Đề tài Nghiên cứu, ứng dụng PLC trong điều khiển tự động máy xấn tôn

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 1 “Nghiên cứu, ứng dụng PLC trong điều khiển tự động máy xấn tôn” Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH (PLC) 1.1. Khái niệm về PLC. PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic Controller Theo hiệp hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ ( NEMA- National Electrical Manufactures Association) thì PLC là một thiết bị điều khiển mà được trang bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian, đếm xung và tính toán cho phép điều khiển nhiều loại máy móc và các bộ xử lý. Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo chương trình. Nói một cách ngắn gọn PLC là một máy tính công nghiệp để thực hiện một dãy quá trình. 1.2.Điểm mạnh và điểm yếu của PLC. a)Điểm mạnh của PLC Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau: - PLC dễ dang tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình - Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Chương trình tác động đến bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng xem xét việc thực hiện và giải quyết tại chỗ những vấn đề liên quan đến sản xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 2 dễ dàng bằng công nghệ điều khiển chu trình trước đây. Như thế, người lập trình chương trình thực hiện việc nối PLC với công nghệ điều khiển chu trình. Người lập chương trình được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn - Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle. - Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không cần những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp điểm và không tiếp điểm. Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện chức năng đó. Ngô ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến khiến thức chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc Việc tạo ra PLC không những dễ cho việc chuyển đổi các tác động bên ngoài thành các tác động bên trong (tức chương trình), mà chương trình tác động nối tiếp bên trong còn trở thành một phần mềm có dạng tương ứng song song với các tác động bên ngoài. Việc chuyển đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với máy tính. - Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới bộ xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. đầu I/O này được đặt tại giữa các dụng cụ ngoài và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic và chuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài có thể làm việc được. - Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì ở PLC những công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương trình và các chương trình đó được lưu giữ ở băng catssete hay đĩa CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở lại. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 3 - Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơle trước đây, - Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm. b) Điểm yếu của PLC Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp thức hoá. Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử dụng bằng phương pháp rơle. 1.3.Cấu trúc của PLC : Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, gồm bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện nhập/ xuất (I/O), và thiết bị lập trình. (Hình 1.1) Bộ xử lý Giao diện nhập Giao diện xuất Nguồn công suất Bộ nhớ Thiết bị lập trình Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 4 Hình 1.1 a) Bộ xử lý của PLC : Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất. b) Bộ nguồn: Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp DC (5V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện có trong các module giao diện nhập và xuất. c) Bộ nhớ: Bộ nhớ là nơi lưu chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển, dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý. Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ : Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung cấp dung lượng lưu trỡ cho hệ điều hành và dữ liệu cố định được CPU sử dụng. Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Ramden Accept Memory) dành cho chương trình của người dùng. Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho dữ liệu. Đây là nơi lưu trữ thông tin theo trạng thái của các thiết bị nhập, xuất, các giá trị của đồng hồ thời chuẩn các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác. RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặc bảng ghi. Một phần của bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho các địa chỉ ngõ vào, ngõ ra, cùng với trạng thái của ngõ vào và ngõ ra đó. Một phần dành cho dữ liệu được cài đặt trước, và một phần khác dành để lưu trữ các giá trị của bộ đếm, các giá trị của đồng hồ thời chuẩn, vv… Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được ( EPROM ) Là các ROM có thể được lập trình, sau đó các chương trình này được thường trú trong ROM. Người dùng có thể thay đổi chương trình và dữ liệu trong RAM. Tất cả các PLC đều có một lượng RAM nhất định để lưu chương trình do người dùng cài đặt và dữ liệu chương trình. Tuy nhiên để tránh mất mát chương trình khi nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ác quy để duy Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 5 trì nội dung RAM trong một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM chương trình có thể được tải vào vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường là module có khoá nối với PLC, do đó chương trình trở thành vĩnh cửu. Ngoài ra còn có các bộ đệm tạm thời lưu trữ các kênh nhập/xuất ( I/O). Dung lượng lưu trữ của bộ nhớ được xác định bằng số lượng từ nhị phân có thể lưu trữ được. Như vậy nếu dung lượng bộ nhớ là 256 từ, bộ nhớ có thể lưu trữ 256×8 = 2048 bit, nếu sử dụng các từ 8 bit và 256× 16 = 4096 bit nếu sử dụng các từ 16 bit. d) Thiếp bị lập trình. Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của bộ xử lý. Chương trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển đến bộ nhớ của PLC. e) Các phần nhập và xuất. Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc hoặc từ các bộ cảm biến vv… Các thiết bị xuất có thể đến các cuộn dây của bộ khởi động động cơ, các van solenoid vv… 1.4.Cấu trúc bên trong cơ bản của PLC. Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU) chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/ xuất. CPU điều khiển và xử lý mọi hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được trang bị đồng hồ có tần số trong khoảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng bộ hóa tất cả các thành phần của hệ thống. Thông tin trong PLC được truyền dưới dạng các tín hiệu digital. Các đường dẫn bên trong truyền các tín hiệu digital được gọi là Bus. Về vật lý bus là bộ dây dẫn truyền các tín hiệu điện. Bus có thể là các vệt dây dẫn trên bản mạch in hoặc các dây điện trong cable bẹ. CPU sử dụng bus dữ liệu để gửi dữ liệu giữa các bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới các vị trí truy cập dữ liệu được lưu trữ và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 6 động điều khiển nội bộ. Bus hệ thống được sử dụng để truyền thông giữa các cổng và thiết bị nhập /xuất. Cấu trúc của PLC được minh hoạ như sơ đồ sau. CPU Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ vi xử lý. Nói chung CPU có: 1. Bộ thuật toán và logic (ALU) chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện các phép toán số học (cộng, trừ, nhân, chia) và các phép toán logic AND, OR,NOT,EXCLUSIVE- OR. Bus ®Þa chØ Bus ®iÒu khiÓn ¾ c quy RAM ch−¬ng tr×nh ng−êi dïng CPU § ång hå ROM HÖ thèng RAM D÷ liÖu ThiÕt bÞ NhËp/XuÊt Palen ch−¬ng tr×nh BUS HÖ thèng (I/O) Bé ®Öm Khíp nèi quang Kho¸ Bé truyÒn ®éng Giao diÖn bé truyÒn ®éng C¸c kªnh nhËp C¸c kªnh xuÊt Bus d÷ liÖu H×nh 1.2 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 7 2. Bộ nhớ còn gọi là các thanh ghi, bên trong bộ vi xử lý, được sử dụng để lưu trữ thông tin liên quan đến sự thực thi của chương trình. 3. Bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển chuẩn thời gian của các phép toán. BUS Bus là các đường dẫn dùng để truyền thông bên trong PLC. Thông tin được truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị phân 1 hoặc 0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệu nào đó. Thuật ngữ từ được sử dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Vì vậy một từ 8 - bit có thể là số nhị phân 00100110. Cả 8- bit này được truyền thông đồng thời theo dây song song của chúng. Hệ thống PLC có 4 loại bus. 1. Bus dữ liệu: tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU. Bộ xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có thể thực hiện các phép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo giá trị 8- bit. 2. Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ. Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ được gán một địa chỉ duy nhất. Mỗi vị trí từ được gán một địa chỉ sao cho dữ liệu được lưu trữ ở vị trí nhất định. để CPU có thể đọc hoặc ghi ở đó bus địa chỉ mang thông tin cho biết địa chỉ sẽ được truy cập. Nếu bus địa chỉ gồm 8 đường, số lượng từ 8-bit, hoặc số lượng địa chỉ phân biệt là 28 = 256. Với bus địa chỉ 16 đường số lượng địa chỉ khả dụng là 65536. 3. Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng để điều khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhập hoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng bộ hoá các hoạt động. 4. Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và các thiết bị nhập/xuất. Bộ nhớ Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ như: bộ nhớ chỉ để đọc (ROM), bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 8 và lập trình được (EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở trên. Chương II CÁC THIẾT BỊ NHẬP- XUẤT Các thiết bị nhập/ xuất trong PLC bao gồm: các tín hiệu digital và analog, Chẳng hạn các công tắc cơ dò tìm vị trí, các công tắc proximity, các công tắc quang điện, các bộ mã hoá, các công tắc nhiệt độ và công tắc áp xuất, các đồng hồ điện áp các biến áp vi sai tuyến tính, các đồng hồ biến dạng, các transitor nhiệt, các cặp nhiệt điện. Các thiết bị xuất gồm rơle, các thiết bị tiếp xúc, các van solenoid, và động cơ v.v… 2.1 Các thiết bị nhập: Một số các thiết bị nhập thông dụng cho PLC: 2.1.1 Công tắc cơ : Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng- mở, hoắc các tín hiệu là kết quả của tác động cơ học làm công tắc mở hoặc đóng. Loại công tắc này có thể được sử dụng để cho biết sự hiện diện của chi tiết gia công trên bàn máy, do chi tiết ép vào công tắc làm cho công tắc đóng. Sự vắng mặt của chi tiết gia công được biểu thị bằng công tắc mở và sự hiện hữu của chi tiết gia công được biểu thị bằng công tắc đóng. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 9 2.1.2 các bộ cảm biến. Hiện nay các bộ cảm biến được sử dụng rộng rãi trong việc đưa tín hiệu đầu vào của PLC. Có rất nhiều loại cảm biến. a) bộ cảm biến quang điện: Các thiết bị chuyển mạch quang điện có thể vận hành theo kiểu truyền phát, vật thể cần phát hiện sẽ chắn chùm sáng không cho chúng chiếu tới thiết bị dò hoặc theo kiểu phát xạ vật thể cần phát hiện sẽ phản chiếu chùm sáng lên thiết bị dò. Trong cả hai kiểu, cực phát bức xạ thông thường gọi là điốt phát quang (LED) thiết bị dò bức xạ có thể là các transistor quang thường là một cặp transistor. Cặp transistor này làm tăng độ nhạy của thiết bị tuỳ theo mạch được sử dụng đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức cao hoặc mức thấp sau khi ánh sáng truyền đến transistor. Các bộ cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của vật thể ở khoảng cách ngắn. b) Cảm biến nhiệt độ : Dạng đơn giản của cảm biến nhiệt độ có thể được sử dụng để cung cấp tín hiệu đóng – ngắt khi nhiệt độ đạt đến giá trị xác định đó là phần tử lưỡng kim. Phần tử này gồm hai dải kim loại khác nhau, ví dụ: đồng thau và sắt, được gắn với nhau. Hai kim loại này có hệ số dãn nở khác nhau. Khi nhiệt độ tăng dải lưỡng kim sẽ bị uốn cong do một trong hai kim loại có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn. khi nguội hiệu ứng uốn cong xảy ra theo chiều ngược lại. Sự chuyển động này của dải lưỡng kim có thể được sử dụng để ngắt các thiết bị tiếp xúc điện. c) Cảm biến áp suất: VËt thÓ Diode ph¸ t quang ThiÕt bÞ dß quang häc VËt thÓ nguån s¸ ng ThiÕt bÞ dß quang häc C¸ c ch©n kÕt nèi ®iÖn Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 10 Các bộ cảm biến áp suất thông dụng cung cấp các đáp ứng liên quan đến áp suất là kiểu màng và kiều xếp. Kiểu màng gồm một đĩa mỏng bằng kim loại hoặc chất dẻo, được định vị theo chu vi. Khi áp xuất ở hai phía của màng khác nhau, tâm màng bị lệch. Độ lệch này tương ứng với chênh lệch áp suất ở hai phía và có thể phát hiện nhờ các đồng hồ biến dạng được gắn với màng hoặc sử dụng bộ lệch này để nén tinh thể áp điện. Khi tinh thể áp điện bị nén sẽ có sự dịch chuyển tương đối giữa các điện tích âm và các điện tích dương trong tinh thể đó và các bề mặt phía ngoài của các tinh thể sẽ tích điện và như vậy hiệu điện thế xuất hiện. Ví dụ về loại cảm biến này là bộ cảm biến Motorola MPX100AP hình 2.3 Bộ cảm biến này có chân không ở một phía của màng, do đó độ lệch của màng cung cấp giá trị áp suất tuyệt đối tác động lên phía bên kia màng. Tín hiệu ra là điện áp, tỉ lệ với áp suất tác động. Bộ cảm biến áp suất có thể được sử dụng để đo mức chất lỏng trong thùng chứa. Áp suất do cột chất lỏng có chiều cao h so với mức nào đó là hρg trong đó ρ là tỉ trọng của chất lỏng và g là gia tốc trọng trường (hình 2.4) ¸p suÊt t¸c dông C¸c ch©n nèi ®iÖn H×nh 2.3 §ång hå ¸p suÊt mμng ChÊt láng H×nh 2.4 ¸p suÊt t¸c dông C¸c ch©n nèi ®iÖn H×nh 2.3 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 11 2.2 Các thiết bị xuất. Các cổng ra của PLC có kiểu rơle hoặc bộ cách điện quang với các kiểu Transistor hoặc triac tuỳ theo các thiết bị được kết nối với chúng sẽ được đóng hoặc mở. Nói chung tín hiệu digital từ kênh suất của PLC được sử dụng để điều khiển thiết bị kích hoạt, sau đó thiết bị kích hoạt điều khiển quá trình nào đó. Thuật ngữ thiết bị kích hoạt được sử dụng cho thiết bị biến đổi tín hiệu điện thành hoạt động có công suất cao hơn, sau đó hoạt động này sẽ điều khiển quá trình Hiện nay PLC được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thuỷ lực, chúng dùng trong việc điều khiển tự động các van điều khiển hướng vận hành bằng solennoid. Van này được sử dụng để điều khiển hướng lưu thông của khí nén hay dầu ép và cũng được sử dụng để vận hành các thiết bị khác, chẳng hạn như chuyển động của Piston trong xylanh. Hình 2.5 minh hoạ kiểu van cuộn được sử dụng để điều khiển chuyển động của Piston trong xylanh. Trong sơ đồ trên khí nén hoặc dầu thủy lực được nạp vào cổng P, cổng này được nối với nguồn áp suất từ bơm hoặc máy nén, và cổng T được nối kết để cho phép dầu tở về thùng chứa hoặc di vào hộp hệ thống thủy lực để đẩy không khí ra ngoài. Khi không có dòng điện chạy qua cuộn solenoid dầu thuỷ lực hoặc khí nén được nạp vào bên phải Piston và được xả ra ở bên trái , kết quả là Piston di chuyển về bên trái. Khi có dòng điện đi qua cuộn ChÊt láng vμo A B PT T Lß xo Piston-Xilanh Solenoid Van 5/2 Dßng ®iÖn qua solenoid kÐo con tr−ît vÒ bªn ph¶i. Khi kh«ng cã dßng ®iÖn lß xo kÐo con tr−ît vÒ bªn tr¸i ChÊt láng ra H×nh 2.5 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 12 solenoid van cuộn chuyển dầu hoặc khí nén đến bên trái Piston và được xả ra ở bên phải. Piston dịch chuyển về bên phải. Sự dịch chuyển của piston có thể được sử dụng để đẩy bộ chuyển hướng hoặc thực hiện dạng dịch chuyển khác cần có công suất. 2.2.1 Một số cơ cấu điều khiển, điều chỉnh trong hệ thống thuỷ lực: Trong hệ thống dầu ép, ngoài cơ cấu biến đổi năng lượng ra còn có rất nhiều loại cơ cấu điều khiển và điều chỉnh làm các nhiệm vụ khác nhau, tùy theo công dụng Các cơ cấu đó có thể được chia ra làm ba loại chính - Cơ cấu chỉnh áp - Cơ cấu chỉnh lưu lượng - Cơ cấu chỉnh hướng. a) Cơ cấu chỉnh áp. Cơ cấu chỉnh áp dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm trị số áp suất trong hệ thống. Van an toàn hay van tràn. Van an toàn dùng để đề phòng sự quá tải trong hệ thống dầu ép. Khi áp suất trong hệ thống vượt quá mức điều chỉnh van, van an toàn mở ra để đưa dầu về bể dầu do đó áp suất giảm xuống. Nhiều khi van an toàn còn làm nhiệm vụ giữ áp suất không đổi trong hệ thống dầu ép. Trong trường hợp này van an toàn đóng vai trò của van áp lực hoặc van tràn để xả bớt dầu thừa về bể dầu. Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.6 H×nh 2.6 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 13 b) Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng. Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng dùng để xác định lượng chất lỏng chảy qua nó trong một đơn vị thời gian, và nhơ thế có thể điều chỉnh được vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống thuỷ lực . Van tiết lưu: Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu và do đó điều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống dầu ép. Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.7 Đây là một dạng van kim với đầu côn để có thể điều chỉnh được lưu lượng đi đến xilanh hay động cơ thuỷ lực. Chính vì vậy có thể điều chỉnh được vận tốc của xilanh. c) Cơ cấu điều khiển hướng. Cơ cấu điều khiển hướng là loại cơ cấu điều khiển dùng để đóng, mở, nối liền hoặc ngăn cách các đường dẫn dầu về những bộ phận tương ứng của hệ thống thuỷ lực. Cơ cấu điều hướng thường dùng các loại sau. Van một chiều. Van một chiều dùng để điều khiển hướng chất lỏng đi theo một hướng và ở hướng kia dầu bị chặn lại. Trong hệ thống thuỷ lực van một chiều thường được đặt ở nhiều vị trí khác nhau tuỳ thuộc vào những mục đích khác nhau. Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.8 H×nh 2.7 H×nh 2.8 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 14 Van đảo chiều. Van đảo chiều là một loại cơ cấu điều khiển dùng đóng, mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các xilanh truyền lực hay động cơ dầu bằng cách đổi hướng chuyển động của dầu ép. Nguyên tắc làm việc. Van đảo chiều có rất nhiều dạng khác nhau, nhưng dựa vào một số đặc điểm chung là số vị trí và số cửa để phân biệt chúng với nhau: Số vị trí: là số chỗ định vị con trượt của van. Thông thường van đảo chiều có hai hoặc ba vị trí, ở những trường hợp đặc biệt có thể có nhiều hơn. Số cửa (đường): là số lỗ để dẫn dầu vào hay ra. Số cửa của van đảo chiều thường dùng là 2, 3, 5, đôi khi dùng nhiều hơn. a) Van đảo chiều hai vị trí (2/2) Tử số chỉ số cửa, mẫu số chỉ số vị trí Sơ đồ và kí hiệu như hình 2.9 Kí hiệu mỗi vị trí là một ô vuông Các mũi tên trong các ô chỉ đường dẫn dầu qua các cửa. Các kí hiệu giống chữ T trong ô vuông là chỉ cửa dầu bị chặn b)Van đảo chiều 3 cửa hai vị trí (3/2) c)Van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 15 d) Van đảo chiều 5 cửa 3 vị trí Một số môđun được sử dụng trong hệ thống thuỷ lực : BA b b a P T a Van 4/2 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 16 BA b oa b TP Van 4/3 a Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 17 b p BPT A aa) t Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 18 Chương III Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 19 LẬP TRÌNH PLC Các chương trình dùng trong hệ thống dựa trên bộ xử lý phải được tải vào hệ thống theo mã máy, đây là chuỗi số theo mã nhị phân để biểu diễn các lệnh chương trình. Tuy nhiên, có thể sử dụng ngôn ngữ Assembly, là ngôn ngữ dựa trên thuật nhớ, ví dụ LD được sử dụng để cho biết hoạt động được yêu cầu để tải thêm dữ liệu tiếp theo LD, và chương trình máy tính (Assembler ) được dùng để diễn dịch thuật nhớ thành mã máy. Việc lập trình có thể được thực hiện ngay từ đầu bằng cách sử dụng các ngôn ngữ bậc cao ví dụ C, BASIC, PASCAL, FORTRAN, COBOL,…Các ngôn ngữ này sử dụng các hàm có sẵn và được biểu diễn bằng các từ đơn giản hoặc kí hiệu mô tả hàm. Ví dụ, trong ngôn ngữ C, kí hiệu & được sử dụng cho toán tử logic AND. Tuy nhiên việc sử dụng các phương pháp này để viết chương trình đòi hỏi một số kĩ năng lập trình nhất định, trong khi các PLC được nhắm đến người dùng là các kỹ sư, không đòi hỏi kiến thức quá cao về lập trình. Do dó việc lập trình bằng ngôn ngữ bậc thang được nghiên cứu và ứng dụng. Đây là phương pháp viết chương trình, có thể chuyển thành mã máy nhờ phần mềm chuyên dùng cho bộ vi xử lý của PLC. Chương này giới thiệu phương pháp lập trình cho PLC một cách tổng quát bằng cách sử dụng các sơ đồ thang. 3.1 Sơ đồ bậc thang. Để giới thiệu về sơ đồ thang ta khảo C«ng t¾c Ngâ vμo dc L1 L2 §éng c¬. M H×nh 3.1 a L1 L2 M §éng c¬.C«ng t¾c H×nh 3.1 b Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 20 sát sơ đồ mắc dây mạch điện như trên hình 3.1a Sơ đồ này trình bày mạch điện dùng để mở hoặc tắt động cơ điện Ta có thể vẽ lại sơ đồ này theo cách khác, sử dụng hai đường dọc để biểu diễn đường dẫn công suất vào và nối phần còn lại giữa hai mạch đó. Hình 3.1b Cả hai mạch đều có công tắc mắc nối tiếp với động cơ và động cơ được cấp điện khi đóng công tắc. Mạch được trình bày trên hình 3.1b được gọi là sơ đồ thang. Với sơ đồ này, nguồn điện cấp cho các mạch luôn luôn được trình bày bằng hai đường dọc, phần con lại của mạch là các đường ngang. Các đường công suất trông giống mặt đứng của thang và các đường ngang của mạch tương tự các nấc thang. Các nấc ngang chỉ cho thấy phần điều khiển của mạch. Các sơ đồ thường cho thấy vị trí vật lý tương đối của các bộ phận trong mạch và cách nối kết chúng. Các sơ đồ thang không nhằm mục đích trình bày vị trí thực tế mà chú trọng trình bày rõ ràng cách điều khiển. 3.2 Lập trình bậc thang PLC. Phương pháp lập trình PLC thông dụng dựa trên các sơ đồ thang. Việc viết chương trình tương đương với việc vẽ mạch chuyển mạch. Sơ đồ thang gồm hai đường dọc biểu diễn đường dẫn công suất. Các mạch nối kết theo đường ngang (các nấc thang) giữa hai đường dọc này. Để vẽ sơ đồ thang cần tuân theo các bước sau: a- Các đường dọc trên sơ đồ biểu diễn đường công suất, các mạch được nối kết giữa hai đường này. b- Mỗi nấc thang xác định một hoạt động trong quá trình điều khiển. c- Sơ đồ thang được đọc từ trái qua phải, từ trên xuống. Hình 3.2 minh hoạ sự quét do PLC thực hiện. NÊc 1 NÊc 2 NÊc 3 NÊc 4 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 21 Nấc thứ nhất được đọc từ trái sang phải, tiếp theo nấc thứ hai được đọc từ trái sang phải v.v…khi ở chế độ hoạt động PLC sẽ đi từ đầu đến cuối của chương trình thang, nấc cuối của chương trình thang được ghi chú rõ ràng sau đó chương trình lại được lặp lại từ đầu. Quá trình lần lượt đi qua tất cả các nấc của chương trình được gọi là chu trình. d- Mỗi nấc thang bắt đầu với một hoặc nhiều ngõ vào và kết thúc với ít nhất một ngõ ra. e- Các thiết bị điện được trình bày ở điều kiện chuẩn của chúng vì vậy công tắc thường mở được trình bày trên sơ đồ thang ở trạng thái mở. Công tắc thường đóng được trình bày ở trạng thái đóng. f- Thiết bị bất kỳ có thể xuất hiện trên nhiều nấc thang. Ví dụ có thể có rơle đóng mạch một hoặc nhiều thiết bị. Các mẫu tự và/hoặc các số giống nhau được sử dụng để ghi nhãn mác cho thiết bị trong từng trường hợp. g- Các ngõ vào và ra được nhận biết theo địa chỉ của chúng, kí hiệu tuỳ theo nhà sản xuất PLC. Đó là địa chỉ ngõ vào hoặc ngõ ra trong bộ nhớ của PLC. Hình 3.3 trình bày các ký hiệu tiêu chuẩn được sử dụng cho thiết bị nhập và xuất. Ký hiệu này áp dụng cho mọi thiết bị được kết nối với ngõ vào. Hoạt động của ngõ vào tương đương với việc đóng hoặc mở công tắc. Các ngõ ra được biểu diễn chỉ bằng một kí hiệu, bất kể thiết bị được kết nối với ngõ ra. Để giải thích cách vẽ nấc sơ đồ thang, có thể xét trường hợp cấp điện cho thiết bị xuất, chẳng hạn động cơ tuỳ thuộc vào công tắc khởi động thường mở. Ngõ vào là công tắc và ngõ ra là động cơ. Hình 3.4 minh hoạ sơ đồ thang, bắt đầu với ngõ vào, có ký hiệu thường mở đối với các tiếp điểm của ngõ Ngâ vμo Ngâ ra H×nh 3.4 C¸c tiÕp ®iÓm ngâ vμo th−êng më C¸c tiÕp ®iÓm ngâ vμo th−êng ®ãng LÖnh ®Æc biÖt ThiÕt bÞ xuÊt NÊc cuèiEND H×nh 3.3 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 22 này. không có các thiết bị nhập khác và nét vẽ kết thúc với ngõ ra, được vẽ bằng kí hiệu O. khi công tắc đóng, có tín hiệu vào, ngõ ra của động cơ được kích hoạt. 3.3 Các hàm logic 3.3.1 Hàm AND. Hình 3.5 minh hoạ tình huống ngõ ra không được cấp công suất, trừ khi hai công tắc thường mở đều đóng. Cả công tắc A và công tắc B đều đóng là trạng thái logic AND. Ta có thể xem trạng thái này là sự biểu diễn hệ thống điều khiển có hai ngõ vào A và B. Chỉ khi A và B đều đóng mới có ngõ ra. Do đó, nếu sử dụng 1 để biểu thị tín hiệu đóng và 0 biểu diễn tín hiệu ngắt, để ngõ ra là 1 thì A và B phải là 1. Sự vận hành này được điều khiển bằng cổng logic AND. Quan hệ giữa các ngõ vào cổng logic và các ngõ ra được liệt kê trên bang chân lý sau: InputA Input B Output 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Hình 3.6 minh hoạ hệ thống cổng AND trên sơ đồ thang, bắt đầu với tập hợp các tiếp điểm thường mở, được ghi ngõ vào A là công tắc A, mắc nối tiếp với công tắc A là các tiếp điểm thường mở khác được ghi là ngõ vào B, để biểu diễn công tắc B. đường vẽ kết thúc với O để biểu diễn ngõ ra. Để có ngõ ra, ngõ vào A và ngõ vào B đều phải đóng. 3.3.2 Hàm OR. Hình 3.7 minh hoạ tình huống ngõ ra được cấp công suất khi H ×n h 3 .5 A B H×nh 3.6 Cæng AND A B Ngâ ra N g â v μ o A N g â v μ o B H × n h 3 . 7 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 23 công tắc thường mở A hoặc B đóng. Tình huống này mô tả cổng logic OR, trong đó, ngõ vào A hoặc ngõ vào B phải hoạt động để có ngõ ra. Bảng chân lý của công này như sau: InputA Input B Output 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Hình 3.8 minh họa hệ thống cổng logic OR trên sơ đồ thang, bắt đầu của sơ đồ thang là tiếp điểm thường mở A, ghi ngõ vào A, mắc song song với tiếp điểm A là kí hiệu tiếp điểm thường mở B. đường vẽ kết thúc với kí hiệu O biểu diễn ngõ ra. 3.3.3 Hàm NOT Hình 3.9 trình bày mạch điện được điều khiển bằng công tắc thường đóng. Khi có tín hiệu vào công tắc mở và tắt dòng điện vào mạch. Mạch này minh hoạ cổng NOT, trong đó ngõ ra xuất hiện khi không có ngõ vào và có ngõ vào khi không có ngõ ra. Cổng này đôi khi còn được gọi là bộ đảo. Bảng chân lý của cổng này như sau: Input A Output 0 1 1 0 H ×nh 3.8 N gâ vμo A N gâ ra N gâ vμo B H×nh 3.9 Ngâ vμo A H ×nh 3.10 N gâ ra A Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 24 Hình 3.10 minh hoạ hệ thống cổng NOT trên sơ đồ thang, ngõ vào A được mắc nối tiếp với ngõ ra O 3.3.4 Hàm NAND. Giả sử cổng NOT được bố trí sau cổng AND hình 3.11a. hệ quả là cổng NOT sẽ đảo ngược mọi tín hiệu ra từ cổng AND. Một trường hợp khác khi ta đặt cổng NOT trên từng ngõ vào của cổng OR ta cũng thu được kết quả như vậy (hình 3.11b). Bảng chân lý chung cho các trường hợp này như sau: InputA Input B Output 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Hình 3.12 minh họa sơ đồ thang của cổng NAND. Khi các tín hiệu vào của ngõ A và ngõ B đều là 0 thì ngõ ra sẽ là 1 hoặc một ngõ vào là 1 còn ngõ vào kia là 0 thì tín hiệu ra cũng sẽ là 1, còn nếu các ngõ vào A và B đều là 1 thi tín hiệu ra sẽ là 0 3.3.5 Hàm NOR Giả sử cổng NOT được bố trí sau cổng OR (hình 3.13a) hệ quả của cách bố trí này là cổng NOT sẽ đảo ngược các tín hiệu ra của cổng OR. Một cách bố trí khác cũng NOT OR H×nh 3.11.b NOT AND NOT H×nh 3.11.a H×nh 3.12 A Ngâ ra B H×nh 3.13.a OR NOT Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 25 cho kết quả như vậy là đặt cổng NOT trên mọi ngõ vào của cổng AND (Hình 3.13b) Bảng chân lý của cổng này như sau: InputA Input B Output 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Tổ hợp cổng OR và cổng NOT được gọi là cổng NOR. Cổng này có ngõ ra là 1 khi ngõ vào A và B đều là 0. Hình 3.14 minh họa sơ đồ thang của hệ thống cổng NOR. Khi ngõ A và B đều không được kích hoạt thì ngõ ra sẽ là 1. 3.3.6 Hàm EXCLUSIVE OR ( XOR) Cổng OR cung cấp ngõ ra là 1 khi một hoặc cả hai ngõ vào là 1. Tuy nhiên, thỉnh thoảng cũng có nhu cầu cổng ra cung cấp ngõ ra là 1 khi một trong hai ngõ vào là 1 còn lại thì ngõ ra sẽ là 0. Cụ thể như bảng chân lý sau: InputA Input B Output 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Cổng này được gọi là cổng Exclusive OR hoặc XOR. Một phương pháp để thược hiện cổng XOR là AND NOT H×nh 3.13.b NOT Ngâ ra H×nh 3.14 A B AND OR NOT H×nh 3.15 A B AND NOT Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 26 bố trí các cổng NOR, AND, OR như trên hình 3.15 Hình 3.16 minh hoạ sơ đồ thang của hệ thống cổng XOR. Khi các ngõ vào A và B đều không được kích hoạt, ngõ ra sẽ là 0. Khi chỉ có ngõ vào A được kích hoạt, nhánh trên sẽ cho kết quả là 1. Khi chỉ có ngõ vào B được kích hoạt, ngõ ra sẽ có tín hiệu là 1 ở nhánh dưới. Khi cả hai ngõ A và B đều được kích hoạt sẽ không có ngõ ra. 3.3.7 Mạch khoá ( Mạch tự duy trì) Trong thực tế có các tình huống cần duy trì sự cung cấp công suất cho ngõ ra ngay cả khi ngõ vào ngừng hoạt động. Ví dụ: Động cơ được khởi động bằng cách nhấn công tắc kiểu nút bấm, kể cả khi các tiếp điểm của công tắc không đóng, động cơ vẫn phải tiếp tục chạy cho đến khi công tắc dừng kiểu nút bấm được nhấn. Thuật ngữ mạch khoá được áp dụng cho các mạch thực hiện hoạt động này. Đây là mạch tự duy trì, nghĩa là sau khi được cung cấp công suất mạch duy trì trạng thái đó cho đến khi nhận các tín hiệu vào khác. Hình 3.17 minh họa sư đồ thang của mạch khoá. Khi tiếp điểm của ngõ vào A đóng, ngõ ra xuất hiện, đồng thời khi đó tiếp điểm của ngõ ra cung đóng nhờ đó mạch được duy trì sự cung cấp năng lượng cho dù ngõ vào A có đóng. Cách duy nhất để tắt ngõ ra là sử dụng tiếp điểm thường đóng B. Để minh họa sự ứng dụng mạch khoá ta khảo sát động cơ được điều khiển bằng các công tắc khởi động, dừng kiểu nút bấm và bố trí đèn tín Ngâ raNgâ vμo B H×nh 3.16 Ngâ vμo A Ngâ vμo A Ngâ vμo B Ngâ vμo BNgâ vμo A H×nh 3.17 Ngâ ra Ngâ ra Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 27 hiệu bật sáng khi động cơ được cấp nguồn và một đèn tín hiệu khác bật sáng khi động cơ không được cấp công suất. Hình 3.18 minh hoạ sơ đồ thang của mạch này theo chuẩn Mitsubishi. Khi X400 được đóng tạm thời, Y430 được cấp công suất và tiếp điểm của Y430 đóng. Điều này dẫn đến tình trạng khoá đồng thời đóng mạch Y431 (Đèn báo khi động cơ được cấp công suất) và khoá mạch Y432 ( Đèn báo khi động cơ không có công suất). Để tắt ngõ ra Y430 chỉ có thể tắt bằng tiếp điểm thường đóng X401. 3.3.8 Mạch nhiều ngõ ra. Với các sơ đồ thang, có thể có nhiều ngõ ra được kết nối với một tiếp điểm Hình 3.19 minh họa chương trình thang hệ thống này theo chuẩn của Mitsubishi. Các ngõ ra Y430, Y431,Y432 được cấp công suất khi các tiếp điểm X400, X402, X403 đóng theo thứ tự H×nh 3.18 Y430 X400 X401 Y430 Y430 Y431 Y430 Y432 §Ìn khi cã c«ng suÊt §Ìn khi kh«ng cã c«ng suÊt H×nh 3.19 Y430X401X400 X402 X403 Y431 Y432 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 28 3.4 Các RƠLE nội: Trong PLC có nhiều linh kiện được sử dụng để lưu giữ dữ liệu, và hoạt động như các Rơle, có khả năng đóng hoặc ngắt mạch để tắt hoặc mở các thiết bị. Đó là các Rơle nội. Các Rơle này không tồn tại dưới dạng các thiết bị chuyển mạch mà chỉ là các bit trong bộ nhớ lưu trữ hoạt động với chức năng Rơle. Đối với lập trình chúng được xem như là các ngõ vào và các ngõ ra của Rơle ngoài. Do đó ngõ vào đối với các công tắc ngoài có thể được sử dụng để cung cấp ngõ ra từ Rơle nội. Hệ quả là các tiếp điểm của Rơle nội được sử dụng phối hợp với các công tắc ngõ vào bên ngoài để tạo thành ngõ ra, ví dụ như kích hoạt động cơ… Để sử dụng, Rơle nội phải được kích hoạt trên một nấc chương trình sau đó tín hiệu ra của Rơle nội được sử dụng để vân hành các tiếp điểm chuyển mạch trên một hoặc nhiều nấc khác của chương trình đó. Các Rơle nội có thể được lập trình với số lượng tập hợp các tiếp điểm kết hợp theo yêu cầu. Để phân biệt Rơle nội với các Rơle ngoài, ngõ ra của Rơle nội và ngõ ra của Rơle ngoài được cấp các địa chỉ khác nhau. Hiện nay các nhà sản xuất PLC có khuynh hướng sử dụng các thuật ngữ khác nhau cho các Rơle nội và biểu diễn các điại chỉ của chúng theo các cách khác nhau Ví dụ: Mitsubishi sử dụng thuật ngữ Rơle phụ hoặc bộ đánh dấu và kí hiệu M100, M101,v.v… Siemens sử dụng thuật ngữ cờ hiệu và kí hiệu F0.0, F0.1 v.v… Với các chương trình thang, ngõ ra của Rơle nội cũng được biểu diễn bằng các kí hiệu của thiết bị xuất () hoặc O, kèm theo là địa chỉ của chúng. Cho biết đó là Rơle nội không phải là Rơle ngoại. Để minh họa công dụng của Rơle nội, ta xét tình huống sau. Hệ thống được kích hoạt khi hai tập hợp các điều kiện nhập khác nhau xuất hiện. Hệ thống này có thể được lập trình dưới dạng hệ thống cổng logic AND tuy nhiên nếu phải kiểm tra nhiều ngõ vào để mỗi trạng thái nhập đều có thể được thực hiện, việc sử dụng Rơle nội sẽ đơn giản hơn. các trạng thái của ngõ vào thứ nhất sẽ được sử dụng để cung cấp ngõ ra đến Rơle nội. Rơle này có các tiếp điểm kết hợp sẽ trở thành một phần của các điều kiện nhập đối với ngõ vào thứ hai. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 29 Hình 3.20 minh hoạ chương trình thang đối với tác vụ trên. Đối với nấc thứ nhất, khi ngõ vào In1 hoặc In3 được đóng cùng với ngõ vào In2, Rơle nội IR1 sẽ được kích hoạt. Điều này dẫn đến các tiếp điểm của IR1 sẽ đóng, sau đó nếu ngõ vào In4 được kích hoạt sẽ có tín hiệu ra từ ngõ ra Out1. Loại tác vụ này có thể được yêu cầu để tự động nâng thanh chắn khi có người đến gần từ một trong hai phía. Ngõ vào In1 và In3 là các ngõ vào từ các bộ cảm biến quang điện dùng để phát hiện có người đang vào hoặc ra từ một trong hai phía của thanh chắn, ngõ vào In1 được kích hoạt từ một phía của thanh chắn và ngõ vào In3 được kích hoạt từ phía khác. Ngõ vào In2 là công tắc cho phép hệ thống hạ xuống. Như vậy, khi ngõ vào In1 hoặc ngõ vào In3 và ngõ vào In2 được kích hoạt, Rơle IR1 sẽ có ngõ ra. Điều này sẽ đóng các tiếp điểm của Rơle. Nội nếu ngõ ra In4, có thể là công tắc giới hạn phát hiện thanh chắn đã đóng, ngõ ra In4 sẽ được kích hoạt và đóng mạch. Hệ quả là có ngõ ra từ Out1, động cơ nâng thanh chắn. Nếu công tắc giới hạn phát hiện thanh chắn đã mở sẵn, có người đi qua thanh chắn, công tắc giới hạn sẽ mở. Do đó, ngõ ra Out1 không được cấp công suất và đối trọng có thể hạ thanh chắn. Rơle nội cho phép liên kết hai bộ phận của chương trình. Bộ phận thứ nhất phát hiện sự hiện diện của người và bộ phận thứ hai phát hiện thanh chắn ở vị trí nâng hay hạ. Một ứng dụng khác của Rơle nội là cài đặt lại mạch khoá. Hình 3.21 minh họa chương trình thang thực hiện tác vụ trên. Khi các tiếp điểm của ngõ vào In1 được đóng tạm thời ngõ ra ở Out1 xuất hiện. Điều này làm đóng các tiếp điểm của H×nh 3.20 IR1 Out 1 In 2In 1 In 3 IR1 IN4 H×nh 3.21 In 1 In2 Out 1 IR1 Out 1 IR1 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 30 Out1, nhờ đó duy trì ngõ ra này, ngay cả khi ngõ vào In1 mở. Khi đóng ngõ vào In2, Rơle nội IR1 được cấp công suất và làm mở các tiếp điểm của IR1, đây là các tiếp điểm thường đóng. Do đó, ngõ ra Out1 bị ngắt mạch và không còn bị khoá. 3.4.1 Rơle điều khiển chính: Khi điều khiển quá nhiều ngõ ra, đôi khi cần đóng hoặc mở toàn bộ một hoặc nhiều phần trong chương trình thang. Điều này có thể đạt được bằng cách ghép các tiếp điểm của cùng một Rơle nội trong mỗi nấc sao cho sự vận hành của Rơle nội đó sẽ ảnh hưởng đến tất cả các tiếp điểm, hoặc sử dụng Rơle điều khiển chính. Hình 3.22 minh họa việc sử dụng Rơle chính để điều khiển một phần của chương trình thang. Khi không có tín hiệu vào ngõ vào In1, Rơle nội MC1 trên ngõ ra không được cấp năng lượng, vì vậy các tiếp điểm của Rơle này mở. Điều đó có nghĩa là tất cả các nấc giữa vị trí được thiết kế để vân hành và nấc bố trí MCR cài đặt lại của MC1 hoặc Rơle điều khiển chính bị ngắt mạch. Giả sử MC1 được thiết kế để vận hành từ nấc chứa MC1, có thể hình dung MC1 phải được bố trí trên đường công suất, vì vậy các nấc 2 và 3 là mở. Khi các tiếp điểm của ngõ vào 1 đóng, Rơle chính MC1 được cấp công suất. Khi đó tất cả các nấc giữa MC1 và nấc có MCR cài đặt lại MC1 được đóng mạch. Các ngõ vào 2 và 3 không thể đóng mạch các ngõ ra 1 và 2 nếu Rơle điều khiển chính 1 chỉ tác động trong phạm vi giữa nấc được thiết kế để vận hành Rơle này và nấc bố trí MCR1. 3.4.2 Đi tắt. H×nh 3.22 In 1 In2 MC1 Out 1 In3 Out 2 MCR1 MC1 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 31 Chức năng thường được áp dụng trong PLC là đi tắt có điều kiện. Nếu các điều kiện thích hợp được đáp ứng, chức năng này cho phép bỏ qua môt phần của chương trình thang. Hình 3.23 minh hoạ chức năng đi tắt một cách khái quát. Khi có tín hiệu vào In1, tiếp điểm của ngõ vào này đóng và có tín hiệu ra đến Rơle đi tắt, cho phép chương trình đi tắt đến nấc kết thúc tắt, bỏ qua các nấc chương trình trung gian. Do đó trong trường hợp này khi có tín hiệu vào In1, chương trình đi tắt đến nấc 4 và tiếp tục với các nấc 5,6.v.v… Khi không có tín hiệu vào In1, Rơle đi tắt không được cấp năng lượng và chương trình tiếp tục với các nấc 2,3.v.v… Tính năng này cho phép thiết kế các chương trình đáp ứng một điều kiện xác định cho trước. Cụ thể ta có thể xây dụng một chương trình đáp ứng điều kiện xác lập cho trước như sau: Nếu nhiệt độ trên 600C quạt sẽ mở còn nếu nhiệt độ dưới 600C quạt sẽ không hoạt động. Hình 3.24 minh hoạ chương trình thang của hệ thống nêu trên theo chuẩn của Mitsubishi. Lệnh đi tắt được ký hiệu bằng CJP (đi tắt có điều kiện )và vị trí đến của đi tắt được kí hiệu là EJP (kết thúc đi tắt). Điều kiện để có thể đi tắt là có tín hiệu vào X400. Khi đi tắt xảy ra, các nấc có các ngõ vào X401 và X403 được bỏ qua và chương trình tiếp tục với các nấc sau lệnh kết thúc đi tắt có địa chỉ phù hợp với lệnh khởi đầu đi tắt. Trong trường hợp này là EJP700. KÕt thóc ®i t¾t H×nh 3.23 In3 In2 In 1 NÊc 1 NÊc 2 NÊc 3 NÊc 4 §i t¾t H×nh 3.24 X402 X401 X400 CJP 700 EJP 700 Y430 Y431 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 32 3.5 Bộ định thời. Trong nhiều tác vụ điều khiển có yêu cầu điều khiển theo thời gian, ví dụ động cơ hoặc bơm có thể được điều khiển để vận hành trong khoảng thời gian xác định, hoặc được đưa vào vận hành sau một khoảng thời gian. Do đó, các PLC đều có các bộ định thời đếm từng phần dây hoặc dây bằng cách sử dụng các đồng hồ bên trong CPU . Các nhà sản xuất PLC không thống nhất về cách lập trình các đồng hồ định giờ và vai trò của chúng. Điểm chung là xem các đồng hồ định giờ như là các Rơle với các cuộn dây. khi được cấp công suất sẽ đóng hoặc mở các tiếp điểm sau một khoảng thời gian xác lập trước. Vì vậy đồng hồ định giờ được coi là ngõ ra đối với nấc có sự điều khiển được thực hiện qua cặp tiếp điểm ở vị trí khác. Một số nhà sản xuất khác lại xem bộ định thời là khối trì hoãn, khi được chèn vào nấc sẽ làm trễ các tín hiệu trong nấc đó đến ngõ ra. 3.5.1 Các loại đồng hồ định giờ. Trong các PLC có nhiều loại đồng hồ định giờ nhưng có thể chia chúng thành các loại như sau: Đồng hồ định giờ hoạt động trễ. Đây là loại đồng hồ định giờ hoạt động sau khoảng thời gian trễ nhất định. Đồng hồ định giờ ngưng trễ. Loại đồng hồ này tiếp tục cho phép các tín hiệu tiếp tục hoạt động trong khoảng thời gian xác định trước khi dừng. Đồng hồ định giờ xung. Loại đồng hồ này hoạt động hoặc ngừng trong khoảng thời gian xung xác định. Trong các bộ PLC cỡ nhỏ thì hai loại đồng hồ định giờ hoạt động trễ và đồng hồ ngưng trễ được dùng rộng rãi. 3.5.2 Lập trình đồng hồ định giờ. Đồng hồ định giờ hoạt động trễ. Hình 3.25 minh hoạ sơ đồ thang có đồng hồ định giờ hoạt động trễ. Đồng hồ này tương tự Rơle có cuộn dây được cấp công suất khi ngõ vào In1 Out 1 §ång hå ®Þnh giê §ång hå ®Þnh giê H×nh 3.25 Thêi gian Th Thêi gian trÔ In1 Out 1 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 33 In1 xuất hiện (nấc 1). Sau thời gian trễ được cài đặt trước, đồng hồ này đóng các tiếp điểm trên nấc 2 nhờ đó Out2 xuất hiện sau thời gian cài đặt trước tính từ khi In1 xuất hiện. Để hiểu rõ công dụng của đồng hồ định giờ, có thể khảo sát chương trình thang được trình bày trên hình 3.26. Khi ngõ vào In1 hoạt động, ngõ ra Out1 đóng mạch. Các tiếp điểm kết hợp với ngõ ra này sẽ khởi động đồng hồ định giờ. Các tiếp điểm của đồng hồ định giờ sẽ đóng sau khoảng thời gian trễ cài đặt trước. Khi điều đó xảy ra ngõ ra Out2 đóng mạch. Đồng hồ ngừng trễ. Hình 3.27 minh hoạ cách sử dụng đồng hồ khởi động trễ. Với cách bố trí như trên khi có tín hiệu vào tức thời đến In1, ngõ ra Out1 và đồng hồ định thời đều được kích hoạt, do đó ngõ vào bị khoá bằng tiếp điểm của Out1, nên ngõ ra này vẫn tiếp tục hoạt động.Sau khoảng thời gian xác lập trước các tiếp điểm thường đóng của đồng hồ định giờ mở và ngắt ngõ ra Out1. Như vậy ngõ ra khởi động và duy trì hoạtđộng cho đến khi hết thời gian trễ. 3.6 Các bộ đếm (counter). Bộ đếm cho phép đếm tần xuất tín hiệu vào. Bộ đếm có thể được sử dụng trong trường hợp đếm các sản phẩn di chuyển trên băng truyền, và số sản phẩm cần chuyển vào thùng. Bộ đếm có thể đếm số vòng quay của trục, hoặc số người đi qua cửav.v… Bộ đếm được cài đặt theo giá trị số cho trước, khi nhận được số xung vào bằng giá trị này, bộ đếm sẽ vận hành các tiếp điểm tương ứng, các tiếp điểm thường mở (NO) sẽ đóng, còn các tiếp điểm thường đóng (NC) sẽ mở. H × n h 3 . 2 6 § å n g h å ® Þ n h g i ê I n 1 O u t 1 O u t 1 O u t 2 H×nh 3.27 §ång hå ®Þnh giê Out 1 In1 Out 1 §ång hå ®Þnh giê Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 34 3.6.1 Các dạng bộ đếm Các nhà sản xuất PLC sử dụng các bộ đếm theo những cách khác nhau. Một số chọn bộ đếm lùi (CTD) hoặc đếm tới (CTU) và cài đặt lại. Xem bộ đếm như cuộn dây Rơle và là ngõ ra trên nấc sơ đồ thang. Như vậy trong PLC có hai loại bộ đếm cơ bản. Đó là bộ đếm ngược và bộ đếm xuôi. Bộ đếm ngược đếm từ giá trị xác lập trước đến zero. Nghĩa là sự kiện được trừ dần đi từ giá trị cài đặt khi đạt đến giá trị zero các tiếp điểm của bộ đếm thay đổi trạng thái. Bộ đếm xuôi. Bộ đếm này đếm từ giá trị zero đến giá trị cài đặt trước. Nghĩa là các sự kiện được cộng dồn cho đến giá trị cài đặt trước. Các tiếp điểm của bộ đếm thay đổi trạng thái. 3.6.2 Lập trình bộ đếm . Hình 3.28 minh hoạ mạch đếm cơ bản. khi có xung tín hiệu vào đến In1, mạch đếm được cài đặt lại. Khi có tín hiệu vào đến In2, mạch đếm bắt đầu hoạt động. Giả sử mạch đếm được xác lập là 10 xung, khi In 2 nhận được 10 xung tín hiệu vào, các tiếp điểm của mạch đếm sẽ đóng và có tín hiệu ra từ Out1. Nếu ở thời điểm bất kì trong quá trình đếm, có tín hiệu vào đến In1 thì bộ đếm được cài đặt lại và bắt đầu đếm lại từ đầu với giá trị đếm 10 xung. Để hiểu rõ công dụng của bộ đếm ta khảo sát ví dụ sau: Điều khiển máy chuyển tải 6 lon đồ hộp theo đường dẫn đến nơi đóngthùng, sau đó chuyển 12 lon theo đường dẫn đến nơi đóng thùng khác. Tấm đổi hướng có thể được điều khiển bằng bộ cảm biến tế bào quang, cung cấp tín hiệu ra mỗi H×nh 3.28 In2 In1 Bé ®Õm Bé ®Õm Out 1 RST Bé ®Õm C 4 6 0 C 4 6 1 X 4 0 0 Y 4 3 0 X 4 0 1 C 4 6 0 K 6 R e s e t O u t X 4 0 1 C 4 6 1 X 4 0 0 R e s e t C 4 6 1 K 1 2 C 4 6 0 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 35 khi có lon đồ hộp đi qua. Vì vậy số xung từ bộ cảm biến này được đếm và sử dụng để điều khiển bộ chuyển hướng. Hình 3.29 trình bày chương trình thang được lập trình theo chuẩn của Mitsubishi. Khi có tín hiệu vào đến X400, cả hai bộ đếm đều được cài đặt lại. Tín hiệu vào X400 có thể do công tắc nút bấm để khởi động băng truyền. Tín hiệu vào cần đếm là X401. Tín hiệu này có thể xuất phát từ bộ cảm biến tế bào quang, khi phát hiện có lon đồ hộp đi dọc theo băng truyền. Bộ đếm C460 bắt đầu đếm sau khi đóng X400. Khi bộ đếm C460 đếm được 6 lon, các tiếp điểm của bộ đếm C460 sẽ đóng và cung cấp tín hiệu ra ở Y430. Đây có thể là cuộn Solenoid được sử dụng để kích hoạt bộ chuyển hướng nhằm chuyển hướng các lon vào thùng này hoặc thùng khác. như vậy bộ chuyển hướng có thể ở vị trí chuyển hướng 6 lon đầu di chuyển trên băng truyền vào thùng 6 lon sau đó tấm chuyển hướng dịch chuyển để cho các lon tiếp theo đến thùng 12 lon. Khi ngừng đếm, bộ đếm C460 đóng các tiếp điểm tương ứng cho phép bộ đếm C461 bắt đầu đếm. Khi bộ đếm C461 đếm được 12 xung đến X401 các tiếp điểm của C461 sẽ đóng. điều này đẫn đến việc cài đặt lại toàn bộ cả hai bộ đếm và quá trình tự lập lại. 3.7 Thanh ghi dịch chuyển. Thuật ngữ thanh ghi được sử dụng đối với các thiết bị điện tử, trong đó dữ liệu có thanh thể được lưu trữ. Rơle nội là thiết bị loại này. Thanh ghi dịch chuyển gồm nhiều Rơle nội gộp theo nhóm, thông thường là 8, 16 hoặc 32, cho phép các bit được lưu trữ di chuyển rừ Rơ le này đến Rơ le khác. Mỗi Rơ le có thể được mở hoặc đóng, các trạng thái này được thiết kế dưới dạng 0 và 1. Thuật ngữ bit được sử dụng cho số nhị Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 36 phân. Vì vậy nếu có 8 Rơ le nội trong thanh ghi, thanh ghi có thể lưu trữ 8 trạng thái 0/1 Mỗi Rơ le nội có thể lưu trữ một trạng thái đóng ngắt. Giả sử trạng thái của thanh ghi ở thời điểm nào đó là: Nghĩa là Rơ le 1 đóng, Rơ le 2 ngắt, Rơ le 3,4 đóng, Rơ le 5,6 ngắt, Rơ le 7 đóng, Rơ le 8 ngắt. cách sắp xếp này được gọi là thanh ghi 8 bit. Các thanh ghi có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu xuất phát từ các nguồn nhập khác ngoài các thiết bị đóng- ngắt, chẳng hạn các công tắc. Thanh ghi dịch chuyển có thể dịch chuyển các bit được lưu trữ. Các thanh ghi dịch chuyển cần có ba tín hiệu vào, thứ nhất để tải dữ liệu vào vị trí thứ nhất của thanh ghi, thứ hai là lệnh dịch chuyển dữ liệu theo chiều dọc một vị trí của thanh ghi và thứ ba là cài đặt lại hoặc xoá việc ghi dữ liệu. Để minh hoạ điều này ta xem tình huống sau: Lúc đầu thanh ghi 8 bit có các trạng thái như sau: Giả sử thanh ghi nhận tín hiệu vào 0. Đây là tín hiệu vào đến Rơ le nội thứ nhất Nếu thanh ghi nhận thêm tín hiệu dịch chuyển, tín hiệu voà này sẽ nhập vào vị trí thứ nhất trên thanh ghi và tất cả các bit sẽ dịch chuyển theo chiều dọc một vị trí. Bit cuối cùng đi ra ngoài và mất đi. 1 2 3 4 5 6 7 8 01001101 101 1001 0 TÝn hiÖu vμo 0 1 0 1 11 0 0 0 TÝn hiÖu ra 0 10 1 0 101 0 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 37 Như vậy tập hợp các Rơ le nội lúc đầu là đóng, ngắt, đóng, đóng, ngắt, ngắt, đóng, ngăt. thì bây giờ là: ngắt, đóng,ngắt, đóng, đóng, ngắt, ngắt, đóng, ngắt. Việc gộp các Rơ le nội thành nhóm để tạo thành thanh ghi dịch chuyển do PLC thực hiện một cách tự động, khi chức năng thanh ghi được chọn. Sau đây ta xét một ví dụ về thanh ghi dịch chuyển cho việc theo dõi các sản phẩm. Ta sử dụng một bộ cảm biến để theo dõi và phát hiện sản phẩm hỏng di chuyển dọc theo băng truyền, và khi sản phẩm đó đến vị trí thích hợp, cơ cấu loại bỏ sẽ được kích hoạt để loại bỏ sản phẩm đó ra khỏi băng truyền. Hình 3.30 là sơ đồ chương trình thang được viết theo ngôn ngữ của Mitsubshi. Khi phát hiện sản phẩm không đạt yêu cầu, tín hiệu xung xuất hiện ở ngõ vào X400. tín hiệu này nhập trạng thái 1 vào thanh ghi dịch chuyển ở Rơ le nội M140.Khi các sản phẩm dịch chuyển, dù có lỗi hay không, đều có xung tín hiệu vào ở X401. tín hiệu này dịch chuyển trạng thái 1 dọc theo thanh ghi. Khi trạng thái 1 đến Rơ le nội M144 sẽ kích hoạt ngõ ra Y430 và cơ cấu loại bỏ sẽ loại sản phẩm hỏng ra khỏi băng truyền. Khi sản phẩm đã bị loại bỏ, tín hiệu vào X403 xuất hiện. Tín hiệu này sẽ cài đặt lại cơ cấu loại bỏ để các sản phẩm tiếp theo không bị loại bỏ cho đến khi có tín hiệu loại bỏ đến M144. Để thực hiện điều này, một tín hiệu ra được cung cấp cho Rơ le nội M100, Rơ le này khoá chặt ngõ vào X403 và ngắt ngõ ra loại bỏ Y430. ở đây chỉ biểu diễn các thành phần cơ bản của hệ thống. Hệ H ×n h 3 .3 0 M 1 4 0X 4 0 2 M 1 0 0X 4 0 3 X 4 0 1 Y 4 3 0M 1 4 4 E N D M 1 0 0 M 1 0 0 M 1 4 4 M 1 4 0 X 4 0 0 M 1 4 0 M 1 4 0 O u t S F T R S T Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 38 thống thực tế gồm nhiều Rơ le nội hơn để đảm bảo cơ cấu loại bỏ bị ngắt khi các sản phẩm đạt yêu cầu di chuyển dọc theo băng truyền và không cho phép tín hiệu vào từ X400 khi sản phẩm đang dịch chuyển. Chương IV Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 39 GIỚI THIỆU VỀ PLC OMRON OMRON là một công ty của Nhật Bản được thành lập năm 1933. OMRON được coi là một trong những hãng điện tử hàng đầu thế giới về công nghệ tự động hoá. Các thiết bị tự động của OMRON có chất lượng cao, được sản xuất với công nghệ mới nhất và rất đa dạng: từ công tắc đơn giản, rơle các lọai , bộ định thời, bộ đếm, cảm biến, kiểm soát nhiệt độ…cho tới các thiết bị điều khiển chương trình hiện đại. Tất cả có gần 20.000 mặt hàng khác nhau, liên tục được cải tiến. 4.1 Cấu trúc cơ bản của PLC OMRON PLC OMRON có bốn thành phần cơ bản sau: a) Input Area: Các tín hiệu nhận vào từ các thiết bị đầu vào bên ngoài (Input devices) sẽ được lưu trong vùng nhớ này. b) Output Area: Các lệnh điều khiển đầu ra sẽ được lưu tạm trong vùng nhớ này. Các mạch điện tử trong PLC sẽ xử lý lệnh và đưa ra tín hiệu điều khiển thiết bị ngoài ( Output devices). c) Bộ xử lý trung tâm (CPU): là nơi xử lý mọi hoạt động của PLC, bao gồm việc thực hiện chương trình d)Bộ nhớ (Memory): là nơi lưu chương trình điều khiển và các trạng thái nhớ trung gian trong quá trình thực hiện Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 40 Mạch đầu vào ( Input Unit) Là mạch điện tử làm nhiệm vụ phối ghép chuyển đổi giữa tín hiệu điện đầu vào (Input) và tín hiệu số sử dụng bên trong PLC. Kết quả của việc xử lý sẽ được lưu ở vùng nhớ Input Area. Mạch đầu vào được cách ly về điện với các mạch trong của PLC nhờ các diốt quang. Bởi vậy nếu có hư hỏng mạch đầu vào sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của CPU. Mạch đầu ra ( Output Unit) Mạch điện tử đầu ra sẽ biến đổi các lệnh mức logic bên trong PLC ( trong vùng nhớ Output Area) thành các tín hiệu điều khiển như đóng mở rơle. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 41 Các thiết bị ra vào thường gặp Công tắc trên bộ CPM 1 PLC training kit sẽ lấy nguồn tờ đầu ra Power supply output 24 V DC có sẵn của PLC với dòng ra tổng cộng tối đa là 0.3 A. các công tắc này mô phỏng các đầu vào số (là các đầu vào chỉ có hai trạng thái) trong thực tế bằng cách bật tắt bằng tay các công tắc này, do vậy thuận tiện trong viêc thử nghiệm hay đào tạo. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 42 Dưới đây là một ví dụ khi đấu dây đầu vào với các thiết bị có trong thực tế thay cho công tắc mô phỏng: Cách nối đầu dây vào số của PLC có thể có ba dạng sau: 1) Đầu vào là tiếp điểm Rơle (Relay) 2) Đầu vào là Transistor kiểu NPN. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 43 3) Đầu vào là Transistor kiểu PNP. Chú ý Dòng vào của các đầu vào IN00000-IN00002 = 12mA Dòng vào của các đầu vào khác bằng 5mA Khi đầu vào của PLC ở mức ON, các đèn tương ứng trong PLC đều sáng Các địa chỉ bộ nhớ trong PLC. Tất cả các đầu vào cũng như các bộ lưu trữ khác trên PLC khi sử dụng trong chương trình đều thông qua các địa chỉ nhớ tương ứng. Các địa chỉ bộ nhớ được tổ chức thành các nhóm gồm 16 bit gọi là word hay chennal (CH). Mỗi bít có giá trị 0 hoặc 1. Các bit được đánh số từ 00 đến 15 từ phải qua trái. Địa chỉ đầy đủ của mỗi bit sẽ được ký hiệu bằng năm chữ số. 3 chữ số đầu từ trái qua là ký hiệu của chennal, hai chữ số tiếp theo là số thứ tự của bit. Khi tham chiếu đến từng bit này ta phải định địa chỉ của từng chennal (word) và số của bit trong word. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 44 Các vùng nhớ ( Memory Area ) trong PLC CPM1. Các vùng nhớ thường dùng trong bộ CPM1. CH000 - CH009 Input Area ( Các đầu vào) CH010 - CH019 OutputArea ( Các đầu ra) CH200 – CH 239 Word Area (Vùng nhớ hỗ trợ tự do) SR240 – SR 255 Speial Registers TR0 – TR 7 Temporaty Registers (Relays) HR00 – HR19 Holding Registers (Relays) AR00 – AR15 Auxiliary Registers (Relays) LR00 – LR15 Link Registers ( Relays) TIM/CNT00 -TIM/ CNT127 Timer/ Counter ( Địa chỉ dạng bit và word của timer và counter. DM0000 – MD1023 Data Memory Read/Write- Vùng nhớ cho phép đọc hoặc ghi DM6144 – DM6599 Data memory Read Only – Vùng nhớ chỉ cho phép đọc Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 45 DM6600 – DM6655 Data memory PLC Setup– Vùng nhớ lưu thiết bị lập trình của PLC Với bộ Training kit các địa chỉ bit trong word CH00 từ bit ô đến bit 11 là cho các đầu vào, còn trong word CH010 các bit 00 đến 7 là cho các đầu ra. Khi viết trong chương trình, các địa chỉ này thường được viết dưới dạng: Ví dụ 000.01 (có dấu chấm giữa địa chỉ của word và số bit trong word) hoặc 00001 ( không có dấu chấm) 4.2 Lập trình bằng Programming Console Programming console là một bộ bàn phím lập trình cầm tay cho PLC của OMRON dùng ngôn ngữ lập trình dạng dòng lệnh Mnemonic. Nó cung được dùng để đọc chương trình bộ nhớ và thiết lập các chế độ hoạt động của PLC. Bộ Programming Console được nối vào cổng Peripheral Port của PLC dùng cáp đi kèm, qua đây Programming Console sẽ nhận được nguồn nuôi từ PLC, đồng thời có thể ghi đọc chương trình PLC Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 46 4.2.1 Khởi đầu với Programming Console. Khi nối Programming Console với PLC màn hình của Programming Console sẽ hỏi Password Sau khi nhập như trên ta sẽ thấy xuất hiện số 00000; Đây là số thứ tự của bước lập trình đầu tiên của PLC. Nếu bấm tiép phím có hình mũi tên xuống ta sẽ thấy các bước tiếp theo của chương trình đã có sẵn của PLC. 4.2.2 Các chế độ hoạt động của PLC Ta có thể chuyển đổi chế độ hoạt động của PLC một cách dễ dàng bằng cách xoay chìa khoá trên bàn phím • Chế độ Program. Là chế độ để lập và sửa chương trình cho PLC. Chương trình của PLC sẽ không được thực hiện trong bước này. • Chế độ theo dõi Monitor. Là chế độ trong đó chương trình của PLC sẽ được thực hiện, đồng thời các địa chỉ của bộ nhớ trong PLC có thể đặt lại trực tiếp từ bộ lập trình như các bit vào ra ( I/O Bits ), Các timer, Counter, và vùng nhớ DM. • Chế độ RUN Là chế độ mà chương trình điều khiển trong PLC được thực hiện ( chạy ) và nội dung bên trong PLC chỉ có thể theo dõi chứ không thể sửa đổi Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 47 từ bên ngoài. Đây là chế độ nên đặt sau khi chương trình đã được nhập và kiểm tra đúng đắn. 4.2.3 Xóa chương trình trong PLC. Để xóa chương trình trong PLC ta làm như sau: a) Chuyển sang chế độ Program mode. b) bấm nút CLR để màn hình hiển thị 00000 c) Bấm lần lượt các nút sau để xoá chương trình trong bộ nhớ của PLC Ví dụ về cách lập một chương trình Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 00005 OUT 01001 00006 END ( 01) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 48 Thao tác cuối cùng vừa rổi là để nạp lệnh END ( kết thúc ). Tất cả các chương trình đều phải kết thúc bằng lệnh này, nếu không có PLC sẽ báo lỗi. Sau khi nhập xong, bấm các mũi tên xuống và lên để kiểm tra chương trinh vừa nhập. Để chạy chương trình, chuyển khoá trên Programming console sang Run hoặc Monitor. 4.2.4 Tìm kiếm trong chương trình. Chước năng tìm kiếm (Search) được dùng để tìm kiếm nhanh một lệnh hoặc một địa chỉ trong chương trình. Sau đó ta có thể thực hiện các thao tác như xoá lệnh, sửa lệnh hay địa chỉ. Ví dụ: Trong chương trình sau có hai lệnh AND 00001 ở hai dịa chỉ khác nhau Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 49 00005 OUT 01001 00006 END ( 01) Để tìm đến địa chỉ lệnh AND 00001 ta làm như sau: Mỗi lần ấn phím SRCH sẽ đưa ta đến nơi gặp lệnh cần tìm kế tiếp. 4.2.5 Xóa lệnh ( Delete ). Để xóa lệnh đang được hiển thị trên Display của Programming console, ta bấm các phím như sau: Chú ý: Khoá chuyển trên Programming console phải được đặt về vị trí Program mode. Ví dụ cần xóa lệnh dưới đây. Địa chỉ Lệnh và tham số 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 LD 00002 00004 AND 00001 00005 OUT 01001 06 END ( 01) Bấm mũi tên xuống cho đến khi gặp lệnh LD 00002 Bấm lần lượt DEL sau đó là mũi tên lên để xóa lệnh này. Sau khi LD 00002 được xóa, lệnh bên dưới này là AND 00001 sẽ được dịch lên địa chỉ 00003 và chương trình mới sẽ là: Địa chỉ Lệnh và tham số Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 50 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 OUT 01000 00003 AND 00001 00004 OUT 01001 00005 END ( 01) 4.2.6 Chèn lệnh ( Insert ) Các lệnh mới có thể được chèn vào lệnh đang được hiển thị trong chương trình hiện hành. Ví dụ: Ta muốn chèn lệnh OR 00002 vào giữa lệnh AND 00001 và OUT 01000 của chương trình sau: 4.2.7 Theo dõi các hoạt động của PLC a- Theo dõi trạng thái một tiếp điểm ( 1 bit) Ví dụ: theo dõi trạng thái của Channel 000 bit 01. b- Bật tắt cưỡng bức các bit (Forced Set / Reset ) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 51 Sau khi hiển thị và theo dõi trạng thái bit CH 010.00 ở bước trên, để cưỡng bức bật bit này lên trạng thái ON ta bấm nút SET. để cưỡng bức bật bit này về trạng thái OFF ta bấm nút RESET. c- theo dõi gía trị một word ( Channel) Ví dụ: Để theo dõi Channel 000 Trạng thái từng bit trong word CH000 có thể được theo dõi khi bấm tiếp phím SHIFT và MONTR Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 52 Các bit trong Channel 000 ở hình trên được biểu thị từ phải qua trái, bit bên phải ngoài cùng là bit 0. Trạng thái bật (ON) của bit được biểu thị bằng số 1 còn trạng thái tắt được biểu thị bằng số 0. Nếu bật các công tắc đầu vào số 1 và 2 ta sẽ thấy các bit tương ứng được bật trên Programming Console như dưới đây. d- Ghi giá trị mới vào word. Giá trị hiện hành của word có thể được ghi đè vào từ Programming Console như ví dụ sau: Channel 010 sẽ được ghi đè giá trị mới là 000F không phụ thuộc vào chương trình hiện hành trong bộ nhớ của PLC. Nói chung các địa chỉ bộ nhớ đầu ra (IR) không nên được ghi đè trừ khi đang thử nghiệm . Sau đây là một ví dụ ghi một giá trị mới vào word DM 1000. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 53 4.3 Lập trình bằng LADDER DAIGRAM 4.3.1 Lập trình bằng sơ đồ thang Ladder Daigram. Các lệnh cơ bản của sơ đồ bậc thang (Ladder Daigram ). Thành phần luôn luôn phải có trong sơ đồ gọi là Power bus. Là nơi dẫn nguồn điện đi vào và đi ra sơ đồ. 4.3.2 Lệnh LD Lệnh LD nối với Power bus trái sẽ khởi đầu một netword của sơ đồ Ladder Daigram. Số ghi phía trên ký hiệu lệnh là địa chỉ của thông số lệnh. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 54 4.3.3 Lệnh OUT. Lệnh Out giống như một rơle chấp hành đưa ra kết quả logic của các lệnh đi trước vào một tiếp điểm (bit) OUTPUT. Chương trình trên kết quả logic của lệnh LD00000 (tiép điểm đóng mở) sẽ điều khiển đầu ra là tiếp điểm 01000. Khi nhập đoạn chương trình trên vào PLC, phải đảm bảo đang ở chế độ Program mode và cuối chương trình phải có lệnh END. Sau đó chuyển sang chế độ Monitor hay Run để chạy. Bật thử công tắc 00000 sẽ khiến đầu ra 01000 cũng bật sáng Chương trình sau, khi bật công tắc 00000 ( công tắc thứ nhất trên bộ Training CPM1 ), đầu ra CH010.00 sẽ được bật lên ON. 4.3.4 Lệnh AND. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 55 Lệnh AND sẽ tạo ra một logic giống nhơ hình dưới đây. Ví dụ trên, việc nối hai điều kiện logic A và B sẽ đòi hỏi cả A và B đều tác dộng ( đóng) thì đèn C đầu ra mới sáng. Dưới đây là một Ladder Daigram có dùng lệnh AND. Lúc này khi bật công tắc CH 000.00 đồng thời bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 mới sáng. 4.3.5 Lệnh OR. Lệnh OR sẽ tạo ra một logic giống như hình dưới đây. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 56 Trong ví dụ trên, việc nối song song hai điều kiện logic A và B sẽ đòi hỏi hoặc A hoặc B tác động ( đóng ) thì đèn C đầu ra sẽ sáng. Dưới đây là một Ladder Daigram có dùng lệnh OR Lúc này khi bật công tắc CH 000.00 thì đèn đầu ra Output 010.00 sẽ sáng. Hoặc khi bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 sẽ sáng. Hoặc khi bật công tắc CH000.00 đồng thời bật công tắc CH 000.01 thì đèn đầu ra Output 010.00 cũng sẽ sáng. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 57 4.3.6 Lệnh AND LD Lệnh AND LD được dùng để xây dựng các khối logic phức tạp hơn bằng cách ghép chúng nối tiếp với nhau. Giả sử có một đoạn chương trình như dưới đây, trong đó đầu ra 01000 sẽ bật khi đầu vào 00000 hoặc 00001 và 000002 bật. Nếu bây giờ điều kiện trên có thêm đầu vào 00003 như dưới đây: Việc nhập vào đoạn chương trình này đòi hỏi phải chia nó ra làm hai khối nối tiếp nhau. Sau đó nhập vào riêng rẽ các lệnh cho từng khối và nối hai khối lại với nhau bằng lệnh AND LD Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 58 4.3.7 Lệnh OR LD. Lệnh OR LD được dùng để xây dựng các khối logic bằng cách ghép chúng song song với nhau. Giả sử ta có một đoạn chương trình dưới đây, trong đó đầu ra 01000 sẽ bật sáng khi đầu vào 00000 và 00001 hoặc 00002 bật. Nếu bây giờ điều kiện trên có thêm đầu vào 00003 như dưới đây: Để nhập vào đoạn chương trình này ta phải chia nó ra làm hai khối con nối song song với nhau như dưới đây. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 59 Ta khảo sát một ví dụ kết hợp hai lệnh AND LD và OR LD. Trình tư thực hiện cũng phải chia thành các khối con và gõ riêng rẽ từng khối vào sau đó dùng lệnh AND LD và OR LD để nhập các khối lại với nhau. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 60 4.3.8 Lệnh AND NOT. Lệnh AND NOT tạo ra một tiếp điểm thường đóng ( Ngược với lệnh AND) Khi đổi lệnh AND 00001 thành AND NOT 00001 như sơ đồ trên , đầu ra CH010.00 sẽ bật khi CH000.00 là ON và CH000.0 là OFF . 4.3.9 Lệnh LD NOT. Lệnh LD NOT tạo ra một tiếp điểm thường đóng ở đầu của đoạn mạch ( ngược với lệnh LD ). 4.3.10 NETWORK. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 61 Một Network được tạo thành bởi các lệnh LOAD, AND, OR, và OUT. Trừ khi dùng để tạo các khối logic nối với nhau bằng lệnh AND LD, hoặc OR LD, Lệnh LOAD sẽ được dùng để tạo một Network mới. 4.3.11 Mạch chốt (Tự giữ)- LATCHING/SELF HOLDING CIRCUIT. Dưới đay là một sơ đồ khối Ladder Daigram của mạch tự giữ rất phổ biến trong lập trình. Khi bật switch CH000.00, đầu ra CH010.00 sẽ bật và giữ và ở trạng thái này bất kể sau đó switch 00000 còn có bật hay không. CH010.00 sẽ bị tắt khi switch 00001 bật. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 62 4.3.12 Các quy tắc chung của sư đồ LADDER DAIGRAM. Nếu muốn đầu ra luôn ở ON, phải nối đầu dây này qua một cờ ( Flag) là bit 25313 ( tức channel 253 bit 13). Bit này là một cờ hệ thống luôn luôn ở trạng thái ON. Có thể nối song song nhiều tiếp điểm cùng lệnh OR hoặc song song nhiều đầu ra dùng lệnh OUT/OUT NOT và dùng nhiều bit đầu vào nhiều lần. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 63 Nếu có hai lệnh Output có cùng địa chỉ bit, lệnh Output trước sẽ không có tác dụng. Một đoạn mạch có thể có nhiều lệnh Out nối song song với nhau. 4.3.13 Lệnh OUT( OUTPUT) và lệnh OUTNOT (OUTPUT NOT) Các lệnh này được kí hiệu trong sơ đồ thang như sau: Lệnh Out và Out not dùng để điều khiển trạng thái của bit được chỉ định theo điều kiện thực hiện ngõ vào là ON thì bit Out sẽ ON còn bit Out not sẽ OFF và ngược lại. B B OUT OUT NOT Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 64 4.3.14 Lệnh SET và RESET. Kí hiệu trong sơ đồ thang như sau: Lệnh SET dùng để ON bit toán tử khi điều kiện ngõ vào là ON và không ảnh hưởng đến trạng thái bit toán tử khi điều kiện thực hiện ngõ vào là OFF. Lệnh RESET dùng để OFF bit toán tử khi điều kiện ngõ vào là ON và không ảnh hưởng đến trạng thái bit toán tử khi điều kiện thực hiện ngõ vào là OFF. 4.3.15 Lệnh KEEP(11). Kí hiệu trong chương trình thang như sau: Lệnh KEEP(11) dùng để duy trì trạng thái bit đã định theo hai điều kiện ngõ vào là S và R. S là ngõ vào SET còn R là ngõ vào RESET. Lệnh Keep(11)hoạt động giống như một Rơ le chốt mà được SET bởi S và RESET bởi R. Biểu đồ minh hoạ: SET B RESET B KEEP(11) B S R §iÒu kiÖn thùc hiÖn S §iÒu kiÖn thùc hiÖn R Tr¹ng th¸i bit B Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 65 4.3.16 Lệnh DIFU(13) và DIFD(14). Kí hiệu trong chương trình thang. Lệnh DIFU(13) và DIFD(14) được dùng để ON bit đã định trong một chu kỳ Mỗi khi thực hiện lệnh DIFU(13), nó sẽ so sánh điều kiện thực hiện tại ngõ vào với điều kiện trước đó của nó. Nếu điều kiện thực hiện trước đó là OFF và hiện tại là ON thì DIFU(13) sẽ ON bit đã định. Nếu điều kiện thực hiện trước đó là ON và hiện tại là ON hay OFF lệnh DIFU(13) sẽ OFF bit đã định. Còn đối với lệnh DIFD(14) khi thực hiện nó sẽ so sánh điều kiện thực hiện tại ngõ vào hiện tại với điều kiện trước đó của nó. Nếu điều kiện thực hiện trước đó là ON và hiện tại là OFF thì DIFD(14) sẽ ON bit đã định. Nếu điều kiện thực hiện tại ngõ vào là ON bất chấp điều kiện trước đó là ON hay OFF lệnh DIFD(14) sẽ OFF bit đã định. Hai lệnh này không ảnh hưởng đến cờ trạng thái. Ví dụ: Xét sơ đồ thang sau: Chương trình thang cho sơ đồ trên. Địa chỉ Lệnh Dữ liệu DIFD(14)B DIFU(13) B DIFU(13) 10014 DIFD(14) 10014 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 66 00000 LD 00000 00001 DIFU(13) 10014 00002 DIFD(14) 10014 Minh họa biểu đồ thời gian: 4.3.17 Lệnh JMP(04) và JME(05) Các lệnh này được dùng để nhảy nấc trong chương trình thang. Ký hiệu trong chương trình thang: N: là số nhảy. Số nhảy N trong lệnh là từ 00 đến 99. JMP(04) luôn luôn được dùng kết hợp với JME(05) để tạo thành lệnh nhảy. để nhảy từ một điểm trong chương trình thang đến một điểm khác. JPM(04) được định nghĩa là điểm mà tại đó lệnh nhảy được tạo. JME(05) được định nghĩa là điểm đích của lệnh nhảy. Khi điều kiện thực hiện ngõ vào cho JMP(04) là ON thì bước nhảy không được tạo và chương trình được thực hiện như đã lập trình. Khi điều kiện thực hiện DIFU(13) §iÒu kiÖn nhËp: 00000 DIFD(14) J M E (0 5 ) N J M P (0 4 ) N Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 67 ngõ vào cho JMP(04) là OFF thì bước nhảy được thi hành. Khi đó chương trình tiếp tục thực hiện tại JME(05). Khi số nhảy N của JMP(04) từ 01 đến 99 thì con trỏ lập tức chuyển đến JME(05) cùng với số nhảy tương ứng. Tất cảc các lệnh ở giữa JMP(04) và JME(05) không được thực hiện, trạng thái của các Timer, Counter, Bit Out, Out not và tất cả trạng thái của bit điều khiển khác đều không thay đổi. Số nhảy này chỉ đụnh nghĩa cho một lần nhảy. Khi số nhảy của JMP(04) là 00, Cpũe tìm đến JME(05) kế có số nhảy N=00. Để thực hiện, nó kiểm tra toàn bộ chương trình tất cả những lệnh và bit điều khiển nằm ở giữa JMP(04) 00 và JME(05) 00 được giữ nguyên. số nhảy 00 có thể được sử dụng nhiều lần đối với JMP(04) mà chỉ cần một đích nhảy đến JME(05). Ví dụ: Chương trình thang như sau: Các lệnh được nhập vào theo PLC OMNRON Địa chỉ Lệnh Dữ liệu 00000 LD 00000 00001 JMP(04) 01 00002 LD 00001 00003 Lệnh 1 00004 LD 00002 00005 Lệnh 2 00006 JME(05) 01 JM P(04) 01 L Önh 1 L Önh 2 JM E (05) 01 00000 00001 00002 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 68 Giải thích: Khi IR 00000 = ON thì chương trình thực hiện từ lệnh 1 đến lệnh 2. khi IR00000 = OFF thì lệnh1 và lệnh 2 được bỏ qua. Chương trình sẽ thực hiện các lệnh tiếp theo. 4.3.18 Lệnh chuyển dữ liệu MOV(21): Ký hiệu trong chương trình thang. Trong đó: S : là word nguồn. D: là word đích. Khi điều kiện thực hiện ngõ vào là OFF, lệnh MOV(21) không thực hiện. Khi điều kiện ngõ vào là ON lệnh MOV(21) sẽ sao chép toàn bộ nội dung của S sang D. Ví dụ: Sử dụng lệnh MOV(21) sao chép nội dung của IR001 cho HR 05 khi IR00000 chuyển từ OFF sang ON. Sơ đồ thang. Chương trình được viết như sau: Địa chỉ Lệnh Toán tử 00000 LD 00000 00001 MOV(21) 01 MOV(21) S D Word nguån Word ®Ých Tr¹ng th¸i bit kh«ng thay ®æi HR05 001 MOV(21) 00000 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 69 HR05 4.3.19 Lệnh MVN(22) Move Not: Kí hiệu trong chương trình thang. Trong đó: S : là word nguồn. D: là word đích. Khi điều kiện thực hiện ngõ vào là ON, lệnh MVN(22) sẽ sao chép nội dung đảo của S sang D. Mỗi bit ON của S tương ứng với bit OFF trong D và bit OFF của S tương ứng với bit ON trong D. 4.3.20 Lệnh tính toán BCD( Binary Code Decimal) – SET CARRY STC(40) Kí hiệu trong chương trình thang. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh STC(40) không thực hiện. STC(40) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. 4.3.21 Lệnh tính toán CLC – CLEAR CARRY (CLC(41) ) Kí hiệu trong chương trình thang. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh CLC(41) không thực hiện. CLC(41) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. 4.3.22 Lệnh ADD(30). Kí hiệu trong chương trình thang. D S MVN(22) STC(40) CLC(41) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 70 Trong đó: Au: Augen word.(Word đã có) Ad: Addend word.(Word bị cộng) R : Result word.( Word kết quả) Chỉ dùng vùng nhớ DM 0000 đến DM 1023. DM 6144 đến DM6655 không được dùng cho R. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh ADD(30) không thực hiện. ADD(30) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. Khi đó ADD(30) sẽ cộng nội dung của Au và Ad rồi đặt kết quả trong R. 4.3.23 Lệnh SUB(31) Trừ BCD. Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Trong đó: Mi: Word bị trừ Su: Word trừ R : Result word.( Word kết quả) Chỉ dùng vùng nhớ DM 0000 đến DM 1023. DM 6144 đến DM6655 không được dùng cho R. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh SUB(31) không thực hiện. SUB(31) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. Khi đó SUB(31) sẽ trừ nội dung của Mi cho Su rồi đặt kết quả trong R. 4.3.24 Lệnh MUL(32) Nhân BCD (BCD MULTIPLY). Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Md: Multiolicand (BCD) Mr: Multiplier (BCD) Su M i SU B(21) R Mr Md MUL(32) R ADD(30) Au Ad R Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 71 R : Result word. Chỉ dùng vùng nhớ DM 0000 đến DM 1023. DM 6144 đến DM6655 không được dùng cho R. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh MUL(32) không thực hiện. MUL(32) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. Khi đó MUL(32) sẽ nhân nội dung của Md cho Mr rồi đặt kết quả trong R và R+1: Xét ví dụ có chương trình thang như trên: Khi IR00001 mà ON thì nội dung của IR013 và DM00006 được nhân và kết quả được đặt trong HR07 và HR 08. Dữ liệu và tính toán như sau: 4.3.25 Lệnh DIV(33) BCD DIVIDE (chia BCD) Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Md Mr RR+1 MUL(32) 00001 DM0006 013 HR 07 Md: IR013 3 3 5 6 5200 Mr: DM00005 R+1: HR08 8 R: HR07 3 9 0 0000 DIV(33) R Dd Dr Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 72 Dd: Dividend (BCD) Mr: Divisorword (BCD) R : Result word. Chỉ dùng vùng nhớ DM 0000 đến DM 1023. DM 6144 đến DM6655 không được dùng cho R. Khi tín hiệu của ngõ vào là OFF, lệnh DIV(33) không thực hiện. DIV(33) chỉ thực hiện khi ngõ vào là ON. Khi đó DIV(33) sẽ chia nội dung của Dd cho Dr rồi đặt kết quả trong R và R+1, thương số đặt trong R và số dư đặt trong R+1: Ví du: Xét sơ đồ thang sau: Khi IR00000 ON, lệnh DIV(33) sẽ được thực thi Nội dung của IR216 sẽ được chia cho nội dung của HR09 kết quả được đặt trong DM0017 và DM0018. 4.3.26 Lệnh so sánh CMP(20). Kí hiệu dùng trong chương trình thang: 00000 DM0017 216 HR09 DIV(33) Dd: IR216Dr: HR09 0 0 0 4 24 0 0 R:DM0017 1 0 5 0 0 0 Sè chia Sè bÞ chia Thu¬ng sè Sè du R+1: DM0018 00 CP2 CP1 CMP(20) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 73 Trong đó: CP1: Word so sánh thứ nhất: CP2: Word so sánh thứ hai: Lệnh CMP(20) dùng so sánh dữ liệu CP1 và CP2 và xuất hiện các kết quả ra các cờ GL, EQ, LE trong vùng SR( Special Registers). EQ: ON nếu CP1 = CP2. LE: ON nếu CP1 < CP2. GL: ON nếu CP1 > CP2. Bảng các trạng thái của các cờ: Cờ Địa chỉ CP1 < CP2 CP1 = CP2 CP1>CP2 GR 25505 OFF OFF ON EQ 25506 OFF ON OFF LE 25507 ON OFF OFF 4.3.27 Bộ đếm lặp lại CNTR(12). Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Trong đó: N là chỉ số CNTR(12). SV: là giá trị đặt trong DM, HR, LR, SR… CNTR là một bộ đếm theo hai chiều. Nó được dùng để đếm giữa giá trị đặt SV và 0 theo sự chuyển đổi một trong hai điều kiện đó là ngõ vào tăng II và ngõ vào giảm DI. Giá tri hiện tại sẽ tăng nếu điều kiện đếm được đưa vào ngõ vào II và sẽ giảm nếu điều kiện đếm được đua vào ngõ vào DI. Nếu điều kiện đếm được đưa cả vào hai ngõ II và DI thì trị số của CNTR sẽ không đổi. CNTR (12) N SV II DI R Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 74 Khi gí trị hiện tai PV giảm đến 00 thì PV sẽ được đặt về giá trị SV và cờ hoàn toàn được bật thành ON cho đến khi giá trị PV giảm trở lại. Khi giá trị PV tăng lên tới SV thì giá trị PV được đặt về 0 và cờ hoàn thành được bật sang ON cho đến khi giá trị PV tăng trở lại. 4.3.28 Lệnh High Speed Timer -TIMH (15) Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Trong đó: N là chỉ số TIMH(15). SV: là giá trị đặt trong DM, HR, LR, SR… Giá trị SV đặt trong TIM(15) chạy từ 00,00 giây đến 99,99 giây. Hoạt độnh của TIMH(15) giống như lệnh TIM. 4.3.29 Lệnh PRV(62) – High Speed Counter Pvread. Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Trong đó: P :là port riêng: 001, 002, 003. C :là dữ liệu điều khiển 001, 002, 003. D :là Word đích đầu tiên SR, DM, HR… Khi điều kiện thực hiện ngõ vào là ON, lệnh PRV (62) đọc dữ liệu đã định ở P và C rồi ghi nó vào D hay D +1. Port riêng P xác định tốc độ xuất xung của Counter. TIMH (15) N SV C P PRV(62) D Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 75 Port (P) Chức năng 001 Chỉ định Counter tốc độ cao 0 hay xuất xung từ một bit 002 Chỉ định Counter tốc độ cao 1 hay xuất xung từ Port1 003 Chỉ định Counter tốc độ cao 2 hay xuất xung từ port 2 C: Dữ liệu điều khiển xác định loại dữ liệu xử lý truy xuất C Dữ liệu Word đích 001 Giá trị hiện tại PV của Counter tốc độ cao D & D +1 002 Trạng thái của Counter tốc độ cao hay xuất xung D 003 Dãy kết quả so sánh D 4.3.30 Lệnh Root (72) – Squre Root ( Căn bậc hai). Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Trong đó: Sq: là word nguồn đầu; R: là word kết quả DM6144 tới DM6655 không được dùng trong R. Khi trạng thái của ngõ vào là OFF lệnh ROOT(72) không thực hiện, khi trạng thái của ngõ vào là ON lệnh ROOT(72) sẽ khai căn của Sq rồi cất kết quả trong R. Ví du: R Sq ROOT(72) 00001 DM0001 DM0000 ROOT(72) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 76 Ví dụ trên mô tả sự khai căn của một số 8 số, kết quả của nó là một số 4 số và được làm tròn. Do: 63250561 = 7953.0221 Nên kết quả được làm tròn là: 4.3.31 Lệnh END (01). Kí hiệu dùng trong chương trình thang: Lệnh này được đặt ở cuối chương trình, nếu không có lệnh này trong chương trình thì toàn bộ chương trình sẽ không được thực hiện. Sau khi PLC gặp lệnh này thì chương trình lại được lặp lại từ đầu chứ không phải hết ( hết một chu trình). 4.4 Một số lệnh lập trình phổ biến khác của OMRON. 4.4.1 Bộ định thời TIMER: END(01) DM0000 6 3 2 5 50 6 1 D M 0001 97 5 3 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 77 Ví dụ: Timer có set value = 100x0.1=10 giây. Khi bật khoá CH000.00 lên, Timer số 000 sẽ bắt đầu đếm thời gian, khi 10 giây trôi qua, tiếp điểm của Timer là TIM000 sẽ được bật lên ON và làm đầu ra CH010.00 cũng được bật lên ON. Timer cũng sẽ bị reset về giá trị đặt khi đầu vào 00000 tắt. Bộ Timer này có thời gian được lưu trong DM 0000. PLC sẽ lấy giá trị trong DM0000 làm giá trị cài đặt cho Timer. Giả sử nội dung của DM0000 là 150. Khi bật khoá CH000.00 lên, Timer số 000 sẽ bắt đầu đếm thời gian, khi được 15 giây (150x0.1=15) tiếp điểm của timer là TIM 000 được bật lên ON và làm đầu ra CH0100.00 cũng được bật lên ON. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 78 4.4.2Bộ đếm COUNTER. Lúc khởi đầu giá trị hiện hành của bộ đếm được bắt đầu tại SV. Bộ đếm sẽ giảm giá trị hiện hành của nó (CNT N) đi một đơn vị mỗi lần có sườn lên ở xung đầu vào CP và cờ báo hoàn thành CNT N sẽ bật lên giá trị hiện hành của bộ đếm giảm về 0. Bộ đếm sẽ bị reset về giá trị đặt SV khi có sườn lên của đầu vào R. Mỗi lần bật khoá CH000.00 giá trị của Counter giảm đi một . khi bật khoá CH000.00 đủ 10 lần thì cờ báo CNT000 bật lên ON và do đó cũng bật đầu ra CH0101.00 lên ON. Bộ đếm sẽ bị reset khi bật switch CH000.01. Mở rộng khả năng của bộ đếm TIMER. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 79 Do thời gian đặt tối đa của timer là 0.278 giờ nên để tăng thời gian đếm của timer, ta có thể dùng kết hợp với Counter như sau: Ví dụ: Mở rộng thời gian đặt lên 10 giờ Ví dụ ứng dụng của bộ đếm: Trong ví dụ này ta sẽ lập trình PLC cho công đoạn đóng gói sản phẩm vào bao bì. Đây là công đoạn rất hay gặp trong các dây chuyền sản xuất. Trên hình ta thấy các sản phẩm hoàn thiện được băng chuyền chuyển tới các thiết bị đóng bao. Cứ 5 sản phẩm đóng vào một bao. Có một cảm biến quang điện làm nhiệm vụ phát hiện sản phẩm trên băng chuyền và gửi tín hiệu xung về bộ đếm trong PLC. Mỗi khi đếm đủ 5 sản phẩm, bộ đếm gửi tín hiệu ra cho cuộn hút solenoid làm việc. Thời gian cuộn hút làm việc là hai giây. trong thời gian cuộn hút làm việc, băng truyền ngừng chạy. Trường hợp này, ta có một đầu vào duy nhất là tín hiệu xung từ cảm biến, đặt là bit 00.2 đầu ra sẽ là tín hiệu gửi cuộn hút, đặt là 1001, và tín hiệu ngừng băng truyền đặt là 1000. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 80 Chương trình cần lập sẽ như sơ đồ sau: Bình thường cuộn hút không làm việc, băng truyền chạy nhờ có tiếp điểm thường đóng 1001 ở trạng thái OFF. Lúc này cảm biến sẽ gửi tín hiệu xung về PLC mỗi khi có sản phẩm đi qua và đầu vào lúc này được dùng làm đầu vào đếm của bộ đếm CNT 0. Khi có đủ 5 sản phẩm tiếp điểm CNT sẽ đóng, reset counter về giá trị ban đầu là 5, đồng thời gửi tín hiệu cho cuộn hút và timer làm việc trong mạch tự giữ. Lúc này Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 81 băng truyền ngừng chạy do tiếp điểm 1001 ngắt mạch hoạt động của đầu ra 1000. Sau hai giây tiếp điểm TIM001 sẽ ngắt nguồn hoạt động của cuộn hút và băng truyền tiếp tục chạy, lặp lại chu trình. Chú ý: Lệnh END ở cuối chương trình chỉ đánh dấu việc kết thúc chu trình làm việc hiện hành của PLC và bắt đầu chu trình mới từ lệnh đầu tiên chủa chương trình. Nó không có ý nghĩa là chương trình sẽ dừng. Chương trình chỉ dừng khi ta chuyển chế độ sang Program Mode hoặc có sự cố bên trong PLC. 4.5 Lập trình bằng phần mềm SYSWIN trên máy tính. 4.5.1 Phần mềm SYSWIN: SYSWIN là một phần mềm lập trình cho PLC OMRON dưới dạng Ledder Daigram thực thụ chạy trong WINDOW. Để cài đặt phần mềm này cần đảm bảo máy tính có cấu hình tối thiểu như sau: Windows 3.1, 3.11 ,Windows95, Windows98 ¾ >486 DX50 CPU ¾ >8 M Byte Ram ¾ >10 MB Free HDD (Đĩa cứng trống) 4.5.2 Lập trình với SYSWIN 1) chọn folder nơi lưu SYSWIN và khởi độnh chương trình Ví dụ: 2) Từ menu File chọn New Project để tạo chương trình mới Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 82 PLC Type chọn CPM1 CPU chọn ALL Series chọn C Editor chọn Ladder Project Type chọn Program Interface chọn Serial Communications Bridge chọn Option Direct Moden chọn Option Local Codding Option chọn SYSWIN Way Ta lựa chọn các mục trên ở hộp hội thoại New Project Setup tiếp theo là Click OK 3) Màn hình sẽ hiện ra một khung làm việc cho chương trình dạng Ladder Daigram. Dùng chuột di đến thanh công cụ ( Drawing Tool ) và nhấn vào biểu tượng tiếp điểm (Contact) hoặc nhấn phím F2 để chọn lệnh này. Di chuột đến nơi cần đặt tiếp điểm trên sơ đồ và nhấn nút trái chuột. Đánh vào địa chỉ 000.00 ở ô Address và nhấn OK trên hộp thoại trên. Màn hình sẽ hiện ra một network mới với tiếp điểm vừa nhập và ô chọn màu đen chuyển sang vị trí bên cạnh tiếp điểm này. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 83 Làm tương tự như vậy với các tiếp điểm tiếp theo Đánh vào ô Address địa chỉ 000.01 rồi nhấn OK. Tiếp theo từ thanh công cụ chọn lệnh Output rồi di chuột đến vị trí cần đặt lệnh và nhấn nút trái chuột Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 84 Đánh vào ô Address địa chỉ 010.00 rồi nhấn OK. Nhận lệnh OR bằng cách tạo ra một tiếp điểm nối song song với tiếp điểm đầu tiên trên network. Trên thanh công cụ chọn tiếp điểm contact Và đặt nó dưới tiếp điểm đầu tiên là 000.00 Gõ vào ô Address địa chỉ 000.02 và nhấn OK. Tiếp theo nối tiếp điểm vừa tạo với tiếp điểm nằm trên bằng cách chọn công cụ Vertical Short rồi nhấn chuột vào vị trí nằm giữa hai dòng hoặc nhấn F5 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 85 Để xoá tiếp điểm CH000.01, nhấn con trỏ chuột ở tiếp điểm này ( hoặc dùng bàn phím di ô chọn đến tiếp điểm) sau đó nhấn phím DEL hoặc từ menu Edit chọn Delete. Nếu muốn phục hồi lại lệnh vừa xoá, chọn Undo từ menu này. Hiện ta đã nhập xong một network của chương trình. Để thêm network mới vào ta nhấn vào nút Insert Network Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 86 Từ hộp thoại hiện ra, chọn vị trí nơi sẽ chèn Network. ở đây ta sẽ chèn Network mới vào phía dưới network hiện hành nên ta sẽ chọn Below Curent Network và nhấn OK Trên màn hình sẽ xuất hiện như sau: Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 87 Giả sử Network mới này là lệnh END (01). Đặt vị trí con trỏ vào vị trí ô đầu tiên của network, sau đó bấm phím F8 để chèn lệnh Function vào ô tróng đó. Để chọn lệnh cần thiết, có thể đánh mã lệnh ( ở đây là 01 ) đánh tên lệnh hoặc lựa Function từ một danh sách có sẵn bằn cách nhấp vào nút Select. Ngoài ra có thể tham khảo thêm về lệnh bằng cách nhấp vào nút Reference. Gõ END vào ô Function rồi nhấn OK để kết thúc Chương trình hoàn chỉnh ta vừa nhập có dạng như hình sau: 4.5.3 Đặt tên kí hiệu mô tả (SYMBOL) cho các địa chỉ. Để đặt tên ký hiệu mô tả cho các địa chỉ, trước tiên di ô chọn đến địa chỉ cần đặt tên, ô Adr ở cuối màn hình sẽ hiển thị địa chỉ hiện hành. Sau đó bấm vào ô Sym và đánh vào một tên cho địa chỉ này. Phần mô Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 88 tả địa chỉ chỉ có thể đánh vào ô Com. Lưu tên vừa đặt bằng cách bấm nút STORE 4.5.4 Nạp chương trình vào PLC ( Download Program to PLC ) Nối máy tính PC với bộ PLC qua bộ chuyển đổi cáp RS232C. Đầu cắm của bộ chuyển đổi sẽ nối vào cổng Peripheral Port của PLC Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 89 Sau khi việc nối các thiết bị đẵ được máy tính nhận biết. Từ menu Oline, chọn Connect để kết nối với PLC. Sau khi máy tính đã kết nối được với PLC, đèn COMM trên PLC sẽ nhấp nháy và các mục khác trên menu Online sẽ trở thành màu đen( được phép chọn lựa) Cũng từ menu Online chọn Download Program. Một hộp thoại sau đây sẽ hiện ra hỏi ta có xoá bộ nhớ chương trình trong PLC không (Clear Program Memory) trước khi nạp. Nên lựa tuỳ chọn này để tránh các vấn đề có thể xảy ra. Bấm OK để nạp chương trình vào PLC Khi việc nạp hoàn tất bấm nút OK ở hộp thoại sau để tiếp tục Chú ý:Không thực hiện được việc Download vào PLC nếu PLC đang ở chế độ RUN Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 90 4.5.5 Chạy chương trình PLC (RUN) Trước hết ta cần chuyển PLC sang chế độ RUN hoặc MONITOR Bằng nút PLC Mode. Chuyển từ chọn lựa STOP/PRG Mode sang Monitor Mode rồi click OK PLC sẽ chuyển sang chế độ Monitor Mode Chú ý: Trong khi chương trình đang hoạt động có thể theo dõi cách hoạt động của chương trình bằng cách bấm vào nút Monitor ( F11) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 91 4.5.6 Bổ sung các lệnh TIMER và COUNTER vào chương trình. Trước hết ta chuyển chế độ của PLC sang Program Mode. Máy tính sẽ hỏi thao tác này làm thay đổi chế độ PLC, có tiếp tục hay không, ta chọn Yes Bổ sung một network mới vào chương trình bằng cách chọn Insert network Trong network mới thêm tiếp điểm Open Contact có địa chỉ là 000.03 Bổ sung Timer vào bằng cách chọn TIM và đặt nó sau tiếp điểm trên. Trong hộp thoại trên Timer mở ra nhập 000 là số thứ tự của Timer, trong ô Value nhập vào giá trị #1000 (tức 100 giây) chú ý phải có dấu #. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 92 Kết quả sau khi bổ sung lệnh Timer Bổ sung tiếp một network nữa vào chương trình bằng chọn Insert Network , chọn Below Current Network vah nhấp OK Thêm một tiếp điểm nữa có Address là 000.04 vào Network này. Bổ sung Counter vào chương trình bằng cách chọn và định vị con trỏ vào ngay sau tiếp điểm trên. Nhấp vào cửa sổ của Counter là 1 và Value là DM0000 rồi nhấp OK Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 93 Bổ sung chân nối đầu vào reset cho Counter bằng cách chọn tiếp điểm Open Contact Nhập địa chỉ 000.05 cho tiếp điểm này. Sau đó thực hiện việc nạp chương trình vào PLC (Download program) Chuyển PLC sang chế độ Monitor Mode hoặc Run Mode Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 94 Bấm nút Monitor để theo dõi. Chú ý: Nếu lúc này thử bật công tắc 000.04 thì bộ đếm không đếm gì cả bởi giá trị đặt là nội dung trong DM0000 là 0. 4.5.7 Theo dõi các hoạt động của chương trình. a) Theo dõi trạng thái tiếp điểm: Bấm đúp chuột vào một ô trống trong vùng theo dõi, gõ địa chỉ 000.00 vào ô Address của hộp hội thoại Edit Value rồi bấm nút READ. b)Theo dõi địa chỉ dạng word : Bấm đúp chuột vào một ô trống trong vùng theo dõi và gõ vào DM0000 rồi bấm nút READ Lúc này giá trị của DM0000 sẽ là 0 vì nó chưa được thiết lập một giá trị nào lúc chạy. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 95 Để đặt giá trị cho DM 0000, bấm đúp chuột vào ô DM0000 trên vùng theo dõi. Nhập giá trị 10 vào ô Value trong hộp thoại mở ra rồi bấn nút WRITE để ghi giá trị này vào PLC. Thanh ghi DM0000 sẽ có giá trị là 10 Bây giờ nếu bật khoá 000.05 giá trị của bộ đếm Couter sẽ bị reset về 10 là giá trị của DM 0000 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 96 Bây giờ nếu bật khoá CH000.04 nhiều lần sẽ thấy bộ giá trị của Counter sẽ giảm dần từ giá trị 10. 4.5.8 Lưu chương trình. Để lưu chương trình, từ menu File ta chon Save Project as Sau đó chọn thư mục lưu File và gõ tên file vào hộp File name rồi nhấn OK để lưu. 4.5.9 Đọc chương trình từ PLC (Upload Program From PLC) Từ menu file ta chọn New project sau đó nhấp OK để tạo chương trình mới. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 97 Sau khi chương trình mới được mở ra ta vào menu Online, chọn Upload program rồi nhấn OK để đọc chương trình từ PLC lên máy tính. Chương trình hiện trong bộ nhớ PLC sẽ được hiện thị trên màn hình. Sau đó có thể chọn lưu chương trình hoặc thực hiện các thay đổi bình thường. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 98 4.6 Một vài chương trình ứng dụng với PLC OMRON 4.6.1 Điều khiển các Piston A, B, C theo thứ tự lần lượt. Yêu cầu: Các Piston A, B, C lần lượt hoạt động theo thứ tự tuần hoàn như sau: A tiến về bên phải, A tiến về bên trái, B tiến về bên phải, B tiến về bên trái, C tiến về bên phải, C tiến về bên trái.(Chuỗi này được viết tắt là: A+, A-, B+, B-, C+, C-. Chu trình của một nửa hành trình là 4 giây (8 giây cho cả hành trình). Hình dưới minh họa các van. Tiếp điểm 00000 được kích hoạt (Công tắc khởi động được bật), khi đó có tín hiệu ra từ ngõ ra 01000 và đồng hồ định thời TIM000 khởi động. Piston A chuyển động về bên phải, sự chuyển động về bên phải của Piston A được khoá bởi ngõ ra 01000. A B C A+ A- B+ B- C+ C- 01000 01001 01002 01003 01004 01005 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 99 Sau thời gian được xác lập (4 giây) các tiếp điểm thường đóng của đồng hồ định giờ TIM000 mở, ngắt mạch 01000 và cấp nguồn cho ngõ ra 01001 và đồng thời khởi động đồng hồ định giờ TIM001. Piston A chuyển động sang trái, sự chuyển động này được khoá bởi chính ngõ ra 01001. Sau 4 giây các tiếp điểm của TIM001 đóng trở thành mở và mở trở thành đóng từ đó ngắt công suất của ngõ ra 01001 đồng thời cung cấp công suất cho ngõ ra 01002 và đồng hồ định giờ TIM002, Piston B chuyển động sang phải, sau 4 giây các tiếp điểm TIM002 đóng làm ngắt tín hiệu ra ở ngõ ra 01002 và cung cấp công suất cho ngõ ra 01003 Piston B chuyển động sang trái. Đồng thời đồng hồ định giờ TIM003 được khởi động. Sau 4 giây các tiếp điểm thường đóng của đồng hồ này mở, các tiếp điểm thường mở đóng làm ngắt công suất của ngõ ra 01003 và cung cấp công suất cho ngõ ra 01004 làm Piston C chuyển động sang phải sau 4 giây sự chuyển động sang phải của Piston C được tắt đi và thay vào đó là chuyển động sang trái. Điều này là nhờ đồng hồ định giờ TIM004 và TIM005. Sau đó chu trình lại lặp lại từ đầu. Chương trình PLC Omron: Hμnh tr×nh A+ 00000 TIM000 01001 01002 01003 01004 01005 01000 01000 TIM000 #0040 TIM000 TIM001 TIM001 #0040 01001 Hμnh tr×nh A- 01001 TIM001 TIM002 01002 01002 TIM002 #0040 Hμnh tr×nh B+ Hμnh tr×nh B- TIM002 TIM003 01003 01003 TIM003 #0040 TIM003 TIM004 TIM004 #0040 01004 01004 TIM005 01005TIM004 Hμnh tr×nh C+ Hμnh tr×nh C- Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 100 Các lệnh PLC theo chuẩn Omron LD 00000 OR 01000 AND NOT TIM 000 AND NOT 01001 AND NOT 01002 AND NOT 01003 AND NOT 01004 AND NOT 01005 OUT 01000 TIM 000 #0040 LD TIM 000 OR 01001 AND NOT TIM 001 OUT 01001 TIM 001 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 101 #0040 LD TIM 001 OR 01002 AND NOT TIM 002 TIM 002 #0040 LD TIM 002 OR 01003 AND NOT TIM 003 OUT 01003 TIM 003 #0040 LD TIM 003 OR 01004 AND NOT TIM 004 OUT 01004 TIM 004 #0040 LD TIM 004 OR 01005 AND NOT TIM 005 OUT 01005 TIM 005 #0040 END(01) Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 102 4.6.2 ứng dụng PLC để vân hành máy khoan tự động Yêu cầu: Khởi động động cơ máy khoan và bơm khí nén cho các van. Kẹp chi tiết gia công, hạ thấp mũi khoan và khoan đến độ sâu yêu cầu, trả mũi S o le n o id 3 S o le n o id 2 S o le n o id 1 § é n g c ¬ C h i t iÕ t g ia c « n g C « n g t¾ c g ií i h ¹ n 1 M ë k h i m ò i k h o a n lª n ® ã n g k h i m ò i k h o a n x u è n g C « n g t¾ c g ií i h ¹ n 2 th u ê n g ® ã n g , m ë k h i m ò i k h o a n ® ¹ t ® é x © u y ª u c Ç u D i c h u y Ó n m ò i k h o a n lª n x u è n g C « n g t¾ c g ií i h ¹ n 4 , th u ê n g m ë , ® ã n g k h i k Ñ p c h i t iÕ t g ia c « n g C « n g t¾ c g ií i h ¹ n 3 th u ê n g ® ã n g , m ë k h i k Ñ p c h i t iÕ t g ia c « n g Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 103 khoan về và tháo kẹp chi tiết gia công.Tác vụ của máy được trình bày như hình trên: Chương trình thang. EN D 00000 00001 01000 01000 00002 00003 01001 01001 00004 00005 01002 01002 00004 00006 01003 01003 00007 01004 § éng c¬ m ¸y khoan B¬m dÇu hoÆc khÝ nÐn cho c¸c van Solenoid 3 Solenoid 1 Solenoid 2 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 104 Trong đó: 00000 Công tắc bật máy khoan 00001 Công tắc tắt máy khoan 00002 Công tắc bật bơm khí nén hoặc dầu vào các van 00003 Công tắc tắt bơm khí nén hoặc dầu vào các van 00004 Công tắc giới hạn 4 00005 Công tắc giới hạn 3 00006 Công tắc giới hạn 2 00007 Công tắc giới hạn 1 01000 Động cơ khoan 01001 Bơm 01002 Solenoid 3 01003 Solenoid 1 01004 Solenoid 2 Các lệnh nhập trong PLC Omron. LD 00000 OR 01000 AND NOT 00001 OUT 01000 LD 00002 OR 01001 AND NOT 00003 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 105 OUT 01001 LD 00004 OR 01002 AND NOT 00005 OUT 01002 LD 00004 AND NOT 00006 OUT 01003 LD NOT 01003 AND 00007 OUT 01004 END(01) 4.6.3 Chương trình điều khiển trò chơi “ Đường Lên Đỉnh OLYMPIA” Yêu cầu: Sau khi người dẫn cương trình đã nêu xong các câu hỏi, các đấu thủ Player) sẽ bấm nút trước mặt để giành quyền trả lời, sau khi bất kỳ đấu thủ nào bấm nút, chuông sẽ kêu trong 10 giây. Cùng lúc đó đèn trước mặt đấu thủ đó sẽ sáng và chỉ được tắt ( Rest) bởi người dẫn chương trình. Các ngõ vào ra. Ngõ vào Ngõ ra 00000 – Nút bấm đấu thủ 1 01000 Còi 00001 – Nút bấm đấu thủ 2 01001 Đèn của đấu thủ 1 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 106 00002 – Nút bấm đấu thủ 3 01002 Đèn của đấu thủ 2 00003 – Nút tắt (Reset) 01003 Đèn của đấu thủ 3 Chương trình thang 00003 01003 01002 01001 0000100000 0000100000 2000000002 T IM 000 01000 Phô00000 00001 00002 00000 00001 00002 01000 T IM 000 #0100 E N D (01) 01001 01002 01003 20000 T Ýn h iÖu phô 20000 20000 20000 00001 00000 00002 00002 00002 0000000001 C ßi § Ìn cña ®Êu thñ 1 § Ìn cña ®Êu thñ 2 § Ìn cña ®Êu thñ 3 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 107 Các lệnh nhập trong PLC Omron. LD 00000 AND NOT 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00000 AND NOT 00001 AND 00002 LD 01000 OR LD AND NOT 20000 AND NOT TIM 000 OUT 01000 TIM 000 #0100 LD 00000 OR 01001 AND NOT 00001 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 108 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01001 LD 00001 OR 01002 AND NOT 00000 AND NOT 00002 AND NOT 20000 OUT 01002 LD 00002 OR 01003 AND NOT 00000 AND NOT 00001 AND NOT 20000 OUT 01003 LD 00003 OUT 20000 END (01) 4.6.4 Chương trình PLC ứng dụng điều khiển cửa vào ở bãi đậu đậu xe. Yêu cầu: Thanh chắn ở bãi đậu xe sẽ mở cửa cho xe vào khi nạp đúng số tiền vào hộp thu. ở cửa ra, thanh chắn sẽ mở ra khi phát hiện có xe đến gần thanh chắn để cho xe ra ngoài bãi đậu. Hệ thống van-Piston được minh hoạ như sau: Thanh ch¾n quay quanh trôc Thanh ch¾n quay quanh trôc Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 109 Chương trình thang. TIM000 #0100 TIM000 20000 01001 00001 01000 00000 20000 01000 01001 20000 0000201000 01001 Phô Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 110 Thiết bị vào: 00000 Công tắc vận hành bằng đồng xu 00001 Công tắc giới hạn hành trình lên của thanh chắn vào, thường mở 00002 Công tắc giới hạn hành trình xuống của thanh chắn vào, thường đóng, chỉ mở khi thanh chắn hạ hết 00003 Cảm biến quang, nhận biết khi có xe ra Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 111 00004 Công tắc giới hạn hành trình lên của thanh chắn ra, thường mở 00005 Công tắc giới hạn hành trình xuống của thanh chắn ra, thường đóng, chỉ mở khi hạ hết Thiết bị ra: 01000 Cuộn Solenoid 1 01001 Cuộn Solenoid 2 01002 Cuộn Solenoid 3 01003 Cuộn Solenoid 4 20000 Rơ le nội 20001 Rơ le nội Các lệnh nhập trong PLC Omron. LD 00000 OR 01000 AND NOT 01001 AND NOT 20000 OUT 01000 LD 00001 TIM 000 #0100 LD TIM 000 OUT 20000 LD 20000 OR 01001 AND NOT 01000 Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 112 AND NOT 00002 OUT 01001 LD 00003 OR 01002 AND NOT 20001 AND NOT 01003 OUT 01002 LD 00004 TIM 001 #0100 LD TIM 001 OUT 20001 LD 20001 OR 01003 AND NOT 01002 AND NOT 00005 OUT 01003 END (01) Trong ví dụ này ta có thể nâng cấp chương trình để có thể đáp ứng thêm tác vụ sau: Giả sử bãi đậu xe chỉ chứa được 100 xe, khi đó mỗi xe đi vào Sensor (S1) sẽ phát hiện và PLC sẽ cộng 1 vào tổng số xe có trong bãi và trừ đi 1 khi sensỏ 2 phát hiện có xe ra khỏi bãi đậu xe. Khi đã đủ 100 xe trong bãi thì đèn báo hiệu “ car pack full” sẽ sáng lên để báo hiệu các xe khác không được vào bãi. Phân bố thiết bị vào ra. Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 113 Thiết bị vào: 00000 Sensor S1 00001 Sensor S2 Thiết bị ra: 01000 “ Car pack full ” Chương trình thang Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 114 4.6.5 Mạch điều khiển động cơ băng tải Mô tả qui trình hoạt động của hệ thống băng tải Băng tải gồm có ba phân đoạn và cần điều khiển sao cho động cơ của mỗi phân đoạn chỉ chạy khi có đối tượng đang nằm trên phân đoạn tương ứng. Vị trí của tấm kim loại được xác định bởi các cảm biến tiệm cận đặt gần nó (Sensor 1, 2, 3). Khi tấm kim loại nằm trong tầm phát hiện của một sensor, động cơ tương ứng sẽ vẫn tiếp tục làm việc. Khi tấm kim loại nằm ngoài tầm phát hiện của sensor, một bộ định thời trễ Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp 115 sẽ được kích hoạt và khi thời gian đặt của timer hết động cơ tương ứng sẽ ngừng chạy. Phân bố các thiết bị vào ra Input Thiết bị ngoài Output Thiết bị ngoài 00000 Sensor1 01000 Motor 1 00001 Sensor2 01001 Motor 2 00002 Sensor3 01002 Motor 3 Chương trình thang 4.6.6 Hệ thống tự đ