S7 300 voi mps

Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng TT Cơ Điện Tử

1

K.Sƣ Trần Văn Hiếu

Email: [email protected]

161 – 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ 5

CHƢƠNG I GIỚI THIỆU VỀ PLC ........................................................................ 6

1.1.SƠ LƢỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ..................................................................... 6

1.2. CẤU TRÚC VÀ NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC ............................ 7

1.2.1. Cấu trúc .............................................................................................................. 7

1.2.2. Hoạt động của một PLC ...................................................................................... 7

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) ........................................................................ 9

1.3.3. Loại 3 : PLC cỡ trung bình (Medium PLCS) ..................................................... 10

1.3.4. Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC) ........................................................................ 11

1.3.5 Loại : PLC rất lớn (very large PLCs) ................................................................. 12

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

1.4.2. Lợi ích của việc sử dụng PLC ........................................................................... 13

1.5. MỘT VÀI LĨNH VỰC TIÊU BIỂU ỨNG DỤNG PLC .......................................... 14

Chƣơng 2: PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN .................................................................... 15

2.1. Tiếp điểm thƣờng mở, thƣờng đóng, cảm biến, ký hiệu ........................................... 15

2.2. Các liên kết nhị phân – Đại số Boolean ................................................................... 15

2.3. Lênh Set & Reset ..................................................................................................... 16

2.4. Set / Reset một FLIP FLOP ..................................................................................... 16

2.5. Lệnh Nhảy – JUMP ................................................................................................. 17

2.5.1. Nhảy không điều kiện ....................................................................................... 17

2.5.2. Lệnh nhảy có điều kiện .................................................................................... 18

2.6. Nhận biết cạnh tín hiệu ............................................................................................ 18

2.6.1. Nhận biết tín hiệu cạnh lên – POS (P) ............................................................... 18


2




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

Chƣơng 3: PHÉP TOÁN SỐ HỌC ......................................................................... 20

3.1. Nạp và truyền dữ liệu .............................................................................................. 20

3.2. Timer ....................................................................................................................... 20

3.2.1. Trễ theo sƣờn lên không có nhớ - SD ( On Delay Timer) .................................. 20

3.2.2. Trễ theo sƣờn lên có nhớ - SS ( Retentive On Delay Timer) ............................. 21

3.2.3. Timer tạo xung không có nhớ ( Pulse Timer – SP) ............................................ 22

3.2.4. Timer tạo xung có nhớ - SE ( Extended Pulse Timer) ....................................... 22

3.2.5. Timer trễ theo sƣờn xuống ................................................................................ 23

3.3. Bộ đếm (Counter) .................................................................................................... 23

3.3.1. Nguyên tắc làm việc ......................................................................................... 23

3.3.2. Khai báo sử dụng .............................................................................................. 24

3.3.3. Bộ đếm câu lệnh Bit ......................................................................................... 25

3.4. Phép Toán Chuyển Đổi ........................................................................................ 26

3.4.1. Phép toán chuyển đổi BCD và I ........................................................................ 26

3.4.2. Phép toán chuyển đổi BCD và DI ..................................................................... 27

3.4.3. Phép toán chuyển đổi I – DI – REAL ................................................................ 28

3.5. Phép so sánh – CMP ................................................................................................ 30

3.6. Các phép toán Logic ................................................................................................ 30

3.6.1. Phép toán Logic AND – WAND_W ................................................................. 30

3.6.2. Phép toán Logic OR – WOR_W ....................................................................... 31

3.6.2. Phép toán Logic XOR – WXOR_W ................................................................. 32

3.7. Các Phép Toán Học Cơ Bản .................................................................................... 33

3.8. Lệnh dịch chuyển – Shift ......................................................................................... 34

3.9. Lệnh Xoay Doubleword .......................................................................................... 35

Chƣơng 4: XỬ LÝ TÍN HIỆU ANALOG ................................................................. 35

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

4.2. Module đo lƣờng ..................................................................................................... 36


3




4.3. Định tỉ lệ ngõ vào Analog ........................................................................................ 37

4.4.Định tỉ lệ ngõ ra Analog ........................................................................................... 38

Chƣơng 5: MỘT SỐ KHỐI HÀM CƠ BẢN ............................................................. 39

5.1. Khối hàm Byte & Bit ............................................................................................... 39

5.1.1. Đặt một loạt Byte ngõ ra lập tức FC101 ............................................................ 39

5.1.2. Đặt một loạt Bit ngõ ra FC83 ............................................................................ 40

5.1.3. Xóa một loạt Byte lập tức FC100 ...................................................................... 41

5.1.4. Xóa một loạt bit FC82 ...................................................................................... 42

5.2. Hàm chuyển đổi ...................................................................................................... 44

5.2.1. Giải mã 7 đoạn FC93 ........................................................................................ 44

5.2.2. Hàm đổi tầm Scale FC105 ................................................................................ 45

5.2.3. Hàm đổi tầm ngƣợc UnScale FC106 ................................................................. 46

Chƣơng 6: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM STEP7 ......................................................... 47

6.1. Giới thiệu chung về STEP7 ................................................................................... 47

6.2. Cài đặt phần mềm STEP 7 V5.4 ............................................................................ 49

6.3. Soạn thảo một Project ........................................................................................... 54

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

6.3.2. Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC ....................................................... 56

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

6.3.4. Soạn thảo chƣơng trình cho các khối logic .................................................. 59

6.4. Làm việc với PLC ................................................................................................. 62

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

6.4.2. Ghi chƣơng trình lên module CPU .............................................................. 63

6.4.3. Giám sát việc thực hiện chƣơng trình .......................................................... 64

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

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

PHỤ LỤC 1 ...................................................................................................................... 69

I. VÙNG NHỚ PLC S7 – 300 ........................................................................................ 69


4




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


5




LỜI 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 tài

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



6




CHƢƠNG I GIỚI THIỆU VỀ PLC

1.1.SƠ LƢỢC 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 đã 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.


7




1.2. CẤU TRÚC VÀ NGHIÊN CỨU 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).

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.

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

O

U

T

P

U

T

S

Central

Processing

Unit

I

N

P

U

T

S

m

M

M

M

M

M

M

m

M

M

M

M

M

M

Processo

r

Memory

Power

Supply


8




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:

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

(Cập nhật ngõ ra)

Read input

(Đọc ngõ vào)

Program execution

(Thực hiện chƣơng trình)


9




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:


10




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.


11




_ 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.


12




_ 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 VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC LỢI 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.


13




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 nghiệp.

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


14




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 VỰC TIÊU BIỂU ỨNG 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).


15




Chƣơng 2: PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN

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

Cảm

biến là

một

tiếp

điểm

…

Cảm

biến

bị…

Điện

áp

Tình

trạng

tín

hiệu

ngõ

vào

Kiểm tra tình

trạng tín hiệu “1”

Kiểm tra tình

trạng tín hiệu “0”

Lệnh Kết

quả

Lệnh Kết

quả

Thƣờng

mở

Có 1 1 0

Không 0 0 1

Thƣờng

đóng

Không 0 0 1

Có 1 1 0

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 Y Z

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1


16




X OR Y = X + Y = Z

X Y Z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

X XOR Y = X x + Y x = Z

X Y Z

0 0 0

0 1 1

1 0 1

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 thí 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.


17




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.


18




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)


19




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.


20




Chƣơng 3: 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


21




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)






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.


22




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)






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)





23






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





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).


24




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 tín 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


25




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 :

S_CU = Bộ đếm lên ( Chỉ đếm lên).

S_CD = Bộ đếm xuống( Chỉ đếm xuống).

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.


26




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.

EN,ENO : Khi RLO = 1 tại ngõ vào cho phép EN thì sự chuyển đổi đƣợc thực hiện.

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

Kiểu

dữ liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN WORD I, Q,

M, L,

D

Số BCD

OUT INT I, Q,

M, L,

D

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.


27




Tham

số

Kiểu

dữ liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN IN I, Q,

M, L,

D

Giá trị Interger của

số BCD

OUT WORD I, Q,

M, L,

D

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

Kiểu dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN DWORD I, Q, Số BCD


28




M, L,

D

OUT DINT 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

Kiểu dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN DINT I, Q,

M, L,

D

Giá trị DoulbeInterger

của số BCD

OUT DWORD I, Q,

M, L,

D

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


29




Tham

số

Kiểu

dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN INT

I, Q,

M, L,

D

Giá trị Interger chuyển

đổi

OUT DINT

I, Q,

M, L,

D

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

Tham

số

Kiểu

dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN DINT I, Q, Giá trị Double integer


30




M, L,

D

chuyển đổi

OUT REAL I, Q,

M, L,

D

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).

R : So sánh những số thực ( Dựa trên cơ sở số thực 32 bit – số thực dấu chấm động).

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

Kiểu

dữ liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q, Enable input


31




M, L,

D

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN1 WORD I, Q,

M, L,

D

Toán hạng thứ nhất

IN2 WORD I, Q,

M, L,

D

Toán hạng thứ hai

OUT WORD I, Q,

M, L,

D

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


thật OR. Kết quả của phép toán OR đƣợc lƣu trữ tại địa chỉ ngõ ra OUT.


Tham

số

Kiểu

dữ liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN1 WORD I, Q,

M, L,

D



32




IN2 WORD I, Q,

M, L,

D


OUT WORD I, Q,

M, L,

D


Ví dụ:

MW0 = 01010101 01010101

IN2 = 00000000 00001111

MW0 OR IN2=MW2 = 01010101 01011111

3.6.2. Phép toán Logic XOR – WXOR_W


thật XOR. Kết quả của phép toán XOR đƣợc lƣu trữ tại địa chỉ ngõ ra OUT.


Tham

số

Kiểu

dữ liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable input

ENO BOOL I, Q,

M, L,

D

Enable output

IN1 WORD I, Q,

M, L,

D


IN2 WORD I, Q,

M, L,

D


OUT WORD I, Q,

M, L,

D


Ví dụ:


33




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.

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

Các câu lệnh:

Cộng ADD_I : Cộng số nguyên

ADD_DI : Cộng số nguyên kép

ADD_R : Cộng số thực

Trừ SUB_I : Trừ số nguyên

SUB_DI : Trừ số nguyên kép

SUB_R : Trừ số thực

Nhân MUL_I : Nhân số nguyên

MUL_DI : Nhân số nguyên kép

MUL_R : Nhân số thực

Chia DIV_I : Chia số nguyên

DIV_DI : Chia số nguyên kép

DIV_R : Chia số thực


34




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 với

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.


35




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


36




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 lƣờng 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


37




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

IN IN INT I,Q,M,D,L,P,

HẰNG SÓ

Giá trị số nguyên đặt vào cần

chuyển

HI_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P,

HẰNG SÓ

Cận trên của đơn vị kỹ thuật

LO_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P,

HẰNG SÓ

Cận dƣới của đơn vị kỹ thuật

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


38




RET_VAL OUT WORD 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,

HẰNG SÓ

Giá trị số nguyên đặt vào cần

chuyển

HI_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P,

HẰNG SÓ

Cận trên của đơn vị kỹ thuật

LO_LIM IN REAL I,Q,M,D,L,P,

HẰNG SÓ

Cận dƣới của đơn vị kỹ thuật

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.


39




Chƣơng 5: 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

tham

số

Kiểu dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN IN BOOL I, Q, M,

L, D

Enable input

ENO OUT BOOL I, Q, M,

L, D

Enable

output

S_BYTE IN *Pointer P Điểm để

Byte bắt đầu

tầm hoạt

động

N IN INT I, Q, M, Số bit trong


40




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

tham

số

Kiểu dữ

liệu

Vùng nhớ Miêu tả

EN IN BOOL I, Q, M,

L, D

Enable input


L, D

Enable output

S_BIT IN *Pointer I,Q,M,D Điểm để Bit


41




bắt đầu tầm

hoạt động

N IN INT I, Q, M,

L, D,

const

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, …).


42




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

tham

số

Kiểu dữ

liệu

Vùng

nhớ

Miêu tả

EN IN BOOL I, Q, M,

L, D

Enable input


L, D

Enable

output

S_BYTE IN *Pointer P Điểm để

Byte bắt đầu

tầm hoạt

động

N IN INT I, Q, M,

L, D,

const

Số bit trong

tầm hoạt

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


43




số tham

số

liệu

EN IN BOOL I, Q, M,

L, D

Enable input


L, D

Enable output

S_BIT IN *Pointer I,Q,M,D Điểm để Bit

bắt đầu tầm

hoạt động

N IN INT I, Q, M,

L, D,

const

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.


44




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)


45




Bảng mã LED 7 đoạn:

Thông số FC93 :

Tham

số

Kiểu

tham

số

Kiểu dữ

liệu

Vùng nhớ Miêu tả

EN IN 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

Nguồn dữ liệu

word 4 số

digit

OUT OUT DWORD Q,M,

L,D,P

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


46




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


47




Chƣơng 6: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM STEP7

6.1. Giới 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 một

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 Yếu cầu tối thiểu

Processor RAM Graphics

MS Windows 2000 Professional

600MHz 512 MB *) XGA 1024x768 16 Bit color depth

MS Windows XP Professional

600MHz 512 MB *) XGA 1024x768 16 Bit color depth

MS Windows Server 2003

2.4 GHz 1 GB XGA 1024x768 16 Bit color depth

MS Windows Vista Business

1 GHz 1GB **) XGA 1024x768 16 Bit color depth

MS Windows Vista Ultimate

1 GHz 1GB **) XGA 1024x768 16 Bit color depth


48




Một bộ lập trình bên ngoài cho SIMATIC memory card nếu bạn đang sử dụng một PC

và muốn ghi chƣơng 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 với khả năng hoạt động mạnh hơn 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.


49




6.2. 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.


50




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.


51




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.


52




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


53




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.


54




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, giám 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.


55




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.


56




6.3.2. Xây dựng cấu hình cứng cho 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,


57




lúc bật nguồn PLC, hệ điều hành của S7-300 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 lỗi chứ không cần phải đợi 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 Station SIMATIC 300 Station.

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.


58




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 tại tên cuả module đó trong bảng danh mục các module kèm

theo.

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

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 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.


59




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 chƣơng 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.


60




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:


61




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 trình.


62




6.4. Làm việc với 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


63




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 chƣơng 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


64




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 thực hiện chƣơng 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:


65




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


66




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.


67




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.


68





69




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

Timer(T) T0÷T255

Counter(T) C0÷C255

Data block(DB)

Khối dữ liệu share

DBX

DBB

DBW

DBD

0.0÷65535.7

0÷65535

0÷65534

0÷65532

Data block(DI)

Khối dữ liệu instance

DIX

DIB

DIW

DID

0.0÷65535.7

0÷65535

0÷65534

0÷65532

Local block (L)

Miền nhớ địa phƣơng cho

các tham số hình thức

L

LB

LW

LD

0.0÷65535.7

0÷65535

0÷65534

0÷65532


70




Peripheral input(PI) PIB

PIW

PID

0÷65535

0÷65534

0÷65532

Peripheral output(PQ) PQB

PQW

PQD

0÷65535

0÷65534

0÷65532


71




II. HƢỚNG 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


72




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.


73




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

Bƣớc 4: Download chƣơng trình để chạy Simulation


74




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.

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


75




Ở đây quan sát các bạn có thể tuỳ chọn quan sat ngõ vào IB, ngõ ra QB, 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.


76




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 thƣờng mở liên kết với 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 tắc 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.


77




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

t(s) 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

Bài 8: Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dồn. Thời gian chuyển đổi là 1 giây.


78




Đèn

t(s) 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

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

Đèn

t(s) A B C D

0 0 0 0 0

1 1 0 0 0

2 1 1 0 0

3 1 1 1 0


79




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


80




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.

Yêu cầu điều khiển:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Cảm biến S1

Cảm biến S2 Cảm biến S3


81




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.


82




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.


83




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.


84




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


85




V1 mở ra, cho dung dịch 1 xuống bồn, chờ cho đến khi CB2 tác động thì V1 đóng lại.


Lúc này V2 mở ra, dung dịch 2 đƣợc xả xuống bồn, đợi cho tới khi CB1 tác động thì V2

đóng lại.


Motor trộn bắt đầu hoạt động, sau 10s thì dừng.


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


86




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


Nhả, định thời 2 giây


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


87




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.


88




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


89




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:


CB2 kiểm tra có vật, nếu có sau 1s XL1 mở ra cho vật xuống và XL2 đóng lại và

kiểm tra màu.


Nếu là màu đen thì XL3 đóng lại, còn nếu không phải màu đen thì XL3 mở ra.


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 1 đi xuống gặp CB12, định thời 1s

Gấp, định thời 2 giây.

Xylanh 1 đi lên gặp CB11, định thời 1s



90




Xylanh 3 quay qua trái, định thời gian 5 giây


Xylanh 1 đi xuống gặp CB12, định thời 1s

Nhả, định thời 2 giây

Xylanh 1 đi lên 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


91




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.


92




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.


93




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.


94




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.


95




2.5. 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 00 và 180

0 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.


96




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.


97




Điều kiện tiên quyết:

Thiết bị quang điện đƣợc lắp ráp.

Thiết bị quang điện đã đƣợc nối dây.


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.


Module chuyển đƣợc lắp rắp, công tác Micro đƣợc lắp sơ bộ.

Xylanh quay đƣợc nối ống dẫn khí.


Công tắc Micro đƣợc nối dây.

Nguồn điện đƣợc bật.


98




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.


Module vận chuyển đã đƣợc lắp ráp.

Bộ tạo chân không, công tác chân không và giác hút chân không đƣợc nối ống.


Công tác chân không đƣợc nối dây.


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.


99




3.2. 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).


Xylanh đƣợc nối ống khí.


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.


100




4. I/O PORT

I/O

port

Mã hiệu Kí

hiệu

Miêu tả

I0.0

I0.1 Mag_back 1B1 Ổ chứa ở vị trí sau

I0.2 Mag_frnt 1B2 Ổ chứa ở vi trí trƣớc

I0.3 Vaccum 2B1 Một phôi đƣợc hút ở tay quay

I0.4 Arm_take 3S1 Tay quay ở vị trí chứa phôi

I0.5 Arm_put 3S2 Tay quay ở vị trí trạm tiếp theo

I0.6 Mat_sen B4 ON = ko có phôi trong bộ nạp phôi

I0.7 Follow IP_FL Sensor phát hiện quang trong trạm

sau

Q0.0 Feed 1Y1 Cuộn điện của xylanh ổ chứa

Q0.1 Vacumon 2Y1 Cuộn điện bật hút chân không

Q0.2 Vacumoff 2Y2 Cuộn điện tắt hút chân không

Q0.3 Armleft 3Y1 Cuộn điện chuyển tay quay ở ổ

chứa

Q0.4 Armright 3Y2 Cuộn điện chuyển tay quay ở trạm

kế tiếp


101




II. TESTING STATION – TRẠM KIỂM TRA

1.GIỚI THIỆU

Trạm Testing Station – Trạm cung cấp – là trạm thứ 2 trong hệ thống MPS gồm 9 trạm


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 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:


102




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.


Khối PLC.

2.2. Chức năng

Trạm Kiểm tra xác định đặc tính của chi tiết phôi đƣợc nạp vào. Module cảm biến xác

định màu của chi tiết và cảm biến điện dung thăm dò các chi tiết phôi mà không quan tâm

đến màu sắc. Cảm biến khuyếch 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.


103




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.


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.


104




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


105




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.


106




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 1800. 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


107




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.


3.1Hiệu 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.


Module nâng hạ đƣợc lắp.

Xy lanh đƣợc nối ống dẫn khí.


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.



Thực hiện:

1. Đặt chi tiết phôi vào trong giá đỡ chi tiết phôi.

2. 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.

3. Hiệu chỉnh chiết áp trên cảm biến tiệm cận bằng tua-vit đến khi đèn chỉ thị trạng thái

bật sáng.

4. 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.


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.



108




Thực hiện:

1. Đặt chi tiết phôi màu đỏ vào trong giá đỡ chi tiết phôi.

2. 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.

3. Hiệu chỉnh chiết áp của cảm biến khuyếch tán bằng tua-bit cho tới khi đèn hiển thị

trạng thái bật sáng.

4. 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


Module nâng hạ đƣợc lắp rắp.

Xylanh đƣợc nối ống.


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.


Module nâng hạ đã đƣợc lắp lắp.

Cảm biến tiệm cận đã đƣợc lắp.

Xy lanh đƣợc nối ống.


109





Cảm biến tiệm cận đƣợc đi dây.


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 (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.


Module nâng hạ đã đƣợc lắp, cảm biến tiệm cận ở xy lanh đẩy đã đƣợc lắp.




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).


110




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.


Module nâng hạ đƣợc lắp ráp, module đo lƣờng đƣợc lắp ráp sơ bộ.



Cảm biến đo dịch chuyển thẳng và bộ so sánh đƣợc nối dây.


Thực hiện:

1. 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).

2. Đặt chi tiết phôi màu đỏ (cao 25 mm) vào trong giá đỡ chi tiết phôi của module nâng

hạ.

3. Vặn lỏng vít kẹp của giá đỡ cảm biến đo dịch chuyển thẳng.

4. Nâng xy lanh nâng hạ đến vị trí cao nhất của nó.

5. 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.


111




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).


Xylanh đƣợc nối ống khí.


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

1. 1B1 I 0.4 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi lên

2. 1B2 I 0.5 BOOL CB Xilanh nâng/hạ đi xuống

3. 1Y1 Q 0.0 BOOL Xilanh nâng/hạ đi xuống

4. 1Y2 Q 0.1 BOOL Xilanh nâng/hạ đi lên

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

5. 2B1 I 0.6 BOOL Xi lanh đẩy co rút lại

6. 2Y1 Q 0.2 BOOL Xi lanh đẩy mở rộng

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


112




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


113




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


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.


Khối PLC.


114




Trạm gia công với xe di động, Bảng điều khiển và khối PLC

2.2. Chức năng

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.


115




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 600, 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 600 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


116




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.


117




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.


3.1. 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.


Module Bàn quay phân độ đƣợc lắp ráp.



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.


Module Bàn quay phân độ đã đƣợc lắp.



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.


118




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.


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.


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.


Module khoan đƣợc lắp rắp.

Module khoan đƣợc nối dây.

Các công tác Micro đƣợc nối dây.


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).


119




3.2. Bảng trạng thái I/O

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

1B1 I 0.3 BOOL Khoan ở vị trí phía trên

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

B4 I 0.6 BOOL Cảm biến báo bàn dập đã OK

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

Em_Stop I 1.5 Khóa mở ngừng khẩn cấp

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

H1 Q 1.0 BOOL Bắt đầu đèn báo hiệu

H2 Q 1.1 BOOL Đặt lại đèn báo hiệu

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

K3 Q 0.2 BOOL Mũi khoan đi xuống

K4 Q 0.3 BOOL Mũi khoan nâng lên

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

Part_AV I 0.0 BOOL Phôi 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

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

Y1 Q 0.4 BOOL Kẹp phôi

Y2 Q 0.5 BOOL Kiểm tra lỗi phôi

Y3 Q 0.6 BOOL Đẩy phôi sang trạm kế tiếp


120




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.


2.1.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.


Tấm nhôm rãnh.

Xe di động.


Khối PLC.


121




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.


122




2.3.Mô tả quá trình hoạt động

Điều kiện tiên quyết khởi động:

Chi tiết phôi ở giá giá giứ phôi.


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


123




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.


124




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.


Thiết bị quang sợi đƣợc lắp ráp.

Thiết bị quang sợi đƣợc nối dây.


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.


125




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 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.


Module PicAlfa và thiết bị quang sợi đƣợc lắp.

Bàn tay kẹp đƣợc nối ống.




Thực hiện:

1. Lắp đầu cáp quang sợi vào ngón tay kẹp. Đầu của sợi cáp quang nằm ngang mặt

phẳng phía trong của ngón tay kẹp.

2. Nối cáp quang sợi vào Thiết bị quang sợi.

3. Đặt chi tiết phôi màu đỏ vào trong giá giữ phôi và gắp chi tiết phôi lên bằng Tay kẹp.


thái bật sáng.


5. Đặt chi tiết phôi màu đen vào trong giá giữ phôi và gắp chi tiết phôi lên bằng Tay

kẹp.


thái tắt.


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 biến tiệm cận (PicAlfa, trục tịnh tiến)


126




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”.


Module 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.



Thực hiện:

1. Sử dụng chốt ấn tay của van điện từ để từ để đặt piston ở vị trí mà ta muốn có.

2. Thay đổi cảm biến dọc theo than 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 bắng 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 (vị trí “giá giữ phôi” / vị trí “máng trƣợt 1” / vị trí “máng trƣợt 2”).

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 của xy lanh.

Cảm biến tiệm cận tác động bởi vòng nam châm đƣợc lắp trên piston của xy lanh.


Module PicAlfa đƣợc lắp ráp, cữ chặn cơ khí cuối hành trình đƣợc hiệu chỉnh.

Xy lanh nâng hạ đƣợc nối ống.




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 lanh tới vị trí nó đóng, trạng thái chuyển mạch là




127





5. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tua-vit 6 cạnh A/F 1.3.


xác không (piston xy lanh đi ra và co vào).

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).


Xy lanh đƣợc nối ống khí.


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.


128




4. I/O PORT

1B1 I 0.1 BOOL Tay gắp tại vị trí trạm trên – trạm trƣớc.

1B2 I 0.2 BOOL Tay gắp tại vị trí trạm dƣới – trạm kế.

1B3 I 0.3 BOOL Tay gắp tại vị trí phân loại.

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

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.

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

2B1 I 0.4 BOOL Tay kẹp mở dài

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

3Y1 Q 0.3 BOOL Kẹp phôi

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

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


129




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


tạo tiếp tục trong lĩnh vực tự động hoá và công nghệ.


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.


Tấm nhôm rãnh.

Xe di động.


Khối PLC.


130




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


131




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.


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.



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.



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.


132




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.


133




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.


3.1.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.





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.


134




3. Đặt chi tiết phôi màu đen vào phía đầu khởi động băng chuyền.


thái bật sáng.


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.



Cữ chặn đƣợc nối ống dẫn khí.




Thực hiện:

1. Lắp đầu cáp quang sợi vào giá lắp cảm biến ở cữ chặn.

2. Nối cáp quang sợi vào Thiết bị quang sợi.

3. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn.


thái bật sáng.


5. Đặt chi tiết phôi màu đỏ tỳ vào cữ chặn.


thái tắt.


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.

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.


135





Cảm biến tiệm cận tự cảm đƣợc lắp sơ bộ trong giá đỡ.



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.


Cảm biến tiệm cận đƣợc lắp.





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




5. Xiết chặt vít kẹp của cảm biến bằng tua-vit 6 cạnh A/F 1.3.


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.


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.



136




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.


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.


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).


Xy lanh đƣợc nối ống khí.


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.


137




4. I/O PORT

1B1 I 0.4 BOOL CB báo Switch 1 rút lại

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

B4 I 0.3 BOOL CB báo vật xuống

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

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


138




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 Môn: Lập trình PLC Năm học: 2010 – 2011

Lớp:09CĐT Thời gian: 120 phút 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 (IN)

Chú thích 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


139




DI 6 ON = không có phôi trong bộ nạp phôi DO 10 Đèn Start

DI 10 Nút Start DO 11 Đèn Reset

DI 11 Nút Stop DO 12 Đèn báo chức năng đặc biệt

số1

DI 12 Khóa chuyển Auto-Manual DO 13 Đèn báo chức năng đặc biệt

số2

DI 13 Nút Reset

IV. PHÂN PHỐI ĐIỂM:

Phần 1: Dựa trên hoạt động của PLC

Mô tả Đánh giá Đánh giá tối đa

Chức năng đƣợc kiểm tra sử dụng PLC board

Chuẩn bị: Lấy sản phẩm ra khỏi trạm, nối PLC với

các chân vào/ra, khởi động PLC, mở nguồn hơi cấp

cho trạm.

Đã làm

Điểm tối đa

** 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. 0.3

Đèn báo chức năng đặc biệt số 1. 0.2

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.

0.5

Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt đèn Reset sáng.

0.3

Nhấn nút Start

Hệ thống ở trạng thái sẵn sàng: Đèn Reset tắt. 0.2


140




Đèn Start sáng. 0.3

A: Đặt sản phẩm vào ổ chứa.

Sau 2s, đèn Start tắt . 0.3

Tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. 0.3

Cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi đẩy phôi ra. 0.3

Tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. 0.3

Cuộn điện bật valve hút chân không hút phôi. 0.3

Cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi thu về. 0.3

Tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. 0.3

Cuộn điện tắt valve hút chân không nhả phôi ra. 0.3

Tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. 0.3

=> Tiếp tục với A. 0.5

** Chuyển khóa sang chế độ Manual


Đèn báo chức năng đặc biệt số 2 0.2

Nhấn Start hệ thống di chuyển về trạng thái vị trí gốc 0.2

Đặt sản phẩm vào ổ chứa. 0.2

Nhấn Start tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp. 0.2

Nhấn Start cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi đẩy phôi ra

0.2

Nhấn Start tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. 0.2

Nhấn Start cuộn điện bật valve hút chân không hút phôi

0.2

Nhấn Start cuộn điện điều khiển xylanh ổ cấp phôi thu về

0.2

Nhấn Start tay quay di chuyển sang trạm kế tiếp 0.2

Nhấn Start cuộn điện tắt valve hút chân không nhả phôi ra

0.2

Nhấn Start tay quay di chuyển về ổ cấp phôi. Kết thúc chế độ Manual

0.5

Tổng cộng PLC board 7.5


141




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

Điểm tổng cộng thực hành chuẩn: 2.5

* Một lỗi sẽ bị trừ 0.5 điểm.

Tổng kết: Đánh giá điểm tổng cộng:


Điểm tổng cộng PLC: 7.5


Điểm tổng cộng: 10

Quận 5, ngày 24 tháng 12 năm 2010

Hiệu trƣởng Giám Đốc TTCĐT Giáo viên soạn

(Duyệt)


142









Học kỳ

Tốt nghiệp

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

I. MỤC ĐÍCH:




II. YÊU CẦU:







Lập trình điều khiển Trạm Kiểm Tra hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra

Địa chỉ đầu vào (IN)

Chú thích Địa chỉ đầu ra (OUT)

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 Đèn Reset

DI 6 Xy lanh đẩy ở vị trí sau DO 12 Đèn báo chức năng đặc biệt

số1

DI 10 Nút Start DO 13 Đèn báo chức năng đặc biệt


143




số2

DI 11 Nút Stop

DI 12 Khóa chuyển Auto-Manual

DI 13 Nút Reset







cho trạm.

Đã làm

Điểm tối đa



Nhấn nút Stop.



Nhấn nút Reset


- Xy lanh nâng ở vị trí dƣới.

- Xy lanh đẩy ở vị trí sau.

- Cuộn coil đ/khiển thổi khí tắt.

0.5


0.2

Nhấn nút Start



A1: Đặt sản phẩm vào ổ chứa.



144




Nếu sản phẩm màu đen:

=> Tiếp tục với B1:

Nếu sản phẩm màu đỏ:


B1: Đẩy phôi ra ở vị trí máng dƣới. 0.2

Xy lanh đẩy phôi thu về vị trí sau khi phôi đã vào máng.

0.2

=> Tiếp tục với A1. 0.5

B2: Bệ nâng đƣa phôi đi lên tới vị trí trên. 0.2

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: 0.2

Xy lanh đẩy phôi ra ở vị trí máng dƣới 0.2

Xy lanh đẩy phôi thu về khi phôi đã vào máng. 0.2


C2: Xy lanh đẩy phôi ra máng trƣợt 0.2

Máng trƣợt thổi khí đƣa vật trƣợt xuống dƣới 0.2

Xy lanh đẩy phôi thu vị trí sau về khi phôi đã vào máng

0.2

Ngừng thổi khí ở máng trƣợt. 0.2

Bệ nâng đi xuống vị trí dƣới 0.2






Đặt sản phẩm vào bệ chứa. 0.3

Nhấn Start bệ nâng đƣa sản phẩm đi lên vị trí trên. 0.3

Nhấn Start xy lanh đẩy phôi ra máng trƣợt 0.3

Nhấn Start máng trƣợt thổi khí 2s và rút xy lanh về vị trí sau.

0.3

Nhấn Start bệ nâng đi xuống vị trí dƣới. Kết thúc chế độ Manual

0.3


145









*1 0.5

*2 0.5

*3 0.5

*4 0.5

*5 0.5










(Duyệt)


146









Học kỳ

Tốt nghiệp

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

I. MỤC ĐÍCH:




II. YÊU CẦU:







Lập trình điều khiển Trạm Phân Loại hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra

Địa chỉ đầu vào

(IN) Chú thích

Địa chỉ đầu ra (OUT)

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 Thanh gạt 2 mở ra

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 Thanh gạt 1 mở ra DO 11 Đèn Reset

DI 6 Thanh gạt 2 rút lại DO 12 Đèn báo chức năng đặc biệt

số1

DI 7 Thanh gạt 2 mở ra


147




DI 10 Nút Start DO 13 Đèn báo chức năng đặc biệt

số2

DI 11 Nút Stop

DI 12 Khóa chuyển Auto-Manual

DI 13 Nút Reset







cho trạm.

Đã làm

Điểm tối đa



Nhấn nút Stop.



Nhấn nút Reset


- Băng tải ngừng hoạt động.

- Thanh gạt 1, 2 rút lại.

- Thanh chắn kiểm tra phôi đóng lại ( mức 0).

0.5


0.2

Nhấn nút Start



A1: Đặt sản phẩm vào băng tải.



148




Băng tải hoạt động đƣa vật tới vị trí kiểm tra phôi 0.2



Nếu sản phẩm màu đỏ:


Nếu sản phẩm kim loại – màu bạc:


B1: Thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua. 0.2

Thanh chắn kiểm tra đóng lại khi phôi đã qua. 0.3

Băng tải đƣa phôi tới máng cuối. 0.3

Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động. 0.2




Thanh gạt 1 mở ra cho phôi tới máng giữa. 0.3

Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động, thang gạt 1 rút lại .

0.2




Thanh gạt 2 mở ra cho phôi tới máng đầu tiên. 0.3

Vật rơi xuống máng băng tải ngừng hoạt động, thang gạt 2 rút lại .

0.2






Đặt sản phẩm vào băng tải.

Nhấn Start băng tải chạy. 0.1

Băng tải hoạt động đƣa vật tới vị trí kiểm tra phôi 0.1



Nếu sản phẩm không đen:



149




B4: Đèn Reset sáng. Lấy sản phẩm ra khỏi băng tải. 0.1

Nhấn Start để chạy lại chế độ manual. 0.1

B5: Nhấn Start thanh chắn kiểm tra mở ra cho phôi đi qua.

0.1

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

0.2






*1 0.5

*2 0.5

*3 0.5

*4 0.5

*5 0.5




150











(Duyệt)


151









Học kỳ

Tốt nghiệp

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

I. MỤC ĐÍCH:




II. YÊU CẦU:







Lập trình điều khiển Trạm Gia Công hoạt động Địa chỉ các chân vào/ra

Địa chỉ đầu vào

(IN) Chú thích

Địa chỉ đầu ra (OUT)

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


152




DI 12 Khóa chuyển Auto-Manual DO 12 Đèn báo chức năng đặc biệt

số1

DI 13 Nút Reset DO 13 Đèn báo chức năng đặc biệt

số2







cho trạm.

Đã làm

Điểm tối đa



Nhấn nút Stop.



Nhấn nút Reset


- 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

0.5

Khi đến vị trí gốc, Đèn báo chức năng đặc biệt tắt, đèn Reset sáng.

0.3

Nhấn nút Start



A1: Đặt sản phẩm vào vị trí chờ.


153





Bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí dập phôi. 0.3

Dập phôi trong 1.5s để kiểm tra lỗ. 0.2

Kiểm tra hoàn tất, bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí khoan.

0.3

Đúng vị trí khoan thì kẹp phôi, cho mũi khoan hoạt động.

0.2

Khoan đi xuống vị trí dƣới khoan phôi. 0.3

Khoan 2s. 0.2

Khoan đi lên vị trí trên. 0.3

Mũi khoan ngừng khoan, ngừng kẹp phôi. 0.2

Bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí gạt. 0.3

Gạt phôi sang trạm kế tiếp. 0.2






Đặt sản phẩm vào bàn xoay.

Nhấn Start bàn xoay mang phôi tới vị trí dập phôi. 0.2

Nhấn Start dập phôi trong 2s. 0.2

Nhấn Start bàn xoay mang phôi tới vị trí khoan. 0.2

Nhấn Start kẹp phôi hoạt động, mũi khoan xoay. 0.2

Nhấn Start khoan đi xuống vị trí dƣới khoan phôi, khoan phôi trong 2s.

0.2

Nhấn Start khoan đi lên vị trí trên. 0.2

Nhấn Start mũi khoan ngừng hoạt động, ngừng kẹp phôi.

0.2

Nhấn Start bàn xoay mang phôi xoay tới vị trí gạt 0.2

Nhấn Start gạt phôi sang trạm kế tiếp trong 1.5s. 0.5



154








*1 0.5

*2 0.5

*3 0.5

*4 0.5

*5 0.5










(Duyệt)


155




TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu Training của hãng Siemens – SiemensCourses.

2. Tài liệu Manual của hãng Siemens: Getting Started S7-300, CPU31xC_and_CPU31x_,

LAD programming for S7-300, Help của phần mềm Step 7 – Simatic Manager.

3. Giáo trình “Lập trình PLC Siemens” của Th.Sĩ Phạm Phú Thọ

4. Một số website về PLC nhƣ: http://support.automation.siemens.com của Siemens, diễn

dàn PLC http://www.plcvietnam.com.vn .

Mọi thông tin chi tiết xin liên hệ:

Trần Văn Hiếu Trung Tâm Cơ Điện Tử - Trƣờng TCN KTCN Hùng Vƣơng.

Nghiên cứu và Phát triển ứng dụng PLC.

Địa chỉ: 161 - 165 Nguyễn Chí Thanh, Phƣờng 12, Quận 5, TP.HCM.

Email : [email protected].

Phone : 0987.338.334.

XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN

http://support.automation.siemens.com/

http://www.plcvietnam.com.vn/

mailto:[email protected]

Engineering

S7 300 voi mps