do an dem phan loai sp

PHẦN I: MỞ ĐẦU1.lí do chọn đề tài Sự phát triển của khoa học - kĩ thuật – công nghệ đã làm cho hệ thống điềukhiển trong công nghiệp phát triển không ngừng nhằm nâng cao năng suất laođộn

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

- -

Nam Định, Ngày tháng năm 2009

Nhận xét của giáo viên phản biện

- -

Nam Định, Ngày tháng năm 2009

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU 6

1.Lí do chọn đề tài 6

2.Mục đích thực hiện đề tài 6

3.Phương pháp thực hiện đề tài 7

4.Cấu trúc đồ án 7

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI 8

Chương 1:Tổng quan hệ thống phõn loại sản phẩm 8

1.1: Đặt vấn đề 8

1.2: Cỏc loại hệ thống phõn loại sản phẩm 8

1.2.1: Hệ thống phõn loại trong xớ nghiờp gạch 9

1.2.2: Hệ thống phõn loại sản phõm theo màu sắc 10

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC, KHÍ NÉN 13

2.1: Bộ điều khiển dùng PLC 13

2.1.1: Tổng quan về PLC 13

2.1.2: Khái niệm và đặc điểm của PLC 14

2.1.3: ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC 16

2.2: Phân loại PLC 16

2.3: Lụùi ớch cuỷa vieọc sửỷ dúng PLC 17

2.4: CẤU TRÚC VAỉ NGHIÊN CệÙU HOAẽT ẹỘNG CỦA MỘT PLC 18

2.4.1: Caỏu truực: 18

2.4.2: Hoát ủoọng cuỷa moọt PLC 18

2.4.3: Module CPU 23

2.4.4: Module IM 25

2.4.5: Module tín hiệu 25

2.4.6: Module chức năng FM 27

2.5: Hệ thống điều khiển khí nén 28

2.5.1: Sơ lược về hệ thống điều khiển khớ nộn và thủy lực 28

2.5.2: Tầm quan trọng và ứng dụng của khớ nộn 30

2.6: Cỏc phần tử trong hệ thống điều khiển 31

2.6.1: Khỏi niệm 31

2.6.2: Van đảo chiều 31

2.6.3: Tớn hiệu tỏc động 34

2.6.4:Van đảo chiều cú vị trớ ‘khụng’: 37

2.6.5: Van đảo chiều khụng cú vị trớ ‘khụng’ 38

2.6.6: Van chắn 38

2.6.7: Van tiết lưu 40

2.6.8: Van ỏp suất 41

2.7: Hệ thống điều khiển điện khí nén 42

2.7.1: KHÁI NIỆM 42

2.7.2: CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN 43

Chương 3: Mô hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm 46

3.1 Mô hình 46

3.2 Tính chọn động cơ băng tải 47

3.2.1 Tính chọn động cơ băng tải truyền động chính (băng tải nằm ngang) 47

3.2.2 Tính chọn động cơ băng tải kéo hộpđựng sản phẩm đã được phân loại 48

3.3 Tính chọn cảm biến 49

3.3.1 Khái quát cảm biến quang điện tử lôgic mờ: 50

3.3.2: Nguyên lý cảm biến 50

3.3.3: Bộ so sánh màu và các dụng cụ đo màu đúng 51

3.3.4: Các thuật toán cảm nhận màu 51

3.3.5: Đặc điểm của bộ cảm biến : 52

3.4: Tính chọn van đảo chiều 52

3.5 CẤU TRÚC VÀ KẾT NỐI PHẦN CỨNG 53

3.5.1: Lựa chọn phần cứng 53

3.5.2: Gán địa chỉ cho đầu vào, đầu ra 54

3.5.3: Viết chương trình điều khiển cho hình 3.1 55

3.5.4: Nguyên lý hoạt động của mô hình phân loại sản phẩm 56

3.5.5: Đổ chương trình điều khiển từ máy tính sang PLC 56

3.5.6: Lập trình điều khiển cho băng tải trong hệ thống phân loại sản phẩm 57

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

1 Kết luận 59

2.Kiến nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Chương 1: 8

Hỡnh1.1 : Dõy chyền phõn loại gạch 9

Hỡnh1.2: Cảm biến màu LX101 10

Hình1.3:Mơ hình phân loại theo sản phẩm theo màu sắc dùng cảm biến và camera 11

Hình1.4: Phân loại sản phẩm theo kích cỡ trong nhà máy chế biến tơm 12

CHƯƠNG 2: 13

Hình 2.1: Hình ảnh về bộ PLC – S7 300 15

Hỡnh 2.2 : Sụ ủồ khoỏi cuỷa heọ thoỏng ủiều khieồn laọp trỡnh 18

Hỡnh 2.3: Mõ taỷ ba phần caỏu thaứnh moọt PLC 18

Hỡnh 2.4 : Moọt voứng queựt cuỷa PLC 19

Hình 2.5: Hệ thống điều khiển khớ nộn 28

Hình 2.6.a ;Hình 2.6.b 29

Hỡnh 2.7: Hệ thống điều khiển hở tốc độ động cơ 30

Hỡnh 2.8: Hệ thống điều khiển kớn 30

Bảng 2.1: Ký hiệu cửa nối van 32

Bảng 2.2: Cỏch gọi tờn và ký hiệu của một số van đảo chiều: 33

Bảng 2.3: Tỏc động bằng tay 34

Bảng 2.4: Tỏc động bằng khớ nộn 35

Bảng 2.5: Tỏc động bằng cơ 36

Bảng 2.6: Tỏc động bằng nam chõm điện: 37

Bảng 2.7: Cỏc loại van chắn 39

Bảng 2.9: cỏc loại van ỏp suất 41

Bảng 2.10: cỏc phần tử điện 43

Chương 3: 46

Hình 3.1 : Mơ hình hệ thống đếm và phân loại sản phẩm theo mằu sắc 46

Hình 3.2: Mơ hình mạch của bộ cảm biến 49

Hình 3.3: Van đảo chiều 5/2 52

Hình3.3: Mơ hình điều khiển băng tải 57

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1.lí do chọn đề tài

Sự phát triển của khoa học - kĩ thuật – công nghệ đã làm cho hệ thống điềukhiển trong công nghiệp phát triển không ngừng nhằm nâng cao năng suất laođộng và hạn chế sức lao động của con người.Cùng với nó hệ thống tự động hóaquá trình sản suất được sử dụng rất rộng rãi trong các nhà máy,xí nghiệp…

Tự động hóa trong công nghiệp sẽ cho ra nhiều sản phẩm hơn ,đồng thời nóđòi hỏi sự hoạt động phải đạt độ chính xác cao hơn,an toàn và tin cậyhơn.Trong đó hệ thống điều khiển điện -khí nén và điều khiển lập trình PLCngày càng sử dụng rộng rãi trong các quá trình sản xuất

PLC được sự dụng rộng rãi trong công nghiệp ở nước ta như là một giải phápđiều khiển lí tưởng cho việc tự động hóa quá trình sản xuất.Cùng với sự pháttriển của máy tính ,đến nay bộ bộ điều khiển lập trình đã đạt được những ưu thế

cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp ,đó là dễ dàng lập trình và lậptrình lại ,cho phép nhanh chóng thay đổi chương trình điều khiển, có chức năngtruyền thông cho phép nối mạng ở nhiều cấp độ nhằm đáp ứng chương trìnhđiều khiển và giám sát hệ thống sản xuất,đơn giản trong bảo dưỡng ,sửa chữa.Có

độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp,có cấu tạo nhỏ gọn so với mạchđiều khiển tương đương dùng rơle và giá thành ngày càng thấp

Để giúp cho chúng em hiểu sâu hơn về quá trình tự động hóa trông quá trìnhsản xuất và có những kiến thức cơ bản về điện khí nén và lập trinh điều khiển

PLC các thầycôtrong khoa Điện-Điện tử đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Tiến

Hưng đã tạo điều kiện giao cho em thực hiện đề tài “ Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm PLC -S7-300, khí nén”.

2.Mục đích thực hiện đề tài

Khi thực hiện đề tài này em hi vọng sẽ lĩnh hội được nhiều hơn về quá trình tựđộng hóa trong sản xuất.Hiểu sâu hơn về điều khiển điện-khí nén và PLC S7-300nắm bắt rõ hơn về hệ thống phân loại sản phẩm như:các phần tử điện ,khí nén,các cảm biến,động cơ,băng tải…

3.Phương pháp thực hiện đề tài

-Phuương pháp quan sát:quan sát trên sơ đồ mô hình

-Phương pháp nghiên cứu:nghiên cứu,tìm hiểu,tham khảo sách báo,đọc tài liệu

và tra cứu mạng internet…

-Phương pháp tính toán: tính toán, lưa chọn , thiết kế đề tài…

-Phương pháp tham khảo tư vấn…

4.Cấu trúc đồ án

Đồ án gồm có 3 phần:

* Phần I: Lời nói đầu

* Phần II: Nội dung đề tài

 Chương 1: Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm

 Chương 2: Hệ thống điều khiển sử dụng dùng PLC, khí nén

 Chương 3: Mô hình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm

* Phần III:Kết luận và kiến nghị

Trong quá trình thực hiện đè tài,mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do thời gian vàtrình độ có hạn cùng với việc tham khảo, truy cập tài liệu còn nhiều hạn chế vìvạy đề tài này không thể tránh khỏi thiếu sót.Kính mong thầy cô giáo tận tình chỉbảo,góp ý cho đề tài được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Để cạnh tranh được trên thị trường đũi hỏi mổi xớ nghiệp cần cú 1hệ thống dõychuyền lựa chọn sản phẩmhiện đại

Hệ thống phân loại sản phẩm ra đời đó giỳp giảm được nhân công , sứclao động của con người Mặt khỏc gúp phần nâng cao chất lượng sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm được cấu tạo và hoạt động dựa trên sư kết hợp giữa

bộ PLC ,khí nén,cảm biến ,bang tải …

Chớnh vỡ vai trũ của hệ thống phõn loại sản phẩm mà nú được ứng dụngrộng rói trong cỏc xớ nghiệpsản xuất cụng nghiờp

1.2: Cỏc loại hệ thống phõn loại sản phẩm

Trong thực tế có rất nhiều hệ thống phân loại sản phẩm khác nhau: Phân loạitheo màu sắc, phân loại theo kích thước, phân loại theo lỗi sản phẩm

Một số hình ảnh về phân loại sản phẩm:

1.2.1: Hệ thống phõn loại trong xi nghiệp gạch

chuyền phân loại gạch

Hệ thống gồm 3 phần Phần thứ nhất là khối xử lý nhận dạng và ra quyết định,gồm một hệ thống camera và đèn chiếu sáng chuyên dụng được đặt trong mộthộp đen gá trên băng chuyền gạch Khi viên gạch đi qua hộp đen, hệ thốngcamera thu nhận hỡnh ảnh bề mặt viờn gạch và chuyển cho phần mềm nhận dạng

và phõn loại Phần mềm này sẽ thực hiện nhận dạng và ra quyết định viên gạchthuộc loại chất lượng nào Phần tiếp theo là khối xử lý tín hiệu hỏi đáp, điềukhiển và giao tiếp giữa người và máy, gồm bàn phím, màn hỡnh và cỏc nỳt điềukhiển Phần cuối cùng là khối cơ cấu cơ khí chấp hành, là một băng chuyền dọc,

có khe được đặt nối tiếp theo băng chuyền gạch của nhà sản xuất Trên băngchuyền có 5 vị trí phân loại ứng với 5 mẫu gạch Khi bộ xử lý nhận dạng và raquyết định gạch thuộc loại chất lượng nào, viên gạch tiếp tục được chuyển quabăng chuyền có khe, qua tay máy sẽ hút giữ để chuyển xuống băng tải loại đó

1.2.2: Hệ thống phõn loại sản phõm theo màu sắc

a.Sơ lược về cảm biến màu

- Tích hợp bộ định thời, có thê đặt thời gian tác động ở đầu ra lên tới 500ms

- Đầu cảm biến có bộ ADC 12 bit đảm bảo độ chinh xác điều chỉnh 1/4000

- Đáp ứng tiêu chuẩn IP67, chống nước nhờ cấu trúc bảo vệ trong môi trường làmviệc

b Phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng camera:

Hình1.3:Mô hình phân loại theo sản phẩm theo màu sắc dùng cảm biến và camera

Mụ hỡnh thực hành về phõn loại sản phẩm theo mầu với 3 mầu sắc khỏc nhaukhi sử dụng CAMERA và 4 mầu khỏc nhau khi sử dụng cảm biến mầu Cả 2 mụhỡnh đều có kết cấu cơ khí là điều khiển bằng động cơ bước và các linh kiện khínén Về thuật toán thỡ cả 2 đều sử dụng thuật toán Neuron Network, Hue và cácthuật toán thông minh khác

c Phân loại sản phẩm theo trọng lượng:

Hình1.4: Phân loại sản phẩm theo kích cỡ trong nhà máy chế biến tôm.

Đặc điểm kỹ thuật của hình 1.4

Tốc độ trung bình 360 con tôm/phút

Tối đa phân được 15 cỡ, thông thường 7 cỡ ( tuỳ chọn)

Sai số +/-0,3g trở xuống ở mức trên 95%,+/-0,5g trở xuống ở mức trên 99% Bền vững troong nhà máy chế biến thuỷ sản chịu được nước phun rửa dướimọi góc độ

Để đơn giản hóa việc lập trình hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đầu tiênđược ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo nên sự phát triển thật sự cho kỹ thuậtđiều khiển lập trình Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC)chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều khiển

cổ điển Quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêuchuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là lập trình dùng giản đồ hình thang, kíhiệu la LAD Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC cóthêm khả năng khác, đó là sự hỗ trợ bởi những thuật toán, vận hành với các dữliệu cập nhật Mặt khác do sự phát triển của màn hình dùng cho máy tính nênviệc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng chở nênthuận tiện hơn

Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay

đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng:

Hệ thống ngõ vào/ ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ ra, dung lượng bộ nhớchương trình tăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo

ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung,

tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý tốt với những chức năngphức tạp số lượng cổng vào/ ra lớn.

Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khácthông qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệthống:

Rôbôt, Cad/ Cam … mà các nhà thiết kế còn xây dựng các loại PLC với cácchức năng điều khiển thông minh gọi là các siêu PLC

2.1.2: Khái niệm và đặc điểm của PLC.

* Khái niệm PLC.

PLC được hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968.

PLC (Progammable Logic Controller) – Bộ điều khiển logic khả trình Là mộtthiết bị điều khiển logic lập trình được Thiết bị này có các đầu vào logic sauquá trình xử lý theo chương trình bên trong nó cho đầu ra là các mức logic cóquan hệ với các đầu vào thông qua chương trình bên trong của thiết bị PLCđược ứng dụng rộng rãi và trở nên không thể thiếu được trong các dây truyềnsản xuất hiện đại

Hình 2.1: Hình ảnh về bộ PLC – S7 300

Chức năng điều khiển của PLC rất đa dạng nó có thể thay thế cho cả một

mảng rơle Hơn thế nữa PLC giống như một máy tính có thể lập trình được PLClập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, ổn định trong môi trường côngnghiệp, giá cả cạnh tranh

- Giao tiếp dễ dàng với các thiết bị ngoại vi, các module và các thiết bị phụ trợkhác như màn hình hiển thị

- Có khả năng chống nhiễu trong công nghiệp

- Ngôn ngữ lập trình cho PLC đã trở thành thiết bị chính trong việc điều khiểncác thiết bị công nghiệp

2.1.3: ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC.

- Thời gian lắp đặt cơng trình ngắn.

- Dễ dàng thay đổi mà khơng gây tổn thất đến tài chính

- Cĩ thể dễ dàng tính tốn chính xác giá thành

- Cần ít thời gian huấn luyện

- Dễ dàng thay đổi phần mền

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi

- Dễ bảo trì, xử lý sự cố dễ và nhanh hơn

- độ tin cậy cao, chuẩn hố được phần cứng điều khiển

- Thích ứng với mơi trường khắc nghiệt

Tuy nhiên với mức độ quản lý và điều khiển rộng thì PLC lại khơng phù hợp vớinhững hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đĩ sẽ khơng tận dụng được khả năng làmviệc của thiết bị này

2.1.4: Phân loại PLC.

Cĩ hai cách phân loại PLC:

- Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, …

- Theo version: Gồm cĩ

PLC của Siemen cĩ các họ: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo

PLC của Misubishi cĩ các họ: Fx, Fxo, Fxon

2.1.5: Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của PLC

Moọt heọ thoỏng ủiều khieồn laọp trỡnh cụ baỷn phaỷi gồm coự hai phần:khoỏi xửỷ lyự trung tãm (CPU: Central Processing Unit : CPU) vaứ heọthoỏng giao tieỏpvaứo/ra (I/0)

CentralProcessingUnit

S

I n P u t

O u t p u t

M M

Hỡnh 2.2 : Sụ ủồ khoỏi cuỷa heọ thoỏng ủiều khieồn laọp trỡnh

Khoỏi ủiều khieồn trung tãm (CPU) gồm ba phần: boọxửỷ lyự,heọthoỏng boọ nhụựvaứ

heọ thoỏng nguồn cung caỏp

Hỡnh 2.3: Mõ taỷ ba phần caỏu thaứnh moọt PLC

 Hoát ủoọng cuỷa moọt PLC

Về cụ baỷn hoát ủoọng cuỷa moọt PLC cuừng khaự ủụn giaỷn ẹầu tiẽn,heọ thoỏng

caực coồng vaứo/ra (Input/Output) (coứn gói laứ caực Module xuaỏt /nhaọp)duứng ủeồủửa caực tớn hieọu tửứ caực thieỏt bũ ngoái vi vaứo CPU (nhử caựcsensor, cõng taộc, tớnhieọu tửứ ủoọng cụ …) Sau khi nhaọn ủửụùc tớn hieọu

ụỷ ngoừ vaứo thỡ CPU seừ xửỷ lyự vaứủửa caực tớn hieọu ủiều khieồn quaModule xuaỏt ra caực thieỏt bũ ủửụùc ủiều khieồn.Trong suoỏt quaự trỡnhhoát ủoọng, CPU ủóc hoaởc queựt (scan) dửừ lieọu hoaởc

tráng thaựi cuỷa thieỏt bũ ngoái vi thõng qua ngoừ vaứo, sau ủoự thửùchieọn caựcchửụng trỡnh trong boọ nhụự nhử sau: moọt boọ ủeỏm chửụng trỡnhseừ nhaởt leọnh tửứboọ nhụự chửụng trỡnh ủửa ra thanh ghi leọnh ủeồ thi haứnh.Chửụng trỡnh ụỷ dángSTL (StatementList – Dáng leọnh lieọt kẽ) seừ ủửụùcdũch ra ngõn ngửừ maựy caỏttrong boọ nhụự chửụng trỡnh Sau khi thửùchieọn xong chửụng trỡnh, CPU seừ gụỷihoaởc caọp nhaọt (Update) tớn hieọutụựi caực thieỏt bũ, ủửụùc thửùc hieọn thõng quamodule xuaỏt.Moọt chu kyứgồm ủóc tớn hieọu ụỷ ngoừ vaứo, thửùc hieọn chửụng trỡnhvaứ gụỷi caọp

nhaọt tớn hieọu ụỷ ngoừ ra ủửụùc gói laứ moọt chu kyứ queựt(Scanning).Trẽn ủãy chổ laứ mõ taỷ hoát ủoọng ủụn giaỷn cuỷa moọt PLC,vụựi hoát ủoọngnaứy seừ giuựp cho ngửụứi thieỏt keỏ naộm ủửụùc nguyẽntaộc cuỷa moọt PLC Nhaốm cútheồ hoựa hoát ủoọng cuỷa moọt PLC, sụ ủồhoát ủoọng cuỷa moọt PLC laứ moọt voứngqueựt (Scan) nhử sau:

Hỡnh 2.4 : Moọt voứng queựt cuỷa PLC.

Thửùc teỏ khi PLC thửùc hieọn chửụng trỡnh (Program execution) PLC khicaọp

nhaọt tớn hieọu ngoừ vaứo (ON/OFF), caực tớn hieọu hieọn nay khõng ủửụùctruy xuaỏt

tửực thụứi ủeồ ủửa ra (Update) ụỷ ngoừ ra maứ quaự trỡnh caọp nhaọt tớn hieọu

caực tớn hieọu ụỷ ngoừ ra “that” (tửực tớn hieọu ủửụùc ủửa ra tái modul out)vaĩn chửa

ủửụùc ủửa ra Khi xửỷ lyự keỏt thuực chửụng trỡnh xửỷ lyự, vieọc chuyeồn ủoồi

(Đọc ngõ vào)

Program execution(Thực hiện chương trình)

Mô hình điều khiển PLC – S7300

PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau:

- CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM,314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2,

- Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng /số: SM321,SM322, SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374

- Module chức năng FM

- Module truyền thông CP

- Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác, dòng2A, 5A, 10A

- Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365

Các module được gắn trên thanh rây như hình dưới, tối đa 8 moduleSM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành một rack, kết nối với nhau qua busconnector gắn ở mặt sau của module Mỗi module được gán một số slot tính từtrái sang phải, module nguồn là slot 1, module CPU slot 2, module kế mang số4…

Nếu có nhiều module thì bố trí thành nhiều rack (trừ CPU312IFM và CPU313chỉ có một rack), CPU ở rack 0, slot 2, kế đó là module phát IM360, slot 3, cónhiệm vụ kết nối rack 0 với các rack 1, 2, 3, trên mỗi rack này có module kết nốithu IM361, bên phải mỗi module IM là các module SM/FM/CP Cáp nối haimodule IM dài tối đa 10m Các module được đánh số theo slot và dùng làm cơ

sở để đặt địa chỉ đầu cho các module ngõ vào ra tín hiệu Đối với CPU 315-2DP,316- 2DP, 318-2 có thể gán địa chỉ tùy ý cho các module

Mỗi địa chỉ tương ứng với một byte Với các module số địa chỉ một ngõ vào hay

ra là x.y, x là địa chỉ byte, y cĩ giá trị từ 0 đến 7 Ví dụ module SM321 DI 32 cĩ

32 ngõ vào gắn kế CPU slot 4 cĩ địa chỉ là I0.y, I1.y, I2.y, I3.y, I là ký hiệu chỉngõ vào số Module analog cĩ địa chỉ theo word, ví dụ module SM332 AO4 cĩ 4ngõ ra analog gắn ở slot 5 rack 1 cĩ địa chỉ PQW400, PQW402, PQW404,PQW406, ngõ ra số cĩ ký hiệu là Q cịn ngõ vào analog ký hiệu là PIW

Các CPU 312IFM, 314 IFM, 31xC cĩ tích hợp sẵn một số module mởrộng:

- CPU 312IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7, I125.1; 6 ngõ ra sốQ124.0…Q124.5

- CPU 313C: 24 DI I124.0 126.7, 16DO Q124.0 125.7, 5 ngõ vào tương đồng

AI địa chỉ 752 761, hai ngõ ra AO 752 755

- CPU 314IFM: 20 ngõ vào số I124.0 … I126.3; 16 ngõ ra số Q124.0 …Q125.7;

4 ngõ vào tương đồng PIW128, PIW130, PIW132, PIW134; một ngõ ra tươngđồng PQW128

2.1.6: Lụùi ớch cuỷa vieọc sửỷ dúng PLC.

Cuứng vụựi sửù phaựt trieồn cuỷa phần cửựng laĩn phần mềm, PLC ngaứycaứng taờng ủửụùc caực tớnh naờng cuừng nhử lụùi ớch cuỷa PLC trong hoátủoọng cõng nghieọp Kớch thửụực cuỷa PLC hieọn nay ủửụùc thu nhoỷ láiủeồ boọ nhụự vaứ soỏ lửụùng I/O caứng nhiều hụn, caực ửựng dúng cuỷaPLC caứng mánh hụn giuựp ngửụứi sửỷ dúng giaỷi quyeỏt ủửụùc nhiềuvaỏn ủề phửực táp trong ủiều khieồn heọ thoỏng

Lụùi ớch ủầu tiẽn cuỷa PLC laứ heọ thoỏng ủiều khieồn chổ cần laộp ủaởcmoọt lần (ủoỏi vụựi sụ ủồ heọ thoỏng, caực ủửụứng noỏi dãy, caực tớnhhieọu ụỷ ngoừ vaứo/ra …), maứkhõng phaỷi thay ủoồi keỏt caỏu cuỷa heọthoỏng sau naứy, giaỷm ủửụùc sửù toỏn keựm khi phaỷi thay ủoồi laộp ủaởt khiủoồi thửự tửù ủiều khieồn (ủoỏi vụựi heọ thoỏng ủiều khieồn relay …) khaỷ

naờng chuyeồn ủoồi heọ ủiều khieồn cao hụn (nhử giao tieỏp giửừa caực PLCủeồ truyền dửừ lieọu ủiều khieồn laĩn nhau), heọ thoỏng ủửụùc ủiều khieồnlinh hoát hụn.

Khõng nhử caực heọ thoỏng cuừ, PLC coự theồ deồ daứng laộp ủaởc dochieỏm moọt khoaỷng khõng gian nhoỷ hụn nhửng ủiều khieồn nhanh, nhiềuhụn caực heọ thoỏngkhaực ẹiều naứy caứng toỷ ra thuaọn lụùi hụn ủoỏi vụựicaực heọ thoỏng ủiều khieồn lụựn, phửực táp, vaứ quaự trỡnh laộp ủaởt heọthoỏng PLC ớt toỏn thụứi gian hụn caực heọ thoỏng khaực

Cuoỏi cuứng laứ ngửụứi sửỷ dúng coự theồ nhaọn bieỏt caực trúc traởc heọthoỏng cuỷa PLC nhụứ giao dieọn qua maứn hỡnh maựy tớnh (moọt soỏ PLCtheỏ heọ sau coự khaỷnaờng nhaọn bieỏt caực hoỷng hoực (trouble shoding)cuỷa heọ thoỏng vaứ baựo cho ngửụứi sửỷ dúng), ủiều naứy laứm cho vieọcsửỷa chửừa thuaọn lụùi hụn

Hỡnh 2.5: Hệ thống điều khiển khí nén

- Tín hiệu đầu vào: nút nhấn, công tắc; công tắc hành trỡnh; cảm biến

- Phần xử lý thụng tin: xử lý tớn hiệu nhận vào theo một quy tắc logic xỏc định,làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển: van logic And, Or, Not, Yes, Flip-Flop, rơle…

- Phần tử điều khiển: điều khiển dũng năng lượng ( lưu lượng, áp suất) theo yêucầu, thay đổi trạng thái của cơ cấu chấp hành: van chỉnh áp, van đảo chiều,

van tiết lưu, ly hợp…

- Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lượng racủa mạch điều khiển: xy lanh khí-dầu, động cơ khí nén-dầu

- Năng lượng điều khiển: bao gồm phần thông tin và công suất

1 - Điện: công suất nhỏ, điều khiển hoạt động dễ, nhanh

2 - Khí: công suất vừa, quán tính, tốc độ cao

3 - Thủy: công suất lớn, quán tính ít - dễ ổn định, tốc độ thấp

b Các loại tín hiệu điều khiển

Trong điều khiển khí nén và thuỷ lực nói chúng ta sử dụng hai loại tớn hiệu: + tương tự (hỡnh 2.6a)

+ Rời rạc (số) hỡnh 2.6.b)

Hình 2.6.a Hình 2.6.b

+ Điều khiển vũng hở

Hệ thống điều khiển vũng hở là khụng cú sự so sỏnh giữa tớn hiệu đầu ra với tínhiệu đầu vào, giá trị thực thu được và giá trị cần đạt không được điều chỉnh, xử

lý Hỡnh 2.7: Mô tả hệ thống điều khiển tốc độ động cơ thủy lực

Hỡnh 2.7: Hệ thống điều khiển hở tốc độ động cơ

+ Điều khiển vũng kớn (hồi tiếp)

Hệ thống mà tín hiệu đầu ra được phản hồi để so sánh với tín hiệu đầu vào Độchênh lệch của 2 tín hiệu vào ra được thông báo cho thiết bị điều khiển, để thiết

bị này tạo ra tín hiệu điều khiển tác dụng lên đối tượng điều khiển sao cho giá trịthực luôn đạt được như mong muốn Hỡnh 1.4 minh họa hệ thống điều khiển vịtrí của chuyển động cần pớt tụng xy lanh thủy lực

Hỡnh 2.8: Hệ thống điều khiển kín

2.2.2: Tầm quan trọng và ứng dụng của khớ nộn

Trong thời kỳ cỏch mạng cụng nghiệp nổ ra, sự phỏt triển về điều khiển bằngkhớ nộn khụng ngừng diễn ra

Cỏc ứng dụng của khí nén để điều khiển như: phun sơn, gá kẹp chi tiết v.v

Cỏc ứng dụng của khớ nộn trong truyền động như máy vặn vít, các moto khínén, máy khoan, các máy va đập dùng trong đào đường, hệ thống phanh ụtụ v.v

2.2.3: Cỏc phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển khớ nộn

a Van đảo chiều

Van đảo chiều cú nhiệm vụ điều khiển dũng năng lượng bằng cách đóng mởhay thay đổi vị trớ cỏc cửa van để thay đổi hướng của dũng khớ nộn

Ký hiệu của van đảo chiều

Vị trớ của nũng van được ký hiệu bằng cỏc ụ vuụng liền nhau với cỏc chữ cỏi o,a,b ,c ,… hay cỏc chữ số 0, 1, 2, …

Vị trớ ‘khụng’ là vị trí mà khi van chưa có tác động của tớn hiệu bên ngoài vào.Đối với van cú 3 vị trớ, thỡ vị trớ ở giữa, ký hiệu ‘o’ là vị trí ‘không’ Đối vớivan cú 2 vị trớ thỡ vị trớ ‘khụng’ cú thể là ‘a’ hoặc ‘b’, thông thường vị trớ bờnphải ‘b’ là vị trớ ‘khụng’

Bảng 2.1: Ký hiệu cửa nối van

Cửa nối van được ký hiệu như

Cửa nối với nguồn (từ bộ lọc

Cửa nối làm việc 2 , 4, 6,

Cửa xả khớ 3 , 5 , 7… R , S , T…

Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X , Y …

Trường hợp a là cửa xả khớ khụng cú mối nối cho ống dẫn, cũn cửa xả khớ cú mối nối cho ống dẫn khớ là trường hợp b.

Bờn trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường mũi tên biểu diễn hướng chuyểnđộng của dũng khớ nộn qua van Khi dũng bị chặn thỡ được biểu diễn bằng dấugạch ngang

Kớ hiệu cửa xả khớ

10

Cửa xả khớ khụng cú mối nối cho

ống dẫn

2(A)

4(B)

5(S

)

3(R)

Nối với nguồn khớ nộn

Cửa xả khớ cú mối nối cho ống dẫn

14(

Z)

Cửa 1nối với cửa 2 Cửa 1nối với cửa 4

Ký hiệu và tờn gọi của van đảo chiều:

Hỡnh trờn là ký hiệu của van đảo chiều 5/2 trong đó:

5 : chỉ số cửa

2 : chỉ số vị trớ

Bảng 2.2: Cỏch gọi tờn và ký hiệu của một số van đảo chiều:

Van đảo chiều 2/2

Van đảo chiều 4/2

Van đảo chiều 5/2

Van đảo chiều 3/2