Nền sản xuất thế giới trong những năm gần đây được đặc trưng bởi cường độ cao của các quá trình sản xuất vật chất. Chất lượng và hiệu quả của các quá trình sản xuất phụ thuộc vào rất nhiều trình độ kỹ thuật của công nghiệp chế tạo máy. Một nền công nghiệp chế tạo máy tiên tiến sẽ đảm bảo cho các ngành kinh tế các loại thiết bị có năng suất cao với chất lượng hoàn hảo. Để thực hiện tốt các nhiệm vụ của mình, công nghiệp chế tạo máy cần không ngừng hoàn thiện và nâng cao trình độ kỹ thuật của các quá trình sản xuất.
Điều khiển tự động và tự động hóa là một trong những phương hướng phát triển chủ yếu của công nghiệp chế tạo máy. Tự động hoá và điều khiển tự động cho phép sử dụng tối đa các tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với các trang thiết bị gia công cơ khí.
Việc ứng dụng thành công các thành tựu của lý thuyết điều khiển tối ưu, công nghệ thông tin, công nghệ máy tính, công nghệ điện điện tử và các lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác trong những năm ngần đây đã đẫn đến sự ra đời và phát triển thiết bị điều khiển logic khả lập trình ( PLC ). Cũng từ đây đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển.
Ngày nay ai cũng biết rõ rằng công nghệ PLC đóng vai trò quan trọng trong năng lượng cơ và làm bộ não cho các bộ phận cần tự động hoá và cơ giới hoá. Do đó điều khiển logic khả lập trình ( PLC ) rất cần thiết đối với các kỹ sư cơ khí cũng như các kỹ sư điện , điện tử, từ đó giúp họ nắm được phạm vi ứng dụng rộng rãi và kiến thức về PLC cũng như cách sử dụng thông thường.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em được giao nhiệm vụ và nghiên cứu với đề tài:
“Nghiên cứu, ứng dụng PLC trong điều khiển tự động máy xấn tôn”
Đây là một đề tài không hoàn toàn là mới nhưng nó rất phù hợp với thực tế sản xuất hiện nay, càng đi sâu nghiên cứu càng thấy nó hấp dẫn và thấy được vai trò của nó trong việc điều khiển tự động.
Đặc biệt được sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trực tiếp của thầy Dương Minh Tuấn, thầy Nguyễn Đình Bảng. Là các cán bộ giảng dạy ở bộ môn Máy & Masát học- Khoa Cơ Khí, người đã có rất nhiều kinh nghiệm về lập trình PLC, điều khiển tự động và Rôbốt.
Tuy nhiên do điều kiện tài liệu nói về PLC còn rất hạn chế hoặc chỉ là giới thiệu tổng quan, mặt khác để lập trình thành công PLC nó còn đòi hỏi một tầm hiểu biết nhất định về điện tử, tin học nên em cũng gặp không ít khó khăn về mặt thời gian.
Xác định rõ nhiệm vụ của mình em đã cố gắng hết sức, khắc phục khó khăn, tập trung tìm hiểu, học hỏi ở thầy giáo hướng dẫn và các thầy giáo khác trong bộ môn.
Ngoài ra còn phải trang bị thêm về kiến thức Tin học và tự động hoá thuỷ khí để có thể giải quyết được nhiện vụ đặt ra. Kết quả thu được chưa nhiều do còn bị hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh nghiệm nhưng nó giúp em có thêm kiến thức mới để sau khi ra trường có nền tảng tiếp cận được với công nghệ mới.
Trong quá trình làm đồ án do trình độ hiểu biết của em có hạn, nên nội dung đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô cũng như mọi người quan tâm đến vấn đề này.
174 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2071 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Ứng dụng PLC trong việc điều khiển tự động cho máy xấn tôn tại nhà máy khoá Minh Khai- Hà Nội, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Môc Lôc
Néi Dung
Trang
Lêi nãi ®Çu
Ch¬ng I
Giíi thiÖu chung vÒ §iÒu khiÓn l«gÝc kh¶ lËp tr×nh (PLC)
1.1
Kh¸i niÖm vÒ PLC..........................................
1.2
§iÓm m¹nh vµ ®iÓm yÕu cña PLC.................
1.3
CÊu tróc cña PLC...........................................
1.4
CÊu tróc bªn trong c¬ b¶n cña PLC...............
Ch¬ng II
C¸c thiÕt bÞ nhËp xuÊt
2.1
C¸c thiÕt bÞ nhËp............................................
2.1.1
C«ng t¾c c¬....................................................
2.1.2
C¸c bé c¶m biÕn............................................
2.2
C¸c thiÕt bÞ xuÊt............................................
2.2.1
Mét sè c¬ cÊu ®iÒu khiÓn,®iÒu chØnh trong hÖ thèng thuû lùc...........................................
Ch¬ng III
LËp tr×nh PLC
3.1
S¬ ®å bËc thang..............................................
3.2
LËp tr×nh bËc thang PLC................................
3.3
C¸c hµm l«gÝc................................................
3.3.1
Hµm AND......................................................
3.3.2
Hµm OR.........................................................
3.3.3
Hµm NOT......................................................
3.3.4
Hµm NOTAND..............................................
3.3.5
Hµm NOR......................................................
3.3.6
Hµm EXCLUSIVE (XOR)............................
3.3.7
M¹ch kho¸.....................................................
3.3.8
M¹ch nhiÒu ngâ ra.........................................
3.4
C¸c R¬le néi..................................................
3.4.1
R¬le ®iÒu khiÓn chÝnh....................................
3.4.2
§i t¾t..............................................................
3.5
Bé ®Þnh thêi...................................................
3.5.1
C¸c lo¹i ®ång hå ®Þnh giê .............................
3.5.2
LËp tr×nh ®ång hå ®Þnh giê............................
3.6
C¸c bé ®Õm (Counter)....................................
3.6.1
C¸c d¹ng bé ®Õm ..........................................
3.6.2
LËp tr×nh bé ®Õm...........................................
3.7
Thanh ghi dÞch chuyÓn..................................
Ch¬ng IV
Giíi thiÖu vÒ PLC OMRON
4.1
CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC OMRON...............
4.2
LËp tr×nh b»ng Programming Coonsole.........
4.2.1
Khëi ®Çu víi Programming Coonsole............
4.2.2
C¸c chÕ ®é ho¹t ®éng cña PLC......................
4.2.3
Xo¸ ch¬ng tr×nh trong PLC..........................
4.2.4
T×m kiÕm trong ch¬ng tr×nh.........................
4.2.5
Xo¸ lÖnh (Delete)..........................................
4.2.6
ChÌn lÖnh (Insert)..........................................
4.2.7
Theo dâi ho¹t ®éng cña PLC.........................
4.3
LËp tr×nh b»ng Ledder Diagram....................
4.3.1
LËp tr×nh b»ng s¬ ®å bËc thang Ledder.........
4.3.2
LÖnh LD.........................................................
4.3.3
LÖnh Out........................................................
4.3.4
LÖnh AND.....................................................
4.3.5
LÖnh OR........................................................
4.3.6
LÖnh AND LD...............................................
4.3.7
LÖnh OR LD..................................................
4.3.8
LÖnh AND NOT............................................
4.3.9
LÖnh LD NOT...............................................
4.3.10
Network..........................................................
4.3.11
M¹ch chèt......................................................
Latching/self Holding CIRCUIT...................
4.3.12
C¸c quy t¾c chung cña s¬ ®å Ledder diagram...........................................................
4.3.13
LÖnh OUT NOT (output not).........................
4.3.14
LÖnh Set & Reset............................................
4.3.15
LÖnh Keep (11)..............................................
4.3.16
LÖnh DIFU(13) & DIFD (14)........................
4.3.17
LÖnh JMP (04) & JME (05)...........................
4.3.18
LÖnh chuyÓn d÷ liÖu MOV(21)......................
4.3.19
LÖnh MVN (22) Move not
4.3.20
LÖnh tÝnh BCD (Binary Code Decimal)-set carry STC (40)
4.3.21
LÖnh Clear carry (CLC (41))
4.3.22
LÖnh ADD (30)
4.3.23
LÖnh SUB (31) trõ BCD
4.3.24
LÖnh MUL (32) nh©n BCD
4.3.25
LÖnh DIV (33) chia BCD
4.3.26
LÖnhCMP (20) lÖnh so s¸nh
4.3.27
Bé ®Õm lÆp l¹i CNTR (12)
4.3.28
LÖnh High speed time (TIMH(15))
4.3.29
LÖnh PRV (62) High Speed counter-Pvread
4.3.30
LÖnh Root (72) LÖnh can bËc 2
4.3.31
LÖnh END (01)
4.4
Mét sè lÖnh lËp tr×nh phæ biÕn kh¸c cña PLC OMRON
4.4.1
Bé ®Þnh thêi Timer
4.4.2
Bé ®Õm Counter
4.5
LËp tr×nh b»ng phÇn mÒm Syswin trªn m¸y tÝnh
4.5.1
PhÇn mÒm Syswin
4.5.2
LËp tr×nh víi Syswin
4.5.3
§Æt tªn, kü hiÖu m« t¶ (Symbol) cho c¸c ®Þa chØ
4.5.4
N¹p ch¬ng tr×nh vµo PLC(Download Program to PLC)
4.5.5
Ch¹y ch¬ng tr×nh PLC (Run)
4.5.6
Bæ xung c¸c lÖnh Timer vµ Counter vµo ch¬ng tr×nh
4.5.7
Theo dâi c¸c ho¹t ®éng cña ch¬ng tr×nh
4.5.8
Lu ch¬ng tr×nh
4.5.9
§äc ch¬ng tr×nh PLC
4.6
Mét vµi øng dông víi PLC OMRON
4.6.1
§iÒu khiÓn c¸c pÝt-t«ng A, B, C theo thø tù lÇn lît
4.6.2
øng dông PLC ®Ó vËn hµnh m¸y khoan tù ®éng
4.6.3
Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trß ch¬i “§êng lªn ®Ønh Olympia”
4.6.4
Ch¬ng tr×nh PLC øng dông ®iÒu khiÓn cöa ra vµo ë b·i ®Ëu xe
4.6.5
M¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b¨ng t¶i
4.6.6
HÖ thèng tù ®éng b«i tr¬n dÇu cho b¸nh xe
4.6.7
Ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn ®ãng gãi
4.6.8
M¹ch tù ®éng ®iÒu khiÓn cöa kho
Ch¬ng V
øng dông PLC trong viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng cho m¸y xÊn t«n t¹i nhµ m¸y kho¸-Minh Khai-HN
5.1
Kh¶o s¸t m¸y hiÖn cã t¹i nhµ m¸y
5.1.1
Giíi thiÖu chung vÒ m¸y xÊn t«n t¹i nhµ m¸y kho¸ Minh Khai
5.1.2
S¬ ®å kÕt cÊu cña m¸y
5.2
So s¸nh viÖc ®iÒu khiÓn hÖ thèng thuû lùc m¸y xÊn b»ng PLC vµ b»ng hÖ thèng tiÕp ®iÓm R¬-le (HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn)
5.3
Ph©n bè c¸c thiÕt bÞ vµo ra cho viÖc ®iÒu khiÓn b»ng PLC vµ x©y dùng ch¬ng tr×nh bËc thang
5.4
Lêi nãi ®Çu
NÒn s¶n xuÊt thÕ giíi trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®îc ®Æc trng bëi cêng ®é cao cña c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vËt chÊt. ChÊt lîng vµ hiÖu qu¶ cña c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt phô thuéc vµo rÊt nhiÒu tr×nh ®é kü thuËt cña c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y. Mét nÒn c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y tiªn tiÕn sÏ ®¶m b¶o cho c¸c ngµnh kinh tÕ c¸c lo¹i thiÕt bÞ cã n¨ng suÊt cao víi chÊt lîng hoµn h¶o. §Ó thùc hiÖn tèt c¸c nhiÖm vô cña m×nh, c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y cÇn kh«ng ngõng hoµn thiÖn vµ n©ng cao tr×nh ®é kü thuËt cña c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.
§iÒu khiÓn tù ®éng vµ tù ®éng hãa lµ mét trong nh÷ng ph¬ng híng ph¸t triÓn chñ yÕu cña c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y. Tù ®éng ho¸ vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng cho phÐp sö dông tèi ®a c¸c tiÒm n¨ng s½n cã, ®¸p øng yªu cÇu ngµy cµng cao ®èi víi c¸c trang thiÕt bÞ gia c«ng c¬ khÝ.
ViÖc øng dông thµnh c«ng c¸c thµnh tùu cña lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tèi u, c«ng nghÖ th«ng tin, c«ng nghÖ m¸y tÝnh, c«ng nghÖ ®iÖn ®iÖn tö vµ c¸c lÜnh vùc khoa häc kü thuËt kh¸c trong nh÷ng n¨m ngÇn ®©y ®· ®Én ®Õn sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh ( PLC ). Còng tõ ®©y ®· t¹o ra mét cuéc c¸ch m¹ng trong lÜnh vùc kü thuËt ®iÒu khiÓn.
Ngµy nay ai còng biÕt râ r»ng c«ng nghÖ PLC ®ãng vai trß quan träng trong n¨ng lîng c¬ vµ lµm bé n·o cho c¸c bé phËn cÇn tù ®éng ho¸ vµ c¬ giíi ho¸. Do ®ã ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh ( PLC ) rÊt cÇn thiÕt ®èi víi c¸c kü s c¬ khÝ còng nh c¸c kü s ®iÖn , ®iÖn tö, tõ ®ã gióp hä n¾m ®îc ph¹m vi øng dông réng r·i vµ kiÕn thøc vÒ PLC còng nh c¸ch sö dông th«ng thêng.
Trong thêi gian lµm ®å ¸n tèt nghiÖp, em ®îc giao nhiÖm vô vµ nghiªn cøu víi ®Ò tµi:
“Nghiªn cøu, øng dông PLC trong ®iÒu khiÓn tù ®éng m¸y xÊn t«n”
§©y lµ mét ®Ò tµi kh«ng hoµn toµn lµ míi nhng nã rÊt phï hîp víi thùc tÕ s¶n xuÊt hiÖn nay, cµng ®i s©u nghiªn cøu cµng thÊy nã hÊp dÉn vµ thÊy ®îc vai trß cña nã trong viÖc ®iÒu khiÓn tù ®éng.
§Æc biÖt ®îc sù híng dÉn, chØ b¶o vµ gióp ®ì trùc tiÕp cña thÇy D¬ng Minh TuÊn, thÇy NguyÔn §×nh B¶ng. Lµ c¸c c¸n bé gi¶ng d¹y ë bé m«n M¸y & Mas¸t häc- Khoa C¬ KhÝ, ngêi ®· cã rÊt nhiÒu kinh nghiÖm vÒ lËp tr×nh PLC, ®iÒu khiÓn tù ®éng vµ R«bèt.
Tuy nhiªn do ®iÒu kiÖn tµi liÖu nãi vÒ PLC cßn rÊt h¹n chÕ hoÆc chØ lµ giíi thiÖu tæng quan, mÆt kh¸c ®Ó lËp tr×nh thµnh c«ng PLC nã cßn ®ßi hái mét tÇm hiÓu biÕt nhÊt ®Þnh vÒ ®iÖn tö, tin häc…nªn em còng gÆp kh«ng Ýt khã kh¨n vÒ mÆt thêi gian.
X¸c ®Þnh râ nhiÖm vô cña m×nh em ®· cè g¾ng hÕt søc, kh¾c phôc khã kh¨n, tËp trung t×m hiÓu, häc hái ë thÇy gi¸o híng dÉn vµ c¸c thÇy gi¸o kh¸c trong bé m«n.
Ngoµi ra cßn ph¶i trang bÞ thªm vÒ kiÕn thøc Tin häc vµ tù ®éng ho¸ thuû khÝ ®Ó cã thÓ gi¶i quyÕt ®îc nhiÖn vô ®Æt ra. KÕt qu¶ thu ®îc cha nhiÒu do cßn bÞ h¹n chÕ vÒ kiÕn thøc, thêi gian vµ kinh nghiÖm nhng nã gióp em cã thªm kiÕn thøc míi ®Ó sau khi ra trêng cã nÒn t¶ng tiÕp cËn ®îc víi c«ng nghÖ míi.
Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n do tr×nh ®é hiÓu biÕt cña em cã h¹n, nªn néi dung ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. V× vËy em rÊt mong ®îc sù chØ b¶o gãp ý cña c¸c thÇy c« còng nh mäi ngêi quan t©m ®Õn vÊn ®Ò nµy.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy D¬ng Minh TuÊn, thÇy NguyÔn §×nh B¶ng. Ngêi ®· trùc tiÕp híng dÉn tËn t×nh, gióp ®ì chØ b¶o vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho em ®îc tiÕp cËn víi c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc trong suèt qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n tèt nghiÖp. Nh©n ®©y em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n M¸y & Mas¸t häc ®· gióp ®ì vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.
Ch¬ng I
Giíi thiÖu chung vÒ ®iÒu khiÓn
logic kh¶ lËp tr×nh (PLC)
1.1. Kh¸i niÖm vÒ PLC.
PLC lµ c¸c ch÷ ®îc viÕt t¾t tõ : Programmable Logic Controller
Theo hiÖp héi quèc gia vÒ s¶n xuÊt ®iÖn Hoa kú ( NEMA- National Electrical Manufactures Association) th× PLC lµ mét thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn mµ ®îc trang bÞ c¸c chøc n¨ng logic, t¹o d·y xung, ®Õm thêi gian, ®Õm xung vµ tÝnh to¸n cho phÐp ®iÒu khiÓn nhiÒu lo¹i m¸y mãc vµ c¸c bé xö lý. C¸c chøc n¨ng ®ã ®îc ®Æt trong bé nhí mµ t¹o lËp s¾p xÕp theo ch¬ng tr×nh. Nãi mét c¸ch ng¾n gän PLC lµ mét m¸y tÝnh c«ng nghiÖp ®Ó thùc hiÖn mét d·y qu¸ tr×nh.
1.2.§iÓm m¹nh vµ ®iÓm yÕu cña PLC.
a)§iÓm m¹nh cña PLC
Tõ thùc tÕ sö dông ngêi ta thÊy r»ng PLC cã nh÷ng ®iÓm m¹nh nh sau:
PLC dÔ dang t¹o luång ra vµ dÔ dµng thay ®æi ch¬ng tr×nh
Ch¬ng tr×nh PLC dÔ dµng thay ®æi vµ söa ch÷a: Ch¬ng tr×nh t¸c ®éng ®Õn bªn trong bé PLC cã thÓ ®îc ngêi lËp tr×nh thay ®æi dÔ dµng b»ng xem xÐt viÖc thùc hiÖn vµ gi¶i quyÕt t¹i chç nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan ®Õn s¶n xuÊt, c¸c tr¹ng th¸i thùc hiÖn cã thÓ nhËn biÕt dÔ dµng b»ng c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn chu tr×nh tríc ®©y. Nh thÕ, ngêi lËp tr×nh ch¬ng tr×nh thùc hiÖn viÖc nèi PLC víi c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn chu tr×nh.
Ngêi lËp ch¬ng tr×nh ®îc trang bÞ c¸c c«ng cô phÇn mÒm ®Ó t×m ra lçi c¶ phÇn cøng vµ phÇn mÒm, tõ ®ã söa ch÷a thay thÕ hay theo dâi ®îc c¶ phÇn cøng vµ phÇn mÒm dÔ dµng h¬n
C¸c tÝn hiÖu ®a ra tõ bé PLC cã ®é tin cËy cao h¬n so víi c¸c tÝn hiÖu ®îc cÊp tõ bé ®iÒu khiÓn b»ng r¬le.
PhÇn mÒm lËp tr×nh PLC dÔ sö dông: phÇn mÒm ®îc hiÓu lµ kh«ng cÇn nh÷ng ngêi sö dông chuyªn nghiÖp sö dông hÖ thèng r¬le tiÕp ®iÓm vµ kh«ng tiÕp ®iÓm.
Kh«ng nh m¸y tÝnh, PLC cã môc ®Ých thùc hiÖn nhanh c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn, chø kh«ng ph¶i mang môc ®Ých lµm dông cô ®Ó thùc hiÖn chøc n¨ng ®ã.
Ng« ng÷ dïng ®Ó lËp tr×nh PLC dÔ hiÓu mµ kh«ng cÇn ®Õn khiÕn thøc chuyªn m«n vÒ PLC. C¶ trong viÖc thùc hiÖn söa ch÷a còng nh viÖc duy tr× hÖ thèng PLC t¹i n¬i lµm viÖc
ViÖc t¹o ra PLC kh«ng nh÷ng dÔ cho viÖc chuyÓn ®æi c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi thµnh c¸c t¸c ®éng bªn trong (tøc ch¬ng tr×nh), mµ ch¬ng tr×nh t¸c ®éng nèi tiÕp bªn trong cßn trë thµnh mét phÇn mÒm cã d¹ng t¬ng øng song song víi c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi. ViÖc chuyÓn ®æi ngîc l¹i nµy lµ sù kh¸c biÖt lín so víi m¸y tÝnh.
Thùc hiÖn nèi trùc tiÕp : PLC thùc hiÖn c¸c ®iÒu khiÓn nèi trùc tiÕp tíi bé xö lý (CPU) nhê cã ®Çu nèi trùc tiÕp víi bé xö lý. ®Çu I/O nµy ®îc ®Æt t¹i gi÷a c¸c dông cô ngoµi vµ CPU cã chøc n¨ng chuyÓn ®æi tÝn hiÖu tõ c¸c dông cô ngoµi thµnh c¸c møc logic vµ chuyÓn ®æi c¸c gi¸ trÞ ®Çu ra tõ CPU ë møc logic thµnh c¸c møc mµ c¸c dông cô ngoµi cã thÓ lµm viÖc ®îc.
DÔ dµng nèi m¹ch vµ thiÕt lËp hÖ thèng: trong khi ph¶i chi phÝ rÊt nhiÒu cho viÖc hµn m¹ch hay nèi m¹ch trong cÊp ®iÒu khiÓn r¬le, th× ë PLC nh÷ng c«ng viÖc ®ã ®¬n gi¶n ®îc thùc hiÖn bëi ch¬ng tr×nh vµ c¸c ch¬ng tr×nh ®ã ®îc lu gi÷ ë b¨ng catssete hay ®Üa CDROM, sau ®ã th× chØ viÖc sao trë l¹i.
ThiÕt lËp hÖ thèng trong mét vïng nhá: v× linh kiÖn b¸n dÉn ®îc ®em ra sö dông réng d·i nªn cÊp ®iÒu kiÖn nµy sÏ nhá so víi cÊp ®iÒu khiÓn b»ng r¬le tríc ®©y,
Tuæi thä lµ b¸n- vÜnh cöu: v× ®©y lµ hÖ chuyÓn m¹ch kh«ng tiÕp ®iÓm nªn ®é tin cËy cao, tuæi thä l©u h¬n so víi r¬le cã tiÕp ®iÓm.
b) §iÓm yÕu cña PLC
Do cha tiªu chuÈn ho¸ nªn mçi c«ng ty s¶n xuÊt ra PLC ®Òu ®a ra c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh kh¸c nhau, dÉn ®Õn thiÕu tÝnh thèng nhÊt toµn côc vÒ hîp thøc ho¸.
Trong c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn víi quy m« nhá, gi¸ cña mét bé PLC ®¾t h¬n khi sö dông b»ng ph¬ng ph¸p r¬le.
1.3.CÊu tróc cña PLC :
HÖ thèng PLC th«ng dông cã n¨m bé phËn c¬ b¶n, gåm bé xö lý, bé nhí, bé nguån, giao diÖn nhËp/ xuÊt (I/O), vµ thiÕt bÞ lËp tr×nh. (H×nh 1.1)
H×nh 1.1
Bé xö lý cña PLC :
Bé xö lý cßn gäi lµ bé xö lý trung t©m (CPU), lµ linh kiÖn chøa bé vi xö lý, biªn dÞch c¸c tÝn hiÖu nhËp vµ thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh ®îc lu ®éng trong bé nhí cña CPU, truyÒn c¸c quyÕt ®Þnh díi d¹ng tÝn hiÖu ho¹t ®éng ®Õn c¸c thiÕt bÞ xuÊt.
Bé nguån:
Bé nguån cã nhiÖm vô chuyÓn ®æi ®iÖn ¸p AC thµnh ®iÖn ¸p thÊp DC (5V) cÇn thiÕt cho bé xö lý vµ c¸c m¹ch ®iÖn cã trong c¸c module giao diÖn nhËp vµ xuÊt.
Bé nhí:
Bé nhí lµ n¬i lu ch¬ng tr×nh ®îc sö dông cho c¸c ho¹t ®éng ®iÒu
khiÓn, díi sù kiÓm tra cña bé vi xö lý.
Trong hÖ thèng PLC cã nhiÒu lo¹i bé nhí :
Bé nhí chØ ®Ó ®äc ROM (Read Only Memory) cung cÊp dung lîng lu trì cho hÖ ®iÒu hµnh vµ d÷ liÖu cè ®Þnh ®îc CPU sö dông.
Bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn RAM ( Ramden Accept Memory) dµnh cho ch¬ng tr×nh cña ngêi dïng.
Bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn RAM dµnh cho d÷ liÖu. §©y lµ n¬i lu tr÷ th«ng tin theo tr¹ng th¸i cña c¸c thiÕt bÞ nhËp, xuÊt, c¸c gi¸ trÞ cña ®ång hå thêi chuÈn c¸c bé ®Õm vµ c¸c thiÕt bÞ néi vi kh¸c.
RAM d÷ liÖu ®«i khi ®îc xem lµ b¶ng d÷ liÖu hoÆc b¶ng ghi.
Mét phÇn cña bé nhí nµy, khèi ®Þa chØ, dµnh cho c¸c ®Þa chØ ngâ vµo, ngâ ra, cïng víi tr¹ng th¸i cña ngâ vµo vµ ngâ ra ®ã. Mét phÇn dµnh cho d÷ liÖu ®îc cµi ®Æt tríc, vµ mét phÇn kh¸c dµnh ®Ó lu tr÷ c¸c gi¸ trÞ cña bé ®Õm, c¸c gi¸ trÞ cña ®ång hå thêi chuÈn, vv…
Bé nhí chØ ®äc cã thÓ xo¸ vµ lËp tr×nh ®îc ( EPROM ) Lµ c¸c ROM cã thÓ ®îc lËp tr×nh, sau ®ã c¸c ch¬ng tr×nh nµy ®îc thêng tró trong ROM.
Ngêi dïng cã thÓ thay ®æi ch¬ng tr×nh vµ d÷ liÖu trong RAM. TÊt c¶ c¸c PLC ®Òu cã mét lîng RAM nhÊt ®Þnh ®Ó lu ch¬ng tr×nh do ngêi dïng cµi ®Æt vµ d÷ liÖu ch¬ng tr×nh. Tuy nhiªn ®Ó tr¸nh mÊt m¸t ch¬ng tr×nh khi nguån c«ng suÊt bÞ ng¾t, PLC sö dông ¸c quy ®Ó duy tr× néi dung RAM trong mét thêi gian. Sau khi ®îc cµi ®Æt vµo RAM ch¬ng tr×nh cã thÓ ®îc t¶i vµo vi m¹ch cña bé nhí EPROM, thêng lµ module cã kho¸ nèi víi PLC, do ®ã ch¬ng tr×nh trë thµnh vÜnh cöu. Ngoµi ra cßn cã c¸c bé ®Öm t¹m thêi lu tr÷ c¸c kªnh nhËp/xuÊt ( I/O).
Dung lîng lu tr÷ cña bé nhí ®îc x¸c ®Þnh b»ng sè lîng tõ nhÞ ph©n cã thÓ lu tr÷ ®îc. Nh vËy nÕu dung lîng bé nhí lµ 256 tõ, bé nhí cã thÓ lu tr÷ 2568 = 2048 bit, nÕu sö dông c¸c tõ 8 bit vµ 25616 = 4096 bit nÕu sö dông c¸c tõ 16 bit.
ThiÕp bÞ lËp tr×nh.
ThiÕt bÞ lËp tr×nh ®îc sö dông ®Ó nhËp ch¬ng tr×nh vµo bé nhí cña bé xö lý. Ch¬ng tr×nh ®îc viÕt trªn thiÕt bÞ nµy sau ®ã ®îc chuyÓn ®Õn bé nhí cña PLC.
C¸c phÇn nhËp vµ xuÊt.
Lµ n¬i bé xö lý nhËn c¸c th«ng tin tõ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi vµ truyÒn th«ng tin ®Õn c¸c thiÕt bÞ bªn ngoµi. TÝn hiÖu nhËp cã thÓ ®Õn tõ c¸c c«ng t¾c hoÆc tõ c¸c bé c¶m biÕn vv… C¸c thiÕt bÞ xuÊt cã thÓ ®Õn c¸c cuén d©y cña bé khëi ®éng ®éng c¬, c¸c van solenoid vv…
1.4.cÊu tróc bªn trong c¬ b¶n cña PLC.
CÊu tróc c¬ b¶n bªn trong cña PLC bao gåm bé xö lý trung t©m (CPU) chøa bé vi xö lý hÖ thèng, bé nhí, vµ m¹ch nhËp/ xuÊt. CPU ®iÒu khiÓn vµ xö lý mäi ho¹t ®éng bªn trong cña PLC. Bé xö lý trung t©m ®îc trang bÞ ®ång hå cã tÇn sè trong kho¶ng tõ 1 ®Õn 8 MHz. TÇn sè nµy quyÕt ®Þnh tèc ®é vËn hµnh cña PLC, cung cÊp chuÈn thêi gian vµ ®ång bé hãa tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng. Th«ng tin trong PLC ®îc truyÒn díi d¹ng c¸c tÝn hiÖu digital. C¸c ®êng dÉn bªn trong truyÒn c¸c tÝn hiÖu digital ®îc gäi lµ Bus. VÒ vËt lý bus lµ bé d©y dÉn truyÒn c¸c tÝn hiÖu ®iÖn. Bus cã thÓ lµ c¸c vÖt d©y dÉn trªn b¶n m¹ch in hoÆc c¸c d©y ®iÖn trong cable bÑ. CPU sö dông bus d÷ liÖu ®Ó göi d÷ liÖu gi÷a c¸c bé phËn, bus ®Þa chØ ®Ó göi ®Þa chØ tíi c¸c vÞ trÝ truy cËp d÷ liÖu ®îc lu tr÷ vµ bus ®iÒu khiÓn dÉn tÝn hiÖu liªn quan ®Õn c¸c ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn néi bé. Bus hÖ thèng ®îc sö dông ®Ó truyÒn th«ng gi÷a c¸c cæng vµ thiÕt bÞ nhËp /xuÊt.
CÊu tróc cña PLC ®îc minh ho¹ nh s¬ ®å sau.
CPU
CÊu h×nh CPU tïy thuéc vµo bé vi xö lý. Nãi chung CPU cã:
Bé thuËt to¸n vµ logic (ALU) chÞu tr¸ch nhiÖm xö lý d÷ liÖu, thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n sè häc (céng, trõ, nh©n, chia) vµ c¸c phÐp to¸n logic AND, OR,NOT,EXCLUSIVE- OR.
Bé nhí cßn gäi lµ c¸c thanh ghi, bªn trong bé vi xö lý, ®îc sö dông ®Ó lu tr÷ th«ng tin liªn quan ®Õn sù thùc thi cña ch¬ng tr×nh.
Bé ®iÒu khiÓn ®îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn chuÈn thêi gian cña c¸c phÐp to¸n.
BUS
Bus lµ c¸c ®êng dÉn dïng ®Ó truyÒn th«ng bªn trong PLC. Th«ng tin ®îc truyÒn theo d¹ng nhÞ ph©n, theo nhãm bit, mçi bit lµ mét sè nhÞ ph©n 1 hoÆc 0, t¬ng tù c¸c tr¹ng th¸i on/off cña tÝn hiÖu nµo ®ã. ThuËt ng÷ tõ ®îc sö dông cho nhãm bit t¹o thµnh th«ng tin nµo ®ã. V× vËy mét tõ 8 - bit cã thÓ lµ sè nhÞ ph©n 00100110. C¶ 8- bit nµy ®îc truyÒn th«ng ®ång thêi theo d©y song song cña chóng. HÖ thèng PLC cã 4 lo¹i bus.
Bus d÷ liÖu: t¶i d÷ liÖu ®îc sö dông trong qu¸ tr×nh xö lý cña CPU. Bé xö lý 8- bit cã 1 bus d÷ liÖu néi cã thÓ thao t¸c c¸c sè 8- bit, cã thÓ thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n gi÷a c¸c sè 8-bit vµ ph©n phèi c¸c kÕt qu¶ theo gi¸ trÞ 8- bit.
Bus ®Þa chØ: ®îc sö dông ®Ó t¶i c¸c ®Þa chØ vµ c¸c vÞ trÝ trong bé nhí. Nh vËy mçi tõ cã thÓ ®îc ®Þnh vÞ trong bé nhí, mçi vÞ trÝ nhí ®îc g¸n mét ®Þa chØ duy nhÊt. Mçi vÞ trÝ tõ ®îc g¸n mét ®Þa chØ sao cho d÷ liÖu ®îc lu tr÷ ë vÞ trÝ nhÊt ®Þnh. ®Ó CPU cã thÓ ®äc hoÆc ghi ë ®ã bus ®Þa chØ mang th«ng tin cho biÕt ®Þa chØ sÏ ®îc truy cËp. NÕu bus ®Þa chØ gåm 8 ®êng, sè lîng tõ 8-bit, hoÆc sè lîng ®Þa chØ ph©n biÖt lµ 28 = 256. Víi bus ®Þa chØ 16 ®êng sè lîng ®Þa chØ kh¶ dô