Hiện nay, trên thị trường có nhiều dòng PLC của các hãng khác nhau như PLC Mitsubishi, PLC Siemens, PLC Delta, PLC Omron, PLC LS,… Tuy nhiên, nổi bật hơn cả vẫn là PLC của hãng Mitsubishi, hiện đang được dùng phổ biến nhất trên thế giới và ở Việt Nam. PLC Mitsubishi ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy và dây chuyền sản xuất hiện đại, bởi vậy mà nhu cầu tìm hiểu về PLC Mitsubishi cũng như tài liệu lập trình PLC Mitsubishi ngày càng cao. Trước khi đọc các tài liệu về lập trình PLC Mitsubishi, chúng ta hãy cùng tìm hiểu khái quát về dòng PLC này để có cái nhìn tổng quan nhất:
Trang 11 Những bước cơ bản lập kế hoạch cho một hệ thống tự động:
Đây là một bài tập cơ bản nhằm giải quyết một hệ thống tự động
bằng PLC, bài toán BỒN TRỘN TỰ ĐỘNG Ta sẽ được giới thiệu
từng bước Có nhiều cách để lên kế hoạch cho một hệ thống tự động
Đây là một phương pháp cơ bản có thể được dùng trong một số hệ
thống được mô tả như hình dưới đây
2 Phân chia hệ thống thành những bài tập và các miền:
Một hệ thống tự động bao gồm nhiều bài tập riêng lẽ được định
nghĩa bởi những nhóm của những bài tập có liên quan trong một hệ
thống, sau đó phân chia những nhóm này thành những bài tập nhỏ hơn
ngay cả những hệ thống phức tạp cũng có thể được phân chia theo
cách này Ví dụ của bồn trộn tự động sau mô tả cách phân chia một hệ
thống thành những miền và những bài tập như thế nào
Chia quá trình thành những công việc nhỏ
Mô tả những vùng riệng biệt Xác định các điều kiện an toàn
Mô tả các điều khiển và hiển thị khi vận
hành Tạo sơ đồ cấu hình cho bộ điều khiển
Trang 2 Xác định những miền của hệ thống
Sau khi chỉ ra hệ thống được điều khiển như thế nào, ta chia hệ
thống thành những vùng có quan hệ với nhau
Mỗi nhóm được chia thành nhiều bài tập nhỏ, mỗi bài tập sẽ điều
khiển một phần của hệ thống làm cho hệ thống đơn giản hơn Trong Ví
dụ của bồn trộn tự động, ta có thể chia làm 4 miền riêng biệt
Miền của thành phần A chứa những thiết bị tương tự của thành
phần B
Van dẫn vào của thành phần A Van cung cấp của thành phần A Sensor cảm biến mức của thành phần A
Van dẫn vào của thành phần B Van cung cấp của thành phần B Sensor cảm biến mức của thành phần B
Trang 3Bồn trộn Motor trộn
Nút đo mức của bồn
3 Mô tả những miền riêng lẽ:
Ta mô tả mỗi miền và bài tập trong hệ thống của chúng ta Ta
không chỉ định nghĩa hoạt động của mỗi miền mà còn những nhân tố
biến đổi để điều khiển vùng đó Bao gồm:
* Điện, cơ khí và những ngỏ vào ra logic cho mỗi bài tập
* Sự khoá lẫn và sự phụ thuôc giữa những bài tập riêng lẽ
Trong hệ thống trộn này gồm các bơm, các motor và các van
Chúng phải được mô tả chính xác để chỉ ra đặc tính hoạt động và kiểu
khoá lẫn cần thiết trong suốt quá trình hoạt động Bản sau là ví dụ cho
việc mô tả những thiết bị được dùng trong hệ thống trộn tự động Khi
ta dã hoàn thành việc mô tả, ta cũng có thể dùng nó để đặt hàng các
thiết bị cần thiết
Thành phần A&B: Động cơ bơm
Những motor bơm vận chuyển từ thành phần A&B đến bồn trộn
- Lưu lượng 400lít/phút
- 100KW(134hp) tại 1200vòng/phút
Những bơm được điều khiển từ trạm hoạt động đặt gần bồn trộn Số lần
khởi động được đếm cho mục đích bảo trì Cả những counter và đèn hiển
thị có thể reset bởi 1 nút
Những điều kiện sau phải được thoả mãn để bơm có thể hoạt động
- Bồn trộn không đầy
- Valve xả của bồn trộn được đóng
- E_Stop không được kích hoạt
Các bơm được tắt trong các điều kiện sau:
- Tín hiệu cảm biến lưu lương không có 7s sau khi bơm bắt đầu hoạt
động
- Tín hiệu của cảm biến lưu lương cho biết lưu lượng đã hết
Thành phần A/B :Valve vào và ra
Valve vào và ra của thành phần A/B dùng để cho phép hoặc ngăn cản lưu
lượng từ các thành phần này vào bồn trộn Những valve này có 1
Solenoid với 1 lo xo kéo về
Trang 4- Khi Solenoid được kích hoạt valve được mở ra
- Khi Solenoid ngừng kích hoạt valve đóng lại
Những valve ngỏ vào và ngỏ ra được điều khiển bởi chương trình người
dùng
Để các valve được kích hoạt, những điều kiện sau phải thoả mãn:
- Motor bơm cung cấp đang chạy sau ít nhất 1s
Các valve được ngắt nếu điều kiện sau được thoả:
- Cảm biến lưu lượng không có tín hiệu
Motor của máy trộn
Motor của máy trộn trộn những thành phần của thành phần A và B trong
bồn trộn
- 100KW tại 120vòng/phút
Motor trộn được điều khiển từ trạm điều khiển đặt gần bồn trộn
Số lần khởi động được đếm cho mục đích bảo trì Cả những counter và
đèn hiển thị có thể reset bởi 1 nút
Những điều kiện sau phải thoả mãn để Motor hoạt động:
- Cảm biến mức của bồn không có tín hiệu Mức trong bình nhỏ nhất
- Valve xả của bồn trộn đóng
- E_Stop không được kích hoạt
Các motor được tắt trong các điều kiện sau:
- Máy đo vận tốc góc không chỉ ra vận tốc cần đạt sau 10s khi motor
bắt đầu hoạt động
Valve xả:
Valve xả cho phép bồn trộn xả(bằng trọng lượng) để đến giai đoạn tiếp
theo trong quátrình Valve có một solinoid với một lò xo kéo về
- Khi Solenoid được kích hoạt lối ra của valve được mở ra
- Khi Solenoid ngừng kích hoạt lối ra của valve đóng lại
Lối ra của valve được điều khiển từ trạm hoạt động
Valve xả có thể được mở với những điều kiện sau:
- Motor của máy trộn đã tắt
Trang 5- Cảm biến mức của bồn không có tín hiện Bồn rỗng
- E_Stop không được kích hoạt
Valve được đóng khi điều kiện sau được thoả:
- Cảm biến mức báo bình rỗng
Những công tắt đo mức của bồn:
Những công tắt trong bồn trộn chỉ ra mức trong bồn và được dùng để
khoá lẫn bơm cung cấp và động cơ trộn
4 Liệt kê những ngỏ vào và ra:
Sau khi viết ra những mô tả vật lí của mỗi thiết bị được điều
khiển, vẽ sơ đồ của những ngỏ vào và ngỏ ra cho mỗi thiết bị hoặc
miền
Những sơ đồ trên phù hợp với những khối logic được lập trình
5 Tạo sơ đồ I/O cho những motor:
Hai bơm cấp và một động cơ trộn được dùng trong ví dụ này,
mỗi motor được điều khiển bởi một “motor block”, block này tương tự
cho 3 thiết bi Khối náy đòi hỏi 6 ngỏ vào: 2 cho Start, Stop motor, 1
cho reset hiển thị bảo trì, 1 cho hiển thị trạng thái của motor, 1 cho thời
gian trong suốt quá trình nhận được tín hiệu đáp ứng và 1 cho số timer
được dùng để đo thời gian
Khối logic này cũng đòi hỏi 4 ngỏ ra: 2 cho trạng thái hoạt động
của motor, 1 chỉ ra lỗi, 1 cho biết motor đang được bảo trì
Một IN/OUT cần thiết để kích hoạt động cơ, nó dùng để điều
khiển động cơ
Trang 66 Tạo một I/O cho Valves:
Mỗi valve được điều khiển bởi một valve block, khối này tương
tự cho tấc cả các valve được dùng Khối logic này có 2 ngỏ vào: 1 để
mở valve, 1 để đóng valve Nó cũng có 2 ngỏ ra: 1 chỉ valve đang mở
và một để chỉ valve dóng
Một IN/OUT cần thiết để kích hoạt valve, nó dùng để điều
khiển valve
7 Thiết lập các yêu cầu về an toàn:
Ta phải thêm vào những nhân tố cần thiết đảm bảo cho sự an
toàn của quá trình dựa trên những yêu cầu của luật pháp, những tổ
chức sức khoẻ và những chính sách an toàn
Trang 7Định nghĩa những yêu cầu an toàn: Tìm ra những thiết bị thoả mãn
điều kiện an toàn Những mạch an toàn hoạt động độc lập với bộ điều
khiển Bình thượng ta tạo một ma trận để nối với mỗi cơ cấu tác động
trong trường hợp khẩn cấp Ma trận này là căn bản của mạch an toàn
Dể thiết kế một máy cơ khí an toàn ta thực hiện theo những
bước sau:
Chỉ ra tính logic và sự khoá lẫn cơ điện giữa những bài tập tự
động riêng lẽ Thiết kế mạch điện để cho phép những thiết bị
nằm trong quá trình được hoạt động bằng tay trong điều kiện
khẩn cấp
Thiết lập thêm những điều kiện an toàn cho sự hoạt động an
toàn của quá trình
Tạo mạch điện an toàn: Bồn trộn trên dùng logic sau cho mạch
điện an toàn của nó:
Một nút Emergency Stop để tắt thiết bị độc lập với chương
trình PLC
- Bơm cung cấp của thành phần A
- Bơm cung cấp của thành phần B
- Motor trộn
- Valve
Nút Emergency Stop đặt trong trạm hoạt động
Một ngỏ vào đến PLC để chỉ trạng thái Emergency Stop
8 Mô tả sự hiển thị và điều khiển của quá trình hoạt động:
Mỗi quá trình đòi hỏi giao diện hoạt động, nó cho phép con
người can thiệp vào trong quá trình Một phần của sự thiết kế này bao
gồm thiết kế bảng điều khiển
Định nghĩa bản điều khiển: Trong ví dụ của chúng ta mỗi thiết bị
có thể được đóng mở bởi một nút đặt trong bản điều khiển Bảng điều
khiển này cũng hiển thị trạng thái hoạt động
Trang 8Bảng này cũng bao gồm những đèn hiển thị cho thiết bị Những
đèn này cần thiết khi bảo trì thiết bị
Bảng điều khiển cũng có một nút reset cho đèn hiển thị bảo trì
của 3 motor Sử dụng điều này ta có thể tắt đèn hiển thị bảo trì cho
những motor khi đã bảo trì và reset những counter tương ứng về 0
9 Tạo sơ đồ cấu hình:
Sau khi ta đã soạn những yêu cầu về thiết kế, tiếp theo ta phải
quết định kiểu thiết bị điều khiển đòi hỏi cho hệ thống
Với những module ta muốn dùng, ta cũng phải chỉ ra cấu trúc
của PLC Tạo một sơ đồ cấu hình nên theo các bước sau:
Kiểu CPU
Số lượng và kiểu của những module I/O
Cấu hình vật lý của In put và Out put
Trang 9Hình sau mô tả cho ví dụ của bồn trộn
10 Chuyển sơ đồ khối sang ngôn ngữ PLC:
Trang 10A
Trang 11A
B
Trang 12B
B
C
Trang 13C