Đề tài Công ty ống thép Việt Nam

B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 1 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Më ®Çu 1. §Æt vÊn ®Ò LÞch sö ph¸t triÓn cña loµi ng−êi g¾n liÒn víi lÞch sö ph¸t triÓn cña c«ng cô s¶n xuÊt vµ t×m kiÕm vËt liÖu míi. Mçi mét vËt liÖu míi ®−îc con ng−êi t×m ra th× víi trÝ th«ng minh cña m×nh loµi ng−êi ®· s¸ng t¹o ra nh÷ng c«ng cô lao ®éng phï hîp, gióp chóng ta tõ chç ph¶i chèng chäi víi thiªn nhiªn ®Õn khèng chÕ vµ c¶i t¹o nã. Mçi vËt liÖu míi ®Òu ®Ó l¹i nh÷ng dÊu Ên riªng, vËt liÖu sau h÷u dông h¬n vËt liÖu tr−íc vµ ®−a nÒn v¨n minh cña con ng−êi ngay cµng tiÕn lªn. Trong c«ng cuéc khai ph¸ vµ t×m kiÕm Êy kim lo¹i s¾t cã vai trß ®Æc biÖt, kh«ng nh÷ng thêi x−a mµ ®Õn nay vÉn gi÷ vai trß quan trong. Nã lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu trong c¸c c«ng tr×nh x©y dùng còng nh− trong c«ng nghiÖp. Víi vai trß quan träng nh− vËy nªn c«ng nghiÖp s¶n xuÊt s¾t thÐp ®· ®−îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ tõ l©u vµ trë thµnh ngµnh c«ng nghiÖp träng ®iÓm quan träng. §èi víi n−íc ta §¶ng vµ Nhµ n−íc ta x¸c ®Þnh ®Ëy lµ mét ngµnh c«ng nghiÖp c¬ b¶n quan träng trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc, do vËy nhµ m¸y c¸n thÐp lµ nh÷ng c«ng tr×nh c«ng nghiÖp ®Çu tiªn ®−îc xËy dùng. §Æc biÖt tõ khi ®Êt n−íc ta më cöa ®æi míi mäi mÆt, ®©y lµ chñ tr−¬ng ®óng ®óng ®¾n, vµ víi lîi thÕ vÒ nh©n c«ng ®«ng ®¶o gi¸ rÎ, thÞ tr−êng réng lín cã nhu cÇu rÊt lín vÒ c¸c s¶n phÈn thÐp cßn rÊt thiÕu. Do ®ã ®· thu hót ®−îc rÊt nhiÒu c¸c nhµ ®Çu t− n−íc ngoµi ®Çu t− vµo ngµnh thÐp tõ rÊt sím. Trong c¸c nhµ ®Çu t− sím nhËn thÊy c¬ ®ã cã hai tËp ®oµn thÐp cña Hµn Quèc, ngay tõ ®Çu thËp niªn 90 hä ®· liªn doanh víi tæng c«ng ty thÐp ViÖt Nam x©y dùng nªn nhµ m¸y s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm thÐp ®Þnh h×nh nh− èng thÐp , thÐp h×nh hép ch÷ nhËt, hép vu«ng (m¹ kÏm vµ m¹ ®en), nh»m ®¾p øng nhu cÇu trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp, xËy dùng, cÊp tho¸t n−íc, n«ng nghiÖp .... B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 2 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 2. C«ng ty èng thÐp ViÖt nam Trô së: Cây số 9 đường 5B - Quán Toan - Hồng Bàng - Hải Phòng C«ng ty ®−îc thµnh lËp trªn c¬ së liªn doanh gi÷a tæng c«ng ty thÐp ViÖt Nam (VSC) víi hai tËp ®oµn thÐp hµng ®Çu cña Hµn Quèc (tËp ®oµn SeAH vµ POSCO). Tæng sè vèn ®Çu t− lªn ®Õn h¬n 10 triÖu(USD), trong ®ã ViÖt Nam gãp 50%, thêi h¹n liªn doanh 20 n¨m. Nhµ m¸y b¾t ®Çu ®i vµo ho¹t ®éng tõ 1-8-1994 víi nhiÖm vô chuyªn s¶n xuÊt c¸c lo¹i thÐp ®Þnh h×nh phôc thÞ tr−êng trong n−íc. Víi s¶n l−îng thiÕt kÕ 30000 tÊn s¶n phÈm mét n¨m, s¶n phÈm cña c«ng ty ®−îc sö dông réng r·i trong rÊt nhiÒu ngµnh, tõ c¸c lo¹i èng dÉn th−êng dïng trong cÊp tho¸t n−íc sinh ho¹t ®« thÞ, n−íc th¶i c«ng nghiÖp, ®Õn èng dÉn c¸c vËt liÖu ®Æc biÖt nh− khÝ ho¸ láng, x¨ng dÇu. Ngoµi mét phÇn lín c¸c s¶n phÈm cña c«ng ty ®−îc dïng trong x©y dùng. Víi nh÷ng −u ®iÓm ®Æc biÖt s¶n phÈm ®−îc sö dông lµm khung nhµ x−ëng c«ng nghiÖp, trang trÝ cho c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ë c¸c vÞ trÝ nh− lan can tay vÞn cÇu thang, ®−êng d©y dÉn ®iÖn trong m«i tr−êng Èm ... H×nh 1: Quy tr×nh s¶n xuÊt B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 3 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 2.1 C¬ cÊu tæ chøc cña c«ng ty èng thÐp ViÖt Nam H×nh2. S¬ ®å c¬ cÊu tæ chøc cña c«ng ty èng thÐp ViÖt Nam §©y lµ mét m« h×nh tæ cã ë hÇu hÕt c¸c c«ng ty liªn doanh hiÖn nay. Héi ®ång qu¶n trÞ bao gåm ®¹i diÖn cña c¸c nhµ ®Çu t−, th«ng th−êng tØ lÖ sè phiÕu cña c¸c nhµ ®Çu t− trong héi ®ång phï hîp víi tØ lÖ vèn hä gãp vµo liªn doanh. Ho¹t ®éng cña héi ®ång qu¶n trÞ lµ ®Ò ra ph−¬ng h−íng ho¹t ®éng chung cho c«ng ty. Héi ®ång nµy n¨m n¨m häp mét lÇn ®¹i héi ®ång, trong ®¹i héi nµy héi ®ång qu¶n trÞ sÏ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ ho¹t ®éng s¶n xuÊt kinh doanh cña c«ng ty ®Ó tõ ®ã ®−a ra biÖn ph¸p ®Çu t− hiÖu qu¶ h¬n còng ®ång thêi bÇu ra tæng gi¸m ®èc cña c«ng ty ë nhiÖm kú tiÕp theo ( th«ng th−êng t¹i c«ng ty èng thÐp ViÖt Nam tæng gi¸m ®èc lµ ng−êi Hµn Quèc, phã tæng gi¸m ®èc lµ ng−êi ViÖt Nam vµ ng−îc l¹i). §Ó ®iÒu hµnh nhµ m¸y d−íi ban gi¸m ®èc cã c¸c phßng nghiÖp vô chuyªn m«n kh¸c nhau, c¸c phßng ®¶m nhËn tõng nhiÖm vô cô thÓ trong c«ng ty nh»m cô thÓ ho¸ c¸c kÕ ho¹ch s¶n xuÊt ®· ®Ò ra ®Õn tËn ng−êi lao ®éng. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 4 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 2.2 Ho¹t ®éng s¶n xuÊt kinh doanh Lµ doanh nghiÖp ®Çu tiªn s¶n xuÊt mÆt hµng èng thÐp t¹i miÒn B¾c, tr¶i qua h¬n 10 n¨m ho¹t ®éng v−ît qua nhiÒu khã kh¨n cña buæi ®Çu ®−a s¶n phÈm míi ra chiÕm lÜnh thÞ tr−êng, víi nç lùc hÕt m×nh s¶n phÈm cña c«ng ty ®· chiÕm lÜnh hÇu hÕt thÞ tr−êng miÒn b¾c. Ho¹t ®éng kinh doanh ph¸t triÓn víi møc t¨ng tr−ëng hµng n¨m trung b×nh trªn 10%, đóng góp đầy đủ nghĩa vụ nộp ngân sách cho nhà nước, đảm bảo mức thu nhập hàng tháng trung bình của người công nhân 2 triệu/tháng. Để đáp ứng nhu cầu của thị trường về các sản phẩm ống thép và thép định hình tháng 6 năm 2005 công ty đã khánh thành thêm một dây chuyền mới và đón nhận chứng chỉ sản phẩm đạt tiêu chuẩn quản lý chất lượng ISO 9001 phiên bản 2000. Trong thời gian tới ban lãnh đạo công ty xác định tình hình sản xuất kinh doanh có nhiều thuận lợi nhưng có không ít khó khăn. Về thuận lợi : + Tình hình kinh tế của nước ta liên tục phát triển với tốc độ cao, nhu cầu các sản phẩm của công ty vẫn rất dồi dào + Kinh nghiệm sản xuất khinh doanh trên 10 năm và đội ngũ công nhân kỹ sư lành nghề là nguồn nội lực to lớn giúp công ty phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới. ™ Về khó khăn: + Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất là thép cuộn phải hoàn toàn nhập khẩu phụ thuộc giá cả thị trường quốc tế + Trên thị trường trong nước xuất hiện nhiều nhà sản xuất cạnh tranh khốc liệt Từ những nhận định về khó khăn thuận lợi trên toàn công ty đã xác định phương hướng sản xuất kinh doanh: + Tiếp tục giữ vững nhịp độ tăng trưởng, ngày càng nâng cao chất lượng sản phẩm + Đảm bảo tốt hơn đời sống công nhân, lao động sản xuất gắn liền với an toàn lao động vệ sinh công nghiệp ... B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 5 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3. Néi dung ®Ò tµi Nghiªn cøu thiÕt kÕ m« h×nh tù ®éng ®iÒu khiÓn c¾t èng thÐp trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt èng thÐp b»ng kü thuËt PLC Nghiªn cøu PLC S7-200 vµ phÇn mÒn S7-200 øng dông vµo ®iÒu khiÓn m« h×nh tù ®éng c¾t èng thÐp. X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n, lùa chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, c¶m biÕn, thiÕt bÞ chÊp hµnh, x©y dùng m« h×nh thùc 4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu §Ó x©y dùng m« h×nh tù ®éng c¾t èng thÐp, trong ®å ¸n ®· sö dông ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu sau: - KÕ thõa c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕt cña c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh, cô thÓ lµ phÇn mÒm lËp tr×nh simatic S7-200. - Nghiªn cøu quy tr×nh c«ng nghÖ cña d©y truyÒn s¶n xuÊt thùc tÕ - ThiÕt kÕ, lùu chän c¸c linh kiÖn, thiÕt bÞ thay thÕ cho m« h×nh - Nghiªn cøu phÇn mÒm lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh. - Thay ®æi ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh ®Ó t×m ra ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, dÔ sö dông vµ hiÖu qu¶ nhÊt. - X©y dùng ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn - KiÓm chøng tÝnh chÝnh x¸c b»ng c¸ch ch¹y thö m« h×nh nhiÒu lÇn, kiÓm tra ph¸t hiÖn lçi cña m« h×nh vµ lçi cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, råi tõ ®ã hoµn thiÖn hÖ thèng. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 6 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ch−¬ng 1 Tæng quan quy tr×nh s¶n xuÊt trong nhµ m¸y 1.1 HÖ thèng cung cÊp ®iÖn vµ b¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong nhµ m¸y 1.1.1 HÖ thèng cung cÊp ®iÖn H×nh 3. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn n¨ng Nguån ®iÖn cung cÊp cho nhµ m¸y ®−îc lÊy tõ tr¹m trung gian An L¹c cung cÊp nguån 3pha 35KV, nguån nµy ®−îc ®−a ®Õn cÇu dao c¸ch li CDL, qua c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ chèng sÐt råi ®−îc ®−a ®Õn m¸y c¾t VCB-M 36KV-1200A , ®»ng sau ®Æt c¸c biÕn dßng, biÕn ¸p TU-TI ®Ó lÊy tÝn hiÖu ®o l−êng vµ b¶o vÖ. Nguån ®iÖn qua m¸y c¾t ®−îc ®−a ®Õn phÝa s¬ cÊp cña tr¹m biÕn ¸p M. TR B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 7 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn (36KV/3,3KV)Y/∆ , nguån ®iÖn nµy ®−a ®Õn c¸c biÕn ¸p nhá h¬n h¹ ¸p xuèng ®iÖn ¸p 380V vµ 220V cung cÊp cho c¸c bé phËn nh−: HF Hµn cao tÇn, ML c¸c ®éng c¬ c¸n, UT c¸c bé phËn kh¸c nh− : cÈu, m¹, v¨n phßng nhµ m¸y... 1.1.2 B¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong nhµ m¸y a. ThiÕt bÞ b¶o vÖ B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 8 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn - TU BiÕn ¸p ®o l−êng, TI BiÕn dßng ®o l−êng - UVR R¬le b¶o vÖ thÊp, OVR R¬le b¶o vÖ qu¸ ¸p (cã ë m¸y c¾t chÝnh VCB) - OVGR R¬le b¶o vÖ qu¸ ¸p ch¹m ®Êt - EOCR R¬le b¶o vÖ qu¸ dßng - OCGR R¬le b¶o vÖ qu¸ dßng nèi ®Êt b. Nguyªn t¾c b¶o vÖ vµ ®iÒu khiÓn NhiÖm vô cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tr¹m nguån lµ tù ®éng ng¾t m¸y c¾t khi cã sù cè, ë ®©y hÖ thèng b¶o vÖ sÏ ng¾t chç nµo cã sù cè. Nguån ®iÒu khiÓn cho m¸y c¾t chÝnh ®−îc lÊy tõ nguån ¾c quy 110V qua ¸pt«m¸t MCCB- 2P. COS (Local – Remote) lµ c«ng t¾c chän chÕ ®é ®ãng l¹i, t¹i chç chän (L), hay tõ xa chän (R). BÊm nót ON khi muèn cÊp nguån khÈn cÊp cho cuén ®ãng cña m¸y c¾t chÝnh VCB. TiÕp ®iÓm th−êng ®ãng 86X (1-2) cÊp ®iÖn cho cuén d©y m¸y c¾t chÝnh, nÕu tiÕp ®iÓm nµy më ( r¬ le 86X cã ®iÖn) th× bÞ c¾t ®iÖn ngay lËp tøc. R¬le 86X cã ®iÖn khi mét trong c¸c r¬le trung gian : 51X, 51GX, 64X, 59X, 27X, 96B2X cã ®iÖn. Trong ®ã:R¬le 51X b¶o vÖ qu¸ dßng cña 1 trong ba pha R,S,T t¸c ®éng R¬le 51GX r¬le b¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt cña 1 trong c¸c pha t¸c ®éng R¬le 64X b¶o vÖ qu¸ ¸p , r¬le 27X b¶o vÖ thÊp ¸p, r¬le 96B2X b¶o vÖ sù cè m¸y biÕn ¸p. Nh− vËy khi cã mét sù cè nµo ®ã th× ®Ìn b¸o sù cè ®ã sÏ s¸ng vµ ®ãng ®iÖn cho r¬le 86X lµm tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng cña r¬le 86X(1-2) më ra c¾t m¸y chÝnh khái nguån, ®ång thêi ®ãng tiÕp ®iÓm th−êng më (3-4) ®ãng m¹ch cho chu«ng kªu. Khi m¸y c¾t chÝnh VCB-ML nh¶y th× r¬le thêi gian T1 cã ®iÖn sau thêi gian tõ 0-60 gi©y tiÕp ®iÓm T1(1-2) sÏ ng¾t m¹ch b¶o vÖ sù cè. Khi nµo muèn ®ãng ®iÖn l¹i ta ph¶i Ên nót RESET Trªn ®©y lµ nguyªn t¾c b¶o vÖ cho khèi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cña bé phËn t¹o èng bao t¹o èng vµ ®Þnh cì èng. C¸c khèi thiÕt bÞ ®iÖn kh¸c còng ®−îc b¶o vÖ dùa trªn nguyªn t¾c nµy. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 9 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 1.2 C«ng nghÖ s¶n xuÊt thÐp èng vµ ®Þnh h×nh H×nh5. S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt èng thÐp Nguyªn liÖu ®Ó lµm èng thÐp lµ cuén thÐp ph«i c¸n nãng nhÊp khÈu tõ Trung Quèc, Hµn Quèc, Th¸i Lan... Chóng cã bÒ réng tõ 1- 1,5 m, dµy tõ 1- 5mm, khèi l−îng 15-20 tÊn. Nh÷ng cuén ph«i nµy ®−îc ®−a lªn m¾y c¾t ph«i (Slitter) vµ ®−îc xÎ thµnh nh÷ng d¶i nhá h¬n phï hîp víi tõng lo¹i èng, nh÷ng d¶i nµy l¹i ®−îc cuén l¹i ®−îc gäi lµ Skeep Tuú theo kÝch cì cuén ph«i mµ chóng ®−îc ®−a ®Õn c¸c d©y chuyÒn t¹o èng kh¸c nhau. D©y chuyÒn t¹o èng (PM ) bao gåm nhiÒu c«ng ®o¹n: Un coiler ( më cuén ph«i), Forming( t¹o èng ), Up set (hµn èng ), sizing(®Þnh h×nh vµ cì èng). C¬ cÊu dÉn ®éng chÝnh lµ hai ®éng c¬ 1 chiÒu c«ng suÊt lín, ®éng c¬ kÐo t¹o èng 55 KW, ®éng c¬ ®Þnh cì èng 55KW, truyÒn chuyÓn ®éng qua c¸c bé gi¶m tèc, vµ tèc ®é cña hai kh©u nµy ®−îc ®iÒu chØnh phï hîp víi tõng lo¹i Straightener PM 2 PM 4 Slitter FACE 2 FACE 4 HYDROTEST GA Marking REN PACKING M¸y c¾t ph«i D©y chuyÒn t¹o èng 1 D©y chuyÒn t¹o èng 2 M¸y n¾n th¼ng M¸y doa 2 ®Çu èng M¸y doa 2 ®Çu èng M¹ kÏm hoÆc s¬n ®en In m¸c TiÖn ren §ãng gãi B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 10 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn èng, tèc ®é ®éng c¬ kh©u ®Þnh cì èng lu«n ®−îc ®iÒu chØnh lín h¬n tèc ®é ®éng c¬ t¹o èng. Gi÷a hai kh©u t¹o èng vµ ®Þnh cì èng lµ kh©u hµn chËp m¹ch cao tÇn( tÇn sè hµn lªn ®Õn 35 KHz), dßng hµn còng ®−îc ®iÒu chØnh theo tõng lo¹i èng. T¹i bé phËn t¹o èng d¶i ph«i ®· c¾t ®óng kÝch th−íc sÏ ®−îc c¸n trßn dÇn, khi qua hµn cao tÇn hai ®Çu mÐp ph«i thÐp sÏ ®−îc hµn l¹i. TiÕp tôc ®Õn kh©u ®Þnh cì èng ë ®©y èng thÐp sÏ ®−îc ®Þnh cì hoÆc t¹o h×nh vu«ng hay ch÷ nhËt tuú theo c¸ch l¾p c¸c qu¶ Roll. Sau khi ®Þnh cì vµ t¹o h×nh, t¹i khèi ®Þnh cì èng ®Æt 1 bé Encoder ( ph¸t xung theo vßng quay 6000 xung/vßng) bé nµy sÏ ®o chiÒu dµi cña ®o¹n èng ®−îc t¹o ra, chiÒu dµi ®o ®−îc nµy vµ chiÒu dµi ®o cña ®éng c¬ Servo kÐo bÖ dao c¾t sÏ ®−îc bé DDS sö lý sau ®ã sÏ so s¸nh víi chiÒu dµi cÇn c¾t sau ®ã ®−a ra tÝn hiÖu c¾t. §èi víi èng trßn khi c¾t xong c¸c ®Çu èng kh«ng ®−îc nh½n, nªn èng tiÕp tôc ®−îc ®−a ®Õn kh©u Facer ( doa ®Çu èng) ®Ó gät 2 ®Çu èng. §èi víi èng cì nhá tõ 2 inch trë xuèng sÏ ®−a qua kh©u n¾n th¼ng §Ó kiÓm tra chÊt l−îng èng, tÊt c¶ èng trßn ®−îc ®−a qua kh©u kiÓm tra ¸p lùc (Hydrotest) t¹i ®©y tõng èng sÏ ®−îc thö víi ¸p suÊt 50Kg/cm2 do c¸c Xilanh thuû lùc b¬m dung dÞch tõ hai ®Çu èng vµo, c¸c èng bÞ lçi sÏ bÞ lo¹i. Nh÷ng èng ®¹t yªu cÇu sÏ ®−îc ®−a vµo c«ng ®o¹n xö lÝ bÒ mÆt b»ng c¸ch nhóng c¸c èng vµo c¸c bÓ chøa dung dÞch H2SO4, NaOH, n−íc s¹ch trong nhiÖt ®é 50-700C, t¹i ®©y èng ®−îc tÈy röa c¸c t¹p chÊt b¸m trªn bÒ mÆt, sau ®ã ®−îc sÊy kh« tr−íc khi mang ®i m¹. §èi víi c¸c èng m¹ kÏm, tõng èng sÏ l¨n vµo bÓ kÏm nãng ch¶y (ph−¬ng ph¸p m¹ nhóng), sau vµi phót n»m trong bÓ kÏm tõng èng sÏ ®−îc l«i lªn vµ cho ®i qua thiÕt bÞ thæi khÝ nÐn víi ¸p suÊt 6Kg/cm2, nh»m thæi s¹ch kÏm cßn b¸m trªn èng ®¶m b¶o bÒ mÆt èng phñ 1 líp kÏm máng. §Ó bªn trong èng còng ph¶i nh½n, mét m¸y nÐn khÝ kh¸c sÏ thæi khÝ nÐn ®i qua lßng èng. Sau ®ã èng ®−îc ®−a vµo bÓ lµm m¸t vµ èng ®−îc in m¸c vµ ®ãng gãi. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 11 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ch−¬ng 2 c«ng nghÖ s¶n xuÊt èng thÐp 2.1 Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt èng thÐp 2.1.1 Quy tr×nh c¾t ph«i ( Uncoiler ) Bé phËn nµy lµm viÖc ®éc lËp víi d©y chuyÒn t¹o èng ( cã nghÜa lµ s¶n phÈm cña c«ng ®o¹n nµy cã thÓ kh«ng ph¶i ®−a ngay liªn tôc vµo d©y chuyÒn t¹o èng mµ cã thÓ ®Ó dµnh trong kho). C¸c chÕ ®é ®iÒu khiÓn hÖ thèng nµy ®−îc lÊy tõ bµn ®iÒu khiÓn vµ c¸c LS (c«ng t¾c hµnh tr×nh giíi h¹n ®é réng hÑp cña tõng lo¹i ph«i), sau ®ã c¸c tÝn hiÖu nµy ®i vµo mét bé PLC, t¹i ®©y PLC sÏ xö lý theo ch−¬ng tr×nh ®Þnh s½n vµ ®−a tÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh trong hÖ thèng. NhiÖm vô cña c«ng ®o¹n nµy lµ t¹o ra c¸c cuén ph«i nhá theo ®óng kÝch cì cho tõng lo¹i èng. §Ó m¸y ch¹y liªn tôc kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n khi nèi ph«i gi÷a 2 cuén ph«i liªn tiÕp, nhµ chÕ t¹o ®· thiÕt kÕ mét hép chøa ph«i. Khi cuén ph«i ch¹y cßn 1/3- 1/4 sè l−îng th× ng−êi vËn hµnh sÏ ®−a cuén ph«i míi vµo hép nèi ph«i vµ hµn mÐp ®Çu cuén ph«i míi víi mÐp cuèi cuén ph«i cò trong khi m¸y vÉn tiÕp tôc ch¹y. 2.1.2 T¹o èng (Forming) C«ng ®o¹n t¹o èng bao gåm 7 ô Roll, mçi ô Roll gåm cã hai Roll n»m trªn d−íi hoÆc n»m hai bªn quay ng−îc chiÒu nhau. C¸c ô Roll nµy chuyÓn ®éng ®−îc nhê mét ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ ®éc lËp c«ng suÊt 55Kw, vµ mçi ô Roll cã kÝch th−íc kh¸c nhau nhá dÇn nh»m vª dÇn hai mÐp cña cuén ph«i thµnh èng trßn 2.1.3 Hµn cao tÇn Up set a. Nguyªn lý t¹o dßng ®iÖn hµn cao tÇn H×nh 6. S¬ ®å khèi c«ng nghÖ hµn Chỉnh lưu B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 12 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn SCR control: Khèi ®iÒu chØnh c¸c cÊp ®iÖn ¸p Plate trans: m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p OSC panel: Khèi t¹o dao ®éng Curent trans: m¸y biÕn dßng H×nh 7. S¬ ®å ®Çu vµo hµn cao tÇn Nguån cÊp cho hµn cao tÇn lµ nguån 3 pha 380 V 50Hz, ®−îc ®Êu qua m¸y c¾t ACB (1200A cña h·ng ABB) vµ qua 2 biÕn dßng CT1, CT2 nh»m nhiÖm vô b¶o vÖ vµ ®o l−êng. TÝn hiÖu cña 2 biÕn dßng nµy cÊp cho mét R¬le EOCR ( Electrolic Over Curent Relay). Khi dßng hµn lín h¬n dßng ®Æt cña EOCR th× EOCR t¸c ®éng vµ c¾t toµn bé m¹ch. Tr−íc khi nguån ®iÖn ®−a vµo chØnh l−u t¹i khèi SCR control, mçi pha ®−îc m¾c song song hai cÇu ch×. - Mét cÇu ch× b¶o vÖ 600A ®©y lµ 1 cÇu ch× lùc - Mét cÇu ch× b¸o ®éng 5A (Fuse indicator) CÇu ch× b¸o ®éng 5A lµ lo¹i cÇu ch× hiÖn thÞ khi cã sù cè do nã chÞ dßng ®iÖn nhá h¬n nã sÏ ®øt tr−íc khi ®ã nã sÏ t¸c ®éng vµo tiÕp ®iÓm trong nã vµ b¸o hiÖu cã sù cè. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 13 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Qua cÇu ch× b¶o vÖ ®iÖn ¸p ®−a th¼ng ®Õn ®Çu vµo 3 Thyristor cho tõng pha. §Ó ®iÒu khiÓn cho c¸c Thyristor nµy ng−êi ta dïng bé ®iÒu khiÓn BSF 1991 – 03. H×nh 8. Khèi ®iÒu khiÓn cùc G Thyristor BSF 1991 – 03 Nguån nu«i cho bé BSF 1991 – 03 ®−îc lÊy tõ biÕn ¸p 220 xuèng 16 – 8V. §Ó thay ®æi ®iÖn ¸p xung më Thyristor cã thÓ thay ®æi chiÕt ¸p VR vµ ®Ó chiÕt ¸p lµm viÖc th× tiÕp ®iÓm MC8 ®ãng l¹i. Sau khi ®−îc chØnh l−u nguån hµn ®−îc ®−a vµo mét biÕn ¸p Plate tranformer 380 V/ 12 KV. §Çu thø cÊp cña biÕn ¸p nµy sÏ ®−a vµo khèi dao ®éng OSCILLTOR PANEL. §iÖn ¸p 12 KV sÏ tiÕp tôc ®−îc chØnh l−u cÇu 3 pha 6 tia, mçi tia gåm 33 diod m¾c nèi tiÕp nhau. §Çu cùc (-) ®Êu qua r¬le dßng ®iÖn tö EOCR b¶o vÖ dßng anèt, r¬le nµy ®Êu song song víi mét ®iÖn trë sun 20W 0,2 «m. §Çu cùc (+) ®Êu qua bé läc CH1, qua cuén kh¸ng RFC1 läc c¸c sãng Radi« sinh ra trong m¹ch dao ®éng víi sè vßng 240, tiÕt diÖn 3,2 mm2 quÊn theo nguyªn lý xÕp chång. Tr−íc khi vµo anèt ®Ìn dao ®éng ITK120 – 2 cùc (+) ®Êu qua m¹ch L- R (R 100W). VR B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 14 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn §Ó nung nãng sîi ®èt ( katèt ) cña ®Ìn dao ®éng ng−êi ta lÊy nguån tõ thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p Filament Trans 380/18 V. b. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña ®Ìn dao ®éng H×nh 9. S¬ ®å nguyªn lý ho¹t ®éng cña ®Ìn t¹o dao ®éng §Ìn dao ®éng lµ lo¹i ®Ìn 3 cùc anèt ®−îc nu«i b»ng nguån 1 chiÒu cao ¸p, cùc katèt lµ sîi ®èt ®−îc nu«i b»ng nguån xoay chiÒu thÊp ¸p, cßn cùc L lµ 1 l−íi ch¾n. Khi cã nguån cÊp cho Anèt vµ Katèt mµ l−íi L (-) th× sÏ kh«ng cã dßng ®iÖn tö qua ®−îc l−íi, cßn L l−íi tÝch ®iÖn (+) sÏ cã dßng ®iÖn tö ch¹y tõ Katèt sang Anèt t¹o ra dßng ®iÖn chay tõ Anèt sang Katèt qua cuén d©y hµn xuèng m¸t t¹o m¹ch kÝn. Tô C3, C3 ” m¾c song song víi cuén hµn cã nhiÖm vô chia ¸p toµn bé nguån hµn. §iÖn trªn C3 ” ®−îc chia ra tiÕp b»ng 2 tô C4, C4” ®iÓm gi÷a cña 2 tô nµy quay vÒ l−íi, nhê sù phãng n¹p cña C4”, L12, R12 t¹o sù trÔ tr¸nh dßng l−íi kh«ng t¨ng qu¸ nhanh ®ét ngét. §©y lµ kh©u ph¶n håi bëi l−íi cµng (+) dßng ®iÖn tö qua cµng nhiÒu dÉn ®Õn dßng hµn t¨ng cµng nhanh. Khi hai mÐp d¶i ph«i gÇn tiÕp xóc nhau, ë ®©y diÔn ra c«ng ®o¹n hµn cao tÇn. Trong lßng èng ®Æt mét lâi s¾t non ferit dµi kho¶ng 30 cm ®−êng kÝnh to nhá phô thuéc vµo kÝch cì èng. Cuén d©y hµn ®−îc quÊn thµnh d¹ng vßng cã ®−êng kÝnh to h¬n ®−êng kÝnh èng ®Ó èng cã thÓ ®i qua, dßng ®iÖn hµn B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 15 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn ®−îc cung cÊp tõ bé phËn hµn cung cÊp dßng ®iÖn hµn cã tÇn sè cao lªn ®Õn 35KHz H×nh 10. §Çu hµn cao tÇn Hai mÐp èng ®−îc hµn víi nhau b»ng ph−¬ng ph¸p hµn chËp m¹ch, vßng hµn lµm b»ng èng ®ång bªn ngoµi bäc líp c¸ch ®iÖn chÞu nhiÖt, bªn trong dÉn n−íc lµm m¸t. Khi d©y hµn cã dßng ®iÖn hµn ch¹y qua sinh ra mét tõ tr−êng xung quanh nã, ®ång thêi èng thÐp xuÊt hiÖn dßng Puc« ch¹y xung quanh èng. Dßng Puc« nµy cã d¹ng dßng ®iÖn vßng, khi hai mÐp èng hµn tiÕp xóc nhau, dßng Puc« sÏ bÞ ng¾n m¹ch lµm nãng ch¶y hai mÐp èng, do lùc Ðp cña hai qu¶ Roll lµm hai mÐp èng thÐp g¾n chÆt víi nhau. Sau khi hµn xong cã dao ®Æt trªn mÆt èng ®Ó c¹o s¹ch xØ hµn 2.1.4 §Þnh cì èng (Sizing) Còng gièng nh− ë kh©u t¹o èng , kh©u ®Þnh c¬ èng gåm 4 ô Roll, 4 hép sè, c¸c ô Roll nµy ®−îc truyÒn ®éng tõ ®éng c¬ 1 chiÒu 55Kw. Tuú theo c¸ch l¾p c¸c ô Roll mµ èng ra cã kÝch th−íc vµ h×nh d¹ng mong muèn. Ngoµi ra ë bé phËn nµy cßn bè trÝ 1 ô Roll cã nhiÖm vô n¾n t−¬ng ®èi th¾ng èng tr−íc khi c¾t èng. Tèc ®é cña ®éng c¬ kh©u ®Þnh cì èng lu«n gi÷ sao cho nhanh h¬n tèc ®é ë kh©u t¹o èng ®Ó èng kh«ng bÞ cong. D©y hµn Lâi ferit èng B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 16 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 2.1.5 C¾t èng ( Cut off) HiÖn trong nhµ m¸y vÉn sö dông 2 ph−¬ng ph¸p c¾t ¸p dông cho 2 lo¹i èng. §èi víi èng to ®−êng khÝnh trªn 4 inch sö dông ph−¬ng ph¸p c¾t lµ dïng tÝn hiÖu ®o khi èng di chuyÓn ch¹m vµo LS c«ng t¾c hµnh tr×nh sÏ ph¸t tÝn hiÖu c¾t. Khi c¾t ®Ó kÐo c¶ bÖ dao theo èng ng−êi ta dïng 1 xilanh thuû lùc Ph−¬ng ph¸p trªn cã −u ®iÓm: + §iÒu khiÓn ®¬n gi¶n + Gi¸ thµnh thÊp Nh−îc ®iÓm + §é chÝnh x¸c kh«ng cao §èi víi c¸c lo¹i èng cã ®−êng kÝnh nhá h¬n 4inch ®−îc ¸p dông mét ph−¬ng ph¸p c¾t kh¸ hiÖn ®¹i. §ã lµ sö dông ®éng c¬ Servo vµ bé ph¸t xung ®o chiÒu dµi èng. H×nh 11. S¬ ®å ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kÐo bÖ dao theo ph−¬ng ph¸p míi B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 17 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Trong ®ã: PG : Pulse Generator Bé ph¸t xung ®o chiÒu dµi 1a, 2a: Multiplier bé chøa nhí xö lý tÝn hiÖu ®Æt 2: Length set Switches §Æt giíi h¹n ®é dµi èng 3a, 3b: Registor thanh ghi ®iÒu khiÓn 4a, 4b: Digital analog Converter bé m· ho¸ tÝn hiÖu t−¬ng tù 4c: Bé céng 5: Speed control ®iÒu khiÓn tèc ®é 9: Khèi bÖ dao 10: §−êng èng 11: Qu¶ roll l¨n theo èng lµm quay PG1 T: M¸y ph¸t tèc M: §éng c¬ Servo 12: HiÓn thÞ chiÒu dµi thùc §éng c¬ Servo kÐo bÖ dao ®−îc ®iÒu khiÓn riªng b»ng 1 bé DDS vµ 1 biÕn tÇn LG. §éng c¬ nµy cã c«ng xuÊt 15 Kw nguån 380 V AC. §Ó hiÓu râ t¸c dông cña ®éng c¬ nµy ta xÐt t¸c dông cña bé DDS. DDS ( Digital Dc servo): Bé ®iÒu khiÓn sè ®éng c¬ Servo bao gåm 2 khèi: DDS LPS vµ DDS CR Khèi DDS LPS lµ khèi tiÒn xö lÝ ( bao gåm bé ghi tÝn hiÖu 1a, 1b, 3a, 3b bé ®Æt tÝn hiÖu chiÒu dµi dÆt 2, bé so s¸nh, bé khuÕch ®¹i). Hai tÝn hiÖu xung do hai m¸y ph¸t xung PG1 (®Æt t¹i kh©u ®Þnh cì èng khi cã èng ch¹y qua m¸y nµy sÏ ph¸t xung), PG2 ®Æt trong ®éng c¬ servo khi ®éng c¬ nµy lµm viÖc th× m¸y nµy còng ph¸t xung. Hai tÝn hiÖu cña hai m¸y ph¸t xung PG1, PG2 ®−îc ®−a tíi thanh ghi 1a, 1b t¸c dông nh− mét thanh Ram cã thÓ l−u d÷ liÖu trong thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó ®¶m b¶o nÕu cã sù cè ph¶i dõng d©y chuyÒn th× khi ch¹y l¹i bé phËn xö lý c¾t sÏ ®o tiÕp víi d÷ liÖu lóc sÈy ra sù cè. Bé phËn so s¸nh lu«n lÊy tÝn hiÖu tõ 2 thanh ghi nµy kÕt hîp víi tÝn hiÖu ®Æt ®Ó ®−a ra tÝn hiÖu c¾t cho PLC. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 18 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn A B H×nh 12. S¬ ®å khèi DDS LPS Trong qua tr×nh lµm viÖc biÓu thøc L-A+B tiÕn dÇn vÒ 0, khi L-A+B=0 sÏ cã tÝn hiÖu göi ®Õn khèi vi xö lý DDS CR vµ PLC Khèi DDS CR lµ khèi vi xö lý bao gåm con chÝp ®iÒu khiÓn víi tõng chøc n¨ng kh¸c nhau, bé m· ho¸ tÝn hiÖu, bé céng tÝn hiÖu. Khèi vi xö lý ®¶m b¶o sù ®ång tèc gi÷a tèc ®é bµn c−a vµ tèc ®é d©y chuyÒn. a. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña c«ng ®o¹n c¾t èng thùc trong nhµ m¸y XÐt t¹i thêi ®iÓm ban ®Çu khi mét cuén ph«i míi ®−îc ®−a vµo s¶n xuÊt, ng−êi vËn hµnh dïng tay Ên nót ®−a ph«i qua c¸c c«ng ®o¹n t¹o èng, hµn cao tÇn, ®Þnh cì èng vµ sau ®ã cho èng ®i qu¸ kh©u c¾t èng mét ®o¹n võa ®ñ vµ c¾t bá ®o¹n nµy. Tõ ®©y ng−êi vËn hµnh chuyÓn hÖ thèng sang ho¹t ®éng ë chÕ ®é tù ®éng, c¸c c¬ cÊu ®o b¾t ®Çu lµm viÖc. Khi hÖ thèng lµm viÖc tù ®éng, m¸y ph¸t xung PG1 ®−îc g¾n liªn ®éng víi thµnh èng sÏ lµm viÖc ®Çu tiªn c¸c xung do m¸y ph¸t xung nµy liªn tôc ®−îc xö lÝ trong DDS bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬ Servo. Khi chiÒu dµi ®o¹n èng b»ng møc ®Æt, bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬ Servo sÏ ®−a ra t×n hiÖu cho ®éng c¬ Servo ch¹y ®ång thêi còng th«ng b¸o cho PLC. Sau vµi gi©y khi ®éng c¬ Servo ch¹y æn ®Þnh, PLC ®iÒu khiÓn c¬ cÊu kÑp èng kÑp chÆt èng vµ h¹ dao c¾t èng. Trong khi ®éng c¬ Servo kÐo c¶ bÖ dao ch¹y theo èng, m¸y ph¸t xung PG2 ®Æt trong ®éng c¬ Servo b¾t ®Çu ph¸t xung. Nh÷ng xung do m¸y ph¸t xung PG2 còng ®−îc ®−a vµo bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬ Servo vµ chuyÓn thµnh chiÒu dµi ®o¹n èng tÝnh tõ khi ®éng c¬ Servo b¾t ®Çu ch¹y ®Õn khi trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu. ChiÒu dµi ®o¹n èng ch¹y ®−îc khi hÖ th«ng c¾t lµm viÖc sÏ ®−îc trõ ®i khi c¾t èng lÇn tiÕp theo. Bé so s¸nh vµ xö lý tÝn hiÖu 1a 1b PG1 PG2 DDS CR PLC TÝn hiÖu ®Æt A B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 19 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 2.2 ThiÕt bÞ tù ®éng hiÖn ®ang sö dông trong nhµ m¸y 2.2.1 Bé lËp tr×nh PLC cña h·ng LG Hµn Quèc Ngµy nay kü thuËt lËp tr×nh ®iÒu khiÓn PLC ®−îc øng dông rÊt réng r·i trong c«ng nghiÖp vµ nhiÒu ngµnh kh¸c, nã ®em l¹i nh÷ng hiÖu qu¶ to lín trong s¶n xuÊt, ®ãng vai trß then chèt trong tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Do ®ã rÊt nhiÒu h·ng ®iÖn tö c«ng nghiÖp trªn thÕ giíi ®· nghiªn cøu vµ ®−a ra nh÷ng dßng PLC cña riªng m×nh. HiÖn n¹y t¹i ViÖt Nam, cïng víi viÖc c¸c ngµnh c«ng ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ viÖc øng dông tù ®éng ho¸ trë thµnh xu h−íng kh«ng thÓ thiÕu. §Ó ®¸p øng nhu cÇu tù ®éng ho¸ cña c¸c c¬ së s¶n xuÊt trong n−íc ngµy cµng ph¸t triÓn, rÊt nhiÒu h·ng c«ng nghiÖp næi tiÕng thÕ giíi ®· mang ®Õn n−íc ta nhiÒu dßng PLC hiÖn ®¹i ®¸p øng cho nhiÒu øng dông kh¸c nhau, ®i ®Çu trong lÜnh vùc nµy cã c¸c PLC cña: Siemens, Omron, Panasonic, LG ... N¾m b¾t ®−îc nh÷ng lîi Ých to lín cña tù ®éng ho¸, c«ng ty èng thÐp ViÖt Nam ®· ®−a tù ®éng ho¸ vµo hÇu hÕt c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt cña nhµ m¸y. Vµ bé phËn ®ãng vai trß chñ ®¹o trong tù ®éng ho¸ cña nhµ m¸y lµ bé PLC K200S cña LG. §©y lµ mét lo¹i PLC cì lín trong dßng PLC cña LG. a. CÊu tróc phÇn cøng cña PLC K200S LG H×nh 13. PLC K200S + Sè cæng vµo ra tèi ®a 384 cæng, trong ®ã : - Cæng vµo ra P cã tõ P0000 ®Õn P023F. + Cê nhí phô M (Auxillary relay) tõ M0000 ®Õn M191F. + Cê −u tiªn K(keep relay): 512 ®iÓm K0000 ®Õn K031F + Cê nèi L (link relay) 1024 ®iÓm L0000 ®Õn L063F + Cê ®Æc biÖt (special relay) F0000 ®Õn F063F B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 20 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn + Khèi timer cã 256 timer bao gåm - 192 timer víi ®é ph©n gi¶i 100ms tõ T000 ®Õn T191 - 64 timer víi ®é ph©n gi¶i 10 ms tõ T192 ®Õn T255 + Khèi Counter cã 256 Counter tõ C000 ®Õn C255 Tèc ®é xö lý 0.5 µ s/ b−íc + Nguån cÊp cho PLC sö dông nguån 220 V AC, ®èi víi lo¹i PLC nµy c¸c cæng vµo ra ®−îc ph©n ®Þnh n»m trªn c¸c Module riªng biÖt. Module vµo cã hai lo¹i dµnh cho ®Çu vµo xoay chiÒu vµ mét chiÒu: Module vµo lµ nguån mét chiÒu bao gåm: G6L-D21A cã 8 ®Çu vµo, G6L- D22A cã 16 ®Çu vµo, G6L-D24A cã 32 ®Çu vµo. D¶i ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn vµo ®Ó PLC nhËn ®−îc 12V – 24V DC, 3mA – 7mA. Module vµo lµ nguån xoay chiÒu bao gåm: G6L- A11A cã 8 ®Çu vµo víi d¶i ®iÖn ¸p vµ dßng vµo 100 – 120V vµ 7mA, G6L-A21A cã 8 ®Çu vµo ( 200 – 240 V vµ 11 ma) Còng nh− vËy Module ra chia lµm 3 lo¹i ( chia theo lo¹i thiÕt bÞ m¾c vµo cæng ra) bao gåm: §Çu ra t¸c ®éng vµo Relay, ®Çu ra t¸c ®éng lµm th«ng Triac, ®Çu ra t¸c ®éng lµm th«ng Transistor. §Æc biÖt ®Çu ra t¸c ®éng vµo relay cã hai lo¹i dïng cho c¶ lo¹i relay xoay chiÒu vµ mét chiÒu. + C¸c khèi c¬ b¶n trong PLC LG K200S - Bé vi xö lý (CPU) CPU lµ bé n·o cña PLC, nã ®iÒu khiÓn vµ kiÓm so¸t toµn bé mäi ho¹t ®éng bªn trong, nã thùc hiÖn c¸c lÖnh ®· ®−îc ch−¬ng tr×nh ho¸ l−u tr÷ trong bé nhí. Mét hÖ thèng Bus truyÒn th«ng tin ®Õn vµ ®i tõ CPU. Bé nhí vµ c¸c bé ®Öm xuÊt nhËp còng chÞu sù ®iÒu khiÓn cña CPU. TÇn sè xung nhÞp cÊp cho CPU ®−îc lÊy tõ nguån dao ®éng th¹ch anh hoÆc lÊy tõ mét m¹ch dao ®éng RC, c¸c m¹ch t¹o dao ®éng nµy cÊp cho CPU mét tÇn sè xung nhÞp 1 ®Õn 8 MHz. Xung ®ång hå nµy quyÕt ®Þnh tèc ®é xö lý cña PLC vµ sù ®ång bé ho¸ cña c¸c phÇn tö trong hÖ thèng. Trong CPU bao gåm 3 khèi: * Bé ®iÒu khiÓn CU (Control Unit): Bao gåm khèi kiÓm so¸t lÖnh vµ c¸c ng¨n xÕp cã nhiÖm vô lÊy lÖnh tõ bé nhí vµ x¸c ®Þnh ph−¬ng thøc ®iÒu khiÓn. * Bé xö lý sè häc ALU: Thùc hiÖn c¸c lÖnh sè häc vµ l«gic nh− : AND, OR, NOT... B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 21 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn * Bé nhí tèc ®é cao víi kÝch th−íc nhá ®Ó l−u c¸c kÕt t¹m thêi vµ c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn. * Nguyªn t¾c xö lý cña CPU H×nh 14. Nguyªn lý lµm viÖc cña CPU §Çu tiªn CPU sÏ n¹p d÷ liÖu vµo bé nhí, sau ®ã CPU thùc hiÖn chuçi ch−¬ng tr×nh sau khi ®−îc l−u trong bé nhí néi theo tõng b−íc tõ b−íc 0 ®Õn hÕt END. Sau khi thùc hiÖn xong, CPU tiÕn hµnh kiÓm tra lçi vµ th«ng b¸o nÕu cã lçi, nÕu kh«ng cã lçi CPU ®−a tÝn hiÖu ra vµ ch−¬ng tr×nh tiÕp theo ®−îc ®−a vµo - Bé nhí: Bao gåm bé nhí chøa ch−¬ng tr×nh, bé nhí d÷ liÖu. Trong PLC nµy cã hai lo¹i bé nhí: Bé nhí RAM, bé nhí ROM. * Bé nhí RAM lµ bé nhí chÝnh trong mäi m¸y tÝnh, kÓ c¶ trong PLC. Bé nhí RAM cã −u ®iÓm dung l−îng lín víi gi¸ rÎ vµ cã thÓ ghi ®äc dÔ dµng. Nh−ng d÷ liÖu bÞ mÊt khi cã sù cè mÊt ®iÖn. Do ®ã ®Ó duy tr× ng−êi ta dïng pin lµm nguån nu«i cho RAM. Bé nhí nµy cã nhiÖm vô l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. * Bé nhí ROM bé nhí chØ ®äc, bé nhí cã ®Æc tÝnh tr¸i ng−îc víi bé nhí RAM, d÷ liÖu trong nã khi ®· ghi th× rÊt khã xo¸, nh−ng hiÖn nay ®· cã B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 22 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn lo¹i ROM ghi l¹i ®−îc. Trong PLC sö dông hai lo¹i ROM lµ EPROM vµ EEPROM. Bé nhí ROM cã nhiÖm vô l−u gi÷ c¸c d÷ liÖu hÖ thèng - Thêi gian ®¸p øng cña PLC Ngâ vµo cña PLC nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c sensor, tõ sù ®ãng ng¾t tiÕp ®iÓm cña c¸c nót Ên, c«ng t¾c hµnh tr×nh. §Ó chèng rung ë cæng vµo PLC cã mét m¹ch läc ®iÒu ®ã lµm chËm thêi gian ®¸p øng tõ (100ms ®Õn 25.5 ms),víi tr−êng hîp ®Æc biÖt LG còng cung cÊp c¸c modul cã c¸c ngâ chuyªn dïng víi tèc ®é ®¸p øng nhanh. Cßn ë ngâ ra thêi gian ®¸p øng ®ñ nhanh cì vµi ms. b. TËp lÖnh cña PLC LËp lÖnh cña PLC LG + PhÇn mÒm KLG – WIN Version3.60 §èi víi bÊt kú lo¹i PLC nµo muèn chóng lµm viÖc ®iÒu khiÓn mét c«ng ®o¹n s¶n xuÊt hay c¶ mét d©y chuyÒn c«ng nghÖ th× bao giê còng ph¶i lËp tr×nh cho nã. §èi víi PLC LG còng vËy, phÇn mÒm cña LG ®−a ra ®Ó lËp tr×nh cho c¸c hä PLC cña m×nh lµ KGL – WIN phiªn b¶n 3.60. PhÇn mÒm nµy cµi ®Æt dÔ dµng trªn m¸y PC víi nh÷ng yªu cÇu vÒ cÊu h×nh nh− sau: - M¸y PC tèi thiÓu tõ Pentium II trë lªn, Ram tõ 8 Mb trë lªn - M¸y tÝnh ph¶i cã cæng nèi tiÕp dïng ®Ó kÕt nèi - Dung l−îng æ cøng cßn trèng tèi thiÓu 20Mb - Cã æ ®Üa mÒm, hÖ ®iÒu hµnh Windows 9.x hoÆc XP, phÇn mÒn KGL H×nh 15. Mµn h×nh lËp tr×nh cña KGL – WIN B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 23 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn + Mét sè lÖnh c¬ b¶n cña K200S B¶ng 1. C¸c lÖnh truyÒn d÷ liÖu tõ tiÕp ®iÓm - C¸c lÖnh so s¸nh B¶ng 2. C¸c lÖnh so s¸nh B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 24 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn LÖnh so s¸nh cã ë tÊt c¶ c¸c CPU PLC cña LGIS. D÷ liÖu ®−îc so s¸nh chøa trong to¸n tö S1 vµ S2, kÕt qña cña phÐp so s¸nh nµy ®−îc l−u tr÷ nh− sau: §èi víi c¸c lÖnh CMP, DCMP, TCMP, TCMPP kÕt qu¶ phÐp so s¸nh chøa trong c¸c cê F120 ®Õn F125 d−íi d¹ng 1 hoÆc 0 B¶ng 3. Gi¸ trÞ cña c¸c cê khi thùc hiÖn phÐp so s¸nh §èi víi c¸c lÖnh so s¸nh d¹ng Words kÕt qu¶ ®−îc l−u trong to¸n tö D ( To¸n tö D cã thÓ thÓ hiÖn tr¹ng th¸i cña c¸c cê nh− : M, P, K, L... ) Ngoµi ra phÇn mÒm KGL-Win cßn hç trî mét sè lÖnh so s¸nh th«ng th−êng kh¸c ®Ô hiÓu h¬n nh− sau B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 25 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn B¶ng 4. C¸c lÖnh so s¸nh d÷ liÖu 16 bits §Ó minh ho¹ c¸ch sö dông lÖnh so s¸nh nµy t«i xin ®−a ra mét ®o¹n ch−¬ng tr×nh nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 26 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn D¹ng STL BiÓu ®å thêi gian D¹ng LAD H×nh 16. VÝ dô Víi biÓu ®å thêi gian cho ta thÊy c¸ch lµm viÖc cña lÖnh AND=, AND>, AND< . Trªn ®©y lµ mét vµi lÖnh c¬ b¶n trong tËp lÖnh cña PLC K200S do h·ng LGIS chÕ t¹o, ngoµi ra cßn rÊt nhiÒu lÖnh quan träng kh¸c n÷a. TÊt c¶ bé lÖnh cña PLC LG ®Òu ®−îc giíi thiÖu vµ h−íng dÉn chi tiÕt trong phÇn Help cña phÇn mÒm KGL-Win V3.60 vµ Wedsite WWW.LGIS.COM. 2.2.2 §éng c¬ Servo §éng c¬ ®iÖn lµ mét bé phËn kh«ng thÓ thiÕu trong bÊt kú d©y chuyÒn s¶n xuÊt nµo cho dï d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®ã hiÖn ®¹i ®Õn møc nµo ®i n÷a. Trong hÖ thèng tù ®éng ho¸, ®éng c¬ ®iÖn lµ thiÕt bÞ chÊp hµnh, tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nh− PLC , c¶m biÕn, r¬lay... ®Òu nh»m môc ®Ých ®iÒu khiÓn cho ®éng c¬ ®iÖn lµm viÖc mét c¸ch æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c. Ngµy nay ®éng c¬ ®iÖn vÉn tiÕp tôc ®−îc nghiªn cøu ®Ó ®−a ra nh÷ng lo¹i ®éng c¬ ®iÖn ngµy cµng tèt h¬n bÒn h¬n, ®¸p øng ngµy cµng tèt nh÷ng yªu cÇu chuyÓn ®éng chÝnh x¸c chÊt l−îng cao. §èi víi mét nhµ m¸y thÐp nh− nhµ m¸y èng thÐp ViÖt Nam VINAPIPE ®éng c¬ ®iÖn l¹i cµng quan träng, nã ®ãng vai trß chÝnh trong hÇu B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 27 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn hÕt c¸c chuyÓn ®éng vµ tuú theo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cña chuyÓn ®éng mµ nhµ m¸y ®· sö dông c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c nhau cho phï hîp. §Æc biÖt trong bé ph©n c¾t èng th× chuyÓn ®éng cña ®éng c¬ kÐo bÖ dao ph¶i ®¶m b¶o nhiÒu yÕu tè nh− : + Ph¶i khëi ®éng nhanh chãng, nhanh chãng ®¹t tèc ®é theo yªu cÇu b»ng víi tèc ®é ch¹y èng + Lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i + X¸c ®Þnh ®−îc chÝnh x¸c qu·ng ®−êng ®éng c¬ kÐo bÖ dao ®i +Yªu cÇu dõng chÝnh x¸c Víi nh÷ng yªu cÇu trªn ®éng c¬ Servo ®· ®¸p øng rÊt tèt §éng c¬ Servo vÒ cÊu t¹o phÇn lín c¸c bé phËn gièng nh− c¸c ®éng ®iÖn kh¸c, chóng còng chia thµnh nhiÒu lo¹i + Theo nguån cÊp: cã lo¹i ®éng c¬ Servo mét chiÒu vµ xoay chiÒu + Theo chÕ ®é lµm viÖc: cã ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n, ng¾n h¹n lÆp l¹i... Ngoµi ra ®Ó ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu ®Æc biÖt cÊu t¹o ®éng c¬ Servo cßn mét sè ®iÓm kh¸c biÖt vµ −u viÖt h¬n. HiÖn nay rÊt nhiÒu h·ng s¶n xuÊt m¸y ®iÖn ®−a ra c¸c lo¹i ®éng c¬ Servo cña riªng m×nh. D−íi ®©y lµ cÊu t¹o c¬ b¶n cña ®éng c¬ Servo Roto nam ch©m vÜnh cöu H×nh 17. CÊu t¹o ®éng c¬ Servo B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 28 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn §éng c¬ lµ mét lo¹i ®éng c¬ míi xuÊt hiÖn t¹i ViÖt Nam trong c¸c hÖ thèng m¸y tù ®éng ho¸ cao nh− c¸c m¸y CNC, hµn tù ®éng, R«bèt ... VÒ c¬ b¶n c¸c bé phËn nh− Stato, r«to còng ®−îc chÕ t¹o nh− c¸c ®éng c¬ kh¸c. Nh−ng ®Ó ®éng c¬ Servo cã ®iÓm −u viÖt h¬n ®éng c¬ kh¸c lµ trªn trôc ®éng c¬ cã g¾n thªm mét sè bé phËn nh−: Bé ph¸t xung ®o qu·ng ®−êng (Encorder), cã thÓ cã ®Üa phanh gióp ®éng c¬ ®õng chÝnh x¸c, m¸y ph¸t tèc. Víi bé ph¸t xung g¾n trªn trôc ®éng c¬ th× khi ®éng c¬ lµm viÖc nã sÏ liªn tôc ph¸t xung, nh÷ng xung nµy ®−îc bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬ xö lý vµ biÕt ®−îc chÝnh x¸c vÞ trÝ cña ®éng c¬, tèc ®é hay qu·ng ®−êng ®éng c¬ ®i ®−îc. §Ó ®iÒu khiÓn ®−îc lo¹i ®éng c¬ nµy c¸c h·ng s¶n xuÊt ®Òu ®−a ra nh÷ng bé ®iÒu khiÓn cña riªng m×nh, nh−ng vÒ nguyªn t¾c tÊt c¶ gièng nhau ®Òu dïng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ theo mét chu kú kÝn. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña ®éng c¬ Servo H×nh 18. Mét chu kú ho¹t ®éng cña ®éng c¬ Servo Th«ng th−êng ®i kÌm víi ®éng c¬ Servo cã bé ®iÒu khiÓn vµ cã thÓ c¶ bé biÕn tÇn. Khi cã tÝn hiÖu ra lÖnh cho ®éng ho¹t ®éng víi mét tèc ®é x¸c ®Þnh hoÆc ®Õn mét vÞ trÝ ®Þnh s½n, ngay lËp tøc bé ®iÒu khiÓn cÊp nguån cho ®éng c¬, ®ång thêi bé ph¸t xung g¾n ®ång trôc víi ®éng c¬ còng sÏ ph¸t xung, c¸c xung nµy ®ãng vai trß nh− tÝn hiÖu ph¶n håi vÒ bé ®iÒu khiÓn cña ®éng c¬. T¹i khèi ®iÒu khiÓn vµ cÊp nguån, tÝn hiÖu ph¶n håi tõ m¸y ph¸t xung ®−îc xö lý chuyÓn ®æi thµnh tèc ®é thùc hoÆc qu·ng ®−êng c¬ cÊu chÊp B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 29 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn hµnh g¾n vµo trôc ®éng c¬ ®i ®−îc vµ nh÷ng tÝn hiÖu nµy liªn tôc ®−îc so s¸nh víi tÝn hiÖu ®Æt. Khi cÇn æn ®Þnh vÒ tèc ®é, nÕu cã sù sai lÖch gi÷a hai tÝn hiÖu bé ®iÒu khiÓn sÏ nhËn biÕt vµ ®−a ra tÝn hiÖu t¨ng tèc hoÆc gi¶m tèc cho phï hîp víi tèc ®é ®Æt. Cßn muèn ®éng c¬ kÐo c¬ cÊu chÊp hµnh ®Õn vÞ trÝ x¸c ®Þnh, bé ®iÒu khiÓn liªn tôc lÊy chiÒu dµi ®Æt trõ ®i chiÒu dµi thùc khi kÕt qu¶ cña phÐp trõ nµy tiÕn ®Õn “0” bé ®iÒu khiÓn cÊp tÝn hiÖu cho c¬ cÊu phanh vµ dõng ®éng c¬ ®óng vÞ trÝ. H×nh 19. S¬ ®å kÕt nèi ®éng c¬ Servo Trªn ®©y lµ s¬ ®å kÕt nèi th«ng dông cña ®éng c¬ Servo. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 30 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ch−¬ng 3 ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¶ lËp tr×nh 3.1. Giôùi thieäu thieát bò ñieàu khieån laäp trình PLC SIMATIC S7 – 200. 3.1.1.Caáu truùc phaàn cöùng cuûa S7 – 200 CPU 224. PLC vieát taét cuûa Programmable Logic Control, laø thieát bò ñieàu khieån logic laäp trình ñöôïc, cho pheùp thöïc hieän linh hoaït caùc thuaät toaùn ñieàu khieån thoâng qua moät ngoân ngöõ laäp trình. S7 – 200 laø thieát bò ñieàu khieån khaû trình loaïi nhoû cuûa haõng Siemens, coù caáu truùc theo kieåu modul vaø coù caùc modul môû roäng. Caùc modul naøy söû duïng cho nhieàu öùng duïng laäp trình khaùc nhau. Thaønh phaàn cô baûn cuûa S7 – 200 laø khoái vi xöû lyù CPU 222 hoaëc CPU 224. Veà hình thöùc beân ngoaøi, söï khaùc nhau cuûa hai loaïi CPU naøy nhaän bieát ñöôïc nhôø soá ñaàu vaøo/ra vaø nguoàn cung caáp. - CPU 222 coù 8 coång vaøo, 6 coång ra vaø coù khaû naêng ñöôïc môû roäng theâm baèng 2 modul môû roäng. - CPU 224 coù 14 coång vaøo, 10 coång ra vaø coù khaû naêng ñöôïc môû roäng theâm baèng 7 modul môû roäng. S7 – 200 coù nhieàu loaïi modul môû roäng khaùc nhau. + §Æc ®iÓm kü thuËt cña CPU 224: - Bé nhí ch−¬ng tr×nh : 8KB - Bé nhí d÷ liÖu: 5 KB - Ng«n ng÷ ch−¬ng tr×nh : LAD, FBD, STL - B¶o vÖ ch−¬ng tr×nh : 3 møc password b¶o vÖ - 256 bé ®Õm: 6 bé ®Õm tèc ®é cao(30 kHz), bé ®Õm A/B(tèi ®a 20 kHz), cã thÓ sö dông ®Õm tiÕn, ®Õm lïi hoÆc c¶ ®Õm tiÕn vµ lïi. - 128 bé Timer chia lµm 3 lo¹i cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé Timer 1ms, 16 bé Timer 10 ms, 236 Timer 100 ms. - Sè ®Çu vµo ra: cã 14 ®Çu vµo sè, 10 ®Çu ra sè - Cã tèi ®a 94 ®Çu vµo sè, 74 ®Çu ra sè, 28 ®Çu vµo t−¬ng tù, 7 ®Çu ra t−¬ng tù víi 7 modul më réng t−¬ng tù vµ sè. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 31 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn - 2 bé ®iÒu chØnh t−¬ng tù, 2 ®Çu ph¸t xung tèc ®é cao, tÇn sè 20 kHz cho d·y xung kiÓu PTO hoÆc PWM. ViÖc kÕt hîp ®Çu ra sè tèc ®é cao vµ bé ®Õm tèc ®é cao cã thÓ sö dông cho c¸c øng dông cÇn ®iÒu khiÓn cã ph¶n håi tèc ®é. - Tèc ®é xö lý logic 0.37 µs - C¸c chÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t: ng¾t truyÒn th«ng, ng¾t theo s−ên lªn hoÆc s−ên xuèng cña xung, ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao, vµ ng¾t truyÒn xung. - Toaøn boä vuøng nhôù khoâng bò maát döõ lieäu trong khoaûng thôøi gian 190 giôø khi PLC bò maát nguoàn nuoâi. Hình 20. khieån laäp trình ñöôïc S7 – 200, CPU 214 + Moâ taû caùc ñeøn baùo treân S7 – 200, CPU 214 SF (ñeøn ñoû) Ñeøn ñoû SF baùo hieäu heä thoáng bò hoûng. Ñeøn SF saùng leân khi PLC bò hoûng hoùc. RUN (ñeøn xanh) Ñeøn xanh RUN chæ ñònh PLC ñang ôû cheá ñoä laøm vieäc vaø thöïc hieän chöông trình ñöôïc naïp trong maùy. STOP (ñeøn vaøng) Ñeøn vaøng STOP chæ ñònh PLC ñang ôû cheá ñoä döøng. Döøng chöông trình ñang thöïc hieän laïi. Ix.x (ñeøn xanh) Ñeøn xanh ôû coång vaøo chæ ñònh traïng thaùi töùc thôøi cuûa coång Ix.x (x.x = 0.0 ÷ 1.5). Ñeøn naøy baùo hieäu traïng thaùi cuûa tín hieäu theo giaù trò logic cuûa coång. §Ìn b¸o Cæng truyÒn th«ng §Çu ra §Çu vµo Nèi Modul më réng Nguån vµo Hép c«ng t¾c B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 32 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Qy.y (ñeøn xanh) Ñeøn xanh ôû coång ra baùo hieäu traïng thaùi töùc thôøi cuûa coång Qy.y (y.y = 0.0 ÷ 1.1). Ñeøn naøy baùo hieäu traïng thaùi cuûa tín hieäu theo giaù trò logic cuûa coång. + Coång truyeàn thoâng S7 – 200 söû duïng coång truyeàn thoâng noái tieáp RS485 vôùi phích noái 9 chaân ñeå phuïc vuï cho vieäc gheùp noái vôùi thieát bò laäp trình hoaëc vôùi caùc traïm PLC khaùc. Toác ñoä truyeàn cho maùy laäp trình kieåu PPI laø 9600 baud. Toác ñoä truyeàn cung caáp cuûa PLC theo kieåu töï do laø 300 ñeán 38.400. Chaân Giaûi thích Chaân Giaûi thích 1 Ñaát 6 5 VDC (ñieän trôû trong 100Ω) 2 24 VDC 7 24 VDC (120mA toái ña) 3 Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu 8 Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu 4 Khoâng söû duïng 9 Khoâng söû duïng 5 Ñaát Ñeå gheùp noái S7 – 200 vôùi maùy laäp trình PG702 hoaëc vôùi caùc loaïi maùy laäp trình thuoäc hoï PG7xx coù theå söû duïng moät caùp noái thaúng MPI. Caùp ñoù ñi keøm theo maùy laäp trình. Gheùp noái S7 – 200 vôùi maùy tính PC qua coång RS-232 caàn coù caùp noái PC/PPI vôùi boä chuyeån ñoåi RS232/RS485. Coâng taéc choïn cheá ñoä laøm vieäc cuûa PLC Coâng taéc choïn cheá ñoä laøm vieäc naèm phía treân, beân caïnh caùc coång ra cuûa S7 – 200 coù ba vò trí cho pheùp choïn caùc cheá ñoä laøm vieäc khaùc nhau cho PLC. - RUN cho pheùp PLC thöïc hieän chöông trình trong boä nhôù. PLC S7 – 200 seõ rôøi khoûi cheá ñoä RUN vaø chuyeån sang cheá ñoä STOP neáu trong maùy Hình 21. Sô ñoà chaân cuûa coång truyeàn thoâng 5 4 3 2 1 9 8 7 6 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 33 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn coù söï coá hoaëc trong chöông trình gaëp leänh STOP, thaäm chí ngay caû khi coâng taéc ôû cheá ñoä RUN. Neân quan saùt traïng thaùi thöïc taïi cuûa PLC theo ñeøn baùo. - STOP cöôõng böùc PLC döøng thöïc hieän chöông trình ñang chaïy vaø chuyeån sang cheá ñoä STOP. ÔÛ cheá ñoä STOP PLC cho pheùp hieäu chænh laïi chöông trình hoaëc naïp moät chöông trình môùi. - TERM cho pheùp maùy laäp trình töï quyeát ñònh moät trong caùc cheá ñoä laøm vieäc cho PLC hoaëc ôû cheá ñoä RUN hoaëc ôû cheá ñoä STOP. + Pin vaø nguoàn nuoâi boä nhôù Nguoàn nuoâi duøng ñeå môû roäng thôøi gian löu giöõ cho caùc döõ lieäu coù trong boä nhôù. Nguoàn pin töï ñoäng ñöôïc chuyeån sang traïng thaùi tích cöïc neáu nhö dung löôïng tuï nhôù bò caïn kieät vaø noù phaûi thay theá vaøo vò trí ñoù ñeå döõ lieäu trong boä nhôù khoâng bò maát ñi. 3.1.2. Caáu truùc boä nhôù + Phaân chia boä nhôù: Boä nhôù cuûa S7 – 200 ñöôïc chia thaønh 4 vuøng vôùi moät tuï coù nhieäm vuï duy trì döõ lieäu trong moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh khi maát nguoàn. Boä nhôù cuûa S7 – 200 coù tính naêng ñoäng cao, ñoïc vaø ghi ñöôïc trong toaøn vuøng, loaïi tröø phaàn bit nhôù ñaëc bieät ñöôïc kí hieäu SM (Special Memory) chæ coù theå truy nhaäp ñeå ñoïc. Vuøng chöông trình: laø mieàn nhôù ñöôïc söû duïng ñeå löu caùc leänh chöông trình. Vuøng naøy thuoäc kieåu non-volatile ñoïc/ghi ñöôïc. Vuøng tham soá: laø mieàn löu giöõ caùc tham soá nhö: töø khoùa, ñòa chæ traïm ... cuõng nhö vuøng chöông trình, vuøng tham soá thuoäc kieåu non-volatile ñoïc/ghi ñöôïc. Vuøng döõ lieäu: duøng ñeå caát caùc döõ lieäu cuûa chöông trình bao goàm caùc keát quaû caùc pheùp tính, haèng soá ñöôïc ñònh nghóa trong chöông trình, boä ñeäm truyeàn thoâng ... moät phaàn cuûa vuøng nhôù naøy thuoäc kieåu non-volatile. Vuøng ñoái töôïng: Timer, boä ñeám, boä ñeám toác ñoä cao vaø caùc coång vaøo/ra töông töï ñöôïc ñaët trong vuøng nhôù cuoái cuøng. Vuøng naøy khoâng kieåu non- volatile nhöng ñoïc/ghi ñöôïc. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 34 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3.1.3. Vuøng döõ lieäu: Vuøng döõ lieäu laø moät vuøng nhôù ñoäng. Noù coù theå ñöôïc truy nhaäp theo töøng bit, töøng byte, töøng töø ñôn hoaëc töøng töø keùp vaø ñöôïc söû duïng laøm mieàn löu tröõ döõ lieäu cho caùc thuaät toaùn caùc haøm truyeàn thoâng, laäp baûng caùc haøm dòch chuyeån, xoay voøng thanh ghi, con troû ñòa chæ ... Vuøng döõ lieäu laïi ñöôïc chia thaønh caùc mieàn nhôù nhoû vôùi caùc coâng duïng khaùc nhau. Chuùng ñöôïc kyù hieäu baèng caùc chöõ caùi ñaàu cuûa teân tieáng Anh, ñaëc tröng cho töøng coâng duïng cuûa chuùng nhö sau: V - Variable memory. I - Input image regigter. O - Output image regigter. M - Internal memory bits. SM - Speacial memory bits. Taát caû caùc mieàn naøy ñeàu coù theå truy nhaäp ñöôïc theo töøng bit, töøng byte, töøng töø ñôn (word-2byte) hoaëc töø keùp (2 word). Chöông trình Tham soá Döõ lieäu Vuøng ñoái töôïng Chöông trình Tham soá Döõ lieäu Chöông trình Tham soá Döõ lieäu EEPROM Mieàn nhôù Hình 22. Boä nhôù trong vaø ngoaøi cuûa S7 – 200 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 35 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 7 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0 Mieàn V (ñoïc/ghi) Vuøng ñeäm coång vaøo I (ñoïc/ghi) Vuøng nhôù noäi M Vuøng ñeäm (ñoïc/ghi) coång ra Q (ñoïc/ghi) Vuøng nhôù ñaëc bieät Vuøng nhôù ñaëc bieät SM (chæ ñoïc) ñoïc ghi Hình 23. Moâ taû vuøng döõ lieäu cuûa CPU 224 Ñòa chæ truy nhaäp ñöôïc qui öôùc theo coâng thöùc: - Truy nhaäp theo bit: Teân mieàn (+) ñòa chæ byte (+)•(+) chæ soá bit. Ví duï V150.4 chæ bit 4 cuûa byte 150 thuoäc mieàn V. - Truy nhaäp theo byte: Teân mieàn (+) B (+) ñòa chæ cuûa byte trong mieàn. Ví duï VB150 chæ 150 thuoäc mieàn V. - Truy nhaäp theo töø: Teân mieàn (+) W (+) ñòa chæ byte cao cuûa töø trong mieàn. Ví duï VW150 chæ töø ñôn goàm 2 byte150 vaø 151 thuoäc mieàn V, trong ñoù byte 150 coù vai troø byte cao trong töø. 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 VB150 - Truy nhaäp theo töø keùp: Teân mieàn (+) D (+) ñòa chæ byte cao cuûa töø trong mieàn. Ví duï VD150 chæ töø keùp goàm 4 byte150, 151, 152 vaø 153 thuoäc mieàn V, trong ñoù byte 150 coù vai troø byte cao vaø byte 153 laø thaáp trong töø keùp. 63 32 31 16 15 8 7 VB150 (byte cao) VB151 (byte thaáp) VD150 VB150 VB151 VB152 VB153 V0 # V4095 I0.x (x=0÷7) # I7.x (x=0÷7) M0.x (x=0÷7) # M31.x (x=0÷7) Q0.x (x=0÷7) # Q7.x (x=0÷7) SM0.x (x=0÷7) # SM29.x (x=0÷7 SM30.x (x=0÷7 # SM85.x (x=0÷7 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 36 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Taát caû caùc byte thuoäc vuøng döõ lieäu ñeàu coù theå truy nhaäp ñöôïc baèng con troû. Con troû ñöôïc ñònh nghóa trong mieàn V hoaëc caùc thanh ghi AC1, AC2 vaø AC3. Moãi con troû ñòa chæ chæ goàm 4 byte (töø keùp). 3.1.4. Vuøng ñoái töôïng: Vuøng ñoái töôïng ñöôïc söû duïng ñeå löu giöõ döõ lieäu cho caùc ñoái töôïng laäp trình nhö caùc giaù trò töùc thôøi, giaù trò ñaët tröôùc cuûa boä ñeám, hay Timer. Döõ lieäu kieåu ñoái töôïng bao goàm cuûa thanh ghi cuûa Timer, boä ñeám, boä ñeám toác ñoä cao, boä ñeäm vaøo/ra töông töï vaø caùc thanh ghi Accumulator (AC). Kieåu ñöôïc ñoái töôïng bò haïn cheá raát nhieàu vì caùc döõ lieäu kieåu ñoái töôïng chæ ñöôïc ghi theo muïc ñích caàn söû duïng cuûa ñoái töôïng ñoù. Vuøng nhôù ñoái töôïng ñöôïc phaân chia nhö sau: 15 0 bit Timer (ñoïc/ghi) Boä ñeám (ñoïc/ghi) Boä ñeäm coång vaøo töông töï (chæ ñoïc) Boä ñeäm coång ra töông töï (chæ ghi) 31 23 8 0 Thanh ghi Accumulator (ñoïc/ghi) T0 # T255 T0 # T255 C0 # C255 C0 # C255 AW0 # AW30 AQW0 # AQW30 AC0 (khoâng coù khaû naêng laøm con troû) AC1 AC2 AC3 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 37 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Boä ñeám toác ñoä cao (ñoïc/ghi) 3.1.5. Môû roäng ngoõ vaøo/ra: Coù theå môû roäng ngoõ vaøo/ra cuûa PLC baèng caùch gheùp noái theâm vaøo noù caùc modul môû roäng veà phía beân phaûi cuûa CPU (CPU 214 nhieàu nhaát 7 modul), laøm thaønh moät moùc xích, bao goàm caùc modul coù cuøng kieåu. Caùc modul môû roäng soá hay rôøi raïc ñeàu chieám choã trong boä ñeäm, töông öùng vôùi soá ñaàu vaøo/ra cuûa caùc modul. Sau ñaây laø moät ví duï veà caùch ñaët ñòa chæ cho caùc modul môû roäng treân CPU 224: Hình 24. Coång vaøo ra cuûa CPU 224 3.1.6. Thöïc hieän chöông trình: PLC thöïc hieän chöông trình theo chu trình laëp. Moãi voøng laëp ñöôïc goïi laø moät voøng queùt (scan). Moãi voøng queùt ñöôïc baét ñaàu baèng gian ñoaïn ñoïc döõ lieäu töø caùc coång vaøo vuøng ñeäm aûo, tieáp theo laø gian ñoaïn thöïc hieän chöông trình. Trong töøng voøng queùt, chöông trình ñöôïc thöïc hieän baèng leänh ñaàu tieân vaø keát thuùc baèng leänh keát thuùc (MEND). Sau giai ñoaïn thöïc hieän chöông trình laø gian ñoaïn truyeàn thoâng noäi boä vaø kieåm tra loãi. Voøng queùt ñöôïc keát thuùc baèng giai ñoaïn chuyeån caùc noäi dung cuûa boä ñeäm aûo tôùi caùc coång ra HSC0 HSC1 (chæ coù trong CPU 224) HSC2 (chæ coù trong CPU 224) B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 38 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn . Hình 25. Chöông trình thöïc hieän theo voøng queùt (scan) trong S7 – 200. Nhö vaäy, taïi thôøi ñieåm thöïc hieän leänh vaøo/ra, thoâng thöôøng leänh khoâng laøm vieäc maø chæ thoâng qua boä ñeäm aûo cuûa coång trong vuøng nhôù tham soá. Vieäc truyeàn thoâng giöõa boä ñeäm aûo vôùi ngoaïi vi trong caùc giai ñoaïn 1 vaø 4 do CPU quaûn lyù. Khi gaëp leänh vaøo/ra ngay laäp töùc thì heä thoáng seõ cho döøng moïi coâng vieäc khaùc, ngay caû chöông trình xöû lyù ngaét, ñeå thöïc hieän leänh naøy moät caùch tröïc tieáp vôùi coång vaøo/ra. Neáu söû duïng caùc cheá ñoä xöû lyù ngaét, chöông trình con töông öùng vôùi töøng tín hieäu ngaét ñöôïc soaïn thaûo vaø caøi ñaët nhö moät boä phaän cuûa chöông trình. Chöông trình xöû lyù ngaét chæ ñöôïc thöïc hieän trong voøng queùt khi xuaát hieän tín hieäu baùo ngaét vaø coù theå xaûy ra ôû baát cöù ñieåm naøo trong voøng queùt. 3.1.7. Caáu truùc chöông trình cuûa S7 – 200 Coù theå laäp trình cho S7 – 200 baèng caùch söû duïng moät trong nhöõng phaàn meàm sau ñaây: - STEP 7 – Micro/WIN Nhöõng phaàn meàm naøy ñeàu coù theå caøi ñaët ñöôïc treân caùc maùy laäp trình hoï PG7xx vaø caùc maùy tính caù nhaân (PC). Caùc chöông trình cho S7 – 200 phaûi coù caáu truùc bao goàm chöông trình chính (main program) vaø sau ñoù ñeán caùc chöông trình con vaø caùc chöông trình xöû lyù ngaét ñöôïc chæ ra sau ñaây: - Chöông trình chính ñöôïc keát thuùc baèng leänh keát thuùc chöông trình (MEND) 4. Chuyeån döõ lieäu töø boä ñeäm aûo ra ngoaïi vi 3. Truyeàn thoâng vaø töï kieåm tra loãi 1. Nhaäp döõ lieäu töø ngoaïi vi vaøo boä ñeäm aûo 2. Thöïc hieän chöông trình B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 39 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn - Chöông trình con laø moät boä phaän cuûa chöông trình. Caùc chöông trình con phaûi ñöôïc vieát sau leänh keát thuùc chöông trình chính, ñoù laø leänh MEND. - Caùc chöông trình xöû lyù ngaét laø moät boä phaän cuûa chöông trình. Neáu caàn söû duïng chöông trình xöû lyù ngaét phaûi vieát sau leänh keát thuùc chöông trình chính MEND. Caùc chöông trình con ñöôïc nhoùm laïi thaønh moät nhoùm ngay sau chöông trình chính. Sau ñoù ñeán caùc chöông trình xöû lyù ngaét. Baèng caùch vieát nhö vaäy, caáu truùc chöông trình ñöôïc roõ raøng vaø thuaän tieän hôn trong vieäc ñoïc chöông trình sau naøy. Coù theå töï do troän laãn caùc chöông trình con vaø chöông trình xöû lyù ngaét ñaèng sau chöông trình chính. 3.2 Ngoân ngöõ laäp trình S7-200 3.2.1. Phöông phaùp laäp trình: S7 – 200 bieåu dieãn moät maïch logic cöùng baèng moät daõy caùc leänh laäp trình. Chöông trình bao goàm moät daõy caùc leänh. S7 – 200 thöïc hieän chöông trình baét ñaàu töø leänh laäp trình ñaàu tieân vaø keát thuùc ôû leänh cuoái trong moät voøng. Moät voøng nhö vaäy ñöôïc goïi laø voøng queùt. Moät voøng (scan cycle) queùt ñöôïc baét ñaàu baèng vieäc ñoïc traïng thaùi cuûa ñaàu vaøo, vaø sau ñoù thöïc hieän chöông trình. Scan cycle keát thuùc baèng vieäc thay ñoåi traïng thaùi ñaàu ra. Tröôùc khi baét ñaàu moät voøng queùt tieáp theo S7 – 200 thöïc thi caùc nhieäm vuï beân trong vaø nhieäm vuï truyeàn thoâng. Chu trình thöïc hieän chöông trình laø chu trình laëp. Caùch laäp trình cho S7 – 200 noùi rieâng vaø cho caùc PLC cuûa Siemens noùi chung döïa treân hai phöông phaùp laäp trình cô baûn: Phöông phaùp hình thang (Ladder Logic vieát taét laø LAD) vaø phöông phaùp lieät keâ leänh (Statement List vieát taét laø STL). Neáu chöông trình ñöôïc vieát theo kieåu LAD, thieát bò laäp trình seõ töï taïo ra moät chöông trình theo kieåu STL töông öùng. Nhöng ngöôïc laïi khoâng phaûi moïi chöông trình ñöôïc vieát theo kieåu STL cuõng coù theå chuyeån ñöôïc sang LAD. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 40 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ñònh nghóa veà LAD: LAD laø moät ngoân ngöõ laäp trình baèng ñoà hoïa. Nhöõng thaønh phaàn cô baûn döøng trong LAD töông öùng vôùi caùc thaønh phaàn cuûa baûng ñieàu khieån baèng rôle. Trong chöông trình LAD caùc phaàn töû cô baûn duøng ñeå bieåu dieãn leänh logic nhö sau: - Tieáp ñieåm: laø bieåu töôïng (symbol) moâ taû caùc tieáp ñieåm cuûa rôle. Caùc tieáp ñieåm ñoù coù theå laø thöôøng môû ┤├ hoaëc thöôøng ñoùng ┤/├. - Cuoän daây (coil): laø bieåu töôïng ─( )─ moâ taû caùc rôle ñöôïc maéc theo chieàu doøng ñieän cung caáp cho rôle. - Hoäp (box): laø bieåu töôïng moâ taû caùc haøm khaùc nhau noù laøm vieäc khi coù doøng ñieän chaïy ñeán hoäp. Nhöõng daïng haøm thöôøng ñöôïc bieåu dieãn baèng hoäp laø caùc boä ñònh thôøi gian (Timer), boä ñeám (Counter) vaø caùc haøm toaùn hoïc. Cuoän daây vaø caùc hoäp phaûi ñöôïc maéc ñuùng chieàu doøng ñieän. - Maïng LAD: laø ñöôøng noái caùc phaàn töû thaønh moät maïch hoaøn thieän, ñi töø ñöôøng nguoàn beân traùi sang ñöôøng nguoàn beân phaûi. Ñöôøng nguoàn beân traùi laø daây noùng, ñöôøng nguoàn beân phaûi laø daây trung hoøa hay laø ñöôøng trôû veà nguoàn cung caáp (ñöôøng nguoàn beân phaûi thöôøng khoâng ñöôïc theå hieän khi duøng chöông trình tieän duïng STEP7-Micro/DOS hoaëc STEP7-Micro/WIN). Doøng ñieän chaïy töø beân traùi qua caùc tieáp ñieåm ñeán caùc cuoän daây hoaëc caùc hoäp trôû veà beân phaûi nguoàn. Ñònh nghóa veà STL: phöông phaùp lieät keâ leänh (STL) laø phöông phaùp theå hieän chöông trình döôùi daïng taäp hôïp caùc caâu leänh. Moãi caâu leänh trong chöông trình, keå caû nhöõng leänh hình thöùc, bieåu dieãn moät chöùc naêng cuûa PLC. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 41 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ñònh nghóa veà ngaên xeáp logic (logic stack): S0 Stack 0 – bit ñaàu tieân hay bit treân cuøng cuûa ngaên xeáp S1 Stack 1 – Bit thöù hai cuûa ngaên xeáp S2 Stack 2 – Bit thöù ba cuûa ngaên xeáp S3 Stack 3 – Bit thöù tö cuûa ngaên xeáp S4 Stack 4 – Bit thöù naêm cuûa ngaên xeáp S5 Stack 5 – Bit thöù saùu cuûa ngaên xeáp S6 Stack 6 – Bit thöù baûy cuûa ngaên xeáp S7 Stack 7 – Bit thöù taùm cuûa ngaên xeáp S8 Stack 8 – Bit thöù chín cuûa ngaên xeáp Ñeå taïo ra moät chöông trình daïng STL, ngöôøi laäp trình caàn phaûi hieåu roõ phöông thöùc söû duïng 9 bit cuûa ngaên xeáp logic cuûa S7 – 200. Ngaên xeáp logic laø moät khoái goàm 9 bit choàng leân nhau. Taát caû caùc thuaät toaùn lieân quan ñeán ngaên xeáp ñeàu chæ laøm vieäc vôùi bit ñaàu tieân hoaëc vôùi bit ñaàu tieân vaø bit thöù hai cuûa ngaên xeáp. Giaù trò logic môùi ñeàu coù theå ñöôïc göûi (hoaëc ñöôïc noái theâm) vaøo ngaên xeáp. Khi phoái hôïp hai bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp, thì ngaên xeáp seõ ñöôïc keùo leân moät bit. Ví duï veà Ladder Logic vaø Statement List: LAD STL ──┤├───( ) LD I0.0 = Q1.0 Heä leänh cuûa S7 – 200: ñöôïc chia laøm ba nhoùm - Caùc leänh maø khi thöïc hieän thì laøm vieäc ñoäc laäp khoâng phuï thuoäc vaøo giaù trò logic cuûa ngaên xeáp. - Caùc leänh chæ thöïc hieän khi bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp coù giaù trò logic baèng 1. - Caùc nhaõn leänh ñaùnh daáu trong vò trí taäp leänh. I0.0 Q1.0 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 42 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3.2.2. Caùc toaùn haïng giôùi haïn cho pheùp cuûa CPU 224 Phöông phaùp truy nhaäp Giôùi haïn cho pheùp cuûa toaùn haïng cuûa CPU 224 Truy nhaäp theo bit (ñòa chæ byte, chæ soá bit) V (0.0 ñeán 4095.7) I (0.0 ñeán 7.7) Q (0.0 ñeán 7.7) M (0.0 ñeán 31.7) SM (0.0 ñeán 85.7) T (0 ñeán 7.7) C (0.0 ñeán 7.7) Truy nhaäp theo byte VB (0 ñeán 4095) IB (0 ñeán 7) MB (0 ñeán 31) SMB (0 ñeán 85) AC (0 ñeán 3) Haèng soá Truy nhaäp theo töø ñôn (word) (ñòa chæ byte cao) VW (0 ñeán 4094) T (0 ñeán 127) C (0 ñeán 127) IW (0 ñeán 6) QW (0 ñeán 6) MW (0 ñeán 30) SMW (0 ñeán 84) AC (0 ñeán 3) AIW (0 ñeán 30) AQW (0 ñeán 30) Haèng soá Thuy nhaäp theo töø keùp (ñòa chæ byte cao) VD (0 ñeán 4092) ID (0 ñeán 4) QD (0 ñeán 4) MD (0 ñeán 28) SMD (0 ñeán 82) AC (0 ñeán 3) HC (0 ñeán 2) Haèng soá B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 43 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3.2.3. Moät soá leänh cô baûn: + Leänh vaøo/ra: - LOAD (LD): Leänh LD naïp giaù trò logic cuûa moät tieáp ñieåm vaøo trong bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp, caùc giaù trò coøn laïi trong ngaên xeáp bò ñaåy luøi xuoáng moät bit. - LOAD NOT (LDN): Leänh LD naïp giaù trò logic cuûa moät tieáp ñieåm vaøo trong bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp, caùc giaù trò coøn laïi trong ngaên xeáp bò ñaåy luøi xuoáng moät bit. Bò ñaåy ra khoûi Bò ñaåy ra khoûi ngaên xeáp ngaên xeáp Caùc daïng khaùc nhau cuûa leänh LD, LDN cho LAD nhö sau: LAD Moâ taû Toaùn haïng n ┤├ Tieáp ñieåm thöôøng môû seõ ñoùng neáu n=1 n ┤\├ Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng seõ môû khi n=1 n: I, Q, M, SM, (bit) T, C n ┤I├ Tieáp ñieåm thöôøng môû seõ ñoùng töùc thôøi khi n=1 n ┤\I├ Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng seõ môû töùc thôøi khi n=1 n:1 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 ~m C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Tröôùc LDN Sau C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Tröôùc LD Sau B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 44 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Caùc daïng khaùc nhau cuûa leänh LD, LDN cho STL nhö sau: LAD Moâ taû Toaùn haïng LD n Leänh naïp giaù trò logic cuûa ñieåm n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. LDN n Leänh naïp giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa ñieåm n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. n: I, Q, M, SM, (bit) T, C LDI n Leänh naïp töùc thôøi giaù trò logic cuûa ñieåm n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. LDNI n Leänh naïp töùc thôøi giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa ñieåm n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. n:1 - OUTPUT (=): leänh sao cheùp noäi dung cuûa bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp vaøo bit ñöôïc chæ ñònh trong leänh. Noäi dung ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi. Moâ taû leänh OUTPUT baèng LAD nhö sau: LAD Moâ taû Toaùn haïng n ─( ) Cuoän daây ñaàu ra ôû traïng thaùi kích thích khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua n:I,Q,M,SM,T, C (bit) n ─( I ) Cuoän daây ñaàu ra ñöôïc kích thích töùc thôøi khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua n: Q (bit) + Caùc leänh ghi/xoùa giaù trò cho tieáp ñieåm: - SET (S) -RESET (R): Leänh duøng ñeå ñoùng vaø ngaét caùc ñieåm giaùn ñoaïn ñaõ ñöôïc thieát keá. Trong LAD, logic ñieàu khieån doøng ñieän ñoùng hay ngaét caùc cuoän daây ñaàu ra. Khi doøng ñieàu khieån ñeán caùc cuoän daây thì caùc cuoân daây ñoùng hoaëc môû caùc tieáp ñieåm. Trong STL, leänh truyeàn traïng thaùi bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp ñeán caùc ñieåm thieát keá. Neáu bit naøy coù giaù trò baèng 1, caùc leänh S hoaëc R seõ ñoùng ngaét tieáp ñieåm hoaëc moät daõy caùc tieáp ñieåm (giôùi haïn töø 1 ñeán 255). Noäi dung cuûa ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi bôûi caùc leänh naøy. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 45 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Moâ taû leänh S (Set) vaø R (Reset) baèng LAD: LAD Moâ taû Toaùn haïng S bit n ──( S ) Ñoùng moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø ñòa chæ S-bit S bit n ──( R ) Ngaét moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø S-bit. Neáu S-bit laïi chæ vaøo Timer hoaëc Counter thì leänh seõ xoaù bit ñaàu ra cuûa Timer/Counter ñoù. S-bit: I, Q, M,SM,T, C,V (bit) n (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, haèng soá, *VD, *AC S bit n ──( SI ) Ñoùng töùc thôøi moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø ñòa chæ S-bit S bit n ──( RI ) Ngaét töùc thôøi moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø ñòa chæ S-bit S-bit: Q (bit) n(byte):IB,QB, MB, SMB, VB,AC, haèng soá, *VD, *AC Moâ taû leänh S (Set) vaø R (Reset) baèng STL: STL Moâ taû Toaùn haïng S S-bit n Ghi giaù trò logic vaøo moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S-bit R S-bit n Xoùa moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S-bit. Neáu S-bit laïi chæ vaøo Timer hoaëc Counter thì leänh seõ xoaù bit ñaàu ra cuûa Timer/Counter ñoù. S-bit: I, Q, M,SM,T, C,V (bit) SI S-bit n Ghi töùc thôøi giaù trò logic vaøo moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S-bit RI S-bit n Xoùa töùc thôøi moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S-bit. S-bit: Q (bit) n (byte):IB,QB,MB, SMB, VB,AC, haèng soá, *VD, *AC 3.2.4. Caùc leänh logic ñaïi soá Boolean: Caùc leänh tieáp ñieåm ñaïi soá Boolean cho pheùp taïo laäp caùc maïch logic (khoâng coù nhôù). Trong LAD caùc leänh naøy ñöôïc bieåu dieãn thoâng qua caáu truùc maïch, maéc noái tieáp hay song song caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng hay caùc B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 46 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn tieáp ñieåm thöôøng môû. Trong STL coù theå söû duïng leänh A (And) vaø O (Or) cho caùc haøm hôû hoaëc caùc leänh AN (And Not), ON (Or Not) cho caùc haøm kín. Giaù trò cuûa ngaên xeáp thay ñoåi phuï thuoäc vaøo töøng leänh. Ngoaøi nhöõng leänh laøm vieäc tröïc tieáp vôùi tieáp ñieåm, S7 – 200 coøn coù 5 leänh ñaëc bieät bieåu dieãn cho caùc pheùp tính cuûa ñaïi soá Boolean cho caùc bit trong ngaên xeáp, ñöôïc goïi laø leänh stack logic. Ñoù laø caùc leänh ALD (And Load), OLD (Or Load), LPS (Logic Push), LRD (Logic Read) vaø LPP (Logic Pop). Leänh stack logic ñöôïc duøng ñeå toå hôïp, sao chuïp hoaëc xoaù caùc meänh ñeà logic. LAD khoâng coù boä ñeám daønh cho Stack logic. STL söû duïng caùc leänh stack logic ñeå thöïc hieän phöông trình toång theå coù nhieàu bieåu thöùc con. Leänh Moâ taû Toaùn haïng ALD Leänh toå hôïp giaù trò cuûa bit ñaàu tieân vaø thöù hai cuûa ngaên xeáp baèng pheùp tính logic AND. Keát quaû ghi laïi vaøo bit ñaàu tieân. Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bit. Khoâng coù OLD Leänh toå hôïp giaù trò cuûa bit ñaàu tieân vaø thöù hai cuûa ngaên xeáp baèng pheùp tính logic OR. Keát quaû ghi laïi vaøo bit ñaàu tieân. Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bit. Khoâng coù LPS Leänh Logic Push (LPS) sao chuïp giaù trò cuûa bit ñaàu tieân vaøo bit thöù hai trong ngaên xeáp. Giaù trò coøn laïi bò ñaåy xuoáng moät bit. Bit cuoái cuøng bò ñaåy ra khoûi ngaên xeáp. Khoâng coù LRD Leänh sao cheùp giaù trò cuûa bit thöù hai vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp.Caùc giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp giöõ nguyeân vò trí Khoâng coù LPP Leänh keùo ngaên xeáp leân moät bit. Giaù trò cuûa bit sau ñöôïc chuyeån cho bit tröôùc. Khoâng coù B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 47 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn - AND (A) Leänh A phoái hôïp giaù trò logic cuûa moät tieáp ñieåm n vôùi bít ñaàu tieân ngaên xeáp - OR (O) giaù trò bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp. Keát quaû pheùp tính ñöôïc ñaët laïi vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Giaù trò cuûa caùc bit coøn laïi trong ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi. Taùc ñoäng cuûa caùc pheùp tính A (And) vaø O (Or) -AND LOAD (ALD) - OR LOAD (OR) : Leänh ALD vaø OLD thöïc hieän pheùp tính logic And vaø Or giöõa hai bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp. Keát quaûû cuûa logic naøy seõ ñöôïc ghi laïi vaøo bit ñaàu trong ngaên xeáp. Noäi dung coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bit. Taùc ñoäng cuûa leänh ALD vaø OLD VAØO ngaên xeáp nhö sau: C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Tröôùc (And) Sau Tröôùc (Or) Sau m =C0٨n m =C0٧n C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Tröôùc ALD Sau C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Tröôùc OLD Sau m =C0٨C1 m =C0٧C1 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 48 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn -LOGIC PUSH (LPS) - LOGIC READ (LRD) -LOGIC POP (LPP): Leänh LPS, LRD vaø LPP laø nhöõng leänh thay ñoåi noäi dung bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp. Leänh LPS sao cheùp noäi dung bit ñaàu tieân vaøo bit thöù hai trong ngaên xeáp, noäi dung ngaên xeáp sau ñoù bò ñaåy xuoáng moät bit. Leänh LRD laáy giaù trò bit thöù hai ghi vaøo bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp, noäi dung ngaên xeáp sau ñoù ñöôïc keùo leân moät bit. Leänh LPP keùo ngaên xeáp leân moät bit. 3.2.5. Caùc leänh tieáp ñieåm ñaëc bieät ┤ NOT ├ ┤ P ├ ┤ N ├ Coù theå duøng caùc leänh tieáp ñieåm ñaëc bieät ñeå phaùt hieän söï chuyeån tieáp traïng thaùi cuûa xung (söôøn xung) vaø ñaûo laïi traïng thaùi cuûa doøng cung caáp (giaù trò ñænh cuûa ngaên xeáp). LAD söû duïng caùc tieáp ñieåm ñaëc bieät naøy ñeå taùc ñoäng vaøo doøng cung caáp. Caùc tieáp ñieåm ñaëc bieät khoâng coù toaùn haïng rieâng cuûa chính chuùng vì theá phaûi ñaët chuùng phía tröôùc cuoän daây hoaëc hoäp ñaàu ra. Tieáp ñieåm chuyeån tieáp döông/aâm (caùc leänh söôøn tröôùc vaø söôøn sau) coù nhu caàu veà boä nhôù bôûi vaäy ñoái vôùi CPU 224 coù theå söû duïng nhieàu nhaát laø 256 leänh. f. Caùc leänh so saùnh Khi laäp trình, neáu caùc quyeát ñònh veà ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän döïa treân keát quaû cuûa vieäc so saùnh thì coù theå söû duïng leänh so saùnh theo byte, Word hay Dword cuûa S7 – 200. LAD söû duïng leänh so saùnh ñeå so saùnh caùc giaù trò cuûa byte, word hay Dword (giaù trò thöïc hoaëc nguyeân). Nhöõng leänh so saùnh thöôøng laø: so saùnh nhoû hôn hoaëc baèng (=). Khi so saùnh giaù trò cuûa byte thí khoâng caàn phaûi ñeå yù ñeán daáu cuûa toaùn haïng, ngöôïc laïi khi so saùnh caùc töø hay töø keùp vôùi nhau thì phaûi ñeå yù ñeán daáu cuûa toaùn haïng laø bit cao nhaát trong töø hoaëc töø keùp. Ví duï 7FFF > 8000 vaø 7FFFFFFF > 80000000. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 49 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn LAD Moâ taû Toaùn haïng n1 n2 ─┤==B├─ n1 n2 ─┤==I├─ n1 n2 ─┤==D├─ n1 n2 ─┤==R├─ Tieáp ñieåm ñoùng khi n1=n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(byte): VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const, *VD, *AC n1 n2 ─┤>=B├─ n1 n2 ─┤>=I├─ n1 n2 ─┤>=D├─ n1 n2 ─┤>=R├─ Tieáp ñieåm ñoùng khi n1≥ n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(word): VW, T, C, QW, MW, SMW, AC, AIW, haèng soá, *VD, *AC n1 n2 ─┤<=B├─ n1 n2 ─┤<=I├─ n1 n2 ─┤<=D├─ n1 n2 ─┤<=R├─ Tieáp ñieåm ñoùng khi n1≤ n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(Dword): VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, haèng soá, *VD, *AC Trong STL nhöõng leänh so saùnh thöïc hieän pheùp so saùnh byte, töø hay töø keùp. Caên cöù vaøo kieåu so saùnh (=), keát quaû cuûa pheùp so saùnh coù giaù trò baèng 0 (neáu ñuùng) hoaëc baèng 1 (neáu sai) neân noù coù theå söû duïng keát hôïp cuøng caùc leänh LD, A, O. Ñeå taïo ra ñöôïc caùc pheùp so saùnh maø S7 – 200 khoâng coù leänh so saùnh töông öùng nhö: so saùnh khoâng baèng nhau (), so saùnh nhoû hôn (), coù theå taïo ra ñöôïc nhôø keát hôïp leänh NOT vôùi caùc leänh ñaõ coù (==, >=, <=) B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 50 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3.2.5. Leänh nhaûy vaø leänh goïi chöông trình con Caùc leänh cuûa chöông trình, neáu khoâng coù nhöõng leänh ñieàu khieån rieâng, seõ ñöôïc thöïc hieän theo thöù töï töø treân xuoáng döôùi trong moät voøng queùt. Leänh ñieàu khieån chöông trình cho pheùp thay ñoåi thöù töï thöïc hieän leänh. Chuùng cho pheùp chuyeån thöù töï thöïc hieän, ñaùng leõ ra laø leänh tieáp theo, tôùi moät leänh baát cöù naøo khaùc cuûa chöông trình, trong ñoù nôi ñieàu khieån chuyeån ñeán ñöôïc ñaùnh daáu tröôùc baèng moät nhaõn chæ ñích. Thuoäc nhoùm leänh ñieàu khieån chöông trình goàm: leänh nhaûy, leänh gïoïi chöông trình con. Nhaõn chæ ñích, hay goïi ñôn giaûn laø nhaõn, phaûi ñöôïc ñaùnh daáu tröôùc khi thöïc hieän nhaûy hay leänh goïi chöông trình con. Vieäc ñaët nhaõn cho leänh nhaûy phaûi naèm trong chöông trình. Nhaõn cuûa chöông trình con, hoaëc cuûa chöông trình xöû lyù ngaét ñöôïc khai baùo ôû ñaàu chöông trình. Khoâng theå duøng leänh nhaûy JMP ñeå chuyeån ñieàu khieån töø chöông trình chính vaøo moät vaøo moät nhaõn baát kyø trong chöông trình con hoaëc trong chöông trình xöû lyù ngaét. Töông töï nhö vaäy cuõng khoâng theå töø moät chöông trình con hay chöông trình xöû lyù ngaét nhaûy vaøo baát cöù moät nhaõn naøo naèm ngoaøi caùc chöông trình ñoù. Leänh goïi chöông trình con laø leänh chuyeån ñieàu khieån ñeán chöông trình con. Khi chöông trình con thöïc hieän caùc pheùp tính cuûa mình thì vieäc ñieàu khieån laïi ñöôïc chuyeån trôû veà leänh tieáp theo trong chöông trình chính ngay sau leänh goïi chöông trình con. Töø moät chöông trình con coù theå goïi ñöôïc moät chöông trình con khaùc trong noù, coù theå goïi nhö vaäy nhieàu nhaát laø 8 laàn trong S7 – 200. Ñeä qui (trong moät chöông trình con coù leänh goïi ñeán chính noù) veà nguyeân taéc khoâng bò caám song phaûi chuù yù ñeán giôùi haïn treân. Neáu leänh nhaûy hay leänh goïi chöông trình con ñöôïc thöïc hieän thì ñænh ngaên xeáp luoân coù giaù trò logic baèng 1. Bôûi vaäy trong chöông trình con caùc leänh coù ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän nhö caùc leänh khoâng ñieàu kieän. Sau caùc leänh LBL (ñaët nhaõn) vaø SBR, leänh LD trong STL seõ bò voâ hieäu hoùa. Khi moät chöông trình con ñöôïc goïi, toaøn boä noäi dung cuûa ngaên xeáp seõ ñöôïc caát ñi, ñænh cuûa ngaên xeáp nhaän moät giaù trò môùi laø 1, caùc bit khaùc coøn laïi cuûa ngaên xeáp nhaän giaù trò logic 0 vaø chöông trình ñöôïc chuyeån tieáp ñeán B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 51 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn chöông trình con ñaõ ñöôïc goïi. Khi thöïc hieän xong chöông trình con vaø tröôùc khi ñieàu khieån ñöôïc chuyeån trôû laïi chöông trình ñaõ goïi noù, noäi dung ngaên xeáp ñaõ ñöôïc caát giöõ tröôùc ñoù seõ ñöôïc chuyeån trôû laïi ngaên xeáp. Noäi dung cuûa thanh ghi AC khoâng ñöôïc caát giöõ khi goïi chöông trình con, nhöng khi moät chöông trình xöû lyù ngaét ñöôïc goïi, noäi dung cuûa thanh ghi AC seõ ñöôïc caát giöõ tröôùc khi thöïc hieän chöông trình xöû lyù ngaét vaø naïp laïi khi chöông trình xöû lyù ngaét ñaõ ñöôïc thöïc hieän xong. Bôûi vaäy chöông trình xöû lyù ngaét coù theå töï do söû duïng boán thanh ghi AC cuûa S7 – 200. JMP, CALL + LBL, SBR : Leänh nhaûy JMP vaø leänh goïi chöông trình con SBR cho pheùp chuyeån ñieàu khieån töø vò trí naøy ñeán moät vò trí khaùc trong chöông trình. Cuù phaùp leänh nhaûy vaø leänh goïi chöông trình con trong LAD vaø STL ñeàu coù toaùn haïng laø nhaõn chæ ñích (nôi nhaûy ñeán, nôi chöùa chöông trình con) LAD STL Moâ taû Toaùn haïng n ─( JMP) JMP Kn Leänh nhaûy thöïc hieän vieäc chuyeån ñieàu khieån ñeán nhaõn n trong moät chöông trình. JMP Kn Leänh khai baùo nhaõn n trong moät chöông trình. n: CPU 222: 0÷63 CPU 224: 0÷255 n ─( CALL) CALL Kn Leänh goïi chöông trình con, thöïc hieän pheùp chuyeån ñieàu khieån ñeán chöông trình con coù nhaõn n. SBR Kn Leänh gaùn nhaõn cho moät chöông trình con. n: CPU 222: 0÷15 CPU 224: 0÷255 ─( CRET) CRET Leänh trôû veà chöông trình ñaõ goïi chöông trình con coù ñieàu kieän (bit ñaàu cuûa ngaên xeáp coù giaù trò logic baèng 1) ─( RET) RET Leänh trôû veà chöông trình ñaõ goïi chöông trình con khoâng ñieàu kieän. Khoâng coù LBL: n SBR:n B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 52 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn 3.2.6. Caùc leänh can thieäp vaøo thôøi gian voøng queùt MEND, END, STOP, NOP, WDR Caùc leänh naøy ñöôïc duøng ñeå keát thuùc chöông trình ñang thöïc hieän, vaø keùo daøi moät khoaûng thôøi gian cuûa moät voøng queùt. Trong LAD vaø STL chöông trình phaûi ñöôïc keát thuùc baèng leänh keát thuùc khoâng ñieàu kieän MEND. Coù theå söû duïng leänh keát thuùc coù ñieàu kieän END tröôùc leänh keát thuùc khoâng ñieàu kieän. Leänh STOP keát thuùc chöông trình, noù chuyeån ñieàu khieån chöông trình ñeán cheá ñoä STOP. Neáu nhö gaëp leänh STOP trong chöông trình chính, hoaëc trong chöông trình con thì chöông trình ñang ñöôïc thöïc hieän seõ keát thuùc ngay laäp töùc. Leänh roãng NOP khoâng coù taùc duïng gì trong vieäc thöïc hieän chöông trình. Caàn löu yù leänh NOP phaûi ñöôïc ñaët beân trong chöông trình chính, chöông trình con hoaëc trong chöông trình xöû lyù ngaét. Leänh WDR seõ khôûi ñoäng laïi ñoàng hoà quan saùt (watchdog timer), vaø chöông trình tieáp tuïc ñöôïc thöïc hieän trong voøng queùt ôû cheá ñoä quan saùt neân caån thaän khi söû duïng leänh WDR. Vieäc chuyeån coâng taéc cöùng cuûa S7 – 200 vaøo vò trí STOP hoaëc thöïc hieän leänh STOP trong chöông trình seõ laø nguyeân nhaân ñaët ñieàu khieån vaøo cheá ñoä döøng trong khoaûng thôøi gian 1,4s ... 3.2.7. Caùc leänh ñieàu khieån Timer Timer laø boä taïo thôøi gian giöõa tín hieäu ra neân trong ñieàu khieån vaãn thöôøng ñöôïc goïi laø khaâu treã. Neáu kyù hieäu tín hieäu (logic) vaøo laø x(t) vaø thôøi gian treã taïo ra baèng Timer laø τ thì tín hieäu ñaàu ra cuûa Timer ñoù seõ laø x(t – τ) S7 – 200 coù 256 Timer (vôùi CPU 224) ñöôïc chia laøm hai loaïi khaùc nhau laø: + Timer taïo thôøi gian treã khoâng coù nhôù (On-Delay Timer), kyù hieäu laø TON. + Timer taïo thôøi gian treã coù nhôù (Retentive On-Delay Timer), kyù hieäu laø TONR. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 53 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Hai kieåu Timer cuûa S7 – 200 (TON vaø TONR) phaân bieät vôùi nhau ôû phaûn öùng cuûa noù ñoái vôùi traïng thaùi ñaàu vaøo. Caû hai Timer kieåu TON vaø TONR cuøng baét ñaàu taïo thôøi gian treã tín hieäu keå töø thôøi ñieåm coù söôøn leân ôû tín hieäu ñaàu vaøo, töùc laø khi tín hieäu ñaàu vaøo chuyeån traïng thaùi logic töø 0 leân 1, ñöôïc goïi laø thôøi gian Timer ñöôïc kích, vaø khoâng tính khoaûng thôøi gian khi ñaàu vaøo coù giaù trò logic 0 vaøo thôøi gian treã tín hieäu ñaët tröôùc. Khi ñaàu vaøo coù giaù trò logic baèng 0, TON töï ñoäng reset coøn TONR thì khoâng töï ñoäng reset. Timer TON ñöôïc duøng ñeå taïo thôøi gian treã trong moät khoaûng thôøi gian (mieàn lieân thoâng), coøn vôùi TONR thôøi gian treã seõ ñöôïc taïo ra trong nhieàu khoaûng thôøi gian khaùc nhau. Timer TON vaø TONR bao goàm 3 loaïi vôùi ba ñoä phaân giaûi khaùc nhau, ñoä phaân giaûi 1ms, 10ms vaø 100ms. Thôøi gian treã τ ñöôïc taïo ra chính laø tích cuûa ñoä phaân giaûi cuûa boä Timer ñöôïc choïn vaø giaù trò ñaët tröôùc cho Timer. Ví duï Timer coù ñoä phaân giaûi 10ms vaø giaù trò ñaët tröôùc laø 50 thì thôøi gian treã seõ laø τ = 500ms. Timer cuûa S7 – 200 coù nhöõng tính chaát cô baûn sau: + Caùc boä Timer ñöôïc ñieàu khieån bôûi moät coång vaøo vaø giaù trò ñeám töùc thôøi. Giaù trò ñeám töùc thôøi cuûa Timer ñöôïc nhôù trong thanh ghi 2 byte (goïi laø T-word) cuûa Timer, xaùc ñònh khoaûng thôøi gian treã keå töø khi Timer ñöôïc kích. Giaù trò ñaët tröôùc cuûa caùc boä Timer ñöôïc kyù hieäu trong LAD vaø STL laø PT. Giaù trò ñeám töùc thôøi cuûa thanh ghi T-word thöôøng xuyeân ñöôïc so saùnh vôùi giaù trò ñaët tröôùc cuûa Timer. + Moãi boä Timer, ngoaøi thanh ghi 2 byte T-word löu giaù trò ñeám töùc thôøi, coøn coù moät bit kyù hieäu laø T-bit, chæ thò traïng thaùi logic ñaàu ra. Giaù trò logic cuûa bit naøy phuï thuoäc vaøo keát quaû so saùnh giöõa giaù trò ñeám töùc thôøi vôùi giaù trò ñaët tröôùc. + Trong khoaûng thôøi gian tín hieäu x(t) coù giaù trò logic 1, giaù trò ñeám töùc thôøi trong T-word luoân ñöôïc caäp nhaät vaø thay ñoåi taêng daàn cho ñeán khi B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 54 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn noù ñaït giaù trò cöïc ñaïi. Khi giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hay baèng giaù trò ñaët tröôùc, T-bit coù giaù trò logic 1. Ñoä phaân giaûi caùc loaïi Timer cuûa S7 – 200, CPU 224 Leänh Ñoä phaân giaûi Giaù trò cöïc ñaïi CPU 224 1 ms 32,767 s T32 vaø T96 10 ms 327,67 s T33 ÷ T36, T97 ÷ T100 TON 100 ms 3276,7 s T32 ÷ T96, T101 ÷ T127 1 ms 32,767 s T0 vaø T64 10 ms 327,67 s T1 ÷ T4, T65 ÷ T68 TONR 100 ms 3276,7 s T5 ÷ T31, T69 ÷ T95 Cuù phaùp khai baùo söû duïng Timer nhö sau: LAD Moâ taû Toaùn haïng TON—Txx — IN — PT Khai baùo Timer soá hieäu xx kieåu TON ñeå taïo thôøi gian treã tính töø khi ñaàu vaøo IN ñöôïc kích. Neáu nhö giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc PT thì T-bit coù giaù trò logic baèng 1. coù theå reset Timer kieåu TON baèng leänh R hoaëc baèng giaù trò logic 0 taïi ñaàu vaøo IN. Txx (word) CPU224:32÷63 96÷127 PT: VW, T, (word) C, IW, QW,MW,SMW, AC,AIW,haèngsoá TONR—Txx — IN — PT Khai baùo Timer soá hieäu xx kieåu TONR ñeå taïo thôøi gian treã tính töø khi ñaàu vaøo IN ñöôïc kích. Neáu nhö giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc PT thì T-bit coù giaù trò logic baèng 1. Chæ coù theå reset Timer kieåu TON baèng leänh R cho T-bit. Txx (word) CPU224: 0 ÷31 64 ÷95 PT: VW, T, (word) C, IW, QW,MW,SMW, AC,AIW,haèngsoá Khi söû duïng Timer kieåu TONR, giaù trò ñeám töùc thôøi ñöôïc löu laïi vaø khoâng bò thay ñoåi trong khoaûng thôøi gian khi tín hieäu ñaàu vaøo coù logic 0. Giaù trò cuûa T-bit khoâng ñöôïc nhôù maø hoaøn toaøn phuï thuoäc vaøo keát quaû so saùnh giöõa giaù trò ñeám töùc thôøi vaø giaù trò ñaët tröôùc. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 55 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Khi reset moät boä Timer, T-word vaø T-bit cuûa noù ñoàng thôøi ñöôïc xoùa vaø coù giaù trò baèng 0, nhö vaäy giaù trò ñeám töùc thôøi ñöôïc ñaët veà 0 vaø tin hieäu ñaàu ra cuõng coù traïng thaùi logic baèng 0. 3.2.8. Caùc leänh ñieàu khieån Counter Counter laø boä ñeám thöïc hieän chöùc naêng ñeám söôøn xung trong S7 – 200. Caùc boä ñeám cuûa S7 – 200 ñöôïc chia laøm hai loaïi: boä ñeám tieán (CTU) vaø boä ñeám tieán/luøi (CTUD). Boä ñeám tieán CTU ñeám soá söôøn leân cuûa tín hieäu logic ñaàu vaøo, töùc laø ñeám soá laàn thay ñoåi traïng thaùi logic töø 0 leân 1 cuûa tín hieäu. Soá xung ñeám ñöôïc, ñöôïc ghi vaøo thanh ghi 2 byte cuûa boä ñeám, goïi laø thanh ghi C-word. Noäi dung cuûa thanh ghi C-word, goïi laø giaù trò ñeám töùc thôøi cuûa boä ñeám, luoân ñöôïc so saùnh vôùi giaù trò ñaët tröôùc cuûa boä ñeám, ñöôïc kyù hieäu laø PV. Khi giaù trò ñeám töùc thôøi baèng hoaëc lôùn hôn giaù trò ñaët tröôùc naøy thì boä ñeám baùo ra ngoaøi baèng caùch ñaët giaù trò logic 1 vaøo moät bit ñaëc bieät cuûa noù, goïi laø C-bit. Tröôøng hôïp giaù trò ñeám töùc thôøi nhoû hôn giaù trò ñaët tröôùc C-bit coù giaù trò logic laø 0. Khaùc vôùi caùc boä Timer, caùc boä ñeám CTU vaø CTUD ñeàu coù chaân noái vôùi tín hieäu ñieàu khieån xoùa ñeå thöïc hieän vieäc ñaët laïi cheá ñoä khôûi phaùt ban ñaàu (reset) cho boä ñeám, ñöôïc kyù hieäu baèng chöõ caùi R trong LAD, hay ñöôïc qui ñònh laø traïng thaùi logic cuûa bit ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp trong STL. Boä ñeám ñöôïc reset khi tín hieäu xoaù naøy coù möùc logic laø 1 hoaëc khi leänh R (reset) ñöôïc thöïc hieän vôùi C-bit. Khi boä ñeám ñöôïc reset, caû C-word vaø C-bit ñeàu nhaän giaù trò 0. Boä ñeám tieán/luøi CTUD ñeám tieán khi gaêp söôøn leân cuûa xung vaøo coång ñeám tieán, kyù hieäu laø CU hoaëc bit thöù 3 cuûa ngaên xeáp trong STL, vaø ñeám luøi khi gaëp söôøn leân cuûa xung vaøo coång ñeám luøi, kyù hieäu laø CD trong LAD hoaëc bit thöù 2 cuûa ngaên xeáp trong STL. Boä ñeám tieán CTU coù mieàn giaù trò ñeám töùc thôøi töø 0 ñeán 32.767. Boä ñeám tieán/luøi CTUD coù mieàn giaù trò ñeám töùc thôøi töø –32.768 ñeán 32.767. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 56 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn LAD Moâ taû Toaùn haïng CTU – Cxx —CU —PV —R Khai baùo boä ñeám tieán theo söôøn leân cuûa CU. Khi giaù trò ñeám töùc thôøi C- word Cxx lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc PV, C-bit (Cxx) coù giaù trò logic baèng 1. Boä ñeám ñöôïc reset khi ñaàu vaøo R coù giaù trò logic baèng 1. Boä ñeám ngöøng ñeám khi C-word Cxx ñaït ñöôïc giaù trò cöïc ñaïi. Cxx : (word) CPU 224: 0 ÷47 80 ÷127 PV :(word): VW, T,C,IW,QW,MW, SMW, AC, AIW, haèngsoá,*VD,*AC CTUD – Cxx —CU —PV —CD —R Khai baùo boä ñeám tieán/luøi, ñeám tieán theo söôøn leân cuûa CU, ñeám luøi theo söôøn leân cuûa CD. Khi giaù trò ñeám töùc thôøi C-word Cxx lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc PV, C-bit (Cxx) coù giaù trò logic baèng 1. Boä ñeám ngöøng ñeám tieán khi C-word Cxx ñaït ñöôïc giaù trò cöïc ñaïi 32.767 vaø ngöøng ñeám luøi khi C-word Cxx ñaït ñöôïc giaù trò cöïc ñaïi –32.768. CTUD reset khi ñaàu vaøo R coù giaù trò logic baèng 1. Cxx : (word) CPU 224: 48 ÷79 PV :(word): VW, T,C,IW,QW,MW, SMW, AC, AIW, haèngsoá,*VD,*AC 3.2.9. Caùc leänh di chuyeån noäi dung oâ nhôù Caùc leänh di chuyeån thöïc hieän vieäc di chuyeån hoaëc sao cheùp soá lieäu töø vuøng naøy sang vuøng khaùc trong boä nhôù. Trong LAD vaø STL leänh dòch chuyeån thöïc hieän vieäc di chuyeån hay sao cheùp noäi dung moät byte, moät töø ñôn, hoaëc moät töø keùp töø vuøng naøy sang vuøng khaùc trong boä nhôù. Leänh trao ñoåi noäi dung vuûa hai byte trong moät töø ñôn thöïc hieän vieäc chuyeån noäi dung cuûa byte thaáp sang byte cao vaø ngöôïc laïi chuyeån noäi dung cuûa byte cao sang byte thaáp cuûa töø ñoù. MOV_B (LAD) Leänh sao cheùp noäi dung cuûa byte IN sang byte OUT B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 57 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn MOVB (STL) Vaøo( IN) VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant, *VD, *LD, *AC Ra( OUT) VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC MOV_W (LAD) Leänh sao cheùp noäi dung cuûa töø ñôn IN sang OUT MOVW (STL) IN VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC, *VD, *AC, *LD OUT VW, T, C, IW, QW, SW, MW, SMW, LW, AC, AQW, *VD, *AC, *LD MOV_DW (LAD) Leänh sao cheùp noäi dung cuûa töø keùp IN sang OUT MOVD (STL) IN VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 58 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn MOV_R (LAD) Leänh sao cheùp moät soá thöïc töø IN (4byte) sang MOVR (STL) OUT (4byte) IN VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC 3.2.10. Söû duïng boä ñeám toác ñoä cao: Boä ñeám toác ñoä cao ñöôïc söû duïng ñeå theo doõi vaø ñieàu khieån caùc quaù trình coù toác ñoä cao maø PLC khoâng theå khoáng cheá ñöôïc do bò haïn cheá veà thôøi gian cuûa voøng queùt. Trong CPU 224 coù ba boä ñeám toác ñoä cao ñöôïc ñaùnh soá laàn löôït laø: HSC0, HSC1 vaø HSC2. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa boä ñeám toác ñoä cao cuõng töông töï nhö caùc boä ñeám thoâng thöôøng khaùc, töùc laø ñeám theo söôøn leân cuûa tín hieäu ñaàu vaøo. Soá ñeám ñöôïc seõ ñöôïc heä thoáng ghi nhôù vaøo moät oâ nhôù ñaëc bieät kieåu töø keùp vaø ñöôïc goïi laø giaù trò ñeám töùc thôøi kyù hieäu laø CV. Khi giaù trò ñeám töùc thôøi baèng giaù trò ñaët tröôùc thì boä ñeám phaùt ra moät tín hieäu baùo B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 59 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn ngaét. Giaù trò ñaët tröôùc laø moät soá nguyeân 32 bit ñöôïc löu trong moät oâ nhôù kieåu töø keùp, kyù hieäu laø PV. Choïn cheá ñoä laøm vieäc cho Boä ñeám toác ñoä cao baèng leänh HDFE vaø chæ coù theå kích boä ñeám sau khi ñaõ khai baùo cheá ñoä laøm vieäc baèng leänh HSC. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc boä ñeám toác ñoä cao: + HSC0: Taàn soá ñeám cöïc ñaïi cho pheùp cuûa HSC0 laø 2 KHz. Boä ñeám HSC0 söû duïng moät coång vaøo laø I0.0 vaø chæ coù moät cheá ñoä laøm vieäc duy nhaát laø ñeám tieán hoaëc luøi soá caùc söôøn leân cuûa tín hieäu ñaàu vaøo taïi ngoõ vaøo I0.0 HSC0 söû duïng töø keùp SMD38 ñeå löu giaù trò ñeám töùc thôøi CV, giaù trò ñaët tröôùc PV ñöôïc ghi vaøo töø keùp SMD42 (caû hai giaù trò PV vaø CV laø nhöõng soá nguyeân 32 bit coù daáu). Chieàu ñeám tieán/luøi cuûa HSC0 ñöôïc qui ñònh bôûi traïng thaùi cuûa bit SM37.3 nhö sau: SM37.3 = 0 ñeám luøi theo söôøn leân cuûa I0.0 = 1 ñeám tieán theo söôøn leân cuûa I0.0 Caùc böôùc khai baùo söû duïng HSC0 (neân thöïc hieän taïi voøng queùt ñaàu tieân): * Naïp giaù trò ñieàu khieån phuø hôïp cho SMB37. * Xaùc ñònh cheá ñoä laøm vieäc cho boä ñeám baèng leänh HDEF (do HSC0 coù moät cheá ñoä laøm vieäc neân leänh xaùc ñònh seõ laø: HDEF K0 K0) * Naïp giaù trò töùc thôøi ban ñaàu vaø giaù trò ñaët tröôùc vaøo SMD38 vaø SMD42. * Khai baùo söû duïng cheá ñoä ngaét vaøo ra vaø kích tín hieäu baùo ngaét HSC0 baèng leänh ATCH. * Kích boä ñeám baèng leänh HSC K0 +HSC1: taàn soá ñeám cöïc ñaïi taïi ngoõ vaøo laø 7KHz HSC1 laø moät boä ñeám linh hoaït, söû duïng boán ñaàu vaøo I0.6, I0.7, I1.0 vaø I1.1 vôùi 12 cheá ñoä laøm vieäc khaùc nhau. HSC1 söû duïng töø keùp SMD48 ñeå löu giaù trò ñeám töùc thôøi CV, giaù trò ñaët tröôùc PV ñöôïc ghi vaøo töø keùp SMD52 (caû hai giaù trò PV vaø CV laø nhöõng soá nguyeân 32 bit coù daáu). Khaùc vôùi HSC0, HSC1 coù ba khaû naêng ñeám: B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 60 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn * Ñeám tieán hoaëc luøi theo söôøn leân cuûa I0.6 (cheá ñoä 0, 1, 2, 3, 4, 5) * Ñeám tieán theo söôøn leân cuûa I0.6 vaø luøi theo söôøn leân cuûa I0.7 (cheá ñoä 6, 7, 8) * Ñeám tieán hoaëc luøi soá laàn leäch giaù trò logic giöõa hai coång I0.6 vaø I0.7, töùc laø soá laøn pheùp tính logic XOR cuûa I0.6 vaø I0.7 coù keát quaû laø 1 (cheá ñoä 6, 7, 8) Chieàu ñeám (tieán hay luøi) trong cheá ñoä 0, 1, 2 ñöôïc quy ñònh bôûi bit SM47.3 nhö sau: SM47.3 = 0 ñeám luøi theo söôøn leân cuûa I0.6 = 1 ñeám tieán theo söôøn leân cuûa I0.6 vaø trong cheá ñoä 3, 4, 5 bôûi ñaàu vaøo I0.7 nhö sau: I0.7 = 0 ñeám luøi theo söôøn leân cuûa I0.6 = 1 ñeám tieán theo söôøn leân cuûa I0.6 HSC1 coù hai taàn soá ñeám. Trong caùc cheá ñoä 0÷8 taàn soá ñeám baèng taàn soá thay ñoåi traïng thaùi tín hieäu ñaàu vaøo laø 7KHz, rieâng trong cheá ñoä 9, 10, 11 tuøy theo söï khai baùo söû duïng maø taàn soá ñeám coù theå baèng hoaëc coù theå gaáp 4 laàn taàn soá bieán thieân traïng thaùi keát quaû pheùp tính XOR giöõa I0.6 vaø I0.7. Do ñoù trong cheá ñoä 9, 10, 11 taàn soá ñeám cöïc ñaïi cho pheùp cuûa HSC1 seõ laø 28KHz. Caáu truùc byte SMB47 ñöôïc goïi laø byte ñieàu khieån cuûa HSC1 nhö sau SM47.0 Kieåu reset cho tín hieäu xoaù taïi I0.0 (cheá ñoä 1,2,4,5,7,8,10,11) SM47.1 Kieåu kích cho tín hieäu khôûi ñoäng taïi I1.1 (cheá ñoä 2,5,8,11) SM47.2 Taàn soá ñeám cuûa HSC1 (cheá ñoä 9,10,11) SM47.3 Chieàu ñeám: 0 - ñeám luøi, 1 - ñeám tieán SM47.4 Cho pheùp ñoåi chieàu ñeám: 0-khoâng cho pheùp, 1-cho pheùp SM47.5 Cho pheùp söûa ñoåi giaù trò ñaët tröôùc: 0-khoâng cho pheùp, 1-cho pheùp SM47.6 Cho pheùp söûa ñoåi giaù trò töùc thôøi: 0-khoâng cho pheùp, 1-cho pheùp SM47.7 1-cho pheùp kích HSC1, 0-cho pheùp huyû HSC1 - Caùc böôùc khai baùo söû duïng HSC1 (neân thöïc hieän taïi voøng queùt ñaàu tieân): * Naïp giaù trò ñieàu khieån phuø hôïp cho SMB47 (ví duï 16#F8=248) * Xaùc ñònh cheá ñoä laøm vieäc cho boä ñeám baèng leänh HDEF. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 61 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn * Naïp giaù trò töùc thôøi ban ñaàu vaøo SMD48 vaø giaù trò ñaët tröôùc vaøo SMD52. * Khai baùo söû duïng cheá ñoä ngaét vaøo/ra vaø kích tín hieäu baùo ngaét HSC0 baèng leänh ATCH. * Kích boä ñeám baèng leänh HSC. Khi söû duïng HSC1 cuøng vôùi cheá ñoä ngaét vaøo/ra, caùc tín hieäu baùo ngaét sau ñaây seõ ñöôïc phaùt: * Baùo ngaét khi CV=PV neáu tín hieäu baùo ngaét kieåu 13 ñöôïc khai baùo. * Baùo ngaét khi coù tín hieäu baùo thay ñoåi chieàu ñeám töø I0.7, neáu tín hieäu baùo ngaét kieåu 14 ñöôïc khai baùo. * Baùo ngaét khi HSC1 bò reset bôûi I1.0, neáu tín hieäu baùo ngaét kieåu 15 ñöôïc khai baùo. +HSC2: HSC2 coù nguyeân lyù laøm vieäc gioáng nhö HSC1. HSC1 vaø HSC2 laøm vieäc ñoäc laäp, khoâng aûnh höôûng nhau. Caùc ngoõ vaøo I0.6, I0.7, I1.0, I1.1 cuûa HSC1 ñöôïc thay theá baèng I1.2, I1.3, I1.4 vaø I1.5 trong HSC2. Caáu truùc byte SMB57 ñöôïc goïi laø byte ñieàu khieån cuûa HSC2, nhö sau: SM57.0 Kieåu reset cho tín hieäu xoùa taïi I1.4 (cheá ñoä 1,2,4,5,7,8,10,11) SM57.1 Kieåu kích cho tín hieäu khôûi ñoäng taïi I1.5 (cheá ñoä 2,5,8,11) SM57.2 Taàn soá ñeám cuûa HSC2 (cheá ñoä 9,10, vaø 11) SM57.3 Chieàu ñeám: 0 - ñeám luøi, 1 - ñeám tieán. SM57.4 Cho pheùp ñoåi chieàu ñeám: 0 - khoâng cho pheùp, 1 – cho pheùp SM57.5 Cho pheùp söûa ñoåi giaù trò ñaët tröôùc: 0 -khoâng cho pheùp, 1–cho pheùp SM57.6 Cho pheùp söûa ñoåi giaù trò ñeám töùc thôøi:0 -khoâng cho pheùp, 1-cho pheùp SM57.7 1 – cho pheùp kích HSC2, 0 – cho pheùp huûy HSC2 HSC2 coù ba khaû naêng ñeám gioáng nhö HSC1 vaø taàn soá ñeám trong caùc cheá ñoä cuõng gioáng nhö HSC1. + Thuû tuïc khai baùo söû duïng boä ñeám toác ñoä cao: B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 62 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Khai baùo söû duïng caùc boä ñeám HSC0, HSC1 vaø HSC2 neân ñöôïc thöïc hieän taïi voøng queùt ñaàu tieân, khi maø bit SM0.1 coù giaù trò logic laø 1. Thuû tuïc khai baùo toát nhaát laø moät chöông trình con vaø chöông trình con ñoù ñöôïc goïi baèng leänh CALL trong voøng queùt ñaàu. Caùc coâng vieäc cuûa chöông trình con khai baùo söû duïng Boä ñeám toác ñoä cao bao goàm: - Naïp giaù trò veà kieåu hoaït ñoäng phuø hôïp cho byte ñieàu khieån. Ví duï nhö khi khai baùo kieåu hoaït ñoäng cho HSC1 vôùi: * Tín hieäu xoùa ngoaøi tích cöïc khi coù logic laø 1 thì phaûi ghi 0 vaøo SM47.0 * Tín hieäu kích (start) ngoaøi tích cöïc khi coù logic laø 1 thì ghi 0 vaøo SM47.1 * Taàn soá ñeám baèng taàn soá cuûa tín hieäu vaøo thì ghi 0 vaøo SM47.2 * Ñeám tieán theo söôøn leân cuûa tín hieäu vaøo thì ghi 1 vaøo SM47.3 * Cho pheùp ñoåi chieàu ñeám thì ghi 1 vaøo SM47.4 * Cho pheùp thay ñoåi giaù trò daët tröôùc thì ghi 1 vaøo SM47.5 * Cho pheùp thay ñoåi giaù trò ñeám töùc thôøi thì ghi 1 vaøo SM47.6 * Cho pheùp kích HSC1 thì ghi 1 vaøo SM47.7 -Xaùc ñònh cheá ñoä laø vieäc cho boä ñeám baèng leänh HDEF. Ví duï nhö muoán xaùc ñònh cheá ñoä laøm vieäc soá 3 cho HSC1 thì thöïc hieän leänh sau trong STL: HDEF K1 K3 -Naïp giaù trò ñeám töùc thôøi ban ñaàu vaø giaù trò ñaët tröôùc. Ví duï naïp giaù trò ñeám töùc thôøi ban ñaàu laø 0 vaø giaù trò ñaët tröôùc laø 3 cho HSC1 thì thöïc hieän leänh sau trong STL: MOVD K0 SMD48 giaù trò ñeám töùc thôøi ban ñaàu laø0. MOVD K3 SMD52 giaù trò ñaët tröôùc laø 3. -Khai baùo söû duïng cheá ñoä ngaét vaøo/ra vaø kích tín hieäu baùo ngaét. Ví duï nhö söû duïng HSC1 laøm tín hieäu baùo ngaét vaøo/ra maõ hieäu 13 (khi CV=PV) vaø maõ hieäu 14 (khi ñoåi chieàu ñeám) vôùi caùc chöông trình xöû lyù ngaét töông öùng coù nhaõn laø 0 vaø 1 thì thöïc hieän caùc leänh sau trong STL: ATCH K0 K13 ATCH K1 K14 B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 63 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn -Kích boä ñeám vôùi kieåu laøm vieäc ñaõ ghi trong byte ñieàu khieån baèng leänh HSC. Ví duï nhö kích boä ñeám HSC1 theo SMB47 baèng caùch thöïc hieän leänh sau trong - STL: HSC K1 3.2.11. §ång hå thêi gian thùc §ång hå nµy chØ cã tõ CPU 224 trë lªn, cã 2 lÖnh ®äc vµ ghi cho ®ång hå nµy. Nh÷ng gi¸ trÞ ®−îc ®äc hoÆc ghi lµ nh÷ng gi¸ trÞ vÒ ngµy, th¸ng, n¨m, vµ c¸c gi¸ trÞ giê, phót, gi©y. C¸c d÷ liÖu ®−îc ®äc vµ ghi víi ®ång hå thêi gian thùc cã ®é dµi 1 byte vµ ®−îc m· ho¸ thµnh m· nhÞ thËp ph©n BCD. Chóng n»m trªn bé ®Öm 8 byte kÒ tiÕp nhau: Byte 0 n¨m 00-99 Byte 1 th¸ng 0- 12 Byte 2 ngµy 1 – 31 Byte 3 giê 0 -23 Byte 4 phót 0 – 59 Byte 5 gi©y 0 – 59 Byte 6 00 Byte 7 ngµy trong tuÇn 1- 7 (1 lµ chñ nhËt) CÊu tróc lÖnh : LÖnh ®äc d÷ liÖu tõ ®ång hå thêi gian thùc: Read _ RTC ( d¹ng LAD) TODR ( d¹ng STL) LÖnh ghi d÷ liÖu vµo ®ång thêi gian thùc Set _ RTC ( d¹ng LAD) TODW (d¹ng STL) Bé ®Öm 8 byte ®−îc chØ thÞ b»ng to¸n h¹ng T, T cã thÓ lµ thanh ghi: T VB, IB, QB, MB, SMB, SB, LB, *VD, *AC, *LD Chó ý: TuyÖt ®èi kh«ng sö dông TODR Vµ TODW ®ång thêi võa ë trong ch−¬ng tr×nh chÝnh vµ trong ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t. V× khi mét lÖnh TODR hay TODW ®· ®−îc thùc hiÖn trong ch−¬ng tr×nh chÝnh th× trong ch−¬ng tr×nh ng¾t sÏ kh«ng ®−îc thùc hiÖn n÷a. n. KÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ chÊp hµnh CPU 224 cã hai lo¹i, mét lo¹i sö dông nguån 220 V xoay chiÒu vµ mét lo¹i sñ dông nguån 24 V mét chiÒu. Víi CPU 224 sö dông nguån 1 chiÒu th× B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 64 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn ®Ó cÊp nguån cho PLC thi cäc L(+) ®Êu víi d−¬ng nguån cßn ch©n ®Êt ®Êu víi (-) nguån S¬ ®å kÕt nèi nh− sau: B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 65 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn Ch−¬ng 4 X©y dùng m« h×nh c¾t èng 4.1 Tæng quan m« h×nh c¾t èng 4.1.1 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m« h×nh H×nh 26. S¬ ®å ho¹t ®éng cña m« h×nh c¾t èng Sau mét thêi gian thùc tËp tèt nghiÖp t¹i c«ng ty èng thÐp ViÖt Nam, qua viÖc nghiªn cøu c¸c quy tr×nh c«ng nghÖ t«i nhËn thÊy c«ng ®o¹n c¾t èng lµ c«ng ®o¹n quan träng ®· ®−îc tù ®éng ho¸ hoµn toµn vµ phï hîp víi kh¶ n¨ng x©y dùng m« h×nh cña ®Ò tµi. Trong ®iÒu kiÖn cô thÓ t«i ®· x©y dùng m« h×nh c¾t èng tù ®éng trªn c¬ së øng dông kü thuËt lËp tr×nh PLC vµ cã thÓ thÓ hiÖn mét phÇn c«ng ®o¹n c¾t èng thùc t¹i nhµ m¸y. Trong m« h×nh c¾t èng tù ®éng cã c¸c thiÕt bÞ cô thÓ nh− sau: a. Kh©u b¨ng t¶i bao gåm : + §éng c¬ kÐo b¨ng t¶i 50W 220V tèc ®é 50m/phót + C¸c qu¶ l« truyÒn chuyÓn ®éng ®Ó dÉn h−íng vµ kÐo èng Kh©u b¨ng t¶i Kh©u ®o chiÒu dµi Kh©u kÑp èng Kh©u c¾t èng B¾t ®Çu KÕt thóc B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 66 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn b. Kh©u ®o chiÒu dµi + M¸y ph¸t xung 400xung/vßng ®iÖn ¸p cÊp 5V DC, ®iÖn ¸p møc l«gÝc “1” 5V DC +Khèi trô b»ng thÐp cã chu vi 7 cm g¾n ®ång trôc víi m¸y ph¸t xung + M¹ch ®o chiÒu dµi vµ hiÓn thÞ chiÒu dµi c. Kh©u kÑp èng + Xilanh khÝ nÐn, ®Çu kÑp, c¸c van khÝ nÐn ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn, van tiÕt l−u ®iÒu chØnh l−u l−îng khÝ d. Kh©u c¾t èng + Xilanh khÝ nÐn, c¸c van khÝ nÐn ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn, van tiÕt l−u ®iªu chØnh l−u l−îng khÝ + §éng c¬ dao c¾t 25W 24VDC, dao c¾t + Sensor tiÖm cËn giíi h¹n hµnh tr×nh d−íi cña dao TÊt c¶ ho¹t ®éng cña c¸c thiÕt bÞ trªn ®Òn ®−îc PLC chØ huy lµm viÖc theo ch−¬ng tr×nh ®Þnh s½n. Khi m« h×nh lµm viÖc ®Çu tiªn PLC cho kh©u b¨ng t¶i lµm viÖc, ®ång thêi kh©u ®o chiÒu dµi lµm viÖc. Kh©u ®o chiÒu dµi lµm viÖc xong th«ng b¸o cho PLC biÕt ®· ®ñ chiÒu dµi, kh©u kÑp èng lµm viÖc kÑp chÆt èng. Cuèi cïng kh©u c¾t èng lµm viÖc vµ kÕt thóc mét vßng lµm viÖc. Cô thÓ c¸c thiÕt bÞ tù ®éng ®−îc sö dông trong m« h×nh nhu sau: 4.2 C¸c thiÕt bÞ tù ®éng x©y dùng hÖ thèng tù ®éng c¾t 4.2.1. C¸c thiÕt bÞ c¶m biÕn vµ ®iÒu khiÓn kh«ng lËp tr×nh a. Sensor c¶m biÕn tiÕp xóc tiÖm cËn ( Proximity Sensor ) H×nh 27. Promixity Sensor B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 67 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn C¶m biÕn nµy ho¹t ®éng theo nguyªn lý c¶m øng ®o vÞ trÝ vµ sù chuyÓn dÞch. VËt cÇn ®o vÞ trÝ ®−îc g¾n vµo mét phÇn tö g©y ra sù biÕn thiªn tõ th«ng trong cuén d©y vËt g¾n vµo ë ®©y lµ miÕng kim lo¹i (Metal Object). Khi phÇn tö ®éng tÞnh tiÕn hoÆc quay th× hÖ sè tù c¶m cña cuén d©y trong Sensor hoÆc th«ng qua sù thay ®æi mèi liÖn hÖ gi÷a cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp cña biÕn thÕ thay ®æi g©y nªn sù thay ®æi ®iÖn ¸p gi÷a hai ®Çu thø cÊp. H×nh 28. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña Sensor tiÖm cËn Trong m« h×nh c¾t èng Sensor tiÖm cËn cã nhiÖm vô nh− mét c«ng t¾c hµnh tr×nh, giíi h¹n vÞ trÝ d−íi cña dao c¾t èng. §Çu ra cña Senser nµy ®−îc ®−a vµo mét ®Çu vµo cña PLC, khi dao c¾t hÕt èng gÆp Sensor nµy vµ nã ph¸t tÝn hiÖu b¸o cho PLC biÕt dao c¾t xong. b. R¬le H×nh 29. Relay Trong hÖ thèng c¸c r¬le nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c cæng ra cña PLC ®Ó cÊp nguån cho cuén d©y cña r¬le. C¸c tiÕp ®iÓm th−êng më cña r¬le ®ãng vai trß nh− c«ng t¾c nèi gi÷a nguån ®iÖn vµo ®éng c¬ hoÆc cuén van, vµ c¸c tiÕp ®iÓm nµy sÏ ®ãng l¹i khi cã tÝn hiÖu cña PLC. Thêi gian ®ãng vµ thêi ®iÓm ®ãng do PLC quyÕt ®Þnh theo ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 68 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn U2 122 c. Encorder M¸y ph¸t xung theo vßng quay H×nh 30. Encorder §©y lµ mét lo¹i c¶m biÕn ®o chiÒu dµi vµ tèc ®é, trong hÖ thèng c¾t èng tù ®éng m¸y ph¸t xung øng dông ®o chiÒu dµi. §Çu trôc m¸y ph¸t xung ®−îc g¾n ®ång trôc víi mét con l¨n ®−îc tiÖn víi chu vi chÝnh x¸c lµ 7 cm. Khi b¨ng t¶i ch¹y kÐo èng ®i vµo tú lªn con l¨n vµ lµm trôc m¸y ph¸t xung quay vµ mét vßng Encorder ph¸t ra 400 xung ± 5 xung. Nh÷ng xung nµy sÏ ®−îc ®−a vµo mét bé vi xö lý, bé nµy sÏ xö lý vµ chuyÓn thµnh chiÒu dµi cña èng. CÊu t¹o cña Encorder bao gåm mét ®Üa cã ®ôc lç trªn ®ã, mét cÆp thu ph¸t hång ngo¹i, bé khuÕch ®¹i lªn 5V DC. Khi cÊp nguån cho Encorder nguån ph¸t ph¸t liªn tôc tia hång ngo¹i, ®Ó ®Çu thu nhËn ®−îc tia hång ngo¹i nµy th× lç trªn ®Üa ph¶i n»m gi÷a cÆp thu ph¸t, trôc cña ®Üa m¸y ph¸t xung lµ trôc cña Encorder. Khi ®Çu thu nhËn ®−îc tÝn hiÖu cña ®Çu ph¸t th× lóc ®ã tÝn hiÖu ra lµ møc cao 5 V. 4.2.2 ThiÕt kÕ l¾p ®Æt m¹ch ®o chiÒu dµi sö dông vi ®iÒu khiÓn AT90S2313 AT 90S8535 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RISC. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì nhịp xung, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1 Mhz. Vi điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá mức độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí. Phần cốt lõi của AVR kết hợp tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 69 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn (Arithmetic Logic Unit), cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC thông thường. H×nh 31. CÊu tróc phÇn cøng cña chÝp AVR AT 90S2313/ SO B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn Duy Hoµng Tr−êng §H N«ng nghiÖp I - 70 - T§H K46 - Khoa C¬ §iÖn U2 AT90S2313/SO 1 4 5 10 20 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 9 11 RESET XTAL2 XTAL1 G N D VCC PB0/AIN0 PB1/AIN1 PB2 PB3/OC1 PB4 PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK PD0/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/T0 PD5/T1 PD6/ICP H×nh 32. ChÝp vi ®iÒu khiÓn AVR AT 90S2313/ SO §Æc tÝnh cña chÝp vi ®iÒu khiÓn: + KiÕn tróc ®−êng èng lÖnh kiÓu hai tÇng cho phÐp t¨ng tèc ®é xö lý lÖnh + Cã chøa nhiÒu bé phËn ngo¹i vi ngay trong chÝp, bao gåm cæng vµo ra I/O sè, bé biÕn ®æi ADC, bé nhí EEPROM, bé ®Þnh thêi, UART, bé ®iÒu chÕ ®é réng xung (PWM) ... §Æc ®iÓm nµy lµm cho chÝp AVR næi bËt h¬n c¸c dßng vi ®iÒu khiÓn cò. + Được chế tạo theo kiến trúc RISC, hiệu cao và điện năng tiêu thụ thấp + Bộ lệnh gồm 118 lệnh, hầu hết đều thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp + 32x8 thanh ghi làm việc đa dụng. + 8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống + Giao diện nối tiếp SPI cho phép lập trình ngay trên hệ thống + Cho phép 1000 lần ghi/xoá + Bộ EEPROM 128 byte . + Cho phép 100.000 ghi/xoá. + Bộ nhớ SRAM 128 byte. + Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit . + 32 ngõ I/O lập trình được + Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART + Vcc=2.7V đến 6V + Tố