S7-300 voi MPS

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng

TT Cơ Điện Tử

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG I GIỚI THIỆU VỀ PLC ..................................................................... ................... 6 1.1.SƠ LƢỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ..................................................

1.2. CẤU TRÚC VÀ NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC ............................ ............................ 7 1.2.1. Cấu trúc ................................................ ......................................................................... ................................................... ..................................... ........... 7 ........................................................................... ..................................... ........... 7 1.2.2. Hoạt động của một PLC ................................................. .......................................................................... ................................................... ................................. ....... 9 1.3. Phân loại PLC ................................................. ..................................................................... ................... 9 1.3.1.Loại 1 : Micro PLC (PLC siêu nhỏ) .................................................. ........................................................................ ....................... 9 1.3.2.Loại 2 : PLC cỡ nhỏ (Small PLC) .................................................

1.3.3. Loại 3 : PLC cỡ trung bình (Medium PLCS) ................................................ ..................................................... ..... 10 ........................................................................ ...................... 11 1.3.4. 1.3.4. Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC) .................................................. ................................................................. ................. 12 1.3.5 Loại : PLC rất lớn (very large PLCs) ................................................ 1.4. SO SÁNH PLC VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG PLC ................................................. .......................................................................... ................................................... ................................... ......... 12

1.4.1. Việc sử dụng PLC và các hệ thống điều khiển khác .......................................... .......................................... 12 ........................................................................... ..........................13 1.4.2. Lợi ích của việc sử dụng PLC ................................................. .......................................... 14 1.5. MỘT VÀI LĨNH VỰC TIÊU BIỂU ỨNG DỤNG PLC ..........................................

Chƣơng 2: PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN ........................................... 15 2.1. Tiếp điểm thƣờng mở, thƣờng đóng, cảm biến, ký hiệu ........................................... 2.2. Các liên kết nhị phân – Đại – Đại số Boolean .................................................. ................................................................... ................. 15 ............................................................................ ................................................... .........................16 2.3. Lênh Set & Reset .................................................. ............................................................................ ................................... ......... 16 2.4. Set / Reset một FLIP FLOP .................................................. ............................................................................ ............................................... ..................... 17 2.5. Lệnh Nhảy – JUMP – JUMP .................................................. .......................................................................... ....................................... ............. 17 2.5.1. Nhảy không điều kiện ................................................

2.5.2. Lệnh nhảy có điều kiện ................................................. ........................................................................... ................................... ......... 18 2.6. Nhận biết cạnh tín hiệu ................................................. ........................................................................... ........................................... ................. 18 ............................................................... ............. 18 2.6.1. Nhận biết tín hiệu cạnh lên – POS – POS (P) ..................................................

1 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

2.6.2. Nhận biết tín hiệu cạnh xuống – NEG – NEG (N) ................................................... ........................................................ ..... 19

Chƣơng Chƣơng 3: PHÉP TOÁN SỐ HỌC ............................................................................. ........................................... ................. 20 3.1. Nạp và truyền dữ liệu ................................................... ............................................................................ .................................................... ........................................... ................. 20 3.2. Timer .................................................. 3.2.1. Trễ theo sƣờn lên không có nhớ nhớ - SD ( On Delay Timer) .................................. .................................. 20 3.2.2. Trễ theo sƣờn lên có nhớ nhớ - SS ( Retentive On Delay Timer) ............................. ............................. 21 ............................................ 22 3.2.3. Timer tạo xung không có nhớ ( Pulse Timer – SP) – SP) ............................................ ....................................... 22 3.2.4. Timer tạo xung có nhớ nhớ - SE ( Extended Pulse P ulse Timer) ....................................... ........................................................................... ............................... ..... 23 3.2.5. Timer trễ theo sƣờn xuống ................................................. ........................................................................... ................................................... .........................23 3.3. Bộ đếm (Counter) .................................................

3.3.1. Nguyên tắc làm việc .................................................. ............................................................................ ....................................... ............. 23 3.3.2. Khai báo sử dụng ................................................... ............................................................................. ........................................... ................. 24 ............................................................................ ....................................... ............. 25 3.3.3. Bộ đếm câu lệnh Bit .................................................. ........................................................................... ....................................... ............. 26 3.4. Phép Toán Chuyển Đổi ................................................. ........................................................................ ...................... 26 3.4.1. 3.4.1. Phép toán chuyển đổi BCD và I .................................................. ..................................................................... ..................... 27 3.4.2. Phép toán chuyển đổi BCD và DI ................................................

3.4.3. Phép toán chuyển đổi I – DI – DI – – REAL ................................................................ ............. 28 REAL................................................... ........................................................................... ............................................... ..................... 30 3.5. Phép so sánh – sánh – CMP CMP ................................................. ........................................................................... ............................................... ..................... 30 3.6. Các phép toán Logic ................................................. ................................................................. ................. 30 3.6.1. Phép toán Logic AND – AND – WAND_W WAND_W ................................................ ....................................................................... ..................... 31 3.6.2. Phép toán Logic OR – OR – WOR_W WOR_W .................................................. ................................................................. ................. 32 3.6.2. Phép toán Logic XOR – XOR – WXOR_W WXOR_W ................................................

3.7. Các Phép Toán Học Cơ Bản ................................................. ........................................................................... ................................... ......... 33 3.8. Lệnh dịch chuyển – Shift – Shift .................................................. ............................................................................ ....................................... ............. 34 ............................................................................. ....................................... ............. 35 3.9. Lệnh Xoay Doubleword ...................................................

Chƣơng 4:

XỬ LÝ TÍN HIỆU ANALOG ................................................ ................................................................. ................. 35

........................................................................... ................................... ......... 35 4.1. Sử dụng các Module Analog .................................................

4.2. Module đo lƣờng .................................................. ............................................................................ ................................................... .........................36 2 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

4.3. Định tỉ lệ ngõ vào Analog ................................................. ........................................................................... ....................................... ............. 37 .......................................................................... ........................................... ................. 38 4.4.Định tỉ lệ ngõ ra Analog A nalog ................................................

Chƣơng 5: MỘT SỐ KHỐI HÀM CƠ BẢN ................................................ ............................................................. ............. 39 .......................................................................... ............................................... ..................... 39 5.1. Khối hàm Byte & Bit ................................................ 5.1.1. Đặt một loạt Byte ngõ ra lập tức FC101 ................................................... ............................................................ ......... 39 5.1.2. Đặt một loạt Bit ngõ ra FC83 .................................................. ............................................................................ ..........................40 ...................................................................... ..................... 41 5.1.3. Xóa một loạt Byte B yte lập tức FC100 ................................................. ............................................................................. ................................... ......... 42 5.1.4. Xóa một loạt bit FC82 ................................................... ............................................................................. ................................................... .........................44 5.2. Hàm chuyển đổi ................................................... ........................................................................... ....................................... ............. 44 5.2.1. Giải mã 7 đoạn FC93 .................................................

5.2.2. Hàm đổi tầm Scale FC105 FC 105 ................................................. ........................................................................... ............................... ..... 45 5.2.3. Hàm đổi tầm ngƣợc UnScale FC106 ................................................ ................................................................. ................. 46 ......................................................... ......... 47 Chƣơng 6: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM STEP7 ................................................ .......................................................................... ................................... ......... 47 6.1. Giớ Giớ i thiệ thiệu chung về về STEP7 ................................................ ............................................................................ ..........................49 6.2. Cài đặt đặt phầ phần mề mềm STEP 7 V5.4 .................................................. .......................................................................... ........................................... ................. 54 6.3. So Soạạn thả thảo mộ một Project ................................................

6.3.1.

........................................................................ ...................... 55 Khai báo và mở mở m một Project ..................................................

6.3.2.

....................................................... ..... 56 Xây dự dựng cấ cấu hình cứ cứng cho trạ trạm PLC ..................................................

6.3.3.

...................................... 58 Đặt Đặt tham số quy định chế độ làm việc cho module ......................................

6.3.4.

..................................................59 Soạạn thả So thảo chƣơ chƣơ ng ng trình cho các khố khối logic ..................................................

............................................................................ ............................................... ..................... 62 6.4. Làm việ việc vớ vớ i PLC ..................................................

6.4.1.

định địa địa chỉ ...................................................... ..... 62 Quy định chỉ MPI cho module CPU .................................................

6.4.2.

.............................................................. ............. 63 Ghi chƣơ chƣơ ng ng trình lên module CPU .................................................

6.4.3.

.......................................................... ......... 64 Giám sát việ việc thự thực hiệ hiện chƣơ chƣơ ng ng trình .................................................

6.4.4.

............................................................................ ............................... ..... 66 Giám sát module CPU ..................................................

6.4.5.

............................................................................. ..........................67 Giám sát nộ nội dung ô nhớ nhớ ...................................................

PHỤ LỤC 1 ................................................. ........................................................................... .................................................... ........................................... ................. 69 I. VÙNG NHỚ PLC S7 – 300 – 300 ................................................. ........................................................................... ....................................... ............. 69 3 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

II. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG SIMULATION ............................................................... 71 III. BÀI TẬP .................................................................................................................. 76 M Ở Đ ẦU .................................................................................................................. 76 Counter v à Timer ......................................................................................................77

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ........................................................................................... 80

Bài tập nâng cao ......................................................................................................... 81 Phƣơng pháp lập trình Grafcet .................................................................................... 83 BÀI TẬP ỨNG DỤNG .............................................................................................. 84

PHỤ LỤC 2 – TRẠM MPS.............................................................................................. 91 I. DISTRIBUTION STATION – TRẠM CUNG CẤP.................................................... 91 II. TESTING STATION – TRẠM KIỂM TRA ........................................................... 101 III. PROCESSING STATION – TRẠM GIA CÔNG ................................................... 113 IV. HANDLING STATION – TRẠM TAY GẮP ........................................................ 120 V. SORTING STATION – TRẠM PHÂN LOẠI ......................................................... 129

PHỤ LỤC 3 – MỘT SỐ ĐỀ THI THAM KHẢO ......................................................... 138 ĐỀ THI THỰC HÀNH .................................................................................................... 138 ĐỀ THI THỰC HÀNH .................................................................................................... 142 ĐỀ THI THỰC HÀNH .................................................................................................... 146 ĐỀ THI THỰC HÀNH .................................................................................................... 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 155

4 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

LỜ I CẢM ƠN Với sự phát triển công nghệ hiện nay, đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hóa thì PLC và những ứng dụng đóng một vai trò rất quan trọng và chủ chốt trong hệ thống tự động hóa. Với mục đích đào tạo đội ngũ thuật viên chất lƣợng cao và chuẩn hóa đƣợc t ài liệu cho mọi ngƣời muốn tìm hiểu, nghiên cứu về PLC. Những mong muốn làm thế nào để mọi ngƣời có thể cùng nghiên cứu và đƣa ứng dụng PLC vào sản xuất. Với những kiến thức và hiểu biết về lĩnh vực PLC Siemens, những tài liệu tham khảo trực tiếp của hãng Siemens, tài liệu về hệ thống MPS của hãng Festo đã giúp tôi hoàn thiện tài liệu PLC S7 – 300 cho hệ thống MPS. Trong quá trình làm việc và nghiên cứu tại Trƣờng TCN – KTCN Hùng Vƣơng đƣợc sự giúp đỡ tận tình từ nhà trƣờng, đặc biệt là Thầy Phạm Phú Thọ để tôi hoàn thành tài liệu này. Xin chân thành cám ơn Thầy luôn động viên và giúp đỡ em về tinh thần lẫn kiến thức chuyên môn để em hoàn thành tốt cuốn sách này. Những kiến thức của tôi cũng chỉ nhỏ bé và mong cùng trao đổi, học hỏi và cùng chia sẻ với mọi ngƣời trong cùng lĩnh vực. Nếu có sai sót và bổ sung mong sự giúp đỡ của tất cả những bạn bè trong cùng lĩnh vực giúp. Thân chào và chân thành cám ơn TP.HCM, tháng 2 năm 2011 K.Sƣ Trần Văn Hiếu



CHƢƠNG I

TT Cơ Điện Tử

GIỚ I THIỆU VỀ PLC

1.1.SƠ LƢỢ C VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã đƣợc những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bƣớc cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhƣng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hổ 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 đƣợc ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bƣớc tạo ra đƣợc một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là :Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang (The diagroom format). Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hổ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao tiếp giữa ngƣời điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn. Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975cho đến nay đ ã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ vào/ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lƣợng bộ nhớ chƣơng trình tăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ (word of memory). Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống đƣợc cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp số lƣợng cổng ra/vào lớn. Trong tƣơng lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot, Cad/Cam… ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức năng điều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super PLCS) cho tƣơng lai.



TT Cơ Điện Tử

1.2. CẤU TRÚC VÀ NGHIÊN CỨ U HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC

1.2.1. Cấu trúc Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit : CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/0).

Central Processing Unit

O U T P U T S

Hình 1.1 : Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm ba phần: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp. Hình 1.2 mô tả ba phần cấu thành một PLC.

Processo

Memory

Power Supply

Hình 1.2 : Sơ đồ khối tổng quát của CPU

1.2.2. Hoạt động của một PLC Về cơ bản hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản. Đầu tiên, hệ thống các cổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Module xuất /nhập) dùng để đƣa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU (nhƣ các sensor, công tắc, tín hiệu từ động cơ …). Sau khi nhận đƣợc tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đƣa các tín hiệu điều khiển qua Module xuất ra các thiết bị đƣợc điều khiển. Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (scan) dữ liệu hoặc trạng thái của thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chƣơng trình trong bộ nhớ nhƣ sau: một bộ đếm chƣơng trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chƣơng trình đƣa ra thanh ghi lệnh để thi hành. Chƣơng trình ở dạng STL (StatementList – Dạng lệnh liệt kê) sẽ đƣợc dịch ra 7 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chƣơng trình. Sau khi thực hiện xong chƣơng trình, CPU sẽ gởi hoặc cập nhật (Update) tín hiệu tới các thiết bị, đƣợc thực hiện thông qua module xuất. Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chƣơng trình và gởi cập nhật tín hiệu ở ngõ ra đƣợc gọi là một chu kỳ quét (Scanning). Trên đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ giúp cho ngƣời thiết kế nắm đƣợc nguyên tắc của một PLC. Nhằm cụ thể hóa hoạt động của một PLC, sơ đồ hoạt động của một PLC là một vòng quét (Scan) nhƣ sau:

(Cập nhật ngõ ra)

Read input (Đọc ngõ vào)

Program execution (Thực hiện chƣơ ng trình)

Hình 1.3 :Một vòng quét của PLC. Thực tế khi PLC thực hiện chƣơng trình (Program execution) PLC khi cập nhật tín hiệu ngõ vào (ON/OFF), các tín hiệu hiện nay không đƣợc truy xuất tức thời để đƣa ra (Update) ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra (ON/OFF) phải theo hai bƣớc: khi xử lý thực hiện chƣơng trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các bƣớc logic tƣơng ứng ở ngõ ra trong “chƣơng trình nội” (đã đƣợc lập trình), các bƣớc logic này sẽ chuyển đổi ON/OFF. Tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở ngõ ra “that” (tức tín hiệu đƣợc đƣa ra tại modul out) vẫn chƣa đƣợc đƣa ra. Khi xử lý kết thúc chƣơng 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 thực sự tác động lên ngõ ra để điều khiển các thiết bị ở ngõ ra. Thƣờng việc thực thi một vòng quét 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 một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chƣơng trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…). Vi xử lý có thể đọc đƣợc tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quét thì vi xử lý coi nhƣ không có tín hiệu này. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thƣờng các hệ thống chấp hành “là các hệ thống cơ khí nên có tốc độ quét nhƣ trên có thể đáp ứng đƣợc các chức năng của dây chuyền sản xuất. Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hƣởng đến chu trình sản xuất các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhật 8 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

tức thời, các hệ thống này thƣờng đƣợc áp dụng cho các PLC lớn có số lƣợng I/O nhiều, truy cập và xử lý lƣợng thông tin lớn.

1.3. Phân loại PLC Đầu tiên là khả năng và giá trị cũng nhƣ nhu cầu về hệ thống sẽ giúp ngƣời sử dụng cần những loại PLC nào mà họ cần. Nhu cầu về hệ thống đƣợc xem nhƣ là một nhu cầu ƣu tiên nó giúp ngƣời sử dụng biết cần loại PLC nào và đặc trƣng của từng loại để dể dàng lựa chọn. Hình 1.4 cho ta các “bậc thang” phân loại các loại PLC và việc sử dụng PLC cho phù hợp với các hệ thống thực tế sản xuất. Trong hình này ta có thể nhận thấy những vùng chồng lên nhau, ở những vùng này ngƣời sử dụng thƣờng phải sử dụng các loại PLC đặc biệt nhƣ: số lƣợng cổng vào/ra (I/O) có thể sử dụng ở vùng có số I/O thấp nhƣng lại có các tính năng đặc biệt của các PLC ở vùng có số lƣợng I/O cao (ví dụ: ngoài các cổng vào ra tƣơng tự (Analog). Thƣờng ngƣời sử dụng các loại PLC thuộc vùng chồng lấn nhằm tăng tính năng của PLC đồng thời lại giảm thiểu số lƣợng I/O không cần thiết. Các nhà thiết kế phân PLC ra thành các loại sau

1.3.1.Loại 1 : Micro PLC (PLC siêu nhỏ) Micro PLC thƣờng đƣợc ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất nhỏ, các ứng dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ (ví dụ: điều khiển băng tải nhỏ. Các PLC này thƣờng đƣợc lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay, một vài micro PLC còn có khả năng hoạt động với tín hiệu I/O tƣơng tự (analog) (ví dụ:việc điều khiển nhiệt độ). Các tiêu chuẩu của một Micro PLC nhƣ sau: 32 ngõ vào/ra. Sử dụng vi xử lý 8 bit. Thƣờng dùng thay thế rơle. Bộ nhớ có dung lƣợng 1K. Ngõ vào/ra là tín hiệu số. Có timers và counters. Thƣờng đƣợc lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay.

1.3.2.Loại 2 : PLC cỡ nhỏ (Small PLC) Small PLC thƣờng đƣợc dùng trong việc điều khiển các hệ thống nhỏ (ví dụ : Điều khiển động cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ), chức năng của các PLC này thƣờng đƣợc giới hạn trong việc thực hiện chuổi các mức logic, điều khiển thay thế rơle. Các tiêu chuẩn của một small PLC nhƣ sau: 9 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Có 128 ngõ vào/ra (I/O). Dùng vi xử lý 8 bit. Thƣờng dùng để thay thế các role. Dùng bộ nhớ 2K. Lập trình bằng ngôn ngữ dạng hình thang (ladder) hoặc liệt kê. Có timers/counters/thanh ghi dịch (shift registers). Đồng hồ thời gian thực. Thƣờng đƣợc lập trình bằng bộ lập trình cầm tay. Chú ý vùng A trong sơ đồ hình 1.4. Ở đây dùng PLC nhỏ với các chức năng tăng cƣờng của PLC cở lớn hơn nhƣ: Thực hiện đƣợc các thuật toán cơ bản, có thể nối mạng, cổng vào ra có thể sử dụng tín hiệu tƣơng tự.

Hình 1.4 : Cách dùng các loại PLC.

1.3.3. Loại 3 : PLC cỡ trung bình (Medium PLCS) PLC trung bình có hơn 128 đƣờng vào/ra, điều khiển đƣợc các tín hiệu tƣơng tự, xuất nhập dữ liệu, ứng dụng dƣợc những thuật toán, thay đổi đƣợc các đặc tính của PLC nhờ vào hoạt động của phần cứng và phần mềm (nhất là phần mềm) các thông số của PLC trung bình nhƣ sau: _ Có khoảng 1024 ngõ vào/ra (I/O). _ Dùng vi xử lý 8 bit. _ Thay thế rơle và điều khiển đƣợc tín hiệu tƣơng tự. 10 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

_ Bộ nhớ 4K, có thể nâng lên 8K. _ Tín hiệu ngõ vào ra là tƣơng tự hoặc số. _ Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao. _ Có timers/Counters/Shift Register. _ Có khả năng xử lý chƣơng trình con (qua lệnh JUMP…). _ Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao. _ Có timers/counters/Shift Register. _ Có khả năng xử lý chƣơng trình con ( qua lệnh JUMP…). _ Thực hiện các thuật toán (cộng, trừ, nhân, chia…). _ Giới hạn dữ liệu với bộ lập trình cầm tay. _ Có đƣờng tín hiệu đặc biệt ở module vào/ra. _ Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232. _ Có khả năng hoạt động với mạng. _ Lập trình qua CRT (Cathode Ray Tube) để dễ quan sát. Chú ý tới vùng B (hình 1.4) PLC ở vùng B thƣờng trực đƣợc dùng do có nhiều bộ nhớ hơn, điều khiển mạng PID có khả năng thực hiện những chuỗi lệnh phần lớn về thuật toán hoặc quản lý dữ liệu.

1.3.4. Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC) Large PLC đƣợc sử dụng rộng rãi hơn do có khả năng hoạt động hữu hiệu, có thể nhận dữ liệu, báo những dữ liệu đã nhận… Phần mềm cho thiết bị điều khiển cầm tay đƣợc phát triển mạnh hơn tạo thuận lợi cho ngƣời sử dụng. Tiêu chuẩn PLC cỡ lớn: Ngoài các tiêu chuẩn nhƣ PLC cỡ trung, PLC cỡ lớn còn có thêm các tiêu chuẩn sau: _ Có 2048 cổng vào/ra (I/O). _ Dùng vi xử lý 8 bit hoặc 16 bit. _ Bộ nhớ cơ bản có dung lƣợng 12K, mở rộng lên đƣợc 32K. _ Local và remote I/O. _ Điều khiển hệ thống role (MCR: Master Control Relay). _ Chuỗi lệnh, cho phép ngắt (Interrupts). _ PID hoặc làm việc với hệ thống phần mềm PID. _ Hai hoặc nhiều hơn cổng giao tiếp RS 232. 11 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

_ Nối mạng. _ Dữ liệu điều khiển mở rộng, so sánh, chuyển đổi dữ liệu, chức năng giải thuật toán mã điều khiển mở rộng (mã nhị phân, hexa …). _Có khả năng giao tiếp giữa máy tính và các module.

1.3.5 Loại : PLC rất lớn (very large PLCs) Very large PLC đƣợc dùng trong các ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp và chính xát cao, đồng thời dung lƣợng chƣơng trình lớn. Ngoài ra PLC loại này còn có thể giao tiếp I/O với các chức năng đặc biệt, tiêu chuan PLC loại này ngoài các chức năng nhƣ PLC loại lớn còn có thêm các chức năng: _ Có8192 cổng vào/ra (I/O). _ Dùng vi xử lý 16 bit hoặc 32 bít. _ Bộ nhớ 64K, mở rộng lên đƣợc 1M. _ Thuật toán :+, -, *, /, bình phƣơng. _ Dữ liệu điều khiển mở rộng : Bảng mã ASCII, LIFO, FIFO.

1.4. SO SÁNH PLC VỚ I CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC LỢ I ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG PLC

1.4.1. Việc sử dụng PLC và các hệ thống điều khiển khác

1.4.1.1. PLC với hệ thống điều khiển bằng rơle Việc phát triển hệ thống điều khiển bằng lập trình đã dần thay thế từng bƣớc hệ thống điều khiển bằng role trong các quá trình sản suất khi thiết kế một hệ thống điều khiển hiện đại, ngƣời kỹ sƣ phải cân nhắc, lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình thƣờng đƣợc sử dụng thay cho hệ thống điều khiển bằng rơ le do các nguyên nhân sau: _ Thay đổi trình tự điều khiển một cách linh động. _ Có độ tin cậy cao. _ Khoản không lắp đặc thiết bị nhỏ, không chiếm diện tích. _ Có khả năng đƣa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra cao. _ Sự chọn lựa dữ liệu một cách thuận lợi dễ dàng. _ Thay đổi trình tự điều khiển một cách thƣờng xuyên. _ Dễ dàng thay đổi đối với cấu hình (hệ thống máy móc sản xuất) trong tƣơng lai khi có nhu cầu mở rộng sản xuất. 12

K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Đặc trƣng cho hệ thống điều khiển chƣơng trình là phù hợp với những nhu cầu đã nêu trên, đồng thời về mặt kinh tế và thời gian thì hệ thống điều khiển lập trình cũng vƣợt trội hơn hệ thống điều khiển cổ điển (rơle, contactor …). Hệ thống điều khiển này cũng phù hợp với sự mở rộng hệ thống trong tƣơng lai do không phải đổi, bỏ hệ thống dây nối giữa hệ thống điều khiển và các thiết bị, mà chỉ đơn giản là thay với máy tính. Cấu trúc giữa máy đổi chƣơng trình cho phù hợp với điều kiện sản xuất mới. 1.4.1.2. PLC tính với PLC đều dựa trên bộ xử lý (CPU) để xử lý dữ liệu. Tuy nhiên có một vài cấu trúc quan trọng cần phân biệt để thấy rõ sự khác biệc giữa một PLC và một máy tính. _ Không nhƣ một máy tính PLC đƣợc thiết kế đặc biệc để hoạt động trong môi trƣờng công nghiệp. Một PLC có thể đƣợc lắp đặc ở những nơi có độ nhiểu điện cao (Electrical noise), vùng có từ trƣờng mạnh, có các chấn động cơ khí, nhiệt độ môi trƣờng cao … _ Điều quan trọng thứ hai đó là: Một PLC đƣợc thiết kế với phần cứng và phần mềm sao cho dễ lắp đặc (đối với phần cứng), đồng thời về một chƣơng trình cũng phải dễ dàng để ngƣời sử dụng (kỹ sƣ, kỹ thuật viên) thao tác lập trình một cách nhanh chóng, thuận lợi (ví dụ: lập trình bằng ngôn ngữ hình thang …). 1.4.1.3. PLC với máy tính cá nhân (PC :Personal Coomputers). Đối với một máy tính cá nhân (PC), ngƣời lập trình dễ nhận thấy đƣợc sự khác biệc giữa PC với PLC, sự khác biệt có thể biết đƣợc nhƣ sau: Máy tính không có các cổng giao tiếp tropic tiếp với các thiết bị điều khiển, đồng thời máy tính cũng hoạt động không tốt trong môi trƣờng công nghiệ p. Ngôn ngữ lập trình trên máy tính không phải dạng hình thang, máy tính ngoài việc sử dụng các phần mềm chuyên biệc cho PLC, còn phải thông qua việc sử dụng các phần mềm khác làm “chậm” đi quá trình giao tiếp với các thiết bị đƣợc điều khiển. Tuy nhiên qua máy tính, PLC có thể dể dàng kết nối với các hệ thống khác, cũng nhƣ PLC có thể sử dụng bộ nhớ (có dung lƣợng rất lớn) của máy tính làm bộ nhớ của PLC.

1.4.2. Lợi ích của việc sử dụng PLC

Cùng với sự phát triển của phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng đƣợc các tính năng cũng nhƣ lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thƣớc của PLC hiện nay đƣợc thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lƣợng I/O càng nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp ngƣời sử dụng giải quyết đƣợc nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống. Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặc một lần (đối với sơ đồ hệ thống, các đƣờng nối dây, các tính hiệu ở ngõ vào/ra …), mà không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm đƣợc sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển relay …) khả năng chuyển đổi hệ điều khiển 13



TT Cơ Điện Tử

cao hơn (nhƣ giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống đƣợc điều khiển linh hoạt hơn. Không nhƣ các hệ thống cũ, PLC có thể dể dàng lắp đặc do chiếm một khoảng không gian nhỏ hơn nhƣng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều này càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác. Cuối cùng là ngƣời sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng hóc (trouble shoding) của hệ thống và báo cho ngƣời sử dụng), điều này làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn.

1.5. MỘT VÀI LĨNH VỰ C TIÊU BIỂU Ứ NG DỤNG PLC

Hiện nay PLC đã đƣợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vựt sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng mờ (ON/OFF) thông thƣờng đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm: _ Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đông trong nghành hóa … _ Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đông, quá trình lắp đặc máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại… _ Bột giấy, giấy, xử lý giấy. Điều khiển máy băm, quá trình ủ boat, quá trình cáng, gia nhiệt … _ Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thou nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy . _ Thực phẩm, rƣợu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nƣớc trái cây …) cân đông, đóng gói, hòa trộn … _ Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lƣợng. _ Năng lƣợng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin …) các trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ).



TT Cơ Điện Tử

PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN

Chƣơng 2:

2.1. Tiếp điểm thƣờ ng mở, thƣờng đóng, cảm biến, ký hiệu Xử lý Điện

Cảm biến là một tiếp điểm … Thƣờng mở

Cảm biến bị…

Thƣờng đóng

Điện áp

Xử lý PLC Kiểm tra tình trạng tín hiệu “1” Lệnh Kết quả

Có

Tình trạng tín hiệu ngõ vào 1

Không

0

0

Không

0

0

Có

1

1

Ki trạng Lệnh

1

Xử lý: Việc sử dụng các tiếp điểm thƣờng đóng hay thƣờng mở cho cảm biến trong điều kiện phụ thuộc các quy tắc an toàn. Ký hiêu: Trong dạng soạn thảo LAD một ký hiệu với tên “NO contact” thì dùng cho việc kiểm tra trạng thái tín hiệu ở mức “1” và một ký hiệu với tên “NC contact ” để kiểm tra trạng thái tín hiệu ở mức “0”.

2.2. Các liên kết nhị phân – Đại số Boolean Phép Toán AND X AND Y = X x Y = Z X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

Z 0 0 0 1



TT Cơ Điện Tử

X OR Y = X + Y = Z X Y 0 0 0 1 1 0 1 1 X XOR Y = X x + Y x X 0 0 1 1

Z 0 1 1 1 =Z

Y 0 1 0 1

Z 0 1 1 0

2.3. Lênh Set & Reset Kết quả: Kết quả có đƣợc khi chuyển kết quả liên kết (RLO) tới một địa chỉ cụ thể (Q, M, D). Nếu giá trị kết quả (RLO) thay đổi thì trạng thái tín hiệu của địa chỉ đó cũng thay đổi theo. Set : Nếu RLO = “1” địa chỉ cụ thể đƣợc đặt ở mức “1” và duy trì trạng t hí này cho đến khi nó bị RESET bằng một lệnh khác. Reset : Nếu RLO = “1” địa chỉ cụ thể đƣợc đặt ở mức “0” và duy trì trạng thí này cho đến khi nó bị RESET bằng một lệnh khác.

2.4. Set / Reset một FLIP FLOP

Flip Flop : Một Flip Flop có một ngõ vào Set & một ngõ vào Reset, Bit nhớ đƣợc Set hoặc Reset phụ thuộc vào ngõ nào có RLO =1. Và nếu cả 2 ngõ đều có RLO = 1 thì cần xét sự ƣu tiên. RS Flip Flop ƣu tiên Set.

SR Flip Flop ƣu tiên Reset.



TT Cơ Điện Tử

2.5. Lệnh Nhảy – JUMP

2.5.1. Nhảy không điều kiện

Lệnh nhảy JMP: Nhãn nhảy có thể có tới 4 ký tự, ký tự đầu tiên phải là một chữ cái hoặc ký tự “-”. Nhãn nhảy đánh dấu điểm tiếp tục làm việc của chƣơng trình. Bất kỳ lệnh nhảy và điểm nhảy tới phải ở trong một khối ( Độ dài lớn nhất của lệnh nhảy = 64kbyte). Đích nhảy tới chỉ xuất hiện một lần trong khối. Lệnh nhảy có thể sử dụng trong OB, FB và FC. Chèn nhãn nhảy: program Elements / Logic control / JUMP / Label. 17 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

JMP :Một lệnh nhảy không điều kiện làm cho việc xử lý chƣơng trình nhảy đến nhãn nhảy bất chấp RLO. Chú ý : Tên nhãn phải giống nhau và phân biệt chữ hoa & chữ thường.

2.5.2. Lệnh nhảy có điều kiện

JMP : Nhảy có điều kiện “ JMP” chỉ nhảy đƣợc thi hành nếu RLO = “1”. Ngoài ra còn có lệnh “JMPN” = JUMP NOT đƣợc thực hiện khi RLO = “0”.

2.6. Nhận biết cạnh tín hiệu Một “cạnh tín hiệu” xuất hiện khi tín hiệu thay đổi.

2.6.1. Nhận biết tín hiệu cạnh lên – POS (P)



TT Cơ Điện Tử

Nếu tình trạng tín hiệu I0.1 x I0.2 thay đổi từ “0” lên “1” thì kết quả của lệnh (P) ở trạng thái “1” tại ngõ M1.1 trong một chy kỳ . Giá trị của việc phát hiện cạnh lên đƣợc lƣu trữ tại M1.1

2.6.2. Nhận biết tín hiệu cạnh xuống – NEG (N)

Nếu tình trạng tín hiệu I0.1 & I0.2 thay đổi trạng thái từ “1” xuống “0” thì kết quả của lệnh NEG (N) ở trạng thái “1” trong một chu kỳ.



Chƣơng 3:

TT Cơ Điện Tử

PHÉP TOÁN SỐ HỌC

3.1. Nạp và truyền dữ liệu

MOVE : Nếu ngõ vào EN đƣợc kích hoạt ( lên mức 1) thì giá trị ngõ vào “IN” đƣợc chép tới địa chỉ ngõ ra “OUT”. Ngõ “ENO” có tình trạng tín hiệu giống nhƣ “EN”.

3.2. Timer S7 – 300 có 5 loại Timer đƣợc khai báo bằng các lệnh: SD : Trễ theo sƣờn lên không có nhớ. SS : Trễ theo sƣờn lên có nhớ. SP : Tạo xung không có nhớ SE : Tạo xung có nhớ SF : Trễ theo sƣờn xuống.

3.2.1. Trễ theo sƣờn lên không có nhớ - SD ( On Delay Timer)

-

Khai báo tên Timer : T0, T1, ..v.v… Độ phân giải Timer : Có các độ phân giải là ms, s ( giây), m ( phút), h ( giờ). Câu lệnh : S5T#giờH_phútM_giâyS_miligiâyMS. Giải thích lệnh: Khi có tín hiệu Enable = 1 ( hay khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable đồng thời tín hiệu vào bằng 1) ngay sau đó giá trị PV (Put Value) chuyển vào thanh ghi 20



TT Cơ Điện Tử

T – word (CV). Trong khoảng thời gian trễ T – bit có giá trị 0. Khi hết thời gian trễ T – bit có giá trị bằng 1. Khi tín hiệu vào bằng 0, T – bit và T – word cũng nhận giá trị 0. Ví dụ : Khi I0.1 chuyển chế độ từ 0 lên “1” ( I0.1 = 1) thì sau khoảng thời gian trễ T = 100ms thì T0 =1.

3.2.2. Trễ theo sƣờn lên có nhớ - SS ( Retentive On Delay Timer)

Khai báo tên Timer : T0, T1, ..v.v… Độ phân giải Timer : Có các độ phân giải là ms, s ( giây), m ( phút), h ( giờ). Câu lệnh : S5T#giờH_phútM_giâyS_miligiâyMS. Giải thích lệnh: Khi có tín hiệu Enable = 1 ( hay khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable đồng thời tín hiệu vào bằng 1) ngay sau đó giá trị PV (Put Value) chuyển vào thanh ghi T – word (CV). Trong khoảng thời gian trễ T – bit có giá trị 0. Khi hết thời gian trễ T – bit có giá trị bằng 1. - Timer SS chỉ bị tác động đầu vào khi tín hiệu Enable ON, không ảnh hƣởng của tín hiệu khi chuyển trạng thái từ “1” xuống “0” do dó cần Reset lại Timer bằng lệnh Reset. 21 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5 -


TT Cơ Điện Tử

Ví dụ: Khi tín hiệu I0.2 chuyển trạng thái từ “0” lên “1” thì sau khoảng thời gian T = 10s thì T1 ON ( mức 1). Khi T1 đã ON thì nó không bị ảnh hƣởng của tín hiệu Enable nữa mà sẽ giữ trạng thái 1. Do đó cần có lệnh Reset Timer ở Network 3 để trả Timer lại trạng thái OFF.

3.2.3. Timer tạo xung không có nhớ ( Pulse Timer – SP)

-

Khai báo tên Timer : T0, T1, ..v.v… Độ phân giải Timer : Có các độ phân giải là ms, s ( giây), m ( phút), h ( giờ). Câu lệnh : S5T#giờH_phútM_giâyS_miligiâyMS. Giải thích lệnh: Khi có tín hiệu Enable = 1 ( hay khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable đồng thời tín hiệu vào bằng 1) ngay sau đó giá trị PV (Put Value) chuyển vào thanh ghi T – word (CV). Trong khoảng thời gian T – bit có giá trị 1. Khi hết thời gian đặt T – bit có giá trị bằng 0. Khi có tác động Enable chuyển mức “0” lên “1” thì Timer SE sẽ tạo ra chuỗi xung:  Nếu thời gian I0.4 ON > thời gian đặt của T3 thì T3 = 10s.  Nếu thời gian I0.4 ON < thời gian đặt của T3 thì T3 = Thời gian ON của I0.4

3.2.4. Timer tạo xung có nhớ - SE ( Extended Pulse Timer)

- Khai báo tên Timer - Độ phân giải Timer - Câu lệnh

: T0, T1, ..v.v… : Có các độ phân giải là ms, s ( giây), m ( phút), h ( giờ). : S5T#giờH_phútM_giâyS_miligiâyMS. 22



TT Cơ Điện Tử

- Giải thích lệnh: Khi có tín hiệu Enable = 1 ( hay khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable đồng thời tín hiệu vào bằng 1) ngay sau đó giá trị PV (Put Value) chuyển vào thanh ghi T – word (CV). Trong khoảng thời gian T – bit có giá trị 1. Khi hết thời gian đặt T – bit có giá trị bằng 0. Khi có tác động Enable chuyển mức “0” lên “1” thì Timer SE sẽ tạo ra chuỗi xung có thời gian bằng giá trị thời gian đã đặt bất chấp khi I0.5 chuyển trạng thái OFF. Ví dụ : Khi I0.5 chuyển trạng thái từ 0 lên 1 thì Timer T4 sẽ tạo ra chuỗi xung có thời gian cố định là 10s. cho dù I0.5 đã OFF.

3.2.5. Timer trễ theo sƣờn xuống

-

Khai báo tên Timer : T0, T1, ..v.v… Độ phân giải Timer : Có các độ phân giải là ms, s ( giây), m ( phút), h ( giờ). Câu lệnh : S5T#giờH_phútM_giâyS_miligiâyMS. Giải thích lệnh: Khi có tín hiệu Enable = 1 ( hay khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable đồng thời tín hiệu vào bằng 1 ) thì Timer ON. Khi tín hiệu Enable chuyển trạng thái từ “1” xuống “0” thì sau khoảng thời gian PV đã đƣợc nạp vào T – word thì Timer OFF theo.

Ví dụ : T5 ON khi I0.6 chuyển trạng thái từ “0” lên “1”. Khi I0.6 OFF thì sau khoảng thời gian 10s thì T5 OFF.

3.3. Bộ đếm (Counter)

3.3.1. Nguyên tắc làm việc

Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sƣờn xung các tín hiệu đầu vào. S7 – 300 có tối đa 256 Counter ( phụ thuộc CPU), ký hiệu bởi Cx, trong đó x là số nguyên trong khoảng 0 – 255. Những độ đếm của S7 – 300 đều có thể đồng thời đếm tiến theo sƣờn lên của một tín hiệu vào thứ nhất, đƣợc ký hiệu là CU ( Count Up) và đếm lùi theo sƣờn lên của tín hiệu vào thứ hai, ký hiệu là CD ( Count Down).



TT Cơ Điện Tử

Thông thƣờng bộ đếm chỉ đếm các sƣờn lên của tín hiệu CU và CD, song có thể mở rộng để đếm cả mức tín hiệu của chúng bằng cách sử dụng thêm tín hiệu Enable (Kích đếm). Nếu có tín hiệu enable, bộ đếm sẽ đếm tiến khi xuất hiện sƣờn lên của tín hiệu enable đồng thời tại thời điểm đó CU có mức tín hiệu 1. Tƣơng tự bộ đếm sẽ lùi khi có sƣờn lên của tín hiệu Enable và tại thời đểm đó CD có mức tín hiệu 1. Số sƣờn xung đếm đƣợc, đƣợc ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm goi là thanh ghi C – word. Nội dung của thanh ghi C – word đƣợc gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm và ký hiệu là CV (Current Value). Bộ đếm trạng thái của C – word ra ngoài của chân C – bit. Nếu CV ≠ 0 thì C- bit có giá trị 1. Ngƣợc lại khi CV = 0, C – bit nhận giá trị logic 0. CV luôn không âm. Bộ đếm không đƣợc đếm lùi khi CV = 0. Khác với Timer giá trị đặt trƣớc PV của bộ đếm chỉ đƣợc chuyển vào C – word tại thời điểm xuất hiện sƣờn lên của tín hiệu ( Set – S). Bộ đếm có thể đƣợc xóa chủ động bằng tín hiệu xóa (reset). Khi bộ đếm đƣợc xóa, cả C – word và C – bit đều nhận giá trị 0.

3.3.2. Khai báo sử dụng

Việc khai báo sử dụng một Counter bao gồm các bƣớc: Khai báo tín hiệu Enable nếu sử dụng tính iệu chủ động kích đếm. Khai báo tín hiệu đầu vào CU đƣợc đếm lên. Khai báo tí n hiệu đầu vào CD đƣợc đếm xuống. Khai báo tín hiệu đặt (Set) và giá trị đặt trƣớc (PV). Khai báo tín hiệu Reset. Trong các khai báo trên thì ít nhất phải có một trong hai bƣớc 2 hoặc 3 đƣợc thực hiện.  Khai báo tín hiệu kích đếm ( Enable) : “Địa chỉ Bit” xác định tín hiệu sẽ đƣợc sử dụng làm tín hiệu kích cho bộ đếm. Tên của bộ đếm có dạng “Cx” với 0≤ x ≤ 255.  Khai báo tín hiệu đƣợc đếm lên theo sƣờn lên: “Địa chỉ Bit” xác định tín hiệu mà sƣờn lên của nó đƣợc bộ đém với Counter. Mỗi khi xuất hiện một sƣờn lên của tín hiệu, bộ đém sẽ tăng nội dung thanh ghi C – word (CV) lên 1 đơn vị.  Khai báo tín hiệu đƣợc đếm lùi theo sƣờn lên: “Địa chỉ Bit” xác định tín hiệu mà sƣờn lên của nó đƣợc bộ đém với Counter. Mỗi khi xuất hiện một sƣờn lên của tín 24 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5






  

TT Cơ Điện Tử

hiệu, bộ đém sẽ giảm nội dung thanh ghi C – word (CV) đi 1 đơn vị nếu CV > 0. Trong trƣờng hợp CV = 0 thì nội dung C – word không bị thay đổi. Khai báo tín hiệu đặt “Set” : “Địa chỉ Bit” xác định tín hiệu mà mỗi khi xuất hiện sƣờn lên của nó, hằng số PV dƣới dạng BCD sẽ chuyển vào thanh ghi C- word của bộ đếm. Khai báo PV: Giá trị đặt trƣớc từ (0…999) đƣợc xác định tại ngõ vào “PV” ở dạng BCD: o Là hằng sô đếm (C#...) o Qua giao tiếp dữ liệu dạng BCD. Khai báo Reset : “Địa chỉ Bit” xác định tín hiệu mà mõi khi xuất hiện sƣờn lên của nó, thanh ghi C – word của bộ đếm sẽ xóa về 0. CV/CV_BCD : Giá trị Counter có thể là một số nhị phân hoặc số BCD đƣợc nạp vào bộ tích lũy và từ đó có thể đƣợc chuyển tới các địa chi khác. Tình trạng tín hiệu counter có thể kiểm tra tại ngõ ra “Q”: o Giá trị đếm = 0 → Q = 0. o Giá trị đếm > < 0 → Q = 1.

Các loại bộ đếm : = Bộ đếm lên ( Chỉ đếm lên).  S_CU = Bộ đếm xuống( Chỉ đếm xuống).  S_CD  S_CUD = Bộ đếm lên/xuống.

3.3.3. Bộ đếm câu lệnh Bit

Câu lệnh Bit: Tất cả những chức năng của Counter cũng có thể hoạt động với những câu lệnh bit đơn giản. Sự giống nhau và khác nhau giữa phƣơng pháp này và những chức năng counter đƣợc đƣa ra nhƣ sau: Giống nhau: o Điều kiện Set ở ngõ vào “SC”. o Giá trị đặt trƣớc của bộ đếm. o RLO thay đổi ngõ vào “CU”. o RLO thay đổi ngõ vào “CD”. Khác nhau: o Không có khả năng kiểm tra giá trị đếm hiện hành ( không có ngõ ra BI & BCD). o Ngõ ra nhị phân không thể hiện đƣợc bằng biểu đồ.



TT Cơ Điện Tử

3.4. Phép Toán Chuyển Đổi Một chƣơng trình dùng để thực hiện những chức năng toán học mà các giá trị nhập vào bằng nút nhấn và hiển thị các dạng kết quả số. Vì các chức năng toán học không thể thực hiện đƣợc ở dạng BCD do đó cần phải chuyển đổi. Phép toán chuyển đổi: S7 – 300/ 400 có nhiều lệnh dùng để chuyển đổi. Tất cả những lệnh này có cùng một định dạng. : Khi RLO = 1 tại ngõ vào cho phép EN thì sự chuyển đổi đƣợc thực hiện. EN,ENO Ngõ ra cho phép ENO luôn có tình trạng tín hiệu giống ngõ vào EN. Trƣờng hợp không giống nhau thì nó đƣợc hƣớng dẫn bằng câu lệnh tƣơng ứng. IN : Khi EN = 1 giá trị tại IN đƣợc đọc vào lệnh chuyển đổi. OUT : Kết quả sự truyền đổi đƣợc đƣa vào địa chỉ ở ngõ ra OUT.

3.4.1. Phép toán chuyển đổi BCD và I 

Phép chuyển đổi BCD – I.

Tham số EN

Kiểu dữ liệu BOOL

ENO

BOOL

IN

WORD

OUT

INT

Vùng nhớ I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D

Miêu tả Enable input Enable output Số BCD Giá trị Interger của số BCD

BCD_I (chuyển đổi BCD sang Integer) đọc nội dung của IN mã BCD (+ / - 999) và chuyển đổi nó vào một giá trị số nguyên Integer (16- bit). Kết quả số nguyên là ngõ ra của tham số OUT. Eno luôn luôn có tình trạng giống nhƣ tín hiệu EN.  Phép chuyển đổi I – BCD. 26 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


Tham số EN


ENO

BOOL

IN

IN

OUT

WORD

TT Cơ Điện Tử


Miêu tả Enable input Enable output Giá trị Interger của số BCD Số BCD

I_BCD (chuyển đổi Integer sang BCD) đọc nội dung của các tham số IN là một giá trị số nguyên (16- bit) và chuyển đổi sang BCD ba chữ số mã số (+ / - 999). Kết quả là đầu ra của tham số OUT. Nếu một tràn xảy ra, Eno sẽ là "0".

3.4.2. Phép toán chuyển đổi BCD và DI 

Phép chuyển đổi BCD – DI.

Tham số EN


ENO

BOOL

IN

DWORD

Vùng nhớ I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D I, Q,

Miêu tả Enable input Enable output Số BCD 27



OUT

DINT

TT Cơ Điện Tử M, L, D I, Q, M, L, D

Giá trị DoulbeInterger của số BCD

BCD_DI (chuyển đổi BCD sang Double Integer) đọc nội dung của các IN tham số nhƣ là một bảy chữ số, mã số BCD (+ / - 9.999.999) và chuyển đổi nó thành một giá trị số Double Integer (32- bit). Kết quả Double Integer ngõ ra là tham số OUT. Eno luôn luôn có tình trạng giống nhƣ tín hiệu EN.  Phép chuyển đổi DI – BCD.

Tham số EN


ENO

BOOL

IN

DINT

OUT

DWORD


Miêu tả Enable input Enable output Giá trị DoulbeInterger của số BCD Số BCD

DI_BCD (chuyển đổi Double Integer sang BCD) đọc nội dung của các tham số IN nhƣ là một số nguyên đôi (32- bit) và chuyển đổi nó vào một BCD bảy chữ số mã số (+ / 9.999.999). Kết quả là đầu ra của tham số OUT. Nếu một tràn xảy ra, Eno sẽ là "0".

3.4.3. Phép toán chuyển đổi I – DI – REAL

Muốn chuyển đổi một số Interger sang số thực thì ta phải thực hiện các bƣớc chuyển đổi: I sang DI 28 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


EN


ENO

BOOL

IN

INT

OUT

DINT

Tham số

TT Cơ Điện Tử

Vùng nhớ

Miêu tả

I, M, D I, M, D I, M, D I, M, D

Q, L,

Enable input

Q, L,

Enable output

Q, L,

Giá trị Interger chuyển đổi

Q, L,

Double integer

I_DINT (chuyển đổi Integer sang Double Integer) đọc nội dung của các tham số IN nhƣ là một số nguyên (16-bit) và chuyển đổi nó vào một số nguyên đôi (32- bit). Kết quả là đầu ra của tham số OUT. Eno luôn luôn có tình trạng giống nhƣ tín hiệu EN. DI sang REAL

EN


ENO

BOOL

IN

DINT

Tham số

Vùng nhớ

Miêu tả

I, M, D I, M, D I,

Q, L,

Enable input

Q, L,

Enable output

Q,

Giá trị Double integer 29



OUT

REAL

TT Cơ Điện Tử M, L, D I, Q, M, L, D

chuyển đổi Số thực dấu chấm động

DI_REAL (chuyển đổi Double Integer sang Floating -Point) đọc nội dung của các IN tham số nhƣ là một số nguyên đôi và chuyển đổi nó vào số thực dấu chấm động. Kết quả là đầu ra của tham số OUT. Eno luôn luôn có tình trạng giống nhƣ tín hiệu EN.

3.5. Phép so sánh – CMP Bạn có thể dùng những lênh so sánh để so sánh các cặp giá trị số sau: I : So sánh những số nguyên Interger ( Dựa trên cơ sở số 16 bit) . D : So sánh những số nguyên Doulbe Interger ( Dựa trên cơ sở số 32bit). : So sánh những số thực ( Dựa trên cơ sở số thực 32 bit – số thực dấu chấm động). R Nếu kết quả của phép so sánh là “True”, thì RLO của phép toán là “1”, ngƣợc lại là “0”. Phép so sánh ở ngõ vào IN1 & IN2 tƣơng ứng với các loại sau: = = : IN1 = IN2. < > : IN1 khác IN2. : IN1 lớn hơn IN2. > < : IN1 nhỏ hơn IN2. > = : IN1 lớn hơn hoặc bằngIN2. < = : IN1 nhỏ hơn hoặc bằng IN2.

3.6. Các phép toán Logic Có các phép toán logic về Word & Double Word. Phần này nói về các phép logic Word : WAND_W, WOR_W, WXOR_W. Các phép toán logic Double Word : WAND_DW, WOR_DW, WXOR_DW cũng đƣợc khai báo tƣơng tự nhƣ vậy.

3.6.1. Phép toán Logic AND – WAND_W

Câu lênh AND Word sẽ tổ hợp hai giá trị số tại ngõ vào IN1 và IN2 từng bit theo bảng sự thật AND. Kết quả của phép toán AND đƣợc lƣu trữ tại địa chỉ ngõ ra OUT. Lệnh đƣợc thực hiện khi EN =1 & ENO = 1 nếu lệnh đƣợc thực thi. Tham số EN


Vùng nhớ I, Q,

Miêu tả Enable input 30



TT Cơ Điện Tử

ENO

BOOL

IN1

WORD

IN2

WORD

OUT

WORD

M, D I, M, D I, M, D I, M, D I, M, D

L, Q, L,

Enable output

Q, L,

Toán hạng thứ nhất

Q, L,

Toán hạng thứ hai

Q, L,

Kết quả của phép logic

Ví dụ: MW0

=

01010101 01010101

IN2

=

00000000 00001111

MW0 AND IN2 = MW2

=

00000000 00000101

3.6.2. Phép toán Logic OR – WOR_W

Câu lênh AND Word sẽ tổ hợp hai giá trị số tại ngõ vào IN1 và IN2 từng bit theo bảng sự thật OR. Kết quả của phép toán OR đƣợc lƣu trữ tại địa chỉ ngõ ra OUT. Lệnh đƣợc thực hiện khi EN =1 & ENO = 1 nếu lệnh đƣợc thực thi. Tham Kiểu Vùng Miêu tả số dữ liệu nhớ EN BOOL I, Q, Enable input M, L, D ENO BOOL I, Q, Enable output M, L, D IN1 WORD I, Q, Toán hạng thứ nhất M, L, D 31 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

IN2

WORD

OUT

WORD

I, M, D I, M, D

Q, L,

Toán hạng thứ hai

Q, L,

Kết quả của phép logic

Ví dụ: MW0

=

01010101 01010101

IN2

=

00000000 00001111

MW0 OR IN2=MW2

=

01010101 01011111

3.6.2. Phép toán Logic XOR – WXOR_W

Câu lênh AND Word sẽ tổ hợp hai giá trị số tại ngõ vào IN1 và IN2 từng bit theo bảng sự thật XOR. Kết quả của phép toán XOR đƣợc lƣu trữ tại địa chỉ ngõ ra OUT. Lệnh đƣợc thực hiện khi EN =1 & ENO = 1 nếu lệnh đƣợc thực thi. Tham Kiểu Vùng Miêu tả số dữ liệu nhớ EN BOOL I, Q, Enable input M, L, D ENO BOOL I, Q, Enable output M, L, D Toán hạng thứ nhất IN1 WORD I, Q, M, L, D Toán hạng thứ hai IN2 WORD I, Q, M, L, D OUT WORD I, Q, Kết quả của phép logic M, L, D Ví dụ: 32 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

MW0

=

01010101 01010101

IN2

=

00000000 00001111

MW0 XOR IN2 = MW2

=

01010101 01011010

3.7. Các Phép Toán Học Cơ Bản

S7 300 có nhiều lênh cho các phép toán học. Tất cả những câu lệnh có cùng một định dạng: EN

: Lệnh đƣợc thực hiện nếu RLO = 1 tại ngõ vào EN.

ENO

: Nếu kết quả nằm ngoài phạm vi cho phép của loại dữ liệu tƣơng utnwgs thì

bit tràn OV (tràn) và OS (Tràn có nhớ) đƣợc Set và ENO = 0. Qua đó các phép toán tiếp theo qua ENO không đƣợc thực hiện. IN1, IN2

: Giá trị IN1 đƣợc đọc vào nhƣ là toán tử đầu tiên và giá trị tại IN2 là giá trị

toán tử thứ hai. : Kết quả cảu phép toán đƣơc lƣu trữ tại ngõ ra OUT.

OUT

Các câu lệnh: Cộng

Trừ

Nhân

Chia

ADD_I

: Cộng số nguyên

ADD_DI

: Cộng số nguyên kép

ADD_R

: Cộng số thực

SUB_I

: Trừ số nguyên

SUB_DI

: Trừ số nguyên kép

SUB_R

: Trừ số thực

MUL_I

: Nhân số nguyên

MUL_DI

: Nhân số nguyên kép

MUL_R

: Nhân số thực

DIV_I

: Chia số nguyên

DIV_DI

: Chia số nguyên kép

DIV_R

: Chia số thực 33



TT Cơ Điện Tử

3.8. Lệnh dịch chuyển – Shift

Shift

: Lệnh đƣợc thi hành khi RLO = 1 tại ngõ vào EN.

SHL_W

: Lệnh SHL_W dịch từng bit từ bit 0 – 15 của ACC1 sang bên trái vớ i

số vị trí đƣợc đặt tại ngõ vào “N”. Các Bit phía bên phải đƣợc điền giá trị 0.

SHR_W

: Lệnh SHL_W dịch từng bit từ bit 0 – 15 của ACC1 sang bên phải với

số vị trí đƣợc đặt tại ngõ vào “N”. Các Bit phía bên trái đƣợc điền giá trị 0. ACCU1 – H

: Các bit từ 16 đến 31 không bị ảnh hƣởng.

OUT

: Kết quả của lệnh Shift đƣợc lƣu trữ vào địa chỉ ngõ ra OUT.

N

: Phạm vi cho phép N = 0 – 15 nếu N > 16 thì OUT = 0.

ENO

: Nếu lệnh đƣợc thực hiện (EN =1) thì ENO cho biết trạng thái bit cuối

cùng số bit bị dịch. Điều này có nghĩa rằng các lệnh phụ thuộc ENO ( thứ tự) khác sẽ không đƣợc thực hiện khi trạng thái của bit cuối cùng số bit bị dịch là “0”. Ngoài ra còn có các lênh dịch bit khác nhƣ SHL_DW, SHR_DW, SHL_I, SHR_I, SHL_DI, SHR_DI. 34 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

3.9. Lệnh Xoay Doubleword

ROL_DW

: Lệnh xoay trái Doubleword là xoay toàn bộ nội dung của ACCU1 sang bên

trái những bit bị trống đƣợc làm đầy bằng trạng thái của những bit bị đẩy ra. Bit bi xoay cuối cùng đƣợc nạp vào bit 1 của word trạng thái và cũng đƣợc lƣu trƣ tại ngõ ra ENO. Điều này có nghĩa rằng cá lệnh phụ thuộc ENO ( thứ tự) khác sẽ không đƣợc thực hiện khi trạng thái của bit cuối cùng dịch là “0”.

ROL_DW

: Lệnh xoay phải Doubleword.

Chƣơng 4:

XỬ LÝ TÍN HIỆU ANALOG

4.1. Sử dụng các Module Analog 

Nguyên lý



TT Cơ Điện Tử

Trong quá trình sản xuất có nhiều các đại lƣợng vật lý ( Áp suất, tốc độ, tốc độ quay, nồng độ pH, độ nhớt,.v.v…) Cần đƣợc PLC xử lý cho mục đích điều khiển tự động.  Cảm biến Các cảm biến đo lƣờng cảm nhận những thay đổi vật lý có thể đo nhƣ sự thay đổi tuyến tính, góc quay, độ dẫn điện thay đổi,..v.v…  Bộ chuyển đổi Các bộ chuyển đổi đo lƣờng chuyển đổi các giá trị đề cập ở trên sang những tín hiệu Analog chuẩn, chẳng hạn 500mV, 10V, 20mA, 4…20mA.  ADC Trƣớc khi những giá trị Analog đƣợc CPU xử lý, chúng phải chuyển sang dạng số. Điều này đƣợc thực hiện bằng bộ chuyển đổi ADC ở các module analog ngõ vào. Việc chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu Digital đƣợc thực hiện tuần tự, có nghĩa là tín hiệu đƣợc chuyển đổi lần lƣợt cho từng kênh Analog Input.  Kết quả bộ nhớ Kết quả chuyển đổi đƣợc lƣu trữ trong bộ nhớ, chúng chỉ mất đi khi cso giá trị mới viết đè lên. Tín hiệu Analog qua chuyển đổi có thể đƣợc đƣợc bằng lệnh “L PIW…”  Ngõ vào Analog Lệnh truyền “T PQW…” đƣợc dùng để truyền các giá trị Analog của chƣơng trình tới một module ngõ ra, một bộ DAC chuyển chúng sang các tín hiệu Analog chuẩn.  Cơ cấu chấp hành Analog Các tín hiệu ngõ vào analog chuẩn có thể nối trực tiếp các module ngõ ra Analog.

4.2. Module đo lƣờ ng 

Loại đo lƣờng

Loại đo lƣờng và phạm vi đo lƣờng đƣợc cài đặt theo nguyên tắc trên module đo lƣờng. Những module đặc biệt không modul đo lƣờng thì chúng có các đầu nối khác nhau để đo điên áp và dòng điện. Nhờ đó có thể cài đặt đƣợc kiểu đó bằng cách nối đầu thích hợp.  Module đo lƣờng Module đo lƣờng có các thông số ghi bên hông trái của modul. Phải cài đặt đúng trƣớc khi lắp đặt Module. Khả năng lắp đặt là “A”, “B”, “C”, “D”. Sự lắp đặt cho những loại đo lƣờng và phạm vi đo khác nhau đƣợc in trên Module.  Nhóm kênh 36 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Trong một số Module nhiều kênh đƣợc nhóm lại với nhau để tạo thành một nhóm kênh. Trong trƣờng hợp này nguyên tắc đƣợc áp dụng cho toàn bộ nhóm kênh.

4.3. Định tỉ lệ ngõ vào Analog

Chức năng của hàm FC105 có tác dụng chuyển đổi giá trị số nguyên đƣợc đặt vào ngõ IN và chuyển nó thành giá trị sử dụng trong kỹ thuật nằm trong khoảng LO_LIM và HI_LIM. Và ngõ ra đƣợc xuất ra OUT. Dựa theo công thức sau: OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2 – K1)) * (HI_LIM – LO_LIM)] + LO_LIM Trong đó: hằng số K1 & K2 đƣợc xác định dựa theo giá trị là đơn cực hay lƣỡng cực (BIPOLAR hay UNIPOLAR). BIPOLAR ( Lƣỡng cực): giá trị số nguyên đặt vào phải nằm trong khoảng K1 = – 27648.0 đến K2 = +27648.0 UNIPOLAR(Đơn cực ) : giá trị số nguyên đặt vào phải nằm trong khoảng K1 = 0.0 đến K2 = +27648.0 Nếu giá trị đặt vào ngõ IN không nằm trong khoản K1 đến K2 thì sẽ báo lỗi. Ta có thể đảo ngƣợc scale bằng cách đặt LO_LIM > HI_LIM, khi đó giá trị đầu ra sẽ nhỏ đi nếu giá trị đầu vào tăng. Chương trình: Standard Library / TI – S7 Converting Blocks / FC105 Các tham số của hàm FC105: Tham số Khai báo Kiểu dữ liệu Vùng bộ nhớ Mô tả EN IN BOOL I,Q,M,D,L Cho phép khi giá trị là 1 ENO OUT BOOL I,Q,M,D,L Ngõ ra là 1 khi không có lỗi Giá trị số nguyên đặt vào cần IN IN INT I,Q,M,D,L,P, HẰNG SÓ chuyển HI_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P, Cận trên của đơn vị kỹ thuật HẰNG SÓ LO_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P, Cận dƣới của đơn vị kỹ thuật HẰNG SÓ 1: là số lƣỡng cực BIPOLAR IN BOOL I,Q,M,D,L 0: là số đơn cực OUT OUT REAL I,Q,M,D,L,P Kết qủa sau khi chuyển đổi 37 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng RET_VAL OUT

WORD

TT Cơ Điện Tử I,Q,M,D,L,P

Thực thi đúng thì sẽ báo W#16#0000

Lƣu ý: Khi khai báo số nguyên ta cần phải khai báo thêm dấu chấm động ( ví dụ khai báo là 6 thì ta nhập 6.0) Nếu giá trị ENO =0 thi RET_VAL = W#16#0008

4.4.Định tỉ lệ ngõ ra Analog

Sau khi giá trị qua Scale đƣợc sử lý theo yêu cầu của ngƣời sử dụng, thì ta cần phải chuyển đổi lại giá trị thực tế để điều khiển. Khi đó ta sẽ sử dụng hàm FC106 để chuyển đổi ngƣợc từ giá trị kỹ thuật sang số nguyên. Dựa theo công thức sau: OUT = [ ((IN – LO_LIM)/(HI_LIM – LO_LIM)) * (K2 – K1) ] + K1 Các tham số của FC106: Tham số Khai báo Kiểu dữ liệu Vùng bộ nhớ Mô tả EN IN BOOL I,Q,M,D,L Cho phép khi giá trị là 1 ENO OUT BOOL I,Q,M,D,L Ngõ ra là 1 khi không có lỗi IN IN INT I,Q,M,D,L,P, Giá trị số nguyên đặt vào cần HẰNG SÓ chuyển Cận trên của đơn vị kỹ thuật HI_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P, HẰNG SÓ Cận dƣới của đơn vị kỹ thuật LO_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P, HẰNG SÓ BIPOLAR IN BOOL I,Q,M,D,L 1: là số lƣỡng cực 0: là số đơn cực OUT OUT REAL I,Q,M,D,L,P Kết qủa sau khi chuyển đổi RET_VAL OUT WORD I,Q,M,D,L,P Thực thi đúng thì sẽ báo W#16#0000 Chương trình: Standard Library / TI – S7 Converting Blocks / FC106. 38 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


Chƣơng 5:

TT Cơ Điện Tử

MỘT SỐ KHỐI HÀM CƠ BẢN

5.1. Khối hàm Byte & Bit

5.1.1. Đặt một loạt Byte ngõ ra lập tức FC101

Khối hàm FC101 : Hàm SETI set trạng thái tín hiệu của một loạt các byte lên 1 nếu bit MCR là 1. Nếu các bit MCR là 0, trạng thái tín hiệu của từng byte trong dãy không thay đổi. S_BYTE là byte đầu tiên trong phạm vi, và N xác định kích thƣớc tầm hoạt động. Chú ý : Giá trị của N phải là các số nguyên và là bội số của 8 (8, 16, 24, …).

S_BYTE phải tham khảo các đầu vào và đầu ra của bộ nhớ ngoài (bộ nhớ P). Kể từ khi bộ nhớ P đƣợc truy cập nhƣ là byte, word, double word, các S_BYTE phải tham khảo một địa chỉ đó là byte liên kết, có nghĩa là số bit của con trỏ phải là 0. Chú ý : Hàm FC101 dùng cho giá trị của ngõ out – put (Q memory). Thông số của FC 101: Tham số Kiểu Kiểu dữ Vùng Miêu tả liệu nhớ tham số EN IN BOOL I, Q, M, Enable input L, D ENO OUT BOOL I, Q, M, Enable L, D output S_BYTE IN *Pointer P Điểm để Byte bắt đầu tầm hoạt động Số bit trong N IN INT I, Q, M, 39 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử L, D, const

tầm hoạt động

Ví dụ: Nếu bit trạng thái của ngõ Enable I0.0 = 1 và MCR = 1 thì hàm SETI đƣợc thực thi. S_BYTE có địa chỉ bắt đầu là P2.0. Tham số N = 8 ( 1 byte). Sau khi thực thi lệnh thì trạng thái tín hiệu của mỗi bit từ P2.0 – P2.7 đƣợc set lên 1. Nếu trạng thái không có lỗi xảy ra thì ENO & Q4.0 = 1.

5.1.2. Đặt một loạt Bit ngõ ra FC83

Hàm SET đặt trạng thái tín hiệu của mỗi Bit trong vùng tín hiệu lên mức 1 khi MCR = 1. Nếu MCR = 0 thì trạng thái tín hiệu của mỗi bit đƣợc giữ lại không thay đổi. Số Bit trong tầm hoạt động đƣợc đƣa vào N. Và giá trị bắt đầu tại con trỏ S_BIT.

Thông số của FC83: Tham số

Kiểu dữ liệu

Vùng nhớ

EN

Kiểu tham số IN

BOOL

ENO

OUT

BOOL

S_BIT

IN

*Pointer

I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D I,Q,M,D

Miêu tả Enable input Enable output Điểm để Bit 40



N

IN

TT Cơ Điện Tử

INT

I, Q, M, L, D, const

bắt đầu tầm hoạt động Số bit trong tầm hoạt động

Lỗi xảy ra: Nếu các khai báo tham số S_BIT mà nằm trong vùng nhớ P ( P memory) thì lỗi xảy ra. Ví dụ: Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào I0.1 = 1 và MCR = 1 thì lệnh SET đƣợc thực thi. Giá trị bắt đầu S_BIT là M0.0. Thông số N = 10 là số lƣợng Bit cần Set lên 1.

5.1.3. Xóa một loạt Byte lập tức FC100

Khối hàm FC100 : Hàm RESETI xóa trạng thái tín hiệu của một loạt các byte về 0 nếu bit MCR là 1. Nếu các bit MCR là 0, trạng thái tín hiệu của từng byte trong dãy không thay đổi. S_BYTE là byte đầu tiên trong phạm vi, và N xác định kích thƣớc tầm hoạt động. Chú ý : Giá trị của N phải là các số nguyên và là bội số của 8 (8, 16, 24, …).



TT Cơ Điện Tử

S_BYTE phải tham khảo các đầu vào và đầu ra của bộ nhớ ngoài (bộ nhớ P). Kể từ khi bộ nhớ P đƣợc truy cập nhƣ là byte, word, double word, các S_BYTE phải tham khảo một địa chỉ đó là byte liên kết, có nghĩa là số bit của con trỏ phải là 0. Chú ý : Hàm FC100 dùng cho giá trị của ngõ out – put (Q memory). Thông số của FC 101: Tham số Kiểu Kiểu dữ Vùng Miêu tả tham liệu nhớ số EN IN BOOL I, Q, M, Enable input L, D ENO OUT BOOL I, Q, M, Enable L, D output Điểm để S_BYTE IN *Pointer P Byte bắt đầu tầm hoạt động N IN INT I, Q, M, Số bit trong tầm hoạt L, D, const động Ví dụ: Nếu bit trạng thái của ngõ Enable I0.2 = 1 và MCR = 1 thì hàm RESETI đƣợc thực thi. S_BYTE có địa chỉ bắt đầu là P2.0. Tham số N = 16 ( 2 byte). Sau khi thực thi lệnh thì trạng thái tín hiệu của mỗi bit từ P2.0 – P3.7 đƣợc xóa về 0.

5.1.4. Xóa một loạt bit FC82

Hàm RESET xóa trạng thái tín hiệu của mỗi Bit trong vùng tín hiệu về mức 0 khi MCR = 1. Nếu MCR = 0 thì trạng thái tín hiệu của mỗi bit đƣợc giữ lại không thay đổi. Số Bit trong tầm hoạt động đƣợc đƣa vào N. Và giá trị bắt đầu tại con trỏ S_BIT. Thông số của FC83: Tham Kiểu Kiểu dữ Vùng nhớ Miêu tả 42 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng số

TT Cơ Điện Tử liệu

EN

tham số IN

BOOL

ENO

OUT

BOOL

S_BIT

IN

*Pointer

N

IN

INT

I, Q, M, L, D I, Q, M, L, D I,Q,M,D I, Q, M, L, D, const

Enable input Enable output Điểm để Bit bắt đầu tầm hoạt động Số bit trong tầm hoạt động

Lỗi xảy ra: Nếu các khai báo tham số S_BIT mà nằm trong vùng nhớ P ( P memory) thì lỗi xảy ra.

Ví dụ: Nếu trạng thái tín hiệu ngõ vào I0.3 = 1 và MCR = 1 thì lệnh RESET đƣợc thực thi. Giá trị bắt đầu S_BIT là M0.0. Thông số N = 10 là số lƣợng Bit xóa về 0.



TT Cơ Điện Tử

5.2. Hàm chuyển đổi

5.2.1. Giải mã 7 đoạn FC93

Đổi một word hexa 4 digit ở IN (I,M,D,P, const) ra 4 byte mã 7 đoạn của từng digit, xuất ra địa chỉ OUT là double word (Q,M,D,L,P)



TT Cơ Điện Tử

Bảng mã LED 7 đoạn:

Thông số FC93 : Tham số

Kiểu dữ liệu

Vùng nhớ

EN

Kiểu tham số IN

Miêu tả

BOOL

I,Q,M,D,L

Enable input

ENO

OUT

BOOL

I,Q,M,D,L

Enable output

IN

IN

WORD

I ,M,D, Const

OUT

OUT

DWORD

Q,M, L,D,P

Nguồn dữ liệu word 4 số digit Kết quả giải mã của 4 số

Lối xảy ra : Nếu khai báo không đúng tham số / các kiểu tham số sẽ bị lỗi không chạy. Ví dụ: Nếu bit trạng thái I0.0 = 1 thì hàm FC93 sẽ thực hiện giải mã giá trị LED 7 đoạn. Nếu thực thi không lỗi thì ngõ ENO = 1. IN → W#16#1234 OUT → MD0 = 065B4F66

5.2.2. Hàm đổi tầm Scale FC105

Chức năng của hàm FC105 có tác dụng chuyển đổi giá trị số nguyên đƣợc đặt vào ngõ IN và chuyển nó thành giá trị sử dụng trong kỹ thuật nằm trong khoảng LO_LIM và HI_LIM. Và ngõ ra đƣợc xuất ra OUT. Dựa theo công thức sau: OUT = [ ((FLOAT (IN) – K1)/(K2 – K1)) * (HI_LIM – LO_LIM)] + LO_LIM 45 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Trong đó: hằng số K1 & K2 đƣợc xác định dựa theo giá trị là đơn cực hay lƣỡng cực (BIPOLAR hay UNIPOLAR). BIPOLAR ( Lƣỡng cực): giá trị số nguyên đặt vào phải nằm trong khoảng K1 = – 27648.0 đến K2 = +27648.0 UNIPOLAR(Đơn cực ) : giá trị số nguyên đặt vào phải nằm trong khoảng K1 = 0.0 đến K2 = +27648.0

5.2.3. Hàm đổi tầm ngƣợc UnScale FC106

Sau khi giá trị qua Scale đƣợc sử lý theo yêu cầu của ngƣời sử dụng, thì ta cần phải chuyển đổi lại giá trị thực tế để điều khiển. Khi đó ta sẽ sử dụng hàm FC106 để chuyển đổi ngƣợc từ giá trị kỹ thuật sang số nguyên. Dựa theo công thức sau: OUT = [ ((IN – LO_LIM)/(HI_LIM – LO_LIM)) * (K2 – K1) ] + K1



Chƣơng 6: 6.1.

TT Cơ Điện Tử

GIỚ I THIỆU PHẦN MỀM STEP7

Giớ i thiệu chung về STEP7

Step7 là một phần mềm hỗ trợ: Khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7 -300/400. Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-300/400 cũng nhƣ thủ tục truyền thông giữa chúng. Soạn thảo và cài đặt chƣơng trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm. Quan sát việc thực hiện chƣơng trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối chƣơng trình. Ngoài ra Step7 còn có cả một thƣ viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích, phần trợ giúp online rất mạnh có khả năng trả lời mọi câu hỏi của ngƣời sử dụng về cách sử dụng Step7, về cú pháp lệnh trong lập trình, về xây dựng cấu hình cứng của một trạm cũng nhƣ của mộ t mạng gồm nhiều trạm PLC.. Những chú ý cài đặt chứa thông tin quan trọng mà bạn cần trong quá trình cài đặt STEP 7 V5.4. Cần đọc những chú ý này trƣớc khi cài đặt phần mềm. Yêu cầu. Trong quá trình làm việc với phần mềm STEP7 bạn cần: Hệ điều hành Processor MS Windows 2000 Professional MS Windows XP Professional MS Windows Server 2003

Yếu cầu tối thiểu RAM Graphics

600MHz

512 MB *)

600MHz

512 MB *)

2.4 GHz

1 GB

MS Windows 1 GHz Vista Business

1GB **)

MS Windows 1 GHz Vista Ultimate

1GB **)

XGA 1024x768 16 Bit color depth XGA 1024x768 16 Bit color depth XGA 1024x768 16 Bit color depth XGA 1024x768 16 Bit color depth XGA 1024x768 16 Bit color depth



TT Cơ Điện Tử

Một bộ lập trình bên ngoài cho SIMATIC memory card nếu bạn đang sử dụng một PC và muốn ghi chƣơ ng trình ứng dụng của bạn vào EPROM. Bạn cần một giao diện SIMATIC NET nếu bạn muốn sử dụng khả năng trực tuyến giữa hệ thống tự động và máy tính cá nhân của bạn. Một thiết bị lập trình hoặc PC vớ i khả năng hoạt động mạnh hơ n nếu bạn muốn soạn cấu hình phần cứng chứa vài trăm module,( ví dụ nhƣ trong project của bạn sử dụng nhiều CPU, slave, I/O..).

Cài đặt Đƣa đĩa CD STEP 7 vào ổ đĩa. Trình tự để bắt đầu cài đặt STEP 7, nhấn đúp chuột vào tệp SETUP.EXE trên đĩa CD STEP 7 từ Windows Explorer. Chƣơng trình Setup (cài đặt) sẽ hƣớng dẫn bạn các bƣớc cài đặt tiếp theo. Trong hộp lựa chọn các thành phần, chọn STEP 7, AuthorW, và bất cứ thành phần nào khác mà bạn muốn cài cặt. Những thành phần này sau đó sẽ đƣợc cài đặt và các ghi nhận sẽ đƣợc làm trong các file của Microsoft Windows. Những chú ý sau sẽ giúp bạn thực hiện các yêu cầu xác nhận ngƣời sử dụng một cách đúng đắn khi cài đặt chƣơng trình: Ổ đĩa mà trên đó bạn định cài đặt hệ thống STEP 7 V5.4 có thể đƣợc chọn tự do. Trên một vài PC/ thiết bị lập trình, bạn sẽ không có thể chọn ổ đĩa thông qua danh sách lựa chọn. Trong trƣờng hợp này, đơn giản bạn hãy nhập vào ổ đĩa với đƣờng dẫn của nó trong hộp nhập thông số tƣơng ứng ( ví dụ, “e: \ Step7”). Chú ý rằng tất các ứng dụng tùy chọn của STEP 7 cũng phải đƣợc cài đặt trên ổ đĩa này, bởi vậy không gian trống trên đĩa phải đủ rộng. Trƣớc khi bạn sử dụng STEP 7 V5.4, Windows phải đƣợc khởi động lại. Chỉ sau khi khởi động lại Microsoft Windows các ghi nhận về phần mềm mới đƣợc kích hoạt. Nếu bạn không khởi động lại Windows, STEP 7 V5.4 không thể chạy chính xác và dữ liệu có thể bị mất. Nếu qúa trình cài đặt bị bỏ dở ( abort), bạn cũng cần phải khởi động lại Windows. Chú ý: STEP 7 tự đăng ký (ghi) bản thân nó vào trong các file hệ thống của Windows. Bạn không thể chuyển hoặc thay đổi tên các file và thƣ mục của STEP 7 bằng cách sử dụng các tiện ích của Microsoft Windows nhƣ Explorer hoặc sửa đổi dữ liệu của STEP 7 đã đăng ký trong Windows. Chƣơng trình có thể sẽ chạy không chính xác nữa sau khi bị sửa đổi.



6.2.

TT Cơ Điện Tử

Cài đặt phần mềm STEP 7 V5.4

Đóng tất cả các ứng dụng đang chạy trên Windows lại, sau đó khởi động lại Windows (vào “Start > Shut Down.. > Restart ”). Cho đĩa CD STEP7 vào ổ đĩa CD. Mở thƣ mục “STEP7_5.4”, nhấp đúp phím trái chuột vào tệp Setup.exe. Quá trình cài đặt bắt đầu đƣợc thực hiện. Công việc cài đặt Step7, về cơ bản, không khác nhiều so với việc cài đặt các phần mềm ứng dụng khác ( nhƣ Windows, Office...), tức là cũng bắt đầu bằng việc chọn ngôn ngữ trong cài đặt ( mặc định là tiếng Anh), chọn thƣ mục đích trên ổ cứng ( mặc định là c:\siemens), kiểm tra dung tích còn lại trên ổ đích, chọn ngôn ngữ sẽ đƣợc sử dụng trong quá trình làm việc với Step7 sau này...

Tuy nhiên, so với các phần mềm khác thì việc cài đặt STEP7 sẽ có vài điểm khác biệt sẽ đƣợc giải thích rõ ở dƣới đây:

1) Khai báo mã hiệu sản phẩm : Mã hiệu sản phẩm luôn đi kèm theo phần mềm STEP7 và đƣợc in ngay trên đĩa chứa bộ cài STEP7. Khi trên màn hình hiện ra cửa sổ (hình trên) yêu cầu cho biết mã hiệu sản phẩm, ta phải điền đầy đủ vào tất cả các mục của cửa sổ đó, kể cả tên và địa chỉ ngƣời sử dụng. Sau đó ấn phím Next để tiếp tục. 49 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

2) Chuyển bản quyền: Bản quyền của Step7 nằm trên một đĩa mềm riêng. Trong quá trình cài đặt, trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ yêu cầu chuyển bản quyền sang ổ đích ( mặc định là c:\ ) có dạng sau:

Khi gặp cửa sổ này, bạn ấn nút Skip để bỏ qua. Ta sẽ chuyển bản quyền sau khi cài đặt, việc chuyển bản quyền sẽ nói kỹ ở bƣớc 5.

3) Khai báo thiết bị đốt (ghi) EPROM: Chƣơng trình STEP7 có khả năng đốt (ghi) chƣơng trình ứng dụng lên thẻ EPROM cho PLC. Nếu máy tính PC của bạn có thiết bị đốt EPROM thì cần phải thông báo cho STEP7 khi trên màn hình xuất hiện cửa sổ (hình dƣới):  Nếu không có thiết bị đốt EPROM ta chọn “None” (mặc định) rồi ấn “OK” để tiếp tục.  Nếu có thiết bị đốt EPROM ta chọn “ External Prommer ”, sau đó chọn cổng kết nối giữa máy tính và thiết bị đốt EPROM ( cổng LPT1, LPT2..). Sau đó ấn “ OK” để xác nhận và tiếp tục.



TT Cơ Điện Tử

4) Chọn giao diện PC/PLC Chƣơng trình STEP7 đƣợc cài đặt trên PC hoặc PG ( thiết bị lập trình) để hỗ trợ việc soạn thảo cấu hình cứng cũng nhƣ chƣơng trình cho PLC, tức là sau đó toàn bộ những gì đã soạn thảo sẽ đƣợc dịch và chuyển sang PLC. Không những thế, STEP7 còn tạo khả năng quan sát việc thực hiện chƣơng trình của PLC. Muốn nhƣ vậy ta cần phải có bộ giao diện ghép nối giữa PC với PLC để truyền thông tin, dữ liệu. STEP7 có thể đƣợc ghép nối với PLC qua nhiều bộ giao diện khác nhau nhƣ qua thẻ MPI, qua bộ chuyển đổi PC/PPI, qua thẻ PROFIBUS (CP)... nhƣng chúng phải đƣợc khai báo sử dụng. Ngay sau khi STEP7 vừa đƣợc cài đặt xong, trên màn hình xuất hiện cửa sổ thông báo cho ta chọn các bộ giao diện sẽ đƣợc sử dụng.



TT Cơ Điện Tử

Muốn chọn bộ giao diện nào, ta đánh dấu bộ giao diện đó ở ô phía bên trái rồi ấn nút Install. Những bộ giao diện đã đƣợc chọn sẽ đƣợc ghi lại vào ô bên phải. Sau khi chọn xong các bộ giao diện sử dụng, ta còn phải đặt tham số làm việc cho những bộ giao diện đó bao gồm tốc độ truyền, cổng ghép nối với máy tính...Chẳng hạn trong ứng dụng của ta sử dụng bộ giao diện PC Adapter, thì sau khi khai báo nhƣ ở hình trên ta phải đặt thông số làm việc cho nó thông qua cửa sổ màn hình:

5) Chuyển bản quyền 52 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Sau khi cài đặt STEP7 xong. Ta đƣa đĩa mềm bản quyền vào ổ đĩa, copy hai tệp Scpw32.dll và Scpw32a.dll từ đĩa mềm vào thƣ mục SYSTEM của Windows (chẳng hạn C:\Windows\ System). Nếu khi copy cửa sổ sau xuất hiện thì ấn nut “Yes to All” để quá trình copy đƣợc hoàn thành.

Bây giờ thì ta có thể chạy phần mềm. 6) Đặt tham số làm việc Sau khi cài đặt xong STEP7, trên màn hình (desktop) sẽ xuất hiện biểu tƣợng (icon) của nó nhƣ hình bên. Đồng thời trong Menu Start của Windows cũng có thƣ mục Simatic với tất cả các tên của các thành phần liên quan, từ các phần mềm trợ giúp đến các phần mềm đặt cấu hình, chế độ làm việc của Step7... Khi vừa đƣợc cài đặt, Step7 có cấu hình mặc định về chế độ làm việc của Simatic, chẳng hạn nhƣ cú pháp các lệnh lại đƣợc viết theo tiếng đức nhƣ JU đƣợc viết thành SPA, JC thành SPB, CAD thành TAD...Muốn chuyển về dạng thông dụng quốc tế ta phải dặt lại cấu hình cho Step7. Để làm việc này, trƣớc hết ta phải vào Step7 bằng cách nháy kép phím chuột trái tại biểu tƣợng của nó. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ chính của Step7. Chọn tiếp Option > Customize > Language > English rồi ấn phím OK.



TT Cơ Điện Tử

Tất nhiên, bên cạnh việc chọn ngôn ngữ cho cú pháp lệnh ta còn có thể sửa đổi nhiều chức năng khác của Step7 nhƣ nơi chứa chƣơng trình trên đĩa cứng, những thanh ghi sẽ đƣợc hiển thị nội dung khi gỡ rối chƣơng trình... song các việc đó không ảnh hƣởng quyết định tới việc sử dụng Step7 theo thói quen của ta nhƣ ngôn ngữ cú pháp lệnh.

6.3.

Soạn thảo một Project

Project trong Simatic không đơn thuần chỉ là chƣơng trình ứng dụng mà rộng hơn bao gồm tất cả những gì liên quan đến việc thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển, giá m sát một hay nhiều trạm PLC. Theo đó, trong một Project sẽ có:  Bảng cấu hình cứng về tất cả các module của từng trạm PLC.  Bảng tham số xác định chế độ làm việc cho từng module của mỗi trạm PLC.  Các khối logic chứa chƣơng trình ứng dụng của từng trạm PLC.  Cấu hình ghép nối và truyền thông giữa các trạm PLC. 54 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng 

TT Cơ Điện Tử

Các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ mạng hoặc giám sát từng trạm PLC của mạng.

6.3.1. Khai báo và mở một Project Để khai báo một Project, từ màn hình chính của Step7 ta chọn File New hoặc kích

chuột vào biểu tựơng “ New Project/Library”. Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại nhƣ hình dƣới, bên trái. Gõ tên Project rồi ấn OK và nhƣ vậy ta đã khai báo xong một Project mới.Ngoài ra ta còn có thể chọn nơi Project sẽ đƣợc cất lên đĩa. Mặc định, nơi cất sẽ là thƣ mục đã đƣợc qui định khi cài đặt Step7, ở đây là thƣ mục C:\siemens\Step7\s7proj . Trong trƣờng hợp muốn mở một Project đã có, ta chọn File Open hoặc kích chuột vào biểu tƣợng “ Open Project/Library ” từ cửa sổ chính của Step7 rồi chọn tên Project muốn mở từ hộp hội thoại có dạng nhƣ hình dƣới, bên phải. Cuối cùng ấn phím OK để kết thúc.



TT Cơ Điện Tử

6.3.2. Xây dự dự ng ng cấ cấu hình cứ cứ ng ng cho trạ trạm PLC Sau khi báo song một Project mới, trên màn hình sẽ xuất hiện Project đó nhƣng ở dạng rỗng ( chƣa có gì trong Project ), điều này ta nhận biết đƣợc qua biểu tƣợng thƣ mục bên cạnh tên Project giống nhƣ một thƣ mục rỗng của Window.

Công việc tiếp theo ta có thể làm là xây dựng cấu hình cứng cho một trạm PLC. Điều này là không bắt buộc, ta có thể không cần khai báo cấu hình cứng cho trạm mà đi ngay vào phần chƣơng trình ứng dụng. Song công việc này nên làm vì khi có cấu hình trong Project, 56 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

lúc bật nguồn PLC, hệ điều hành của S7S7 -300 bao giờ cũng đi kiểm tra các module hiện có trong trạm, so sánh với cấu hình mà ta xây dựng và nếu phát hiện thấy sự không đồng nhất sẽ phát ngay tín hiệu báo ngắt ngắt lỗi chứ không cần phải đợi tới tới khi thực hiện chƣơng trình ứng dụng. Trƣớc hết, để khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC với Simatic S7 -300 ta vào Insert Stat Statio ionn SIMA SIMATI TIC C 300 300 Stat Statio ion. n.

Trƣờng hợp không muốn khai báo cấu hình cứng mà đi ngay vào chƣơng trình ứng dụng ta có thể chọn thẳng Insert Program S7 Program. Động tác này sẽ hữu ích cho những trƣờng hợp một trạm PLC có nhiều phiên bản chƣơng trình ứng dụng khác nhau. Sau khi đã khai báo một trạm ( chèn một station), thƣ mục Project chuyển sang dạng không rỗng với thƣ mục con trong nó có tên mặc định là Simatic 300(1) . Tất nhiên ta có thể đổi lại tên mặc định này. Thƣ mục Simatic 300(1) chứa tệp thông tin về cấu hình của trạm.



TT Cơ Điện Tử

Để vào màn hình khai báo cấu hình cứng, ta nháy chuột tại biểu tƣợng Hardware. Trong hộp hội thoại hiện ra ta khai báo thanh ray và các module có trên thanh ray đó. Hình dƣới là bảng khai báo cấu hình cứng cho trạm PLC theo mô hình bộ thí nghiệm.

Step7 giúp việc khai báo cấu hình cứng đƣợc đơn giản nhờ bảng danh mục các module của nó. Muốn đƣa module vào bảng cấu hình ta chỉ cần đánh dấu slot nơi module sẽ đƣợc đƣa vào rồi nháy kép chuột c huột tại tên cuả module đó trong bảng b ảng danh mục các module kèm theo.

Đặt tham số quy định chế độ làm việc cho module 6.3.3. Đặt Với bảng cấu hình cứng phần mềm Step7 cũng xác định luôn cho ta địa chỉ từng module theo qui tắc nhƣ đã trình bày ở Chƣơng I. Chẳng hạn Step7 có thể hỗ trợ việc tích cực ngắt theo thời điểm cho module CPU để module này phát một tín hiệu ngắt gọi khối OB10 một lần vào đúng ngày 10/10/2002 lúc 4 giờ 30. Để làm đƣợc điều này ta nháy kép chuột tại tên của module CPU ở slot2 rồi chọn ô Time-of-Day Time-of-Day Interrupt, trên màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại nhƣ ở hình dƣới. Điền thời điểm, tần suất phát tín hiệu ngắt rồi đáng dấu tích cực chế độ ngắt vào các ô tƣơng ứng trong hộp hội thoại. Cuối cùng ấn phím OK.



TT Cơ Điện Tử

Cũng trong hộp hội thoại ta thấy module CPU314 chỉ cho phép sử dụng OB10 trong số các module OB10 OB17 với mức ƣu tiên là 2 để chứa chƣơng trình xử lí tín hiệu ngắt theo thời điểm. Các chế độ làm việc khác của module CPU cũng đƣợc quy định nhờ Step7. Ví dụ để sửa đổi thời gian vòng quét cực đại cho phép từ giá trị mặc định 150ms thành 100ms, ta chọn Cycle/Clock memory trong hộp hội thoại rồi sửa nội dung Scan time thành 100. Hoàn toàn tƣơng tự ta cũng có thể sử dụng Step7 để quy định chế độ làm việc cho các module mở rộng khác, nhƣ xác định chế độ làm việc với dạng tín hiệu điện áp, phạm vi đo 10Vcho module AI, tích cực tín hiệu ngắt tự chuẩn đoán cho module DI, DO, tích cực ngắt cứng theo sƣờn lên tại cổng vào I0.0 cho module DI...

6.3.4. Soạn thảo chƣơ ng trình cho các khối logic Sau khi khai báo xong cấu hình cứng cho một trạm PLC và quay trở về cửa sổ chính của Step7 ta sẽ thấy trong thƣ mục Simatic 300(1) bây giờ có thêm thƣ mục con CPU314, S7 Program(1), Source file, Blocks và tất nhiên ta có thể đổi tên các thƣ mục đó. 59 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Tất cả các khối logic (OB, FC, FB, DB) chứa chƣơng trình ứng dụng sẽ nằm trong thƣ mục Block. Mặc định trong thƣ mục này đã có sẵn khối OB1. Muốn soạn thảo chƣơng trình cho khối OB1 ta nháy chuột tại biểu tƣợng OB1 bên nửa cửa sổ bên phaỉ. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ của chế độ soạn thảo chƣơng trình nhƣ sau:



TT Cơ Điện Tử

Chức năng chƣơng trình soạn thảo của Step7 về cơ bản cũng giống nhƣ các chƣơng trình soạn thảo khác, tức là cũng có các phím nóng để gõ nhanh, có chế độ cắt và dán, chế độ kiểm tra lỗi cú pháp lệnh...Để khai báo soạn thảo chƣơng trình cho các khối OB khác hoặc cho các khối FC, FB, hay DB, ta có thể tạo khối mới ngay trực tiếp từ chƣơng trình soạn thảo bằng cách kích chuột tại biểu tƣợng New rồi ghi tên khối vào ô tƣơng ứng của cƣả sổ hiện ra:

hoặc cũng có thể chèn thêm khối mới đó trƣớc từ cửa sổ chính của Step7 bằng phím Insert S7 Block rồi sau đó mới vào soạn thảo chƣơng trình cho khối vừa đƣợc chèn thêm nhƣ đã làm với OB1. Trong màn hình soạn thảo chƣơng trình cho các khối logic, ta có thể thay đổi không riêng phần chƣơng trình mà cả phần local block của khối đó bao gồm tên hình thức, kiểu dữ liệu, giá trị ban đầu. Chú ý rằng không đƣợc thay đổi 20byte đầu trong local block của các chƣơng trình khối OB. Các bƣớc soạn thảo một khối logic cho chƣơng trình ứng dụng đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Tạo khối logic hoặc từ cửa sổ màn hình chính của Step7 bằng cách chọn Insert trên thanh công cụ rồi vào S7 Block để chọn loại khối mong muốn ( OB, FB, FC) hoặc vào chƣơng trình soạn thảo rồi từ đó kích biểu tƣợng New, Thiết kế local block cho khối logic vừa tạo, Viết chƣơng tr ình.



6.4.

TT Cơ Điện Tử

Làm việc vớ i PLC

6.4.1. Quy định địa chỉ MPI cho module CPU Máy tính/máy lập trình đƣợc ghép nối với module CPU qua cổng truyền thông nối tiếp RS232(COM) của máy tính hay qua cổng MPI (MPI Card) hay cổng PC ( CP Card) là còn tuỳ thuộc vào bộ giao diện đƣợc sử dụng.Tƣơng tự cũng có nhiều khả năng nối PLC với máy tính, song để truyền thông nhờ Step7 thì PLC luôn phải đƣợc nối với máy tính qua cổng lập trình (RS485). Sau khi ghép nối module CPU với máy tính về phần cứng ta còn phải định nghĩa thêm địa chỉ truyền thông cho trạm PLC. Điều này là cần thiết vì một máy tính/máy lập trình có thể cùng một lúc làm việc đƣợc với nhiều trạm PLC. Mặc định, các module CPU đều có địa chỉ là 2 ( địa chỉ MPI). Muốn thay đổi địa chỉ module CPU ta nháy kép phím chuột trái tại tên của module trong bảng khai báo cấu hình cứng để vào chế độ đặt lại tham số làm việc, trong đó ta lại chọn tiếp General Properties và sửa lại địa chỉ MPI nhƣ hình dƣới:

Sau khi đã định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, ta phải ghi lại địa chỉ đó lên module CPU và chỉ khi đó module CPU mới thực sự làm việc theo địa chỉ mới này. Công 62 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

việc ghi địa chỉ MPI mới này lên module CPU đƣợc thực hiện cùng với việc ghi tất cả tham số quy định chế độ làm việc của module bằng cách kích vào biểu tƣợng Down load trên thanh công cụ hoặc chọn PLC Down load.

Bên cạnh việc ghi cấu hình cứng vừa soạn thảo vào module CPU ta cũng có thể đọc bảng cấu hình cứng hiện có từ module CPU vào Project bằng cách kích chuột vào biểu tƣợng Up load trên thanh công cụ của màn hình ( hoặc chọn PLC Up load). Với việc đọc ngƣợc cấu hình cứng này ta cũng đọc đƣợc luôn cả toàn bộ chƣơng trình hiện có trong Load memory của module CPU vào Project. 6.4.2. Ghi chƣơ ng trình lên module CPU Có hai cách đổ chƣơng trình ứng dụng, sau khi đã soạn thảo xong, vào module CPU ( cụ thể là vào vùng Load memory ) nhƣ sau:  Đổ từ màn hình soạn thảo chƣơng trình bằng cách kích vào biểu tƣợng Down load trên thanh công cụ của màn hình. Với cách đổ này, chỉ riêng khối chƣơng trình đang ở màn hình soạn thảo sẽ đƣợc đổ vào module CPU.  Đổ từ màn hình chính của Step7 cũng bằng cách kích vào biểu tƣợng Down load. Với cách đổ này ta có thể đổ toàn bộ chƣơng trình ứng dụng có trong thƣ mục Block hoặc đổ những khối mà ta đánh dấu. Muốn đổ toàn bộ thƣ mục Block ta phải kích chuột vào tên thƣ mục trƣớc sau đó mới đƣợc kích vào Down load. Trong trƣờng hợp chỉ đổ một số khối, ta 63 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

đánh dấu những khối sẽ đƣợc đổ trƣớc bằng cách giữ phím CTRL đồng thời kích chuột tại tên của từng khối. Cuối cùng, sau khi đã chọn xong các khối thì kích chuột vào biểu tƣợng Down load.

6.4.3. Giám sát việc thự c hiện chƣơ ng trình Sau khi ghi chƣơng trình lên CPU thì nội dung Load memory của module CPU và thƣ mục Block của Project trong máy tính sẽ đồng nhất. Nếu bật công tắc module CPU từ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện chƣơng trình trong Load memory của nó theo vòng quét và quá trình thực hiện lệnh này đƣợc Step7 giám sát thông qua chƣơng trình tƣơng ứng trong Project. Việc giám sát chƣơng trình Step7 đƣợc tiến hành bằng cách cho hiển thị nội dung các thanh ghi của CPU trƣớc và sau khi thực hiện từng lệnh một của chƣơng trình. Để vào màn hình giám sát, ta chỉ cần kích chuột tại phím Monitor trên thanh công cụ của màn hình soạn thảo. Phím Monitor có biểu tƣợng nhƣ ở hình bên. Sau khi kích phím Monitor, trên màn hình xuất hiện cửa sổ giám sát nhƣ sau:



TT Cơ Điện Tử

Mặc định , step7 chỉ cho hiển thị nội dung các bit RLO, STA ( trong thanh ghi trạng thái) và của ACCU1. Tuy nhiên ta có thể cho hiển thị thêm nội dung toàn bộ thanh ghi trạng khác bằng cách ấn phím chuột bên phải rồi chọn Show Tên thanh ghi từ hộp thoại hiện ra (xem hình bên). Chẳng hạn để quan sát thêm nội dung thanh ghi ACCU2 ta kích phím chuột phải, sau đó chọn Show và tiếp theo là Accumulator 2 . Trên cửa sổ giám sát sẽ hiện ra thêm cột hiển thị nội dung của thanh ghi ACCU2 nhƣ sau:

Ngoài ra ta cũng có thể thay đổi kiểu dữ liệu đƣợc hiển thị. Mặc định Step7 sẽ cho hiển thị nội dung các thanh ghi dƣới dạng mã hexadecimal, song ta có thể thay đổi sang các dạng khác nhƣ decimal hay số thực bằng cách đƣa chuột vào vùng dữ liệu đƣợc hiển thị, ấn phím chuột bên phải rồi chọn Representation Kiểu dữ liệu trong hộp hội thoại hiện ra có dạng nhƣ hình bên. Chú ý ta không thể sửa đổi đƣợc chƣơng trình nếu cửa sổ màn hình giám sát đang ở trạng thái tích cực. Muốn quay trở về chế độ soạn thảo, ta phải rời khỏi màn hình giám sát 65 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

bằng cách ấn phím Monitor. Tƣơng tự, ta cũng không thể tích cực đƣợc cửa sổ màn hình giám sát nếu chƣơng trình có trong Project không đồng nhất với chƣơng trình có trong Load memory của module CPU. Bởi vậy để có thể giám sát đƣợc chƣơng trình vừa đƣợc sửa đổi, công việc đầu tiên phải làm là ghi chƣơng trình đó vào module CPU rồi sau đó mới tích cực cửa sổ màn hình giám sát. Hơn nữa ta cũng chỉ có thể giám sát việc thực hiện chƣơng trình trong một khối và đó là khối đang đƣợc mở ở cửa sổ soạn thảo.

6.4.4. Giám sát module CPU Bên cạnh việc giám sát chƣơng trình, ta có thể giám sát cả công việc của module CPU bằng cách vào cửa sổ PLC trên thanh công cụ, sau đó chọn Diagnose Hardwave sẽ có đƣợc hộp thoại:

Nếu muốn giám sát riêng module CPU ta kích vào Module Information . Trên màn hình sẽ hiện tiếp ra cửa sổ cho phép ta lựa chọn cụ thể hình thức công việc đƣợc giám sát. Chẳng hạn nếu muốn quan sát bộ đệm tự chuẩn đoán của module ta kích chuột vào ô Diagnostic Buffer sẽ có đƣợc các thông báo về nguyên nhân thay đổi trạng thái của module CPU ( Start Stop) từ trƣớc tới nay hoặc muốn quan sát thời gian thực hiện vòng quét ta chọn ô Scan Cycle Time .



TT Cơ Điện Tử

6.4.5. Giám sát nội dung ô nhớ Step7 cho phép quan sát nội dung mọi ô nhớ thuộc System memory và các ô nhớ có địa chỉ định nghĩa nhƣ PI, PQ. Những ô nhớ đƣợc quan sát phải đƣợc khai báo trƣớc trong bảng có tên là Variable Table và để làm đƣợc điều này ta kích chuột tại PLC từ thanh công cụ màn hình chính của Step7 sau đó chọn Monitor/Modify Variable. Sau khi khai báo xong tên bảng các ô nhớ đƣợc quan sát ta kích phím quan sát. Trên thanh công cụ có hai phím quan sát phân biệt với nhau ở ký hiệu gạch đứng “|” trong biểu tƣợng của phím. Nếu phím kích có ký hiệu gạch đứng “|” thì bảng quan sát sẽ chỉ thể hiện nội dung của ô nhớ tại đúng thới điểm kích. Ngƣợc lại khi kích phím không có ký hiệu gạch đứng “|”, Step7 sẽ liên tục truy nhập và đọc nội dung các ô nhớ của module CPU để thể hiện vào bảng. Ta cũng có thể thay đổi cách trình bày kiểu dữ liệu cho từng ô nhớ bằng cách đƣa chuột vào ô nhớ cần thay đổi và kích phím phải của chuột. Sau đó chọn kiểu thích hợp trong hộp hội thoại hiện ra.



TT Cơ Điện Tử



TT Cơ Điện Tử

PHỤ LỤC 1 I. VÙNG NHỚ PLC S7 – 300 Tên gọi

Kích thƣớc truy cập

Kích thƣớc tối đa (tuỳ thuộc CPU)

Process input image(I) Bộ đệm vào số

I IB IW ID

0.0÷127.7 0÷127 0÷126 0÷124

Process output image(Q) Bộ đệm ra số

Q QB QW QD

0.0÷127.7 0÷127 0÷126 0÷124

Bit memory(M) Vùng nhớ cờ

M MB MW MD

0.0÷255.7 0÷255 0÷254 0÷252

DBX DBB DBW DBD

T0÷T255 C0÷C255 0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532

DIX DIB DIW DID

0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532

Timer(T) Counter(T) Data block(DB) Khối dữ liệu share

Data block(DI) Khối dữ liệu instance

Local block (L) L Miền nhớ địa phƣơng cho LB các tham số hình thức LW LD

0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532



TT Cơ Điện Tử

Peripheral input(PI)

PIB PIW PID

0÷65535 0÷65534 0÷65532

Peripheral output(PQ)

PQB PQW PQD

0÷65535 0÷65534 0÷65532



TT Cơ Điện Tử

II. HƢỚ NG DẪN SỬ DỤNG SIMULATION Bƣớc 1 : Viết chƣơng trình trong khối chƣơng trình thực thi OB

Bƣớc 2: Sau khi viết chƣơng trình xong nhấp chuột qua SIMATIC Manager



TT Cơ Điện Tử

Chọn chế độ Simulation On/Off để sử dụng Simulink quan sát các trạng thái hay các biến. Sau khi click chuột chọn thẻ Simulation On/Off sẽ xuất hiện ra bảng S7 – PLCSIM. Bƣớc 3: Chọn New Simulation để tạo mới quan sát Simulink.

Sau khi chọn xong sẽ xuất hiện ra bảng CPU. Và trạng thái hiện tại đang ở STOP.



TT Cơ Điện Tử

Chuyển STOP → RUN – P. – P. để Download chƣơng trình chƣơng trình đã viết.

Bƣớc 4: Download chƣơng trình để chạy Simulation



TT Cơ Điện Tử

Chuyển sang SIMATIC Manager / blocks. Rồi chọn hết các khối OB để download. Ở đây tôi chọn OB1 vì tôi chỉ sử dụng khối chƣơng trình chính OB1. OB 1. Hoặc nếu không các bạn có thể chuyển sang khối chƣơng trình đang viết để download chƣơng trình trực tiếp và quan sát. Chọn thẻ Download, sẽ xuất hiện ra bảng báo hiệu. Chọn YES để Download chƣơng trình. Trƣờng hợp không xuất hiện biển báo có thể bạn đã Download xong

Bƣớc 5: Quan sát các biến trạng thái



TT Cơ Điện Tử

Ở đây quan sát các bạn có thể tuỳ chọn quan sat ngõ vào IB, ngõ ra QB, Q B, Timer, Vùng nhớ… Ngoài ra các bạn có thể quan sát trực tiếp trên chƣơng trình mình viết bằng cách các bạn trọn thẻ Monitor (On/Off) để quan sát chƣơng trình đang chạy.



TT Cơ Điện Tử

III. BÀI TẬP M Ở Đ ẦU

Bài 1: Viết chƣơng trình PLC sử dụng các công tác khoá đóng ngắt thông thƣờng cho phép 3 công tắc trong phòng có thể điều khiển cùng một bóng đèn. HD: sử dụng các ngõ vào thƣờng đóng hoặc thƣờ ng mở liên kết vớ i nhau. Bài 2: Viết sơ đồ LAD theo yêu cầu sau đây: a. b. c. Bài 3: Viết một chƣơng trình với ngõ ra là Đèn Q0.0 sẽ lên mức 1 (True) khi công tắ c I0.0 và I0.1 đƣợc đóng hay khi công tắc I0.2 đƣợc đóng. Bài 4: Viết chƣơng trình với ngõ ra là Q0.1 sẽ lên mức 1 (true) khi I0.0 đƣợc bấm ON, hoặc nếu I0.1 bấm ON & I0.2 OFF, hoặc ngƣợc lại I0.1 OFF && I0.2 ON. Bài 5: Viết chƣơng trình điều khiển động cơ quay thuận và quay ngƣợc. Động cơ chỉ quay thuận và quay ngƣợc khi một nút nhấn đƣợc bấm. Khi 2 nút nhấn đƣợc bấm thì đƣợc cơ không làm việc. Bài 6: Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng một công tắc gạt . Bài 7: Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng hai nút nhấn ON và OFF . Bài 8: Điều khiển đảo chiều quay motor (loại xoay chiều 3 pha) bằng 3 nút nhấn FOR(chạy thuận), REV(chạy ngƣợc lại), STOP(dừng). Mỗi thời điểm chỉ chạy một chiều . Xem kết quả bằng cách quan sát từng RELAY họat động. Bài 9: Nhấn cả 2 nút PB1 và PB2 thì động cơ chạy. Nhấn 1 trong 2 nút STOP_1 và STOP_2 thì động cơ dừng.



TT Cơ Điện Tử

Counter v à Timer

Bài 1: Viết chƣơng trình thực hiện bật đèn Q0.0 sau khi công tắc I0.0 bật sau khoảng thời gian T0 = 10s. Bài 2: Viết chƣơng trình thực hiện bật đèn Q0.1 trong khoảng thời gian T1 = 10s thì ngừng sau khi nhấn công tắc I0.1 Bài 3: Viết chƣơng trình nhấp nháy đèn Q0.2 liên tục với v ới chu kỳ 2s. Bài 4: Viết chƣơng trình đèn giao thông với đèn xanh 20s, đèn vàng 3s, đèn đỏ 10s. Bài 5: Nhập các hàm so sánh ( So sánh lớn hơn hoặc bằng, so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng,… dùng loại so sánh theo word. ) vào và kiểm tra hoạt động. Tham khảo trong tài liệu và giáo viên. Chú ý phân biệt các loại so sánh. Bài 6: Đếm sản phẩm từ I0.1 và báo số lƣợng sản phẩm theo yêu cầu sau: a. Không có sản phẩm đèn A sáng. b. Từ 1 10 sản phẩm, đèn B sáng. c. Từ 11 20 sản phẩm, đèn C sáng. d. Từ 20 sản phẩm trở lên đèn D sáng. Bài 7: Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dần. Thời gian chuyển đổi là 1 giây. Đèn

A

B

C

D

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

2

1

1

0

0

3

1

1

1

0

4

1

1

1

1

5(reset)

0

0

0

0

t(s)

Bài 8: Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dồn. Thời gian chuyển đổi là 1 giây. 77 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng Đèn

TT Cơ Điện Tử

A

B

C

D

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

2

0

1

0

0

3

0

0

1

0

4

0

0

0

1

5

1

0

0

1

6

0

1

0

1

7

0

0

1

1

8

1

0

1

1

9

0

1

1

1

10

1

1

1

1

11(reset)

0

0

0

0

t(s)

Bài 9: Có thể đặt các tình huống điều khiển đèn đa dạng tuỳ theo yêu cầu. Đèn

A

B

C

D

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

2

1

1

0

0

3

1

1

1

0

t(s)



TT Cơ Điện Tử

4

1

1

1

1

5

0

0

0

0

6

1

1

1

1

7

0

0

0

0

8

1

1

1

1

9(reset)

0

0

0

0

Bài tập điều khiển neon giao thông. Giả sử cần điều khiển đèn giao thông tại ngã tƣ giao lộ bằng 1 công tắc gạt I0.3. Trong đó đèn X1 sáng 4 giây, V1 sáng 2 giây, X2 sáng 5 giây và V2 sáng 2 giây. Quy tắc chung: Đ1 sáng (giây) = X2 sáng + V2 sáng = 7 (giây) Đ2 sáng (giây) = X1 sáng + V1 sáng = 6 (giây) Có những trƣờng hợp khác do yêu cầu thực tế của từng ngã tƣ.

Cho giản đồ xung, hãy nhận xét và ghi tên các đèn tƣơng ứng lên giản đồ xung


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng 0

1

2

3

4

TT Cơ Điện Tử 5

6

7

8

9

10

11

12

Chƣơng trình chỉ hoạt động khi gạt SW1 lên mức 1. Viết chƣơng trình điều khiển các đèn trên chạy theo giản đồ, dùng các lệnh so sánh. Có thể thay đổi thời gian hoạt động các đèn và thực hiện lại chƣơng trình. ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Băng tải đƣợc kéo bằng động cơ DC và 3 cảm biến.

Cảm biến S2

Cảm biến S3

Cảm biến S1

Yêu cầu điều khiển: 80 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Bài tập 1. Nhấn ON động cơ chạy 5s rồi dừng , sau 3s động chạy lại, sau 7 giây thì dừng 2. Nhấn ON chờ CB11 tác động thì động quay thuận 5s rồi dừng. Sau 3s động cơ chuyển qua chạy nghịch 10s sau đó thì dừng,khi CB11 tác động thì chu kì mới lại. Khi động cơ đang hoạt động nhấn Stop thì động cơ dừng 3. Nhấn nút ON động cơ chạy thuận 5s rồi dừng 2s. Sau đó chuyển qua chạy nghịch 10s rồi dừng 5s đó chuyển qua chạy thuận 10s rồi dừng 3s. Quá trình dƣợc thực hiện 3 lần thì động cơ dừng hẳn. Muốn động cơ hạt động lại thì nhấn Start. Trong khi quá trình hoạt động nếu nhấn Stop thì động cơ dừng.

Bài tập nâng cao

Nhấn nút RESET

Băng tải hoạt động theo chiều nghịch, khi gặp cảm biến S1 thì băng tải dừng, đèn A sáng. Nhấn nút ONN, đèn A tắt. Hệ thống chờ khi có tín hiệu sản phẩm ở cảm biến S1 thì băng tải hoạt động theo chiều thuận. Gặp cảm biến S2 thì băng tải dừng, sau 3 giây thì băng tải tiếp tục hoạt động theo chiều thuận. Gặp cảm biến S3 thì sau 2 giây băng tải dừng. Chu kì mới tự động lập lại nếu không có nhấn nút OFF

Mở rộng: Hệ thống hoạt động đủ 3 chu kì thì tự dừng.

Yêu cầu điều khiển động cơ AC Bài 1: Khi gạt công tắc SW ở mức 0. Nhấn 1 trong 2 nút FOR, REV thì động cơ hoạt động theo chiều thuận. Nhấn nút STOP động cơ dừng. Bài 2: Khi gạt công tắc SW ở mức 1. Nhấn nút FOR động cơ quay thuận, nhấn nút STOP động cơ dừng. 81 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Nhấn nút REV động cơ quay theo chiều ngƣợc lại, nhấn nút OFF động cơ dừng. Mỗi thời điểm chỉ chạy có 1 chiều. Nhấn nút RESET, thì motor quay thuận, sau 5 giây, tự dừng. B ài 3: Nhấn nút ON, thì motor quay thuận, sau 5 giây, tự dừng. Khi motor đang họat động, nhấn nút OFF, motor dừng.

Bài tập mở rộng Yêu cầu điều khiển động cơ AC nhiều chế độ Bài 1: Khi gạt công tắc SW ở mức 0. Nhấn 1 trong 2 nút FOR, REV thì động cơ hoạt động theo chiều thuận. Nhấn nút STOP động cơ dừng. Khi gạt công tắc SW ở mức 1. Nhấn nút FOR động cơ quay thuận, nhấn nút STOP động cơ dừng. Nhấn nút REV động cơ quay theo chiều ngƣợc lại, nhấn nút OFF động cơ dừng. Mỗi thời điểm chỉ chạy có 1 chiều. Bài 2: Nhấn nút RESET, thì motor quay thuận, sau 5 giây, tự dừng. Nhấn Start động cơ quay thuận 5s rồi dừng. Sau 3s thì quay nghịch 5s rồi dừng 5s, đó chuyển qua quay thuận. Nhấn Stop thì động cơ dừng. B ài 3: Nhấn nút RESET, thì motor 1 quay thuận, sau 5 giây thì dừng kế tiếp động cơ 2 chạy thuận 3 dừng. Nhấn On động cơ 1 chạy nghịch 3s rồi dừng và động cơ 2 chạy thuận 5s rồi dừng. Sau khi hai động cơ đều dừng thì sau 2s thì động cơ 2 chạy nghịch và động cơ 1 chạy thuận. Khi nhấn Stop thì sau 3s động cơ 1 dừng và sau khi động cơ 1 dừng thì 2s sau động cơ 2 dừng. Nhấn ON thì chu kì mới lặp lại.



TT Cơ Điện Tử

Phƣơng pháp lập trình Grafcet Cấu trúc giản đồ Grafcet

Bài tập 2: Bài 1. Nhấn nút ONN, chờ CB11 tác động, sau 2 giây động cơ 1 chạy, gặp CB12 thì sau 2 giây dừng, động cơ 2 chay. Gặp CB11 thì động cơ 2 dừng. Chu kì mới lập lại nếu không có nhấn nút OFF. Thực hiện vẽ giản đồ và lập trình theo quy trình trên. Bài 2. Nhấn nút ONN, sau 3 giây đèn A sáng 4 giây, sau đó đèn B sáng 4s rồi hai đèn A và B đều tắt. Sau 3s thì đèn C sáng 5s rồi tắt. Chu kì mới lập lại nếu không có nhấn nút OFF. Thực hiện vẽ giản đồ và lập trình theo quy trình trên.



TT Cơ Điện Tử

BÀI TẬP ỨNG DỤNG Pha trộn bồn chất lỏng

Yêu cầu điều khiển :

Khi SW ở chế độ AUTO: Nhấn Start V1 mở ra, cho dung dịch 1 xuống bồn chứa, Chờ cho đến khi CB2 tác động thì V1 đóng lại.Lúc này V2 mở ra, dung dịch 2 đƣợc xả xuống bồn chứa.Đợi cho tới khi CB1 tác động thì V2 đóng lại.Đợi 1s thì motor trộn bắt đầu hoạt động, sau 10s thì dừng. Và V3 mở ra để cho dung dịch đƣợc trộn xuống thùng, chờ cho đến khi CB3 tác động thì V3 đóng lại. Nếu không nhấn Stop thì sau 4s chu kì mới lặp lại.

Khi SW ở chế độ HANDY: Nhấn Start lần 1 84 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

V1 mở ra, cho dung dịch 1 xuống bồn, chờ cho đến khi CB2 tác động thì V1 đóng lại. Nhấn Start lần 2 Lúc này V2 mở ra, dung dịch 2 đƣợc xả xuống bồn, đợi cho tới khi CB1 tác động thì V2 đóng lại. Nhấn Start lần 3 Motor trộn bắt đầu hoạt động, sau 10s thì dừng. Nhấn Start lần 4 V3 mở ra để cho dung dịch đƣợc trộn xuống thùng, chờ cho đến khi CB3 tác động thì V3 đóng lại.

NÂNG SẢN PHẨM Cho các xylanh khí nén nhƣ hình vẽ

Yêu cầu điều khiển Nhấn nút Reset 85 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Xylanh gấp mở ra, xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB11, dừng 1s sau đó xylanh 1 di chuyển xuống, sau 5 giây tự dừng. Nhấn nút Start Xylanh 2 đẩy ra, gặp cảm biến CB12, định thời 1S Gấp, định thời 2 giây Xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB11, định thời 1S Xylanh 1 đi lên, định thời gian 5 giây Xylanh 2 đẩy ra, gặp cảm biến CB12, định thời 1S Nhả, định thời 2 giây Xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB11, định thời 1S Xylanh 1 đi xuống, định thời gian 5 giây Hệ thống tự động lập lại chu kì mới nếu không có nhấn nút Stop.

PHỐI HỢP ĐIỀU KHIỂN NHIỀU XILANH Cho các xylanh nhƣ hình vẽ

Sơ đồ mạch khí nén 86 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Sơ đồ mạch điện Input

Output từ PLC ra các valve điện khí nén Hãy thực hiện quá trình sau: Nhấn nút Reset thì các cơ cấu khí nén đƣa về vị trí góc ban đầu. 87 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Khi để công tắc ở chế độ AUTO Nhấn nút Start thì các cơ cấu hoạt động theo trình tự sau: - Xylanh 1 đẩy ra gặp CB11 dừng 1s - Xylanh 2 đƣa xuống gặp CB22 dừng 1s - Xylanh 3 gấp định thời 2s - Xylanh 2 đƣa lên gặp CB 21 dừng 1s - Xylanh 1 rút về định thời 1s - Xylanh 2 đƣa xuống gặp CB22 dừng 1s. - Xylanh 3 nhả định thời 2s. - Xylanh 2 đƣa lên CB 21 - Chu kì mới tiếp tục lập lại nếu không nhấn nút Stop. Khi để công tắc ở chế độ MANUAL - Mỗi lần nhấn nút Start thì từng động tác 1 thực hiện theo yêu cầu trên. Tức phải nhấn 8 lần thì hoàn thành 1 chu kì.

PHÂN LOẠI SẢN PHÂM THEO MÀU SĂC



TT Cơ Điện Tử

Yêu cầu điều khiển :

Khi SW ở chế độ AUTO: Nhấn Start CB2 kiểm tra có vật, nếu có sau 1s XL1 mở ra cho vật xuống và XL2 đóng lại. CB1 sẽ phát hiện màu. Nếu là màu đen thì XL3 đóng lại, còn nếu không phải màu đen thì XL3 mở ra, sau 1s thì XL2 mở ra và XL1 đóng lại. Khi đếm đủ 5 sản phẩm thì hệ thống dừng. Nếu không nhấn Stop sau 3s thì hệ thống tự động lặp lại

Khi SW ở chế độ HANDY: Nhấn Start lần 1 CB2 kiểm tra có vật, nếu có sau 1s XL1 mở ra cho vật xuống và XL2 đóng lại và kiểm tra màu. Nhấn Start lần 2 Nếu là màu đen thì XL3 đóng lại, còn nếu không phải màu đen thì XL3 mở ra. Nhấn Start lần 3 XL2 mở ra và XL1 đóng lại.

Yêu cầu điều khiển ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY MÁY Nhấn nút Reset Xylanh gấp mở ra, xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB21, dừng 1s sau đó xylanh 1 di chuyển lên gặp CB11 dừng 1s, xi lanh 3 quay qua phải sau 2s thì dừng. Nhấn nút Start Xylanh 2 đẩy ra, gặp cảm biến CB22, định thời 1S Xylanh 1 đi xuống gặp CB12, định thời 1s Gấp, định thời 2 giây. Xylanh 1 đi lên gặp CB11, định thời 1s Xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB21, định thời 1S 89 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Xylanh 3 quay qua trái, định thời gian 5 giây Xylanh 2 đẩy ra, gặp cảm biến CB22, định thời 1S Xylanh 1 đi xuống gặp CB12, định thời 1s Nhả, định thời 2 giây Xylanh 1 đi lên gặp CB11, định thời 1s Xylanh 2 rút vào cho đến khi gặp CB11, định thời 1S Xylanh 3 quay qua trái, định thời gian 5 giây Hệ thống tự động lập lại chu kì mới nếu không có nhấn nút Stop



TT Cơ Điện Tử

PHỤ LỤC 2 – TRẠM MPS I. DISTRIBUTION STATION – TRẠM CUNG CẤP 1. GIỚI THIỆU Trạm Distribution Station – Trạm cung cấp – là trạm thứ 1 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ. Đây là trạm cấp phát chi tiết phôi cho các trạm kế tiếp làm việc.

2. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG 2.1.

Trạm Cung Cấp

Trạm cung cấp là thiết bị cấp phát chi tiết phôi. Theo VDI 3240, thiết bị chi tiết phôi đƣợc định nghĩa là các thiết bị có chức năng đầy các phần tự nạp, phân loại và thùng chứa. 91 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Trạm cung cấp là thiết bị cấp phát. Theo đó, thiết bị cấp liệu đƣợc định nghĩa là thiết bị thi hành chức năng của boong ke, phân loại và cấp chi tiết phôi liệu. Thêm nữa, thiết bị cấp phát có thể làm cho thuận tiện việc phân loại phần tử theo các đặc tính phân loại khác nhau (hình dạng, trọng lƣợng, v.v… của các phần tử). Sau đây là thiết bị nạp chi tiết phôi: Ổ chứa có giới hạn nạp. Bộ nạp chi tiết phôi kiểu thùng rung. Băng chuyền dốc. Phễu có thiết bị phân loại. Những chi tiết đƣợc vận hành bằng cách nạp chi tiết phôi là: Phụ tùng mạ điện. Chi tiết có hình dạng đƣợc làm từ nhựa. Các phụ tùng dập. Các chi tiết tiện. Chức năng của trạm cung cấp là: Tách các chi tiết gia công khỏi ổ chứa. Chuyển các chi tiết gia công bằng cơ cấu dẫn quay dùng giác hút. Trạm cung cấp bao gồm các bộ phận sau: Module ổ chứa dạng ống xếp. Module vận chuyển. Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. 92 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Khối PLC. 2.2.

Chức năng

Trạm cung cấp tách các chi tiết từ module ổ chứa dạng ống xếp. Ổ chứa chi tiết phôi của ổ chứa dạng ống đựng đƣợc 8 chi tiết phôi. Mức điền đầy trong ổ chứa đƣợc hiển thị bằng cảm biến chùm đi qua. Xilanh tác động kép đẩy từng chi tiết phôi ra ngoài. Module chuyển giữ chi tiết phôi đã đƣợc tách ra bằng giác hút. Công tác chân không kiểm tra xa xem chi tiết phôi đã đƣợc hút lên hay chƣa. Cách tay thiết bị di chuyển đƣợc điều khiển bằng thiết bị xilanh quay, vận chuyển chi tiết phôi đến điểm cần vận chuyển đến trạm kế tiếp. 2.3.

Mô tả trình tự

Điều kiện tiên quyết cho khởi động: Ổ chứa đƣợc đầy chi tiết phôi. Vị trí ban đầu: Xylanh đẩy chi tiết phôi đi ra hết. Dẫn động quay ở vị trí “ổ chứa”. Chân không tắt. Trình tự: 1) Dẫn động quay quay về vị trí trạm sau nếu chi tiết phôi đƣợc kiểm tra ở vị trí trong ổ và nút “START” đã đƣợc ấn. 2) Xylanh đẩy co vào và đẩy chi tiết phôi ra khỏi ổ chứa. 3) Dẫn động quay quay về vị trí “ổ chứa”. 4) Van tạo chân không đƣợc bật, khi chi tiết phôi đã đƣợc giữ chắc chắn, công tắc chân không bật. 5) Xylanh đẩy đi ra và nhả một chi tiết phôi. 6) Dẫn động quay quay về vị trí trạm sau. 93 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

7) Van tạo chân không tắt. 8) Dẫn động quay về vị trí ổ chứa. 2.4.

Module ổ chứa dạng ống xếp

Module ổ chứa dạng ống xếp tách chi tiết phôi ra khỏi ổ chứa. Có thể đến 8 chi tiết phôi đƣợc xếp trong ống. theo bất kỳ trật tự nào trông ổ chứa dạng ống. Chi tiết phôi xếp vào với phía mở ở phía trên. Xylanh tác động kép đẩy chi tiết phôi ở vị trí thấp nhất từ ổ chứa từ trong ra ngoài. Vị trí đáp ứng nhƣ điểm vận chuyển cho module tiếp theo. Những chi tiết phôi sẵn sàng trong ống chứa đƣợc nhận biết bằng cảm biến quanh điện chùm xuyên qua. Vị trí của xylanh đƣợc nhận biết bằng cảm biến điện cảm. Tốc độ đi ra hay co lại của xylanh đẩy đƣợc hiệu chỉnh thoải mái bằng van tiết lƣu một chiều.


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng 2.5.

TT Cơ Điện Tử

Module vận chuyển

Module vận chuyển là thiết bị vận hành bằng khí nén. Chi tiết phôi đƣợc kẹp lên bằng giác hút chân không và đƣợc vận chuyển bằng xylanh quay. Góc chuyển động lắc đƣợc hiểu chỉnh từ 0 0 và 1800 bởi cữ chặn cơ khí. Vị trí cuối đƣợc cảm nhận bằng công tác giới hạn điện Micro (micro switches). Module chuyển có thể đƣợc hoạt động bằng hai giác hút khác nhau. Những loại sau dùng để vận chuyển: Chi tiết chi tiết phôi tƣợng trƣng: giác hút VAS – 30 –… Xylanh dùng để lắp ráp: giác hút VAS – 8 –… Vị trí cuối của xylanh đƣợc hiệu chỉnh tuỳ theo trạm sau nào đƣợc chọn.



TT Cơ Điện Tử

3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH 3.1.

Hiệu chỉnh cảm biến

3.1.1. Cảm biến tiệm cận ( Xylanh này của module ổ chứa chi tiết phôi) Các cảm biến tiệm cận đƣợc sử dụng cho nhận biết vị trí cuối hành trình của xylanh. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên pittong của xylanh. Điều kiện tiên quyết” Module ổ chứa dạng xếp đƣợc lắp ráp, cảm biến tiệm cận đƣợc lắp ráp trƣớc. Xylanh đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để đặt pittong ở vị trí mà mình muốn có. 2) Thay đổi cảm biến dọc theo thân xylanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn báo hiệu (LED) sáng. 3) Dịch chuyển cảm biến vài milimet tiếp theo cổng hƣớng tới khi nó ngắt ( đèn LED tắt). 4) Đặt công tắc chính ở vị trí chính giữa hai vị trí đóng & ngắt. 5) Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tuanơvít 6 cạnh A/F 1.3. 6) Khởi động chƣơng trình chạy thử để kiểm tra xem cảm biến có đóng ở vị trí chính xác hay không ( pittong xylanh đi ra & co vào). 3.1.2. Cảm biến chùm đi qua Cảm biến chùm đi qua để hiển thị mức trong ổ chứa ống xếp. Dây cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang điện. Thiết bị quang điện phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Chi tiết phôi sẽ cản trở chùm tia ánh sáng đi qua. 96 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Điều kiện tiên quyết: Thiết bị quang điện đƣợc lắp ráp. Thiết bị quang điện đã đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Lắp đầu của dây Cáp quang sợi vào trong ổ chứa. 2) Nối dây cáp quang sợi vào dây cáp quang điện. 3) Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang điện bằng tuốc nơ vít tới khi đèn trạng thái bật sáng. Ghi chú: Cho phép vặn tối đa 12 vòng để hiệu chỉnh. 4) Cho chi tiết phôi vào trong ổ chứa chi tiết phôi. Đèn trạng thái phải chuyển sang chế độ tắt. 3.1.3. Công tắc Micro ( Bộ chuyển, dẫn động lắc) Công tắc Micro sử dụng để cảm nhận vị trí cuối của chuyển động lắc ( dẫn động quay nửa vòng). Công tắc micro đƣợc tác động bởi công tác hành trình hiệu chỉnh đƣợc trên trục của xylanh quay. Điều kiện tiên quyết: Module chuyển đƣợc lắp rắp, công tác Micro đƣợc lắp sơ bộ. Xylanh quay đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Công tắc Micro đƣợc nối dây. Nguồn điện đƣợc bật.



TT Cơ Điện Tử

Thực hiện: 1) Sử dụng chốt điều khiển tay trên van điện từ để đặt xilanh quay ở vị trí mà mình muốn dừng. 2) Thay đổi công tắc Micro trong rãnh, lỗ của giá đỡ tới kih nó đƣợc tác động. 3) Xiết chặt vít kẹp. 4) Khởi đông chạy thử để kiểm tra xem vị trí của công tác micro đặt có đúng vị trí hay không( dịch chuyển đẫn động quay trái /quay phải). 3.1.4. Công tắc chân không ( Bộ vận chuyển, giác hút chân không) Công tắc chân không đƣợc sử dụng để phát hiện phần chân không trong giác hút chân không. Nếu chi tiết phôi đƣợc nhấc lên an toàn, tín hiệu ra sẽ đƣợc phát ra bởi công tắc chân không. Điều kiện tiên quyết: Module vận chuyển đã đƣợc lắp ráp. Bộ tạo chân không, công tác chân không và giác hút chân không đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Công tác chân không đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Bật nguồn công tác khí nén để tạo chân không. 2) Dịch chuyển phôi tới gần giác hút chân không tới khi nó đƣợc nhấc lên. 3) Quay vít hiệu chỉnh của công tắc chân không theo chiều ngƣợc chiều kim đồng hồ đến khi đèn LED màu vàng sáng lên. 4) Khởi động chạy thử để kiểm tra xem chi tiết phôi có đƣợc nhấc lên an toàn hay không. Dịch chuyển dẫn động quay từ vị trí cuối này đến vị trí cuối kia. Chi tiêt phôi không đƣợc rơi xuống. 98 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng 3.2.

TT Cơ Điện Tử

Hiệu chỉnh Van tiết lƣu một chiều

Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để hiệu chỉnh lƣu lƣợng cho xylanh tác động kép. Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện đƣợc mở hết. Nguồn khí nén không điều khiển và xả khí điều khiển, giữ cho pittong bằng giảm chấn khí nén ( hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi). Điều kiện tiên quyết: Xylanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thực hiện: 1) Đầu tiên vặn vít chỉnh của van tiết lƣu một chiều vào hết rồi sau đó nới lỏng ra 1 vòng. 2) Khởi động chảy kiệm tra. 3) Mở van tiết lƣu từ từ đến khi đạt đƣợc tốc độ pittong cần thiết.



TT Cơ Điện Tử

4. I/O PORT I/O port I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

Mã hiệu

Kí hiệu

Miêu tả

Mag_back Mag_frnt Vaccum Arm_take Arm_put Mat_sen Follow

1B1 1B2 2B1 3S1 3S2 B4 IP_FL

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3

Feed Vacumon Vacumoff Armleft

1Y1 2Y1 2Y2 3Y1

Q0.4

Armright

3Y2

Ổ chứa ở vị trí sau Ổ chứa ở vi trí trƣớc Một phôi đƣợc hút ở tay quay Tay quay ở vị trí chứa phôi Tay quay ở vị trí trạm trạ m tiếp theo ON = ko có phôi trong bộ nạp phôi Sensor phát hiện quang trong trạm sau Cuộn điện của xylanh ổ chứa Cuộn điện bật hút chân không Cuộn điện tắt hút chân không kh ông Cuộn điện chuyển tay quay ở ổ chứa Cuộn điện chuyển tay quay ở trạm kế tiếp



TT Cơ Điện Tử

ẠM KIỂ II. TESTING STATION – STATION – TR TRẠ KIỂM TRA 1.GIỚI 1.GIỚI THIỆU Trạm Testing Station – Trạm – Trạm cung cấp – là – là trạm thứ 2 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ. Đây là trạm cấp phát chi tiết phôi cho các trạm kế tiếp làm việc. 2.THIẾT 2.THIẾT KẾ CHỨC NĂNG 2.1.Trạm 2.1.Trạm Cung Cấp

Trạm kiểm tra là trạm thiết lập các chức năng quản lý kiểm tra: đƣa ra quyết định “Chấp nhận/ Loại bỏ chi tiết phôi”. Các đặc tính kiểm tra điển hình là: 101 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Kiểm tra tính sẵn sàng. Kiểm tra nhận dạng. Kiểm tra hình dáng. Kiểm tra kích thƣớc. Kiểm tra màu sắc. Kiểm tra trọng lƣợng hoặc, Kiểm tra tính sẵn sàng của chi tiết phôi. Trong sản xuất tự động hoá, trái ngƣợc với sản xuất thủ công, kiểm tra chiếm vị trí quan trọng. Trong sản xuất thủ công, các chi tiết bị loại có thể bị loại ngay lập tức, khi đó trong sản xuất tự động, các chi tiết bị loại có thể dẫn đến làm hỏng chức năng của quá trình sản xuất hoặc làm sản xuất bị dừng lại. Chức năng của trạm kiểm tra là: Xác định các đặc tính vật liệu của chi tiết phôi, Kiểm tra chiều cao chi tiết phôi, Hoặc loại bỏ hoặc làm cho nó sẵn sang đến trạm tiếp theo. Trạm kiểm tra bao gồm các bộ phận sau: Module nhận dạng. Module nâng hạ. Module đo lƣờng. Module máng trƣợt có đệm hơi. Module máng trƣợt. Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC. 2.2. Chức năng Trạm Kiểm tra xác định đặc tính của chi tiết phôi đƣợc nạp vào. Module cảm cảm biến xác định màu của chi tiết và cảm biến điện dung thăm dò các chi c hi tiết phôi mà không quan tâm đến màu sắc. Cảm biến khu khuyếch yếch tán xác định chi tiết phôi kim loại và chi tiết phôi màu đỏ. Chi tiết phôi màu đen không đƣợc nhận biết bằng cảm biến khuyếch tán. Cảm biến quang điện phản xạ hiển thị vùng làm việc của giá đỡ chi tiết phôi có trống hay không trƣớc khi chi tiết phôi đƣợc nhấc lên băng module nâng hạ.



TT Cơ Điện Tử

Cảm biến tƣơng tự của module đo lƣờng xác định chiều cao của chi tiết phôi. Tín hiệu xuất cũng đƣợc số hoá qua bộ so sánh có giá trị ngƣỡng điều chỉnh đƣợc hoặc cấp cho PLC có sử dụng bộ xử lý tín hiệu tƣơng tự thông qua khối kết nối. Xy lanh thẳng dẫn chi tiết phôi đúng theo hƣớng xuôi xuống trạm qua máng trƣợt phía trên có đệm khí. Các chi tiết phôi khác đƣợc phân loại ở máng phía dƣới. 2.3. Mô tả trình tự Điều kiện tiên quyết cho khởi động: Chi tiết phôi có trong giá đỡ chi tiết phôi. Vùng làm việc trống. Vị trí ban đầu: Xylanh ở vị trí dƣới. Xylanh đẩy ở vị trí co vào hết. Máng trƣợc có đệm khí ở trạng thái tắt. Trình tự: 1. Xác định màu và vật liệu của chi tiết phôi. 2. Xy lanh nâng hạ nổi lên. 3. Đo chiều cao của chi tiết phôi. Kiểm quả kiểm tra tốt (OK) 4.Bật đệm khí của máng trƣợt. 5. Xy lanh dẩy vƣơn ra. 6. Xy lanh đẩy co về. 7. Tắt đệm khí của máng trƣợt. 8. Xy lanh nâng hạ đi xuống. 9. Trở về vị trí ban đầu. Kiểm quả kiểm tra không tốt (not OK) 10. Xy lanh nâng hạ đi xuống. 11. Xy lanh đẩy vƣơn ra. 12. Xy lanh đẩy co về. 13. Trở về vị trí ban đầu.



TT Cơ Điện Tử

2.4. Module nhận dạng

Vật liệu hoặc màu sắc đƣợc thực hiện bởi 2 cảm biến tiệm cận với tín hiệu ra số. Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến điện dung và quang điện. Các vấn đề do cảm biến điện dung và quang điện thực hiện: Cảm biến tiệm cận điện dung xác định chi tiết phôi kim loại, màu đỏ và đen Cảm biến tiệm cận quang điện xác định chi tiết phôi kim loại và màu đỏ. Mạch logic tạo thuận lợi về chỉ định đặc tính kim loại/màu đỏ hoặc đen cho từng chi tiết phôi. 2.5. Module nâng hạ



TT Cơ Điện Tử

Module nâng hạ, nhìn về phía đối diện bên giá đỡ cáp điện: Chi tiết phôi đƣợc nâng lên từ module cảm biến đến module đo lƣờng bằng module nâng hạ. Cơ cấu dẫn đọng là xy lanh nâng hạ không càn piston và xy lanh đẩy. Ống dẫn khí nén di động và cáp điện đƣợc dẫn trong ống đỡ dẫn hƣớng. Cho nhận biết vị trí cuối hành trình đƣợc thực hiện bởi cảm biến tiệm cận từ tính hoặc điện cảm. 2.6. Module đo lƣờng

Module do lƣờng bao gồm cảm biến tƣơng tự để đo chiều cao chi tiết phôi. Nguyên lý hoạt động dựa trên đo điện áp tuyến tính với chiết áp chia điện áp. Các bộ giảm chấn lắp them có tác dụng giảm chấn cuối hành trình của xy lanh nâng. Giá trị đo tƣơng tự có thể số hoá thông qua bộ so sánh có giá trị ngƣỡng hiệu chỉnh đƣợc (tín hiệu 0/1). Tín hiệu tƣơng tự có thể cấp thẳng cho PLC nếu sử dụng bộ xử lý tín hiệu qua khối kết nối.

Ghi chú: Chi tiết phôi kim loại và màu đỏ có chiểu cao hơn chi tiết phôi màu đen khoảng 2,5 mm. 105 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

2.7. Module máng trƣợt có đệm hơi

Module máng trƣợt có đệm hơi; ở bên trái: Trạm Kiểm tra nhƣ một trạm đơn lẻ; ở bên phải: Trạm Kiểm tra với trạm tiếp theo. Module máng trƣợt có đệm hơi đƣợc dùng để vận chuyển chi tiết phôi. 5 chi tiết phôi có thể đƣợc cung cấp trên máng trƣợt đệm khí nếu lắp cữ chặn cơ khí. Giảm chấn để tối thiểu hoá lực ma sát giữa chi tiết phôi và bề mặt máng trƣợt. Góc nghiêng của máng trƣợt có thể hiệu chỉnh đƣợc. Nếu Trạm Kiểm tra đƣợc vận hành cùng với trạm sau, cữ chặn cơ khí ở cuối máng trƣợt đệm hơi phải đƣợc quay đi 180 0. Chiều cao và độ nghiêng của máng trƣợt đệm hơi phải đƣợc hiệu chỉnh sao cho chi tiết phôi trƣợt an toàn vào vị trí gắp của trạm tiếp theo. 2.8. Module máng trƣợt



TT Cơ Điện Tử

Module máng trƣợt đƣợc dùng để vận chuyển chi tiết phôi. 4 chi tiết phôi có thể đƣợc cung cấp trên máng trƣợt nếu lắp cữ chặn cơ khí. Góc nghiêng của máng trƣợt có thể hiệu chỉnh đƣợc.

3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH 3.1Hiệu chỉnh cảm biến 3.1.1.Cảm biến tiệm cận điện dung (Ghi nhận, phát hiện chi tiết phôi) Cảm biến tiệm cận điện dung đƣợc dùng để dò tìm chi tiết phôi. Chi tiết phôi làm thay đổi dung của bộ tụ điện lắp bên trong đầu cảm biến. Chi tiết phôi đƣợc dò tìm không phụ thuộc vào màu và vật liệu. Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến vị trí đƣợc nối dây. Xy lanh nâng hạ đang ở vị trí dƣới. Cảm biến tiệm cận điện dung đƣợc lắp trong giá đỡ. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 1. 2. 3. 4.

Thực hiện: Đặt chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi. Lắp cảm biến tiệm cận vào trong giá đỡ, tránh không tiếp xúc với giá đỡ chi tiết phôi . Khoảng cách giữa cảm biến tiệm cận và chi tiết phôi khoảng từ 2mm đến 3mm. Hiệu chỉnh chiết áp trên cảm biến tiệm cận bằng tua-vit đến khi đèn chỉ thị trạng thái bật sáng. Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận (đặt/gắp chi tiết phôi).

3.1.2.Cảm biến khuyếch tán (Ghi nhận, xác minh màu sắc). Cảm biến khuyếch tán đƣợc sử dụng để xác định màu sắc. Cảm biến phát ra ánh sáng hồng ngoại. Cảm biến khuyếch tán thu ánh sáng hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Các bề mặt hoặc các màu khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ. Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đã đƣợc lắp. Cảm biến khuyếch tán đƣợc lắp trong giá đỡ chi tiết phôi của module nâng hạ. Cảm biến khuyếch tán đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 107 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng 1. 2. 3. 4.

TT Cơ Điện Tử

Thực hiện: Đặt chi tiết phôi màu đỏ vào trong giá đỡ chi tiết phôi. Lắp ráp cảm biến khuyếch tán vào trong giá đỡ. Khoảng cách giữa cảm biến khuyếch tán và chi tiết phôi vào khoảng 15mm đến 20mm. Hiệu chỉnh chiết áp của cảm biến khuyếch tán bằng tua- bit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. Kiểm tra sự cài đặt của cảm biến khuyếch tán (đặt xuống/nhấc lên chi tiết phôi màu đỏ và kim loại). Chi tiết màu đỏ và kim loại phải đƣợc xác định chính xác.

3.1.3.Cảm biến phản xạ gƣơng (Nâng hạ vùng làm việc) Cảm biến phản xạ gƣơng đƣợc dùng để hiển thị vùng làm việc của module nâng hạ. Nếu vùng ;àm việc đang bị sử dụng, thì không thể dịch chuyển đƣợc xy lanh nâng hạ. Cảm biến phản xạ gƣơng bao gồm bộ phát tín hiệu và bộ nhận tín hiệu trong cùng một thân vỏ. Cảm biến phản xạ gƣơng phát ra ánh sáng đỏ nhìn thấy đƣợc. Ánh sáng phản xạ lại bởi gƣơng bên ngoài. Nếu chùm ánh sáng bị ngắt bởi đồ vật, trạng thái chuyển mạch của cảm biến phản xạ gƣơng thay đổi Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đƣợc lắp rắp. Xylanh đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến phản xạ gƣơng và giá đỡ cùng gƣơng phản xạ đƣợc lắp ráp. Cảm biến phản xạ gƣơng đƣợc đi dây. Thiết bị nguồn đƣợc bật. Thực hiện: 1. Sắp thẳng hàng cảm biến phản xạ gƣơng và gƣơng phản xạ. 2. Đặt vật ở khoảng cách 10mm ở giữa Cảm biến phản xạ gƣơng và gƣơng phản xạ. 3. Hiệu chỉnh chiết áp của Cảm biến phản xạ gƣơng bằng tua - bit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. Ghi chú: Nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh có thể vặn đƣợc. 3.1.4. Cảm biến tiệm cận (Nâng hạ xy lanh nâng hạ) Cảm biến tiệm cận đƣợc dùng để cảm nhận vị trí cuối của xy lanh. Cảm biến tiệm cận đƣợc nhận biết do vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh. Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đã đƣợc lắp lắp. Cảm biến tiệm cận đã đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống. 108 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến tiệm cận đƣợc đi dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Thực hiện: Sử dụng nút điều khiển bằng tay của van điện từ để đặt cần piston của xy lanh ở vị trí mà ta muốn dừng lâu dài. Di chuyển cảm biến dọc theo trục xy lanh tới khi nó chuyển mạch, đèn chỉ thị trạng thái (LED) sáng. Dịch cảm biến đi vài mm xa hơn theo cùng hƣớng tới khi chuyển mạch trở lại (đèn LED tắt). Đặt công tắc trở lại ở một nữa đƣờng giữa vị trí bật và tắt. Siết chặt ví kẹp giữa của cảm biến bằng chìa vặn 6 cạnh A/F 1.3. Khởi động chạy kiểm tra nếu cảm biến chuyển mạch ở điểm chính xác (nâng cao/hạ thấp của xy lanh nâng hạ).

3.1.5.Cảm biến tiệm cận (Nâng hạ xy lanh đẩy) Cảm biến tiệm cận đƣợc dùng để cảm nhận vị trí cuối của xy lanh. Cảm biến tiệm cận đƣợc nhận biết do vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh. Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đã đƣợc lắp, cảm biến tiệm cận ở xy lanh đẩy đã đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Sử dụng nút điều khiển bằng tay của van điện từ để đặt cần piston của xy lanh ở vị trí mà ta muốn dừng lâu dài. 2. Di chuyển cảm biến dọc theo trục xy lanh tới khi nó chuyển mạch, đèn chỉ thị trạng thái (LED) sáng. 3. Dịch cảm biến đi vài mm xa hơn theo cùng hƣớng tới khi chuyển mạch trở lại (đèn LED tắt). 4. Đặt công tắc trở lại ở một nữa đƣờng giữa vị trí bật và tắt. 5. Siết chặt ví kẹp giữa của cảm biến bằng chìa vặn 6 cạnh A/F 1.3. 6. Khởi động chạy kiểm tra nếu cảm biến chuyển mạch ở điểm chính xác (vƣơn ra/co vào của xy lanh đẩy). 109 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

3.1.6.Cảm biến đo dịch chuyển thẳng với bộ so sánh (Đo lƣờng, đo chiều cao chi tiết phôi) Cảm biến đo dịch chuyển thẳng đƣợc sử dụng để đo chiều cao của chi tiết phôi. Tín hiệu ra tƣơng tự của cảm biến đo dịch chuyển thẳng đƣợc chuyển đổi thành tín hiệu nhị phân (tín hiệu 0/1) bằng bộ so sánh. Điều kiện tiên quyết: Module nâng hạ đƣợc lắp ráp, module đo lƣờng đƣợc lắp ráp sơ bộ. Xy lanh đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến đo dịch chuyển thẳng và bộ so sánh đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 1.

2. 3. 4. 5.

Thực hiện: Lắp module đo lƣờng ở khoảng cách 240 mm từ tấm nhôm rãnh. Ghi chú: Sự thích nghi của chiều cao của giá đỡ chi tiết phôi đến máng trƣợt đệm hơi đƣợc thực hiện bằng tín hiệu chỉnh bộ giảm chấn cuối hành trình (dừng cuối). Đặt chi tiết phôi màu đỏ (cao 25 mm) vào trong giá đỡ chi tiết phôi của module nâng hạ. Vặn lỏng vít kẹp của giá đỡ cảm biến đo dịch chuyển thẳng. Nâng xy lanh nâng hạ đến vị trí cao nhất của nó. Dịch chuyển cảm biến đo dịch chuyển thẳng tới khi khe hở đạt đƣợc khoảng 15 mm. Giữ chặt cảm biến đo dịch chuyển thẳng lại vị trí này. Hiệu chỉnh bộ so sánh: Đặt một chi tiết phôi màu đỏ trong giá đỡ chi tiết phôi. Chiều cao chi tiết phôi bằng 25 mm. Dịch chuyển xy lanh nâng hạ đến vị trí trên bằng cách tác động lên nút điều khiển tay của van có đánh dấu C Đặt hai chiết áp LEVEL1 và LEVEL2 sao cho đèn hiển thị trạng thái hoạt động của tín hiệu xuát MID (xanh lá cây) sáng. Ghi chú: LEVEL1 khoảng 5 vạch trên thanh đo, LEVEL2 khoảng 6 vạch trên thanh đo. Dịch chuyển xy lanh nâng hạ đến vị trí thấp nhất bằng cách tác động lên nút điều khiển tay của van có đánh dấu C. 110



TT Cơ Điện Tử

Đèn hiển thị trạng thái hoạt động của tín hiệu xuất LOW (vàng) sáng. Tháo chi tiết phôi; Bộ so sánh đã đƣợc thiết lập. 3.2. Hiệu chỉnh Van tiết lƣu một chiều Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để điều chỉnh lƣu lƣợng cho xy lanh tác động kép. Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện đƣợc mở hết. Nguồn khí nén không điều khiển và xả khí điều khiển, giữ cho pittong bằng giảm chấn khí nén ( hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi). Điều kiện tiên quyết: Xylanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thực hiện: 1. Vặn vít tiết lƣu trên van tiết lƣu mốt chiều đầu tiên vào hết và sau đó nới ra một vòng. 2. Khởi động chạy kiểm tra. 3. Mở van tiết lƣu một chiều từ từ đến khi piston đạt đƣợc tốc độ mong muốn.

4. I/O PORT 1B1 I 0.4 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi lên 1B2 I 0.5 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi xuống 1Y1 Q 0.0 BOOL Xilanh nâng/hạ đi xuống 1Y2 Q 0.1 BOOL Xilanh nâng/hạ đi lên --------------------------------------------------------------------------------------------------5. 2B1 I 0.6 BOOL Xi lanh đẩy co rút lại Xi lanh đẩy mở rộng 6. 2Y1 Q 0.2 BOOL 7. 3Y1 Q 0.3 BOOL Thổi khí --------------------------------------------------------------------------------------------------8. B2 I 0.1 BOOL Phôi không phải màu đen 9. B4 I 0.2 BOOL Đèn báo an toàn. 10. B5 I 0.3 BOOL Phôi đúng chiều cao --------------------------------------------------------------------------------------------------11. H1 Q 1.0 BOOL Start indicator light 12. H2 Q 1.1 BOOL Reset indicator light 1. 2. 3. 4.



TT Cơ Điện Tử

13. H3 Q 1.3 BOOL Indicator light material 1: 0=bk 1=rd 1=si --------------------------------------------------------------------------------------------------14. IP_FI I 0.7 BOOL Downstream station free 15. IP_N_FO Q 0.7 BOOL station occupied --------------------------------------------------------------------------------------------------16. Part_AV I 0.0 BOOL Có phôi --------------------------------------------------------------------------------------------------17. S1 I 1.0 BOOL Start button 18. S2 I 1.1 BOOL Stop button (normally closed) 19. S3 I 1.2 BOOL Automatic-manual switch 20. S4 I 1.3 BOOL Reset button



TT Cơ Điện Tử

III. PROCESSING STATION – TRẠM GIA CÔNG 1. GIỚI THIỆU Trạm Processing Station – Trạm Gia Công – là trạm thứ 3 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ. 2. THIẾT KẾ CHỨC NĂNG 2.1. Trạm gia công Gia công là môn học chung cho các bƣớc sản xuất nhƣ tạo hình, thay đổi hình dáng, gia công cơ khí và liên kết. Theo tiêu chuẩn của VDI2860, tạo hình là sáng tạo ra các vật thể có kích thƣớc hình học xác định từ các vật thể không có hình dạng cụ thể. Thay đổi hình dạng là thay đổi khối hình học hoặc hoàn thiện bề mặt chi tiết. Gia công cơ khí là thay đổi đặc tính vật liệu hoặc hoàn thiện bề mặt của chi tiết. Liên kết là kết nối vĩnh viễn một vài chi tiết với nhau. Chức năng của trạm gia công: Kiểm tra đặc tính của các chi tiết phôi (Vị trí xác định, lỗ). Gia công các cơ khí chi tiết phôi. Cung cấp các chi tiết phôi đến các trạm tiếp theo. Trạm gia công bao gồm các phần sau đây: Module bàn quay phân đô. Module kiểm tra. Module khoan. Module kẹp. Module cửa phân loại, điện. Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC.



TT Cơ Điện Tử

Trạm gia công với xe di động, Bảng điều khiển và khối PLC Chức năng 2.2. Trong trạm gia công, các chi tiết phôi đƣợc kiểm tra và gia công trên Bàn quay phân độ. Bàn quay phân độ đƣợc điều khiển bởi các động cơ điện một chiều. Bàn quay đƣợc định vị trí bằng mạch Relay, với các vị trí của bàn đƣợc phát hiện bằng cảm biến điện cảm. Trên Bàn quay phân độ các chi tiết phôi đƣợc kiểm tra và khoan trong một quá trình song song. Cơ cấu dẫn động điện từ với cảm biến điện cảm kiểm tra chi tiết phôi đã đƣợc đƣa vào vị trí chính xác hay chƣa. Trong khi khoan, chi tiết phôi đƣợc kẹp bằng cơ cấu đƣợc dẫn động điện từ. 114 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Các chi tiết hoàn thiện sẽ đƣợc đƣa qua bên trên thiết bị đẩy bằng điện. Ghi Chú: Trạm chỉ dung các cơ cấu chấp hành thuần tuý điện. 2.3. Mô tả quá trình Điều khiện tiên quyết cho khởi động: Chi tiết phải ở trong giá đỡ chi tiết phôi nhập vào. Vi trí ban đầu: Ban quay phân độ đƣợc đã đƣợc định vị trí. Pittong điện từ của module kiểm tra ở vị trí cao. Máy khoan ở vị trí cao. Động cơ máy khoan tắt. Thiết bị kẹp co vào. Thiết bị rẽ nhánh không hoạt động. Quy trình: 1) Bàn quay phân độ quay 60 0, nếu chi tiết phôi đƣợc phát hiện trong giá đỡ phôi một và nút START đƣợc bấm. 2) Trục nam châm điện từ đƣợc di chuyển xuống dƣới và kiểm tra nếu nhƣ chi tiết phôi đƣợc đƣa vào mặt mở ra hƣớng lên phía trên.Bàn quay phân độ quay 60 0 nếu nhƣ kết quả kiểm tra đúng. 3) Thiết bị kẹp kẹp chi tiết phôi. Động cơ của máy khoan đƣợc bất lên. Trục thẳng di chuyển máy khoan xuống dƣới. 4) Khi máy khoan đƣợc đƣợc vị trí thấp nhất, nó lại di chuyển đi lên phía dừng trên bằng trục thẳng. 5) Động cơ của máy khoan đƣợc tắt đi và thiết bị kẹp co lại. Bàn quay phân độ quay 600. 6) Cổng phân loại điện đƣa chi tiết phôi qua trạm tiếp theo. Quy trình này mô tả quá trình đi qua của một chi tiết phôi qua trạm gia công. Chi tiết phôi đƣợc di chuyển qua trạm kế tiếp. Chu kỳ gia công có thể khởi động lại lần nữa và một chi tiết phôi nạp vào giá đỡ chi tiết phôi 1. 2.4.

Module bàn quay phân độ



TT Cơ Điện Tử

Dẫn động cho module bàn quay phân độ vận hành bằng cơ cấu điện một chiều liền hộp số. 6 vị trí của tấm quay đƣợc định nghĩa bằng vị định vị trí trên bàn quay và phát hiện bằng cảm biến điện cảm. Mỗi giá đỡ của 6 giá đỡ chi tiếp phôi hình bán cung tròn của bàn quay đƣợc thiết kế có lỗ ở giữa tâm để tạo điều kiện thuận lợi cho phát hiện phôi bằng cảm biến tiệm cận điện dung. 2.5. Module kiểm tra

Chi tiết phôi đƣợc đƣa vào kiểm tra định vị trí chính xác. Nếu nhƣ lỗ đƣợc hƣớng lên phía trên, lõi của thiết bị kiểm tra điện từ phải đạt đƣợc vị trí vƣơn ra hết. Cảm biến điện cảm tự cảm đƣợc tác dụng qua đai ốc ở vị trí trên của lõi thiết bị. 2.6.

Module khoan

Module khoan đƣợc sử dụng cho mô phỏng đánh bóng lỗ của chi tiết phôi. 116 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Thiết bị kẹp bằng điện giữ chi tiết phôi. Hoạt động đi ra và trở lại của máy khoan đƣợc tác động bằng trục dẫn động thẳng đứng với động cơ đai răng. Động cơ điện liền hộp số dẫn động trục thẳng đứng và mạch Relay đƣợc sử dụng để kích hoạt động cơ. Động cơ của máy khoan đƣợc hoạt động bằng điện áp một chiều 24V DC và tốc độ không điều chỉnh đƣợc. Nhận biết vị trí cuối cùng đƣợc tác dụng bởi công tắc giới hạn điện, sự tiếp cận của công tắc giới hạn làm đảo chiều chuyển động của trục dẫn động thẳng.

3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH 3.1. Hiệu chỉnh cảm biến 3.1.1. Cảm biến tiệm cận điện dung(Bàn quay phân độ phát hiện chi tiết phôi) Cảm biến tiệm cận điên dung đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Chi tiết phôi làm thay đổi điện dung của tụ điện lắp trong đầu cảm biến. Chi tiết phôi đƣợc phát hiện không phụ thuộc vào màu sắc và vật liệu. Ghi chú: Cảm biến tiệm cận điện dung thƣờng đƣợc sử dụng ở các vị trí nhập vật liệu, kiểm tra và khoan. Điều kiện tiên quyết: Module Bàn quay phân độ đƣợc lắp ráp. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Lắp chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi. 2) Lắp cảm biến tiệm cận vào giá đỡ, tránh không tiếp xúc với Bàn quay phân độ. Vị trí của cảm biến tiệm cận đƣợc định tâm dƣới lỗ khoan của giá đỡ chi tiết phôi. 3) Hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận – chi tiết phôi tới khi đèn hiển thị trạng thái(đèn LED) bật lên. Ghi chú: Cần tránh sự tác động vào cảm biến tiệm cận vào tấm quay của Bàn quay phân độ. 4) Kiểm tra vị trí và thiết lập cảm biến tiệm cân(đặt/gắp chi tiết phôi). 3.1.2. Cảm biến tiệm cận tự cảm( Bàn quay phân độ định vị trí) Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc dùng cho định vị trí của Bàn quay phân độ. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện đối tƣợng kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng cả vật liệu và bề mặt hoàn thiện. Điều kiện tiên quyết: Module Bàn quay phân độ đã đƣợc lắp. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Lắp cảm biến tiệm cận vào trong giá đỡ. Vị trí cảm biến tiệm cận ở giữa phía dƣới vít định vị của Bàn quay phân độ. Khoảng cách cảm biến tiệm cân – vít định vị trí 2mm. 117 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

2) Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – vít định vị tới khi đèn hiển thị trạng thái (đèn LED) bật sáng. 3) Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận bằng quay Bàn quay phân độ. 3.1.3. Cảm biến tiệm cận tự cảm( Kiểm tra, định hƣớng của chi tiết phôi) Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc dùng cho định hƣớng của chi tiết phôi. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện đối tƣợng kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng của vật liệu và bề mặt hoàn thiện. Điều kiện tiên quyết: Module bàn quay phân độ và module kiểm tra đã đƣợc lắp đặt. Module kiểm tra và cảm biến tiệm cận đã đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Đặt chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi. Lỗ hƣớng lên phía trên. 2) Bật điện áp cấp nguồn cho nam châm điện của module kiểm tra. 3) Định vị trí cảm biến tiệm cận tự cảm trong khoảng cách khoảng 1mm đến đai ốc của đầu dò của module kiểm tra. 4) Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – đai ốc tới khi đèn hiển thị trạng thái (đèn LED) bật lên. 5) Kiểm tra vị trí và hiệu chỉnh cảm biến tiệm cận bằng bật và tắt cuộn nam châm điện của module kiểm tra. 3.1.4. Công tắc Micro( Khoan, trục dẫn động thẳng) Các công tắc Micro đƣợc dùng để nhận biết vị trí dừng cuối hành trình của trục dẫn động thẳng. Các công tắc Micro đƣợc tác động bằng bàn trƣợt của trục dẫn động thẳng. Điều kiện tiên quyết: Module khoan đƣợc lắp rắp. Module khoan đƣợc nối dây. Các công tác Micro đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1) Di chuyển máy khoan đến vị trí dừng phía trên. 2) Di trƣợt công tắc Micro trong giá đỡ xung quanh tới khi tác động. 3) Vặn chặt vít kẹp. 4) Di chuyển máy khoan đến vị trí dừng phía dƣới. 5) Di trƣợt công tắc Micro trong giá đỡ xung quanh lỗ tới khi bị tác động. 6) Xiết chặt vít kẹp. 7) Khởi động chạy kiểm tra nếu công tắc Micro đƣợc xác định vị trí chính xác( Di chuyển máy khoan đi lên/đi xuống).



TT Cơ Điện Tử

Bảng trạng thái I/O 3.2. -------------------------------------------------------------------------------------------------------Khoan ở vị trí phía trên 1B1 I 0.3 BOOL 1B2 I 0.4 BOOL Khoan ở vị trí thấp B1 I 0.2 BOOL Phôi tại vị trí kiểm tra B2 I 0.1 BOOL Phôi tại vị trí khoan B3 I 0.5 BOOL Bàn xoay ở đúng vị trí Cảm biến báo bàn dập đã OK B4 I 0.6 BOOL -------------------------------------------------------------------------------------------------------Em_Stop I 1.5 Khóa mở ngừng khẩn cấp ------------------------------------------------------------------------------------------------------H1 Q 1.0 BOOL Bắt đầu đèn báo hiệu Đặt lại đèn báo hiệu H2 Q 1.1 BOOL H3 Q 1.2 BOOL Workpiece not ok indicator light -------------------------------------------------------------------------------------------------------IP_FI I 0.7 BOOL Downstream station free IP_N_FO Q 0.7 BOOL Station occupied -------------------------------------------------------------------------------------------------------K1 Q 0.0 BOOL Motor khoan hoạt động K2 Q 0.1 BOOL Bàn xoay hoạt động Mũi khoan đi xuống K3 Q 0.2 BOOL K4 Q 0.3 BOOL Mũi khoan nâng lên -------------------------------------------------------------------------------------------------------Part_AV I 0.0 BOOLPhôi ở vị trí chờ -------------------------------------------------------------------------------------------------------S1 I 1.0 BOOL Nút Start S2 I 1.1 BOOL Nút Stop (normally closed) S3 I 1.2 BOOL Khóa chuyển Auto – Manual S4 I 1.3 BOOL Nút Reset -------------------------------------------------------------------------------------------------------Kẹp phôi Y1 Q 0.4 BOOL Y2 Q 0.5 BOOL Kiểm tra lỗi phôi Y3 Q 0.6 BOOL Đẩy phôi sang trạm kế tiếp



TT Cơ Điện Tử

IV. HANDLING STATION – TRẠM TAY GẮP 1.GIỚI THIỆU Trạm Handling Station – Trạm tay gắp – là trạm thứ 4 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ.

2.THIẾT KẾ CHỨC NĂNG 2.1.Trạm Gia Công Tay gắp là chức năng phụ của dòng vật liệu. Các chức năng phụ khác là băng chuyền & kho. Theo tiêu chuẩn VDI 2860, tay máy là vật đƣợc tạo ra, thay đổi định nghĩa và bảo quản tạm thời các sắp xếp không gian của các vật thể đã xác định kích thƣớc hình học. Chức năng của Tay Gắp:  Xác định rõ đặc tính vật liệu của chi tiết phôi.  Tháo chi tiết phôi từ module giữ phôi.  Đặt chi tiết phôi vào máng trƣợt “kim loại / màu đỏ” hoặc màu đen.  Di chuyển chi tiết phôi đến trạm tiếp theo. Trạm Tay gắp bao các phần sau đậy:  Module chứa phôi.  Module PicAlfa.  Module máng trƣợt.  Tấm nhôm rãnh.  Xe di động.  Bảng điều khiển.  Khối PLC.



TT Cơ Điện Tử

Trạm tay gắp với Xe di động, bảng điều khiển & khối PLC 2.2.Chức năng Trạm tay gắp đƣợc lắp ráp bằng thiết bị tay máy 2 trục. Chi tiết phôi đƣa vào đƣợc phát hiện trong thiết bị giữ phôi bằng cảm biến ánh sáng quang phản xạ. Thiết bị tay máy tìm chi tiết phôi từ trong giá giữ phôi bằng sự trợ giúp của bàn tay kẹp khí nén, trong đó có lắp cảm biến quang điện. Cảm biến phân biệt giữa màu đen và không đen của chi tiết phôi. Chi tiết phôi có thể đặt xuống. Các tiêu chuẩn phân biệt khác nhau có thể đƣợc định nghĩa nếu trạm đƣợc tổ hợp với các trạm khác. Bằng cách thiết lập cơ cấu chặn của cơ khí ở cuối máng trƣợt, có thể vận chuyển chi tiết phôi sang các trạm sau. 121 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

2.3.Mô tả quá trình hoạt động Điều kiện tiên quyết khởi động: Chi tiết phôi ở giá giá giứ phôi. Vị trí ban đầu: Trục tuyến tính ở vị trí trạm trên. Xylanh nâng hạ co vào ( Bàn tay kẹp nâng lên). Bàn tay kẹp mở. Trình tự: 1) Xylanh nâng hạ đi ra nếu chi tiết phôi đƣợc phát hiện trong giá giữ phôi và nút Start đƣợc nhấn. 2) Bàn tay kẹp đóng lại. Nhận dạng màu chi tiếp phôi “ màu đen” hoặc không phải màu đen đƣợc thực hiện. 3) Xylanh nâng hạ co vào.Chi tiết phôi màu đen, trạng thái máng trƣợt trong: 4) Xylanh không trục đến gần vị trí máng trƣợt 1. 5) Xylanh nâng hạ đi ra. 6) Bàn tay kẹp mở ra và chi tiết phôi đƣợc đƣa vào máng trƣợt. 7) Xylanh nâng hạ co vào. 8) Xylanh “không trục” chuyển đến vị trí trạm trên.Chi tiết phôi màu không đen, trạng thái máng trƣợt ngoài: 9) Xylanh không trục đến gần vị trí máng trƣợt 2. 10)Xylanh nâng hạ đi ra. 11)Bàn tay kẹp mở ra và chi tiết phôi đƣợc vào trong máng trƣợt. 12)Xylanh nâng hạ co vào. 13)Xylanh không trục chuyển đến vị trí trạm trên. 2.4. Module nhận dạng 2.4.1.Module chứa phôi



TT Cơ Điện Tử

Chi tiết phôi đƣợc đƣa vào bằng tay vào trong module chứa phôi. Các chi tiết phôi đƣợc phát hiện trong giá đỡ bằng cảm biến quang điện khuyếch tán. 2.4.2.Module PicAlfa

Module PicAlfa sử dụng để vận hành công nghiệp các linh kiện, định vị trí nhanh – và cũng định vị trí trung gian đƣợc thực hiện qua xy lanh không trục khí nén với các vị trí cuối hành trình hiệu chỉnh đƣợc và có giảm chấn. Xy lanh thẳng, phẳng với cảm biến vị trí cuối hành trình đƣợc sử dụng nhƣ xy lanh nâng hạ cho trục Z. Bàn tay kẹp khí nén đƣợc lắp vào xy lanh nâng hạ và cảm biến quang điện đƣợc tích hợp trong ngón kẹp để phát hiện chi tiết phôi. Module PicAlfa linh hoạt khác thƣờng: Hành trình dài, trục có độ nghiêng, cấu hình đƣợc cảm biến vị trí cuối hành trình và vị trí lắp ráp hiệu chỉnh đƣợc. Module có thể thích nghi các dải rộng của các nhiệm vụ vận chuyển khác nhau mà không cần bất kỳ các phần tử phụ công thêm nào.



TT Cơ Điện Tử

2.4.3.Module máng trƣợt

Module máng trƣợt đƣợc sử dụng để vận chuyển và lƣu trữ các chi tiết phôi. Máng trƣợt có thể cung cấp 5 chi tiết phôi. Góc nghiêng của máng trƣợt hiệu chỉnh đƣợc nhiều. Module máng trƣợt kép đƣợc sử dụng trong tram Tay gắp.

3.LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH 3.1.Hiệu chỉnh cảm biến 3.1.1.Cảm biến khuyếch tán (Giá giữ phôi, phát hiện chi tiết phôi) Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra tin hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ. Điều kiện tiên quyết: Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp. Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Lắp đặt cáp quang sợi vào module chứa phôi. 2. Nối cáp quang sợi vào thiết bị quang sợi. 3. Đặt chi tiết phôi màu den vào trong giá giữ phôi. 4. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. 124 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 5. Đặt các chi tiết phôi vào giá giữ phôi. Ghi chú: Tất cả các chi tiết phôi phải đƣợc phát hiện chắc chắn. 3.1.2.Cảm 3.1.2.Cảm biến khuyếch tán (Tay kẹp, xác minh màu sắc) Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra tia hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ. Điều kiện tiên quyết: Module PicAlfa và thiết bị quang sợi đƣợc lắp. l ắp. Bàn tay kẹp đƣợc nối ống. ốn g. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 1. 2. 3. 4.

Thực hiện: Lắp đầu cáp quang sợi vào ngón tay kẹp. Đầu của sợi cáp quang nằm ngang mặt phẳng phía trong của ngón tay kẹp. Nối cáp quang sợi vào Thiết bị quang sợi. Đặt chi tiết phôi màu đỏ vào trong giá giữ phôi và gắp chi tiết phôi lên bằng Tay kẹp. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua -vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng.

Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. chỉnh . 5. Đặt chi tiết phôi màu đen vào trong giá giữ phôi và gắp chi tiết phôi lên bằng Tay kẹp. 6. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua -vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái tắt. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 7. Kiểm tra thiết lập của thiết bị quang sợi. Ghi chú: Chi tiết phôi màu đỏ và kim loại phải đƣợc phát hiện chắc chắn, chi tiết phôi màu đen thì không. 3.1.3.Cảm 3.1.3.Cảm biến tiệm cận (PicAlfa, trục tịnh tiến)



TT Cơ Điện Tử

Các cảm biến tiệm cận đƣợc sử dụng cho cảm nhận vị trí cuối của xy lanh không trục. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh không trục. Ghi chú: Xy lanh không trục di chuyển đƣợc đến 3 vị trí “giá giữ phôi”, “máng trƣợt 1” và “máng trƣợt 2”. Điều kiện tiên quyết: Module PicAlfa PicAlfa đƣợc lắp ráp, cữ chặn cơ khí cuối hành trình đƣợc hiệu chỉnh. Xy lanh không trục đƣợc nối ống. Ngồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Thực hiện: Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để từ để đặt piston ở vị trí mà ta muốn có. Thay đổi cảm biến dọc theo than xy x y lanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn (LED) sáng. Dịch chuyển cảm biến vài mm tiếp theo cùng hƣớng tới khi nó ngắt (đèn ( đèn LED tắt). Đặt công tắc ở vị trí chính giữa hai vị trí ngắt và đóng. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bắng tuatua -vit 6 cạnh A/F 1.3. Khởi động chƣơng trình chạy thử để kiểm tra xem cảm biến có đóng ở vị trí chính xác không (vị trí “giá giữ phôi” / vị trí “máng trƣợt 1” / vị trí “máng trƣợt 2”).

3.1.4.Cảm 3.1.4.Cảm biến tiệm cận (PicAlfa, xy lanh nâng hạ) Các cảm biến tiệm cận đƣợc sử dụng cho cảm nhận vị trí cuối c uối của xy lanh. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh. Điều kiện tiên quyết: Module PicAlfa đƣợc lắp ráp, cữ chặn cơ khí cuối hành trình đƣợc hiệu chỉnh. Xy lanh nâng hạ đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để đặt piston ở vị trí mà ta muốn có. 2. Thay đổi cảm biến dọc theo than xy x y lanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn (LED) sáng. 3. Dịch chuyển cảm biến vài mm tiếp theo cùng hƣớng tới khi nó ngắt (đèn ( đèn LED tắt). 126 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 161 – 165 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

4. Đặt công tắc ở vị trí chính giữa hai vị trí ngắt và đóng. 5. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tua-vit tua -vit 6 cạnh A/F 1.3. 6. Khởi động chƣơng trình chạy thử để kiểm tra xem cảm biến có đóng ở vị trí chính xác không (piston xy lanh đi ra và co vào). 3.2.Hiệu 3.2.Hiệu chỉnh van tiết lƣu một chiều Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để hiệu chỉnh lƣu lƣợng cho xy lanh tác động k ép. k ép. Trong hƣớng ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện mở hết. Nguồn khí nén không điều khiển và khí xả đƣợc điều khiển giữ piston bằng giảm chấn khí nén (hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi). Điều kiện tiên quyết: Xy lanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. bật . Thực hiện: 1. Đầu tiên vặn vít chỉnh của van tiết lƣu một chiều vào hết và sau đó nới lỏng ra một vòng. 2. Khởi động chạy kiểm tra, 3. Mở van tiết lƣu từ từ đến khi đạt đƣợc tốc độ piston cần thiết.



TT Cơ Điện Tử

4. I/O PORT Tay gắp tại vị trí trạm trên – trạm trƣớc. 1B1 I 0.1 BOOL 1B2 I 0.2 BOOL Tay gắp tại vị trí trạm dƣới – trạm kế. Tay gắp tại vị trí phân loại. 1B3 I 0.3 BOOL -------------------------------------------------------------------------------------------------------1Y1 Q 0.0 BOOL Tay gắp đến vị trí trạm trên – trạm trƣớc. 1Y2 Q 0.1 BOOL Tay gắp đến vị trí trạm dƣới – trạm kế. -------------------------------------------------------------------------------------------------------Tay kẹp mở dài 2B1 I 0.4 BOOL 2B2 I 0.5 BOOL Tay kẹp thu ngắn 2Y1 Q 0.2 BOOL Tay kẹp mở dài -------------------------------------------------------------------------------------------------------3B1 I 0.6 BOOL Phôi không phải đen Kẹp phôi 3Y1 Q 0.3 BOOL -------------------------------------------------------------------------------------------------------H1 Q 1.0 BOOL Start indicator light H2 Q 1.1 BOOL Reset indicator light -------------------------------------------------------------------------------------------------------IP_FI I 0.7 BOOL Downstream station free IP_N_FO Q 0.7 BOOL station occupied -------------------------------------------------------------------------------------------------------Part_AV I 0.0 BOOL Có Phôi -------------------------------------------------------------------------------------------------------S1 I 1.0 BOOL Start button S2 I 1.1 BOOL Stop button (normally closed) S3 I 1.2 BOOL Automatic-manual switch S4 I 1.3 BOOL Reset button



TT Cơ Điện Tử

V. SORTING STATION – TRẠM PHÂN LOẠI 1.GIỚI THIỆU Trạm Sorting Station – Trạm phân loại – là trạm thứ 9 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm của Festo. Trạm này đƣợc phát triển và sản xuất cho dạy nghề cũng nhƣ các mục đích đào tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ. 2.THIẾT KẾ CHỨC NĂNG 2.1.Trạm Phân loại Theo tiêu chuẩn VDI 2860, phân loại là một phần của chức năng vận hành của thay đổi số lƣợng. Phần băng tải có thể đƣợc rẽ nhánh để phân loại, nhờ có sự rẽ nhánh phân loại khác nhau đƣợc chuyển mạch tuỳ theo chi tiết phôi. Chi tiết phôi phải đƣợc xử lý riêng lẻ để cho không làm hỏng chức năng chuyển mạch của thiết bị rẽ nhánh. Trong Trạm Phân loại, các chi tiết phôi tƣợng trƣng đƣợc phân loại theo vật liệu và màu sắc. Xylanh đã đƣợc lắp đƣợc phân loại tuỳ theo màu và vật liệu. Chức năng của trạm Phân loại là: Phân loại các chi tiết phôi tuỳ theo đặc tính. Trạm Phân loại bao gồm các phần sau: Module băng tải phân loại. Module máng trƣợt. Tấm nhôm rãnh. Xe di động. Bảng điều khiển. Khối PLC.



TT Cơ Điện Tử

Trạm Phân loại với xe di động, bảng điều khiển & khối PLC. 2.2.Chức năng Trạm Phân loại phân loại các chi tiết phôi qua 3 máng trƣợt. Cảm biến khuyếch tán phát hiện chi tiết phôi đƣa vào ở phía đầu khởi động của băng tải. Đặc tính của chi tiết phôi (màu đen, màu đỏ, kim loại) đƣợc phát hiện bằng các cảm biến ở phía trƣớc của cữ chặn và các chi tiết phôi đƣợc phân loại vào máng trƣợt thích hợp 130 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

qua thiết bị rẽ nhánh. Các thiết bị rẽ nhánh đƣợc di chuyển bởi xy lanh hành trình ngắn bằng cơ cấu đảo chiều. Cảm biến phản xạ ngƣợc hiển thị mức điền đầy của các máng trƣợt. 2.3.Mô tả quá trình hoạt động Điều kiện tiên quyết khởi động: Chi tiết phôi ở phía đầu khởi động của băng tải. Vị trí ban đầu: Cữ chặn vƣơn ra. Nhánh 1 co vào Nhánh 2 co vào Động cơ băng tải tắt. Trình tự: 1. Phát hiện chi tiết phôi. 2. Động cơ băng tải bật. 3. Xác minh màu sắc/vật liệu. Phát hiện chi tiết phôi màu đen, chuyển vào máng trƣợt phía cuối cùng của băng tải: 4. Cữ chặn co vào. 5. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra. 6. Bƣớc chạy không.Phát hiện chi tiết phôi kim loại, chuyển vào máng trƣợt ở giữa của băng tải: 7. Rẽ nhánh 2 vƣơn ra. 8. Cữ chặn co vào. 9. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra. 10. Bƣớc chạy không. Phát hiện chi tiết phôi màu đỏ, chuyển vào máng trƣợt phía cuối cùng của băng tải: 11. Rẽ nhánh 1 vƣơn ra. 12. Cữ chặn co vào. 13. Chi tiết phôi đƣợc đẩy ra. 14. Bƣớc chạy không. 15. Động cơ băng tải tắt. 16. Cữ chặn vƣơn ra. 17. Rẽ nhánh 1 co vào. 18. Rẽ nhánh 2 co vào.



TT Cơ Điện Tử

2.4.Module nhận dạng 2.4.1. Module băng tải

Module băng tải đƣợc sử dụng để vận chuyển và đẩy các chi tiết phôi. Hai rẽ nhánh có thể chuyển trạng thái bằng hai xy lanh hành trình ngắn đƣợc gắn vào, nhờ đó các chi tiết phôi đƣợc phân loại theo đặc tính và chủng loại. Dẫn động của băng tải phân loại đƣợc hoạt động bằng động cơ một chiều liền hộp số. Cảm biến khuyếch tán phát hiện khi nào có chi tiết phôi ở phía đầu của băng tải. Đó là nguyên nhân làm vòng chƣơng trình khởi động và động cơ của băng tải bật lên. Chi tiết phôi bị dừng lại bởi cữ chặn khí nén. Cảm biến khuyếch tán xác định màu của chi tiết phôi (đỏ hoặc đen). Chi tiết phôi kim loại đƣợc phát hiện qua cảm biến tiệm cận điện cảm. Phụ thuộc vào chi tiết phôi đƣợc xác định, rẽ nhánh cho vật liệu phù hợp đƣợc tác động. Mỗi khi chi tiết phôi đƣợc nhả ra khỏi cữ chặn, sau đó nó đƣợc vận chuyển đến máng trƣợt phù hợp.



TT Cơ Điện Tử

2.4.2.Module máng trƣợt

Module máng trƣợt đƣợc sử dụng để vận chuyển hoặc lƣu trữ các chi tiết phôi. Module này có thể áp dụng tổng quát nhờ có độ nghiêng và chiều cao hiệu chỉnh thay đổi đƣợc. Bộ ba module truợt đƣợc tận dụng trong Trạm Phân loại. Các chi tiết phôi đi vào từ module băng tải đƣợc lƣu trữ trong module máng trƣợt. Cảm biến phản xạ ngƣợc hiển thị mức điền đầy của các máng trƣợt.

3. LẮP ĐẶT & VẬN HÀNH 3.1.Hiệu chỉnh cảm biến 3.1.1.Cảm biến khuyếch tán (Băng tải, phát hiện chi tiết phôi) Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phát hiện chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra tin hồng ngoại phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ. Điều kiện tiên quyết: Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp. Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Lắp đặt cáp quang sợi vào giá lắp cảm biến và khởi động băng chuyền. 2. Nối cáp quang sợi vào thiết bị quang sợi. 133 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

3. Đặt chi tiết phôi màu đen vào phía đầu khởi động băng chuyền. 4. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 5. Đặt các chi tiết phôi vào phía đầu khởi động băng chuyền. Ghi chú: Tất cả các chi tiết phôi phải đƣợc phát hiện chắc chắn. 3.1.2.Cảm biến khuyếch tán (Băng tải, phân biệt màu sắc) Cảm biến khuyếch tán đƣợc dùng để phân biệt màu sắc của các chi tiết phôi. Cáp quang sợi đƣợc nối với thiết bị quang sợi. Thiết bị quang sợi phát ra ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy đƣợc. Cảm biến khuyếch tán phát hiện ra ánh sáng phản xạ từ chi tiết phôi. Bề mặt và màu sắc khác nhau làm thay đổi lƣợng ánh sáng phản xạ. Điều kiện tiên quyết: Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp. Cữ chặn đƣợc nối ống dẫn khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: Lắp đầu cáp quang sợi vào giá lắp cảm biến ở cữ chặn. Nối cáp quang sợi vào Thiết bị quang sợi. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 5. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn. 6. Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái tắt. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 7. Kiểm tra thiết lập của thiết bị quang sợi cho các chi tiết phôi màu đen, màu đỏ và kim loại. Ghi chú: Chi tiết phôi màu đỏ và kim loại phải đƣợc phát hiện chắc chắn, chi tiết phôi màu đen thì không bị phát hiện. 1. 2. 3. 4.

3.1.3.Cảm biến tiệm cận tự cảm (Băng tải, xác nhận vật liệu) Các cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc sử dụng để xác nhận vật liệu. Cảm biến tiệm cận tự cảm phát hiện vật kim loại. Khoảng cách chuyển mạch là chức năng của vật liệu và bề mặt hoàn thiện. 134 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Điều kiện tiên quyết: Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc lắp sơ bộ trong giá đỡ. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Lắp cảm biến tiệm cận vào giá lắp cảm biến ở cữ chặn. 2. Hiệu chỉnh khoảng cách cảm biến tiệm cận – chi tiết phôi cho tới khi đèn hiển thị bật sáng. 3. Kiểm tra vị trí và thiết lập cảm biến tiệm cận (đặt/gắp lên chi tiết phôi kim loại). 3.1.4.Cảm biến tiệm cận (Băng tải, rẽ nhánh 1/rẽ nhánh 2) Các cảm biến tiệm cận đƣợc sử dụng để phát hiện vị trí cuối hành trình của xy lanh. Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh. Điều kiện tiên quyết: Cảm biến tiệm cận đƣợc lắp. Xy lanh đƣợc nối ống. Nguồn khí nén đƣợc bật. Cảm biến tiệm cận đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. Thực hiện: 1. Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để đặt piston ở vị trí mà ta muốn có. 2. Thay đổi cảm biến dọc theo thân xy lanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là khi đèn (LED) sáng. 3. Dịch chuyển cảm biến vài mm tiếp theo cùng hƣớng tới khi nó ngắt (đèn LED tắt). 4. Đặt công tắc ở vị trí chính giữa hai vị trí ngắt và đóng. 5. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tua-vit 6 cạnh A/F 1.3. 6. Khởi động chƣơng trình chạy thử để kiểm tra xem cảm biến có đóng ở vị trí chính xác không (piston xy lanh đi ra và co vào). 3.1.5.Cảm biến phản xạ ngƣợc Cảm biến phản xạ ngƣợc đƣợc dùng để phát hiện độ tràng khi phôi vào trong máng trƣợt. Một cảm biến phản xạ ngƣợc bao gồm bộ phát tín hiệu và bộ nhận tín hiệu. Điều kiện tiên quyết: Module máng trƣợt đƣợc lắp ráp. Cảm biến phản xạ ngƣợc và tấm gƣơng phản xạ đƣợc lắp đặt. Cảm biến phản xạ ngƣợc đƣợc nối dây. Thiết bị nguồn điện đƣợc bật. 135 K.Sƣ Trần Văn Hiếu Email: [email protected] 161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5


TT Cơ Điện Tử

Thực hiện: 1) Cảm biến phản xạ và gƣơng phản xạ đƣợc lắp thẳng hàng. 2) Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái bật sáng. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 3) Chi tiết phôi trƣợt xuống máng. 4) Hiệu chỉnh chiết áp của thiết bị quang sợi bằng tua-vit cho tới khi đèn hiển thị trạng thái tắt. Ghi chú: Chỉ có thể vặn đƣợc nhiều nhất 12 vòng của vít hiệu chỉnh. 3.2.Hiệu chỉnh van tiết lƣu một chiều Van tiết lƣu một chiều đƣợc dùng để hiệu chỉnh lƣu lƣợng cho xy lanh tác động kép. Trong hƣớng ngƣợc lại, lƣu lƣợng khí đi qua van một chiều với tiết diện mở hết. Nguồn khí nén không điều khiển và khí xả đƣợc điều khiển giữ piston bằng giảm chấn khí nén (hoàn thiện chuyển động cả khi tải thay đổi). Điều kiện tiên quyết: Xy lanh đƣợc nối ống khí. Nguồn khí nén đƣợc bật. Thực hiện: 1. Đầu tiên vặn vít chỉnh của van tiết lƣu một chiều vào hết và sau đó nới lỏng ra một vòng. 2. Khởi động chạy kiểm tra, 3. Mở van tiết lƣu từ từ đến khi đạt đƣợc tốc độ piston cần thiết.



TT Cơ Điện Tử

4. I/O PORT CB báo Switch 1 rút lại 1B1 I 0.4 BOOL 1B2 I 0.5 BOOL CB báo Switch 1 mở -------------------------------------------------------------------------------------------------------1Y1 Q 0.1 BOOL Mở switch 1 – switch vị trí sau. -------------------------------------------------------------------------------------------------------2B1 I 0.6 BOOL CB báo Switch 2 rút lại 2B2 I 0.7 BOOL CB báo Switch 2 mở -------------------------------------------------------------------------------------------------------2Y1 Q 0.2 BOOL Mở switch 2 – switch vị trí trƣớc. 3Y1 Q 0.3 BOOL Thanh chắn kiểm tra vật -------------------------------------------------------------------------------------------------------B2 I 0.1 BOOL Phôi kim loại B3 I 0.2 BOOL Phôi không đen CB báo vật xuống B4 I 0.3 BOOL -------------------------------------------------------------------------------------------------------H1 Q 1.0 BOOL Start indicator light H2 Q 1.1 BOOL Reset indicator light H3 Q 1.2 BOOL Slide full indicator light ------------------------------------------------------------------------------------------------------IP_N_FO Q 0.7 BOOL station occupied -------------------------------------------------------------------------------------------------------K1 Q 0.0 BOOL Motor chạy -------------------------------------------------------------------------------------------------------Part_AV I 0.0 BOOL CB báo Có phôi -------------------------------------------------------------------------------------------------------S1 I 1.0 BOOL Start button S2 I 1.1 BOOL Stop button (normally closed) S3 I 1.2 BOOL Automatic-manual switch S4 I 1.3 BOOL Reset button



TT Cơ Điện Tử

PHỤ LỤC 3 – MỘT SỐ ĐỀ THI THAM KHẢO ỦY BAN NHÂN DÂN QUẬN 5 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NHGĨA VIỆT NAM TRƢỜNG TCN KTCN HÙNG VƢƠNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ THI THỰC HÀNH TT Cơ Điện Tử Lớp:09CĐT

Môn: Lập trình PLC Thời gian: 120 phút

Năm học: 2010 – 2011 Kỳ thi: Hết môn Học kỳ Tốt nghiệp

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I. MỤC ĐÍCH: - Đánh giá kiến thức đã học và kỹ năng thực hành - Các kỹ năng: Lập trình PLC S7 – 300 của SIEMENS, Phân tích hệ thống tự động. - Lập trình PLC điều khiển cơ cấu theo yêu cầu.

II. YÊU CẦU: 1. Kỹ thuật: Yêu cầu lập trình hệ thống hoạt động theo quy định chuẩn. 2. Các yêu cầu khác: - An toàn lao động. - Thời gian: hoàn thành trong thời gian quy định. - Đƣợc sử dụng các trang thiết bị: dụng cụ cầm tay, máy vi tính, cáp nạp chƣơng trình.

III. NỘI DUNG ĐỀ THI: (ĐỀ SỐ 01) : Lập trình điều khiển Trạm Cấp Phôi hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra Địa chỉ đầu vào Chú thích (IN)

Địa chỉ đầu ra (OUT)

Chú thích

DI 1

Ổ cấp phôi ở vị trí sau

DO 0

Cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi

DI 2

Ổ cấp phôi ở vị trí trƣớc

DO 1

Cuộn điện bật valve hút chân không

DI 3

Phôi đƣợc hút ở tay quay

DO 2

Cuộn điện tắt valve hút chân không

DI 4

Tay quay ở vị trí cấp phôi

DO 3

Cuộn điện chuyển tay quay đến ổ cấp phôi

DI 5

Tay quay ở vị trí trạm kế tiếp

DO 4

Cuộn điện chuyển tay quay đến trạm kế tiếp



TT Cơ Điện Tử

DI 6

ON = không có phôi trong bộ nạp phôi

DO 10

DI 10

Nút Start

DO 11

DI 11

Nút Stop

DO 12

DI 12

Khóa chuyển Auto-Manual

DO 13

DI 13

Nút Reset

Đèn Start

Đèn Reset Đèn báo chức năng đặc biệt số1 Đèn báo chức năng đặc biệt số2

IV. PHÂN PHỐI ĐIỂM: Phần 1: Dựa trên hoạt động của PLC Mô tả Chức năng đƣợc kiểm tra sử dụng PLC board

Đánh giá

Đánh giá tối đa

Đã làm

Điểm tối đa

Chuẩn bị: Lấy sản phẩm ra khỏi trạm, nối PLC với các chân vào/ra, khởi động PLC, mở nguồn hơi cấp cho trạm. ** Chuyển khóa sang chế độ Auto: Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau: Nhấn nút Stop. Tất cả các cơ cấu đều dừng hoạt động. Đèn báo chức năng đặc biệt số 1 . Nhấn nút Reset Hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc: - Tay quay về ổ cấp phôi. - Ổ cấp phôi ở vị trí sau. - Valve hút chân không ngừng hoạt động. Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt đèn Reset sáng. Nhấn nút Start Hệ thống ở trạng thái sẵn sàng: Đèn Reset tắt.

0.3 0.2

0.5

0.3 0.2



TT Cơ Điện Tử

Đèn Start sáng. A: Đặt sản phẩm vào ổ chứa. Sau 2s, đèn Start tắt . Tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. Cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi đẩy phôi ra. Tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. Cuộn điện bật valve hút chân không hút phôi. Cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi thu về. Tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. Cuộn điện tắt valve hút chân không nhả phôi ra. Tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. => Tiếp tục với A. ** Chuyển khóa sang chế độ Manual Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau:

0.3

Đèn báo chức năng đặc biệt số 2

0.2 0.2 0.2 0.2

Nhấn Start hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc Đặt sản phẩm vào ổ chứa. Nhấn Start tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. Nhấn Start cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi đẩy phôi ra Nhấn Start tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. Nhấn Start cuộn điện bật valve hút chân không hút phôi Nhấn Start cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi thu về Nhấn Start tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp Nhấn Start cuộn điện tắt valve hút chân không nhả phôi ra Nhấn Start tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. Kết thúc chế độ Manual Tổng cộng PLC board

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.5

0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5

7.5



TT Cơ Điện Tử

Phần 2: Đánh giá điểm thực hành chuẩn Mô tả

Điểm đánh giá

Điểm tối đa

Điểm đánh giá dựa vào Bảng kỹ thuật chuẩn

STT

Không hoàn thành (ghi mã số)

*1

0.5

*2

0.5

*3

0.5

*4

0.5

*5

0.5

2.5

Điểm tổng cộng thực hành chuẩn: * Một lỗi sẽ bị trừ 0.5 điểm.

Tổng kết: Đánh giá điểm tổng cộng: Mô tả

Hiệu trƣởng (Duyệt)

Điểm đánh giá

Điểm tối đa

Điểm tổng cộng PLC:

7.5

Điểm tổng cộng thực hành chuẩn:

2.5

Điểm tổng cộng:

10

Quận 5, ngày 24 tháng 12 năm 2010 Giám Đốc TTCĐT Giáo viên soạn



TT Cơ Điện Tử

ỦY BAN NHÂN DÂN QUẬN 5 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NHGĨA VIỆT NAM TRƢỜNG TCN KTCN HÙNG VƢƠNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc




----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



III. NỘI DUNG ĐỀ THI: (ĐỀ SỐ 02) : Lập trình điều khiển Trạm Kiểm Tra hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra Địa chỉ đầu vào Chú thích (IN)


Chú thích

DI 0

Có phôi

DO 0

Cuộn coil đ/khiển xylanh nâng đi xuống

DI 1

Kiểm tra màu đen 0=màu đen

DO 1

Cuộn coil đ/khiển xylanh nâng đi lên

DI 2

Tín hiệu quang điện an toàn

DO 2

Cuộn coil đ/khiển xylanh đẩy phôi

DI 3

Kiểm tra chiều cao phôi

DO 3

Cuộn coil đ/khiển thổi khí

DI 4

Xy lanh nâng ở vị trí trên

DO 10

Đèn Start

DI 5

Xy lanh nâng ở vị trí dƣới

DO 11

DI 6

Xy lanh đẩy ở vị trí sau

DO 12

DI 10

Nút Start

DO 13

Đèn Reset Đèn báo chức năng đặc biệt số1 Đèn báo chức năng đặc biệt 142



TT Cơ Điện Tử số2

DI 11

Nút Stop

Khóa chuyển Auto-Manual DI 13 Nút Reset IV. PHÂN PHỐI ĐIỂM: DI 12

Phần 1: Dựa trên hoạt động của PLC Mô tả Chức năng đƣợc kiểm tra sử dụng PLC board

Đánh giá


Đã làm

Điểm tối đa

Chuẩn bị: Lấy sản phẩm ra khỏi trạm, nối PLC với các chân vào/ra, khởi động PLC, mở nguồn hơi cấp cho trạm. ** Chuyển khóa sang chế độ Auto: Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau: Nhấn nút Stop. Tất cả các cơ cấu đều dừng hoạt động. Đèn báo chức năng đặc biệt số 1 . Nhấn nút Reset Hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc: - Xy lanh nâng ở vị trí dƣới. - Xy lanh đẩy ở vị trí sau. - Cuộn coil đ/khiển thổi khí tắt. Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt đèn Reset sáng. Nhấn nút Start Hệ thống ở trạng thái sẵn sàng: Đèn Reset tắt. Đèn Start sáng. A1: Đặt sản phẩm vào ổ chứa. Sau 2s, đèn Start tắt .

0.2 0.2

0.5

0.2 0.2 0.2 0.3


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng Nếu sản phẩm màu đen: => Tiếp tục với B1: Nếu sản phẩm màu đỏ: => Tiếp tục với B2: B1: Đẩy phôi ra ở vị trí máng dƣới. Xy lanh đẩy phôi thu về vị trí sau khi phôi đã vào máng. => Tiếp tục với A1. B2: Bệ nâng đƣa phôi đi lên tới vị trí trên. Nếu sản phẩm không đủ chiều cao: => Tiếp tục với C1: Nếu sản phẩm đủ chiều cao: => Tiếp tục với C2: C1: Bệ nâng đƣa phôi đi xuống vị trí dƣới: Xy lanh đẩy phôi ra ở vị trí máng dƣới Xy lanh đẩy phôi thu về khi phôi đã vào máng. => Tiếp tục với A1. C2: Xy lanh đẩy phôi ra máng trƣợt Máng trƣợt thổi khí đƣa vật trƣợt xuống dƣới Xy lanh đẩy phôi thu vị trí sau về khi phôi đã vào máng Ngừng thổi khí ở máng trƣợt. Bệ nâng đi xuống vị trí dƣới => Tiếp tục với A1. ** Chuyển khóa sang chế độ Manual Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau:

Đèn báo chức năng đặc biệt số 2 Nhấn Start hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc Đặt sản phẩm vào bệ chứa. Nhấn Start bệ nâng đƣa sản phẩm đi lên vị trí trên. Nhấn Start xy lanh đẩy phôi ra máng trƣợt Nhấn Start máng trƣợt thổi khí 2s và rút xy lanh về vị trí sau. Nhấn Start bệ nâng đi xuống vị trí dƣới. Kết thúc chế độ Manual

TT Cơ Điện Tử

0.2 0.2 0.5 0.2

0.2 0.2 0.2 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5

0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3



TT Cơ Điện Tử 7.5

Tổng cộng PLC board Phần 2: Đánh giá điểm thực hành chuẩn Mô tả

Điểm đánh giá

Điểm tối đa


STT


*1

0.5

*2

0.5

*3

0.5

*4

0.5

*5

0.5

2.5




Điểm đánh giá

Điểm tối đa


7.5


2.5

Điểm tổng cộng: 10 Quận 5, ngày 24 tháng 12 năm 2010 Giám Đốc TTCĐT Giáo viên soạn



TT Cơ Điện Tử





----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



III. NỘI DUNG ĐỀ THI: (ĐỀ SỐ 03) : Lập trình điều khiển Trạm Phân Loại hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra Địa chỉ đầu vào (IN)

Chú thích


Chú thích

DI 0

Có phôi

DO 0

Băng tải hoạt động

DI 1

Cảm biến điện cảm kiểm tra vật liệu

DO 1

Thanh gạt 1 mở ra

DI 2

Cảm biến quang kiểm tra màu đen

DO 2


DI 3

Cảm biến báo sản phẩm đi xuống

DO 3

Thanh chắn kiểm tra phôi

DI 4

Thanh gạt 1 rút lại

DO 10

Đèn Start

DI 5


DO 11

DI 6

Thanh gạt 2 rút lại

DO 12

DI 7


Đèn Reset Đèn báo chức năng đặc biệt số1


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng DI 10

Nút Start

DI 11

Nút Stop

DI 12


TT Cơ Điện Tử DO 13

Đèn báo chức năng đặc biệt số2

Nút Reset DI 13 IV. PHÂN PHỐI ĐIỂM:

Phần 1: Dựa trên hoạt động của PLC Mô tả Chức năng đƣợc kiểm tra sử dụng PLC board

Đánh giá


Đã làm

Điểm tối đa

Chuẩn bị: Lấy sản phẩm ra khỏi trạm, nối PLC với các chân vào/ra, khởi động PLC, mở nguồn hơi cấp cho trạm. ** Chuyển khóa sang chế độ Auto: Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau: Nhấn nút Stop. Tất cả các cơ cấu đều dừng hoạt động. Đèn báo chức năng đặc biệt số 1 . Nhấn nút Reset Hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc: - Băng tải ngừng hoạt động. - Thanh gạt 1, 2 rút lại. - Thanh chắn kiểm tra phôi đóng lại ( mức 0). Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt đèn Reset sáng. Nhấn nút Start Hệ thống ở trạng thái sẵn sàng: Đèn Reset tắt. Đèn Start sáng. A1: Đặt sản phẩm vào băng tải. Sau 2s, đèn Start tắt .

0.2 0.2

0.5

0.2 0.2 0.2 0.3


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng Băng tải hoạt động đƣa vật tới vị trí kiểm tra phôi Nếu sản phẩm màu đen: => Tiếp tục với B1: Nếu sản phẩm màu đỏ: => Tiếp tục với B2: Nếu sản phẩm kim loại – màu bạc: => Tiếp tục với B3: B1: Thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua. Thanh chắn kiểm tra đóng lại khi phôi đã qua. Băng tải đƣa phôi tới máng cuối. Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động. => Tiếp tục với A1. B2: Thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua. Thanh chắn kiểm tra đóng lại khi phôi đã qua. Thanh gạt 1 mở ra cho phôi tới máng giữa.

Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động, thang gạt 1 rút lại . => Tiếp tục với A1. B3: Thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua. Thanh chắn kiểm tra đóng lại khi phôi đã qua. Thanh gạt 2 mở ra cho phôi tới máng đầu tiên.

Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động, thang gạt 2 rút lại . => Tiếp tục với A1. ** Chuyển khóa sang chế độ Manual Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau:

Đèn báo chức năng đặc biệt số 2 Nhấn Start hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc Đặt sản phẩm vào băng tải. Nhấn Start băng tải chạy. Băng tải hoạt động đƣa vật tới vị trí kiểm tra phôi Nếu sản phẩm màu đen: => Tiếp tục với B4: Nếu sản phẩm không đen: => Tiếp tục với B5:

TT Cơ Điện Tử 0.2

0.2 0.3 0.3 0.2 0.5 0.2 0.3 0.3 0.2 0.5 0.2 0.3 0.3 0.2 0.5

0.1 0.1 0.1 0.1



TT Cơ Điện Tử

B4: Đèn Reset sáng. Lấy sản phẩm ra khỏi băng tải. Nhấn Start để chạy lại chế độ manual. B5: Nhấn Start thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua.

0.1 0.1

Nhấn Start thanh gạt 1 mở ra cho phôi tới máng giữa.

0.1

0.1

Vật rơi xuống máng. Nhấn Start băng tải ngừng hoạt động, thang gạt 1 rút lại, thanh chắn kiểm tra phôi đóng lại. Tổng cộng PLC board


0.2

7.5 Điểm đánh giá

Điểm tối đa


STT


*1

0.5

*2

0.5

*3

0.5

*4

0.5

*5

0.5


2.5

* Một lỗi sẽ bị trừ 0.5 điểm.



TT Cơ Điện Tử



Điểm đánh giá

Điểm tối đa


7.5


2.5


10




TT Cơ Điện Tử





----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



III. NỘI DUNG ĐỀ THI: (ĐỀ SỐ 04) : Lập trình điều khiển Trạm Gia Công hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra Địa chỉ đầu vào (IN)

Chú thích


Chú thích

DI 0

Có phôi tại vị trí chờ

DO 0

Động cơ motor khoan quay

DI 1

Có phôi tại vị trí khoan

DO 1

Động cơ motor bàn xoay quay

DI 2

Có phôi tại vị trí kiểm tra lỗ

DO 2

Khoan đi xuống vị trí dƣới

DI 3

Khoan tại vị trí trên cùng

DO 3

Khoan đi lên vị trí trên

DI 4

Khoan tại vị trí dƣới cùng

DO 4

Kẹp phôi để khoan lỗ

DI 5

Bàn xoay đúng vị trí

DO 5

Dập phôi kiểm tra

DI 6

Kiểm tra lỗ O.K

DO 6

Gạt phôi sang trạm kế tiếp

DI 10

Nút Start

DO 10

Đèn Start

DI 11

Nút Stop

DO 11

Đèn Reset 151



TT Cơ Điện Tử

DI 12


DO 12

DI 13

Nút Reset

DO 13

Đèn báo chức năng đặc biệt số1 Đèn báo chức năng đặc biệt số2

IV. PHÂN PHỐI ĐIỂM: Phần 1: Dựa trên hoạt động của PLC Mô tả Chức năng đƣợc kiểm tra sử dụng PLC board

Đánh giá


Đã làm

Điểm tối đa

Chuẩn bị: Lấy sản phẩm ra khỏi trạm, nối PLC với các chân vào/ra, khởi động PLC, mở nguồn hơi cấp cho trạm. ** Chuyển khóa sang chế độ Auto: Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau: Nhấn nút Stop. Tất cả các cơ cấu đều dừng hoạt động. Đèn báo chức năng đặc biệt số 1 . Nhấn nút Reset Hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc: - Bàn xoay ngừng hoạt động, bàn xoay về đúng vị trí. - Gạt hoạt động. - Khoan ở vị trí trên, mũi khoan ngừng hoạt động( mức 0). - Dập phôi ngừng hoạt động Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt, đèn Reset sáng. Nhấn nút Start Hệ thống ở trạng thái sẵn sàng: Đèn Reset tắt. Đèn Start sáng. A1: Đặt sản phẩm vào vị trí chờ.

0.3 0.2

0.5

0.3 0.2 0.3


Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng Sau 2s, đèn Start tắt . Bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí dập phôi. Dập phôi trong 1.5s để kiểm tra lỗ. Kiểm tra hoàn tất, bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí khoan. Đúng vị trí khoan thì kẹp phôi, cho mũi khoan hoạt động. Khoan đi xuống vị trí dƣới khoan phôi. Khoan 2s. Khoan đi lên vị trí trên. Mũi khoan ngừng khoan, ngừng kẹp phôi. Bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí gạt. Gạt phôi sang trạm kế tiếp. => Tiếp tục với A1. ** Chuyển khóa sang chế độ Manual Hệ thống hoạt động theo chế độ nhƣ sau:

Đèn báo chức năng đặc biệt số 2 Nhấn Start hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc Đặt sản phẩm vào bàn xoay. Nhấn Start bàn xoay mang phôi tới vị trí dập phôi. Nhấn Start dập phôi trong 2s. Nhấn Start bàn xoay mang phôi tới vị trí khoan. Nhấn Start kẹp phôi hoạt động, mũi khoan xoay. Nhấn Start khoan đi xuống vị trí dƣới khoan phôi, khoan phôi trong 2s. Nhấn Start khoan đi lên vị trí trên. Nhấn Start mũi khoan ngừng hoạt động, ngừng kẹp phôi. Nhấn Start bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí gạt Nhấn Start gạt phôi sang trạm kế tiếp trong 1.5s. Tổng cộng PLC board

TT Cơ Điện Tử 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.3 0.2 0.5

0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 7.5



TT Cơ Điện Tử


Điểm đánh giá

Điểm tối đa


STT


*1

0.5

*2

0.5

*3

0.5

*4

0.5

*5

0.5

2.5




Điểm đánh giá

Điểm tối đa


7.5


2.5


10



S7-300 voi MPS

Recommend Documents