Đề tài Xây dựng hệ thống điều khiển đóng gói sản phẩm dùng thiết bị điều khiển khả trình logo!24rc

MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật điện tử, tự động hoá, việc ứng dụng các công nghệ điện tử, tự động hoá vào các dây chuyền sản xuất là rất quan trong. Nó đóng một vai trò rất tích cực trong sự phát triển của các nghành công nghiệp, tạo ra một sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ, giảm bớt sức lao động cho con người, đặc biệt ở những nơi có môi trường độc hại như sản xuất giầy ra, hoá chất, kéo sợi, dệt may…Năng xuất lao động mà nhờ thế được nâng cao, thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nói chung. Việc áp dụng tự động hoá vào quá trình sản xuất là nhờ các chương trình phần mềm được cài đặt sẵn theo yêu cầu của công nghệ sản xuất. Để điều khiển các dây chuyền sản xuất đó, người ta kết hợp sử dụng bộ điều khiển dùng vi mạch điện tử và đặc biệt sử dụng các bộ điều khiển khả trình LOGO, PLC (Programmable Logic Controller – bộ điều khiển lập trình được). Ngày nay, ở nước ta kinh tế phát triển nhiều nhà máy điện được xây dựng để đáp ứng nhu cầu cao xã hội. Trong nhà máy, đóng gói sản phẩm là khâu cuối cùng của một dây chuyền sản xuất, ví dụ như: đóng hộp, bia, táo,….Nhìn bề ngoài có vẻ đơn giản theo cách nghĩ thông thường, nhưng thực tế nó rất phức tạp, đòi hỏi có độ chính xác cao. Sự phát triển nhảy vọt của khoa học kỹ thuật đã tạo được nhiều thành tựu to lớn ứng dụng trong đời sống xã hội. Những ứng dụng của khoa học kỹ thuật nh­ vi xử lý, vi mạch, điện tử công suất…đã tạo ra những thiết bị hiện đại nh­ PLC, LOGO!…thay thế dần những công nghệ thông dông nh­ rơle, công tắc tơ. LOGO! khắc phục những nhược điểm cơ bản mà các hệ điều khiển thông thường hay mắc phải. Các thiết bị hiện đại mang tính tự động hoá cao và đang được ứng dụng rộng rãi kể cả trong công nghệ đóng gói sản phẩm. LOGO!24RC vào ứng dụng trong hệ thống điều khiển đóng gói sản phẩm mang lại hiệu quả cao hơn và mang tính tự động hoá cao, đã đơn giản hơn rất nhiều, điều khiển hệ thống sẽ mềm dẻo hơn. LOGO!24RC có ưu điểm rất gọn nhỏ và dễ sử dụng, tinh tế. Nó đáp ứng được tất cả các đòi hỏi các ứng dông LOGO!24RC cã ­u ®iÓm rÊt gän nhá vµ dÔ sö dông, tinh tÕ. Nã ®¸p øng ®­îc tÊt c¶ c¸c ®ßi hái c¸c øng dông nh­ cho các máy móc cơ khí, thiết bị điện thông thường…và các ứng dụng tiềm tàng khác. Do vậy, đề tài nghiên cứu LOGO!24RC để nắm vững công nghệ mới, tiến tới khai thác, ứng dụng nó là rất cần thiết. Đề tài “XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM DÙNG THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH LOGO!24RC” nhằm nghiên cứu và đưa ra khả năng áp dụng công nghệ điều khiển LOGO. Chương 1 Giới thiệu về hệ thống máy đóng gói sản phẩm I. VAI TRÒ CỦA MÁY ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM Ngày nay, tất cả các nhà máy và xí nghiệp trong công nghiệp đều được trang bị các hệ thống tự động hoá ở mức độ cao. Các hệ thống này nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, giải phóng người lao động khỏi những vị ttrí làm việc độc hại … Các hệ thống tự động hoá giúp chúng ta theo dõi, giám sát các quy trình công nghệ thông qua các chỉ số của hệ thống điều khiển. Các hệ thống tự động hoá thực hiện chức năng điều chỉnh các thông số công nghệ nói riêng và điều khiển toàn bộ quy trình công nghệ hoặc toàn bộ xí nghiệp nói chung. Chất lượng của sản phẩm và năng xuất lao động của các phân xưởng, của từng nhà máy, xí nghiệp phụ thuộc và chất lượng làm việc của hệ thống tự động hoá này. Việc đưa LOGO!24RC vào điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm của một nhà máy hay xí nghiệp là rất cần thiết và quan trọng. Kỹ thuật đóng gói sản phẩm từ trước đến nay không ngừng phát triển. Do vậy việc nâng cao các tính năng chất lượng sản phẩm là yếu tố sống còn của doanh nghiệp hiện nay, hiệu quả của nền sản xuất phải đảm bảo 5 yếu tố: Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và dây chuyền phải nhanh. Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ. Chất lượng cao và Ýt phế phẩm. Thời gian chết của máy móc là tối thiểu. Máy sản xuất có giá rẻ. Nếu trước đây, công nghệ đóng gói sản phẩm còn bị coi nhẹ thì ngày nay, đây là khâu rất quan trọng vì nó quyết định sự hoàn hảo của sản phẩm, công nghệ đóng gói sản phẩm không những đảm bảo sù hoàn hảo của sản phẩm mà nó còn dẫn tới sự thành công của một nhà máy hay xí nghiệp . Công nghệ đóng đóng gói sản phẩm từng thùng đòi hỏi độ chính xác cao, làm sao phải sắp đặt cho mỗi sản phẩm đó có sự đồng đều và có một khoảng cách nhất định, làm sao cho các sản phẩm khi đưa vào hộp tránh có lỗi dẫn đến háng cả một dây chuyền sản phẩm. Kết thúc công đoạn đóng gói sản phẩm thì thùng sản phẩm được đưa đến khâu cuối cùng, đó là dán nhãn. Công đoạn này đòi hỏi người lao động phải trực tiếp làm để hoàn thành một sản phẩm. II. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM Công nghệ đóng gói sản phẩm gồm hai băng chuyền. Băng chuyền 1 là băng chuyền sản phẩm, nó có nhiệm vụ đưa sản phẩm vào trong hộp khi có hộp chờ sẵn. Băng chuyền 2 là băng chuyền hộp, nó có trách nhiệm đưa hộp nằm đúng vị trí nhận sản phẩm. Để thực hiện được hai công đoạn đó thì phải có hai cảm biến: đếm sản phẩm và phát hiện hộp. Cảm biến CB1 là cảm biến phát hiện hộp nằm đúng vị trí nhận sản phẩm. Cảm biến CB2 là cảm biến đếm số sản phẩm A vào hộp ( sè sản phẩm A này được chỉnh định trước ). Muốn cho hai cảm biến CB1 và cảm biến CB2 làm việc thì ta phải có 2 đèn chiếu sáng để cung cấp lượng ánh sáng cần thiết cho 2 cảm biến hoạt động. Hệ thống cung cấp điện: Dùng nguồn cung cấp 24/28 (V), được lấy qua cảm biến rồi được chỉnh lưu cuối cùng cung cấp cho LOGO!24RC. III. CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM Có 6 yêu cầu cơ bản trong hệ điều khiển đóng gói sản phẩm: Hoạt động tự động từ khâu đưa thùng đến nhận sản phẩm đến khâu đưa sản phẩm đến thùng. Đếm chính xác lượng sản phẩm đủ theo yêu cầu kỹ thuật. Dừng hộp đúng vị trí để nhận sản phẩm. Hai dây chuyền phải hoạt động nhịp nhàng. Độ an toàn lao động phải được đảm bảo tuyệt đối. CHƯƠNG 2 Giới thiệu về PLC LOGO i. Giới thiệu chung về lo go LO GO! là gì: LOGO! là một modul logic vạn năng mới của Siemens. kích thước 72 LO GO! lµ g×: LOGO! lµ mét modul logic v¹n n¨ng míi cña Siemens. kÝch th­íc 72 ´ 90 ´ 55 cm. LOGO! Khắc phục các nhiệm vụ điều khiển cỡ nhỏ trong các lĩnh vực lắp điện dân dụng và lắp ráp tủ đóng cắt hạ thế cũng như trong ngành chế tạo máy và các ứng dụng thực tế khác. Nó thay thế các công dụng mà hiện tại vẫn còn đang sử dụng rộng rãi. LOGO! chứa đựng tất cả các chức năng LOGO! Kh¾c phôc c¸c nhiÖm vô ®iÒu khiÓn cì nhá trong c¸c lÜnh vùc l¾p ®iÖn d©n dông vµ l¾p r¸p tñ ®ãng c¾t h¹ thÕ còng nh­ trong ngµnh chÕ t¹o m¸y vµ c¸c øng dông thùc tÕ kh¸c. Nã thay thÕ c¸c c«ng dông mµ hiÖn t¹i vÉn cßn ®ang sö dông réng r·i. LOGO! chøa ®ùng tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng nh­ rơle tiếp điểm, rơ le trễ, rơle nhớ, rơle xung, các công tắc tơ, bộ phát xung đồng hồ, bộ đếm và đồng hồ định thời gian, và góp phần theo hướng giảm giá thành trong ngành kỹ nghệ điện. LOGO! là một thiết bị rất nhỏ gọn, rễ sử dụng và kinh tế kể cả trong trường hợp ứng dụng loại nhỏ, nó chỉ chiếm không gian 72 mm trong tủ điện, nghĩa là 4 đơn vị lắp đặt chuẩn. LOGO! đựơc lắp đặt trên thanh gá chuẩn LOGO! lµ mét thiÕt bÞ rÊt nhá gän, rÔ sö dông vµ kinh tÕ kÓ c¶ trong tr­êng hîp øng dông lo¹i nhá, nã chØ chiÕm kh«ng gian 72 mm trong tñ ®iÖn, nghÜa lµ 4 ®¬n vÞ l¾p ®Æt chuÈn. LOGO! ®ù¬c l¾p ®Æt trªn thanh g¸ chuÈn Din 35 mm. LOGO! có 6 đầu vào và 4 đầu ra thích hợp cho phép sẵn sàng sử dụng kèm theo đó là bộ phận thao tác và chỉ thị cùng với bộ phận cung cấp nguồn 24RC hay 115/230 VAC và 14 chức năng thực tiễn, kể cả đồng hồ định thời gian. LOGO !hoạt động chỉ cần chọn các chức năng thích hợp và nối chúng với nhau bằng việc Ên phím để xây dựng mạch điện và có thể thay đổi mạch này dễ dàng vào bất cứ lúc nào khi muốn, không cần tới dụng cụ hay đi dây lại. Các kiểm nghiệm thực tế tại Châu Âu cho thấy người tiêu dùng đều thống nhất một giá là LOGO! rất dễ sử dông. LOGO !ho¹t ®éng chØ cÇn chän c¸c chøc n¨ng thÝch hîp vµ nèi chóng víi nhau b»ng viÖc Ên phÝm ®Ó x©y dùng m¹ch ®iÖn vµ cã thÓ thay ®æi m¹ch nµy dÔ dµng vµo bÊt cø lóc nµo khi muèn, kh«ng cÇn tíi dông cô hay ®i d©y l¹i. C¸c kiÓm nghiÖm thùc tÕ t¹i Ch©u ¢u cho thÊy ng­êi tiªu dïng ®Òu thèng nhÊt mét gi¸ lµ LOGO! rÊt dÔ sö dông. Mét mạch điện sau khi được thiết lập cho phép vào một modul chương trình và chuyển mạch modul logic khác một cách sử dụng. So sánh với công nghệ thông thường điều này có ý nghĩa là giảm thời gian một cách đáng kể. Ngoài ra còn một cách lưu chữ các ứng dụng là các máy tính cá nhân để lập trình. Mét m¹ch ®iÖn sau khi ®­îc thiÕt lËp cho phÐp vµo mét modul ch­¬ng tr×nh vµ chuyÓn m¹ch modul logic kh¸c mét c¸ch sö dông. So s¸nh víi c«ng nghÖ th«ng th­êng ®iÒu nµy cã ý nghÜa lµ gi¶m thêi gian mét c¸ch ®¸ng kÓ. Ngoµi ra cßn mét c¸ch l­u ch÷ c¸c øng dông lµ c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n ®Ó lËp tr×nh. Có nhiều mẫu LOGO! Với các tính năng kỹ thuật khác nhau. Trước mắt có các loại đầu ra là tranzitor, rơle và các loại chứa cả đồng hồ thời gian thực, các loại khác được lần lượt ra đời tiếp theo. LOGO! đáp ứng tất cả các đòi hỏi cho hầu hết các ứng dụng rộng rãi trong lắp điện, lắp ráp các tủ đóng cắt hạ thế, thiết bị kỹ nghệ cơ khí. Điều khiển đèn cầu thang và đóng mở chiếu sáng ngoài trời, cửa kéo và cửa cuốn vv…Và các ứng dụng tiềm tàng khác của LOGO! Không những thế chúng có những ứng dụng trong các máy cắt giấy, cấp nguyên liệu in và báo in còng nh­ điều khiển của khách sạn, cổng ra vào và gách chắn đường. II.GIỚI THIỆU LOGO ! 24RC Giíi thiÖu logo ! 24rc LOGO! 24RC cung cấp: Các chức năng điều khiển. Bộ phận giám sát, bộ phận hiển thị. Nguồn nuôi. 6 đầu vào logic và 4 đầu ra logic. Mét giao diện modul lập trình và cáp nối PLC. Các chức năng thường dùng trong thực tế nh­ chức năng ON - DELAY và OFF - DELAY và Rơle xung. Một bộ công tắc định thời gian đồng hồ. Có thể sử dụng LOGO!24RC vào lắp điện dân dụng (đèn cầu thang, đèn nhấp nháy, đèn thắp sáng,…) cho máy móc cơ khí và các thiết bị dân dụng thông thường (ví dô : hệ thống điều khiển cổng ra vào, hệ thống quạt gió, hệ thống bơm…) LOGO!24RC Nguồn cung cấp đầu vào sè : 24V. Đầu ra sè : rơle max 8 A. III. LẮP RÁP VÀ NỐI DÂY CHO LOGO! 24RC LOGO! Được đựng trong hộp nối dây hoặc điện tử, phải đảm bảo rằng cácđầu nối được bọc cách điện. Nếu không chúng sẽ gây nguy hiểm. LOGO! Phải do một kỹ thuật viên được đào tạo, biết các quy phạm ứng dụng chung và những chuẩn áp cho những trường hợp cụ thể. Kích thước: Kích thước của LOGO! theo đúng với tiêu chuẩn DIN43880 về kích thước thiết bị lắp ráp. LOGO! được gắn vào một thanh ray DIN với chiều rộng là 35mm (DINEN50022). Chiều rộng của LOGO! là 72mm, tương đương với kích thước của 4 modul. Lắp / tháo LOGO!24RC. * Lắp LOGO! 24RC trên thanh ray DIN nh­ sau : + Đặt LOGO!24RC trên thanh ray. + Khớp LOGO!24RC và Ên chốt giữ ở phía sau. Tuy theo loại thanh DIN sử dụng, khe gắn có thể khó cho vào. Nếu quá khó không gắn LOGO!24RC vào được, có thể kéo chốt giữ xuống một chút tương tù nh­ khi tháo được hướng dẫn theo mô hình bên dưới. * Có thể tháo lắp LOGO!24RC nh­ sau. + Ên tuốc nơ vít nh­ trong hình vẽ ở phần dưới của thanh gài và đẩy xuống. + Nhấc LOGO!24RC ra khái thanh DIN. Nối dây LOGO!24RC Sử dông một tuốc nơ vit có đầu rộng 3mm để nối cho LOGO!24RC + Không cần sử dụng đầu cốt, có thể sử dụng dây theo những kích thước sau: · 1´ 1,5 mm2 . · 2´ 1,5 mm2 . Nối với nguồn điện. LOGO!24RC cung cấp nguồn một chiều 24V điện áp có thể thay đổi từ 20,4V đến 28,8V dòng tiêu thụ là 62 mA. * Kết nối. Nối LOGO!24RC Nối các đầu vào của LOGO!24RC với các bộ cảm biến tới đầu vào cảm biến có thể là công tắc, cảm biến điện quang hoặc công tắc điều khiển bằng ánh sáng… * Các thuộc tính của LOGO!24RC LOGO!24RC nhận biết trạng thái 0 khi áp £ 5VDC, dòng thường dùng là 3mA . LOGO!24RC nhận biết trạng thái khi áp ³ 15VDC. Có thể nối 3 và 4 dây của các công tắc tơ hành trình với các điện áp khác nhau tới LOGO!24RC không được nối trực tiếp hai dây của công tắc tơ hành trình vào LOGO!24RC do dòng đóng mạch của nó lớn. Khi trạng thái khoá thay đổi từ trạng thái 0 sang trạng thái 1, trạng thái 1 phải duy trì Ýt nhất là 50 ms để LOGO!24RC nhận biết, cũng chuyển về trạng thái 0. * Nối mạch · Cách nối cảm biến LOGO!24RC Các đầu vào của LOGO! 24RC không được cách điện vì vậy chúng phải được tiếp đất theo cách tương tù nh­ nguồn cấp điện. c. Nối đầu ra Đầu ra của LOGO!24RC là các rơle công tắc tơ của lơle được cách ly với nguồn cung cấp và đầu vào. *Yêu cầu đối với rơle đầu ra. Có thể nối các tải khác nhau ở đầu ra, ví dô Cã thÓ nèi c¸c t¶i kh¸c nhau ë ®Çu ra, vÝ dô nh­ đèn huynh quang , mô tơ, công tắc tơ,…các tải nối với LOGO! 24RC phải có đặc tính nh­ sau: Dòng chuyển mạch lớn phụ thuộc tải và số lần tác động. Có thể tìm thông tin về vấn đề này trong phần đặc tính kỹ thuật. Khi công tắc tơ đóng (Q=1) , dòng điện cực đại là 8 Ampere cho tải thuần trở và 2Ampere cho tải có tính cảm kháng . *Nối Có thể nối LOGO!24RC nh­ sau: 3. Khởi động LOGO! Bật / Tái khởi động nguôn cung cấp. LOGO! không khoá công tắc nguồn. LOGO! phản ứng nh­ thế nào khi đóng mạch phụ thuộc vào: Chương trình lưu trữ trong LOGO! . Có các nhớ trong LOGO! . Trạng thái LOGO! Trước khi tắt nguồn. Bảng này chỉ áp dụng cho LOGO! Với hoàn cảnh có thể có: Nếu Thì Trong LOGO! Không có chương trình hoặc không có card nhí Xuất hiện dòng trên màn hình của LOGO! ” No Program” LOGO! Không có chương trình , có card nhớ nhưng card không chứa chương trình (card nhớ rỗng) Xuất hiện dòng sau trên màn hình LOGO! ” No Program” LOGO! Không chóa chương trình và không có card nhớ hoặc có thì bộ nhớ rỗng và: LOGO! đã chạy hay ở chế độ đặt thông số trước khi cắt nguồn LOGO! đang chạy ở chế độ lập trình hoặc No Program hiển thị trước khi tắt nguồn LOGO! Sử dụng chương trình lưu trữ và: 1. Chạy tiếp. 2. Chạy tớ Menu chính trong chế độ lập trình LOGO! Có card nhớ chứa chương trình và: LOGO! đã chạy trong chế độ đặt thông số trước khi tắt nguồn. LOGO! đang chạy ở chế độ lập trình hoặc No Program hiển thị trước khi tắt nguồn. LOGO! Tù cho chép chương trình từ card nhớ và: 1. Chạy tiếp 2. Chạy tới Menu chính trong chế độ lập trình Cố gắng nhớ 4 để khởi động luật đơn giản để khởi động LOGO! Nếu chưa có chương trình trong LOGO! Hoặc trong card nhí LOGO! hiển thị thông báo No program. Nếu có một chương trình trong card nhớ nó tự động chép LOGO! nếu có chương trình trong LOGO! nó sẽ viết đè lên. Nếu không có chương trình trong LOGO! hoặc trong card nhí LOGO! chấp nhận trạng thái hoạt động trước khi tắt nguồn. Thời gian và giá trị đếm bị xoá khi tắt nguồn. Chương trình được cất giữ để được duy trì khi mất nguồn. Chó ý: Nếu mất nguồn khi đang vào chương trình. Chương trình trong LOGO! sẽ bị xoá khi có nguồn được lập lại. Vì vậy, nên cấp chương trình nguyên thuỷ trên modul chương trình card trước khi thay đổi. * Các trạng thái hoạt động LOGO! có 2 trạng thái hoạt động. · RUN · STOP LOGO! ở trạng thái dừng “in STOP“ khi không có chương trình No Program hoặc khi chuyển mạch sang chế độ lập trình “in STOP “ . · Không đọc đầu vào I1 tới I6. · Chương trình không thực hiện. · Công tắc rơle từ Q1 đến Q4 luôn luôn mở . LOGO! chạy “in RUN “ được hiển thị ( sau khi Ên START trong menu chính) hoặc đóng sang “ Parametisationmode” · Đọc các trạng thái của đầu vào I1 đến I6. · Tính toán trạng thái của đầu ra theo chương trình. · Chuyển mạch rơle Q1 tới Q4 trạng thái ON hoặc OFF. IV. VAI TRÒ CỦA PLC TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ đặc điểm bộ điều khiển lập trình. 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 (Progarammable- control systems)- hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động. Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình (PLC Programmable Logic Controller) được thiết kế nhằm thay thế những phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và các thiết bị rời cồng kềnh, và nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dùa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản. Ngoài ra, PLC còn có thể thực hiện nhưng tác vụ khác như định thì, đếm v.v…làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp ngay cả với loại PLC nhỏ nhất. Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào, được đưa từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng . Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối ra của PLC cho phếp nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu ở ngõ vào, mà không cần có mạch giao tiếp hay rơle 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 điều khiển mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây, sự thay đổi chỉ là thay đổi thay đổi chương trình điều khiển 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. Về phần cứng, PLC tương tù nh­ máy tính truyền thống và chúng có đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp. Khả năng kháng nhiễu tốt Cấu trúc dạng modun cho phép dễ dàng thay thế tăng khả năng (nối thêm modun mở rộng vào/ra ) và thêm chức năng (nối thêm modun chuyên dùng) Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được chuẩn hoá. Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng – ladder intrustion và function chart- dễ hiểu và dễ sử dụng. Thay đổi chương trình điều khiển 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). Pa nen lËp tr×nh Bé nhí ch­¬ng tr×nh Bé nhì d÷ liÖu §¬n vÞ ®iÒu khiÓn Khèi ngâ vµo Khèi gâ ra M¹ch giao tiÕp c¶m biÕn M¹ch c«ng suÊt vµ c¬ cÊu t¸c ®éng Qu¸ tr×nh ®­îc ®iÒu khiÓn Nguån cÊp ®iÖn ` Sơ đồ khối bên trong PLC V. Đặc điểm nổi bật của PLC so với các hệ thống điều khiển khác Chỉ tiêu so sánh Rơle Mạch sè Máy tính PLC Giá thành từng chức năng Khá thấp Thấp Cao Thấp Kích thước vật lý 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 gian thiết kế và 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 Dễ thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản Các công tác bảo trì Kém-có rất nhiều công tắc Kém-IC được hàn Kém-có rất nhiều mạch điện tử chuyên dùng Tốt –các mô dun được tiêu chuẩn hoá Theo bảng so sánh PLC có những đặc điểm về phần cứng và phần mềm làm chúng trở thành bộ điều khiển công nghiệp được sử dụng rộng rãi. VI.cấu tróc chung của PLC cÊu tróc chung cña PLC PLC gồm ba khối cấu trúc cơ bản: Bộ xử lý, bộ nhớ và khối vào/ra.Trạng thái ngõ vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các cổng trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngõ ra được cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm; sau đó, trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng / mở các tiếp điểm, kích hoạt các thiết bị tương ứng. Nh­ vậy, sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình bộ nhớ. Chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. 1. Bộ nhớ chương trình (EEPROM) PLC loại nhỏ 2000 bước (2 K) PLC loại trung và loại lớn:8 K, 14 K, 30 K 2. Bộ dữ liệu RAM. MO . n Vùng bé nhớ tạm thời M ( cờ hay rơle phụ trở) TO . n Vùng nhớ dành cho bộ định thì và bộ đếm (T,C) Chó ý : vùng nhớ này lưu các giá trị tham số của bộ đếm và bộ định thì Vùng nhí cho những chức năng khác 3. Bộ xử lý trung tâm (CPU- Center Proessing Unit) CPU điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU bộ nhớ và khối I/O được thực hiện thông qua hệ thống Bus dưới sự điều khiển của CPU . Mét mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuyển cho CPU thường là 1 hay 8 MHz, tuỳ thuộc vào bộ xử lý sử dụng.Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện sự đồng bộ cho tất cả phần tử trong hệ thống. 4.Bé nhí. Tất cả PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau: ROM (Read Only Memory) RAM (Random Access Memory) EEPROM(Electronic Erasable Programmable Read Only Memory) Với sự tiến bộ của công nghệ chế tạo bộ nhớ nên hầu như các PLC đều dùng bộ nhớ EEPROM .Trường hợp ứng dụng cần bộ nhớ lớn có thể chọn lùa giữa bộ nhớ RAM có nguồn pin nuôi và bộ nhớ EEPROM. Ngoài ra, PLC cần thêm bộ nhớ RAM cho các chức năng khác nhau nh­ sau: Bộ đệm để lưu trạng thái của các ngõ vào và các ngõ ra. Bộ nhớ tạm cho tác vụ định kỳ, tác vụ đếm, truy xuất cờ. *Dung lượng của bộ nhớ. Đối với PLC loại nhỏ thường bộ nhớ có dung lượng cố định, thường là 2 K Dung lượng này là đủ đáp ứng cho 80% hoạt động điều khiển trong công nghiệp. 5. Khối I/O. Mọi hoạt động xử lý tín hiệu trong bảng PLC có mức điện áp 5 VDC và 15 VDC (điện áp cho TTL và CMOS ) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn nhiều, thường là 24 VDC đến 240 VDC với dòng lớn. Khối I/O có vai trò là mạch giao tiếp giữa vi mạch điện tử của PLC với các mạch công suất bên ngoài, kích hoạt các cơ cấu tác động: nó thực hiện sự chuyển đổi các mức điện áp tín hiệu và cách ly.Tuy nhiên.khối I/O cho phép PLC kết nối trực tiếp với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ, cỡ 2 A trở xuống, không cần các mạch công suất trung gian hay rơle trung gian. 6.Thiết bị lập trình . Trên các PLC loại lớn thường lập trình bằng cách dùng VDU(Visual Display Unit) với đầy đủ bàn phìm và màn hình được nối vơi PLC thông qua cổng nối tiếp, thường là RS-442. Các VDU hỗ trợ rất tốt cho dạng ngôn ngữ ladder kể cả các chú thích trong môi trường soạn thảo chương trình làm cho chương trình dễ đọc hơn. Hiện nay máy tính được sử dụng rộng rãi rất phổ biến để lập trình cho PLC, với CPU xử lý nhanh, màn hình đồ hoạ chất lượng cao, bộ nhớ lớn và giá thành ngày càng hạ, máy vi tính rất lý tưởng cho việc lập trình bằng ngôn ngữ laddder. Ngoài ra bộ lập trình cầm tay thường sử dụng thuận tiện cho phần bảo trì. VII. Thông số kỹ thuật của LOGO!24RC NGUỒN CUNG CẤP áp vào Mức điện áp Khoảng cho phép 24 VDC 20,4 v-28,8 VDC Công suất tiêu thụ từ nguồn 24v Khắc phục lỗi 62 mA 5ms Công suất tiêu thụ LOGO!24RC Tại 24 VDC 1,5w Đầu vào số Cách điện Không Điện vào 24 VDC Giá trị điện áp Tại tín hiệu 0 Tại tín hiệu 1 24 VDC <5.0 VDC >15.0 VDC Dòng vào tại tín hiệu 1 3 mA Thời gian trễ 0 1 1 0 50ms 50ms Độ dài dây 100 m Đầu ra sè Kiểu đầu ra Rơle Cách điện Có Trong nhóm 1 Dòng liên tục Max 8 A Kiểu rơle V 23961-A 1007-A302(siemens) Tải đèn sợi đốt (25.000 lần chuyển mạch) 1000w(tại 230/240 VA) 500w(tại 115/120 VAC) Tải đèn huỳnh quang với bộ phận điều khiển điện tử(25.000 lần chuyển mạch) 10x58w(tại 230/240 VAC) Đèn huỳnh quang, bù bình thường(25.000 làn chuyển mạch) 10 x 58w(tại 230/240 VAC) Đèn huỳnh quang, không bù (25.000 làn chuyển mạch) 10x50w(tại 230/240 VAC) Bảo vệ ngắn mạch cos 1 Bảo vệ nguồn B16 600 A Bảo vệ ngắn mạch từ cos 0,5-0,7 Bảo vệ nguồn B16 900 A Nối song song đầu ra tăng công suất Không cho phép Bảo vệ rơle đầu ra Max 16 A Tốc độ chuyển mạch Cơ khí 10Hz Thuần tải trở/tải đèn 2 Hz Tải cảm kháng 0.5Hz VI.CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN VÀ CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT C¸c chøc n¨ng c¬ b¶n vµ chøc n¨ng ®Æc biÖt 1.Chức năng cơ bản: Có 6 chức năng cơ bản. Khi nhập vào một mạch, ta tìm khối hàm cơ bản trong dang sách “GF” Biểu diễn bằng biểu đồ mạch Biểu diễn LOGO! Chức năng cơ bản & Công tắc thường mở nối tiếp AND ³1 Công tắc thường mở nối song song OR 1 Bộ đảo NOT =1 Công tắc trao đổi kép XOR & Công tắc thường đóng nối song song NAND ³1 Công tắc thường đóng Nối tiếp NOR Hoạt động của các chức năng cơ bản : 1.1 AND Biểu tượng cho AND: & I1 I2 Q I3 Nối tiếp nhiều công tắc thường mở đựoc thể hiện trong hình sơ đồ mạch dưới đây : Khối này dược gọi là AND vì đầu ra Q có trạng thái 1 chỉ khi I1,I2,I3 có trạng thái 1. I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 Bảng này áp dụng cho AND với x=1 (x=1 có nghĩa là cổng vào không sử dụng phải ở trạng thái 1) 1.2.OR Biểu tượng cho OR ³1 I1 I2 Q I3 Nối mạch song song của một số công tắc thường mở được biểu diễn trong sơ đồ sau: Khối này được gọi là OR vì đầu ra của Q có trạng thái 1 khi I1,I2,I3 có trạng thái 1. Nói cách khác, chỉ cần một đầu vào có trạng thái 1. Bảng logic cho OR. I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Bảng này áp dụng cho OR :x=0(x=0 có nghĩa là cổng vào không được sử dụng phải ở trạng thái 0) 1.3. NOT. 1 I1 Q Khối NOT có đầu ra ở trạng thái