z ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH  ĐỒ ÁN MƠN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH MỤC LỤC Nội dung Trang Lời nói đầu Chương I: Tìm hiểu cơng nghệ tốn điều khiển máy ép thuỷ lực 1: Giới thiệu sơ đồ điều khiển máy ép thuỷ lực ………… 2: thuyết minh sơ đồ công nghệ máy ép thuỷ lực ……… Chương II: Giới thiệu điều khiển PLC – S7-300 10 I: Cấu hình cứng ………………………………………… 10 1: Cấu tạo họ PLC – S7-300…………………………….10 2: Địa gán địa ………………………………… 11 II: Vùng đối tượng …………………………………… … 13 1: Các vùng nhớ……………………… …………………… 13 2: Nhập số……………………… …………… 14 III: Các phận CPU chế độ làm việc …………… 15 1: Các phận CPU ………………… 15 2: Chế độ làm việc 16 IV Ngơn ngữ lập trình S7-300 …………………… 16 1.Phương pháp lập trình …………………… 16 2.Lập trình số lệnh ……………… 16 2.1Nhóm lệnh logic……………………………………… 16 2.2 Nhóm lệnh thời gian………………………………… 18 2.3 Nhóm lệnh đếm…………………………………… … 24 Chương III: Giới thiệu thiết bị Cảm biến áp suất ……………… 27 Cơng tắc hành trình……………………………………… 27 3.Van thuỷ lực Chương IV: Thiết kế sơ đồ nguyên lí điều khiển hệ thống sơ đồ đấu dây PLC 1Thiết kế sơ đồ nguyên lí ………………………………31 2: Gán địa vào …………………………………… 31 Chương V:Lập trình điều khiển cơng nghệ dạng LAD STL Chú thích dịng lệnh ………………………………… 35 GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Lời Nói Đầu Nước ta cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, để bước bắt kịp phát triển khu vực Đông Nam Á giới mặt kinh tế xã hội Cơng nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế thúc đẩy tăng trưởng xã hội Tự động hóa q trình sản xuất u cầu cần thiết lĩnh vực nhằm tạo sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả cạnh tranh mạnh mẽ thị trường Ngày nay, nhờ phát triển khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động đại công nghệ điều khiển logic khả trình dựa sở phát triển tin học mà cụ thể phát triển kỹ thuật máy tính Ngày có nhiều trang bị kỹ thuật áp dụng cho quấ trình sản xuất Một áp dụng kỹ thuật điều khiển lập trình PLC Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC ( Programmable Logic Control ) phát triển từ năm 1968-1970 Trong giai đoạn đầu thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử,phải có trình độ cao Ngày thiết bị PLC phát triển mạnh mẽ có mức độ phổ cập cao Thiết bị điều khiển logic lập trình PLC dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa vi xử lý, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ lệnh thực chức năng,chẳng hạn, cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, thuật toán để điều khiển máy q trình cơng nghệ Có nhiều PLC hãng sản xuất khác nhau, nhiên em khảo sát PLC – S7-300 với lệnh, cách thức lập trình chương trình ứng dụng Để nâng cao hiểu biết PLC – S7-300 Em thực thiết kế chương trình cho tốn điều khiển máy ép thuỷ lực Trong thời gian làm đồ án môn học em cố gắng để thu thập tài liệu, thơng tin vấn đề có liên quan đến đồ án Qua trình làm đồ án em học hỏi thêm nhiều kiến thức mơn học Do thời gian điều kiện cịn hạn chế nên đồ án em khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong góp ý thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô môn Đo Lường & Điều Khiển Tự Động, cô Bùi Mạnh Cường nhiệt tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án Em xin Chân thành cảm ơn ! Thái nguyên ngày 18 tháng 12 năm 2010 Người thực Lê Hữu Thành GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Chương I Giới thiệu sơ đồ điều khiển máy ép thủy lực 1.1 Giới thiệu sơ đồ máy ép thủy lực FY3 Ø 90/Ø45X2 14MPA 14MPA FY2 10SP2 10SP1 Ø280X6 2L 3L 3L 9SQ1 7F 2L 1L 9SQ2 X 10YV7 X X 4F X X 9SQ3 X 3F 10YV2 10YV6 10YV1 10YV5 10YV9 10YV4 10YV8 10YV3 2F 1L X K FY1 25MPA 10SY-100(0~40MPA) 10SP2 GLC 3-4-1 10YV10 30KW 980R/MIN Hình 1.1: Sơ đồ bố trí van điều khiển cấp dầu cho xilanh thuỷ lực GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ máy ép thủy lực đó: - Các cơng tắc hành trình khống chế nâng/hạ bàn ép 9SQ1, 9SQ2, 9SQ3 - Time relay: thời gian trì ép - Các áp kế để đo giới hạn áp suất 10SP1, 10SP2 - Động bơm dầu D 150KW(khởi động sao/tam giác ), 980r/min Các van điện từ điều khiển đường cấp dầu cho xilanh: 10YV1, 10YV2-1, 10YV22, 10YV3, 10YV4, 10YV5, 10YV6, 10YV7, 10YV8, 10YV9, 10YV10 Nguồn cấp 24VDC.8 xi lanh thủy lực : Ø90/45×2 Ø280 GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1.2Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ máy ép thuỷ lực Trên sơ đồ công nghệ nét kẻ đậm chấm thể trạng thái hoạt động thiết bị tương ứng,trục nằm ngang thời gian t(s).trục đứng gồm trục:trục S(cm) thể hành trình máy ép lên/xuống 30cm,Trục P(Mpa) thể đường tăng/giảm áp suất ép,lớn 24Mpa(do kĩ sư công nghệ điều chỉnh) Máy ép hoạt đông sau: Khởi động động bơm dầu D bấm công tắc hành trình S1 xong bàn ep sẵn sàng làm việc, đồng thời mở van YV9 Ban đầu bàn ép vị trí cao (vị trí 0) làm đóng cơng tắc hành trình S1 Khi có tín hiệu hạ bàn ép xuống cấp điện cho cac van YV2 va YV5 dầu đẩy vào xi lanh Φ90/45 làm cho bàn ép hạ xuống với tốc độ nhanh đến chạm S2 ngắt van YV2 đồng thời mở van YV7,YV10 lúc bàn ép hạ xuống với tốc độ chậm,khi gặp hạn chế S3 đóng van YV5 , YV9 đồng thời mở thêm van YV4 cấp dầu vào xi lanh Φ280 để tăng áp từ 0÷ 24Mpa đến áp suất bàn ép đạt 24Mpa(được xác định cảm biến đo ap suất với ngưỡng SP1 =24Mpa ngưỡng SP2~0Mpa)thì ngắt van YV7 YV10 trí áp suất ép ổn định 24Mpa đồng thời khởi động rơ le thời gian(time relay)duy trì mặt bàn ép (thời gian ép kĩ sư công nghệ đặt) Trong suốt q trình ép áp suất có suy giảm xuống tới giá trị tới hạn lower limit SP1 mở van YV10 YV7 để bù áp,khi áp suất tăng đến giá trị tới hạn upper limit SP1 lại ngắt YV10 YV7 để ổn định áp suất ép Khi hết thời gian đặt rơ le thời gian ngắt YV1,YV3,YV4,YV5,YV7,YV10, mở van YV9 để giảm áp,khi áp suất giảm làm SP2 tác động,thì mở van YV10 Để trễ sau khoảng thời gian bắt đầu mở van YV6 để nâng bàn ép lên,thì lúc S3 thơi tác động,khi nâng lên với tốc độ nhanh gặp cơng tắc hành trình S2 ngắt van YV9 đồng thời mở van YV7,YV8 làm bàn ép nâng lên với tốc độ chậm gặp cơng tắc hành trình S1 ngắt van YV6,YV8 mặt bàn ép vị trí ban đầu,đồng thời mở vanYV9 kết thúc trình ép chuẩn bị cho chu trình ép sau Trong đồ án em thiết kế điều khiển hệ thống bàn ép cách tự động,tức ép xong,bàn ép nâng lên trở vị trí ban đầu sau khoảng thời gian để đưa chi tiết cần ép khác vào bàn ép tự động hạ xuống thực trình ép GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Chương II BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC - S7-300 I CẤU HÌNH CỨNG 1.Cấu tạo họ PLC –S7- 300 PLC Step S7-300 thuộc họ Simatic hãng Siemén sản xuất Đây loại PLC đa khối Cấu tạo loại PLC đơn vị (chỉ để xử lý) sau ghép thêm module mở rộng phía bên phải, có module mở rộng tiêu chuẩn Những module bao gồm đơn vị chức mà tổ hợp lại cho phù hợp với nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể CÊu tróc phÇn cøng cđa mét bé PLC : Bộ điều khiển khả trình PLC thực chất máy tính chuyên dụng chia làm phần chÝnh: Bé xư lý, bé nhí, bé xt, nhËp Bộ nhớ chương trình Bộ đệm vào Khối vi xử lý trung tâm hệ điều hành Timer Bộ đếm Bít cờ Cổng vào on board Bus PLC Quản lý ghép nối Cổng ngắt đếm tốc độ cao tèc ®é cao GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Đơn vị PLC S7- 300 hình 7.1 Trong đó: 1.1.1Các đèn báo: + Đèn SF: báo lỗi CPU + Đèn BAF: báo nguồn ắc qui + Đèn DC 5v: báo nguồn 5v + Đèn RUN: báo chế độ PLC làm việc + Đèn STOP: báo PLC chế độ dừng 1.1.2 Công tác chuyển đổi chế độ: + RUN-P: chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình + RUN: đưa PLC vào chế độ làm việc + STOP: để PLC chế độ nghỉ + MRES: vị trí định chế độ xóa chương trình CPU Muốn xóa chương trình giữ nút bấm vị trí MRES đẻ đèn STOP nhấp nháy, thơi khơng nhấp nháy nhả tay Làm lại nhanh lần (không để ý đèn STOP) đèn vàng nháy nhiều lần xong, khơng phải làm lại Các kiểu module Tùy theo trình tự động hóa địi hỏi số lượng đầu vào đầu ta phải lắp thêm module mở rộng loại module cho phù hợp Tối đa gá thêm 32 module vào panen(rãnh), panen module nguồn, CPU module ghép nối gá module bên phải Thường Step 7-300 sử dụng module sau: + Module nguồn PS + Module ghép nối IM(Intefare Module): Vào số: kênh, 16 kênh, 32 kênh Ra số: kênh, 16 kênh, 32 kênh Vào, số: kênh vào kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh Vào tương tự: kênh, kênh, kênh Ra tương tự: kênh, kênh, kênh Vào, tương tự: :2 kênh vào kênh ra, kênh vào kênh + Module hàm (Function Module) Đếm tốc độ cao Truyền thông CP 340, CP340-1, CP341 + Module điều khiển (Control Module): - Module điều khiển PID - Module điều khiển Fuzzy - Module điều khiển rô bot - Module điều khiển động bước - Module điều khiển động Servo GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Địa gán địa Trong PLC phận cần gửi thông tin đến lấy thơng tin phải có địa liên lạc Địa số tổ hợp số theo sau chữ Chữ loại địa chỉ, số tổ hợp số số hiệu địa Trong PLC có phận dược gán địa đơn thời gian(T), đếm (C)… cần ba chữ kèm theo số đủ, ví dụ:T1, C32… Các địa đầu vào đầu với module chức có cách gán địa giống Địa phụ thuộc vào vị trí gá module Panen Chỗ gá module panen gọi khe(Slot), khe có đánh số , khe số khe tiếp tục 2.1 Địa vào module số: Khi gá module số vào, lên khe mang địa byte khe đó, khe có byte địa Khe số : 0÷3 Byte số: PS Đơn vị IM Rãnh Rãnh 64÷ 67 28÷31 28.0 29.0 30.0 31.0 28.1 29.1 30.1 31.1 : : : : 28.7 28.7 30.7 31.7 60÷63 92÷95 IM 96÷99 Byte số: Rãnh 4÷7 11 IM Byte số: Rãnh 0.0 1.0 2.0 3.0 0.1 1.1 2.1 3.1 : : : : 0.7 1.7 2.7 3.7 32÷35 Byte số: 124÷127 IM Hình 7.2: Địa khe kênh module số Trên module đầu vào, kênh, kênh có địa bit đến Địa đầu vào, số ghép địa byte địa kênh, địa byte đứng trước, địa kênh đứng sau, hai số có dấu chấm Khi module gá khe địa tính từ byte đến đầu khe, đầu vào khe có địa Địa byte địa kênh hình 7.2 GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG DƯỚI DẠNG STL ... ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Chương III GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ I.CẢM BIẾN ÁP SUẤT EDS 300 GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH... Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành ĐỒ ÁN MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Đơn vị PLC S7- 300 hình 7.1... 7.10: Lập trình( #) vùng liệu tạm thời với Q1.0 M10.0 I1.0 Q1.0 ( ) SVTK: Lê Hữu Thành Hình 7.11: Lập trình với bít nhớ nội M ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH = Q 0.2 1.8 lập trình