Thiết kế thi công mô hình đóng gói và phân loại sản phẩm gạo theo khối lượng dùng PLC S7-200 và giao tiếp máy tính

ƯỚNG DẪN ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... TP. HCM: Ngày Tháng Năm 2008 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... TP. HCM: Ngày Tháng Năm 2008 LỜI CẢM ƠN Qua bốn năm học tại trường em được sự giúp đỡ và dìu dắc tận tình của quí Thầy cô. Đến nay khóa học đã kết thúc và chúng em cũng đã hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp. Đó chính là nhờ vào sự giúp đỡ của quí Thầy Cô, đặc biệt là thầy Bùi Thanh Luân đã hết lòng giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành chương trình Đồ Án Tốt Nghiệp này sau mười lăm tuần. Không những thế, các quí thầy cô còn chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quí báu của mình cho chúng em. Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên Đồ Án không thể tránh nhiều thiếu sót, mong quí Thầy Cô, và các bạn góp ý để Đồ Án của em được hoàn chỉnh tốt hơn. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM, và toàn thể quí Thầy, Cô giảng dạy khoa Điện - Điện Tử. MỤC LỤC BÌA LỜI CẢM ƠN Trang MỤC LỤC 5 MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 7 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 2.1 SƠ ĐỒ MACH NGUỒN +15V, -15V 8 2.2 SƠ ĐỒ MẠCH NGUỒN + 5V, +24V 9 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH HIỂN THỊ SỐ DÙNG 89C51 3.1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC 89C5 10 3.2 MẠCH XỬ LÝ TRUNG TÂM 12 3.3 TÍNH TOÁN MẠCH RESET` 13 3.4 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ SỐ 15 CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 4.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC 17 4.1.1 ĐƠN VỊ XỬ LÝ TRUNG TÂM 17 4.1.2 BỘ NHỚ (MEMORY) 17 4.1.3 BỘ NHỚ GHI ĐỌC 17 4.2 HOẠT ĐỘNG CỦA PLC 18 4.3 PHÂN LOẠI PLC 19 4.4 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG DÙNG PLC 22 4.4.1 XÁC ĐỊNH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 22 4.4.2 XÁC ĐỊNH NGÕ VÀO, NGỠ RA 22 4.4.3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH 22 4.4.4 NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO BỘ NHỚ 22 4.4.5 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH 23 4.5 SƠ ĐỒ KẾT NỐI GIỬA PLC VÀ MÔ HÌNH 23 4.6 MÔ TẢ TOÁN HẠNG 24 4.7 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG 27 4.8 LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN 30 4.9 LẬP TRÌNH PLC 39 4.10 LẬP TRÌNH VB 66 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 MỞ ĐẦU Nước ta đang trong công cuộc hiện đại hoá để từng bước bắt kiệp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội, công nghiệp sản xuất hàng hoá đống vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế.Việc tự động hoá là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường. Ngày nay công nghệ điện tử và sinh học ngày càng phát triển đã góp phần nâng cao năng xuất lao động một cách đáng kể, đặc biệt là các bộ điều khiển, xuất hiện đã đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao và ít phế phẩm, giá nhân công hạ, thời gian chết của máy móc là tối thiểu. Đất nước phát triển, nhu cầu của con người càng cao nên cần có những thiết bị máy móc có thể thay thế được sức lao động của con người, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất, vì vậy mà cần có những dây chuyền sản xuất tự động ra đời giúp chúng ta lao động nhẹ nhàng hơn. Hoà nhịp cùng sự phát triển đó rất nhiều thiết bị tự động ra đời đáp ứng ngày càng tốt hơn yêu cầu của cuộc sống “ MÔ HÌNH THI CÔNG ĐÓNG GÓI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM GẠO THEO KHỐI LƯỢNG DÙNG PLC S7_200 VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH ” củng được thiết kế dựa trên nền tảng của tự động hoá. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NỘI DUNG ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH ĐÓNG GÓI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM GẠO THEO KHỐI LƯỢNG DÙNG PLC S7_200 VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH Băng chuyền có thể được điều khiển bằng các nút nhấn trên bảng điều khiển hoặc các nút nhấn trên giao diện trên máy tính. Trước khi khởi động băng chuyền ta phải truyền khối lượng xuống xuống Cho mõi thùng Khi truyền khối lượng ta có thể kiểm tra được tín hiệu đã được truyền hay chưa nhờ vào sự truyền lên của PLC và đuợc hiển thị trên máy tính Sau khi truyền số kg cho mỗi thùng đã được đặt trước trên máy tính ta nhấn Start băng chuyền hoạt động Khi băng chuyền bắc đầu đong sản phẩm ta có thể quan sát được trạng thái của băng chuyền trên máy tính , đang đong loại thùng nào, bao nhiêu kg , có thể quan sát được khối lượng khi đang đong từ lúc bắc đầu đến khi đủ khối lượng đã được đặt trước trên máy tính , Số thùng của mỗi loại sau khi đóng gói xong, được PLC truyền lên và hiển thị trên máy tính. Sau khi đóng gói xong thì từng loại thùng được phân loại ra theo từng ngăn và có thể quan sát được trên máy tinh Mạch vi điều khiển hiển thị số thùng của mỗi loại sau khi được phân loại. Ta có thể quan sát được giá trị loadcell đang cân trên máy tính PLC truyền lên trạng thái của 6 cảm biến , 3 van và động cơ, nên ta có thể quan sát được trạng thái hoạt động của băng chuyền trên máy tính, băng chuyền ở trạng thái nào START hay STOP , cảm biến nào đang tác động , CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN 2.1 SƠ ĐỒ MẠCH NGUỒN +15V, -15V: Mục đích: Cấp nguồn cho bộ khuyếch đại tín hiệu từ loadcell H2.1 Sơ đồ mạch nguồn +15V, -15V 2.2 SƠ ĐỒ MẠCH NGUỒN +5V, +24V: Mục đích: Cấp nguồn cho mạch điều khiển và động cơ, role , cảm biến … H2.2 Sơ đồ mạch nguồn +5V H2.3 Sơ đồ mạch nguồn +24V CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH HIỂN THỊ SỐ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 3.1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC 89C51: Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MCS – 51 hoàn toàn tương tự nhau, ở đây giới thiệu IC 89C51 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của mỹ sản xuất chúng có các đặc điểm chung như sau: 4KB EPROM bên trong 128 Byte Ram nội 4 Port xuất nhập 8 bit Giao tiếp nối tiếp lập trình được 64KB vùng nhớ mả ngoài 64KB vùng nhớ dử liệu 210 vị trí có thẻ định vị bit 4us cho hoạt động nhân hoặc chia Khảo xát sơ đồ chân 89C51 H3.1 Sơ đồ chân IC 89C51 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép, mỏi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. Port 0: Là port có 2 chức năng ở các chân 32-39 của 8951. Trong các thiết kế cở nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O, Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mỡ rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. Cần chú ý là khi Port 0 được dùng như một ngỏ I/O bình thường thì cần có điện trở kéo lên do port 0 có cấu tạo là cực thu hở. Port1: Là Port I/O trên các chân từ 1-8 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng khác vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài. Port 2: Có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường xuất nhập. Port 3: Có tác dụng kép trên chân 10 - 17 các chân của port này có nhiều chức năng các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 89C51. 3.2 MẠCH XỬ LÝ TRUNG TÂM: H3.2 Sơ đồ mạch Vi Điều Khiển Mạch xử lý trung tâm dùng một IC AT89C51 với 4Kbyte EPROM dùng cho lập trình ứng dụng. Mạch làm nhiệm vụ nhận tín hiệu về xử lý và thực hiện yêu cầu của tín hiệu nhận được xuất dữ liệu ra bên ngoài theo yêu cầu Chân 31(EA) được mắc lên nguồn 5(V) cùng với chân cấp nguồn Vcc (40) để vi mạch thực hiện chương trình bên trong. Chân 20 được nối mass Chân 18, 19 nối với thạch anh 12MHz và các tụ C1, C2 tạo thành mạch dao động tạo xung cho vi mạch. 3.3 TÍNH TOÁN MẠCH RESET: H3.3 Sơ đồ mạch RESET Mạch RESET tạo đáp ứng mức 1 tại chân 9 của vi mạch sao cho thời gian tồn tại đáp ứng này lớn hơn 2 chu kỳ máy tạo xung thì thời gian tồn tại đáp ứng RESET tối thiểu là 2ns. Nguyên lý hoạt động của mạch RESET Ở thời điểm vừa cấp nguồn cho mạch tụ bắt đầu nạp lúc điện áp trên R2 giảm dần từ Vcc xuống 0 với đáp ứng theo đường cong Thời gian nạp của tụ tương ứng điện áp trên R2 giảm xuống đến 0.368 .Vcc, để đạt đến trạng thái xác lập cần khoảng thời gian là . Khi mạch RESET đã đạt đến trạng thái xác lập, nếu có một tín hiệu RESET từ công tắc nhấn làm điện áp trên tụ xã nhanh qua R1 và đáp ứng RESET bắt đầu lại từ đầu. Chọn C=10(nF) để đảm bảo đáp ứng RESET mức 1 (4.8-5V) trên điện trở R2 tồn tại hơn 2 chu ky máy (2(nF)) ta chọn R2 sao cho Tmay. Chọn thời gian tồn tại xung RESET là 300(ns). Ta có: (3.1) Ln(Vcc) = ln(Vcc) + ln() (3.2) (3.3) chọn R2=8,2K R1 được chọn sao cho thời gian tụ xã hết điện áp trên nó một cách nhanh chóng để đảm bảo khi nhấn công tắc RESET, trong thời gian ngắn cũng đủ để tụ xã hết điện. Đồng thời mức áp trên R2 khi nhấn công tắc qua cầu phân áp R1, R2 nằm trong khoảng 4,8 – 5v. (3.4) R1= (3.5) Nếu chọn thời gian tụ xã hết điện là khoảng 10(nF) ta có: Vc =Vcc. (3.6) R1 = ln (3.7) chọn R1= 100 H3.4 Mạch dao động thạch anh Tầng số của bộ cộng hưởng thạch anh có thể chọn từ 1 đến 12 (MHz). Bộ vi xử lý sẽ từ chối làm việt ở tầng số 20 (MHz) hoặc cao hơn. Tuy nhiên một số bộ vi xử lí có thể đạt đến tầng số làm việc lên đến 40 (MHz). Ở đây ta chọn tầng số cộng hưởng thạch anh là 12(MHz) kết hợp với cặp tụ 33pF tạo thành một bộ dao động cung cấp tầng số xung đồng hồ 12MHz cho vi mạch. Như vậy một chu kỳ máy của vi mạch sẽ là 1(us) 3.4 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ SỐ: H3.5 Sơ đồ mạch hiển thị số thùng Sơ đồ mạch gồm: Mạch RESET Để khởi động lại mạch điều khiển. Mạch dao động dùng thạch anh 12MHz Tạo dao động cho IC hoạt động . Mạch xử lý trung tâm thực hiện các lệnh điều khiển. Mạch hiển thị LED 7 đoạn, hiển thị số thùng của 3 loại thùng. Mạch điều khiển gồm 3 cảm biến CB1, CB2, CB3. CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC: 4.1.1 Đơn vị xử lý trung tâm: Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC, thực hiện chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bị bên ngoài. 4.1.2 Bộ Nhớ (Memory): Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau, đây là nơi lưu trữ trạng thái hoạt động của hệ thống, và bộ nhớ của người sử dụng. Để dảm bảo cho PLC hoạt động, phải cần có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như: Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất/nhập được gọi là RAM xuất/ nhập. Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong: Timer, Counter, Relay. Bộ nhớ gồm có những loại sau: Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: read only memory): ROM không phải là một bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC. ROM ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác. Bộ nhớ ghi đọc (RAM ): RAM là một bộ nhớ thường được dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng. Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất đi nếu nguồn điện bị mất, tuy nhiên vấn đề này được giải quyết bằng cách gắn thêm vào RAM một nguồn điện dự phòng. Ngày nay trong kỹ thuật phát triển PLC người ta dùng CMOSRAM nhờ sự tiêu tốn năng lượng khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho các RAM này khi mất nguồn. Pin dự phòng có tuổi thọ ít nhất một năm trước khi cần thay thế, hoặc ta chọn pin sạc gắn với hệ thống, pin sẽ được sạc khi cấp nguồn cho PLC. Bộ nhớ chỉ đọc chương trình và xoá được: ( EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM kết hợp khả năng truy linh động của RAM và tính khả biến của EPROM, nội dung trên EPROM có thể bị xoá và lập trình bằng điện, tuy nhiên chỉ giới hạn trong một số lần nhất định. H4.1 Sơ đồ cấu trúc bên trong PLC 4.2 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 ( còn gọi là các Module xuất/nhập ) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU. Sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý, và đưa các tín hiệu diều khiển qua Module xuất ra các thiết bị điều khiển. Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét dữ liệu hoặc trạng thái của thiết bị ngoại vi thông qua ngỏ vào, sau đó thực hiện các chương trình trong bộ nhớ như sau: một bộ đếm chương trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành. Chương trình ở dạng STL sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình, sau khi thực hiện xong chương trình, CPU sẽ gởi hoặc cập nhật tín hiệu tới các thiết bị, được thực hiện thông qua Module xuất. Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngỏ vào, thực hiện chương trình và gởi cập nhật tín hiệu ở ngỏ ra được gọi là một chu kỳ quét. Trên đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động sẽ giúp cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC. Nhằm cụ thể hóa hoạt động của một PLC. Thực tế khi PLC thực hiện chương trình, khi cập nhật tín hiệu ngỏ vào (ON/OF) các tín hiệu hiện nay không được truy xuất tức thời để đưa ra ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra phải theo hai bước: Khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các bước logic ở ngỏ ra trong “chương trình nội” đả được lập trình, các bước logic này sẽ chuyển đổi ON/OF. Tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở ngõ ra vẫn chưa được đưa ra. Khi kết thúc chương trình xử lý việc chuyển đổi các mức logic đã hoàn thành, thì việc cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra mới thực sự tác động lên ngỏ ra để điều khiển các thiết bị ở ngõ ra. Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với một thời gian rất ngắn, một vòng quét đơn 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 chương trình và cả mức độ giao tiếp giửa PLC với các thiết bị ngoại, vi Vi xử lý có thể đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quét. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các hệ thống chấp hành là các hệ thống cơ khí nên có tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các chức năng của dây chuyền sản xuất. Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, các hệ thống này thường được áp dụng cho các PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn. PHÂN LOẠI PLC: Đầu tiên là khả năng và giá trị cũng như nhu cầu về hệ thống, sẽ giúp người sử dụng cần những loại PLC nào. Nhu cầu về hệ thống được xem như là một nhu cầu ưu tiên nó giúp người sử dụng biết cần loại PLC nào và đặc trưng của từng loại để dễ dàng lựa chọn. Các nhà thiết kế phân PLC ra thành các loại sau: LOẠI 1: Micro PLC Micro PLC thường được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất nhỏ, các ứng dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ, các PLC này thường được lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay một vài micro PLC còn có khả năng hoạt động với tín hiệu I/O tương tự, các tiêu chuẩn của một Micro PLC như sau: 32 ngõ vào/ra Sử dụng vi sử lý 8 bit Bộ nhớ có dung lượng 1k Ngõ vào/ra là tín hiệu số Có times và countes Thường được lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay LOẠI 2: PLC cỡ nhỏ Chức năng của PLC này thường được giới hạn trong việc chuổi các mức logic, điều khiển thay thế rờ le, các tiêu chuẩn cảu PLC này như sau: Có 128 ngõ vào/ra Dùng vi xử lý 8 bít Dùng bộ nhớ 2 k Lập trình bằng ngôn ngữ dạng hình thang (ladder) Có timer, counter, thanh ghi dịch Đồng hồ thời gian thực Thường được lập trình bằng bộ lập trình cầm tay LOẠI 3: PLC cỡ trung bình PLC này ứng dụng được những thuật toán thay đổi được 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 như sau: Có khoảng 1024 ngõ vào/ra Dùng vi xử lý 8 bít Bộ nhớ 4k có thể nâng lên 8k Tín hiệu ngõ vào là tương tự hoặc số Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao Có timer, counter, thanh ghi dịch Có khả năng xử lý chương trình con (qua lệnh JUMP…) Thực hiện các thuật toán (cộng, trừ, nhân, chia…) Có đường 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 LOẠI 4: PLC cỡ lớn PLC này được sử dụng rộng rải 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 được phát triển mạnh hơn tạo thuận lợi cho người sử dụng, tiêu chuẩn của PLC cỡ lớn như sau: Có 2048 cổng vào/ra Dùng vi xử lý 8 bít hoặc 16 bít Bộ nhớ cơ bản có dung lượng 12k, mở rộng lên được 32k Chuỗi lệnh cho phép ngắt PID hoặc làm việc với hệ thống phần mềm PID Hai hoặc nhiều hơn cổng giao tiếp RS232 Nối mạng Dữ liệu điều khiển mở rộng, so sánh, chuyển đổi dữ liệu, chức năng giải thuật toán mã điều khiển mỡ rộng (mã nhị phân, hex ..) Có khả năng giao tiếp giửa máy tính và các module LOẠI 5: PLC rất lớn Được dùng trong các ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp và chính xác cao, đồng thời dung lượng chương trình lớn. Ngoài ra PLC loại này còn có thể giao tiếp I/O với các chức năng đặc biệt, tiêu chuẩn PLC loại này có thêm các chức năng. Có 8192 cổng vào/ra Dùng vi xử lý 16 bít hoặc 32 bít Bộ nhớ 64k , mở rộng lên được 1M Thuật toán : +, - ,* ,/ , bình phương Dữ liệu điều khiển mỡ rộng : Bảng mã ASCII, LIFO, FIFO CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG DÙNG PLC: 4.4.1 XÁC ĐỊNH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ: Trước tiên ta phải xác định thiết bị hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động. Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các thiết bị đầu vào. Nó nhận tín hiệu đến CPU, CPU xử lý tín hiệu và gửi đến thiết bị xuất để điều khiển sự hoạt động của hệ thống như đã lập trình trong chương trình. 4.4.2 XÁC ĐỊNH NGÕ VÀO, NGÕ RA: Tất cả các thiết bị xuất nhập bên ngoài đều được kết nối với bộ điều khiển lập trình. Thiết bị nhập là những contactor, cảm biến….Thiết bị xuất là những cuộn dây, motor, bộ hiển thị …. Sau khi xác định tất cả các thiết bị xuất nhập cần thiết, ta định vị các thiết bị vào tương ứng với từng ngỏ ra trên PLC trước khi viết chương trình. 4.4.3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH: Khi viết chương trình theo sơ đồ bật thang (ladder) phải theo sự hoạt động tuần tự từng bước của hệ thống. 4.4.4 NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO BỘ NHỚ: Chúng ta nạp chương trình vào bộ nhớ thông qua bộ console lập trình hay. Máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang. Sau khi nạp xong kiểm tra lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ thống để chắc chắn rằng chương trình đã hoạt động tốt. 4.4.5 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH: Trước khi nhấn nút START, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ vào ra đến các thiết bị nhập, xuất đã được nối đúng theo chỉ định. Lúc đó PLC mới bắt đầu hoạt động thật sự. Trong khi chạy chương trình, nếu bị lỗi thì máy tính hoặc bộ console sẽ báo lỗi, ta phải sửa lại cho đến khi nó hoạt động an toàn. 4.5 SƠ ĐỒ NỐI KẾT GiỮA PLC VÀ MÔ HÌNH: CB1 CB2 CB3 START STOP CB4 CB5 CB6 + _ RL8 RL9 RL10 RL11 ĐC V1 V2 V3 RL3 RL4 RL5 RL6 RL2 RL1 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I1.0 I1.1 24V 0V + - MẠCH KHUYẾCH ĐẠI LOADCELL ANALOG 4.6 MÔ TẢ TOÁN HẠNG: I0.0 CB1 Phân loại thùng 1 I0.1 CB2 Phân loại thùng 2 I0.2 CB3 Phân loại thùng 3 I0.5 CB4 Nhận biết có thùng loại 2 I0.4 CB5 Nhận biết có thùng loại 3 I0.7 CB6 Nhận biết có thùng để bắt đầu đóng sản phẩm I1.0 START I1.1 STOP Q0.0 Băng chuyền Q0.1 PITTÔNG 1 Q0.3 PITTÔNG 2 Q0.4 PITTÔNG 3 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TỦ ĐIỀU KHIỂN 4.7 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG: Trước khi khởi động băng chuyền ta cần truyền số kg cho mõi loại thùng Nhấn START băng chuyền hoạt động, thùng đi qua cảm biến phân loại tác động nếu: Thùng loại 1: thì cảm biến 1 lên mức 1 sau đó xuống 0 Thùng loại 2: thì cảm biến 1 và 2 lên mức 1 sau đó xuống 0 Thùng loại 3: thì cảm biến 1, 2 và 3 lên mức 1 sau đó xuống 0 Khi gặp cảm biến xã băng chuyền dừng pittông xã mở đến khi đủ số lượng thì pittông đóng lại băng chuyền chạy lại. Tùy vào loại thùng mà pittông xã vào khối lượng khác nhau. Băng chuyền tiếp tục chạy khi gặp cảm biến phân loại thùng loại 3 thì băng chuyền dừng pitông đẩy tác động sau thời gian 3s pittông mất điện băng chuyền chạy lại tương tự cho thùng loại 1và 2. số thùng đã được phân loại được hiển thị trên led 7 đoạn. Nhấn STOP dừng tất cả . H4.1 Giao Diện Điều Khiển H4.2 Mô Hình Thí Nghiệm 4.8 LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN: Chương trình phần mềm được viết để thực hiện những nhiệm vụ sau: Nhận tín hiệu từ các cảm biến Thực hiện đúng tác vụ mà cảm biến yêu cầu Đảm bảo lối thoát cho chương trình không rơi vào tình trạng đứng chương trình TRÌNH TỰ HOẠT ĐỘNG CHƯƠNG TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN MAIN HEX7S1 HEX7S2 HEX7S3 CẢM BIẾN 1 CB 2 CẢM BIẾN 2 CẢM BIẾN 3 CB 3 QUÉT LED HIỂN THI T1 HIỂN THI T2 HIỂN THI T3 TĂNG T1 CB 1 CB 3 TĂNG T2 CB 2 CB 1 TĂNG T3 TANG T2 TANG T3 TANG T1 DL CHƯƠNG TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN: CNT1 EQU 118 CNT2 EQU 119 CNT3 EQU 120 LED3 EQU 121 LED4 EQU 122 LED5 EQU 123 LED6 EQU 124 LED7 EQU 125 LED8 EQU 126 POS EQU 127 LJMP MAIN ORG 000BH LJMP QUETLED MAIN: MOV TMOD,#11H MOV TH0,#HIGH(-1000) MOV TL0,#LOW(-1000) MOV CNT1,#0 MOV CNT2,#0 MOV CNT3,#0 MOV R1,#255 MOV R2,#255 MOV R3,#5 MOV R0,#LED3 MOV POS,#11111011B SETB EA SETB ET0 SETB TR0 BEGIN: CALL HEX7S1 CALL HEX7S2 CALL HEX7S3 JNB P1.0,TANG1 JNB P1.1,TANG2 JNB P1.2,TANG3 LJMP BEGIN TANG1: INC CNT1 MOV A,CNT1 CJNE A,#100,KT1 MOV CNT1,#0 LJMP KT1 H11: MOV R1,#255 MOV R2,#255 H1: MOV R1,#255 KT1: JNB P1.1,T2 JNB P1.2,T3 DJNZ R1,KT1 DJNZ R2,H1 DJNZ R3,H11 MOV R1,#255 MOV R2,#255 MOV R3,#5 LJMP TROVE TANG2: INC CNT2 MOV A,CNT2 CJNE A,#100,KT2 MOV CNT2,#0 LJMP KT2 H22: MOV R1,#255 MOV R2,#255 H2: MOV R1,#255 KT2: JNB P1.0,T1 JNB P1.2,T3 DJNZ R1,KT2 DJNZ R2,H2 DJNZ R3,H22 MOV R1,#255 MOV R2,#255 MOV R3,#5 LJMP TROVE TANG3: INC CNT3 MOV A,CNT3 CJNE A,#100,KT3 MOV CNT3,#0 LJMP KT3 H33: MOV R1,#255 MOV R2,#255 H3: MOV R1,#255 KT3: JNB P1.0,T1 JNB P1.1,T2 DJNZ R1,KT3 DJNZ R2,H3 DJNZ R3,H33 MOV R1,#255 MOV R2,#255 MOV R3,#5 LJMP TROVE T1: MOV R3,#5 MOV R1,#255 MOV R2,#255 INC CNT1 MOV A,CNT1 CJNE A,#100,TROVE1 MOV CNT1,#0 LJMP TROVE1 T2: MOV R3,#5 MOV R1,#255 MOV R2,#255 INC CNT2 MOV A,CNT2 CJNE A,#100,TROVE1 MOV CNT2,#0 LJMP TROVE1 T3: MOV R3,#5 MOV R1,#255 MOV R2,#255 INC CNT3 MOV A,CNT3 CJNE A,#100,TROVE1 MOV CNT3,#0 LJMP TROVE1 TROVE1: CALL DL1 LJMP BEGIN DL1: PUSH 05 PUSH 06 PUSH 07 MOV R5,#15 X11: MOV R6,#255 LAP1: MOV R7,#255 DJNZ R7,$ DJNZ R6,LAP1 DJNZ R5,X11 POP 07 POP 06 POP 05 RET TROVE: CALL DL LJMP BEGIN DL: PUSH 05 PUSH 06 PUSH 07 MOV R5,#1 X1: MOV R6,#255 LAP: MOV R7,#255 DJNZ R7,$ DJNZ R6,LAP DJNZ R5,X1 POP 07 POP 06 POP 05 RET HEX7S1: PUSH ACC PUSH B MOV A,CNT1 MOV B,#10 DIV AB MOV LED7,A MOV LED8,B POP B POP ACC RET HEX7S2: PUSH ACC PUSH B MOV A,CNT2 MOV B,#10 DIV AB MOV LED5,A MOV LED6,B POP B POP ACC RET HEX7S3: PUSH ACC PUSH B MOV A,CNT3 MOV B,#10 DIV AB MOV LED3,A MOV LED4,B POP B POP ACC RET QUETLED: PUSH PSW PUSH ACC MOV TH0,#HIGH(-1000) MOV TL0,#LOW(-1000) MOV P2,#11111111B MOV DPTR,#LED7S MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,POS MOV P2,A RL A MOV POS,A INC R0 CJNE R0,#127,EXIT MOV R0,#LED3 MOV POS,#11111011B EXIT: POP ACC POP PSW RETI LED7S: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END BẢNG MÃ LED : SỐ TT D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GIÁ TRỊ HEX P G F E D C B A 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0C0H 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0F9H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0A4H 3 1 0 1 1 0 0 0 0 0B0H 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 7 1 1 1 1 1 0 0 0 0F8H 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 4.9 LẬP TRÌNH PLC: LƯU ĐỒ KHỐI CHƯ._.