Đang tải... (xem toàn văn)
Giới thiệu tổng quan về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC dòng S7-200. ứng dụng rộng rãi trong ngành tự động hóa điện tử và cơ khí ứng dụng. 3.1. Điều khiển tự động xe cấp phôi 3.2. Kiểm tra và phân loại chi tiết dạng thanh theo chiều dài33.2.1. Mô tả hệ thống33.2.2. Lập trình điều khiển43.3. Điều khiển robot cấp phôi tự động cho máy công cụ43.3.1. Mô tả hệ thống43.3.2. Lập trình điều khiển53.4. Điều khiển ga ra ô tô tự động53.4.1. Mô tả hệ thống53.4.2. Lập trình điều khiển63.5. Điều khiển máy trộn sơn (chất lỏng)83.5.1. Mô tả hệ thống83.5.2. Lập trình điều khiển93.6. Điều khiển tay máy gắp chi tiết123.6.1. Mô tả hệ thống123.6.2. Lập trình điều khiển123.7. Điều khiển hệ thống thuỷ lực của máy đột lỗ133.7.1. Mô tả hệ thống133.7.2. Lập trình điều khiển143.8. Điều khiển băng chuyền đóng chai173.8.1. Mô tả hệ thống173.8.2. Lập trình điều khiển173.9. Bài tập điều khiển ba xi lanh193.9.1. Mô tả hệ thống193.9.2. Lập trình điều khiển193.10. Điều khiển một xi lanh thuỷ lực213.10.1. Mô tả hệ thống213.10.2. Lập trình điều khiển213.11. Điều khiển hệ thống xi lanh thuỷ lực và động cơ thuỷ lực233.11.1. Mô tả hệ thống233.11.2. Lập trình điều khiển23
Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 1 Chơng III. Các ứng dụng của PLC 2 3.1. Điều khiển tự động xe cấp phôi 2 3.1.1. Mô tả hệ thống xe cấp phôi tự động 2 3.1.2. Lập trình điều khiển 2 3.2. Kiểm tra và phân loại chi tiết dạng thanh theo chiều dài 3 3.2.1. Mô tả hệ thống 3 3.2.2. Lập trình điều khiển 4 3.3. Điều khiển robot cấp phôi tự động cho máy công cụ 4 3.3.1. Mô tả hệ thống 4 3.3.2. Lập trình điều khiển 5 3.4. Điều khiển ga ra ô tô tự động 5 3.4.1. Mô tả hệ thống 5 3.4.2. Lập trình điều khiển 6 3.5. Điều khiển máy trộn sơn (chất lỏng) 8 3.5.1. Mô tả hệ thống 8 3.5.2. Lập trình điều khiển 9 3.6. Điều khiển tay máy gắp chi tiết 12 3.6.1. Mô tả hệ thống 12 3.6.2. Lập trình điều khiển 12 3.7. Điều khiển hệ thống thuỷ lực của máy đột lỗ 13 3.7.1. Mô tả hệ thống 13 3.7.2. Lập trình điều khiển 14 3.8. Điều khiển băng chuyền đóng chai 17 3.8.1. Mô tả hệ thống 17 3.8.2. Lập trình điều khiển 17 3.9. Bài tập điều khiển ba xi lanh 19 3.9.1. Mô tả hệ thống 19 3.9.2. Lập trình điều khiển 19 3.10. Điều khiển một xi lanh thuỷ lực 21 3.10.1. Mô tả hệ thống 21 3.10.2. Lập trình điều khiển 21 3.11. Điều khiển hệ thống xi lanh thuỷ lực và động cơ thuỷ lực 22 3.11.1. Mô tả hệ thống 22 3.11.2. Lập trình điều khiển 23 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 2 Chơng III. Các ứng dụng của PLC 3.1. Điều khiển tự động xe cấp phôi 3.1.1. Mô tả hệ thống xe cấp phôi tự động Trong công nghiệp ta hay gặp vấn đề cần điều khiển xe cấp phôi điều khiển tự động AGV (Automated Guided Vehicle) trong các phân xởng. M ột ví dụ đơn giản là ta cần điều khiển xe giữa hai điểm A và B (hình 3.1). Các điểm này đợc xác định bởi các các công tắc mini M1 và M2. Xe đợc điều khiển bằng hai nút ấn P1 và P2. Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống xe cấp phôi tự động Hệ thống điều khiển hoạt động khi bắt đầu công tắc nguồn trên PLC đợc bật và trạng thái khởi động đợc kích hoạt. Đầu ra R1 và R2 đang ở trạng thái tắt. Nếu nút ấn P1 cha đợc ấn, xe ở nguyên ở trạng thái khởi động. K hi nút ấn P1 chuyển từ trạng thái 0 sang 1, thiết bị điều khiển thay đổi trạng thái bên trong nó và đầu ra R1 đợc kích hoạt. Tại B, khi xe đến thì công tắc mini CT2 chuyển từ 0 sang 1, R1 đợc tắt và R2 đợc kích hoạt. X e chuyển động về A. Nếu nút P2 không đợc ấn, x e chạy về đến A, công tắc mini CT1 chuyển trạng thái từ 0 sang 1, xe dừng tại vị trí khởi động. Nếu nút P2 đợ c ấ n tr ớ c k h i x e quay về đến A, R2 tắt và R1 đ ợc kích hoạt, xe quay lại điểm B và lắp lại hành trình từ B về A. 3.1.2. Lập trình điều khiển Phân phối các đầu vào/ra nh sau: Nút ấn P1 - I0.0 Nút ấn P2 - I0.1 Công tắc CT1 - I0.2 Công tắc CT2 - I0.3 Rơle R1 điều khiển xe chạy từ A đến B - Q0.0 Rơle R2 điều khiển xe chạy từ B đến A - Q0.1 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 3 Ch ơng trình điều khiển viết t heo ngôn ngữ LAD: 3.2. Kiểm tra và phân loại chi tiết dạng thanh theo chiều dài 3.2.1. Mô tả hệ thống Một sản phẩm cơ khí dạng thanh sản xuất trên dây chuyền tự động đợc chuyển ra trên băng tải. Chiều dài của sản phẩm không đợc v ợt qua kích th ớc L. H ệ thống phân Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 4 loại sản phẩm (hình 3.2) bao gồm băng tải, hai cảm biến quang điện đặt cách nhau một khoảng đúng bằng L. Các cảm biến này gồm một đầu phát sáng và một đầu thu. Đầu ra của các cảm biến quang điện này là tín hiệu điện áp tơng ứng với m ức lô gíc 0 hay 1, khi có sản phẩm đi qua giữa chúng và các đầu phát. Phía sau cảm biến thứ hai là một cửa xả, điều khiển bằng động cơ M. Nếu thanh sản phẩm nào dài hơn L, động cơ phải đợc kích hoạt để thanh sản phẩm đó rơi xuống. Nếu sản phẩm không dài hơn L, động cơ M không hoạt động và để sản phẩm đi qua. Một khi thanh sản phẩm đã rơi, động cơ M đợ c tắ t v à c ử a x ả đ ợ c đóng lại và hệ thống lại sẵn sàng cho chọn sản phẩm tiếp theo. Khoảng cách giữa các thanh sản phẩm để lựa chọn, phải đảm bảo đợc điều kiện là chỉ có 1 thanh đi vào vùng k iểm tra mỗi lần. Vấn đề ở đây là thiết kế hệ thống điều khiển lô gíc, mà đầu vào của nó là các đầu ra từ cảm biến X1 và X2 và đầu ra Z kích hoạt động cơ M. Hình 3.2. Hệ thống phân loại sản phẩm Nh vậy ta thấy rằng khi khởi động hệ thống thì X 1 = 0 và X 2 = 0. Nếu sản phẩm đi qua các cảm biến thì có thể X 1 = 1, sau đó X 2 = 1. Nếu X 1 = 1 khi X 2 chuyển từ 0 thành 1, thì sản phẩm này đã dài hơn yêu cầu. Động cơ dừng khi X 2 =0. Thuật giải nh sau: nếu X1.X2 = 1, khởi động động cơ mở cửa xả. Nếu X1.X2 = 0 băng tải cho thanh chi tiết đi qua. 3.2.2. Lập trình điều khiển Phân phối vào/ra cho hệ thống: X1 - I0.0 X2 - I0.1 Z - Q0.0 3.3. Điều khiển robot cấp phôi tự động cho máy công cụ 3.3.1. Mô tả hệ thống Ta có hệ thống tự động cấp phôi cho máy công cụ phục vụ bởi một rô bốt công nghiệp nh hình 3.3. Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 5 Hình 3.3. Sơ đồ robot cấp phôi tự động Robot cấp phôi vào máy CNC và lấy chi tiết từ máy CNC ra băng tải. Khi phôi chạy trên băng tải, chạm vào cảm biến tiếp xúc MS 1 , cảm biến mã vạch C 1 /R 1 sẽ quét để nhận dạng phôi. Nếu đúng chi tiết yêu cầu, tấm chắn R 4 sẽ đợc đẩy ra để dừng phôi lại. R ô bốt sẽ kẹp phôi và gá vào máy nếu máy đang ở trạng thái không làm việc. Ngợ c lạ i, rô b ố t p h ải chờ để tháo chi tiết đã gia công xong từ máy CNC ra băng tải. 3.3.2. Lập trình điều khiển Các thành phần của hệ thống điều khiển gồm: TT Ký hiệu Mô tả Trạng thái Chú thích 1 MS 1 Cảm biến tiếp xúc 1 Phôi đến 2 R 1 Đầu ra của cảm biến mã vạch 1 Quét mã vạch 3 C 1 Đầu vào của cảm biến mã vạch 1 Đúng loại phôi 4 R 2 Đầu ra của rô bốt 1 Gá lắp phôi 5 R 3 Đầu ra của rô bốt 1 Tháo chi tiết 6 C 1 Đầu vào của rô bốt 1 Rô bốt đang bận 7 R 4 Đầu ra của cơ cấu đẩy tấm chặn 1 Đẩy tấm chắn ra 8 C 3 Đầu vào từ máy CNC 1 Máy CNC đang bận 9 C4 4 Đầu vào từ máy CNC 1 Gia công xong 3.4. Điều khiển ga ra ô tô tự động 3.4.1. Mô tả hệ thống Có một ga ra tự động điều khiển bằng PLC (hình 3.4). Ga ra này có dung lợng chứa là 10 xe. Trên đầu vào và đầu ra của ga ra có các ba rie điều khiển bằng hai động cơ M1 và M2. Mỗi ba rie đầu có hai cảm biến đặt phía trớc và phía sau của ba rie để báo có xe phía trớc hay xe đã đi qua ba rie (S1, S2, S3 và S4). Không bao giờ đồng thời cả S1 và S2 hoặc S3 và S4 đều đ ợc bật đồng thời. Trên đầu ra có m ột cảm biến S5 để kiểm soát vé ra. H ệ thống điều khiển của ga ra sẽ điều khiển các hoạt động sau: 1. Đóng và mở ba rie vào. Ba rie vào sẽ mở nếu trong ga ra có ít hơn 10 xe (đèn xanh sáng) và cảm biến S1 = 1, báo có xe vào trớc ba ri e. Khi xe đi qua ba rie sẽ đóng lại nếu cảm biến S2 chuyển trạng thái từ 1 sang 0. 2. Đóng và mở ba rie ra. Ba rie ra sẽ mở nếu S5 bật và S3 chuyển trạng thái từ 0 sang 1. Và ba rie ra đóng lại khi S4 chuyển từ trạng thái 1 sang 0, báo xe đã đi qua. 3. Báo còn chỗ trống. Trên đầu vào của ga ra nếu đèn xanh bật, báo hiệu ga ra đang Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 6 còn chỗ. Nếu trên đầu vào có đèn đỏ, báo hiệu ga ra đã đầy. Hệ thống điều khiển có các đầu vào sau: - Nút khởi động M: từ khi nguồn đợc cấp vào PLC , không có m ột xe nào đ ợc vào hay ra khi cha ấn nút này (nghĩa là hệ thống cha làm việc). - Nút tạm dừng P: nếu nút này đ ợc bật, không xe nào đ ợc vào hay ra khi ch a ấn lại nút M. Trờng hợp cả hai nút P và M ấn đồng thời, thì nút P đợ c u tiê n . - Nút ấn R: để đặt lại số của bộ đếm xe khi PLC đợc bật lên. Hình 3.4. Sơ đồ gara ôtô 3.4.2. Lập trình điều khiển Để xác định đợc ch ơng trình điều khiển của hệ thống này, tr ớc hết ta phải phân phối đầu vào/ra của hệ thống: Biến ngoài Biến trong PLC S 1 X 0 S 2 X 1 S 3 X 2 S 4 X 3 S 5 X 4 M X 5 P X 6 R X 7 M 1 Y 0 M 2 Y 1 GL Y 2 RL Y 3 Các hàm lô gíc tơng ứng với các chức năng của hệ thống điều khiển gồm : Do cần sử dụng bộ đếm, cho nên ta phải sử dụng các biến trung gian để tạo xung và tạo các mạch duy trì các trạng thái của các biến vào. Trong ch ơng trình này sử dụng 6 biến Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 7 trung gian từ IR 0 đến IR 6 (6 rơ le nội ở vùng nhớ M) . Chơng trình PLC bằng ngôn ngữ ngôn ngữ LA D : Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 8 3.5. Điều khiển máy trộn sơn (chất lỏng) 3.5.1. Mô tả hệ thống Sơ đồ hệ thống máy trộn sơn thể hiện tren hình 3.5. Hình 3.5. Máy trộn chất lỏng Hoạt động của hệ thống: Bc 1: Bm loi sơn th nht v th hai vo bỡnh. Bc 2: Giỏm sỏt mc cao ca sn trong bỡnh. Bc 3: Duy trỡ trng thỏi cỏc bm ch m. Bc 4: Bắt đầu trộn và gia nhiệt: Khởi động ng c trn v mở van hi nc. Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 9 Bc 5: X sn phm ra khi bỡnh trn: m van v bm x, giỏm sỏt mc thp ca cht lng. Bc 6: m s vũng trn. 3.5.2. Lập trình điều khiển Xác định tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào gồm: nút start và stop của bơm 1; nút start và stop của bơm 2; công tắc mức cao; công tắc mức thấp; Tín hiệu ra gồm: bơm 1 và bơm 2; van hơi; van xả và bơm xả. Bảng địa chỉ hình thức nh sau: start_1 I0.0 Nút khởi động bơm 1 start_2 I0.1 Nút khởi động bơm 2 stop_1 I0.2 Nút STOP bơm 1 stop_2 I0.3 Nút STOP bơm 1 high_level I0.4 Công tắc kiểm soát mức cao Low_level I0.5 Công tắc kiểm soát mức thấp reset I0.7 Nút reset bộ đếm pump_1 Q0.0 Bơm 1 pum_2 Q0.1 Bơm 2 mixer_motor Q0.2 Môtor trộn steam_valve Q0.3 Van hơi drain_valve Q0.4 Van xả drain_pump Q0.5 Bơm xả high_lev_reached M0.1 Rơle nội mức cao mix_timer T37 Timer đếm thời gian trộn cyicle_counter C30 Counter đếm chu trình (tính khối lợng) Chơng trình theo STL: Gi¸o tr×nh øng dông tin häc trong CTM 10 [...]...Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM Chương trình LAD: 11 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 3.6 Điều khiển tay máy gắp chi tiết 3.6.1 Mô tả hệ thống Tay máy được điều khiển bằng PLC cơ cấ tá c đ v u ộng bằng xi lanh khí nén Viết chương trình điều khiển tay máy trên cơ sở điều khiển các van điện... ta cần sử dụng 6 timer loại TON, độ phân giải 100ms và 6 bit nhớ kiểu rơle nội 3.9.2 Lập trình điều khiển Phân phối đầu vào/ra: Nút khởi động - I0.0 Cuộn hút DV1-SOL-A - Q0.0 Cuộn hút DV1-SOL-B - Q0.1 Cuộn hút DV2-SOL-A - Q0.2 Cuộn hút DV2-SOL-B - Q0.3 Cuộn hút DV3-SOL-A - Q0.4 Cuộn hút DV3-SOL-B - Q0.5 Chương trình điều khiển LAD: 19 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 20 Giáo trình ứng dụng tin... STOP_PB2 Hình 3.7a Hệ thống thuỷ lực máy đột lỗ Hình 3.7b Kết nối vào/ra của PLC 3.7.2 Lập trình điều khiển Phân phối đầu vào/ra như sau: START_PB1 - I0.0 STOP_PB2 - I0.1 PX1 - I0.2 PX2 - I0.3 14 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM LS1 - I0.4 LS2 - I0.5 DV1_SOLA - Q0.0 DV2_SOLA - Q0.1 DV2_SOLB - Q0.2 Ngoài ra trong chương trình sử dụng hai rơle nội dạng SET/RESET để điều khiển hai vòng lặp: vòng lặp của... SET/RESET để điều khiển hai vòng lặp: vòng lặp của hoạt động các xi lanh và vong lặp toàn bộ chu trình ROLENOI0 - M0.0 ROLENOI1 - M0.1 Chương trình điều khiển theo LAD: 15 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 16 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM Biểu đồ thời gian thể hiện trên hình 3.7c Hình 3.7c Biểu đồ thời gian của máy đột lỗ 3.8 Điều khiển băng chuyền đóng chai 3.8.1 Mô tả hệ thống Xét bài toán... động khi băng chuyền dừng - Q2.1 17 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM Máy đóng nắp chai làm việc - Q2.2 Máy đóng gói làm việc - Q2.3 Tính thời gian đóng nắp - T37 Đếm số lượng chai - C0 Rơ le nội kích hoạt dừng băng chuyền khi chai không đầy - M0.0 Rơ le nội kích hoạt kết thúc quá trình đóng nắp - M0.1 Chương trình LAD thể hiện dưới đây: 18 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 3.9 Bài tập điều khiển... thức: 12 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM Chương trình điều khiển theo LAD: 3.7 Điều khiển hệ thống thuỷ lực của máy đột lỗ 3.7.1 Mô tả hệ thống Hệ thống thuỷ lực (hình 3.7a) gồm 2 xi lanh: punching xylanh làm việc ở áp suất 3500kPa và positioning xylanh làm việc ở áp suất 2800 kPa Trong hệ thống còn có hai công tắc lân cận PX1, PX2 (công tắc từ); 2 công tắc hành 13 Giáo trình ứng dụng tin học trong... khiển Hình 3.11.b Sơ đồ kết nối vào/ra với PLC Phân phối đầu vào/ra cho hệ thống: Nút ấn START - I0.0 Nút ấn STOP - I0.1 Cảm biến PE1 - I0.2 Công tắc PX1 - I0.3 Công tắc PX2 - I0.4 Cuộn hút DV1-SOL-A - Q0.0 Cuộn hút DV2-SOL-A - Q0.1 Cuộn hút DV2-SOL-B - Q0.2 Kết nối với PLC được thể hiện trên hình 3.11b Chương trình điều khiển dạng LAD: 23 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM 24 ... hệ thống: Nút ấn START - I0.0 Nút ấn STOP - I0.1 Công tắc PX1 - I0.2 Công tắc LS1 - I0.3 Công tắc LS2 - I0.4 Cuộn hút SOL-A - Q0.0 Cuộn hút SOL-B - Q0.1 Hình 3.10b Sơ đồ kết nối vào/ra với PLC 21 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM Chương trình điều khiển dạng LAD: 3.11 Điều khiển hệ thống xi lanh thuỷ lực và động cơ thuỷ lực 3.11.1 Mô tả hệ thống Hệ thống (hình 3.11) gồm nguồn thuỷ lực, một xi lanh,... van phân phối điện từ ba vị trí DV2, hai công tắc lân cận từ tính (PX1, PX2), một van phân phối hai vị trí hồi vị bằng lò xo DV1, một sensor PE1 Hoạt động của hệ thống như sau: Khi ấn 22 Giáo trình ứng dụng tin học trong CTM nút khởi động (START) cuộn hút solenoid DV1-SOL-A làm việc và động cơ thuỷ lực quay Số vòng quay được cảm biến sensor PE1 đếm Khi bộ đếm đạt 1000, động cơ dừng, xi lanh bắt đầu... hai vị trí (DV1_SOLA), hồi vị bằng lò xo; 1 van DV2 ba vị trí với hai cuộn hút (solenoid DV2_SOLA và DV2_SOLB Điều khiển tốc độ định vị là cụm van một chiều và van tiết lưu Để có áp suất 3500kPa ta sử dụng bơm, van an toàn; van hạ áp 2800 kPa Hoạt động của máy như sau: Khi mở máy (ấn nút START_PB1) xi lanh punching tiến vào đột lỗ Đi hết hành trình nó lùi về nhờ lò xo hồi vị Tiếp theo xi lanh positoning . thống 3 3. 2.2. Lập trình điều khiển 4 3. 3. Điều khiển robot cấp phôi tự động cho máy công cụ 4 3. 3.1. Mô tả hệ thống 4 3. 3.2. Lập trình điều khiển 5 3. 4. Điều khiển ga ra ô tô tự động 5 3. 4.1 12 3. 6.2. Lập trình điều khiển 12 3. 7. Điều khiển hệ thống thuỷ lực của máy đột lỗ 13 3. 7.1. Mô tả hệ thống 13 3. 7.2. Lập trình điều khiển 14 3. 8. Điều khiển băng chuyền đóng chai 17 3. 8.1 của PLC 2 3. 1. Điều khiển tự động xe cấp phôi 2 3. 1.1. Mô tả hệ thống xe cấp phôi tự động 2 3. 1.2. Lập trình điều khiển 2 3. 2. Kiểm tra và phân loại chi tiết dạng thanh theo chiều dài 3 3. 2.1.