1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Giáo trình Điều khiển hệ thống cơ điện tử sử dụng PLC CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

108 204 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 108
Dung lượng 6,36 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

(NB) Giáo trình Điều khiển hệ thống cơ điện tử sử dụng PLC cung cấp các nội dung chính như sau: Điều khiển hỗn hợp, các liên kết đồng giá trị, các mạch ứng dụng bộ nhớ, các mạch ứng dụng timer, các mạch ứng dụng counter;...Mời các bạn cùng tham khảo

Trang 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Tác giả (chủ biên) VŨ NGỌC VƯỢNG

GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG

PLC

(Lưu hành nội bộ)

a

Hà Nội năm 2012

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề thực hành nghề giữ một

vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu cầu thực tế

Nội dung của giáo trình “ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG PLC” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,

Giáo trình nội bộ này do các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm công tác trong ngành đào tạo chuyên nghiệp Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề

Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia

kỹ thuật đầu ngành

Xin trân trọng cảm ơn!

Trang 4

BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN HỖN HỢP

1 Hỗn hợp AND trước OR

1.1 Hỗn hợp 1

Ngôn ngữ lập trình: PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:

Ngôn ngữ lập trình liệt kê lệnh STL (Statement List) Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được hoàn chỉnh bởi sự ghép nối của nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng”

Ngôn ngữ lập trình LAD (Ladder Logic) Đây là dạng ngôn ngữ

đồ hoạ, thích hợp với những người lập trình quen với việc thiết kế mạch điều khiển logic

Ngôn ngữ lập trình FBD (Function Block Diagram) Đây cũng là dạng ngôn ngữ đồ hoạ, thích hợp cho những người quen thiết kế mạch điều khiển số

Trong PLC có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ cho các đối tượng sử dụng khác nhau Tuy nhiên một chương trình viết trên ngôn ngữ LAD hay FBD có thể chuyển sang dạng STL, nhưng ngược lại thì không Và trong STL có nhiều lệnh mà LAD hoặc FBD không

có Đây cũng là thế mạnh của ngôn ngữ STL:

Để đơn giản cho công việc lập trình tuần tự Gần đây trong những Version mới của STEP7, từ Version 5.0 trở đi có hổ trợ thêm ngôn ngữ lập trình Graph

STL là ngôn ngữ mạnh nhất

STL

LAD

FBD

Trang 5

Tên gọi Kích thước truy

0.0 ÷ 65535.7

0 ÷ 65535

0 ÷ 65534

0 ÷ 65532

Data block (DI)

Khối dữ liệu instance

DIX DIB DIW DID

Trang 6

Miền nhớ địa phương

Khi mất nguồn nuôi hoặc khi thực hiện công việc xoá bộ nhớ (MRES), toàn bộ nội dung của phần bộ nhớ non-retentive sẽ bị mất

a Các kiểu số học trong PLC S7-300

Hệ thập phân

Hệ thập phân với cơ số 10 gồm các chữ số là: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

8, 9 Giá trị các chữ số trong hệ thập phân phụ thuộc vào giá trị của từng chữ số và vị trí của nó Trong hệ thập phân vị trí đầu tiên bên phải

là 0; vị trí thứ 2 là 1; vị trí thứ 3 là 2;… tiếp tục cho đến vị trí cuối cùng bên trái

Hệ nhị phân

Hệ nhị phân là hệ sử dụng cơ số 2, gồm 2 chữ số là 0 và 1 Giá trị thập phân của số nhị phân cũng được tính tương tự như số thập phân Nhưng cơ số tính luỹ thừa là cơ số 2

Trang 7

của nó

Hệ đếm thập lục phân

Hệ đếm thập lục phân sử dụng cơ số 16, gồm 16 chữ số là: 0, 1,

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Trong đó A tương ứng 10; B tương ứng 11; C tương ứng 12; D tương ứng 13; E tương ứng 14; F tương ứng 15 Giá trị thập phân của số thập lục phân được tính tương tự như các hệ đếm khác nhưng cơ số tính là 16

Trang 8

1101 13 D

Các khái niệm xử lý thông tin:

Trong PLC, hầu hết các khái niệm xử lý thông tin cũng như dữ liệu đều được sử dụng như: Bit, Byte, Word, Double Word

 Bit: là 1 ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1

Byte thấp nhất Byte cao nhất

Trang 9

cho cảm biến trong điều kiện phụ thuộc các quy tắc an toàn

Ký hiệu: Trong dạng soạn thảo LAD một ký hiệu với tên “NO contact” thì dùng cho việc kiểm tra trạng thái tín hiệu ở mức “1” và một ký hiệu với tên “NC contact ” để kiểm tra trạng thái tín hiệu ở mức

“0”

Tiếp điểm thường mở

Các đối tượng được sử dụng là: I, Q, M, L, D, T, C

Hoạt động: tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi địa chỉ tại tiếp điểm đó có mức logic là 1

Ví dụ:

Tiếp điểm thường đóng:

Các đối tượng được sử dụng là: I, Q, M, L, D, T, C

Hoạt động: tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi địa chỉ tại tiếp điểm đó có mức logic là 1

Ví dụ:

Trang 10

Lệnh xuất tín hiệu (Lệnh OUT)

Đối tượng chính: Q, M

Hoạt động: lệnh này dùng để xác nhận trạng thái logic phía trước nó và xuất tín hiệu sang ngỏ ra tùy thuộc vào trạng thái mức logic là 0 hay là

1

Các liên kết nhị phân – Đại số Boolean

Phép Toán AND: X AND Y = X x Y = Z

Trang 12

Kết quả: Kết quả có được khi chuyển kết quả liên kết (RLO) tới một địa chỉ cụ thể (Q, M, D) Nếu giá trị kết quả (RLO) thay đổi thì trạng thái tín hiệu của địa chỉ đó cũng thay đổi theo

Set: Nếu RLO = “1” địa chỉ cụ thể được đặt ở mức “1” và duy trì trạng thí này cho đến khi nó bị RESET bằng một lệnh khác

Reset: Nếu RLO = “1” địa chỉ cụ thể được đặt ở mức “0” và duy trì trạng thái này cho đến khi nó bị RESET bằng một lệnh khác

Set / Reset một FLIP FLOP

Flip Flop: Một Flip Flop có một đầu vào Set & một đầu vào Reset, Bit nhớ được Set hoặc Reset phụ thuộc vào đầu nào có RLO =1

Và nếu cả 2 đầu đều có RLO = 1 thì cần xét sự ưu tiên

RS Flip Flop ưu tiên Set

SR Flip Flop ưu tiên Reset

Nhận biết tín hiệu cạnh lên – POS (P)

Trang 13

Nếu tình trạng tín hiệu I0.1 x I0.2 thay đổi từ “0” lên “1” thì kết quả của lệnh (P) ở trạng thái “1” tại đầu M1.1 trong một chy kỳ Giá trị của việc phát hiện cạnh lên được lưu trữ tại M1.1

Nhận biết tín hiệu cạnh xuống – NEG (N)

Nếu tình trạng tín hiệu I0.1 & I0.2 thay đổi trạng thái từ “1” xuống “0” thì kết quả của lệnh NEG (N) ở trạng thái “1” trong một chu kỳ

c Giải thuật lập trình Graph

Ngôn ngữ lập trình S7- Graph tăng cường phạm vi chức năng của Step 7 với một giao diện lập trình đồ họa cho điều khiển tuần tự S7- Graph cho phép bạn lập trình nhanh chóng và rõ ràng về các hoạt động tuần tự mà bạn muốn kiểm soát với PLC SIMATIC

Quá trình này là ở đây chia thành các bước duy nhất để cung cấp một cái nhìn rõ ràng về phạm vi chức năng Màn hình hiển thị đồ họa của chuỗi có thể được ghi với hình ảnh và văn bản

Hành động được thực thi được xác định theo các bước Kiểm soát quá trình chuyển đổi quá trình chuyển đổi giữa các giai đoạn (điều kiện để chuyển sang bước tiếp theo) Các điều kiện này được xác định với sự giúp đỡ của các ngôn ngữ lập trình LAD hoặc FBD

Trang 14

BÀI 2: CÁC LIÊN KẾT ĐỒNG GIÁ TRỊ

Mục tiêu:

- Phân tích được nguyên lý,tác động của các liên kết đồng gía trị

- Xây dựng được thuật toán điều khiển theo ngôn ngữ FBD, LAD, STL

- Lập trình, kết nối, chạy thử, hiệu chỉnh, đảm bảo yêu cầu bài tập

- Có khả năng học tập độc lập, chuyên cần trong công việc

1.Liên kết tương đương (đồng giá trị)

1.1 Liên kết tương đương 1

1.2 Liên kết tương đương 2

② Phương thức sử dụng lệnh duy trì trạng thái

ⓐ Để điều khiển, thiết bị của bộ phận đầu ra phải hoạt động theo tín hiệu của bộ phận đầu vào Khi đó nếu sử dụng công tắc hình thức duy trì theo phương pháp mở (ON)rồi tắt ngay tín hiệu của bộ phận đầu vào thì phải

chuyển từ ON thành OFF bằng tay

ⓑ Tuy nhiên để không phải chuyển thủ công ON và OFF mà tự động

chuyển ON, OFF theo tín hiệu phát hiện của vật thể thì người ra không sử dụng phương pháp dùng may móc mà sử dụng phương pháp dùng mạch điện

để duy trì tín hiệu ON đã được nhập Phương pháp này gọi là mạch tự giữ ⓒ Ví dụ trong mạch điện sử dụng công tắc dạng tự giữ, không đóng công tắc bằng tay mà tiếp tục thì trạng thái vẫn được duy trì là ON nhưng nếu tạo mạch tự duy trì sử dụng công tắc hoạt động nhất thời như công tắc nút bấm hoặc cảm ứng thì có thể tắt OFF tự động mạch đang hoạt động do công tắc cảm ứng mạch

Công tắc nút bấm

- Công tắc nút bấm là công tắc chỉ kết nối (ON) khi nhấn, nếu bỏ tay ra thì lò

xo quy hồi sẽ ngắt kết nối (OFF)

Trang 15

Hình 7-1 Cấu tạo của công tắc bấm

2.2 Mạch tự giữ 2

- Là phương thức tự nhập nhận lại thông tin ON/OFF của tiếp điểm sau khi

mở tiếp điểm1 lần bằng tiếp điểm của mình

Trang 16

Hình 7-4 Biểu đồ thời gian

- Biến số trực tiếp là sử dụng địa chỉ và identifier của khu vực bộ nhớ đã định của công ty sản xuất

- Trong biến số trực tiếp có I% biến số nhập, Q% biến số xuất, M% biến số trong bộ nhớ

% I X 0 0 0

① ② ③ ④ ⑤

① Biểu thị chủng loại của biến số bằng các tiền tố vị trí Nhập: I, Xuất: Q

② Biểu thi độ lớn không gian bộ nhớ mà biến số chiếm giữ bằng tiền tố độ lớn

③ Byte được trang bị CPU, bằng số byte của PLC Số base được tính theo trình tự tiếp xúc trong byte

Số tiền tố độ lớn

3 Mạch điều khiển tuần tự cưỡng bức

Khối điều khiển tuần tự

Một điều khiển tuần tự kiểm soát quá trình theo một thứ tự định sẵn mà phụ thuộc vào điều kiện nhất định Sự phức tạp của điều khiển tuần tự phụ thuộc vào các nhiệm vụ tự động hóa

Ví dụ cấu trúc giản đồ Graph như sau:

Trang 17

(1) Bằng ký hiệu tóm tắt(tiến +, lùi -) ; A+, B+, A-, B-

(2) Bằng bảng

Bảng4-6 Thứ tự thao tác tiến, lùi xylanh

Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4

Tiến

- Lùi

-

- Tiến

- Lùi (3)Bằng đồ thị

a Biểu đồ thay đổi vị trí – bước

Biểu đồ thay đổi vị trí – bước cho thấy trạng thái thao tác theo thứ tự của các yếu tố thao tác Thay đổi vị trí cho thấy chức năng của mỗi bước và bước

có ý nghĩa là sự thay đổi trạng thái của yếu tố thao tác tương ứng Trạng thái thay đổi vị trí của xylanh gồm có tiến và lùi, lên và xuống, O và 1 Tên của các yếu tố thao tác được ghi lại là xylanh A, xylanhB ở phía bên trái đồ thị

Trang 18

Biểu đồ thay đổi vị trí – bước

b Biểu đồ thay đổi vị trí – thời gian

Biểu đồ thay đổi vị trí – thời gian cho thấy chức năng của thời gian thay đổi vị trí của yếu tố thao tác, so với biểu đồ thay đổi vị trí – bước thì dòng thời gian được thể hiện bằng t và cho thấy một cách thứ tự mỗi quan hệ thời gian giữa các yếu tố thao tác

Biểu đồ thay đổi vị trí – thời gian

b Thứ tự thao tác

(1) Chuẩn bị thao tác

- Chuẩn bị nguồn điện và khí nén

- Chuẩn bị thiết bị PLC, công tắc bấm, công tắc giới hạn, van điện từ 2 phía (Double Solenoid)…

- Chuẩn bị dây nối điện về lỗ dẫn khí nén

- Kiểm tra chức năng của từng máy, kiểm tra các yếu tố an tòan

Trang 19

B-

② Khi dừng thao tác, bấm lại nút PB1 thì thao tác sẽ được lặp lại

- Quyết định phương pháp điều khiển tùy theo điều kiện thao tác

① Sử dụng xy lanh thao tác kép

② Sử dụng van điện từ 2 phía

③ Sử dụng mạch điều khiển theo bước

② Bảng mạch thao tác A+

Khi nhập công tắc khởi động PB1 thì sẽ bị trùng với tiếp điểm a của công tắc giới hạn LS3, CR4 và tiếp điểm b của CR2 vốn đang được thao tác khiến rơ le CR1 bị tác động Lúc này rơ le CR1 sẽ tự động duy trì dựa vào tiếp điểm a của nó Tại mạch chính, tiếp điểm a của rơ le CR1 sẽ tác động lên cuộn dây SOL1 khiến xylanh A tiến về phía trước

Hình 4-15 Mạch khí nén

Trang 20

Mạch điều khiển thao tác A+

③ Bảng mạch thao tác B+

Xylanh A tiến về phía trước tác động vào công tắc giới hạn LS2, khi

đó tiếp điểm a của CR1 sẽ chuyển sang trạng thái đóng và rơ le CR3 sử dụng tiếp điểm b sẽ không hoạt động, rơ le CR2 sẽ tiến tới Rơ le CR2 cũng ở trạng thái tự duy trì Cùng lúc đó mạch tự duy trì của rơ le CR1 thông qua tiếp điểm

b của CR2 để tự hủy hoạt động Trên mạch chủ, tiếp điểm a của rơle CR2 sẽ tác động lên cuộn dây SOL3 khiến xylanh B tiến về phía trước

Mạch điều khiển thao tác B+

④ Bảng mạch thao tác A-

Xylanh B tiến về phía trước tác động vào công tắc giới hạn LS4, khi đó tiếp điểm a của CR2 sẽ chuyển sang trạng thái đóng và rơ le CR4sử dụng tiếp điểm b sẽ không hoạt động, rơ le CR3 sẽ tiến tới Rơ le CR3 cũng ở trạng thái

tự duy trì Cùng lúc đó mạch tự duy trì của rơ le CR2 thông qua tiếp điểm b

Trang 21

Mạch điều khiển thao tác A-

⑤ Bảng mạch thao tác B-

Xylanh A lùi về phía sau tác động vào công tắc giới hạn LS1, khi đó tiếp điểm a của CR3 sẽ chuyển sang trạng thái đóng và rơ le CR1 sử dụng tiếp điểm b sẽ không hoạt động, rơ le CR4 sẽ tiến tới Rơ le CR4 cũng ở trạng thái

tự duy trì Cùng lúc đó mạch tự duy trì của rơ le CR3 thông qua tiếp điểm b của CR4 để tự hủy hoạt động, chỉ có rơ le CR4 ở trạng thái duy trì Đồng thời

ở điều kiện ban đầu, để tác động lên rơle CR1 thì tiếp điểm a của CR4 đang được mắc nối tiếp với CR1 phải đang ở trạng thái tiến tới và công tắc reset phải được nối song song với mạch tự duy trì Trên mạch chủ, tiếp điểm a của rơle CR4 sẽ tác động lên cuộn dây SOL4 khiến xylanh B lùi về phía sau (4) Phân bố cố định từng loại thiết bị trên bảng thao tác

- Phân bố cố định thiết bị PLC

- Phân bố sao cho các xylanh không bị vướng vào nhau

- Kiểm tra tiếp xúc giữa xylanh và công tắc giới hạn

(5) Nối dây với cổng xuất, nhập

- Lập bảng nối dây PLC theo bảng phân bố xuất, nhập

- Kiểm tra trạng thái nối dây điện trước khi thao tác

- Bố trí dây điện theo bảng nối dây PLC

Trang 22

- Kiểm tra sự thống nhất giữa số của từng công tắc giới hạn và phân bố van điện từ

Mạch điều khiển thao tác B-

Trang 23

③ Nhập công tắc reset PB5, kiểm tra đèn báo hiệu của mô đun

④ Lúc này SOL4 sẽ chuyển sang trạng thái hoạt động

⑤ Khi công tắc reset PB5 đang hoạt động, không nhập thêm tín hiệu khác

- Khi tác động nhanh vào công tắc khởi động PB1, kiểm tra thứ tự thao tác của xylanh

- Trường hợp tốc độ của xylanh quá nhanh, sử dụng van điều khiển tốc độ để giảm tốc

- Kiểm tra trạng thái hoạt động của xylanh trong quá trình liên tục tác động lên công tắc PB1

- Ngắn nguồn điện để các rơ le được reset lại và cung cấp lại nguồn điện ① Nhập thử công tắc khởi động PB1

② Nhập công tắc reset PB5 rồi kiểm tra đèn báo hiệu, sau đó nhập thử công tắc khởi động PB1

③ Trao đổi về vai trò của công tắc reset

Trang 25

Hình 4-22 Mạch thao tác xylanh A+ B+ B- A-

b Mạch điều khiển tuần tự 2

(1) Mạch điều khiển theo chuỗi

Cấu tạo của mạch điều khiển theo chuỗi sử dụng xy lanh khí nén bao gồm

2 loại là loại dùng mạch điều khiển sử dụng van điện từ 2 phía, và loại dùng van điện từ 1 phía (Single Solenoid) Trường hợp ngắt nguồn điện của mạch điều khiển sử dụng van điện từ 1 phía thì tất cả các yếu tố thao tác sẽ quay trở

về vị trí ban đầu nên khi lựa chọn mạch điều khiển cần phải chú ý

(a) Sử dụng nam châm điện 1 phía

Giống với khi lập mạch điều khiển theo chuỗi sử dụng van điện từ 2 phía, người ta chia các thao tác của từng yếu tố thao tác thành các nhóm tín hiệu, Theo đó, các nhóm tín hiệu điều khiển được phân chia như sau:

Trang 26

A+/B+/A-/B-

Có 4 nhóm tín hiệu điều khiển, và cần 4 rơ le điều khiển Hệ thống điều khiển được cấu tạo bởi mạch khí nén và mạch điện, do đó trước hết cần vẽ các yếu tố thao tác khí nén và thể hiện công tắc giới hạn và vị trí thiết bị cảm biến tiệm cận

Mạch khí nén

(2) Bảng mạch thao tác A+

Khi bấm công tắc khởi động PB1, sẽ bị trùng với tiếp điểm b của công tắc giới hạn LS3 và CR4 vốn đang thao tác, gây tác động lên rơ le CR1 Lúc này, máy dựa vào tiếp điểm a được kết nối song song với rơ le CR1 để tự duy trì trạng thái Trên mạch chính, tiếp điểm a của rơ le CR1 tác động vào cuộn dây SOL1 khiến xylanh A tiến về phía trước

Hình 4-24 Mạch điều khiển thao tác A+

(3) Bảng mạch thao tác B+

Xylanh A tiến về phía trước tác động lên công tắc giới hạn LS2, tiếp điểm

a của CR1 vốn đang ở trạng thái đóng khiến rơ le CR2 tiến tới Rơle CR2 đang ở trạng thái tự duy trì Tuy nhiên, khác với điều khiển nam châm điện 2

Trang 27

Hình 4-25 Mạch điều khiển thao tác B+

(4) Bảng mạch điều khiển thao tác A-

Khi xylanh B hoàn thành chuyển động tiến sẽ tác động lên công tắc giới hạn LS4, tiếp điểm a của CR2 đang ở trạng thái đóng khiến rơ le CR3 tiến tới Đồng thời rơle CR3 sẽ ở trạng thái tự duy trì và mạch tự duy trì của rơle CR2

sẽ tiếp tục hoạt động Trên mạch chủ, để xylanh A lùi về phía sau, cuộn dây SOL1 phải bị tác động, và việc liên kết nối tiếp tiếp điểm b của rơ le CR3 với SOL1 sẽ giúp thực hiện điều này Theo đó khi CR3 tiến tới thì xylanh A sẽ lùi

về phía sau

Hình 4-26 Mạch điều khiển thao tác A-

(5) Bảng mạch điều khiển thao tác B-

Xylanh A lùi về phía sau tác động lên công tắc giới hạn LS1, tiếp điểm a của CR3 đang ở trạng thái đóng khiến rơ le CR4 tiến tới Trường hợp này, không cần rơ le CR4 tự duy trì trạng thái Tiếp điểm b của CR4 được liên kết

Trang 28

nối tiếp với rơle CR1 sẽ được mở ra khiến rơ le CR1 off Theo thứ tự đó các rơle tiếp theo cũng chuyển off và tất cả các rơ le sẽ trở về trạng thái ban đầu, cuộcn dây SOL1 cũng chuyển off khiến rơle B lùi về phía sau

Hình 4-27 Mạch điều khiển thao tác B-

(6) Cấu tạo mạch sử dụng nam châm điện 2 phía

Mạch điều khiển sử dụng nam châm điện 2 phía gồm các điều khiện dựa trên công tắc giới hạn hoặc thiết bị cảm biến tiệm cận để kiểm tra vị trí của xylanh và các rơle Mạch điều khiển bằng rơle có các quá trình thao tác của mạch chủ, quá trình kiểm tra thứ tự thao tác và quá trình thỏa mãn các điều kiện để thực hành thao tác ở bước tiếp theo Quá trình thao tác của mạch chủ được cấu thành bởi mạch tự duy trì và mạch cung cấp nguồn điện tại cuộn dây nam châm điện tương ứng Việc kiểm tra thứ tự thao tác được thực hiện bởi tiếp điểm a, còn việc thực hiện các thao tác tiếp theo được thực hiện ở tiếp điểm b

Trang 29

Hình 4-28 Cấu tạo mạch nam châm điện 2 phía

(7) Cấu tạo mạch sử dụng nam châm điện 1 phía

Mạch sử dụng nam châm điện 1 phía cũng gồm các điều khiện dựa trên công tắc giới hạn hoặc thiết bị cảm biến tiệm cận để kiểm tra vị trí của xylanh

và các rơle Mạch điều khiển bằng rơle có các quá trình thao tác của mạch chủ, quá trình kiểm tra thứ tự thao tác Quá trình thao tác của mạch chủ được cấu thành bởi mạch tự duy trì và mạch cung cấp hoặc ngắt nguồn điện tại cuộn dây nam châm điện tương ứng Việc kiểm tra thứ tự thao tác cũng bao gồm các điều kiện để thực hiện chu kỳ thao tác mới Theo đó trong mạch điều khiển, các rơ le sẽ không hủy trạng thái tự duy trì bởi các rơ le ở bước tiếp theo mà cho đến lúc ngừng thao tác, nhờ vào rơ le cuối cùng mà máy khôi phục trạng thái ban đầu và chuẩn bị cho chu kỳ thao tác mới

Điều kiện

Điều kiện

Điều kiện

Trang 30

Cấu tạo mạch nam châm điện 1 phía

(8) Thứ tự thao tác

(a) Chuẩn bị thao tác

① Kiểm tra nguồn điện và không khí nén

② Chuẩn bị thiết bị PLC, công tắc bấm, công tắc giới hạn, nam châm điện

1 phía

③ Lựa chọn mô đun xuất nhập PLC tùy theo cấu hình của thiết bị xuất, nhập (thiết bị đầu vào, đầu ra)

④ Chuẩn bị dây điện và lỗ khí

⑤ Kiểm tra công năng của từng loại thiết bị và các yếu tố an toàn

(b) Phân tích điều kiện thao tác

- Quyết định thứ tự tùy theo nội dung thao tác

① Khi ấn nút khởi động PB1 thì xylanh vận hành theo thứ tự A+, B+, A-, B-

② Ấn nút PB1 thêm 1 lần nữa thì vận hành trên sẽ được lặp đi lặp lại (c) Quyết định phương pháp điều khiển tùy theo điều kiện thao tác

① Sử dụng xylanh tác động kép

② Sử dụng van điện từ 1 phía

③ Sử dụng mạch điều khiển stepper

(d) Lập chương trình

① Quyết định ngôn ngữ lên chương trình PLC thể hiện mạch điều khiển

và ngôn ngữ mệnh lệnh

② Lập bảng phân bố xuất, nhập

③ Lập ladder diagram hoàn chỉnh

④ Kiểm tra, chỉnh sửa chương trình vừa lập

(e) Phân bố cố định từng thiết bị trên bảng thao tác

① Quyết định thứ tự phân bố công tắc giới hạn

② Phân bố cố định thiết bị đầu ra, đầu vào

③ Kiểm tra trạng thái cố định của từng thiết bị

(f) Nối dây cổng xuất, nhập

① Lập bảng nối dây PLC theo bảng phân bố xuất, nhập

Trang 31

Bảng nối dây PLC

② Kiểm tra trạng thái nối dây điện trước khi vận hành

③ Phải thống nhất thứ tự công tắc giới hạn và số của cuộn dây van điện từ

④ Bố trí dây nối diện vào các cổng đã được quy định theo bảng kết nối PLC

② Kiểm tra có bị sót tín hiệu xuất nhập hay không

③ Kiểm tra đèn hiển thị tín hiệu xuất nhập

④ Ở trạng thái ban đầy, tất cả xylanh đều đang lùi

⑤ Khi cung cấp khí nên, xylanh tiến về phía trước, lúc đó thay đổi cổng kết nối của van điện từ

(l) Kiểm tra thứ tự vận hành của xylanh khi đang bật công tắc khởi động PB1

① Trường hợp tốc độ của xylanh quá nhanh, dùng van điều chỉnh tốc độ

Trang 32

④ Trao đổi về sự khác biệt giữa mạch điều khiển bằng van điện từ 2 phía

và mạch điều khiển bằng van điện từ 1 phía

Mạch điều khiển xylanh thao tác A+ B+ A- B-

c.Mạch điều khiển theo thứ tự(Single Solenoid) 2

(1) Biểu hiện chuỗi

Sử dụng bảng nối dây PLC giống với mạch điều khiển theo thứ tự ở phần IV-4 (van điện từ 1 phía), song thứ tự tiến hành như sau:

A+ B+ B- A-

(2) Mạch điều khiển

Trang 33

(3) Yêu cầu

a Ở trạng thái ban đầu, tất cả các xylanh đang lùi

b Điều kiện điều khiển: sử dụng xylanh tác động kép và van điện từ 1 phía

c Lập bảng mạch biến đổi vị trí- bước, thử chạy chương trình

a Mạch điều khiển xylanh

(1) Điều khiển xylanh di chuyển qua lại liên tục

Khi ấn nút khởi động ở mạch khí nén, xylanh liên tục di chuyển tiến lùi, và khi ấn nút dừng thì xylanh sẽ dừng lại Để có thể làm được như thế, người ta

sử dụng thiết bị cảm biến tiếp xúc (hoặc công tắc hành trình) ở vị trí tận cùng của khỏang tiến và khoảng lùi Đồng thời sử dụng mạch tự động duy trì tại nút khởi động và kết thúc chuỗi thao tác bằng nút bấm dừng

Mạch điều khiển xylanh di chuyển qua lại liên tục

(2) Thao tác mạch

Khi bấm nút khởi động ở mạch điều khiển thì rơ le thực hiện thao tác của CR1, và tự động duy trì nhờ tiếp điểm a của CR0 Đồng thời 1 tiếp điểm a khác của CR0 sẽ tác động khiến rơ le CR1 đang được liên kết nối tiếp với thiết bị cảm biến PS1 thực hiện thao tác, nhờ đó SOL1 bị tác động và xylanh tiến về phía trước Khi xylanh hoàn thành tiến về phía trước, rơle lại tác động vào thiết bị cảm biến tiệm cận PS2 khiến SOL2 bị tác động và xylanh lùi về phía sao Cho đến lúc CR0 chuyển sang trạng thái off nhờ việc nhập PB2 qua nút bấm dừng thì vận động tiến lùi của xylanh sẽ được duy trì liên tục

Trang 34

Điều khiển mạch thao tác

(3) Thứ tự thao tác

- Chuẩn bị thao tác

+ Kiểm tra nguồn điện, chuẩn bị không khí nén

+ Chuẩn bị van điện từ 2 phía và thiết bị cảm biến tiệm cận

- Phân tích điều kiện làm việc

+ Quyết định thứ tự công việc tùy theo nội dung thao tác

① Khi bấm nút khởi động PB1, xylanh sẽ liên tục tiến lùi

② Khi bấm nút dừng PB2, xylanh sẽ dừng thao tác

③ Ấn lại nút PB1, pít tông sẽ thực hiện lại thao tác ở trên

+ Quyết định phương pháp điều khiển dựa trên đìeu kiện làm việc

① Sử dụng xy lanh thao tác kép

② Sử dụng van điện từ 2 phía

③ Sử dụng thiết bị cảm biến tiệm cận

④ Sử dụng mạch tự duy trì

- Lên chương trình

+ Quyết định ngôn ngữ programming và ngôn ngữ mệnh lệnh PLC thể hiện mạch điều khiển

+ Lập bảng phân bố tín hiệu xuất, nhập

+ Phân bố nút dừng PB2 vào điểm tiếp xúc b

+ Lập ladder diagram (sơ đồ hình thang)

+ Trên ladder diagram, lên chương trình kết nối nút bấm dừng PB2 vào tiếp điểm a

+ Kiểm tra, chỉnh sửa chương trình vừa được lập

Trang 35

Ladder diagram

(4) Phân bố và cố định các máy lên bảng thao tác

(5) Nối dây cổng nhập (thiết bị đầu vào) và cổng xuất (thiết bị đầu ra) + Nhìn bảng phân bổ xuất, nhập để lập sơ đồ nối dây PLC

Hình 4-11 Mạch PLC

+ Kiểm tra điểm tiếp xúc b của nút dừng PB2

+ Nối dây cổng chung của thiết bị cảm biến tiệm cận

+ Kết nối SOL1 ở phía ống khí nén A của van điện từ

+ Kết nối SOL2 ở phía ống khí nén B của van điện từ

(6) Đặt ống thiết bị khí nén

+ Kết nối cổng P (1) của van điện từ với nguồn cung cấp khí nén + Kết nối cổng A (4) của van điện từ với hướng tiến của xylanh

Trang 36

+ Kết nối cổng B(2) của van điện từ với hướng lùi của xylanh

+ Kiểm tra trạng thái đặt ống của thiết bị khí nén

(7) Nhập chương trình

+ Sử dụng sơ đồ hình thang để nhập chương trình

+ Kiểm tra trạng thái và chức năng ở mỗi dây của sơ đồ hình thang

(8) Chạy chương trình

(9) Thao tác thử nghiệm

+ Điều chỉnh áp lực của khí nén là 5[㎏f/㎠]

+ Vận hành hệ thống điều khiển

① Ở trạng thái ban đầu, xylanh lùi

② Khi cung cấp khí nén, xylanh có thể bất ngờ tiến về phía trước nên cần chú ý an tòan

③ Khi xylanh tiến về phía trước, cung cấp điện vào SOL2 để đưa máy về trạng thái ban đầu

④ Kiểm tra đèn báo hiệu của mô đun xuất, nhập

+ Tác động vào nút khởi động PB1 để kiểm tra trạng thái hoạt động của xylanh

+ Tác động vào nút dừng PB2 để kiểm tra trạng thái tạm dừng của xylanh

Trang 37

Hình 4-12 Mạch điều khiển tiến lùi liên tục

Trang 38

Bài 3: Các mạch ứng dụng bộ nhớ

Mục tiêu:

- Mô tả được nguyên lý đọc, ghi, xoá, dữ liệu bộ nhớ

- Xây dựng được thuật toán điều khiển theo ngôn ngữ FBD, LAD, STL

- Lập trình, kết nối, chạy thử, hiệu chỉnh, đảm bảo yêu cầu bài tập

- Trình bày được các cú pháp, nguyên lý hoạt động bộ nhớ

- Sáng tạo trong học tập

1 Mạch ứng dụng hệ thống bơm nước

1.2.1 Xác định yêu cầu bài toán:

Cho máy trộn sơn như hình 5.1

Hình 5.1: Mô hình máy trộn sơn

Lập trình PLC điều khiển máy trộn trên theo yêu cầu sau:

- Ấn nút "Start", nếu trong thùng còn sơn thì cảm biến s1 tác động, bơm B1 chạy ngay để xả hết sơn cũ Khi hết sơn trong thùng, s1 ngừng tác động, bơm B2 chạy trong 5" để nạp sơn xanh vào thùng Sau đó bơm B3 chạy ngay

để nạp sơn đỏ vào thùng Đến khi cảm biến s2 tác động thì B3 dừng Sau đó động cơ trộn Đ chạy đảo chiều liên tục: thuận 2”, ngược 3” được 8 lần chạy ngược thì dừng Tiếp sau đó, B1 chạy để xả sơn Khi xả hết sơn trong bình, máy trộn tạm dừng, ấn "Start" máy hoạt động trở lại như trên

- Ấn nút "Stop" là tiếp điểm thường đóng, máy trộn dừng làm việc

Để điều khiển các động cơ ta dùng công tắc tơ K Để đóng cắt điện và bảo vệ

Trang 39

Hình 5.2: Sơ đồ mạch động lực điều khiển máy trộn

1.2.2 Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra:

- Lựa chọn thiết bị điều khiển:

- Sơ đồ kết nối với PLC như sau:

Hình 5.3: Sơ đồ kết nối tín hiệu điều khiển với PLC

Từ sơ đồ hình 5.4 và yêu cầu bài toán ta có giản đồ biểu diễn quan hệ logic giữa các tín hiệu điều khiển và chấp hành như sau:

Trang 40

T DC lan

N DC

T DC

t

N DC

T DC t

T DC

B

S

B

B t

B

B S

1

0

1

1 1

0 _

0 _ 8

0 _

1 _ '

5

2

1 _

0 _ '

2 2 1

_

0 3

1

2

1 3

0 2 '

5 1 1

2

0 1 0

1 1

1

1

1

Hình 5.4 Giản đồ biểu diễn quan hệ giữacác tín hiệu điều khiển và chấp hành

Từ giản hình 5.3 và yêu cầu bài toán ta có:

Hàm thuật toán logic của biến đầu ra B1là:

1 0 0 1 ).

F B1  ( 0 0 ) 1  0 0 1  

Hàm thuật toán logic của biến đầu ra B2là:

1 ).

M

F B2  0 0 37  

Hàm thuật toán logic của biến đầu ra B3là:

37

M

F B3  0 0 2 1  

Hàm thuật toán logic của biến đầu ra DC_T và DC_Nlà:

) 20 38 ).(

0 38 (

1 2 0

1 2 0

0

F DC N

Trong đó: Fx là hàm tín hiệu ra ứng với lệnh cuộn dây trong PLC

x là tín hiệu vào ứng với lệnh tiếp điểm thường mở trong PLC

x là tín hiệu vào ứng với lệnh tiếp điểm thường đóng trong PLC

1.2.3 Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra:

- Địa chỉ đầu vào:

Tín hiệu đầu vào Địa chỉ Chức năng

vệ quá tải động cơ

Địa chỉ đầu ra:

Ngày đăng: 18/06/2020, 11:11

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm