Chương 3: Điều khiển theo chương trình _______________________________________________________________________ Chương 3 ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH Chương này giới thiệu các vấn đề cơ bản về bộ điều khiển lập trình (PLC: Programmable-Logic-Controller) và các ứng dụng của nó trong công nghiệp như điều khiển robot, điều khiển quá trình, điều khiển giám sát 3.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.1.1 Điều khiển và điều khiển tự động 3.1 Giới thiệu các phương thức điều khiển thông dụng Một hệ thống điều khiển bất kỳ đều được cấu tạo gồm 3 phần: khối vào, khối điều khiển và khối ra (hình 3.1) KHỐI VÀO KHỐI RA KHỐI ĐIỀU KHIỂN Tín hiệu vào Tín hiệu ra Cơ cấu chấp hành Cảm biến hay các bộ chuyển đổi Khâu xử lý / điều khiển Hình 3.1: Các khối chính trong hệ thống điều khiển. Ở đây mạch điều khiển sẽ chòu sự tác động của người điều khiển giám sát sự thay đổi ở ngõ ra theo ngõ vào sao cho hệ thống làm việc theo đúng yêu cầu mà người điều khiển mong muốn. Thông thường ngườiø ta điều khiển hệ thống theo hai phương pháp: phương pháp điều khiển theo vòng hở (open-loop control) và phương pháp điều khiển theo vòng kín (close-loop control): - Điều khiển theo vòng hở (open-loop control), minh hoạ trên hình 3.2: Chương trình điều khiển u cầu điều khiển Tác động Đối tượng Điều khiển Kết quả điều khiển NHIỄU Hình 3.2: Hệ thống điều khiển theo vòng hở Trang 47 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Đây là dạng điều khiển đơn giản: mạch điều khiển tác động lên đối tượng cần điều khiển và không biết được kết quả có đạt yêu cầu đặt ra hay không. Ví dụ khi ta bật công tắc đèn trong phòng học đèn sáng hay không sáng mạch điện cũng không hề biết được kết quả; nhấn chuông có thể chuông không kêu … Trong máy CNC (Computer Numerical Control) thường dùng hệ này trong điều khiển bàn máy bằng động cơ bước, minh hoạ qua hình 3.3: Hình 3.3: Hệ thống điều khiển theo vòng hở dùng động cơ bước Như vậy với hệ thống này khi có sự can thiệp của các tín hiệu nhiễu (tín hiệu ngoài ý muốn) từ bên ngoài tăng cao, việc điều khiển quá trình sẽ không chính xác. Để khắc phục nhược điểm này người ta sử dụng hệ thống điều khiển theo vòng kín (điều khiển có phản hồi). - Điều khiển theo vòng kín (feedback control hay close-loop control), minh hoạ qua hình 3.4: Chương trình điều khiển u cầu điều khiển Tác động Đối tượng Điều khiển Kết quả điều khiển NHIỄU Đường phản hồi So sánh Hình 3.4: Hệ thống điều khiển theo vòng kín Phương pháp này có khả năng giảm thiểu sự tác động của nhiễu bằng cách liên tục giám sát sự thay đổi tín hiệu ở ngõ ra khi nhận thấy có sự sai lệch lập tức hiệu chỉnh để giảm thiểu sai số này. Như vậy trong hệ thống luôn luôn có sự phản hồi từ ngõ ra trở về giúp hệ thống tác động lên đối tượng cần điều khiển, Trang 48 Chương 3: Điều khiển theo chương trình cố gắng không để xảy ra hiện tượng mất kiểm soát, tăng tính ổn đònh cho hệ thống. Như vậy để điều khiển được hệ thống một cách tự động (giảm thiểu sự giám sát và tác động bởi người điều khiển) bắt buộc đó phải là một hệ thống điều khiển theo vòng kín. Minh hoạ một hệ thống điều khiển theo vòng kín tự động điều khiển và ổn đònh tốc độ động cơ DC như hình 3.5. Tín hiệu u cầu Khuếch đại Động cơ + + _ _ Tải cơ Phản hồi tốc độ Phản hồi vị trí Khuếch đại Hình 3.5: Hệ thống tự động điều khiển và ổn đònh tốc độ động cơ DC Trong hệ thống trên hình 3.5, để tự động điều khiển và ổn đònh tốc độ động cơ DC, người ta thực hiện phản hồi tốc độ và vò trí. So sánh hai tín hiệu phản hồi này với tín hiệu yêu cầu đặt trước từ bên ngoài, hệ thống sẽ làm việc ổn đònh theo chế độ đặt trước này. 3.2. Hệ thống điều khiển tự động: Một hệ thống điều khiển tự động bao gồm 3 phần chủ yếu: Thiết bò điều khiển (TBĐK). Đối tượng điều khiển (ĐTĐK). Thiết bò đo lường (TBĐL). N C Trang 49 Hình 3.6: Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển tự động. Trong đó: C: tín hiệu cần điều khiển, thường gọi là tín hiệu ra (output). U: tín hiệu điều khiển. TBĐK ĐTĐ TBĐL F R Chương 3: Điều khiển theo chương trình Trang 50 R: tín hiệu chủ đạo/ đặt/ chuẩn/ tham chiếu (reference) thường gọi là tín hiệu vào (input). N: tín hiệu nhiễu tác động từ bên ngoài vào hệ thống. F: tín hiệu hồi tiếp, phản hồi (feedback). 3.3. Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển tự động Để khảo sát và thiết kế một hệ thống điều khiển tự động người ta thực hiện các bước sau: a) Dựa trên các yêu cầu thực tiễn, các mô hình vật lý ta xây dựng mô hình toán học dựa trên các quy luật, hiện tượng, quan hệ của các đối tượng vật lý. Mô hình toán học của hệ thống được xây dựng từ các mô hình toán học của các phần tử riêng lẻ. b) Dựa trên lý thuyết ổn đònh, ta khảo sát tính ổn đònh của hệ thống. Nếu hệ thống không ổn đònh ta thay đổi đặc tính của hệ thống bằng cách đưa vào một khâu bổ chính (compensation) hay thay đổi thay đổi tham số của hệ để hệ thành ổn đònh. c) Khảo sát chất lượng của hệ theo các chỉ tiêu đề ra ban đầu. Nếu hệ không đạt chỉ tiêu chất lượng của bài toán yêu cầu, ta thực hiện bổ chính hệ thống. d) Mô phỏng hệ thống trên máy tính để kiểm tra lại thiết kế. Đôi khi các bước a, b, c sẽ không cần đến nếu như việc mô phỏng gặp nhiều trở ngại trong khi quá trình thực nghiệm lại dễ dàng thực hiện và thu gặt kết quả cao. Lúc này người ta sẽ tiến hành thực nghiệm, bỏ qua mô phỏng. e) Thực hiện mô hình mẫu (prototype) và kiểm tra thiết kế bằng thực nghiệm. f) Tinh chỉnh lại thiết kế để tối ưu hoá chỉ tiêu chất lượng và hạ thấp giá thành (nếu có thể). g) Xây dựng hệ thống thực tế. 3.1.2 Giới thiệu các hệ thống điều khiển trong công nghiệp 3.1.2.1 Hệ thống điều khiển dùng rơ-le, thiết bò cơ khí Đây là hệ thống điều khiển lâu đời nhất trong các hệ thống điều khiển. Ra đời vào giữa thế kỷ 19, cho đến nay nó vẫn là một trong những hệ thống điều khiển thông dụng nhất bởi các ưu điểm sau: độ miễn nhiễu tuyệt vời, khả năng chòu quá tải của các tiếp điểm tốt, tổn hao trên phần tử đóng cắt nhỏ, tuổi thọ cao và với chương trình điều khiển đơn giản thì đây là mạch điều khiển kinh tế nhất. Ví dụ: mạch điều khiển đèn chiếu sáng, quạt điện … hầu hết đều là hệ thống điều khiển dùng công tắc cơ khí. Xem ví dụ điều khiển dùng rơ-le và thiết bò cơ khí qua hình 3.7. Chương 3: Điều khiển theo chương trình Hình 3.7: Hệ thống điều khiển dùng rơ-le và thiết bò cơ khí Đây là mạch mở máy động cơ điện sử dụng động công tắc, thiết bò cơ khí. Khi nhấn nút mở máy M, cuộn dây rơ-le K có điện, đóng tiếp điểm K song song với tiếp điểm M, duy trì dòng điện qua rơ-le K cho dù thôi nhấn nút M. Khi muốn cắt điện cho động cơ chỉ cần nhấn nút D, rơ-le K mất điện do D hở mạch. Từ lâu, trong điều khiển theo chương trình người ta đã sử dụng các “bộ não” cơ khí để điều khiển hệ thống chạy theo chương trình được đònh trước. Cụ thể như các bộ công tắc hình trống (drum switch) và công tắc hình cam (rotating-cam limit switch): - Công tắc hình trống có cấu tạo từ một cái trống hình trụ cách điện. Trên đó người ta sắp xếp các má tiếp điểm theo một trình tự cố đònh. Khi động cơ truyền động trống quay hết một vòng (hoặc cũng có thể do người vận hành thao tác) thì hệ thống hoàn thành chu kỳ của chương trình. - Công tắc hình cam có cấu tạo tương tự như bộ công tắc hình trống nhưng khác ở cách gá tiếp điểm. Thay vì tiếp điểm quét trên trống thì ở đây người ta bố trí các cam. Khi các cam quay sẽ thay đổi trạng thái tiếp điểm tỳ lên nó. Việc bố trí các cam cũng tuỳ thuộc vào chương trình mà hệ thống đòi hỏi. Ưu điểm của hai dạng công tắc này là độ miễn nhiễu, công suất tiếp điểm, khả năng chòu quá tải và tuổi thọ cao. Do đó khi thiết kế các thiết bò có yêu cầu cao về độ tin cậy và độ bền mà chương trình điều khiển không quá phức tạp thì hai dạng công tắc này có thể được lựa chọn. Tuy nhiên với các chương trình phức tạp thì đôi lúc bất khả thi và cấu tạo của chúng cũng phức tạp không kém dẫn đến chi phí cho việc chế tạo, bảo dưỡng sửa chữa sẽ lớn, không kinh tế. Nguyên lý làm việc của bộ công tắc hình cam trên hình 3.8 như sau. Đây là bộ công tắc hình cam mang tên 1C. Bộ công tắc này giữ nhiệm vụ khởi động một lò hơi cho một máy tắm hơi (steam bath). Khi vừa có điện động cơ truyền động trong cam 1C quay cam đến vò trí a đóng điện cho máy bơm nước cấp nước cho nồi hơi (K 1 ). Sau một khoảng thời gian đònh trước theo vò trí tương đối giữa các cam trên công tắc hình cam, công tắc quay đến vò trí b: cắt điện máy bơm nước và đóng điện cho động cơ bơm dầu (K 2 ) … quá trình cứ diễn ra tuần tự như vậy cho đến khi động cơ truyền động cam quay hết một vòng thì dừng lại lúc này hệ thống hoàn thành Trang 51 Chương 3: Điều khiển theo chương trình chu kỳ khởi động cho nồi hơi. Hiện nay ở nước ta vẫn còn một số lò hơi sử dụng bộ điều khiển này. Mở van hơi Đánh lửa Máy bơm dầu Máy bơm nước Hình 3.8: Hệ thống điều khiển dùng rơ-le và thiết bò cơ khí có khả năng lập trình. 3.1.2.2 Hệ thống điều khiển dùng mạch điện tử Hình 3.9: Hệ thống điều khiển dùng mạch điện tử Thay thế cho các tiếp điểm rơ-le bằng các transistor hoạt động ở chế độ ngắt dẫn, mạch điện tử có thể điều khiển hệ thống với độ nhạy cao hơn, tốc độ chuyển mạch lớn, làm việc được trong các môi trường làm việc khắc nghiệt và đặc biệt khi ứng dụng các vi mạch tích hợp thì kích thước các bộ điều khiển rất gọn giúp cho việc lắp đặt, bảo dưỡng sửa chữa được dễ dàng và người thiết kế có thể chỉ cần thiết kế trên các khối chức năng mà quan tâm đến từng chi tiết bên trong mạch. Hình 3.9 cho thấy: transistor trong hình a có sơ đồ thay thế tương đương với một rơ- le dòng điện như ở hình b. Qua đó ta nhận thấy hoàn toàn có thể thay thế các sơ đồ điều khiển bằng các công tắc, thiết bò cơ khí bằng các công tắc không tiếp điểm. 3.1.2.3 Hệ thống điều khiển dùng kỹ thuật vi xử lý/vi điều khiển Trang 52 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Trang 53 Vi xử lý ra đời đánh dấu một bước ngoặt lớn trong kỹ thuật điều khiển. Trước kia hệ thống vẫn có thể điều khiển theo chương trình nhưng đó là một chương trình cứng ngắt, khó thay đổi một cách uyển chuyển (flexible) theo môi trường mà đối tượng điều khiển hoạt động. Với vi xử lý/vi điều khiển, kết cấu phần cứng sẽ đơn giản hơn mặc dù khả năng ứng dụng rộng hơn các hệ thống trên vì chương trình phần mềm có thể thay đổi dễ dàng theo yêu cầu mà mạch điều khiển đòi hỏi. Hệ thống này sẽ được trình bày chi tiết hơn ở chương 4. 3.1.2.4 Hệ thống điều khiển dùng máy tính Ưu điểm cơ bản của hệ thống điều khiển này chính là lượng thông tin lưu trữ lớn. Nó được ứng dụng trong quá trình điều khiển từ giữa thập niên 1959. Tuy nhiên hiệu quả của việc ứng dụng này vẫn chưa cao do phần cứng còn rất đắt tiền, cấu trúc phức tạp, cồng kềnh và tốc độ xử lý còn rất chậm. Phải đến cuối những năm của thập niên 1970, theo sự phát triển của công nghệ chế tạo linh kiện vi mạch tích hợp cùng với các ngôn ngữ lập trình, máy tính mới thật sự tham gia rộng rãi vào các hệ thống điều khiển trong công nghiệp. Về cơ bản cấu trúc máy tính giống như các hệ vi xử lý nhưng mức độ phức tạp cao hơn, ví dụ vi xử lý thông dụng trong điều khiển chủ yếu là loại 8 hay 16 bit dữ liệu thì máy tính có số bit đường dữ liệu cao hơn nhiều … Tuỳ vào các thiết bò ngoại vi lắp thêm vào mà máy tính thực hiện các tính năng điều khiển tương thích. Khả năng này với máy tính là rất lớn khi so với các hệ thống khác, đặc biệt điều khiển theo phương thức trí tuệ nhân tạo và hệ chuyên gia (Artificial Intelligence and Expert system). Về bản chất, hệ chuyên gia (chuyên gia máy) là một chương trình máy tính được thường xuyên cập nhật các kiến thức và suy luận như các “chuyên gia người (human expert)” giúp các hệ chuyên gia có thể hỗ trợ việc giám sát và điều khiển hệ thống từ đó có thể giảm thiểu các sai sót do những người vận hành gây ra. Kết quả thu gặt được tương tự như khi thực hiện các buổi hội chẩn giữa các chuyên gia đầu ngành mà ngành Y thường thực hiện khi gặp các ca bệnh lạ hoặc khó. Do bản chất như trên, hệ chuyên gia mang đến một số thuận lợi như sau: (a) Sự trợ giúp của các chuyên gia người Hệ chuyên gia có thể thực hiện việc bổ sung mức độ thể hiện bởi các chuyên gia người trong lónh vực đang giải quyết. Vì vậy, nó có thể giảm sự nhạt nhẽo và các nhiệm vụ thủ công thừa thãi từ đó hỗ trợ chuyên gia người với môi trường mở rộng các hoạt động sản xuất, vì thế luôn mang lại hiệu quả cao. (b) Tính uyển chuyển Chương 3: Điều khiển theo chương trình Trang 54 Mỗi quy luật sản xuất trình bày một phần của tri thức có liên quan đến nhiệm vụ. Từ đó rất thích hợp để thêm, bớt và hiệu chỉnh quy luật trong tri thức nền khi đạt đến độ kinh nghiệm cần thiết. (c) Trí tuệ Các quy luật sản xuất gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên, vì vậy dễ hiểu. Hệ chuyên gia có thể cho các bước dẫn đến kết luận và có giải thích quá trình suy lý. Người sử dụng có thể thừa nhận hay hiệu chỉnh kết luận thông qua việc kiểm tra các giải thích đã cho trong bộ máy suy diễn của hệ chuyên gia. Đặc biệt thích hợp cho các bài toán phi giải thuật. (d) Tính phổ biến Tri thức nền thì phụ thuộc vào lónh vực mà bài toán cần giải quyết, nhưng máy suy diễn không lệ thuộc vào lónh vực mà bài bài toán này. Vì thế có thể nhiều hệ chuyên gia được phát triển trên cùng một vỏ (shell) bằng cách thay đổi tri thức nền trong nó. (e) Tốc độ cao Hệ chuyên gia có thể cung cấp các ý kiến của chuyên gia vào bất kỳ lúc nào khi cần. Hệ chuyên gia có thể cung cấp các phản ứng trước tình huống khẩn cấp nhanh và đôi lúc chuẩn xác hơn hành động của con người (do người có thể bò lúng túng khi xử lý sự cố quan trọng). Điều này rất hữu ích khi vận hành hệ thống điều khiển phức tạp, rộng lớn ví dụ như hệ thống cung cấp điện. 3.1.3 Giới thiệu thiết bò điều khiển theo chương trình - PLC Để tăng tính cạnh tranh của hàng hoá do mình sản xuất, nhà sản xuất luôn tìm mọi cách cải tiến công nghệ trong khả năng cho phép. Do vậy nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (PLC) sử dụng các CPU chuyên dụng cùng bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động. Nếu như trước kia muốn thay đổi chương trình hoạt động của một thiết bò, máy móc nào đó được điều khiển bằng rơ-le và các thiết bò rời cồng kềnh thì phải tốn rất nhiều công sức, thời gian và tiền của, thì nay khi sử dụng PLC ta chỉ việc thay đổi chương trình trong bộ nhớ là đủ. Ngoài ra PLC còn có khả năng điều khiển được những hoạt động phức tạp mà phương pháp điều khiển truyền thống khó lòng đáp ứng được. Phần cứng của PLC tương tự như phần cứng của máy tính « truyền thống » và chúng có đầy đủ các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp như : Chương 3: Điều khiển theo chương trình Trang 55 - Cấu trúc theo dạng modul do đó dễ dàng trong việc lắp ráp, thay thế, thêm bớt chức năng, bảo dưỡng sửa chữa … - Độ miễn nhiễu cao. Rất tin cậy trong môi trường sản xuất của nhà máy, xí nghiệp. - Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, rất dễ sử dụng. - Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng nhanh chóng. - Dùng linh kiện bán dẫn nên kích thước nhỏ gọn, giá rất cạnh tranh. - Sử dụng các công tắc không tiếp điểm nên có thể làm việc ở môi trường khắc nghiệt, tần số đóng cắt cao …. Những đặc điểm trên khiến cho PLC trở nên một trong những thiết bò điều khiển phổ dụng nhất trong công nghiệp hiện nay. Để thuận tiện cho việc lựa chọn phương án sử dụng trong hệ thống điều khiển, hãy tham khảo bảng 3.1. Từ bảng so sánh này, với thực tế Việt nam hệ thống điều khiển PLC và rơ-le - thiết bò cơ khí được sử dụng rộng rãi nhất. Bảng 3.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển Chỉ tiêu so sánh Rơ-le (cơ khí) Mạch số Máy tính PLC Giá thành Thấp Thấp Rất cao Thấp Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Xuất sắc Tốt Khá tốt Tốt Lắp đặt Mất thời gian thiết kế và lắp đặt Mất thời gian thiết kế Mất thời gian lập trình Rất đơn giản Khả năng điều khiển phức tạp Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản Thay đổi chương trình Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản Bảo dưỡng sửa chữa Kém Trung bình Kém do có nhiều mạch tham gia Tốt do các module đã chuẩn hoá 3.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC Về cấu trúc PLC cấu thành từ 3 khối chức năng: bộ xử lý, bộ nhớ và khối giao tiếp vào /ra, trình bày qua hình 3.10. Chương 3: Điều khiển theo chương trình NGUỒN CUNG CẤP KHỐI NGÕ VÀO KHỐI NGÕ RA CPU BỘ NHỚ CHÍNH BỘ NHỚ ĐỆM THIẾT BỊ LẬP TRìNH Cảm biến & Thiết bị chuyển đổi Thiết bị chấp hành Hình 3.10: Cấu trúc phần cứng một bộ PLC cơ bản. Sau đây chúng ta hãy phân tích nguyên lý làm việc của từng khối trên sơ đồ trên, qua đó có thể hiểu được nguyên lý làm việc của một bộ PLC cơ bản. Vì giống như máy tính, PLC cũng là một “hệ thống hở”: tuỳ từng ứng dụng cụ thể, người ta lắp thêm các modul tương thích giúp PLC thực hiện tốt chương trình được cài đặt. Nhưng về cơ bản, PLC cần có các khối cơ bản sau: 3.2.1 Bộ xử lý (CPU : Central Processing Unit) Nếu như bộ nguồn được ví như trái tim thì CPU được ví như bộ não (brain) của máy tính, thiết bò điều khiển lập trình - PLC. Tất cả mọi công việc tính toán, mọi quyết đònh đều được thực hiện tại đây. Các vò trí lưu trữ dữ liệu tạm thời trong CPU được gọi là thanh ghi. Có rất nhiều loại thanh ghi có trong CPU, mỗi thanh ghi có một mục đích sử dụng cụ thể và tuỳ vào từng tình huống, CPU sẽ sử dụng các thanh ghi tương thích. Do nội dung giáo trình không đi sâu về vi xử lý, nên ở đây chỉ giới thiệu các thanh ghi cần thiết để minh hoạ hoạt động của PLC. Đó là thanh ghi lệnh IR và thanh ghi dùng làm bộ đếm chương trình PC: - Thanh ghi lệnh (IR: Instruction Register) Thanh ghi này có nhiệm vụ lưu trữ lệnh đang thực thi (có vi xử lý dùng con trỏ lệnh IP để chỉ ra đòa chỉ của lệnh đang được thực thi). Từ đây CPU sẽ giải mã và thực thi lệnh này. - Bộ đếm chương trình (PC: Program Counter) Đây là một thanh ghi quan trọng trong CPU vì nó chỉ ra đòa chỉ của lệnh kế tiếp mà CPU sẽ thực thi. Thật ra nó không phải là một bộ đếm gì hết! Nhưng do Trang 56 [...]... thiết bò điều khiển nào có thể so Trang 76 Chương 3: Điều khiển theo chương trình sánh được Các ứng dụng của PLC trong công nghiệp có thể liệt kê qua các điểm nổi bật sau: 3.5.1 Điều khiển robot Điều khiển robot trong công nghiệp thường sử dụng máy tính khi yêu cầu điều khiển phức tạp hoặc yêu cầu về bộ nhớ lớn (do quỹ đạo chuyển động phức tạp và liên tục) Nhưng với các robot có chương trình điều khiển. .. rồi sau đó nhấn nút 000.02 thì ngõ ra Q1 từ OFF bật sang ON điều khiển động cơ quay nghòch 3.5 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA PLC TRONG CÔNG NGHIỆP Ngoài khả năng điều khiển thiết bò rất linh hoạt, PLC còn được ứng dụng trong các ứng dụng cao cấp Cụ thể trong công nghiệp, PLC thể hiện rõ các ưu điểm về điều khiển logic, điều khiển theo trình tự, điều khiển theo tác vụ chuyên dùng và khả năng truyền dẫn tín hiệu giữa... ĐỘNG PLC Trong phần sau sẽ nói cụ thể hơn về ngôn ngữ lập trình và cách viết chương trình cho PLC Ở đây chỉ giới thiệu sơ qua một dạng ngôn ngữ lập trình với một Trang 63 Chương 3: Điều khiển theo chương trình chương trình cụ thể chủ ý để minh hoạ cho cơ chế làm việc của một bộ PLC thực tế Để khảo sát ngôn ngữ dòng lệnh (STL: Statement Logic), ta hãy quan sát sơ đồ điều khiển đóng/cắt động cơ điện. .. OUTPUT chương trình trên kết quả logic của lệnh LD 00000 (tiếp điểm đóng mở) sẽ điều khiển đầu ra là tiếp điểm 01000 Khi nhập đoạn chương trình trên vào PLC, phải đảm bảo đang ở chế độ Program Mode và cuối chương trình phải có lệnh END Trang 67 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Sau đó chuyển sang chế độ Monitor hoặc RUN để chạy Bật thử công tắc 00000 sẽ khiến đầu ra 01000 cũng bật sáng chương trình. .. hết chương trình trong bộ nhớ chính, tức là gặp lệnh END Bộ đếm chương trình PC đặt lại 0000H, chương trình lại thực thi lại từ đầu: có nghóa là lập đi lập lại theo các chu kỳ liên tục Do tần số quét qua các lệnh của CPU rất cao do đó bất cứ một sự thay đổi nào của các ngõ vào hoặc ra đều được PLC ghi nhận và xử lý theo chương trình được ghi trong bộ nhớ chính Trang 65 Chương 3: Điều khiển theo chương. .. điểm D là ngõ vào X000 ; M là X001 và K với ngõ ra Y000 Ta có chương trình điều khiển nạp vào PLC dạng ngôn ngữ STL như sau : LD X001 OR Y000 AND X000 OUT Y000 END Với đoạn chương trình này, sau khi nạp vào bộ nhớ chính qua thiết bò nạp trình, ta hãy xem cách thức xử lý của PLC FX2C như sau: Trang 64 Chương 3: Điều khiển theo chương trình PLC hoạt động đưa trên nền tảng của bộ vi xử lý nên cách thức... phẩm dưới sự điều khiển hoàn toàn tự động Một hệ thống sản xuất linh hoạt có thể bao gồm một số thiết bò sau: - Máy tiện CNC và máy phay CNC có cơ cấu thay dao - Hai robot phối hợp làm việc - Hệ thống băng chuyền trong hệ thống sản xuất - Máy tính master và PLC Nội dung chi tiết xin được trình bày trong bài giảng Điện tử công nghiệp dành cho sinh viên chuyên điện 3.5.3 Điều khiển quá trình 1- Sơ đồ hệ... dụng Trang 74 Chương 3: Điều khiển theo chương trình sửa lại như sau Đoạn chương trình trên được 4) Một đoạn mạch có thể có nhiều lệnh OUT nối song song nhau 3.4.3 Các bài toán minh hoạ 3.4.3.1 BÀI TẬP 1: Khởi động cơ dùng hai nút nhấn (START, STOP) Ngõ vào 000.00 Nút khởi động (START) 000.01 Nút dừng động cơ (STOP) Ngõ ra 010.00 Động cơ (Q0) Trang 75 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Khi nút... dẫn Trang 62 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Hình 3.18: Bộ nhớ RAM trong chương trình mô phỏng SMS 32v23 Hiện nay do công nghệ chế tạo bộ nhớ ngày một phát triển và hoàn thiện, dung lượng và tốc độ của bộ nhớ trang bò cho PLC ngày càng tăng thoả mãn gần như tất cả các yêu cầu đòi hỏi của các dây chuyền công nghệ hiện đại 3.2.3 Khối vào / ra Điện áp làm việc trong mạch điều khiển của PLC khá nhỏ... xuất dữ liệu dễ dàng Do đó thường được dùng cho các bộ nhớ chính (nhớ chương trình điều khiển PLC do người lập trình nhập vào) Trang 58 Chương 3: Điều khiển theo chương trình Hình 3. 13: Bộ nhớ bán dẫn Bộ nhớ bán dẫn làm việc tương tự một kho chứa dữ liệu bên cạnh CPU Nó cũng có đủ 3 tuyến như CPU, đó là: tuyến dữ liệu, tuyến điều khiển, tuyến đòa chỉ (hình 3.13) Tuyến đòa chỉ: đây là bus 1 chiều, được . trình điều khiển u cầu điều khiển Tác động Đối tượng Điều khiển Kết quả điều khiển NHIỄU Hình 3.2: Hệ thống điều khiển theo vòng hở Trang 47 Chương 3: Điều khiển theo chương trình. pháp điều khiển theo vòng hở (open-loop control) và phương pháp điều khiển theo vòng kín (close-loop control): - Điều khiển theo vòng hở (open-loop control), minh hoạ trên hình 3.2: Chương trình. vấn đề cơ bản về bộ điều khiển lập trình (PLC: Programmable-Logic-Controller) và các ứng dụng của nó trong công nghiệp như điều khiển robot, điều khiển quá trình, điều khiển giám sát 3.1 KHÁI