Đang tải... (xem toàn văn)
Tự học Plc siêmens
Giáo Trình Lập Trình PLC Chương 01 Trang: 1.1.CẤU TRÚC CỦA MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG: V ới sự phát triển khoa học kỹ-thuật hiện nay, một hệ thống điều khiển tự động được hình thành từ các thành phần như sau: CƠ CẤU HỌAT ĐỘNG : Bao gồm các thiết bò hay các khí cụ như sau: Động cơ điện. Kích thủy lực, khí nén. Valve điện từ . . . . CÁC CẢM BIẾN: Nhiệm vụ của các cảm biến dùng thu thập dử liệu; các cảm biến có thể thuộc các dạng như sau: Tiếp điềm hành trình. Tế bào quang điện. Nhiệt trở (Thermistor). Cảm biến phát hiện tiếp cận (magnetic pick-up). … . . CÁC THIẾT BỊ LẬP TRÌNH HAY THIẾT BỊ NỐI KẾT : Nhiệm vụ của các thiết bò lập trình hay nối kết là xử lý các dử liệu ghi nhận được từ các cảm biến và cấp các tín hiệu đến cơ cấu tiền họat động (các bộ Driver) để điều khiển cơ cấu họat động. Với các thiết bò lập trình chúng ta có thể sử dụng các dạng sau: PLC (Programmable Logic Controller). Bộ vi điều khiển (Micro Controller). Các mạch điện tử điều khiển, sử dụng phối hợp các mạch tương đồng (analog) và mạch số (digital). Các thiết bò kết nối thường tìm thấy trên hệ thống điều khiển tự động cổ điển trước đây bao gồm: Relay, contactor. Các thiết bò dùng khí nén, thủy lực. . . . . . CÁC CƠ CẤU TIỀN HỌAT ĐỘNG (TẦNG ĐỆM- DRIVER): Nhiệm vụ của các thiết bò trong cơ cấu này là điều khiển công suất. Khi nhận tín hiệu từ các thiết bò lập trình, các thiết bò trong cơ cấu tiến họat động điều khiển thay đổi trạng thái hay các chế độ của thiết bò trong cơ cấu họat động . Các thiết bò trong tầng đệm hay tiền họat động có thể là: contactor; bộ biến tần; bộ phân chia khí nén. . . Tài liệu lưu-hành nội bộ 1 CHƯƠNG 01 Giáo Trình Lập Trình PLC Chương 01 Trang: CƠ-CẤU HỌAT ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN, KÍCH THỦY LỰC, KHÍ NÉN. VALVE ĐIỆN TỪ . . CẢM BIẾN TIẾP ĐIỂM HÀNH TRÌNH TẾ BÀO QUANG ĐIỆN THERMISTOR CẢM BIẾN PHÁT HIỆN TIẾP CẬN. . . THIẾT-BỊ LẬP TRÌNH PLC BỘ VI ĐIỀU KHIỂN MẠCH ĐIỆN TỬ . . . THIẾT-BỊ NỐI KẾT RELAY THIẾT BỊ KHÍ NÉN; THIẾT BỊ THỦY LỰC. . . CƠ CẤU TIỀN HỌAT ĐỘNG (DRIVER) CONTACTOR BIẾN TẦN BỘ PHÂN CHIA KHÍ NÉN THU-THẬP DỬ LIỆU ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT CÁC BỘ PHẬN GIAO TIẾP NÚT NHẤN, CONTACT, MÁN HÌNH, BÀN PHÍM HANDHOLE GIAO TIẾP GIỬA CON NGƯỜI VỚI THIẾT BỊ MÁY MÓC KHÂU CHẤP HÀNH KHÂU ĐIỀU KHIỂN XỦ LÝ DỬ LIỆU HÌNH 1.1: Sơ đồ mô tả cấu trúc của hệ thống tự động. CÁC BỘ PHẬN GIAO TIẾP: Ngòai các thành phần thuộc vòng điều khiển kín trên, để có thể thực hiện sư giao tiếp giửa con người đến các máy móc thiết bò trong hệ thống tự động; chúng ta phải sử dụng đến các bộ giao tiếp. Một các tổng quát các thiết bò hay khí cụ thuộc bộ phận giao tiếp bao gồm: Nút nhấn, contact. . Bàn phím và máy tính PC. Màn hình có lập trình. Handhold (bộ bàn phím lập trình bên ngòai) Tài liệu lưu-hành nội bộ 2 Giáo Trình Lập Trình PLC Chương 01 Trang: T rong hình 1.1; chúng ta có một lưu đồ mô tả tương quan giửa các khâu thành phần trong hệ thống điểu khiển tự động,. Trong đó, chúng ta có thể thấy được hệ thống điều khiển thực chất bao gồm hai khâu chính: Khâu chấp hành. Khâu điều khiển. KHÂU CHẤP HÀNH: Thao tác hay tác động lên nguyên liệu hoặc sản phẩm. Khâu chấp hành bao gồm các bộ khởi động, máy công cụ, máy cơ cho phép thực hiện các quá trình chế biến sản phẩm. Chúng ta có thể hình dung khâu chấp hành qua các thí dụ sau: Động cơ điện khởi động các băng chuyền vận chuyển. Kích khí nén điều khiển đònh hướng chuyển các kiện hàng. Kích thủy lực đảm bảo đóng mở máy dập. . . . KHÂU ĐIỀU KHIỂN: Khâu điều khiển có chức năng : Tạo ra các tín hiệu (hay các lònh) điều khiển khâu chấp hành. Nhận các thông tin phản hồi và có chức năng phối hợp các thao tác hay các hành động. Khâu điều khiển có thể thực hiện theo một trong hai dạng công nghệ như sau: logic kết nối hay logic lập trình. K ết nối logic có thể xem như một dạng xử lý các thông tin theo dạng song song (đồng thời); cùng một lúc chúng ta có thể yêu cầu thực hiện nhiều tác vụ, hay tác động lên nhiều thành phần trong hệ thống (xem sơ đồ mô tả trong hình 1.2). Với công nghệ logic kết nối , sự vận hành của hệ thống được xác lập băng phương pháp nối kết giửa các thành phần điều khiển khác nhau. Như vậy, khi thay đổi quá trình vận hành, chúng ta bắt buộc phải thay đổi sử kết nối giửa các thành phần (thay đổi nối kết phần cứng). V ới công nghệ logic lập trình, sự vận hành của hệ thống xác lập theo chương trình đònh trước và thực thi theochu kỳ bằng bộ vi xử lý. Khi thay đổi quá trình vận hành của hệ thống, chúng ta có thể thay đổi chương rtình mà không cần thay đổi các kết nối bộ cảm biến và thiết bò tiền khởi động. LOGIC KẾT NỐI ĐIỆN RELAY KHÍ NÉN VALVE ĐIỀU KHIỂN LOGIC KẾT NỐI PLC VI ĐIỀU KHIỂN MÁY TÍNH PC Tài liệu lưu-hành nội bộ 3 HÌNH 2.2: Các công nghệ điều khiển Giáo Trình Lập Trình PLC Chương 01 Trang: 1.2.CẤU TRÚC CỦA MỘT PLC: PLC là thuật ngử viết tắt từ danh từ : PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER. Cấu trúc tổng quát của một PLC bao gồm các thành phần sau: Bộ nguồn. Bus (Trạm). Bộ nhớ. Bộ vi xử lý CPU. Các ngỏ vào và ra. BỘ NGUỒN: có nhiệm vụ cung cấp điện áp cần thiết từ nguồn điện lưới xoay chiều thông dụng 110V (hay 220V) hoặc nguồn áp một chiều 24V đến các board mạch điện tử của PLC. BUS(TRẠM): là tập hợp các liên kết điện theo dạng song song (các đường liên kết này có thể dưới dạng mạch in hay cáp nhiều sợi ruột). Số lượng dây dẩn cấu tạo nên BUS phụ thuộc vào tải lượng của các tín hiệu thông tin đến BUS (khi truyền dử liệu 8 bits ta cần cáp có 8 sợi ruột; khi truyền dủ liện 16 bits ta cần cáp 16 ruột). Ta có hai lọai BUS: xoay chiều (AC) và một chiều (DC). • BỘ NHỚ: Bộ nhớ thường được chia thành hai nhóm chính: BỘ NHỚ ĐỘNG (RAM : Random Access Memory) đây là bộ nhớ không cố đònh các dử liệu. Các dử liệu được đọc và ghi bởi bộ vi xử lý trong suốt quá trình PLC họat động. BỘ NHỚ TỈNH (ROM : Read Only Memory ) đây là bộ nhớ có các dử liệu cố đònh; các dử liệu này chỉ được đọc bởi bộ vi xử lý trong suốt quá trình PLC họat động. Với bộ nhớ tỉnh (tùy theo lọai ROM) ta có thể có các dạng như sau: PROM (ROM Programmable) : không thể xóa. EPROM : bộ nhớ của ROM có thể xóa bằng tia cực tím. EEPROM : bộ nhớ của ROM có thể xóa bằng điện. Dung lượng cũa bộ nhớ được biểu diển bằng số từ hay số byte mà bộ nhớ có thể chứa ; trong đó mỗi từ tương ứng với 1 byte chứa 8 bits. Đơn vò đo lường của bộ nhớ thường được tính theo KILO BYTE (1 KB tương ứng 2 10 = 1024 bytes). Cấu trúc bên trong bộ nhớ có thể mô tả đơn giản như sau (xem hình 1.3) • Muốn truy xuất đọc dử liệu trong bộ nhớ, ta thực hiện trình tự sau đây: Đầu tiên nhập tín hiệu mả đòa chỉ cần truy xuất vào các bus đòa chỉ. Phát tín hiệu chọn lựa chế độ đọc vào đường tín hiệu đọc/ ghi. Khi có đầy đủ các tín hiệu trên, bộ nhớ sẽ xuất các dữ liệu đang lưu trử trên các bus dử liệu. Tài liệu lưu-hành nội bộ 4 Giáo Trình Lập Trình PLC Chương 01 Trang: GIẢI MẢ ĐỊA CHỈ THÀNH PHẦN LOGIC LƯU GIỬ CÁC TRẠNG THÁI CỦA NÓ (SAU KHI CÁC TÍN HIỆU NGỎ VÀO BIẾN MẤT) LOGIC CHỌN ĐỌC/ GHI BUS ĐỊA CHỈ TÍN HIỆU ĐỌC/ GHI BUS DỬ LIỆU HÌNH 1.3: Cấu trúc bên trong một bộ nhớ. • VI XỬ LÝ (CPU): Thuật ngử CPU được viết tắt từ danh từ Central Processing Unit . Đây là bộ phận đầu nảo của PLC, nhiệm vụ của CPU là liên kết thường xuyên các chương trình đang chứa trong bộ nhớ. Quá trình họat động của CPU được tóm tắt đơn giản như sau: Theo chương trình đã được nạp sẳn, CPU kiểm tra các thông tin và các số liệu nhận được từ các module nhập (input), các cơ quan điều khiển, cảm biến. . . Phát lònh điều khiển đến các cơ cấu tiền họat động thông qua các module xuất (output). • CÁC NGỎ VÀO VÀ RA: Khi PLC liên kết với các module bên ngòai trên các ngỏ vào và ra, ta có thể phân chia phương pháp liên kết thành hai dạng: Dạng logic. Dạng truyền dử liệu. Khi các ngỏ vào ra dạng logic: module trên ngỏa vào cho phép ghi nhận (bắt- capture) các trạng thái của cảm biến.; đồng thời chuyển đổi tín hiệu điện nhận được sang các trạng thái logic (0 hay 1). Tại các module trên ngỏ ra cho phép tác động lên các cơ cấu khởi động được liên kết với nó; đồng thời các module ngỏ ra có thể chuyển đổi các trạng thái logic (0 hay 1) sang các tín hiệu điện (xem hình 1.4). Tài liệu lưu-hành nội bộ 5
