Đề tài Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PLC-S5 để điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn qua 3 cấp điện trở theo nguyên tắc thời gian, không đảo chiều quay

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự phát triển của Công nghệ điện tử - tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí. Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình được. Đó chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là PLC. Ra đời năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử lí, chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình, độ tin cậy cao.

docx49 trang | Chia sẻ: lecuong1825 | Ngày: 18/07/2016 | Lượt xem: 236 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PLC-S5 để điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn qua 3 cấp điện trở theo nguyên tắc thời gian, không đảo chiều quay, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC Lời nói đầu 4 Chương 1. Tổng quan về PLC 5 1.1 Giới thiệu chung về PLC 5 1.1.1 PLC là gì? 5 1.1.2 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình 5 1.1.3 Khái niệm cơ bản 6 1.2 Cấu trúc và hoạt động của một PLC 7 1.2.1 Cấu trúc 7 1.2.2 Hoạt động của một PLC 10 1.3 Phân loại 11 1.3.1 Phân loại theo hãng sản xuất 11 1.3.2 Phân loại theo số cổng vào ra 12 1.4 Ưu , nhược điểm và ứng dụng của PLC 14 1.4.1 Ưu điểm 14 1.4.2 Nhược điểm 15 1.4.3 Ứng dụng 15 Chương 2. Bộ điều khiển PLC S5 17 2.1 Cấu tạo của họ PLC Step 5 17 2.1.1 Đơn vị cơ bản 17 2.1.2 Các mudule vào/ra mở rộng 18 2.2 Địa chỉ và gán địa chỉ 18 2.2.1 Địa chỉ vào/ra trên Mudule số 19 2.2.2 Địa chỉ vào ra trên module tương tự 19 2.3 Cấu trúc của chương trình 20 2.3.1 Cấu trúc của chương trình 20 2.3.2 Khối và đoạn 20 2.4 Bảng lệnh của S5-95U 21 2.4.1 Nhóm lệnh cơ bản 21 2.4.2 Nhóm lệnh bổ trợ 21 2.4.3 Nhóm lệnh hệ thống 22 2.5 Cú pháp một số lệnh cơ bản của S5 22 2.5.1 Nhóm lệnh logic cơ bản 22 2.5.2 Nhóm lệnh Set và Reset 23 2.5.3 Nhóm lệnh thời gian 23 2.5.4 Nhóm lệnh đếm 26 Chương 3. Động cơ không đồng bộ bap ha 29 3.1 Giới thiệu tổng quan 29 3.1.1 Khái niệm 29 3.1.2 Cấu tạo 29 3.2 Nguyên lý làm việc 32 3.2.1 Roto quay cùng chiều nhưng tốc độ n<n1 33 3.2.2 Roto quay cùng chiều nhưng tốc độ n>n1 33 3.2.3 Roto quay ngược chiều n<0 33 3.3 Các phương pháp khởi động 33 3.3.1 Phương pháp đổi đầu dây quấn 34 3.3.2 Dùng điện trở mở máy ở mạch roto 34 3.3.3 Giảm dòng khởi động dùng điện cảm giảm áp 35 3.3.4 Giảm áp bằng cách dùng biến áp tự ngẫu 35 3.4 Ứng dụng 35 Chương 4. Ứng dụng bộ điều khiển PLC S5 khởi động động cơ KĐB ba pha roto dây quấn 36 4.1 Giới thiệu về phần mềm Step 5 36 4.2 Chọn phương án 38 4.2.1 Điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian 39 4.2.2 Điều khiển tự động theo nguyên tắc tốc độ 40 4.2.3 Điều khiển tự động theo nguyên tắc dòng điện 41 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động động cơ KDB 3 pha 43 4.4 Phương án thay thế 44 4.4.1 Phân công đầu vào/ra 45 4.4.2 Sơ đồ nối dây phần cứng 45 4.4.3 Chương trình điều khiển PLC 46 Kết luận và hướng phát triển 47 Lời nói đầu Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự phát triển của Công nghệ điện tử - tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí. Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình được. Đó chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt là PLC. Ra đời năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử lí, chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình, độ tin cậy cao... Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình (Omron, Siemens, ABB, Misubishi, GE fanus...) với nhiều ứng dụng: Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén, điều khiển thang máy, hệ thống đèn giao thông... Ngày nay có rất nhiều phương pháp để điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha như dùng các bộ vi điều khiển, PLC hay dùng biến tần, trong đồ án môn học PLC, em được giao đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PLC-S5 để điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn qua 3 cấp điện trở theo nguyên tắc thời gian, không đảo chiều quay” Thiết bị khả trình PLC mà em sử dụng để viết chương trình điều khiển trong đồ án này là PLC Step 5 thuộc họ Simatic của hãng Siemens. Trong quá trình làm đồ án cũng gặp nhiều khó khăn, nhưng được sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Đắc Nam và các bạn trong nhóm em đã hoàn thành đồ án này. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắn không tránh khỏi sai sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, cũng như các bạn sinh viên để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Hồng Thanh Phú Thọ, ngày 18 tháng 3 năm 2016 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC. 1.1.1 PLC là gì? PLC (programmable Logic Controller) là thiết bị có thể lập trình được, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ đơn giản đến phức tạp, tùy thuộc vào người điều khiển mà có thể thực hiện một loạt các chương trình hoặc 1 sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích ( hay còn gọi là ngõ vào) tác động vafoPLC hoặc qua các bộ định thì (Timer) hay các sự kiện đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kích thích nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài được gắn vào ngõ ra của PLC. Như vậy nếu ta thay đổi chương trình được cài đặt bên trong PLC là ta có thể thực hiện được các chức năng khác nhau, trong các môi trường điều khiển khác nhau. Hiện nay PLC được nhiều hãng khác nhau sản xuất như: Siemens, Omron, Mitshubishi, Mặt khác ngoài PLC cũng đã bổ xung thêm các thiết bị mở rộng khác như các Module mở rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input), Module ghép nối truyền thông các thiết bị hiển thị các bộ nhớ Cartridge thêm vào. 1.1.2 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình Nhu cầu về 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 System)- hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động. Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng Role và thiết bị rời cồng kềnh, và nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra PlC còn có thể thực hiện tác vụ khác như định thì, đếm các lệnh tính toán số học, các lệnh xử lý dữ liệu trên mạng, làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với PLC nhỏ nhất. Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở ngõ vào, được đưa về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối đầu vào và đầu ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động (Actuators) có công suất nhỏ ở đầu ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (Transducer) ở ngõ vào, mà không cần có các mạch giao tiếp hay role trung gian. Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn. Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây. Sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển bên trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Hơn nữa, chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với những hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời. Vể phần cứng, PLC tương tự như máy tính “Truyền thống”, và chúng có các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp. Khả năng kháng nhiễu tốt; Cấu trúc dạng Module cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng kết nối và thêm chức năng. Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được chuẩn hóa. Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng: Ladder và STL- dễ hiểu và dễ sử dụng. Thay đổi chương trình dễ dàng. Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình (Process-Control). 1.1.3 Khái niệm cơ bản. Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng Ganeral Motors vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Dễ lập trình và dễ thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà máy. Cấu trúc dạng module dễ dàng bảo trì và sửa chữa. Tin cậy hơn trong môi trường sản suất của nhà máy công nghiệp. Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch role chức năng tương đương. Giá thành cạnh tranh. Những chỉ tiêu này tạo ra sự quan tâm của các kĩ sư thuộc ngành nghiên cứu về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu đưa ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác vụ đếm, sau đó là các lệnh xử lý toán học, xử lý bằng dữ liệu, xử lý xung tốc độ cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lí thời gian thực,Song song đó, sự phát triển mạnh mẽ về phần cứng cũng đạt được kết quả: Bộ nhớ lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều module chuyên dùng hơn. Vào năm 1976, PLC có khả năng điều khiển ngõ vào/ra ở xa bằng kĩ thuật truyền thông. Sự gia tăng những ứng dụng PLC trong công ngiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất hoàn chỉnh các họ PLC với các mức độ khác nhau về khả năng, tốc độ xử lý và hiệu xuất. Các họ PLC phát triển trừ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước, đến các PLC có cấu trúc Module nhằm dễ dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng chuyên dùng bao gồm: Xử lý tín hiệu liên tục (Analog). Điều khiển động cơ servo, động cơ bước. Truyền thông. Tăng số lượng ngõ vào/ ra. Tăng bộ nhớ mở rộng. Với cấu trúc dạng modul cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều khiển dùng PLC với chi phí và công suất ít nhất. 1.2 CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CẢU MỘT PLC 1.2.1 Cấu trúc. Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Contral Processing Unit) và hệ thống giao tiếp vào/ra. Trong đó: Thiết bị đầu vào là các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển như: nút ấn, cảm biến, công tắc hành trình, Input, Output các cổng nối phía đầu vào ra của PLC hay của các Module mở rộng. Lập trình I N P U T S M Máy tính Maùy tính PG / PC M O U T P U T S CENTRAL PROCESSING UNIT PLC Cơ cấu chấp hành: gồm các thiết bị được điều khiển như: chuông, đèn, động cơ, van khí nén, Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc của PLC Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc bên trong của PLC Chương trình điều khiển: định ra quy luật thay đổi tín hiệu Output đầu ra theo tín hiệu Input đầu vào như mong muốn. Các chương trình điều khiển được tạo ra bằng cách sử dụng bộ lập trình chuyên dùng cầm tay hoặc chạy bằng phần mềm điều khiển trên máy tính sau đó được nạp vào PLC thông qua cáp nối giữa PLC với máy tính (hay PG). Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm 3 phần: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp. Processor Memory Power Supply Hình 1.3 Sơ đồ khối tổng quát của CPU Có nhiều loại bộ nhớ để cho người sử dụng lựa chọn theo mục đích hay yêu cầu sử dụng: ROM ( Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc, không xóa dùng lưu trữ dữ liệu chương trình cố định, không thay đổi thường dùng cho nhà sản xuất PLC. RAM (Random Acess Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình cho người sử dụng. EPROM: ROM lập trình có thể xóa được. EEPROM: Electrically EPROM 1.2.2 Hoạt động của một PLC Về cơ bản hoạt động của 1 PLC khá đơn giản, đầu tiên, hệ thống các cổng vào/ra dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU ( Như các Sensor, contact, tín hiệu động cơ,). Sauk hi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa tín hiệu điều khiển qua ngõ ra xuất ra các thiết bị được điều khiển. Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét dữ liệu hoặc trạng thái của các thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành. Chương trình ở dạng STL (Stament List- dạng lệnh liệt kê) hay ở dạng LADDER (dạng hình thang) dữ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong chương trình. Khi thực hiện xong chương trình, tiếp đó là quá trình truyền thông nội bộ, kiểm lỗi và cuối cùng CPU sẽ gửi hoặc cập nhật (Update) tín hiệu tới các thiết bị được điều khiển thông qua ngõ ra. Một chu kì gồm: đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội bộ, tự kiểm tra lỗi và gửi cập nhật tín hiệu ngõ ra được gọi là chu kì quét (Scanning). Như vậy. tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thì lệnh không xử lý trực tiếp với cổng vào ra mà sẽ xử lý thông qua bộ nhớ đệm. Nếu có sử dụng ngắt thì chương trình con tương ứng từng tín hiệu ngắt sẽ được soạn thảo và cài đặt như 1 bộ phận chương trình. Chương trình ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu ngắt và có thể xảy ra ở bất kì thời điểm nào trong vòng quét. Chuyển dữ liệu từ bộ đếm ảo ra ngoại vi Thực hiện chương trình Truyền thông và kiểm tra lỗi Hình 1.4 Sơ đồ hoạt động của 1 PLC là 1 vòng quét Thực tế khi PLC thực hiện chương trình (Program Execution), PLC khi cập nhật tín hiệu ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu này không dduojwcj truy xuất tức thời để đưa ra (Update) ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra phải theo hai bước: khi xử lý thực hiện chương trình, xử lý sẽ chuyển đổi các mức logic tương ứng ở ngõ ra trong “ chương trình nội”, các mức logic này sẽ chuyển đổi ON/OFF, tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở ngõ ra “thật” vẫn chưa được đưa ra. Khi xử lý kết thúc chương trình xử lý, việc chuyển đổi các mức logic ( của các tiếp điểm) đã hoàn thành thì việc cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra mới thật sự tác động lên ngõ ra để điều khiển các thiết bị ở ngõ ra. Thường việc thực thi một vòng quét chỉ xảy ra với một thời gian rất ngắn, một vòng quét đơn (single scan) có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới 100ms, việc thực hiện 1 chu kì quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp của thiết bị ngoại vi với PLC, vi xử lý chỉ có thể đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn 1 chu kỳ quét. Nếu thời gian tác động ở ngõ vào nhỏ hơn một chu kì quét thì vi xử lý xem như không có tín hiệu này. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các hệ thống chấp hành là các hệ thống cơ khí nên tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các chức năng của dây truyền sàn xuất. Để khắc phục khoảng thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất, các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, dùng bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter) các hệ thống này thường được áp dụng cho các PLC lớn với số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn. 1.3 PHÂN LOẠI 1.3.1 Phân loại theo hãng sản xuất. Trên thế giới có rất nhiều các hãng sản xuất PLC nổi tiếng như : Mitsubishi. Siemen. Omron. Idec. Fuji. Phân loại theo số lượng cổng vào ra và dung lượng bộ nhớ. Loại 1: micro PLC. Micro PLC thường được ứng dụng trong các dây truyền sản xuất nhỏ, các ứng dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ ( điều khiển băng tải nhỏ ). Tiêu chuẩn của 1 micro PLC như sau: 32 ngõ vào/ra. Sử dụng vi sử lí 8 bit. Thường dùng thay thể rowle. Bộ nhớ có dung lượng 1k. Ngõ vào ra là tín hiệu số. Có timer và counters. Thường được lập trình bằng các bộ lập trình bằng tay. Loại 2: PLC cỡ nhỏ. PLC cỡ nhỏ thường được sử dụng trong các hệ thống nhỏ ( điều khiển động cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ) chức năng của các PLC này thường được giới hạn trong việc thực hiện chuỗi các mức logic, điều khiển thay thế rơ le. Ví dụ PLC của hãng simen loại nhỏ như S5-95U, S5-90U, S5-100U, S7-200 là các loại PLC nhỏ có số lượng ngõ vào /ra nhỏ hơn 256. Hình 1.5 PLC S5-100U của simen. Các tiêu chuẩn của 1 PLC cỡ nhỏ như sau: Có 256 ngõ vào ra . Dùng vi sử lí 8 bit. Thường dùng thay htees các rơ le. Dùng bộ nhớ 2K. Lập trình bằng ngôn ngữ dạng LAD hoặc liệt kê. Có timer, counters, thanh ghi dịch. Đồng hồ thời gian thực. Thường được lập trình bằng bộ lập trình bằng tay. Loại 3: PLC cỡ trung bình. PLC cỡ trung bình điều khiển được các tín hiệu tương tự, xuất nhập dữ liệu, ứng dụng được các thuật toán, thay đổi được các đặc tính của PLC nhờ vào hoạt động của phần cứng và phần mềm. PLC loại lớn của simen là các loại S7-300, S7-400 các loại này có số lượng ngõ vào /ra rất lớn. Hình 1.6 PLC S7-300 và S7-400 của hãng Siemens Các tiêu chuẩn của PLC cỡ trung bình như sau: Có khoảng 1024 ngõ vào ra. Dùng vi sử lí 8 bit Thay thế rơ le và điều khiển đươch tín hiệu tương tự. Bộ nhớ 4K và có thể nầng lên 8K. Tín hiệu ngõ vào ra là tương tự hoặc số. Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao. Có timer, counters, thanh ghi dịch . Có khả năng xử lí chương trình con ( qua lệnh JUMP). Thực hiện các thuật toán cộng, trừ, nhân, chia. Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232. Có đường tín hiệu đặc biệt ở modul vào ra. Có khả năng hoạt động với mạng. Lập trình qua màn hình máy tính để dễ quan sát. 1.4 ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỀM VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA PLC. 1.4.1 Ưu điểm. Sự ra đời của hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng như các khái niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có những ưu điểm sau: – Giảm đến 80% số lượng dây nối. – Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp . – Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho việc sửa chữa được nhanh chóng và dễ dàng. – Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình, khi không có các yêu cầu thay đổi các đầu vào ra thì không cần phải nâng cấp phần cứng – Giảm thiểu số lượng rơle và timer so với hệ điều khiển cổ điển. – Không hạn chế số lượng tiếp điểm sử dụng trong chương trình. – Thời gian để một chu trình điều khiển hoàn thành chỉ mất vài ms, điều này làm tăng tốc độ và năng suất PLC . – Chương trình điều khiển có thể được in ra giấy chỉ trong thời gian ngắn giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống. – Chức năng lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học. – Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa. – Dung lượng chương trình lớn để có thể chứa được nhiều chương trình phức tạp. – Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. – Dễ dàng kết nối được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, kết nối mạng Internet, các Modul mở rộng. – Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ. – Giá bán cạnh tranh. Đặc trưng của tất cả các dòng PLC bất kì là khả năng có thể lập trình được, chỉ số IP ở dải quy định cho phép PLC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp các thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập và đầu ra xuất được đáp ứng tuỳ nghi trong khả năng trên có thể xem là các tiêu chí đầu tiên cho chúng ta khi nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho một hệ thống hoạt động tự động. 1.4.2 Nhược điểm. Giá thành cao ( phần cứng và phần mềm). Đòi hỏi người sử dụng phải có chuyên môn. So sánh đặc tính kĩ thuật giữa những hệ thống điều khiển Chỉ tiêu so sánh Rơ - le Mạch số Máy tính PLC Giá thành từng Chức năng Khá thấp Thấp Cao Thấp Kích thước vật ly Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Xuất sắc Tốt Khá tốt Tốt Lắp đặt Mất thời gia thiết kế lắp đặt Mất thời gian thiết kế Mất nhiều thời gian lập trình Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác vụ phức tạp Không Có Có Có Để thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản Công tác bảo trì Kém -có rất nhiều công tắc Kém-nếu IC được hàn Kém -có nhiều mạch điện tử chuyên dùng Tốt-các modul được tiêu chuẩn hóa 1.4.3. Ứng dụng – Hệ thống nâng vận chuyển. – Dây chuyền đóng gói. – Các robot lắp giáp sản phẩm . – Điều khiển bơm. – Dây chuyền xử lý hoá học. – Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh. – Sản xuất xi măng. – Công nghệ chế biến thực phẩm. – Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn. – Dây chuyền lắp giáp Tivi. – Điều khiển hệ thống đèn giao thông. – Quản lý tự động bãi đậu xe. – Hệ thống báo động. – Dây chuyền may công nghiệp. CHƯƠNG 2. BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S5 2.1CẤU TẠO CỦA HỌ PLC STEP 5 PlC Step 5 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC hỗn hợp vừa đơn khối, vừa đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản sau đó có thể ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn S5-100U. Những module ngoài này bao gồm những đơn vị chức năng mà có