Thiết kế máy bán nước lon tự động sử dụng PLC s7 200, đh kỹ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN

PHẦN 1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 1.Giới thiệu tổng quan về máy bán hàng tự động Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhất là trong lĩnhvự

KHOA: ĐIỆN

BỘ MÔN: TỰ ĐỘNG HOÁ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập- Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH TỰ ĐỘNG HÓA

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Dương

Mã số sinh viên: K145520216145

Giáo viên hướng dẫn: Bùi Thị Hải Linh

Ngày giao đề tài:

Ngày nộp quyển thuyết minh:

Tên đề tài: “Thiết kế máy bán nước lon tự động sử dụng PLC S7-200”

Nội dung:

I Nội dung thuyết minh

1 Giới thiệu tổng quan về máy bán nước lon tự động và yêu cầu công nghệ

2 Phân tích chọn biến vào/ra, mô tả máy, thiết kế hàm logic

3 Phân tích chọn PLC, đặt địa chỉ, thiết kế sơ đồ nguyên lý

4 Lập trình điều khiển

5 Thuyết minh nguyên lý và kiểm tra kết quả

II Nội dung bản vẽ

1 Mô tả máy

2 Sơ đồ nguyên lý

3 Chương trình điều khiển

Ngày tháng năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

Bùi Thị Hải Linh

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

PHẦN 1.PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 5

1 Giới thiệu tổng quan về máy bán hàng tự động 5

1.1 Chức năng các bộ phận dùng trong máy bán hàng tự động 6

1.2 Phân tích yêu cầu công nghệ 15

PHẦN 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN BIẾN VÀO RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ HÀM LOGIC 16

2.1 Phân tích chọn biến vào ra 16

2.2 Mô tả hệ thống 19

PHẦN 3.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PLC,ĐẶT ĐỊA CHỈ VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 26

3.1 Phân tích lựa chọn PLC 26

3.2 Phần mềm lập trình và mô phỏng: 32

3.3 Đặt địa chỉ cho các biến 33

3.4 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 34

PHẦN 4 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 36

4.1 Gán địa chỉ 36

4.2 Chương trình điều khiển 37

PHẦN 5 THUYẾT MINH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ KIỂM TRA KẾT QUẢ 43

5.1 Thuyết minh nguyên lý hoạt động của hệ thống 43

5.2 Kiểm tra kết quả 45

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, nghành tựđộng hóa cũng phát triển mạnh mẽ cả về chiều rộng và chiều sâu Nghành tựđộng hóa ngày càng hoàn thiện và hiện đại hóa Đồng thời cũng không ngừngthâm nhập vào các ngành kinh tế quốc dân như: Luyện kim, cơ khí, hóa chất,khai thác mỏ, giao thông vận tải …

Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu điện tự động hóa ngày càngcao, do vậy một nhiệm vụ quan trọng hàng đầu luôn được đặt ra đối với ngườithiết kế phải biết vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tế một cáchsáng tạo và khoa học

Là một sinh viên ngành điện em được giao đề tài đồ án tốt nghiệp là “Tìm hiểu máy bán hàng tự động sử dụng PLC” Trong thời gian làm đồ ánđược sự giúp đỡ tận tình của cô giáo BÙI THỊ HẢI LINH và sự chỉ bảo củacác thầy cô giáo trong bộ môn tự động hóa cùng với sự giúp đỡ của bạn bè.Đến nay đồ án của em đã hoàn thành đầy đủ các nội dung yêu cầu Với khảnăng có hạn chắc sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong có được

sự chỉ bảo của các thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ

VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN

1.Giới thiệu tổng quan về máy bán hàng tự động

Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhất là trong lĩnhvực điều khiển và truyền thông, rất nhiều máy, hệ thống tự động thông minh

ra đời, đã làm thay đổi về mọi mặt cuộc sống của con người Cụ thể trongcông nghiệp là các máy tự động, các trạm sản xuất linh hoạt, các nhà máythông minh Trong dân dụng là các thiết bị phục vụ trong các gia đình nhưmáy giặt, tủ lạnh, các hệ thống bảo vệ, chiếu sáng tự động… Trong trao đổi,mua bán cũng xuất hiện các thiết bị tự động như các máy ATM, các máythanh toán card, các máy bán cà phê… Với những chiếc máy đó việc muabán, trao đổi của con người trở lên thuận tiện hơn Trong báo cáo này, nhómmuốn đề cập đến một trong những chiếc máy tự động ứng dụng trong giaothương, đó là máy bán hàng tự động

Máy bán hàng tự động là một sản phẩm tự động hóa đã rất phổ biến trênthế giới Ở các nước phát triển như Nhật, Mỹ, EU…., sản phẩm này đã trở lênthông dụng với người dân Các loại máy náy, bán rất nhiều các loại mặt hàng

từ các loại nước đóng chai, đến các loại đồ ăn, các sản phẩm dân dụng… Vàmới đây nhất là chiếc máy bán vàng tự động Các loại máy này trên thế giới

đã rất hoàn thiện về kết cấu, tính năng sử dụng, và độ hoàn thiện, đa dạngtrong công nghệ nhận biết loại thiết bị dùng để thanh toán như có thể dùngtiền xu, tiền giấy, thẻ tín dụng hay bằng tin nhắn SMS qua điện thoại di động,qua thẻ RFID…

Về cơ bản, một máy bán hàng tự động bao gồm một hay nhiều kho hàng

để chứa sản phẩm, các máy hiện đại, các kho được thiết kế có chức năng giữnhiệt độ mặt hàng ở mức mong muốn Một hay một số thiết bị dùng để khách

hàng thanh toán, đó có thể là một thiết bị nhận dạng tiền mặt, một thiết bị trừtiền trong card hay một chiếc thẻ RFID được cấp phép sẵn trước đó…Các cơcấu chấp hành để đưa hàng ra, đó là các động cơ, xilanh thủy lực…Các thiết

bị hiển thị, có thể là màn hình led hoặc màn hình cảm ứng Các nút bấm, bộđiều khiển và các cảm biến…

Ở Việt Nam năm 2003 khi tiền xu được đưa vào lưu thông, thì máy bánhàng tự động cũng bắt đầu xuất hiện và phát triển, đến nay tuy các mệnh giátiền xu không còn được vận hành lưu thông thay vào đó là các loại tiềnpolyme thì các máy bán hàng cũng được nâng cấp lên đọc được các mã tiềnpolyme đảm bảo xu thế vận hành

Tuy được vận hành nhiều ở Việt Nam trong thời gian gần đây nhưng các

hệ thống bán nước này vẫn còn hạn chế về mặc ổn định do sử dụng các board

vi điều khiển vì vậy cần một cải tiến vận hành thay thế có tính ổn định hơn vìvậy em đề xuất đề tài “Máy bán nước lon tự động sử dụng PLC S7-200” nângcao tính ổn định, phát triển và dễ nâng cấp máy

1.1 Chức năng các bộ phận dùng trong máy bán nước tự động

để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởitác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễnhư thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng để thay thế cácmạch relay (rơ le) trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quét cáctrạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽthay đổi theo.Tất cả PLC đều có phần chính là : Một bộ nhớ chương trìnhRAM bên trong có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM Một bộ

xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC Các modun vào/ra PLC có rất nhiều ưu điểm như:

+ Khả năng linh hoạt khi lập trình chương trình cho hệ thống, khi hệthống thay đổi hoặc cải tiến thì có thể dễ dàng thay đổi chương trình theo yêucầu

nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC Việc thayđổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà khôngcần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay

-Vi điều khiển

Vi điều khiển như một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thườngđược sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, làmột hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp(khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khốingoại vi như bộ nhớ, các mô đun vào/ra, các mô đun bi ến đổi số sang tương

tự và tương tự sang số, Ở máy tính thì các mô đun thường được xây dựngbởi các chíp và mạch ngoài.Hầu hết các vi điều khiển ngày nay được xâydựng dựa trên kiến trúc Harvard, kiến trúc này định nghĩa bốn thành phần cầnthiết của một hệ thống nhúng Những thành phần này là lõi CPU, bộ nhớchương trình (thông thường là ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ nhớ dữ liệu(RAM), một hoặc vài bộ định thời và các cổng vào/ra để giao tiếp với cácthiết bị ngoại vi và các môi trường bên ngoài - tất cả các khối này được thiết

kế trong một vi mạch tích hợp Vi điều khiển khác với các bộ vi xử lý đa năng

ở chỗ là nó có thể hoạt động chỉ với vài vi mạch hỗ trợ bên ngoài

b Nguồn cấp

Nguồn cung cấp cho máy bán nước hoạt động thường bao gồm hainguồn một chiều riêng biệt được biến đổi từ nguồn 220v Nguồn một chiều

điều quan trọng là nguồn cung cấp cho bộ xử lý trung tâm phải đảm bảo tính

ổn định thường dùng IC ổn áp

c Cảm biến

Với yêu cầu đề tài là nhận dạng tiền polymer và có trả lại tiền thừa ở nên

ta sử dụng cảm biến hình ảnh hay còn gọi chung là đầu đọc tiền

c.1.Cảm biến hình ảnh

Cảm biến hình ảnh là một thiết bị được sử dụng trong các khâu kiểm tra,nhận dạng, hiệu chỉnh, đo đạc, phân loại, phát hiện lỗi, Bài viết sẽ giớithiệu tổng thể về cảm biến sử dụng hình ảnh, cập nhật những giải pháp cảmbiến công nghiệp mới và tiên tiến nhất, so sánh và phân tích các ưu nhượcđiểm.Giống với cảm biến quang điện, cảm biến hình ảnh đóng vai trò như

"con mắt" của hệ thống điều khiển, điểm khác biệt là ở chỗ cảm biến hình ảnhphải thu thập, phân tích dữ liệu qua hình ảnh rộng chứ không phải qua 1 điểm.Nghĩa là đầu vào của cảm biến hình ảnh là cả 1 bức ảnh chứ không phải chỉ là

sự tồn tại hay không ánh sáng ở 1 điểm (cảm biến quang điện), từ dữ liệu ảnhthu thập được cảm biến này phân tích để đưa ra tín hiệu điều khiển ở đầu ra.Qúa trình này có thể biểu diễn đơn giản qua 3 giai đoạn:

-Đặc điểm của cảm biến hình ảnh:

Việc xử lý này cũng gần giống với quá trình xử lý hình ảnh của mắtngười, tuy nhiên có 1 vài khác biệt cơ bản: trong khi mắt người có khả năngphân tích và xử lý rất nhanh những chi tiết phức tạp thì cảm biến hình ảnh chỉ

có thể nhận dạng được chi tiết 1 cái đơn giản hóa và thường nhận dạng nhữngđối tượng có cấu trúc rõ ràng, hoạt động 1 cách lặp lại theo khuôn mẫu Cảm

biến hình ảnh khi hoạt động sẽ giảm độ phân giải của hình ảnh và thường làmviệc trong "dải màu xám") vì vậy yêu cầu hình ảnh của đối tượng phải có ánhsáng tốt, độ tương phản cao Cảm biến hình ảnh hoạt động 1 cách đơn giảnhóa hơn mắt người, tuy nhiên nhờ vậy nếu đảm bảo được điều kiện làm việc,

nó có khả năng kiểm tra, kiểm định sản phẩm qua hình dạng vật lý ở tốc độcao, hoạt động liên tục và độ chính xác luôn đảm bảo

-Ứng dụng của cảm biến hình ảnh:

Việc phát triển các cảm biến sử dụng hình ảnh được tập trung theo 2hướng chính Thứ nhất tạo ra các thiết bị cảm biến hình ảnh - vision sensorsbao gồm cả camera lẫn phần xử lý tín hiệu (microprocessors) qua đó trở thành

1 thiết bị độc lập xử lý đầu vào hình ảnh ra đầu ra tín hiệu, và có thể sử dụngtrong 1 số ứng dụng công nghiệp Hướng phát triển thứ 2 đó là tích hợp vàocác hệ thống giám sát bằng máy tính, cảm biến sẽ được giao tiếp với máy tínhqua "Frame Grabber card" Hệ thống này cho người sự dụng những phương

án sử dụng hình ảnh của cảm biến kết hợp với khả năng xử lý của máy tính đểgiải quyết những ứng dụng phức tạp

Các cảm biến hình ảnh của Banner theo hướng phát triển thứ nhất Nghĩa làtích hợp việc thu thập hình ảnh, xử lý, và truyền thông, đưa ra tín hiệu chỉ sửdụng 1 thiết bị duy nhất là cảm biến hình ảnh - vision sensors với đầy đủcamera, bộ điều khiển, xử lý Đây là chìa khóa cho rất nhiều các ứng dụngđiều khiển, tự động hóa cho công nghiệp giúp nâng cao chất lượng cho sảnphẩm, phù hợp sử dụng cho các ứng dụng kiểm tra, kiểm định, giám sát Lựa chọn đầu đọc tiền giấy NV9 USB + (Xt) là một đầu đọc thế hệ mớinâng cấp từ NV9 cho khả năng nhận dạng được chính xác nhiều loại tiền tệ,phù hợp cho tất cả các ứng dụng, đầu đọc này có thể đọc được tất cả loạimệnh giá tiền Việt Nam

c.2 Cảm biến hồng ngoại phát hiện lon nước rơi

Cảm biến hồng ngoại có khả năng nhận biết vật cản ở môi trường với 1cặp LED thu phát hồng ngoại để truyền và nhận dữ liệu hồng ngoại Tia hồngngoại phát ra với tần số nhất định,khi có vật cản trên đường truyền của LEDphát nó sẽ phản xạ vào LED thu hồng ngoại,khi đó LED báo vật cản trênmodule sẽ sáng,khi không có vật cản,LED sẽ tắt.

c.3 Cảm biến tiệm cận phát hiện tiền đưa vào và có lon nước trong máy

Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện các vật bằng cách tạo ra trườngđiện dung tĩnh điện Do đó, thiết bị này có thể phát hiện mọi loại vật

Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung giữacảm biến và đối tượng cần phát hiện Giá trị điện dung phụ thuộc vào kíchthước và khoảng cách của đối tượng Một cảm biến tiệm cận điện dung thôngthường tương tự như tụ điện với 2 bản điện cực song song, và điện dung thayđổi giữa 2 bản cực đó sẽ được phát hiện Một tấm điện cực là đối tượng cầnphát hiện và một tấm kia là bề mặt của cảm biến Đối tượng có thể được pháthiện phụ thuộc vào giá trị điện môi của chúng

d Hiển thị

Text LCD là các loại màn hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị cácdòng chữ hoặc số trong bảng mã ASCII Không giống các loại LCD lớn Text,LCD được chia sẵn thành từng ô và ứng với mỗi ô chỉ có thể hiển thị một ký

tự ASCII Cũng vì lý do chỉ hiện thị được ký tự ASCII nên loại LCD nàyđược gọi là Text LCD (để phân biệt với Graphic LCD có thể hiển thị hìnhảnh) Mỗi ô của Text LCD bao gồm các “chấm” tinh thể lỏng, việc kết hợp

“ẩn” và “hiện” các chấm này sẽ tạo thành một ký tự cần hiển thị Trong cácText LCD, các mẫu ký tự được định nghĩa sẵn Kích thước của Text LCD

được định nghĩa bằng số ký tự có thể hiển thị trên 1 dòng và tổng số dòng màLCD có Ví dụ LCD 16x2 là loại có 2 dòng và mỗi dòng có thể hiển thị tối đa

16 ký tự Một số kích thước Text LCD thông thường gồm 16x1, 16x2, 16x4,20x2, 20x4

e.Bàn phím

Bàn phím giúp cho người sử dụng chọn loại nước uống mà mình mongmuốn được lắp nổi trên phần thân máy chứa các phím chọn cho thao tác ấn

f.Bộ phận đưa lon nước ra ngoài

Khi bộ xử lý hoàn tất việc kiểm tra đúng số tiền , sản phẩm được chọnthì kích hoạt động cơ động cơ quay đẩy lon nước ra ngoài thùng chứa

g.Khối trả tiền thừa

Một máy bán hàng cần phải có cơ cấu trả tiền thừa cho người mua Cơcấu trả tiền thừa phải chính xác và nhanh đảm bảo trả lại đúng tiền thừa chokhách hàng Tiền thừa trả cho người mua phải được chứa sẵn trong máy Khi

có tín hiệu yêu cầu trả tiền động cơ DC đẩy tờ tiền ra ngoài Khi chạm phảicông tắc hành trình thì động cơ ngay lập tức quay trở về vị trí ban đầu đồngthời tiền thừa được đưa ngoài

h.Bộ phận làm lạnh

Để giữ được độ lạnh xuyên suốt trong bộ máy ta cần một hệ thống lạnh

Sử dụng hơi gas làm lạnh, vì hệ thống là sử dụng xuyên suốt nên cần lựa chọn

hệ thống làm lạnh không đông tuyết

i.Động cơ chấp hành

Động cơ là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống, thường xuyênphải làm việc với nhiều trạng thái như là khởi động (quá trình quá độ), trạngthái quá tải, trạng thái hãm Trong đồ án em sử dụng động cơ một chiều kích

từ độc lập

Động cơ một chiều kích từ độc lập có cấu tạo 2 phần riêng biệt phần bốtrí ở phần tĩnh có các cuộn dây kích từ sinh ra từ thông Phần ứng là phầnquay nối với điện áp lưới qua vành góp và chổi than, tác động giữa từ thông

và dòng điện phần ứng Iư tạo nên momen quay động cơ Khi động cơ quay các

thanh dẫn phần ứng cắt qua từ thông tạo nên sức điện động Eư Dưới đây là sơ

đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ độc lập:

• Phương pháp điều khiển động cơ thay đổi điện áp phần ứng của động

cơ và dùng cặp tiếp điểm thuận ngược để đảo chiều quay của động cơ

1.2 Phân tích yêu cầu công nghệ.

Thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7-200 Máy chỉ nhận bamệnh giá tiền polyme khác nhau là 10.000đ, 20.000đ và 50.000đ, có trả lạitiền thừa cho khách hàng , giá trị sản phẩm mỗi lon nước là 10.000 Mỗi mộtlần thao tác chỉ mua được 1 sản phẩm

PHẦN 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN BIẾN VÀO RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG VÀ

1 A1 cảm biến phát hiện lon nước

9 X5 cảm biến vị trí ngăn tiền

12 X8 Cảm biến phát hiện lon nước

rơi khi được đẩy ra ngoài

17 Nút bấm 3 1 0

2.1.2 Biến ra

Trạng thái không tác động

2.2 Mô tả hệ thống

2.2.1 Các phương pháp mô tả hệ thống

a Phương pháp bảng chuyển trạng thái:

Phương pháp này mô tả quá trình chuyển đổi trạng thái dưới hình thứcbảng:

+ Các cột của bảng ghi các biến vào và biến ra

+ Các hàng của bảng ghi các trạng thái trong của mạch (S1, S2, S3…) Sốhàng của bảng chỉ rõ số trạng thái trong cần có của hệ

+ Các ô giao nhau của cột biến vào và các hàng trạng thái sẽ ghi trạngthái của mạch Nếu trạng thái mạch trùng với tên hàng thì đó là trạng thái “ổnđịnh”, nếu trạng thái mạch không trùng với tên hàng thì đó là trạng thái

Đồ hình thuật toán là cách mô tả hệ thống một cách suy luận trực quan.Các khối chính của lưu đồ và các khối được mô tả ở hình:

2.2.2 Vẽ sơ đồ

Trong đồ án này em lựa chọn sử dụng đồ hình Grafcet như sau

Phân tích hệ thống.

Phân tích hệ thống cho ta thấy có các trạng thái như sau:

TT0 : Trạng thái có nguồn cấp làm việc

TT1 : Trạng thái kiểm tra hết lon nước

TT2 : Trạng thái khi nhận được tín hiệu tiền vào máy

TT3 : Trạng thái thu tiền 10.000đ

TT4 : Trạng thái thu tiền 50.000đ

TT5 : Trạng thái thu tiền 20.000đ

TT6, TT7,TT8: Trạng thái ngừng thu tiền

TT9, TT10, TT11 Trạng thái đẩy lon ra ngoài khay

TT12 : Trạng thái trả tiền thừa 2 tờ 20.000đ

TT13 : Trạng thái trả tiền thừa 1 tờ 10.000đ

TT14: Trạng thái trả tiền ra ngoài khe

Khi cấp nguồn vào hệ thống ở trạng thái 0 Máy bắt đầu hoạt động kiểmtra lon nước còn trong máy nếu còn thì có thể thực hiện trạng thái 1 Từ trạngthái 1 khi phát hiện tiền được đưa vào khe sẽ sang trạng thái 2 Từ trạng thái 2khi phát hiện tiền không hợp lệ hoặc tiền không đủ trả lại tiền thừa sẽ chuyểnsang trang thái 14 Từ trạng thái 2 chuyển sang trạng thái 3,4,5 khi tín hiệutiền đúng định dạng vào máy bán hàng Từ trạng thái 3,4,5 chuyển trạng thái6,7,8 khi phát hiện tiền đã được vào khay Từ trạng thái 6,7,8 chuyển sangtrạng thái 9,10,11 khi thực hiện bấm nút chọn nước Từ trạng thái 9,10,11chuyển sang trạng thái 0,12,13 khi lon nước đã được đẩy ra ngoài khay Từtrạng thái 12,13 chuyển sang trạng tháu 14 khi đã đếm đủ tiền trả lại Từtrạng thái 14 sau một thời gian sẽ kết thúc quá trình trở về trạng thái 0

HÀM KÍCH

S0= i+Q14.T37+Q9.X8

R0=Q1

S1=Q0.(A1+A2+A3)

PHẦN 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ

VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 3.1 Phân tích chọn PLC

3.1.1 Giới thiệu về PLC

- PLC (Programmable Logic Control) là thiết bị có thể lập trình đượcthiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từđơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà có thể thực hiệnmột loạt các chương trình hoặc sự kiện được kích hoạt bởi các tác nhân kíchthích (hay còn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời(Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm Khi một sự kiện được kíchhoạ nó bật ON, OFF hoặc phát ra một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoàiđược gắn vào ngõ ra của PLC Như vậy nếu ta thay đổi các chương trình đượccài đặt trong PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau trong cácmôi trừơng điều khiển khác nhau Hiện nay PLC đã được nhiều hãng khácnhan sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Pesto, Alan Bradley,Shneider Hitachi, … Mặt khác ngoài PLC cũng đã bổ cung thêm các thiết bị

mở rộng khác như: các cổng mở rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input),các thiết bị hiện thị, các bộ vào

3.1.2 Phân tích PLC

• Ưu điểm:

+ Khả năng linh hoạt khi lập trình chương trình cho hệ thống, khi hệthống thay đổi hoặc cải tiến thì có thể dễ dàng thay đổi chương trình theo yêucầu

+ Cấu trúc dạng Modul cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng (nốithêm Modul mở rộng vào/ ra) và thêm chức năng (nối thêm Modul chuyêndùng)

+ Khả năng chống nhiễu tốt thích hợp để làm việc trong môi trườngcông nghiệp.

+ Giao tiếp được với những thiết bị khác như máy tính, màn hình HMI,PLC khác, mạng internet,…

+ Kích thước nhỏ gọn, giảm số lượng dây nối và rơle so với hệ thốngcũ

+ Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học, trực quan

• Nhược điểm:

+ Yêu cầu người kĩ sư phải có kiến thức chuyên môn và tay nghề cao + Giá thành PLC khá cao vì thế trước khi lập trình ta cần tính toán kĩlưỡng đầu vào ra để giảm chi phí

+ Không thể sửa chữa khi bị hỏng vì thế cần chú ý khi lắp đặt và sửdụng

3.1.3 Giới thiệu phần cứng của PLC

a PLC S7-200 CPU 224

Hình 3.2: Thân PLC S7 200 cpu 224

• Trên thân PLC S7-200 CPU 224 có 5 phần ta cần quan tâm tới

+ Đầu vào PLC gồm có 14 cổng vào tương ứng các địa từ I0.0 – I0.7 ; I1.0 – I1.5 + Đầu ra PLC gồm có 10 cổng ra tương ứng các địa từ Q0.0 – Q0.7 ; Q1.0 – Q1.1 + Đèn tín hiệu gồm có 3 đèn Run: báo trạng thái đang chạy

Stop: báo trạng thái đang dừng SF/DIAG: báo hiệu PLC bị lỗi + Cổng truyền thông RS485 dùng để kết nối PLC với những thiết bị khác + Công tắc 3 vị trí chọn chế độ hoạt dộng cho PLC và cổng kết nối các module mở rộng.

+ Kích thước : 120.5mm 80mm 62mm

+ Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words

+ Dụng lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words

+ Chương trình được bảo vệ bằng password

+ Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC mất điện