ra ở bất kì điểm nào trong vòng quét
Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo
Chuyển dữ kiệu từ bộ
đệm ảo ra ngoại vi
Thực hiện chương trình
Truyền thông và
kiểm tra lỗi
Trang 11Thực tế khi PLC thực hiện chương trình (Program Execution), PLC khi cập nhậttín hiệu ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu này không được truy xuất tức thời để đưa ra(Update) ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra (ON/OFF) phải theo haibước: Khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các mức logic tươngứng ở ngõ ra trong “chương trình nội” (đã được lập trình), các mức logic này sẽ chuyểnđổi ON/OFF Tuy nhiên lúc này
các tín hiệu ở ngõ ra “thật” (tức tín hiệu được đưa ra tại Module Out) vẫn chưa đượcđưa ra Khi xử lý kết thúc chương trình xử lý, việc chuyển đổi các mức logic (của cáctiếp điểm) đã hoàn thành thì việc cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra mới thực sự tác độnglên ngõ ra để điều khiển các thiết bị ở ngõ ra
Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với thời gian rất ngắn, một vòng quétđơn (Single Scan) có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1 ms tới 100 ms Việc thựchiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cảmức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…) Vi xử lý chỉ
có đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gianlớn hơn một chu kỳ quét Nếu thời gian tác động ở ngõ vào nhỏ hơn một chu kỳ quétthì vi xử lý xem như không có tín hiệu này Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thườngcác hệ thống chấp hành là các hệ thống cơ khí nên tốc độ quét như trên có thể đáp ứngđược các chức năng của dây chuyền sản xuất Để khắc phục khoảng thời gian quét dài,ảnh hưởng đến chu trình sản xuất, các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhậttức thời, dùng bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter) các hệ thống này thường được
áp dụng cho các PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn
đã được nạp vào bộ nhớ chương trình
• Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương ìnhđang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ off)
• Đèn SF-màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng hoặc
hệ điều hành Ở đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình ngườidùng, khi lỗi chương trình người dùng thì CPU không thể nhận biết được vìtrước khi download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm vụ kiểm tratrước khi dịch sang mã máy
• Đèn Ix.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số
• Đèn Qx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số
• Port truyền thông nối tiếp: RS 485 protocol, 9 chân sử dụng choviệc
Trang 12phốí ghép với PC, PG, TD200, TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp.
Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu PPI là 9600 baud
Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu Freeport là 300 ÷ 38400 baud
Hinh 1.7: Hình dáng bên ngoài của S7-200
Hình 1.8: cấu trúc của port RS 485
- Công tắc chọn chế độ:
Trang 13• Công tắc chọn chế độ RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình, khichương trình gặp lỗi hoặc gặp lệnh STOP thì PLC sẽ tự động chuyển sangchế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở chế độ RUN (nên quan sát đèn trạng thái).
• Công tắc chọn chế độ STOP: Khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡngbức chương trình đang chạy, các tín hiệu ra lúc này đều về off
• Công tắc chọn chế độ TERM: cho phép người vận hành chọn một trong haichế độ RUN/STOP từ xa, ngoài ra ở chế độ này được dùng để downloadchương trình người dùng
-Vít chỉnh định tương tự: Mỗi CPU có từ 1 đến 2 vít chỉnh định tương tự, có thểxoayđược một góc 270°, dùng để thay đổi giá trị của biến sử dụng trong chươngtrình
- Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: Sử dụng tụ vạn năng và pin Khi năng lượng của tụ bịcạn kiệt PLC sẽ tự động chuyển sang sử dụng năng lượng từ pin
a.2 Giao tiếp với thiết bị ngoại vi:
Trang 141 Thiết bị lập trình loại PGxx được trang bị sẵn phần mềm lập trình, chỉ lập trình được với ngôn ngữ STL.
2 Máy tính PC: Hệ điều hành Win 95/98/ME/2000/NT4.x
Trên đó có cài đặt phần mềm Step7 Mcro/Win 32 và Step7 Mcro/Dos Hiện nay hầuhết sử dụng Step7 Mcro/Win 32 version 3.0,3.2,4.0 V4.0 cho phép người lập trình
có thể xem được giá trị, trạng thái cũng như đồ thị của các biến Nhưng chỉ sử dụngđược trên máy tính có cài đặt hệ điều hành Window 2000/ WinNT và PLC loạiversion mới nhất hiện nay
a.3 Giao tiếp giữa sensor và cơ cấu chấp hành:
S7-200 có hai loại cơ bản: AC/DC/RLY_loại này điện áp nguồn cung cấp từ85÷264VAC, tần số 47÷63 Hz;
Điện áp vào: có nguồn cung cấp điện áp chuẩn cho sensor là 24VDC
Điện áp ra: loại này sử dụng nguồn điện ngoài, có thể là DC hoặc AC nhưng khôngvượt quá 220V Nếu sử dụng đối với những thiết bị tiêu thụ có công suất bé khoảngchừng vài Woat thì có thể lấy trực tiếp nguồn của cảm biến
b Cấu trúc bộ nhớ:
b.1 Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ được chia làm 4 vùng cơ bản, hầu hết các vùng nhớ đều có khả năng đọc
ghi chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt SM (special memory) là vùng nhớ chỉ đọc
• Vùng nhớ chương trình là miền bộ nhớ được dùng để lưu giữ các lệnh chươngtrình Vùng này thuộc kiểu non-valatie đọc/ghi được
• Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khoá, địa chỉ trạm cũng giống như vùng chương trình, Vùng này thuộc kiểu non-valatie đọc/ghi được
• Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm kết quả của các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông
• Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương
tự đợc dạt trong vùng nhớ cuối cùng Vùng này không thuộc kiểu non-valatilenhưng đọc/ghi được
b.2.Vùng nhớ dữ liệu và đối tượng:
Vùng nhớ dữ liệu là vùng nhớ động, nó có thể truy cập theo từng bit, byte, từ đơn (worrd), từ kép (double worrd) và cũng có thể truy nhập được với mảng dữ liệu Được
sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàmtruyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập rtình như các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm hay Timer Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi của counter, bộ đếm, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương
tự và các thanh ghi AC (Accumulator)
Vùng nhớ dữ liệu và đối tượng được chia ra nhiều miền nhớ nhỏ với những ứngdụng khác nhau Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu của tên
tiếng Anh
6 Cấu trúc chương trình trong PLC S7-200:
Các chương trình trong PLC S7-200 có cấu trúc bao gồm chương trình chính(Main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt
Trang 15+ Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trìnhMEND
+ Chương trình con là một bộ phận của chương trình chính và
được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính
+ Chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình chính Nếucần sử dụng thì chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính
Thực hiện trong một vòng quét.
Thực hiện khi chương trình chính gọi.
Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt.
7 Ngôn ngữ lập trình của S7-200:
* Phương pháp lập trình:
S7-200 biểu diễn một mạch logic bằng một dãy các lệnh lập trình
Trong S7-200 có các phương pháp lập trình cơ bản sau:
+ Phương pháp khối hàm (Function Block Diagram _ FBD)
+ Phương pháp hình thang (Lader Logic viết tắt LAD)
+ Phương pháp liệt kê (Statement List viết tắt STL)
Các chương trình viết trong LAD thiết bị có thể tự động chuyển sang kiểu STL, ngược lại chương trình viết theo kiểu STL chưa chắc chuyển sang được
kiểu LAD.Trong lập trình lôgic thường hay sử dụng hai ngôn ngữ LAD và STL vì nó gần gũi hơn đối với chuyên ngành điện Sau đây là những định nghĩa cần phải nắm khi bắt tay vào thiết kế một chương trình:
Main program
MEND SBR 0 Chương trình con thứ 1
RET SBR Chương trình con thứ n
RET
INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ 1
RET INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n
RET