Mô phỏng mạch điều khiển mở máy tuần tự 3 động cơ dùng Tia Portal

Liên hệ cho file mô phỏng : ckr9498@gmail.com

LỜI MỞ ĐẦU 1

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 5

1.1 Giới thiệu chung về PLC 5

1.2 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC 6

1.2.1 Cấu hình phần cứng 6

1.2.2 Cấu tạo chung của PLC 10

1.3 Các vấn đề về lập trình 11

1.3.1 Khái niệm chung 11

1.3.2 Các phương pháp lập trình 12

1.4 Đánh giá ưu nhược điểm của PLC 14

CHƯƠNG II : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1.Giới thiệu về PLC 18

2 2 Làm việc với phần mềm Tia Portal 23

2.2.1 Giới thiệu Simatic Step 7 basic - tích hợp lập trình PLC và HMI 23

2.2.2 Kết nối qua giao thức TCP/IP 24

2.2.3 Cách tạo một Project 24

2.2.4 Sử dụng TAG trong hoạt động 28

2.2.5 Giám sát và thực hiện chương trình 29

2.3.Giới thiệu các tập lệnh 30

2.3.1 Big logic ( tập lệnh tiếp điểm) 30

2.3.2 Sử dụng bộ Timer 36

2.4 Mạch điều khiển mở máy tuần tự 3 động cơ dùng plc 38

2.4.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động : 38

2.4.2 Nguyên nhân vì sao phải mở máy tuần tự 39

2.4.3 Lưu đồ giải thuật 40

2.5.Ứng dụng 41

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KẾT QUẢ 43

3.1 Chạy mô phỏng HMI 43

3.2 Kết quả 44

3.3 Kết luận 44

PHỤ LỤC 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Nguyên lí của bộ PLC 7

Hình 1 2 Chu trình thao tác tuần tự 7

Hình 1 3 Giao diện vào/ra 9

Hình 1 4 Tín hiệu ra 9

Hình 1 5 Tính hiệu ra PLC cỡ lớn 10

Hình 1 6 Kiểu hộp 10

Hình 1 7 Quy trình lập trình 11

Hình 1 8 Sơ đồ giá thành 16

YHình 2 1 S7-200 & S7-1200 18

Hình 2 2 Cấu tạo của PLC S7 1200 20

Hình 2 3 Sơ đồ giao tiếp 22

Hình 2 4 Sơ đồ nguyên lý 38

Hình 2 5 Lưu đồ giải thuật 40

YHình 3 1 43

Hình 3 2 43

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trên thế giới sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, đã kéo theo

sự phát triển của nhiều lĩnh vực khác như nghành sản xuất Những công nghệ mới, tiêntiến liên tục được ra đời để thay thế công nghệ cũ lạc hậu, nhằm phụ vụ nhu cầu ngàycàng cao của con người

Không thể nằm ngoài quy luật của sự phát triển đó Đất nước ta đang tiến hànhcông nghệ hóa, hiện đại hóa Phấn đấu đến năm 2020 cơ bản trở 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 công cuộccông nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.Trong đó ngành kỹ thuật điện là chiếm vị tríhết sức quan trọng Là mũi nhọn và then chốt để giải quyết vấn đề nâng cao năng suất

và chất lượng sản phẩm Một trong những vấn đề quan trọng trong dây truyền là việcđiều chỉnh tốc độ của động cơ Trong đó phải kể đến hệ thống điều khiển động cơ bằnglập trình PLC Chiếm một vị trí khá quan trọng trong ngành kỹ thuật điện đó là kỹ thuậtđiều khiển logic khả năng 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 cácngành kinh tế quốc dân Không những thay thế cho kỹ thuật điều khiển bằng cơ cấucam hoặc kỹ thuật rơle trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiếu chức năng phụ khác nữachẳng hạn như chức năng chuẩn đoán Kỹ thuật này điều khiển có hiệu quả với từngmáy làm việc độc lập cũng như với những hệ thống máy sản xuất linh hoạt, phức tạphơn Dùng PLC có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, hoạt động chính xác tin cậy và đặcbiệt có thể thay đổi chương trình điều khiển một cách dễ dàng

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Trung Khánh trong thời gian làm đồ

án môn học.Em đã hoàn thành tốt môn học với đề tài” Tìm hiểu mạch điều khiển mởmáy tuần tự 3 động cơ dùng PLC”

LỜI CAM ĐOAN

Toàn bộ đồ án là do em nghiên cứu và xây dựng nên dưới sự hướng dẫn của ThầyTrần Trung Khánh Nội dung lý thuyết trong đồ án có sự tham khảo và sử dụng củamột số tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web theodanh mục tài liệu của đồ án

Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực vàchưa hề được sử dụng trong đồ án nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đãđược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc

Cần Thơ, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Để bài báo cáo này đạt kết quả tốt đẹp, em đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ rấtnhiều từ Thầy Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em được bày tỏ lòng biết ơnsâu sắc đến tất cả các cá nhân và khoa đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập

và hoàn thiện bài báo cáo Trước hết chúng em xin gửi tới các thầy cô khoa Điện- ĐiệnTử-Viễn Thông trường Đại Học Kỹ Thuật- Công Nghệ Cần Thơ lời chào trân trọng, lờichúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc đã tạo điều kiện cho em có những ngày kiến tập

vô cùng ý nghĩa Với sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đếnnay em đã có thể hoàn thành bài báo cáo này Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chânthành nhất tới giảng viên hướng dẫn Thầy Trần Trung Khánh đã quan tâm giúp đỡ,hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo trong thời gian qua

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của em bài báo cáonày không thể tránh được những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đónggóp ý kiến của các thầy cô để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức củamình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về PLC

Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại và công nghệ điều khiển logic khả trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy tính

Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) được phát triển từ những năm 1968 -1970 Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu cầungười sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao Ngày nay các thiết bị PLC

đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao

Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện các chức năng, chẳng hạn cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật toán để điều khiển máy và các quá trình công nghệ PLC được thiết kế cho các kỹ sư, không yêu cầu cao về kiến thức máy tính và ngôn ngữ máy tính, có thể vận hành Chúng được thiết kế cho các nhà kỹ thuật có thể cài đặt hoặc thay đổi chương trình Vì vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngữ logic được sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic, ví dụ nếu có các điều kiện A và B thì C làm việc Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào bộ nhớ PLC Thiết bị điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ratheo chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình

Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hoá cho các tác vụ tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môi trường công nghiệp Vì vậy các PLC:

+ Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn,

+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra,

+ Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết cácphép toán logic và chuyển mạch.

Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng giống như chức năng của

bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện tử

đó là:

+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến,

+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù hợp với công nghệ,

+ Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu thập được,

+ Phân phát các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp

Riêng đối với máy công cụ và người máy công nghiệp thì bộ PLC có thể liên kết với bộ điều khiển số NC hoặc CNC hình thành bộ điều khiển thích nghi Trong hệ thống của các trung tâm gia công, mọi quy trình công nghệ đều được bộ PLC điều khiển tập trung

1.2 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC

1.2.1 Cấu hình phần cứng

Bộ PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện vào/ra và thiết bị lập trình Sơ đồ hệ thống như hình 1.1

Hình 1 1 Nguyên lí của bộ PLC

a.Bộ xử lý

Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý Bộ

xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị ra

Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soát bởi

bộ đếm chương trình Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa kết quả điều khiển tới đầu

ra Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét (scan) Thời gian một vòng quét phụ thuộvào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU Nói chung chu kỳ một vòng quét nhưhình 2

Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn dấn một thời gian trễ trong khi bộ đếm của chương trình đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu

Hình 1 2 Chu trình thao tác tuần tự

Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét của một chương trình dài 1Kbyte và coi đó là chỉ tiêu để so sánh các PLC Với nhiều loại PLC thời gian trễ này cóthể tới 20ms hoặc hơn Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho quá trình điều khiển thì phảidùng các biện pháp đặc biệt, chẳng hạn như lặp lại những lần gọi quan trọng trong thờigian một lần quét, hoặc là điều khiển các thông tin chuyển giao để bỏ bớt đi những lầngọi ít quan trọng khi thời gian quét dài tới mức không thể chấp nhận được Nếu các giảipháp trên không thoả mãn thì phải dùng PLC có thời gian quét ngắn hơn

mở rộng có thể cắm thêm

e Giao diện vào/ra

Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyềnthông tin đến các thiết bị bên ngoài Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các bộ cảm

biến nhiệt độ, các tế bào quang điện Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dâycông tắc tơ, các rơle, các van điện từ, các động cơ nhỏ Tín hiệu vào/ra có thể là tínhiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic Các tín hiệu vào/ra có thể thể hiện nhưhình 1.3.

Mỗi điểm vào ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng

Hình 1 3 Giao diện vào/raCác kênh vào/ra đã có các chức năng cách ly và điều hoà tín hiệu sao cho các bộcảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạchđiện khác

Tín hiệu vào thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang như hình1.4 Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5v, 24v, 110v, 220v Các PLC

cỡ nhỏ thường chỉ nhập tín hiệu 24v

Hình 1 4 Tín hiệu ra

Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiểu rơle như hình 1.5a, cách

ly kiểu quang như hình 1.5b Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA;110v, 1A một chiều, thậm chí 240v, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC Tuy nhiên, với PLC

cỡ lớn dải tín hiệu ra có thể thay đổi bằng cách lựa chọn các module ra thích hợp

Hình 1 5 Tính hiệu ra PLC cỡ lớn

1.2.2 Cấu tạo chung của PLC

Các PLC có hai kiểu cấu tạo cơ bản là: kiểu hộp đơn và kiểu modulle nối ghép.Kiểu hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyênchiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào/ra Kiểu hộpđơn thường vẫn có khả năng ghép nối được với các module ngoài để mở rộng khả năngcủa PLC Kiểu hộp đơn như hình 1.6

Hình 1 6 Kiểu hộp

Kiểu module ghép nối gồm các module riêng cho mỗi chức năng như modulenguồn, module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào/ra, module mờ, modulePID các module được lắp trên các rãnh và dược kết nối với nhau Kiểu cấu tạo này có

thể được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộchức năng khác nhau được gộp vào các module riêng biệt Việc sử dụng các moduletuỳ thuộc công dụng cụ thể Kết cấu này khá linh hoạt, cho phép mở rộng số lượng đầunối vào/ra bằng cách bổ sung các module vào/ra hoặc tăng cường bộ nhớ bằng cáchtăng thêm các đơn vị nhớ.

1.3 Các vấn đề về lập trình

1.3.1 Khái niệm chung

PLC có thể sử dụng một cách kinh tế hay không phụ thuộc rất lớn vào thiết bị lậptrình Khi trang bị một bộ PLC thì đồng thời phải trang bị một thiết bị lập trình củacùng một hãng chế tạo Tuy nhiên, ngày nay người ta có thể lập trình bằng phần mềmtrên máy tính sau đó chuyển sang PLC bằng mạch ghép nối riêng

Sự khác nhau chính giữa bộ điều khiển khả trình PLC và công nghệ rơle hoặc bándẫn là ở chỗ kỹ thuật nhập chương trình vào bộ điều khiển như thế nào Trong điềukhiển rơle, bộ điều khiển được chuyển đổi một cách cơ học nhờ đấu nối dây "điềukhiển cứng", còn với PLC thì việc lập trình được thực hiện thông qua một thiết bị lậptrình và một ngoại vi chương trình Có thể chỉ ra quy trình lập trình theo giản đổ hình1.8

Để lập trình người ta có thể sử dụng một trong các mô hình sau đây:

Hình 1 7 Quy trình lập trình

Trong thực tế khi sử dụng biểu đồ nối dây thì việc lập trình có vẻ đơn giản hơn vì

nó có cách thể hiện gần giống như mạch rơle công tắc tơ Tuy nhiên, với những người

đã có sẵn những hiểu biết cơ bản về ngôn ngữ lập trình thì lại cho rằng dùng mô hìnhdãy dễ dàng hơn, đồng thời với các mạch cỡ lớn thì dùng mô hình dãy có nhiều ưuđiểm hơn

Mỗi nhà chế tạo đều có những thiết kế và phương thức thao tác thiết bị lập trìnhriêng, vì thế khi có một loại PLC mới thì phải có thời gian và cần phải được huấn luyện

để làm quen với nó

1.3.2 Các phương pháp lập trình

Từ các cách mô tả hệ tự động các nhà chế tạo PLC đã soạn thảo ra các phươngpháp lập trình khác nhau Các phương pháp lập trình đều được thiết kế đơn giản, gầnvới các cách mô tả đã được biết đến Từ đó nói chung có ba phương pháp lập trình cơbản là phương pháp bảng lệnh STL, phương pháp biểu đồ bậc thang LAD và phươngpháp lưu đồ điều khiển CSF Trong đó, hai phương pháp bảng lệnh STL và biểu đồbậc thang LAD được dùng phổ biến hơn cả

a Phương pháp hình thang LAD (Ladder Logic)

Phương pháp hình thang có dạng của biểu đồ nút bấm Các phần tử cơ bản củaphương pháp hình thang là:

- Tiếp điểm:

+ Thường mở

+ Thương kín

+ Cuộn dây (mô tả các rơle)

- Hộp (mô tả các hàm khác nhau, các lệnh đặc biệt)

Bảng 1.1 Một số kí hiệu khác nhau và các lệnh cơ bản:

IEC

1131-3 Misubishi OMRON Siemens

anique

Khởi đầu với tiếpđiểm thường kín

tiếp điểm mởAND

AND

ANDNOT

Phần tử nối tiếp cótiếp điểm kín

tiêu điểm mởORN ORI OR NOT ON ON OR NOT Phần tử song song có

tiếp điểm kín

ST OUT OUT = = OUT Lấy tín hiệu ra

Mạng LAD là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn chỉnh, theo thứ tự từtrái sang phải, từ trên xuống dưới Quá trình quét của PLC cũng theo thứ tự này Mỗmột nấc thang xác định một số hoạt động của quá trình điều khiển Một sơ đồ LAD cónhiều nấc thang Trên mỗi phần tử của biếu đồ hình thang LAD có các tham số xácđịnh tuỳ thuộc vào ký hiệu của từng hãng sản xuất PLC

b Phương pháp liệt kê lệnh STL (Statement List)

Phương pháp STL gần với biểu đồ logic Ở phương pháp này các lệnh được liệt

kê thứ tự Tuy nhiên, để phân biệt các đoạn chương trình người ta thường dùng các mãnhớ, mỗi mã nhớ tương ứng với một nấc thang của biểu đồ hình thang Để khởi đầumỗi đoạn (tương ứng như khởi đầu một nấc thang) khi lập luôn sử dụng các lệnh khởiđầu như LD, L, A, O (bảng 1.l) Kết thúc mỗi đoạn thường là lệnh gán cho đầu ra,đầu ra có thể là đầu ra cho thiết bị ngoại vi có thể là đầu ra cho các rơle nội

c Phương pháp lưu đồ điều khiển CSF (Control System Flow)

Phương pháp lưu đồ điều khiển CSF trình bày các phép toán logic với các ký hiệu

đồ hoạ đã được tiêu chuẩn hoá như hình 1.15 Phương pháp lưu đồ điều khiển thíchhợp với người đã quen với phép tính điều khiển bằng đại số Boole

1.4 Đánh giá ưu nhược điểm của PLC

Trước đây, bộ PLC thường rất đắt, khả năng hoạt động bị hạn chế và quy trình lậptrình phức tạp Vì những lý do đó mà PLC chỉ được dùng trong những nhà máy và cácthiết bị đặc biệt Ngày nay do giảm giá liên tục, kèm theo tăng khả năng của PLC dẫnđến kết quả là ngày càng được áp dụng rộng rãi cho các thiết bị máy móc Các bộ PLCđơn khối với 24 kênh đầu vào và 16 kênh đầu ra thích hợp với các máy tiêu chuẩnđơn, các trang thiết bị liên hợp Còn các bộ PLC với nhiều khả năng ứng dụng và lựachọn được dùng cho những nhiệm vụ phức tạp hơn.Có thể kể ra các ưu điểm của PLCnhư sau:

+ Chuẩn bị vào hoạt động nhanh: Thiết kế kiểu module cho phép thích nghinhanh với mọi chức năng điều khiển Khi đã được lắp ghép thì PLC sẵn sàng làm việcngay Ngoài ra nó còn được sử dụng lại cho các ứng dụng khác dễ dàng

+ Độ tin cậy cao: Các linh kiện điện tử có tuổi thọ dài hơn các thiết bị cơ-điện

Độ tin cậy của PLC ngày càng tăng, bảo dưỡng định kỳ thường không cần thiết còn vớimạch rơle công tắc tơ thì việc bảo dưỡng định kỳ là cần thiết

+ Dễ dàng thay đổi chương trình: Những thay đổi chương trình được tiến hànhđơn giản Để sửa đổi hệ thống điều khiển và các quy tắc điều khiển đang được sử dụng,người vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần như không cần mắc nối lại dây (tuynhiên, có thể vẫn phải nối lại nếu cần thiết) Nhờ đó hệ thống rất linh hoạt và hiệu quả.+ Đánh giá nhu cầu đơn giản: Khi biết các đầu vào và các đầu ra thì có thể đánhgiá được kích cỡ yêu cầu của bộ nhớ hay độ dài chương trình Do đó, có thể dễ dàng vànhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với các yêu cầu công nghệ đặt ra

+ Khả năng tái tạo: Nếu dùng nhiều PLC với quy cách kỹ thuật giống nhau thì chiphí lao động sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển rơle, đó là do giảm phần lớnlao động lắp ráp

+ Tiết kiệm không gian: PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với bộ điều khiển rơletương đương

+ Có tính chất nhiều chức năng: PLC có ưu điểm chính là có thể sử dụng cùngmột thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển Người ta thường dungPLC cho các quá trình tự động linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán, so sánhcác giá trị tương quan, thay đổi chương trình và thay đổi các thông số.

+ Về giá trị kinh tế: Khi xét về giá trị kinh tế của PLC phải đề cập đến số lượngđầu ra và đầu vào Quan hệ về giá thành với số lượng đầu vào/ra có dạng như:

Phân bố giá cả cho việc lắp đặt một PLC thường như sau:

- 50% cho phần cứng của PLC

- 10% cho thiết kế khuân khổ chương trình

- 20% cho soạn thảo và lập trình

- 15% cho chạy thử nghiệm

- 5% cho tài liệu.

Việc lắp đặt một PLC tiếp theo chỉ bằng khoảng 1/2 giá thành của bộ đầu tiên,nghĩa là hầu như chỉ còn chi phí phần cứng

Có thể so sánh hệ điều khiển rơle và hệ điều khiển PLC như sau:

- Hệ rơle:

+ Nhiều bộ phận đã được chuẩn hoá

+ Ít nhạy cảm với nhiễu

+ Kinh tế với các hệ thống nhỏ

- Thời gian lắp đặt lâu

- Thay đổi khó khăn

- Khó theo dõi và kiểm tra các hệ thống lớn, phức tạp

- Cần bảo quản thường xuyên

CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Giới thiệu về PLC

1200 ra đời năm 2009 dùng để thay thế dần cho 200 So với 200 thì

S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn

Hình 2 1 S7-200 & S7-1200

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soátnhiều ứng dụng tự động hóa S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tậplệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200.S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP

Ngoài ra bạn có thể dùng modul truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặcRS232

Phần mềm dùng cho lập trình S7-1200 là step 7 basic.Step 7 basic hỗ trợ cho 3ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL.Phần mềm này được tích hợp trong Tia Portal

3.Kết nối dây người dùng có thể tháo rời

4.Trạng thái LED cho cổng I/O

5.Cổng kết nối PROFINET (Ở phía dưới CPU)

Hình 2 2 Cấu tạo của PLC S7 1200

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớchương trình khác nhau…

Các dòng chính của PLC S7-1200:

S7-1200 có 5 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và CPU 1214C, CPU 1215C,CPU 1217C

PLC S7-1200 CPU 1211C có bộ nhớ làm việc 50KB work memory

PLC S7-1200 CPU 1212C có bộ nhớ làm việc 75KB work memory

PLC S7-1200 CPU 1214C có bộ nhớ làm việc 100KB work memory

PLC S7-1200 CPU 1215C có bộ nhớ làm việc 125KB work memory

PLC S7-1200 CPU 1217C có bộ nhớ làm việc 150KB work memory

Tùy vào ứng dụng điều khiển hệ thống để có thể chọn các model phù hợp

Module mở rộng PLC S7-1200:

PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài để mởrộng chức năng của CPU Ngoài ra, có thể cài đặt thêm các module truyền thông để hỗtrợ giao thức truyền thông khác.

Khả năng mở rộng của từng loại CPU tùy thuộc vào các đặc tính, thông số và quyđịnh của nhà sản xuất

S7-1200 có các loại module mở rộng sau:

– Communication module (CP)

– Signal board (SB)

– Signal Module (SM)

Nổi bật tính năng

+ Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn:

Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC-PLC

Dùng kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở

Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo

Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s

Hỗ trợ 16 kết nối ethernet TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

+ Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình:

6 bộ đếm tốc độ cao (high speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đolường, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz

2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí động cơ bước hay bộ lái servo(servo drive)

Ngõ ra điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điềukhiển nhiệt độ…

16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển tune functionality)

(auto-+ Thiết kế linh hoạt:

Mở rộng tín hiệu vào/ra bằng board tín hiệu mở rộng (signal board), gắn trực tiếpphía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà không thay đổi kích thước hệ điềukhiển

Mỗi CPU có thể kết nối tối đa 8 module mở rộng tín hiệu vào/ra Ngõ vào analog0-10V được tích hợp trên CPU 3 module truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộngkhả năng truyền thông, vd module RS232 hay RS485 Card nhớ SIMATIC, dùng khicần rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay khi cập nhật firmware.Chuẩn đoán lỗi online /offline

Lập trình

Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ bangôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIAPortal 11 của Siemens

Giao tiếp

S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point)

Giao tiếp PROFINET với: