ỨNG DỤNG PLC S7 300 ĐIỀU KHIỂN MỨC CHẤT LỎNG

Tất cả 5 loại Timer này cùng bắtđầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu kích đầu vào, tức là khi có tín hiệu đầu vào Ut chuyển trạng thái từ logic "0" lên

- Dùng PID trong PLC S7 300 để điều khiển mức;

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ sở về ngôn ngữ lập trình LAD cho PLC

2.1.1 Giới thiệu về nhóm lệnh tiếp điểm logic

* Hàm AND: Toán hạng là kiểu dữ liệu BOOL hay địa chỉ bit I,

* Lệnh RESET: Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D, L.

Tín hiệu ra Q4.0 sẽ bị xoá khi tín hiệu đầu vào I0.0 = 1

* Lệnh SET: Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D, L.

Tín hiệu ra Q4.0 = 1 (Q4.0 sẽ được thiết lập ) khi I0.0 =1.

* Bộ nhớ RS: Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, D, L

Khi I0.0 = 1 và I0.1 = 0 Merker M0.0 bị Reset và đầu ra Q4.0 là

"0"

Nếu I0.0 = 0 và I0.1 = 1 thì Set cho M0.0 và đầu ra Q4.0 là "1".Khi cả hai đầu vào Set và Reset cùng đồng thời =1 thì M0.0 và Q4.0 có giá trị là "1"

* Bộ nhớ SR: Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, D, L

Khi I0.0 = 1 và I0.1 = 0 thì Set cho Merker M0.0 và đầu ra Q4.0

là "1" Nếu I0.0 = 0 và I0.0 = 1 thì M0.0 bị Reset và đầu ra Q4.0 là

2.1.2 Giới thiệu về bộ đếm (Counter)

* Nguyên lý hoạt động:

Counter thực hiện chức năng đếm tại các sườn lên của cácxung đầu vào S7-300 có tối đa là 256 bộ đếm phụ thuộc vào từngloại CPU, ký hiệu bởi Cx Trong đó x là số nguyên trong khoảng từ 0đến 255 Trong S7-300 có 3 loại bộ đếm thường sử dụng nhất đó là:

Bộ đếm tiến lùi (CUD), bộ đếm tiến (CU) và bộ đếm lùi (CD)

Một bộ đếm tổng quát có thể được mô tả như sau:

Trong đó:

CU: BOOL là tín hiệu kích đếm tiến

CD: BOOL là tín hiệu kích đếm lùi

S: BOOL là tín hiệu đặt

PV: WORD là giá trị đặt trước

R: BOOL là tín hiệu xoá

CV: WORD Là giá trị đếm ở hệ đếm 16

CV_BCD: WORD là giá trị đếm ở hệ đếm BCD

Q: BOOL Là tín hiệu ra

Quá trình làm việc của bộ đếm được mô tả như sau:

Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi 2 Byte của bộđếm, gọi là thanh ghi C-Word Nội dung của thanh ghi C-Word đượcgọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm và ký hiệu bằng CV vàCV_BCD Bộ đếm báo trạng thái của C-Word ra ngoài C-bit qua chân

Q của nó Nếu CV <> 0, bit có giá trị "1" Ngược lại khi CV = 0, bit nhận giá trị 0 CV luôn là giá trị không âm Bộ đếm sẽ không đếmlùi khi CV = 0

Đối với Counter, giá trị đặt trước PV chỉ được chuyển vào Word tại thời điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đặt tới chân S

C-Bộ đếm sẽ được xoá tức thời bằng tín hiệu xoá R (Reset) Khi bộđếm được xóa cả C-Word và C- bit đều nhận giá trị 0

* Bộ đếm tiến/lùi:

sẽ chỉ đếm đến giá trị <= 999.

* Bộ đếm lùi CD:

Nguyên lý hoạt động

Khi tín hiệu I0.2 chuyển từ "0" lên "1" bộ đếm được đặt giá trị là

2.1.3 Bộ đếm thời gian (Timer)

Bộ đếm thời gian Timer là bộ tạo thời gian trễ T mong muốn giữa tín hiệu logic đầu vào X(t) và đầu ra Y(t)

S7-300 có 5 kiểu thời gian Timer khác nhau Tất cả 5 loại Timer này cùng bắtđầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu kích đầu vào, tức

là khi có tín hiệu đầu vào U(t) chuyển trạng thái từ logic "0" lên logic"1", được gọi làthời điểm Timer được kích

Thời gian trễ T mong muốn được khai báo với Timer bằng giá trị 16 bits baogồm hai thành phần:

- Độ phân giải với đơn vị là mS Timer của S7 có 4 loại phân giải khác nhau là10ms, 100ms, 1s và 10s

Một số nguyên BCD trong khoảng từ 0 đến 999 được gọi là PV (Preset Value giá trị đặt trước)

-Như vậy thời gian trễ T mong muốn sẽ được tính như sau:

T = Độ phân giải x PV

Tùy theo ngôn ngữ lập trình mà có thể khai báo thời gian trễ theo hai cách sau:

- Cách 1: S5t#5s: Cách khai báo này dùng được cho các loại ngôn ngữ lập trìnhStep 7

- Cách 2: L W#16#1350, cách khai báo này chỉ dùng được cho ngôn ngữ STL

Để xác định được độ phân giải trong cách khai báo thứ nhất ta có thể tính nhưsau:

Áp dụng công thức tính: T = Độ phân giải x PV; trong đó PV là số nguyên lớn

nhất có thể nằm trong khoảng 0-999 Như vậy, nếu khai báo s5t#5s thì có thể tính nhưsau: 5s=10mS x 500, vậy độ phân giải là 10mS Với cách khai báo này ta không thểthay đổi được độ phân giải vì phần mềm Step7 tự gán cho nó độ phân giải

Với cách khai báo thứ 2 ta co thể lựa chọn độ phân giải tùy ý

Ví dụ muốn khai báo khoảng thời gian trể là 5s ta có thể khai báo như sau:W#16#1050 hoặc W#16#2005 Trong đó, chữ số 1 hoặc 2 là độ phân giải đượcquy định theo bảng sau:

Còn ba chữ số đứng sau là giá trị đặt Như vậy, trong ví dụ trên với cùng mộtgiá trị thời gian trễ 5s ta có thể đặt được độ phân giải là 100ms hoặc 1s

Ngay tại thời điểm kích Timer, giá trị PV được chuyển vào thanh ghi 16 bits củaTimer T-Word (gọi là thanh ghi CV- Curren value- giá trị tức thời) Timer sẽ ghi nhớkhoảng thời gian trôi qua kể từ khi kích bằng cách giảm dần một cách tương ứng nộidung thanh ghi CV Nếu nội dung thanh ghi CV trở về bằng 0 thì Timer đã đạt đượcthời gian mong muốn T và điều này được báo ra ngoài bằng cách thay đổi trạng thái tínhiệu đầu ra Y(t) Việc thông báo ra ngoài bằng cách đổi trạng thái tín hiệu dầu ra Y(t)như thế nào còn phụ thuộc vào loại Timer được sử dụng

Bên cạnh sườn lên của tín hiệu đầu vào U(t), Timer còn có thể kích bằng sườnlên của tín hiệu kích chủ động có tên là tín hiệu ENABLE nếu như tại thời điểm cósườn lên của tín hiệu ENABLE, tín hiệu đầu vào U(t) có gic là "1"

Từng loại Timer được đánh số từ 0 đến 255 (tuỳ thuộc vào từng loại CPU) MộtTimer được đặt tên là Tx, trong đó x là số hiệu của Timer ( 0<=x<=255) Ký hiệu Txcũng đồng thời là tín hiệu hình thức của thanh ghi CV (T-Word) và đầu ra T-bits củaTimer đó Tuy chúng có cùng địa chỉ hình thức, nhưng T-Word và T-bits vẫn đượcphân biệt với nhau nhờ kiểu lệnh sử dụng toán hạng Tx Khi dùng làm việc với từ Txđược hiểu là T-Word còn khi làm việc với điểm thi Tx được hiểu là T-bit

Để xóa tức thời trạng thái của T-word và T-bit người ta sử dụng một tín hiệureset Timer Tại thời điểm sườn lên của tín hiệu này giá trị T-Word và T-bit đồng thời

có giá trị bằng 0 tức là thanh ghi tức thời CV được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng cótrạng thái Logic là "0" Trong thời gian tín hiệu Reset có giá trị logic là "1" Timer sẽkhông làm việc

Ví dụ: Chương trình điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha đổi nối Y/∆, hoạt

động theo nguyên tắc sau: Ấn nút Start khóa K1có điện cấp điện cho hệ thống, đồngthời K2 cũng có điện để động cơ hoạt động chế đô Y, sau thời gian 5s khóa K3 có điện

để động cơ hoạt động chê độ ∆ Ấn nút Stop hệ thống dừng

* Bộ thời gian SE:

Nguyên lý làm việc

Tại thời điểm sườn lên của tín hiệu vào SET cuối cùng bộ thời gian đựơc thiếtlập và thời gian sẽ đựơc tính đồng thời giá trị Logic ở đầu ra là "1" Kết thúc thời gianđặt tín hiệu đầu ra sẽ trở về 0

Khi có tín hiệu RESET (R) thời gian tính lập tức trở về 0 và tín hiệu đầu ra cũnggiá trị là "0"

Ví dụ: Viết chương trình điều khiển bóng đèn hoạt động như sau: ấn nút S đèn

sáng sau thời gian 10s bóng đèn tự tắt

* Bộ thời gian SD:

Nguyên lý làm việc

Tại thời điểm sườn lên của tín hiệu vào SET bộ thời gian đựơc thiết lập và thờigian sẽ đựơc tính Kết thúc thời gian đặt tín hiệu đầu ra sẽ có giá trị là "1" Khi tín hiệuđầu vào kích S là "0" đầu ra cũng lập tức trở về "0" nghĩa là tín hiệu đầu ra sẽ khôngđược duy trì khi tín hiệu kích có giá trị là "0"

Khi có tín hiệu RESET (R) thời gian tính lập tức trở về "0" và tín hiệu đầu racũng giá trị là "0"

* Bộ thời gian SS:

Nguyên lý làm việc

Tại thời điểm sườn lên của tín hiệu vào SET bộ thời gian đựơc thiết lập và thờigian sẽ đựơc tính Kết thúc thời gian đặt tín hiệu đầu ra sẽ có giá trị 1 giá trị này vẫnduy trì ngay cả khi tín hiệu đầu vào kích S có giá trị là 0 Khi có tín hiệu RESET (R)thời gian tính lập tức trở về 0 và tín hiệu đầu ra cũng giá trị là "0"

Ví dụ: Một bóng đèn D được bật theo yêu cầu sau: Ấn nút S1 sau 5s bóng đèn

Khi có tín hiệu RESET (R) thời gian tính lập tức trở về 0 và tín hiệu đầu ra cũnggiá trị là "0"

2 2 Hệ thống điều khiển quá trình của Festo

Hệ thống điều khiển quá trình mức của Festo gồm 2 Modul:Modul: P/N 3215; Modul P/N 3295

2.2.1 Modul P/N 3215

Hình 1 mô tả giao diện modul P/N 3215 Giao diện được sửdụng để điều khiển các thành phần điện của hệ thống điều khiển quátrình mức chất lỏng Cụ thể là máy bơm nước, van điện từ (Solenoid),cảm biến điện dung, công tắc phao, cũng như các loại cảm biến mức

Nó cũng bao gồm nguồn điện riêng, 2 rơle (KA và KB) và 3 đèn trạngthái

Hình 1: Giao diện xử lý mức, Model 3215

1. Các cực nguồn điện

2. Các đầu ra cảm biến mức

3. Nút điều khiển MIN và MAX cảm biến mức

4. Tín hiệu đầu vào Analog bơm

5. Cực kích hoạt bơm

6. Nút điều khiển SP Min của bơm

7. Núm điều chỉnh tốc độ bơm

8. Công tắc gạt nguồn của đầu vào bơm

9. Cực của van điện từ

13. Nút khởi tạo lại chương trình

14. Khởi tạo lại hệ thống điện

tắc phao cố định, cảm biến điện dung, và các cảm biến mức nướctùy chọn cung cấp các chỉ dẫn liên quan đến việc xác định mức nước.

Hình 2: Mô đun quá trình mức, Model 3295

4 Công tắc phao điều chỉnh 9 Bể chứa nước

5 Công tắc phao cố định

Phần điều khiển hệ thống hoạt động với tín hiệu điện áp thấp(24V)

2.2.3 Công tắc phao và cảm biến điện dung

Hệ thống điều khiển quá trình mức gồm 3 loại cảm biến mứctrong xi lanh Các công tắc và cảm biến có thể kết nối tới đầu vàocủa PLC, rơ le điều khiển hoặc sử dụng trực tiếp khởi động hoặc tạmdừng bơm hoặc van điện từ

Cố định, thông thường là mạch kín (mặc định) công tắc phaonằm ở phía trên cùng của xi lanh Nó được dùng như thiết bị bảo vệ

để dừng bơm trước khi nước được đổ từ phía trên của xi lanh Mộtcông tắc phao thứ hai có thể được thiết lập ở đầu xi lanh Công tắcphao điều chỉnh độ cao này mặc định ở chế độ thường hở

Cả hai công tắc phao có một phần nổi, được nâng lên dọc theothanh để kích hoạt công tắc và có thể được sử dụng như công tắcthường đóng hoặc thường mở bằng cách nổi một phần phía trên lênnếu cần thiết.

Công tắc mức thứ 3 của hệ thống là một cảm biến điện dungthường mở Các cảm biến điện dung phát hiện sự thay đổi hằng sốđiện môi gây ra bởi sự có mặt hay không có mặt của nước

2.2.4 Relay điều khiển

Các relay (rơ le) điều khiển chuyển đổi các thiết bị với điều kiện

là cách điện giữa các tín hiệu điều khiển và các mạch điện điềukhiển Kết hợp sự khác nhau của chế độ thường đóng và thường hởđược sử dụng để mở hoặc đóng các mạch

Các cuộn dây, như trong hình 3, được sử dụng để điều khiểncác rơ le hoạt động Một cuộn dây điện (2) được đặt xung quanh mộtlõi sắt (1) Khi một dòng điện chạy qua cuộn dây, từ trường được sinh

ra xung quanh cuộn dây, một cực bắc và một cực nam được tạo ra

và lõi sắt trở thành một nam châm tạm thời Kết quả là một lõi hútđược hút vào cuộn dây, và điểm tiếp xúc hút làm thay đổi trạng tháicủa lõi hút

Hình 3: Cuộn dây và lõi sắt từ cơ bản

Khi cuộn dây có điện, lực căng lò xo sẽ làm bật lõi hút ra khỏithân của nam châm, làm cho các điểm tiếp xúc điện trở về trạng tháiban đầu của nó

Các Rơ le điều khiển được thiết kế để điều khiển các mạch vàtải nhỏ như đèn báo, báo động bằng âm thanh và một số động cơnhỏ

2.2.5 Các van nước

Hệ thống kiểm soát quá trình mức của Festo có 2 van cho phépnước thoát ra từ xi lanh Van thứ nhất là vận hành bằng tay và được

mở khi thao tác theo hướng của đường ống Van còn lại là van điện

từ và được mở khi được cung cấp nguồn điện

2.3 Bộ điều khiển PID

Một bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển Proportional Integral Derivative) là một cơ chế phản hồi vòng điềukhiển (bộ điều khiển) tổng quát được sử dụng rộng rãi trong các hệthống điều khiển công nghiệp – bộ điều khiển PID là bộ điều khiểnđược sử dụng nhiều nhất trong các bộ điều khiển phản hồi Bộ điềukhiển PID sẽ tính toán giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông

PID-số biến đổi và giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển sẽ thực hiệngiảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào

Giải thuật tính toán bộ điều khiển PID bao gồm 3 thông số riêngbiệt, do đó đôi khi nó còn được gọi là điều khiển ba khâu: các giátrị tỉ lệ, tích phân và đạo hàm, viết tắt là P, I, và D Giá trị tỉ lệ xác định tác động của sai số hiện tại, giá trị tích phân xác định tác động của tổng các sai số quá khứ, và giá trị vi phân xác định tác động của

tốc độ biến đổi sai số Tổng chập của ba tác động này dùng để điềuchỉnh quá trình thông qua một phần tử điều khiển

Sơ đồ điều khiển PID được đặt tên theo ba khâu hiệu chỉnh của

nó, tổng của ba khâu này tạo thành bởi các biến điều khiển (MV) Tacó:

trong đó

là các thành phần đầu ra từ ba khâu của bộ điều khiển PID,

được xác định như dưới đây

Tỉ lệ (P): Khâu tỉ lệ (đôi khi còn được gọi là độ lợi) làm thay đổi

giá trị đầu ra, tỉ lệ với giá trị sai số hiện tại Đáp ứng tỉ lệ có thể được

điều chỉnh bằng cách nhân sai số đó với một hằng số K p, được gọi là

: Độ lợi tỉ lệ, thông số điều chỉnh

e

: sai số =SP PV−

: thời gian hay thời gian tức thời (hiện tại)

Tích phân (I): Phân phối của khâu tích phân (đôi khi còn gọi

là reset) tỉ lệ thuận với cả biên độ sai số lẫn quảng thời gian xảy ra

sai số Tổng sai số tức thời theo thời gian (tích phân sai số) cho tatích lũy bù đã được hiệu chỉnh trước đó Tích lũy sai số sau đó đượcnhân với độ lợi tích phân và cộng với tín hiệu đầu ra của bộ điềukhiển Biên độ phân phối của khâu tích phân trên tất cả tác độngđiều chỉnh được xác định bởi độ lợi tích phân,

: một biến tích phân trung gian

Vi phân (D): Tốc độ thay đổi của sai số qua trình được tính toánbằng cách xác định độ dốc của sai số theo thời gian (tức là đạo hàmbậc một theo thời gian) và nhân tốc độ này với độ lợi tỉ lệ Biên độ

của phân phối khâu vi phân (đôi khi được gọi là tốc độ) trên tất cả

các hành vi điều khiển được giới hạn bởi độ lợi vi phân

Thừa số vi phân được cho bởi:

: Sai số SP PV−

t

: thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại)

Vòng lặp điều khiển của bộ điều khiển PID đặc trưng có ở trong

sơ đồ khối của hình 4

Hình 4: Sơ đồ bộ điều khiển PID

* Hàm PID trong ngôn ngữ ladder

Trong chương trình ladder của phần mềm SIMATIC, hàm PID cóthể sử dụng cho điều khiển quá trình PID

Hàm PID nằm trong khối chức năng FB41 như hình 5

Hình 5: Khởi tạo hàm PID

Biến đổi quá trình và điều khiển là trực tiếp đồng nhất tronghàm PID như hình 6 Các thông số khác, bao gồm điểm đặt và 3 hằng

số PID (Kc,Ti, và Td)

Hình 6: Hàm PID

III DỤNG CỤ, VẬT TƯ TIÊU HOA THTN

3.1 Dụng cụ THTN

- Máy tính cái phần mềm STEP 7

- Hệ thí nghiệm điều khiển mức chất lỏng: 1 bộ; (gồm cả bộ Adapter và cáp kết nối)

3.2 Vật tư tiêu hao THTN

Khi nhấp nút “start” thì van mở ra, khi cảm biến 1 phát hiện được mực nướccuối cùng trong bể thì bơm 1 hoạt động, sau 5s bơm 2 hoạt động cùng bơm 1, khi cảmbiến 2 phát hiện nước đầy, thì cả bơm 1 và bơm 2 dừng hoạt động, động thơi động cơkhuấy hoạt động trong vòng 10s thì van mở ra

Kết quả thực hiện:

2 Chạy mô phỏng và kiểm tra bằng S7-PLCSIM, ghi kết quả vànhận xét.

3 Viết chường trình cho PLC S7 300 thực hiện các quá trìnhcông nghệ sau:

Bài 1: Lập trình điều khiển hệ thống băng tải:

- Ấn ON => ĐC1 chạy để kéo băng tải đưa vỏ thùng đóng táo vào đến vị trí s2thì ĐC1dừng

- Ngay khi ĐC1 dừng thì ĐC2 chạy để kéo băng tải táo hoạt động đưa táo rơivào thùng Táo được đếm bởi 1 cảm biến hồng ngoại s1

- Khi số táo đưa vào thùng đủ 24 quả ( mỗi hộp chứa 24 quả) thì ĐC2 dừng.Tiếp tục ĐC1 chạy lại để đưa thùng táo thành phẩm ra ngoài và đóng thùng táo mới.

- Hệ thống tự động hoạt động như trên cho đến khi ấn OFF thì dừng

- Trong lúc hệ thống đang hoạt động mà có bất kỳ sự cố nào xảy ra thì dừngngay và đưa tín hiệu nháy đèn với thời gian trong 1 chu kỳ là 5 giây

Bài 2: Lập trình cho hệ thống trộn sơn:

- Ấn Start => tác động mở Valve 1 và Valve 2 cho phép 2 chất lỏng bắt đầu đổvào bình chứa

- Khi bình chứa được đổ đầy, công tắc dò mức di chuyển lên chạm S1, làm ngắt

2 Valve 1 và 2, và khởi động Motor hoạt động để trộn lẫn 2 chất lỏng

- Motor hoạt động như sau: Chạy thuận 5 giây, chạy ngược 5 giây; chạy 5 chu

kỳ thuận ngược như vậy rồi tự động dừng

- Sau khi trộn xong thì Valve X mở để xả chất lỏng đã trộn ra ngoài

- Khi bình chứa đã xả hết thì công tắc dò mức di chuyển xuống chạm S2, tácđộng đóng Valve X

- Hệ thống tự động hoạt động lại từ đầu cho đến hết 3 mẽ trộn thì tự động dừng.Nếu thực hiện lại ta phải ấn nút Reset

- Người ta có thể dừng hệ thống bất kỳ lúc nào bằng nút Stop

Trong lúc hệ thống đang hoạt động mà có bất kỳ sự cố nào xảy ra thì dừng ngay

và đưa tín hiệu nháy đèn với thời gian trong 1 chu kỳ là 6 giây

Bài 3: Mô tả hoạt động của hệ thống điều khiển tuần tự 3 động cơ:

- ẤN ON1 Công tắc tơ K1 có điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạytrước Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có điện cấp cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2chạy sau Sau 05 giây tiếp theo công tắc tơ K3 có điện cấp cho động cơ 3 pha MOTOR

3 chay sau cùng;

- ẤN OFF Công tắc tơ K3 mất điện động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừngtrước Sau 05 giây, Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng sau.Sau 10 giây, công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng sau cùng;

- Trong lúc hệ thống đang hoạt động mà có bất kỳ sự cố nào xảy ra thì dừngngay và đưa tín hiệu nháy đèn với thời gian trong 1 chu kỳ là 7 giây

Bài 4: Mô tả hoạt động của hệ thống điều khiển đèn giao thông

Hệ thống điều khiển đèn giao thông ngã tư đơn giản với 6 đèn cho 2 hướng.Xanh sáng 25 giây, đèn vàng sáng 05 giây, đèn đỏ sáng 30 giây

Gạt công tắc lên ON hệ thống hoạt động

Gạt công tắc xuố ng OFF hệ thống dừng

Bài 5: Mô tả kỹ thuật

Lắp đặt tủ điện, lập trình điều khiển PLC điều khiển nhóm 3 động cơ xếp theovòng tròn đáp ứng các yêu cầu sau: Khi ấn nút ON động cơ 1 hoạt động, nếu ấn nút Pthì động cơ 1 dừng, động cơ 2 bên phải hoạt động, nếu ấn P tiếp thì động cơ đang chạydừng lại để động cơ bên phải hoạt động Khi ấn Stop thì động cơ dừng hẳn

Có đèn báo hiển thị chế độ động cơ chạy, nguồn

Bài 6: Lập trình và lắp ráp mạch điện điều khiển máy trộn hoá chất:

+ Chế độ auto: Chuyển công tắc chế độ sang auto, khi nhấn và nút RUN (banđầu thùng rỗng tiếp điểm của các biến trở mở) –PLC ra lệnh cấp điện cho P1 bơm liệu

1 vào bình Khi liệu 1 đầy lên vị trí ls1 ( tiếp điểm ls1 đóng lại ) – P1 vẫn tiếp tục bơm.Khi liệu 1 đầy lên đến vị trí ls2 – PLC ra lệnh dừng P1 đồng thời ra lệnh khởi động P2

và SM thực hiện khuấy Khi liệu 2 được P2 bơm đầy đến vị trí ls3 –PLC ra lệnh dừ ngP2 và SM vẫn tiếp tục khuấy Sau 1 phút PLC ra l ệnh dừng SM đồng thời ra lệnh mở

V bắt đầu quá trình xả Khi liệu xả ra ngoài thì lần lượt tiếp điểm của các cảm biến ls3,ls2, ls1 mở ra Khi ls 1 mở ra thì PLC ra lệnh đóng van V đồng thời ra lệnh đóng bơmP1 quá trình lặp lại như trên

+ Chế độ man: Khi chuyển công tắc chuyển chế độ sang v ị trí man thì P1, P2,

SM, V được điều khiển bởi các nút nhấn trên bảng điều khiển Khi nhấn vào nút STOPthì toàn bộ hệ thống dừng

Bài 7: Lập trình điều khiển mở máy trình tự tuyến băng tải đáp ứng yêu cầu sau:

- Khi công tắc chuyển chế độ ở vị trí 1, có thể ấn nút thử nháp từng bang độclập

- Khi công tắc chuyển chế độ ở vị trí 2, ấn nút start động cơ 1 hoạt động, sau10s động cơ 2 hoạt động, sau 5 s động cơ 3 hoạt động

- Khi ấn nút stop động cơ 3 dừng, sau 5s động cơ 2 dừng, sau 10s động cơ 1dừng

Bài 8: Lập trình điều khiển mô hình máy trộn vật liệu với yêu cầu như sau:

- Khởi động hệ thống bằng nút Start, dừng hệ thống bằng nút Stop;

- Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B Máy bơmhoạt động sau khi đã mở van được 5s

- Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình Nếusau khi khởi động 5s một trong hai cảm biến này không phát

4.2 Lập trình điều khiển giám sát mức chất lỏng bằng S7-300 và WinCC

* Yêu cầu công nghệ:

Ấn nút start động cơ chạy, đèn báo động cơ đang chạy phát sáng Nước đượcbơm vào trong bồn nước, trong bồn nước có 2 loại cảm biến báo mức thấp và cảm biếnbáo mức cao Nếu cảm biến báo mức thấp thì có đèn báo hiệu mức thấp sáng, nếu cảmbiến báo mức cao thì đèn báo hiệu mức cao sáng và cho phép dừng động cơ Ấn nútstop thì động cơ ngừng hoạt động

* Mô hình:

* Khai báo Symbol

* Lập trình điều khiển với S7300

Các bước thực hiện trên s7-300:

Khởi động chương trình S7 bằng cách: Chọn start > SIMATIC > SIMATICManager Hoặc click vào trên màn hình chính

Cửa sổ SIMATIC Manager xuất hiện cùng hộp thoại STEP7 Wizard : “Newproject”

Bên trong hộp thoại , chọn Next Giao diện hộp thoại thay đổi Trong ổ CPU nhấp chọn CPU314 , rồi nhấp Next.

Giao diện mới xuất hiện , chọn khối OB1 và ngôn ngữ lập trình LAD Sau đó chọn Next.

Hộp thoại mới xuất hiện, đặt tên dự án tại mục project name là:

“GIAMSATMUCNUOC” Thực hiện xong nhấp Finish đề hoàn tất việc tạo một dựu án.

Trên cửa sổ SIMATIC Manager xuất hiện tên dự án vừa tạo, chọn đường dẫn đến khối Blocks ở bên trái Sau đó nhấn chọn OB1 ở cột bên phải mở chương trình

thiết kế mạch

Cửa sổ LAD/STL/FBD xuất hiện , ta tiến hành thiết kế mạch với các Network.

* CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PLC (Tham khảo)

Sau khi thiết kế mạch điều khiển xong, tiến hành mô phỏng quan sát mạch hoạt động

có đúng theo yêu cầu không bằng cách:

Trở lại cửa sổ SIMATIC Manager, nhấp vào biểu tượng Simulation On/Off

mở cửa sổ giao diện mô phỏng

Cửa sổ S7-PLCSIM-simview1 xuất hiện, nhấp nút MRES trong hộp thoại CPU để

reset bộ nhớ

Hộp thoại thông báo MRES(4050:6) xuất hiện , nội dung trong hộp thoại hỏi

có muốn xóa bộ nhớ CPU không, nhấp Yes chấp nhận.

Sau đó trở lại cửa sổ LAD/STL/FBD , trên thanh thuộc tính chọn biểu tượngDownload tải chương trình mới

Để quan sát mạch chạy trên từng Netword , chọn biểu tượng Monitor(on/off).

Trở lại cửa sổ S7-PLCSIM , trong bảng CPU chọn RUN để chạy mô phỏng.

Sau khi mô phỏng ta thấy mạch chạy đúng theo yêu cầu , chọn File > Save trênthanh trình đơn lưu kết quả

* THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỚI WINCC

Trong phần ứng dụng này hướng dẫn cách lấy hình ảnh từ thư viện đồhọa, đặt thuộc tính động, sự liên kết giữa biến và hình ảnh.

Mở dự án mới và đặt tên “GIÁM SÁT MỨC NƯỚC”

1. Giám sát trên PLC-Sim

Nhấn Start > Simatic > WinCC > Window Control Center 5.0 Hoặc nhấp vào biểu tương wincc explorer trên màn hình chính Từ thanh trình đơn, nhấp chọn File > New Hộp thoại WinCCExplorer xuất hiện, chọn Single-User Project và nhấp OK.

Hộp thoại “Create a New Project” xuất hiện.

Tại khung “Project Name” đặt tên “GIAM_SAT_MUC_NUOC”, ở khung

“Project Path” chọn đường dẫn để lưu bài tập.Sau đó nhấp create để tạo dự án mới.

Cửa sổ WinCCExplorer xuất hiện dự án vừa tạo Để kết nối giữa WinCC vàPLC nhấp chuột phải vào Tag Managerment, chọn Add New Driver như hình

Diver SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE được thêm vào khung Name trong

giao diện chương trình Kế tiếp , nhấp đúp vào drive để mở nó ra

Bên trong drive nhấp phải vào MPI chọn lệnh New Driver Connection.

Hộp thoại connection properties xuất hiện , trong khung Name nhập tên là S7300 Để khai báo cấu hình cho kết nối Drive hãy nhấn nút Properties ở góc phải của hộp thoại Connection properties để thực hiện khai báo cấu hình.

Hộp thoại Connection properties –MPI xuất hiện Nhập số 2 vào mục slot

Number, các mục khác giữ như mặc định rồi chọn OK kết thúc việc khai báo cấuhình

Hộp thoại Tag [s7300] xuất hiện như hình dưới Ta nhập tên các biến và chọnkiểu binary tag

Tại dòng Start ta kéo sang cột Address và hộp thoại Address properties xuất hiện.Trong mục Description, chọn mũi tên tại mục Data Chọn kiểu dữ liệu Bit memory Đồng thời , khai bào địa chỉ là M0.0, nhấp OK để xác nhận.

Trên cửa sổ WinCCExplorer, nhấp phải mục Graphics Designer, từ menu

xổ xuống nhấp chọn New picture.

Bên trái cửa sổ WinCCExplorer xuất hiện File NewPdl0.Pdl, đổi tên thành START.Pdl bằng cách nhấp phải chọn Rename Picture, hộp thoại New Name xuất hiện, đổi tên thành START.Pdl.Lúc này bên trái cửa sổ WinCCExplorer gồm có

file hình ảnh vừa được tạo