Giáo trình Điều khiển lập trình cơ nhỏ (Phần 1)

Tài liệu Giáo trình Điều khiển lập trình cơ nhỏ (Phần 1): 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội hiện đại với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và kỹ thuật. Việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào trong các nhà máy, xí nghiệp, các hệ thống dây truyền sản xuất ngày càng nhiều nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, năng suất lao động, giá trị kinh tế. Cơ bản phải đáp ứng được những yêu cầu: - Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu. - Dễ sửa chữa và thay thế. - Ổn định trong môi trường công nghiệp. - Giá cả cạnh tranh. Tuy nhiên các công nghệ tự động hóa không chỉ đòi hỏi phải đáp ứng được những yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn phải đảm bảo tính kinh tế và an toàn. Chính nhờ những yêu cầu đó người ta sử dụng thiết bị vi xử lý được đưa vào trong mạch điều khiển để tạo nên sự thay đổi sâu sắc và vượt bậc trong lĩnh vực sản xuất và phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày. Điển hình là bộ kỹ thuật điều khiển lập trình LOGO! cùng với chương trình điều khiển đơn giản, nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ dàng tra...

pdf104 trang | Chia sẻ: honghanh66 | Ngày: 30/03/2018 | Lượt xem: 255 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Giáo trình Điều khiển lập trình cơ nhỏ (Phần 1), để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội hiện đại với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và kỹ thuật. Việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào trong các nhà máy, xí nghiệp, các hệ thống dây truyền sản xuất ngày càng nhiều nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, năng suất lao động, giá trị kinh tế. Cơ bản phải đáp ứng được những yêu cầu: - Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu. - Dễ sửa chữa và thay thế. - Ổn định trong môi trường công nghiệp. - Giá cả cạnh tranh. Tuy nhiên các công nghệ tự động hóa không chỉ đòi hỏi phải đáp ứng được những yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn phải đảm bảo tính kinh tế và an toàn. Chính nhờ những yêu cầu đó người ta sử dụng thiết bị vi xử lý được đưa vào trong mạch điều khiển để tạo nên sự thay đổi sâu sắc và vượt bậc trong lĩnh vực sản xuất và phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày. Điển hình là bộ kỹ thuật điều khiển lập trình LOGO! cùng với chương trình điều khiển đơn giản, nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Trên thực tế ở mọi ngành sản xuất công nghiệp, mục tiêu tăng năng suất lao động, số lượng và chất lượng được giải quyết bằng con đường gia tăng mức độ tự động hóa các quá trình và thiết bị sản xuất. Việc tự động hóa có thể nhằm mục đích tăng sản lượng hoặc cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản xuất. Những hệ thống có khả năng khởi động, kiểm soát và dừng một quá trình sản xuất theo yêu cầu giám sát hoặc đo đếm giá trị các biến đã được xác định của quá trình nhằm đạt được kết quả mong muốn ở sản phẩm đầu ra của máy hoặc thiết bị thì được gọi là hệ thống điều khiển. Quá trình tự động hóa sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của công nhân vận hành máy móc hoặc thiết bị thông qua hệ thống điều khiển. Những hệ thống điều khiển đã được tự động hóa có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần hoặc cần rất ít sự can thiệp của con người. 2 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CƠ NHỎ 1.Tổng quát về điều khiển lập trình. * Định nghĩa, khái niệm điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình. - Hệ thống điều khiển công nghiệp được tạo ra từ một nhóm gồm các thiết bị điện và điện tử, nó mang đến sự chính xác, hiện đại và tránh được các hư hại trong sản xuất. Hệ thống điều khiển bao gồm nhiều dạng khác nhau, khác từ nguồn năng lượng sử dụng, cách thức vận hành cho đến máy móc thiết bị. Hệ thống điều khiển nối cứng là hệ thống sử dụng những bộ điểm tiếp rơle vào việc điều khiển quá trình tự động vận hành các máy móc thiết bị, kèm theo đó là việc sử dụng dây điện để kết nối chúng với nhau trong bảng điều khiển. Do đó, hệ thống điều khiển nối cứng có nhiều nhược điểm như sau : - Tốn khá nhiều công sức cho việc kết nối dây điện. - Khó khăn cho việc thay thế và sửa chữa. - Khó xác định lỗi nhanh chóng, muốn vậy đòi hỏi người thợ phải có kỹ năng tay nghề cao. - Khi có sự cố về điện, phải tạm ngưng sản xuất để xác định lỗi và tiến hành sửa chữa. - Nhu cầu về một bộ điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable control systems) – hệ thống sử dụng bộ vi xử lý (CPU) và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình. Bộ điều khiển lập trình ra đời nhằm thay thế hệ thống điều khiển truyền thống dùng rơ-le và thiết bị rời cồng kềnh. Nó tạo ra khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc sử dụng các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra, các bộ lập trình còn có thể thực hiện những tác vụ khác như định 3 thời, đếmlàm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với các bộ điều khiển lập trình nhỏ nhất. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống . Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống làm cho hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành. Nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình chuyên dùng hỗ trợ cho công việc lập trình. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Các nhà thiết kế đã từng bước chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình, đó là ngôn ngữ lập trình dùng các khối hàm (FBD) và giản đồ hình thang (Ladder Diagram). Các nhà sản xuất liên tục đưa ra các công cụ (cả phần mềm và thiết bị) hỗ trợ cho việc lập trình, giám sát và gỡ rối. 2. Cấu trúc của một bộ điều khiển LOGO. 2.1 Khái niệm về Logo: - Logo là module logic thế hệ mới của Siemens , là bộ điều khiển có khả năng lâp trình đơn giản có sẵn đầu vào và ra được ứng dụng cho các quy trình tự động hoá cỡ nhỏ. - Loại có màn hình LCD : Có màn hiển thị bằng LCD và các nút để thao tác cho phép lập trình bằng tay trực tiếp ngay trên Logo hoặc qua phần mềm lầp trình trên máy tính. - Loại không có màn hình LCD : Không có màn hiển thị và các nút để thao tác . Dùng phần mềm lập trình trên máy tính và nạp vào Logo để chạy, logo có thể nối thêm các module mở rộng. tới 4 đầu vào và 8 đầu ra. Logo có hai loại vói nguồn điện cung cấp 24V và 230V: - Loại bình thường có 6 đầu vào 4 đầu ra. - Loại lớn có 12 đầu vào 8 đầu ra. - Loại LB11 có 12 đầu vào 8 đầu ra có thể mở rông thêm 4 vào- 4 ra. 2.2 Sơ đồ khối bộ điều khiển LOGO. Thông thường, một bộ Logo thường có một số khối sau: 1. Nguồn 2. Đầu vào 3. Đầu ra 4. Module với nắp bao phủ 5. Panel điều khiển ( các khóa ) 6. Màn hiển thị LCD 4 7. AS kết nối giao diện. * Bảng thông số kỹ thuật của các họ Logo. B ản g 1.1: Thông số đặc tính của các họ LOGO 5 * Khả năng mở rộng của LOGO * Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 3 modul analog: Bản g 1.2: Thông số đặc tính mở rộng của các họ LOGO * Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco: Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog: B ảng 1.3: Thông số đặc tính mở rộng của các họ LOGO *Phương pháp kết nối LOGO. - Kết nối đầu vào số * Cách đấu dây họ LOGO!230: Hình 1.2: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO!230. Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 đầu vào. Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp. Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp. * Cách đấu dây họ LOGO! AM2: 6 Hình 1.3: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 * Cách đấu dây họ LOGO! AM2 PT100 Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây của họ LOGO! AM2 PT100 - Kết nối đầu ra số: * Đối với đầu ra dạng relay: Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào đầu ra. Ví dụ: đèn, motor, contactor, relay Tải thuần trở: tối đa 10A Tải cảm: tối đa 3A. Sơ đồ kết nối như sau: 7 Hình 1.5: Sơ đồ đấu dây đầu ra relay của LOGO * Đối với đầu ra dạng transistor: Tải kết nối vào đầu ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dòng điện không vượt quá 0.3 A. Sơ đồ kết nối như sau: Hình 1.6: Sơ đồ đấu dây đầu ra Transistor của LOGO *Kết nối với modul analog output LOGO! AM 2 Hình 1.7: Sơ đồ đấu dây ra Analog của LOGO 8 BÀI 2 : CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA LOGO. 1. Các cổng logic cơ bản. 1.1 Cổng AND – VÀ. * Sơ đồ nối thể hiện bằng tiếp diểm * Biểu tượng của hàm: * Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra = 1 khi tất cả các đầu vào bằng 1. 9 - Đầu ra = 0 khi có một đầu vào = 0 1.2 Cổng OR – HOẶC . *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm *Biểu tượng của hàm 10 * Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 * Kết luận: - Đầu ra =1 khi có một trong các đầu vào =1. - Đầu ra =0 khi tất cả các đầu vào = 0 11 1.3 Cổng NOT – ĐẢO. *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm * Biểu tượng của hàm * Bảng trạng thái. I Q 0 1 1 0 * Kết luận. - Đầu ra =1 khi đầu vào = 0 - Đầu ra =0 khi đầu vào =1 12 1.4 Cổng NAND – VÀ ĐẢO. *Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái : I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 13 Hàm = 0 khi tất cả các dầu vào bằng 1. Hàm =1 khi có ít nhất một đầu vào của hàm =0 1.5 Cổng HOẶC- ĐẢO ( NOR ) * Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm 14 * Bảng trạng thái: I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 Hàm = 0 khi ít nhất có một đầu vào =1 Hàm =1 khi tất cả các đầu vào = 0. 15 1.6 Cổng HOẶC- LOẠI TRỪ ( XOR ). * Sơ đồ nối biểu hiện bằng tiếp điểm. * Biểu tượng của hàm. * Bảng trạng thái: I1 I2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 * Kết luận: Hàm = 0 khi các đầu vào có cùng giá trị 0 hoặc 1. 16 Hàm =1 khi các đầu vào có giá trị khác nhau. 1.7 Cổng AND with edge evaluation (Cổng AND lấy cạnh xung lên). *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. 17 Đầu vào không sử dụng ta có thể sử dụng ký hiệu x (x=1). Đầu ra bằng 1 trong 1 chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà tất cả các đầu vào cùng bằng 1. 18 1.8 Cổng NAND with edge evaluation (Cổng NAND lấy cạnh xung lên) *Biểu tượng của hàm. * Giản đồ thời gian. Đầu ra của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1 trong 1 chu kỳ máy tại thời điểm đầu tiên mà một trong các đầu vào bằng 0. 19 2. Các bài tập áp dụng * Kết nối cổng AND – OR. Bước1: Sơ đồ nguyên lý ( hình 2.1 ). Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch AND-OR. * Quy trình làm việc - CT1 đóng – CT2 đóng → Đ sáng - CT1 đóng – CT2 Mở → Đ Tắt - CT3 đóng – CT4 đóng → Đ sáng - CT5 đóng – CT6 Mở → Đ Tắt - CT3 đóng – CT6 đóng → Đ sáng 20 - CT5 đóng – CT4 Mở → Đ Tắt Bước2:* Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( công tắc ) I2 : CT2 I3 : CT3 I4 : CT4 I5 : CT5 I6 : CT6 - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ (Đèn chiếu sáng) Bước 3: * Chương trình điều khiển. Bước 4:* Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO I1 và I2 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I3 và I4 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I5 và I6 tác động Q1 tác động ( đèn sáng ). I1 , I5và I3 Không tác động Q1 không tác động ( đèn không sáng ). Bước 5: Download, chạy thử. 21 Bài tập số 1: Viết chương trình điều khiển mạch đèn chiếu sáng cầu thang nhà 2 tầng. Bước1: Sơ đồ nguyên lý ( hình 2.2 ). Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch đèn cầu thang. * Quy trình làm việc. - Các công tắc CT1 và CT2 thao tác ở cùng vị trí đèn sáng. - Các công tắc CT1 và CT2 thao tác ở khác vị trí đèn tắt. Bước2:* Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( công tắc tầng 1 ) I2 : CT2 ( công tắc tầng 2 ) 22 - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ ( đèn chiếu sáng ) Bước 3: * Chương trình điều khiển. Bước 4:* Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO. I1 tác động , I2 không tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 không tác động , I2 tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 tác động , I2 tác động - Q1 không tác động ( đèn tắt ) Bước 5: Download, chạy thử. Bài tập số 2: Viết chương trình điều khiển mạch đóng mở cổng. 23 Bước1: * Sơ đồ nguyên lý. Bước2:* Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : Nút ấn điều khiển mở cổng. I2 : Nút ấn điều khiển dừng. I3 : Công tắc hành trình cuối mở cổng. I4 : Công tắc hành trình cuối đóng cổng. I5 : Nút dừng tổng. - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Công tắc tơ điều khiển mở cổng. Q2 : Công tắc tơ điều khiển đóng cổng. Bước 3: * Chương trình điều khiển. Bước 4:* Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO. - Ấn nút điều khiển mở cổng →I1 tác động , I2 không tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ), → động cơ chạy thuận truyền động cho bộ phận mở cổng. Khi cổng chạy đến cuối hành trình thì cơ cấu cơ khí chạm vào công tắc hành trình cuối mở cổng → Q1 ngừng tác động ( đèn tắt) → động cơ ngừng→ cổng dừng tại chỗ. - Ấn nút điều khiển đóng cổng → I2 tác động , I1 không tác động - Q1 mất điện, Q2 tác động ( đèn sáng ) → động cơ chạy ngược truyền động cho bộ phận đóng cổng. Khi cổng chạy đến cuối hành trình thì cơ cấu cơ khí chạm vào công tắc hành trình cuối đóng cổng → Q2 ngừng tác động ( đèn tắt) → động cơ ngừng→ cổng dừng tại chỗ. 24 - Trong quá trình cổng đang đóng hoặc mở, nếu muốn dừng tại chỗ hoặc điều khiển bằng tay ta ấn nút dừng tổng → I5 tác động → Q1, Q2 mất điện ( đèn tắt ) → động cơ ngừng→ cổng dừng tại chỗ. Bước 5: Download, chạy thử. 25 26 BÀI 3: CÁC CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT CỦA LOGO. 1. Chức năng của các rơ le. 1.1 Rơle ON- delay. * Sơ đồ mạch và biểu tượng trong Logo. Trong đó: - Trg ( Input): Khởi động thời gian của on- delay. - T: Thời gian đặt để đầu ra chuyển trạng thái. - Q (Đầu ra):Tín hiệu tác động ở đầu ra tương ứng với thời gian đặt. Giản đồ thời gian ON DELAY. Hình 2.1: Giản đồ thời gian ON-DELAY Đặt thời gian cho ON-delay: 27 * Nguyên lý hoạt động. - Nếu kích hoạt đầu vào của ON-delay, thì rơle thời gian ON-delay bắt đầu hoạt động. Thời gian Ta được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 0 lên 1. (Ta: thời gian hiện hành của LOGO). Nếu trạng thái đầu vào Trg duy trì mức 1 trong suốt khoảng thời gian T thì đầu ra Q được lên mức 1. Nếu đầu vào chuyển từ 1 xuống 0. Nếu trong khoảng thời gian T mà đầu vào chuyển từ 1 xuống 0 thì thì đầu ra cũng xuống 0 và timer bị reset. Nếu tính năng retentive không đươc set thì khi mất nguồn, đầu ra Q và thời gian Ta bị reset. 1.2 Rơle OFF- delay. *Sơ đồ mạch và biểu tượng trong logo. 28 Chức năng: Trg : Đầu vào khởi động thời gian Off- delay, tác động sườn âm của tín hiệu đầu vào Trg( chuyển trạng thái Trg từ 1 xuống 0). R : Tín hiệu reset bộ Off-delay và đặt đầu ra Q = 0 Par: Parameter, là khoảng thời gian đặt trễ T. Q : Đầu ra, sẽ chuyển từ mức logic 1 xuống 0 sau thời gian T kể từ khi đầu vào Trg xuống 0. Ta có giản đồ thời gian mô tả nguyên tắc làm việc của rơ le thời gian như sau Hình 2.2: Giản đồ thời gian của rơ le thời gian Off-delay Thời gian Ta được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 1 xuống 0. ( Ta: thời gian hiện hành của LOGO). Nếu trong khoảng thời gian T mà có tín hiệu reset R thì cả Q và Ta đều xuống mức 0. Q Ta TT R Trg Q Trg R T 29 1.3 Rơle ON-OFF- delay. * Biểu tượng trong Logo. * Đặt thời gian trễ. Giản đồ thời gian ON-OFF DELAY. Hình 2.3: Giản đồ thời gian ON-OFF DELAY * Nguyên lý hoạt động: Thời gian TH được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 0 lên 1. Nếu ngõ Trg được giữ cho đến hết thời gian TH thì đầu ra Q sẽ được set lên 1. Thời gian TH sẽ bị reset khi đầu vào Trg chuyển xuống mức 0 khi chưa hết thời gian TH. Sự chuyển mức từ 1 xuống 0 sẽ khởi động TL . Nếu ngõ Trg được giữ cho đến hết thời gian TL thì đầu ra Q sẽ được reset về 0. 30 Thời gian TL sẽ bị reset khi đầu vào Trg chuyển lên mức 1 khi chưa hết thờigian TL. Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, đầu ra Q và thờigian TH, TL bị reset. 1.4 Latching relay. * Sơ đồ mạch và biểu tượng trong logo. Chức năng : S : Đầu vào set. Đầu ra sẽ được set nếu đầu vào S bằng 1. R: Đầu vào reset. Đầu ra sẽ được reset nếu đầu vào R bằng 1 . Q : Đầu ra, sẽ lên 1 khi có tín hiệu đầu vào S và giữ nguyên trạng thái cho đến khi có tín hiệu đầu vào R. Ta có giản đồ thời gian của rơ le RS như sau: Bảng logic của rơ le RS : S R Q Ghi chú 0 0 X Trạng thái không đổi 1 0 1 Set 0 1 0 Reset 1 1 0 Reset S Q R R S Q Q RS S R Par Q 31 1.5 Retentive on- delay. *Sơ đồ mạch và biểu tượng trong logo. Trong đó: Tgr (Input): Khởi động thời gian của on- delay R (Input): Đặt lại thời gian cho on- delay T: Sau thời gian đặt tín hiệu đầu ra chuyển trạng thái Q (Output): Chuyển trạng thái tương ứng với thời gian dặt Giản đồ thời gian Retentive on- delay Hình 2.4: Giản đồ thời gian Retentive on- delay * Nguyên lý hoạt động: Thời gian Ta được khởi động khi đầu vào Trg chuyển từ 0 lên 1. Đầu ra Q được set khi Ta=T. Từ lúc này, sự thay đổi giá trị ở Trg không ảnh hưởng đến giá trị của đầu ra. Đầu ra và thời gian Ta bị reset khi có tín hiệu 1 ở chân R. Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, đầu ra Q và thời gian Ta bị reset. 1.6. Up and down counter (Bộ đếm lên, xuống). * Biểu tượng trong Logo. * Đặt giá trị đếm : * Giản đồ thời gian : Hình 2.5: Giản đồ thời gian bộ đếm lên xuống * Nguyên lý hoạt động: Giá trị đếm sẽ được tăng hoặc giảm một đơn vị ứng với mỗi cạnh lên của đầu vào Cnt và đầu vào Dir (Nếu Dir = 1, bộ đếm sẽ thực hiện đếm xuống, nếu Dir = 0 bộ đếm sẽ thực hiện đếm lên). Giá trị đếm được reset về 0 khi đầu vào R lên 1. đầu ra được set hoặc reset theo quy luật sau đây: Trường hợp ngưỡng On >= ngưỡng Off: Q = 1, nếu Cnt >= On Q = 0, nếu Cnt < Off. Trường hợp ngưỡng On < ngưỡng Off, đầu ra Q =1 khi :On < Cnt < Off R Trg K1 K1 Q K1 Trg R T Q 32 33 2. Các bài tập áp dụng. Bài tập 1 Yêu cầu: Viết chương trình điều khiển băng tải. Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ. - Hệ thống hoạt động thông qua nút ON và dừng thông qua nút OFF. Ba băng tải được điều khiển thông qua Q1, Q2, Q3. Cảm biến được dùng để kiểm tra hàng cuối băng tải 3 để kiểm tra sản phẩm thành phần. - Khi nút ON được nhấn thì băng tải 1 hoạt động trước, sau 5 giây băng tải 2 hoạt động, sau 5 giây tiếp theo băng tải 3 hoạt động. Hàng sẽ di chuyển tuần tự từ băng tải 1 sang băng tải 2 rồi đến băng tải 3. - Nếu cảm biến báo vật đếm được 50 sản phẩm thì 3 băng tải tạm dừng để vận chuyển hàng hóa vào kho. - Nếu ấn D các băng tải dừng theo trình tự 3→2→1. - Nếu băng tải nào bị quá tải thì tất cả băng tải tạm dừng để chờ khắc phục sự cố. Hình 2.6: Mô hình băng tải Bước 2: Qui định địa chỉ vào/ra. TT Tín hiệu đầu vào Địa chỉ đầu vào 1 Nút ấn chạy - ON I1 34 2 Nút ấn dừng - OFF I2 3 Cảm biến phát hiện sản phẩm - CBV I3 4 Rơle nhiệt bảo vệ quá tải-RN I4 Tín hiệu đầu ra Địa chỉ đầu ra 1 Băng tải 1 BT1 Q1 2 Băng tải 2 BT2 Q2 3 Băng tải 3 BT3 Q3 * Vẽ sơ đồ đấu nối. Hình 2.7: Sơ đồ đấu nối thiết bị và CPU Bước 3: Viết chương trình điều khiển. 35 + Thực hiện viết chương trình theo yêu cầu bài toán đã đưa ra : - Chức năng điều khiển theo nguyên tắc thời gian. - Chức năng thực hiện đếm. + Kết nối với ngoại vi và chạy thử. 36 37 BÀI 4: LẬP TRÌNH TRỰC TIẾP TRÊN LOGO 1. Kết nối giữa LOGO và ngoại vi. 1.1 Giới thiệu bộ LOGO Loại LOGO‼24 RC của Siemens có 8 đầu vào số 24VDC, 2 đầu vào tương tự và 4 đầu ra rơ le Hình 4.1: Bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ loại LOGO‼24 RC Thông số kỹ thuật: - LOGO! 24RC, 8DE/4DA, 200 BLOECKE - Số đầu vào số: 8 - Số đầu vào tương tự: 2 - Số đầu ra số: 4 - Meter hiển thị: LCD - IP / NEMA Rating: IP20 - Thông qua Cơ Quan CSA, FM, IEC, UL, VDE - Độ sâu bên ngoài: 55mm - Chiều cao: 90mm - Chiều rộng bên ngoài: 72mm - Gắn Loại: DIN Rail - Nhiệt độ hoạt động tối đa: +55 ° C - Nhiệt độ vận hành Min: 0 ° C - Điện áp: 24V - Điện áp Max: 24V * Các bước thực hiện Bước 1: Làm quen với LOGO 38 - Tìm hiểu kết cấu - Đọc các thông số kỹ thuật Bước 2: Kết nối của LOGO - Kết nối đầu vào - Kết nối đầu ra Bước 3: Kết nối logo với máy tính PC - Cáp kết nối - Copy chương trình từ LOGO đén chương trình mudule/ card - Copy chương trình từ mudule/ card dến LOGO 1.2 Cách kết nối dây giữa LOGO và ngoại vi. * Cách đấu dây họ LOGO!230: - Kết nối đầu vào số: Hình 4.2: Sơ đồ đấu dây đầu vào. Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 đầu vào. Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp. Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp. - Kết nối đầu ra số (dạng rơle). Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào đầu ra. Ví dụ: đèn, motor, contactor, relay Tải thuần trở: tối đa 10A Tải cảm: tối đa 3A. Sơ đồ kết nối như sau: 39 Hình 4.3: Sơ đồ đấu dây đầu ra relay. 2. Bốn luật sử dụng phím trên Logo. * Luật thứ nhất: Kết hợp 3 chức năng - Vào kiểu chương trình bằng cách ấn 3 khoá và OK - Thay đổi mức của thời gian bằng cách ấn 2 khoá ESC và OK * Luật thứ 2: Từ đầu ra đến đầu vào Vào mạch theo tuần tự từ đầu ra đến đầu vào * Luật thứ 3: Con trỏ và di chuyển con trỏ + Khi con trỏ xuất hiện có thể thay đổi - Sử dụng và di chuyển con trỏ trong mạch - Ấn OK lựa chọn nối/ blốc. - Ấn ESC thoát khỏi đầu vào + Khi con trỏ xuất hiện trong dạng blốc chọn và kết nối / blốc. - Sử dụng khoá và lựa chọn kết nối / blốc - Ấn OK chấp nhận lựa chọn - Ấn ESC quay trở lại bước 1 * Luật thứ 4: Có kế hoạch Trước khi đi vào thực hiện mạch thường thực hiện kế hoạch đó trước trên giấy. ES OK 40 3. Giao diện trên màn hình LOGO. STT PHÍM CHỌN GIAO DIỆN TRÊN LOGO Ý NGHĨA 1 Khi bật nguồn Hiển thị dòng thông báo trong LOGO không có chương trình. Ấn ESC để tiếp tục 2 ESC Menu chính: - Chương trình - Thẻ nhớ - Cài đặt - Chạy chương trình 3 Ấn phím ▲ hoặc ▼ để chọn và ấn OK để xác nhận. Menu lập trình: - Chỉnh sửa - Xóa chương trình - Đặt pass chương trình 4 Ấn phím ▲ hoặc ▼ để chọn và ấn OK để xác nhận. - Chỉnh sửa chương trình - Chỉnh sửa tên chương trình. 5 Ấn phím ▲ hoặc ▼ để chọn và ấn OK để xác nhận. - Giao diện đầu tiên khi lập trình trực tiếp trên LOGO Chú ý: - Nếu trong LOGO có chứa chương trình và đang ở trạng thái RUN, muốn chỉnh sửa chương trình ta cần tắt chương trình trước, chọn Stop ấn OK chọn YES ấn OK. 41 - Sau khi lập trình hoàn thành muốn lựa chọn vào các nội dung khác của Menu thì ấn phím ESC để quay trở lại các giao diện Menu. 4. Cách gọi các chức năng Tất cả các khối, các phần tử của mạch đều nằm trong các khối hàm Co,GF,SF và bạn phải nắm được xem các phần tử mình lấy ra để thiết kế mạch nó nằm trong khối nào thì lập trình mới nhanh được. Và 1 điều quan trọng đối với lập trình bằng tay là bạn phải lập trình ngược từ dưới lên. Xuất phát từ giao diện: Con trỏ hiện thời ở Q1 cho phép ta lựa chọn các dạng tín hiệu ra (Q,M,......) bằng cách bấm phím ◄► và chọn thứ tự ngõ ra (Q1, Q2.....; M1, M2.....)bằng cách ấn phím ▼▲. Chọn xong bấm OK xuất hiện giao diện sau: 42 Ấn OK sẽ xuất hiện giao diện sau: Căn cứ vào chương trình nếu đối tượng thuộc nhóm Co (nhóm kết nối) thì ấn Ok để chọn, còn nếu đối tượng cần chọn thuộc nhóm khác thì ấn▼ để chuyển nhóm như: GF (nhóm hàm cơ bản), SF (nhóm hàm đặc biệt) Giả sử ta chọn nhóm hàm cơ bản: GF ấn OK ta thấy xuất hiện giao diện: Ấn phím ▼ hoặc ▲ để chọn hàm cơ bản cần thiết và xác nhận bằng OK. Con trỏ sang vị trí các chân của khối B1 và các bước lập trình tiếp theo tiến hành tương tự. Các bước thực hiện Bước1: Phân tích sơ đồ nguyên lý. Lập trình bằng tay sơ đồ nguyên lý mạch sau: Hiển thị trên LOGO Số khối Kết nối khối tiếp theo Ngõ vào Không sử dụng Khối Ngõ ra Khối số 1 43 * Nguyên lý làm việc: - Đóng công tắc S1 hoặc S2 đầu ra Q1 đóng – tiếp điểm thường mở của Q1đóng đèn sáng - Trạng thái tác động này tương đương với trạng thái của mạch OR Bước 2: Khai báo địa chỉ. Chuyển sang chương trình LOGO - Địa chỉ đầu vào: I1 và I2 nối ở đầu vào của blốc: I1 đến S1, I2 đến S2 - Địa chỉ đầu ra Rơ le K1 ( trong LOGO  : Q1) được nối bởi blốc OR ra đèn Đ Bước 3: Lập trình bằng Logo. Ta có chương trình trong LOGO như sau: *Sơ đồ kết nối blốc * Kết nối LOGO. 44 *Thực hiện chương trình - Theo luật từ đầu ra đến đầu vào – hiển thị đầu ra LOGO đầu ra thứ nhất. - Di chuyển con trỏ bằng cách ấn và ấn con trỏ chuyển về phía trái. - Con trỏ cho biết vị trí trong chương trình - Từ điểm đó ấn OK con trỏ xuất hiện lựa chọn kết nối hoặc blốc - Chọn hàm GF bằng cách ấn cho đến khi hàm cần thiết xuất hiệnvà ấn OK LOGO hiển thi hàm chức năng. - Chọn cổng ấn hoặc cổng của OR blốc xuất hiện biểu thị: - Theo xuất hiện trong panel hiển thị 45 - Ấn OK xuất hiện - Lựa chọn thứ tự nối ấn OK hiển thị - Sử dụng hoặc lựa chọn đầu vào I1 ấn OK lựa chọn đầu vào I2 ấn OK Bước 3:Thuyết minh sơ đồ mạch - I1 tác động – Q1 đóng - Đèn Đ sáng. - I2 tác động – Q2 đóng - Đèn Đ sáng. - I1 và I2 không tác động - Đèn Đ không sáng. 5. Các bài tập thực hành 46 5.1. Lập trình mạch khởi động từ đơn Chọn địa chỉ ngõ vào/ra: - I1: Nút ấn mở máy - I2: Nút ấn dừng máy - I3: Rơle nhiệt - Q1: Ngõ ra công tắc tơ. * Sử dụng hàm cơ bản * Lập trình: Bước Thao tác Giao diện Bước 1 Edit chương trình để xuất hiện giao diện. Bước 2 Ấn OK và chọn nhóm hàm GF bằng cách nhấn phím ▼ Bước 3 Ấn OK để chọn GF và di chuyển trỏ bằng ▼▲ để chọn hàm AND Bước 4 Nhấn OK để chọn hàm AND, trỏ tự động di chuyển sang chân In1 ta chọn nhóm Co và chọn I2 (nút dừng), sau đó chọn phủ định I2. Bước 5 Tại chận In2 ta chọn nhóm Co và chọn I3 (rơ le nhiệt) và phủ định I3 Bước 6 Tại chân In3 chọn nhóm hàm GF Bước 7 Trong nhóm GF chọn hàm OR (ta thấy trên giao diện hàm OR được nối với khối B1 là khối hàm AND) Bước 8 Tại chận In1 chọn I1(nút khởi động) Bước 9 Tại chận In2 chọn Q1 (duy trì khi buông tay khỏi nút bấm) 47 Bước 10 Chạy thử chương trình, ấn ESC và chọn Start * Sử dụng hàm RS Mạch sẽ có các phần tử sau: đầu vào Start, Stop I1, I2, 1 hàm SR,và 1 đầu ra Q1. Cách lập trình: Vào Mode chọn vào hàm Co tiếp tục chon đến Q1 sau đó OK như vây bạn đã khai bao xong đầu ra, tiếp tục chọn tiếp đến hàm SF rồi tìm đến khối SR và nhấn ok, bạn cứ tiếp tục như vậy cho đến I1,I2 và hoàn thành, lúc này cắm nguồn và test thử. Bước Thao tác Giao diện Bước 1 Edit chương trình để xuất hiện giao diện. Bước 2 Ấn OK và chọn nhóm hàm SF bằng cách nhấn phím ▼ Bước 3 Ấn OK để chọn SF và di chuyển trỏ bằng ▼▲ để chọn hàm RS Bước 4 Nhấn OK để chọn hàm RS, trỏ tự động di chuyển sang chân S ta chọn nhóm Co và chọn I1 (nút mở máy). Bước 5 Tại chân R ta chọn nhóm GF Bước 6 Chọn hàm OR Bước 7 Chân In1 chọn I2 (dừng máy), chân In2 chọn I3 (rơ le nhiệt) Bước 8 Chạy thử chương trình, ấn ESC và chọn Start 5.2. Lập trình mạch đảo chiều quay động cơ Chọn địa chỉ ngõ vào/ra: 48 - I1: Nút ấn mở máy thuận - I2: Nút ấn mở máy ngược - I3: Nút ấn dừng máy - I4: Rơle nhiệt - Q1: Ngõ ra công tắc tơ T - Q2: Ngõ ra công tắc tơ N * Các bước lập trình: Bước Thao tác Giao diện Bước 1 Edit chương trình để xuất hiện giao diện. Bước 2 Ấn OK và chọn nhóm hàm SF bằng cách nhấn phím ▼ Bước 3 Ấn OK để chọn SF và di chuyển trỏ bằng ▼▲ để chọn hàm RS Bước 4 Trỏ tự động di chuyển sang chân S ta chọn nhóm Co và chọn I1 (nút mở máy thuận). Bước 5 Tại chân R ta chọn nhóm GF Bước 6 Chọn hàm OR Bước 7 Chân In1 chọn I2 (nút mở máy ngược), chân In2 chọn I3 (nút dừng) chân In3 chọn I4 (rơ le nhiệt) Bước 8 Ấn ► để quay lại chọn ngõ ra Q2 Bước 9 Ấn OK và chọn nhóm hàm SF bằng cách nhấn phím ▼ 49 Bước 10 Ấn OK để chọn SF và di chuyển trỏ bằng ▼▲ để chọn hàm RS Bước 11 Trỏ tự động di chuyển sang chân S ta chọn nhóm Co và chọn I2 (nút mở máy ngược). Bước 12 Tại chân R ta chọn nhóm GF Bước 13 Chọn hàm OR Bước 14 Chân In1 chọn I1 (nút mở máy thuận), chân In2 chọn I3 (nút dừng) chân In3 chọn I4 (rơ le nhiệt) Bước 15 Chạy thử chương trình, ấn ESC và chọn Start 5.3. Lập trình điều khiển hệ thống 3 băng tải Các bước lập trình thực hiện theo chiều mũi tên, các bộ Timer đều cài đặt thời gian tác động là 5S * Lập trình tao tín hiệu khởi động M1: * Lập trình điều khiển băng tải 3 (Q1): * Lập trình điều khiển băng tải 2 (Q2): 50 * Lập trình điều khiển băng tải 1 (Q3): * Lập trình tạo tín hiệu dừng (M2): * Viết chương trình điều khiển mạch điện chiếu sáng hành lang Yêu cầu: Khi người đến đầu hành nhấn nút thì đèn sáng sau 30s đèn tự tắt. Muốn đèn sáng liên tục phải nhấn giữ phím từ 3s trở lên sau đó nhấn phím lại một lần nữa thì đèn tắt sau 30s * Viết chương trình điều khiển hê thống khởi động động cơ Yêu cầu: Động cơ quay theo hai chiều và thực hiện đổi nối sao - tam giác trong mỗi lần đảo chiều. 51 BÀI 5: LẬP TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM LOGO SOFT 1. Cài đặt và sử dụng phần mềm LOGO SOFT 1.1 Những yêu cầu đối với máy tính PC TT Thiết bị – Vật tư Thông số kỹ thuật Số lượng 1 Máy tinh cá nhân pentum III Theo nhóm 2 LOGO do Siemens chế tạo 24RC – 230V- 8A Theo nhóm 3 Cáp chuyển đối Theo nhóm 1.2 Cài đặt phần mềm điều khiển. Để cài đặt phần mềm điều khiển Logo-Soft V3.0 chúng ta cần thực hiện các bước như sau : - Kích đúp chuột vào phần cài đặt LOGO, sẽ hiện lên toàn bộ chương trình chứa phần cài đặt, kích chuột vào phần Set-up như sau để bắt đầu cài đặt: - Chương trình sẽ tự động chạy phần cài đặt: - Đến khi hiện ra cửa sổ như sau, kích chuột vào OK 52 - Chương trình sẽ tự động cài đặt tiếp, đến khi hiện ra cửa sổ tiếp theo, kích chuột vào Next → Install→Done: 53 54 - Đến đây, chú ng ta đã hoà n thành phần cài đặt phần mềm, để bắt đầu làm việc, chúng ta kích chuột vào New để tạo một file mới và bắt đầu lập trình. 55 2. Các mô hình và bài tập ứng dụng. 2.1 Phân tích các mô hình ứng dụng lập trình LOGO. Logo ứng dụng rất mạnh trong việc điều khiển các thiết bị, cơ cấu chấp hành công nghiệp cỡ nhỏ. Việc lắp ráp, kết nối giữa thiết bị và bộ điều khiển đơn giản dễ dàng và không tốn kém, thiết bị lập trình nhỏ gọn và dễ dàng sử dụng thay thế. Dưới đây là các mạch cơ bản có thể ứng dụng điều khiển bằng bộ lập trình cỡ nhỏ của Siemens: - Mạch điện điều khiển đèn cầu thang. - Mạch điện điều khiển đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha. - Mạch điện điều khiển động cơ đổi nối Y-. - Mạch điện điều khiển làm việc theo trình tự. - Mạch điện điều khiển động cơ 2 cấp tốc độ. 2.2 Nguyên lý làm việc của các mạch điện cơ bản. * Mạch điện điều khiển đèn cầu thang: - Đèn cầu thang có rất nhiều phương pháp đấu nối và điều khiển, nhưng thông thường chúng ta sử dụng công tắc 3 cực. * Mạch điện điều khiển đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha. - Phương pháp đảo chiều quay động cơ không đồng bộ ba pha: đảo chiều từ trường quay của động cơ bằng cách đảo hai trong ba pha nguồn cấp tới động cơ. - Khi lắp ráp mạch điện điều khiển đảo chiều quay động cơ cần lưu ý phải sử dụng các biện pháp khóa chéo về cơ và điện (đảm bảo hai công tắc tơ điều khiển và cấp nguồn cho động cơ theo chiều thuận và chiều ngược không làm 56 việc đồng thời) để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, tránh chập cháy trong quá trình hoạt động. * Mạch điện điều khiển động cơ khởi động Y-. Trong thực tế có rất nhiều phương pháp hạn chế dòng khởi động ĐC KĐB 3 pha như: bằng cách nối stator động cơ qua cuộn kháng , giảm điện áp đặt vào động cơbằng cách dùng MBA tự ngẫu, dùng thyritstor... phương pháp đổi nối Y-  tương đối đơn giản dễ sử dụng, thực tế cũng là giảm điện áp đặt vào ĐC khi khởi động. Phương pháp trên chỉ sử dụng với các ĐC khi làm việc bình thường bộ dây đấu tam giác phù hợp với điện áp nguồn.Ví dụ: trong bài thực hành dưới đây có Ud nguồn = 220v, ĐC có thông số điện áp 380/220v _ Y/ , ta có thể sử dụng phương pháp trên. ( Chú ý: với nguồn lưới hiện nay ở Việt nam đang là 380/220v nên để có Ud= 220v, ta phải sử dụng MBA tự ngấu 3 pha để giảm điện áp lưới từ 380v xuống 220v) Hình 4.4: Sơ đồ đấu nối bộ dây sao, tam giác. Với bài thực hành trên , khi làm việc ở chế độ định mức với điện áp nguồn có Ud= 220V, ĐC phải đấu  có nghĩa là điện áp đặt vào 1 pha của ĐC Uf = 220v ( khi phụ tải đấu  , Ud đặt vào ĐC chính bằng Uf đặt vào mỗi pha của ĐC). Trong khi đó lúc khởi động ta lại đấu Y như vậy điện áp đặt vào 1 pha của ĐC chỉ còn là : )(127 73.1 220 3 V U U df  như vậy Uf giảm 3 lần, đồng thời dòng If cũng giảm 3 lần --> dòng khởi động cũng sẽ giảm 3 lần. * Mạch điều khiển động cơ hai cấp tốc độ. - Các phương pháp điều khiển thay đổi tốc độ của động cơ không đồng bộ ba pha: + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực: 57 Khi hệ số trượt s nhỏ  P f nn 11 60  + Khi f không thay đổi, tốc độ tỉ lệ nghịch với số đôi cực; do đó thay đổi số đôi cực của dây quấn Stato nghĩa là ta đã thay đổi được tốc độ của động cơ rôto dây quấn. - Xét phương pháp thay đổi tốc độ động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc bằng phương pháp thay đổi số đôi cực: + Đặt một dây quấn ở Stato và thay đổi số đôi cực bằng cách đổi nối các cực tương ứng. + Đặt hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau. + Đặt hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau mỗi dây quấn lại có thể đổi nối để có số đôi cực khác nhau. Dây quấn rôto trong động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc có thể thích ứng với bất cứ số đôi cực nào của dây quấn stato .do đó thích hợp cho đọng cơ điện thay đổi số đôi cực . Sơ đồ cách nối như hình So sánh hình 4.5 ta thấy bằng cách đấu thuận hay đấu nghịch mà được bước cực khác nhau , nghĩa là số đôi cực khác nhau theo tỷ lệ 2 : 1 . Hai dây quấn có thể đấu nói tiếp hay song song theo yêu cầu của điện áp và dòng điện như hình. Hình 4.5: Sơ đồ đấu dây theo tỷ lệ 2:1 và mô men không đổi - Tùy theo cách đấu Y hay  và cách đấu dây quấn pha song song hay nối tiếp mà có động cơ hai tốc độ có M không đổi và P không đổi. Gọi công suất động cơ điện hai cấp tốc độ, ứng với đôi cực ít là P1 và số cực gấp đôi là P2. ( hình 4.6 ) 58 Hình 4.6: Sơ đồ đấu dây quấn khi đổi tốc độ theo tỷ lệ 2:1 và công suất không đổi 2.3 Lắp ráp các mô hình điều khiển. * Các bước thực hiện bài toán. Hiện nay, việc ứng dụng các thiết bị có khả năng lập trình được vào hệ thống điều khiển đang phát triển mạnh và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp để thay thế cho những hệ thống điều khiển truyền thống. Công việc thiết kế và thi công các hệ thống điều khiển cỡ nhỏ thì việc ứng dụng các bộ lập trình cỡ nhỏ như LOGO, ZEN cũng trở lên phổ biến vì chúng có thể dễ dàng thay thế lắp ráp sửa chữa và ít nhầm lẫn, có thể nhanh chóng sửa đổi. Tuy nhiên, khi thiết kế và lắp đặt hệ thống tự động hóa trong công nghiệp, cần phải căn cứ vào mục đích, chức năng, điều kiện và môi trường làm việc của hệ thống để đưa ra quy trình thực hiện hợp lý đáp ứng yêu cầu. Tùy theo điều kiện cụ thể để xác định quy trình này. Có thể đưa ra một cách tổng quan về quy trình thiết kế và lắp đặt hệ thống tự động hóa trong công nghiệp như sau: Bước 1: Tìm hiểu và phân tích yêu cầu công nghệ. Thiết kế và vẽ sơ đồ lắp đặt hệ thống điều khiển - Tìm hiểu quy trình làm việc của hệ thống tự động hóa: nhằm mục đích xác định được quy trình làm việc, vẽ được sơ đồ nguyên lý tiếp điểm tương đương để thực hiện quy trình làm việc đó, hoặc từ sơ đồ nguyên lý có sẵn, phân tích và xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển quy trình làm việc của sơ đồ - Vẽ sơ đồ lắp ráp và xây dựng bảng trình tự lắp ráp. Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành - Căn cứ vào quy trình làm việc đã phân tích ở trên và các yêu cầu, tiêu chuẩn của hệ thống điều khiển để đưa ra các tiêu chuẩn để lựa chọn các thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành để đáp ứng yêu cầu công nghệ của hệ thống: + Tính chọn các thiết bị điều khiển, cơ cấu chấp hành đáp ứng yêu cầu công nghệ và phù hợp với tín hiệu của bộ điều khiển. 59 + Kiểm tra các thiết bị điều khiển đã chọn + Lắp ráp các thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành Bước 3: Lập trình điều khiển hệ thống theo yêu cầu công nghệ - Lựa chọn bộ điều khiển có đủ cả về số lượng và dạng tín hiệu điều khiển của đầu vào và đầu ra đáp ứng yêu cầu công nghệ của mạch điều khiển và động lực đã lắp đặt. - Quy định các địa chỉ vào của tín hiệu điều khiển địa chỉ ra của tín hiệu chấp hành trong bộ điều khiển - Lập trình điều khiển hệ thống tự động hóa trên máy tính - Mô phỏng, chạy thử bằng phần mềm mô phỏng và nạp chương trình vào bộ điều khiển PLC, chạy thử kiểm tra trạng thái tác động theo chương trình làm việc. Bước 4: Kết nối CPU với cơ cấu chấp hành của hệ thống, chạy thử kiểm tra - Xác định rõ yêu cầu và nguyên lý hoạt động của hệ thống - Chạy thử kiểm tra quá trình hoạt động theo yêu cầu công nghệ đúng như bảng trình tự kiểm tra. - Thuyết minh quy trình làm việc của hệ thống tự động hóa. * Các bước lắp đặt, kết nối giữa CPU và cơ cấu chấp hành. Bước 1: Chuẩn bị và kiểm tra dụng cụ. - Lập bảng kê danh mục thiết bị: dựa vào yêu cầu của hệ thống từ đó lựa chọn các sản phẩm phù hợp. - Kiểm tra số lượng thiết bị: dựa theo bảng kê thiết bị để kiểm tra, phân loại thành vật tư, thiết bị, dụng cụ tháo lắp, dụng cụ đấu nối... - Kiểm tra chất lượng thiết bị: + Kiểm tra trực quan: nhìn và quan sát xem các thiết bị có hiện tượng nứt, vỡ, méo bất thường, các bộ phận của thiết bị có đầy đủ không; quan sát kỹ để chắc chắn rằng dây điện không bị nứt, dây tóc bóng đèn không bị đứt. + Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng: dùng đồng hồ vạn năng đo cách điện và thông mạch cầu dao, công tắc. + Kiểm tra CPU: cấp nguồn, xem các đèn báo CPU có hiện tượng gì bất thường không. Bước 2: Lắp các thiết bị vào bảng mạch. Chọn bảng thực hành bằng gỗ (hoặc tủ điện), kích thước 0,4m x 0,4m để vẽ sơ đồ gá lắp thiết bị theo tỷ lệ của khổ giấy A4. Dựa trên sơ đồ nguyên lý vẽ sơ đồ lắp đặt thiết bị tương ứng từ trên xuống dưới. Sau đó, dựa trên sơ đồ gá lắp thiết bị dùng máy bắn vít, kìm tuốc nơ vít bắt chặt thiết bị vào bảng mạch 60 (bắt các thiết bị có kích thước lớn và ở giữa mạch trước, các thiết bị xung quanh bắt sau). Giả sử ta lập trình cho bài toán điều khiển động cơ ba pha có quy trình làm việc như sơ đồ mạch sau: Hình 4.7: Sơ đồ điều khiển động cơ ba pha quay một chiều. - Các thiết bị cần có là: 1, aptomat ba pha, 1 động cơ không đồng bộ ba pha, 1 công tắc tơ, 2 nút ấn, 1 đèn báo. Vậy ta có thể bố trí các thiết bị trên bảng mạch như sau: Hình 4.8: Sơ đồ bố trí thiết bị trên bảng mạch thực hành. Bước 3: Vẽ sơ đồ đi dây. - Vẽ phần đi dây động lực (các dây pha đi song song, không chồng chéo lên nhau, màu đậm, các pha chọn các màu khác nhau: pha A- đỏ, pha B: vàng, pha C: xanh): vẽ đi dây từ trên xuống dưới, từ trái qua phải 61 Hình 4.9: Sơ đồ đi dây mạch động lực. - Vẽ phần đi dây mạch điều khiển ( chọn nét vẽ mảnh, có thể dùng một hoặc hai màu, hạn chế nhiều đường đi dây, nên đi dây theo một số đường để khi lắp ráp dễ dàng bó buộc lại hoặc đi vào trong máng): vẽ từ phần nguồn tới các thiết bị. Với bài trên ta quy định địa chỉ như sau: - Đầu vào: Nút ấn điều khiển chạy ON – I1 (thường mở) Nút ấn điều khiển dừng OFF-I2 (thường đóng) - Đầu ra: Cuộn dây công tắc tơ K- Q1. Ta vẽ được sơ đồ nguyên lý đấu nối mạch điều khiển như sau: Hình 4.10: S ơ đồ nguyên lý đấu nối từ CPU tới thiết bị chấp hành Ta vẽ sơ đồ đi dây mạch điều khiển như sau: Hình 4.11: ơ đồ đi dây mạch điều khiển từ thiết bị đến phần nối với CPU B ước 62 4: Lắp mạch * Kiểm tra và lắp các thiết bị vào bảng mạch + Kiểm tra cuộn dây ĐC KĐB 1pha: dùng đèn tóc hoặc đồng hồ vạn năng kiểm tra thông mạch. + Dùng Megaom kế kiểm tra cách điện (Rcđ ≥0,5MΩ đạt yêu cầu) + Kiểm tra công tắc tơ: đo thông mạch các tiếp điểm chính và phụ khi có điện và không điện. + Kiểm tra bộ nút ấn: kiểm tra thông mạch các tiếp điểm thường mở khi đóng và thường đóng khi mở. + Lắp các thiết bị vào bảng mạch: bố trí công tắc tơ ở giữa bảng mạch, aptomat và nút ấn ở phía tay phải bảng mạch để dễ dàng khi đi dây điều khiển và vận hành. * Lắp mạch động lực: đấu nối dây theo nguyên tắc từ trên xuống dưới, từ trái qua phải. Cụ thể: Dùng dây đơn 1,5mm2 đi dây từ Aptomat  K  ĐC. * Lắp mạch điều khiển: - Dùng dây đơn hoặc dây bất kỳ đo đo dài giữa các phần cần đi dây. Uốn dây vuông góc tại các điểm gấp khúc và giao nhau để đảm bảo dây đi song song, không chồng chéo. * Kiểm tra sau khi lắp xong. - Kiểm tra trực quan. Công tắc tơ, nút ấn, cầu chì không bị nghiêng, dây động lực không bị chồng chéo lên nhau, các đầu cốt không bị hở, không có thiết bị và dây điện thừa, cầm mạch lên lắc không có thiết bị và dây điện bị bung ra. + Đo thông mạch theo sơ đồ. Bước 5: Kết nối với CPU và cơ cấu chấp hành. Khi kết nối CPU Logo với cơ cấu chấp hành cần phải đảm bảo rằng chương trình điều khiển viết bằng phần mềm LOGO soft đã được kiểm tra và chạy thử, sau khi thử tác động các trường hợp giả định đạt yêu cầu thì mới tiến hành đấu nối và vận hành. Sơ đồ đấu nối từ CPU tới có cấu chấp hành như sau: 63 Hình 4.12: Sơ đồ kết nối từ CPU tới cơ cấu chấp hành. 2.3.1. Mô hình điều khiển đèn cầu thang. Đèn cầu thang được sử dụng phổ biến ở nhà cao tầng hiện nay. Việc điều khiển đèn cầu thang có thể sử dụng rất nhiều phương pháp. Việc đấu nối điều khiển bằng công tắc hai cực cũng rất dễ dàng. Tuy nhiên, với việc ứng dụng rộng rãi công nghệ thông minh vào các tòa nhà thì việc điều khiển đèn cầu thang một cách tự động theo ngày, giờ hoặc theo chế độ có người hay không đã trở nên phổ biến. Dưới đây, ta xét phương pháp điều khiển đèn cầu thang thông thường sử dụng bộ lập trình cỡ nhỏ Logo. Các bước tiến hành bài toán điều khiển như sau: Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. Ta có thể xác định quy trình làm việc thông qua sơ đồ rơ le điều khiển mạch đèn cầu thang đã biết như sau: 64 Hình 4.13: Sơ đồ điều khiển đèn cầu thang bằng công tắc 3 cực * Quy trình làm việc. - Các công tắc CT1 và CT2 thao tác ở cùng vị trí đèn sáng. - Các công tắc CT1 và CT2 thao tác ở khác vị trí đèn tắt. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : Ta có giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M1, M2, K1, K2, D, RN như sau: Hình 4.14: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng Bước2: Khai báo địa chỉ. - Địa chỉ đầu vào: I1 : CT1 ( công tắc tầng 1 ) I2 : CT2 ( công tắc tầng 2 ) - Địa chỉ đầu ra: Q1 : Đ ( đèn chiếu sáng ) Bước 3: Chương trình điều khiển. Thuyết minh sơ đồ mạch LOGO. I1 tác động , I2 không tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 không tác động , I2 tác động - Q1 tác động ( đèn sáng ) I1 tác động , I2 tác động - Q1 không tác động ( đèn tắt ) 65 Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã có. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.15: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . 2.3.2. Mô hình điều khiển động cơ đảo chiều quay. B1. Mạch đảo chiều trực tiếp không thông qua trạng thái dừng. 66 Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. * Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta có thể xác định quy trình làm việc thông qua sơ đồ rơ le điều khiển động cơ quay theo 2 chiều đã biết như sau : Hình 4.16: Mạch động lực, điều khiển động cơ chạy theo hai chiều. Quy trình làm việc được mô tả như sau : Ấn nút MT, cuộn dây công tắc tơ KT có điện, động cơ M chạy thuận, đèn báo DB1 sáng. Ấn nút MN, cuộn dây công tắc tơ KN có điện, động cơ M chạy ngược, đèn báo DB2 sáng. Để đảm bảo chắc chắn hai công tắc tơ KT và KN không cùng làm việc, ta dùng nút ấn kép, có liên động điện bằng tiếp điểm thường đóng. Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn MN: thường mở Nút ấn MT: thường mở Nút ấn D: thường đóng Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với CPU như sau: 67 Hình 4.17: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với PLC - Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra Từ sơ đồ hình 4.17 ta thấy ở trạng thái ban đầu, tín hiệu D có mức logic là 1, RN là 1, MT và MN là 0. Khi MT chuyển từ 0 sang 1 thì KT có mức logic là 1 hoặc khi MN chuyển từ 0 sang 1 thì KN có mức logic là 1. Khi tín hiệu D hoặc RN chuyển từ 1 sang 0 thì KT và KN chuyển từ 1 sang 0. Vì vậy, ta có giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu MT, MN, D, RN, KT, KN như hình 4.18. MT D RN KT MT KN Hình 4.18: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng - Quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra như sau: Từ giản đồ thời gian hình 4.18 ta thấy: khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and MT bằng 1 thì tín hiệu ra KT bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu MT là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn MT và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra KT được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu MT. Khi tín hiệu đầu vào d bằng 0 hoặc RN bằng 0 thì tín hiệu đầu ra KT bằng 0. Khi MN có mức logic là 1 thì KN bằng 1, ngay tức thì MN đảo được dùng để chuyển KT về 0, thực hiện khóa liên động. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra KT là: 68 . .( ).KTF D MN MT KT RN  Khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and MN bằng 1 thì tín hiệu ra KN bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu MN là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn MN và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra KN được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu MN. Khi tín hiệu đầu vào d bằng 0 hoặc RN bằng 0 thì tín hiệu đầu ra KN bằng 0. Khi MT có mức logic là 1 thì KT bằng 1, ngay tức thì MT đảo được dùng để chuyển KN về 0, thực hiện khóa liên động. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra KN là: . .( ).KNF D MT MN KN RN  * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : MT ( nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay thuận ) I2 : MN (nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay ngược ) I3 : D ( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I4 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : KT ( cuộn dây của công tắc tơ KT) Q2 : KN ( cuộn dây của công tắc tơ KN ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau : - Phương pháp lập trình 1: sử dụng các hàm cơ bản. 69 - Phương pháp lập trình 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã có. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 70 Hình 4.19: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành. B2. Mạch đảo chiều tự động theo hành trình. Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. * Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta có thể xác định quy trình làm việc thông qua sơ đồ rơ le điều khiển động cơ quay theo 2 chiều đã biết như sau : 71 Hình 4.20: Mạch động lực, điều khiển động cơ chạy theo hai chiều theo hành trình. Quy trình làm việc được mô tả như sau : Ấn nút M, cuộn dây công tắc tơ KT có điện, động cơ M chạy thuận, đèn báo X sáng. Tiếp điểm thường đóng K1 (11;13) mở ra khống chế khoá chéo chế độ quay ngược. Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K1 (2;8), (4;10), (6;12) đóng cấp nguồn cho động cơ M khởi động trực tiếp theo chiều thuận. Kết thúc quá trình mở máy theo chiều thuận. Khi công tắc hành trình HT1 (3;11) tác động, công tắc tơ K2 (16;4) có điện, tiếp điểm thường mở K2 (3;11) đóng lại duy trì. Tiếp điểm thương mở K2 (6;17) đóng lại đèn vàng sáng. Tiếp điểm thường đóng K2 (7;9) mở ra khống chế khóa chéo chế độ quay thuận. Đồng thời các tiếp điểm động lực K2 (2;12), (4;10), (6;8) đóng lại đảo chéo hai trong 3 pha cấp điện cho động cơ ở chế độ quay ngược. Kết thúc quá trình đảo chiều động cơ ở chế độ quay ngược Để đảm bảo chắc chắn hai công tắc tơ KT và KN không cùng làm việc, ta dùng nút ấn kép, có liên động điện bằng tiếp điểm thường đóng. Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M: thường mở 72 Nút ấn D: thường đóng. Công tắc hành trình HT1: thường đóng. Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với như sau: Hình 4.21: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với PLC - Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra Từ sơ đồ hình 4.21 ta thấy ở trạng thái ban đầu, tín hiệu D có mức logic là 1, RN, HT1 là 1, M là 0. Khi M chuyển từ 0 sang 1 thì KT có mức logic là 1 hoặc khi HT1 chuyển từ 1 sang 0 thì KN có mức logic là 1. Khi tín hiệu D hoặc RN chuyển từ 1 sang 0 thì KT và KN chuyển từ 1 sang 0. Vì vậy, ta có giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu MT, MN, D, RN, KT, KN như hình 4.22. 73 Hình 4.22: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng - Quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra như sau: Từ giản đồ thời gian hình 4.22 ta thấy: khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and M bằng 1 thì tín hiệu ra KT bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu M là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn M và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra KT được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu M. Khi tín hiệu đầu vào D bằng 0 hoặc RN bằng 0 thì tín hiệu đầu ra KT bằng 0. Khi HT1 có mức logic là 0 thì KN bằng 1, ngay tức thì HT1 đảo được dùng để chuyển KT về 0, thực hiện khóa liên động. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra KT là: . 1.( ).KTF D HT MT KT RN  Khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and HT bằng 0 thì tín hiệu ra KN bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu HT1 là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi gặp HT1 và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra KN được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu HT1. Khi tín hiệu đầu vào D bằng 0 hoặc RN bằng 0 thì tín hiệu đầu ra KN bằng 0. Khi M có mức logic là 1 thì KT bằng 1, ngay tức thì MT đảo được dùng để chuyển KN về 0, thực hiện khóa liên động. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra KN là: . .( 1 ).KNF D MT HT KN RN  * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M ( nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay thuận ) I2 : HT1 (công tắc hành trình cuối thuận, động cơ quay ngược ) I3 : D ( nút dừng động cơ – Thường đóng ) 74 I4 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : KT ( cuộn dây của công tắc tơ KT) Q2 : KN ( cuộn dây của công tắc tơ KN ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp lập trình 1: sử dụng các hàm cơ bản. - Phương pháp lập trình 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. 75 Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã có. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.23: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . 2.3.3. Mô hình điều khiển động cơ đổi nối Y/∆. C1. Mở máy bằng đổi nối sao-tam giác bằng bộ nút bấm. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. 76 - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển tự động đổi nối Y-  dùng nút bấm như sau: Hình 4.24: Mạch động lực, điều khiển đổi nối Y-  dùng rơ le thời gian. Quy trình làm việc được mô tả như sau : + M1 (3;5) Công tắc tơ K2 (9;4)(KY) có điện, tiếp điểm thường mở K2 (5;11),(6;23) đóng lại, đèn xanh sáng, tiếp điểm thường đóng K2 (17;21) mở ra khoá chéo sự làm việc của K3 khi đó các tiếp điểm mạch động lực K2 (14;20), (16;20), (18;20) đóng chụm Y cho bộ dây Stato động cơ M. Đồng thời CTT K1 (11;4) có điện, tiếp điểm thường mở K1(3;11) đóng lại duy trì, tiếp điểm thường mở K1 (15;17) đóng chuẩn bị cấp nguồn cho CTT K3 (21;4), các tiếp điểm K1 (2;8), (4;10), (6;12) trên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ M khởi động ở chế độ nối Y bộ dây. Để kết thúc quá trình mở máy ấn M2(5;7) CTT K2 (9;4) mất điện các tiếp điểm thường mở K2(5;11), (6;23) mở ra, tiếp điểm thường đóng K2 (17;21) đóng lại Công tắc tơ K3 (21;4)( K) có điện, tiếp điểm thường mở K3 (13;15) đóng lại duy trì, tiếp điểm K3 (6;25) đóng (Đèn vàng sáng). Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K3 (2;18), (4;16), (6;14) đóng đổi nối bộ dây Stato động cơ M sang làm việc ở chế độ nối . Kết thúc quá trình mở máy. + Để đảm bảo KY và K không làm việc đồng thời chúng ta dùng liên động điện bằng tiếp điểm thường kín của KY và K. + Muốn dừng động cơ ta ấn nút D. + Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. 77 + Để bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA - Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra. + Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M1, M2: thường mở Nút ấn D: thường đóng Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với CPU như sau: Hình 4.25: S ơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU + Từ sơ đồ hình 4.25 và yêu cầu đề ra ta thấy ở trạng thái ban đầu, tín hiệu D, M và RN chưa tác động. Nhưng D và RN có dạng tiếp điểm thường đóng nên có mức logic là 1. Còn M là là tiếp điểm thường mở nên là 0. Khi ấn M, tín hiệu chuyển từ 0 sang 1, K và KY có mức logic là 1, K là 0. Sau một thời gian, K chuyển từ 0 sang 1, KY chuyển từ 1 sang 0. Khi ấn D hoặc RN, tín hiệu của chúng chuyển từ 1 sang 0 dẫn đến K, KY, K chuyển từ 1 sang 0. Vì vậy, ta có giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M, D, RN, K, KY, K như hình 4.26. 78 Hình 4.26: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng + Quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra như sau: Từ giản đồ thời gian hình 4.26 ta thấy: khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and M1 bằng 1 thì tín hiệu ra K và KY bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu M là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn M và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra K được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu M. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra K là: .( 1 ).KF D M K RN  Sau thời gian trễ T thì lệnh tạo thời gian trễ Rth tác động, dẫn đến KY chuyển từ 0 sang 1. Vậy hàm logic của biến đầu ra KY là: .KYF K Rth Đồng thời, khi Rth tác động thì Khi tín hiệu K∆ chuyển từ 0 sang 1. Vậy hàm logic của biến đầu ra K∆ là: KF Rth  * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : M2 ( nút ấn làm việc, thường mở. ) I3 : D ( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I4 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) 79 - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ KY ) Q3 : K3 ( cuộn dây của công tắc tơ K∆ ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản. - Phương pháp 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. 80 * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 81 Hình 4.27: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . Mạch kết nối với ngoại vi : + Đầu vào nút ấn thưởng mở M , nút ấn thường kín D , tiếp điểm thường kín RN. + Đầu ra nối tới 3 cuộn dây công tắc tơ K1, K2, K3. - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . C2. Mở máy bằng đổi nối sao-tam giác theo thời gian. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển tự động đổi nối Y-  dùng rơ le thời gian như sau: 82 Hình 4.28: Mạch động lực, điều khiển đổi nối Y-  dùng rơ le thời gian . Quy trình làm việc được mô tả như sau : + Ấn nút M, cuộn dây công tắc tơ K1 có điện, động cơ chuẩn bị làm việc. Lúc này cuộn dây K2(KY) đồng thời có điện, động cơ khởi động ở chế độ nối 83 hình Sao, rơ le thời gian có điện. Đèn báo DB1 sáng báo hiệu động cơ đang ở chế độ nối Sao. + Sau thời gian chỉnh định của rơ le thời gian, tiếp điểm thường mở của nó mở ra, K2 mất điện, đồng thời tiếp điểm thường đóng của nó đóng lại, K3(K) có điện, động cơ làm việc ở chế độ nối Tam giác, đèn báo DB2 sáng . + Để đảm bảo K2 và K3 không làm việc đồng thời chúng ta dùng liên động điện bằng tiếp điểm thường kín của K2 và K3. + Muốn dừng động cơ ta ấn nút D. + Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. + Để bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA - Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra. + Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M: thường mở Nút ấn D: thường đóng Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với CPU như sau: Hình 4.29: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU + Từ sơ đồ hình 4.29 và yêu cầu đề ra ta thấy ở trạng thái ban đầu, tín hiệu D, M và RN chưa tác động. Nhưng D và RN có dạng tiếp điểm thường 84 đóng nên có mức logic là 1. Còn M là là tiếp điểm thường mở nên là 0. Khi ấn M, tín hiệu chuyển từ 0 sang 1, K và KY có mức logic là 1, K là 0. Sau một thời gian, K chuyển từ 0 sang 1, KY chuyển từ 1 sang 0. Khi ấn D hoặc RN, tín hiệu của chúng chuyển từ 1 sang 0 dẫn đến K, KY, K chuyển từ 1 sang 0. Vì vậy, ta có giản đồ thời gian quan hệ các tín hiệu M, D, RN, K, KY, K như hình 4.30. Hình 4.30: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng + Quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra như sau: Từ giản đồ thời gian hình 4.30ta thấy: khi tín hiệu đầu vào D bằng 1 and RN bằng 1 and M bằng 1 thì tín hiệu ra K và KY bằng 1. Tuy nhiên, tín hiệu M là không chắc chắn, chỉ là 1 trong khi ấn M và khi dừng ấn thì trở về 0. Nên tín hiệu ra K được dùng để hỗ trợ cho tín hiệu M. Vậy hàm thuật toán logic của biến đầu ra K là: .( ).KF D M K RN  Khi K có mức lô gic là 1 thì lệnh tạo thời gian trễ Rth bắt đầu đếm, nên hàm logic của biến tạo thời gian trễ là: FRth = K Sau thời gian trễ T thì lệnh tạo thời gian trễ Rth tác động, dẫn đến KY chuyển từ 0 sang 1. Vậy hàm logic của biến đầu ra KY là: .KYF K Rth Đồng thời, khi Rth tác động thì Khi tín hiệu K∆ chuyển từ 0 sang 1. Vậy hàm logic của biến đầu ra K∆ là: KF Rth  * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. 85 - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : D ( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ ) - Địa chỉ đầu ra Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ KY ) Q3 : K3 ( cuộn dây của công tắc tơ K∆ ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1 : sử dụng các hàm cơ bản. - Phương pháp 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. 86 * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.31: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . K1 Q1 K3 Q3 220V L AI2I4 K2 I1 I3 Q4 AI1 RN 0V 220V M 0V I5M Q2 D I2 I6 87 Mạch kết nối với ngoại vi : + Đầu vào nút ấn thưởng mở M , nút ấn thường kín D , tiếp điểm thường kín RN. + Đầu ra nối tới 3 cuộn dây công tắc tơ K1, K2, K3. - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . 2.3.4. Mạch điều khiển 2 động cơ 3 pha làm việc theo trình tự. D1. Mạch điều khiển hai động cơ làm việc tuần tự bằng bộ nút bấm. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển 2 động cơ 3 pha làm việc tuần tự, dùng nút bấm như sau : Hình 4.32: Mạch động lực, điều khiển 2 động cơ làm việc tuần tự bằng bộ nút bấm. - Quy trình làm việc được mô tả như sau : + Ấn M1 (3;5) Công tắc tơ K1 (7;4) có điện, tiếp điểm thường mở K1(3;5) đóng lại duy trì, tiếp điểm thường mở K1 (9;11) đóng chuẩn bị cấp nguồn cho CTT K2. Các tiếp điểm K1 (2;8), (4;10), (6;12) trên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ M khởi động động cơ M1 làm việc, tiếp điểm thường mở K1 (6;17) đóng lại, đèn xanh sáng báo động cơ 1 làm việc. 88 + Ấn M2(11;13) CTT K2 (13;4) có điện các tiếp điểm thường mở K2(11;13) (6;23) đóng lại duy trì. Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K2 (14;20), (16;22), (18;24) đóng động cơ 2 làm việc, tiếp điểm thường mở K2 (6;19) đóng lại, đèn vàng sáng báo động cơ 2 làm việc + Muốn dừng động cơ ta ấn nút D. + Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. + Để bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA + Nếu động cơ 1 chưa làm việc, ta điều khiển chạy động cơ 2 thì động cơ 2 không thể làm việc do bị khóa bởi tiếp điểm K1 * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M1 , M2: thường mở Nút ấn D: thường đóng. Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với như sau: Hình 4.33: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU Ta có quan hệ lô gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : 89 Hình 4.34: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : D( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ) Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ K2 ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản. 90 - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.35: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành. 91 - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . D2. Mạch điều khiển hai động cơ làm việc tuần tự theo thời gian. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển 2 động cơ 3 pha làm việc tuần tự, dùng rơ le thời gian như sau : Hình 4.36: Mạch động lực, điều khiển 2 động cơ làm việc tuần tự . - Quy trình làm việc : - Quy trình làm việc được mô tả như sau : + Ấn M1 (3;5) Công tắc tơ K1 (7;4) có điện, tiếp điểm thường mở K1(3;5) đóng lại duy trì, đồng thời rơle thời gian có điện, chuẩn bị cấp nguồn cho CTT K2. Các tiếp điểm K1 (2;8), (4;10), (6;12) trên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ M khởi động động cơ M1 làm việc, tiếp điểm thường mở K1 (6;15) đóng lại, đèn xanh sáng báo động cơ 1 làm việc. + Sau thời gian chỉnh định của rơle thời gian, tiếp điểm T1(9 ;11) đóng lại CTT K2 (13;4) có điện các tiếp điểm thường mở K2(11;9) đóng lại duy trì. Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K2 (14;20), (16;22), (18;24) đóng động cơ 2 làm việc, tiếp điểm thường mở K2 (6;17) đóng lại, đèn vàng sáng báo động cơ 2 làm việc + Muốn dừng động cơ ta ấn nút D. + Bảo vệ quá tải cho động cơ dùng rơ le nhiệt RN. 92 + Để bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA + Nếu động cơ 1 chưa làm việc, ta điều khiển chạy động cơ 2 thì động cơ 2 không thể làm việc do bị khóa bởi tiếp điểm T1 + Ấn D dừng máy. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M: thường mở Nút ấn D: thường đóng. Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với như sau: Hình 4.37: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU Ta có quan hệ lô gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : 93 Hình 4.38: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : D( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ) Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ K2 ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản. 94 - Phương pháp 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.39: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . 95 - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . 2.3.5. Mô hình mạch điện động cơ 2 cấp tốc độ. E1. Mạch điện thay đổi tốc độ ∆/YY bằng nút bấm. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển động cơ thay đổi tốc độ với hai cấp tốc độ bằng nút bấm như sau: Hình 4.40: Mạch động lực điều khiển động cơ hai cấp tốc độ bằng bộ nút bấm Mạch hoạt động như sau : + Cấp nguồn cho mạch điện : Đóng AP. + Chạy tốc độ thấp: Ấn M1(3;5)  Công tắc tơ K1 (9;4) có điện, tiếp điểm thường mở K1 (3;5) đóng lại duy trì,  đèn xanh sáng, tiếp điểm thường đóng K1 (13;15) mở ra khống chế khoá chéo K2, K3 (15;4). Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K1 (2;8), (4;10), (6;12) đóng cấp nguồn cho động cơ M làm việc ở chế độ nối bộ dây. + Chạy tốc độ cao: Ấn M2 (5;7) Công tắc tơ K1 (9;4) mất điện, tiếp điểm thường đóng K1 (13;15) đóng lại. Công tắc tơ K2, K3 (15;4) có điện, tiếp điểm thường mở K2(11;13) đóng lại duy trì, (đèn vàng sáng), tiếp điểm thường  96 đóng K2(7;9) mở ra khống chế khoá chéo tốc độ thấp. Đồng thời tiếp điểm mạch động lực K2 (2;26), (4;24), (6;22), K3 (14;20), (16;20), (18;20) đóng, động cơ M chuyển sang làm việc với chế độ nối YY bộ dây. + Dừng máy: Muốn dừng máy ấn D ngắt điện toàn mạch điều khiển, động cơ dừng hoạt động. Muốn kết thúc quá trình làm việc ta ngắt AP + Thiết bị bảo vệ: Khi xảy ra quá tải, tùy vào tốc độ làm việc của động cơ ( tương ứng với chế độ đấu ∆ hoặc YY) rơle nhiệt RN1, RN2 tác động, tiếp điểm thường đóng RN(8;N) mở ra ngắt mạch điều khiển. Khi có sự cố ngắn mạch AP tác động, cắt điện toàn bộ hệ thống. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M1 , M2: thường mở Nút ấn D: thường đóng. Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với như sau: Hình 4.41: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU Ta có quan hệ lô gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : 97 Hình 4.1: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M1 ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : M2 ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I3 : D( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I4 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ) Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K1, động cơ chạy tốc độ thấp ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ K2 , động cơ chạy tốc độ cao) Q3 : K3 ( cuộn dây của công tắc tơ K3 , động cơ chạy tốc độ cao) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản. 98 - Phương pháp 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. 99 Hình 4.2: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành . E2. Mạch điện thay đổi tốc độ ∆/YY có khống chế thời gian. * Bước 1: Phân tích quy trình làm việc. - Xác định quy trình làm việc của phụ tải : Chúng ta xác định quy trình làm việc của phụ tải thông qua mạch động lực và điều khiển động cơ thay đổi tốc độ với hai cấp tốc độ như sau: 100 Hình 4.3: Mạch động lực, điều khiển động cơ thay đổi tốc độ với 2 cấp tốc độ. - Quy trình làm việc : + Cấp nguồn cho mạch điện : Đóng AP. + Chạy tốc độ thấp: Ấn M  Công tắc tơ K1 (A;5) có điện, tiếp điểm thường mở K1 (1;3) đóng lại duy trì,  đèn xanh sáng, tiếp điểm thường đóng K1 (1;6) mở ra khống chế khoá chéo K2, K3 (1;6) Đồng thời các tiếp điểm mạch động lực K1 (2;8), (4;10), (6;12) đóng cấp nguồn cho động cơ M làm việc ở chế độ nối ∆ bộ dây. + Chạy tốc độ cao: Khi công tắc tơ K1 (A;5) có điện, tiếp điểm thường mở K1 (1;3) đóng lại duy trì đồng thời rơle thời gian T(2;7) có điện. Sau thời gian đặt tiếp điểm thường đóng mở chậm T(5;8) mở ra  công tắc tơ K1 (A;5) mất điện, tiếp điểm thường đóng K1 (1;6) đóng lại. Tiếp điểm thường mở đóng chậm T(6;8) đóng lại Công tắc tơ K2, K3 (1;6) có điện (đèn vàng sáng), tiếp điểm thường đóng K2(A;5) mở ra khống chế khoá chéo tốc độ thấp. Đồng thời tiếp điểm mạch động lực K2 (2;18), (4;16), (6;14), K3 (8;20), (10;20), (12;20) đóng động cơ M chuyển sang làm việc với chế độ nối YY bộ dây. + Dừng máy: Muốn dừng máy ấn D ngắt điện toàn mạch điều khiển, động cơ dừng hoạt động. Muốn kết thúc quá trình làm việc ta ngắt AP + Thiết bị bảo vệ: Khi xảy ra quá tải, tùy vào tốc độ làm việc của động cơ ( tương ứng với chế độ đấu ∆ hoặc YY) rơle nhiệt RN1, RN2 tác động, tiếp điểm thường đóng RN(8;N) mở ra ngắt mạch điều khiển. Khi có sự cố ngắn mạch AP tác động, cắt điện toàn bộ hệ thống. * Xác định mối quan hệ logic của tín hiệu đầu vào và đầu ra : - Lựa chọn thiết bị điều khiển: Nút ấn M: thường mở 101 Nút ấn D: thường đóng. Công tắc hành trình: thường đóng. Tiếp điểm rơ le nhiệt RN: thường đóng Sơ đồ kết nối với như sau: Hình 4.42: Sơ đồ lựa chọn kết nối tín hiệu điều khiển với CPU Ta có quan hệ lô gic của tín hiệu vào/ra theo giản đồ thời gian sau : Hình 4.43: Giản đồ thời gian biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng. 102 * Bước 2: Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra. - Địa chỉ đầu vào I1 : M ( nút ấn mở máy, thường mở. ) I2 : D( nút dừng động cơ – Thường đóng ) I3 : RN ( tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải động cơ) Q1 : K1 ( cuộn dây của công tắc tơ K1 ) Q2 : K2 ( cuộn dây của công tắc tơ K2 ) Q3 : K3 ( cuộn dây của công tắc tơ K3 ) * Bước 3 : Chương trình điều khiển mạch điều khiển. Trên cơ sở Quy trình làm việc, giản đồ thời gian và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình trên phần mềm Logo ! soft như sau: - Phương pháp 1: sử dụng các hàm cơ bản. - Phương pháp 2: sử dụng các hàm cơ bản và hàm ghi xóa. 103 * Bước 4: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành. - Kết nối cơ cấu chấp hành : Với Logo ! có các tín hiệu vào 220V xoay chiều, cổng ra rơ le, ta kết nối với cơ cấu chấp hành theo sơ đồ sau. Hình 4.44: Kết nối Logo ! với cơ cấu chấp hành . K1 Q1 K3 Q3 220V L AI2I4 K2 I1 I3 Q4 AI1 RN 0V 220V M 0V I5M Q2 D I2 I6 104 - Nạp chương trình chạy cơ cấu chấp hành Sau khi thực hiện việc kết nối Logo ! với ngoại vi, ta tiến hành down load chương trình đã viết trên máy tính xuống Logo ! và chạy cơ cấu chấp hành .

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfgt_dieu_khien_lap_trinh_co_nho_p1_2115.pdf