Đề tài Xây dựng các bài thực tập Khí nén kết hợp điều khiển bằng PLC

CHÖÔNG I DAÃN NHAÄP Ñaët vaán ñeà: Khoâng khí chung quanh ta nhieàu voâ keå vaø noù laø moät nguoàn naêng löôïng raát lôùn maø con ngöôøi ñaõ bieát söû duïng chuùng töø tröôùc Coâng nguyeân. Tuy nhieân söï phaùt trieån vaø öùng duïng khí neùn luùc ñoù coøn raát haïn cheá do söï phoái hôïp giöõa caùc ngaønh vaät lyù ,cô hoïc v.v.. Vaøo khoaûng theá kyû 17 caùc nhaø baùc hoïc Blaise Pascal, Denis Papin, Otto von Guerike ñaõ xaây döïng neàn taûng cho vieäc öùng duïng cuûa khí neùn. Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa khí neùn, naêng löôïng ñieän ñaõ phaùt trieån maïnh meõ trong nhieàu lónh vöïc laøm cho öùng duïng cuûa khí neùn giaûm. Nhöng khoâng vì ñieàu ñoù maø söï phaùt trieån vaø öùng duïng cuûa khí neùn maát ñi. Taàm quan troïng vaø öùng duïng cuûa khí neùn: Trong thôøi kyø caùch maïng coâng nghieäp noå ra, söï phaùt trieån veà ñieàu khieån baèng khí neùn khoâng ngöøng dieãn ra. Caùc öùng duïng cuûa khí neùn ñeå ñieàu khieån nhö: phun sôn, gaù keïp chi tieát v.v.. Caùc öùng duïng cuûa khí neùn trong truyeàn ñoäng nhö maùy vaën vít, caùc moto khí neùn, maùy khoan, caùc maùy va ñaäp duøng trong ñaøo ñöôøng, heä thoáng phanh oâtoâ v.v.. Öu nhöôïc ñieåm cuûa khí neùn: Öu ñieåm: Khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Coù khaû naêng truyeàn taûi naêng löôïng ñi xa do ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa khí neùn nhoû, toån thaát treân doïc ñöôøng thaáp. Heä thoáng phoøng ngöøa quaù aùp suaát giôùi haïn ñöôïc ñaûm baûo. Nhöôïc ñieåm: Khi taûi troïng thay ñoåi, vaän toác truyeàn cuõng thay ñoåi. Doøng khí neùn thoaùt ra gaây tieáng oàn lôùn. Muïc ñích yeâu caàu- giôùi haïn ñeà taøi: Trong coâng cuoäc Hieän ñaïi hoùa, Coâng nghieäp hoùa ñaát nöôùc. Ñaát nöôùc ta môû cöûa cho caùc nhaø ñaàu tö vaøo hoaït ñoäng. Caùc heä thoáng töï ñoäng hoùa coâng nghieäp ñieàu khieån baèng khí neùn cuõng daàn xuaát hieän nhieàu. Töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp seõ cho ra nhieàu saûn phaåm hôn ñoàng thôøi ñoøi hoûi söï hoaït ñoäng cuûa noù phaûi ñaït ñoä chính xaùc cao, an toaøn v.v.. Söï keát hôïp giöõa ngaønh ñieän – ñieän töû vaø ngaønh cô khí laø moät böôùc tieán quan troïng trong söï phaùt trieån cuûa töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp. Trong moät soá tröôøng Ñaïi hoïc hieän nay coù theâm moân hoïc Cô- Ñieän töû. Ñaây laø söï keát hôïp giöõa hai ngaønh Cô khí vaø Ñieän –Ñieän töû . Nhaèm giuùp sinh vieân coù kieán thöùc sô ñaúng veà ñieàu khieån töï ñoäng caùc thieát bò khí neùn, em thöïc hieän ñeà taøi “ Xaây döïng baøi thöïc taäp khí neùn keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC “. Ñeà taøi naøy giuùp cho sinh vieân ngaønh Ñieän phaàn naøo hieåu ñöôïc caùch thöùc hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò khí neùn ñoàng thôøi öùng duïng PLC vaøo ñieàu khieån chuùng. Ñeà taøi ñöôïc trình baøy theo daïng caùc baøi thí nghieäm, sinh vieân sau khi naém vöõng lyù thuyeát, seõ thöïc haønh theo caùc daïng baøi taäp thí nghieäm. Caùc baøi thí nghieäm ñöôïc vieát theo trình töï töø deã ñeán khoù, töø ñôn giaûn ñeán phöùc taïp naèm giuùp sinh vieân deã daøng naém baét baøi hoïc hôn. Ñeà taøi naøy ñöôïc thöïc hieän treân boä thí nghieäm khí neùn cuûa haõng LAB-VOLT Ñeà taøi giôùi thieäu cho sinh vieân caùc thieát bò vaø caùc thöùc hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò, töï ñoäng ñieàu khieån caùc thieát bò baèng PLC. Giuùp sinh vieân coù kieán thöùc caên baûn nhaát veà khí neùn. Vôùi quó thôøi gian 7 tuaàn leã vaø ñaây laø moät ñeà taøi môùi meû ñoái vôùi em. Trong quaù trình nghieân cöùu xaây döïng baøi thöïc taäp do kieán thöùc coøn haïn cheá chaéc chaén khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt, kính mong quí Thaày Coâ cuøng caùc baïn sinh vieân ñoùng goùp yù kieán ñeå xaây döïng ñeà taøi toát hôn. CHÖÔNG II GIÔÙI THIEÄU VEÀ KHÍ NEÙN A. Maùy neùn khí – Thieát bò phaân phoái khí neùn: Maùy neùn khí: Khaùi nieäm: Maùy neùn khí laø thieát bò taïo ra aùp suaát khí, ôû ñoù naêng löôïng cô hoïc cuûa ñoäng cô ñieän hoaëc ñoäng cô ñoát trong ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh naêng löôïng khí neùn vaø nhieät naêng. Phaân loaïi: Theo aùp suaát: Maùy neùn khí aùp suaát thaáp: p £ 15 bar Maùy neùn khí aùp suaát cao: p ³ 15 bar Maùy neùn khí aùp suaát raát cao: p ³ 300bar Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng: Maùy neùn khí theo nguyeân lyù thay ñoåi theå tích: maùy neùn khí kieåu pittoâng, maùy neùn khí kieåu caùch gaït, maùy neùn khí kieåu root, maùy neùn khí kieåu truïc vít. Maùy neùn khí tuabin: maùy neùn khí ly taâm vaø maùy neùn khí theo chieàu truïc. Bình trích chöùa khí neùn: Khí neùn sau khi ra khoûi maùy neùn khí vaø ñöôïc xöû lyù thì caàn phaûi coù moät boä phaän löu tröõ ñeå söû duïng. Bình trích chöùa khí neùn coù nhieäm vuï caân baèng aùp suaát khí neùn töø maùy neùn khí chuyeån ñeán trích chöùa, ngöng tuï vaø taùch nöôùc. Kích thöôùc bình trích chöùa phuï thuoäc vaøo coâng suaát cuûa maùy neùn khí vaø coâng suaát tieâu thuï cuûa caùc thieát bò söû duïng, ngoaøi ra kích thöôùc naøy coøn phuï thuoäc vaøo phöông phaùp söû duïng: ví duï söû duïng lieân tuïc hay giaùn ñoaïn. Kyù hieäu : Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn: Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn laø thieát bò truyeàn daãn khí neùn töø maùy neùn khí ñeán bình trích chöùa roài ñeán caùc phaàn töû trong heä thoáng ñieàu khieån vaø cô caáu chaáp haønh. Maïng ñöôøng oáng daãn khí neùn coù theå phaân thaønh 2 loaïi: Maïng ñöôøng oáng ñöôïc laép raùp coá ñònh (maïng ñöôøng oáng trong nhaø maùy) Maïng ñöôøng oáng ñöôïc laép raùp di ñoäng (maïng ñöôøng oáng trong daây chuyeàn hoaëc trong maùy moùc thieát bò) Trong boä thí nghieäm, ñöôøng oáng daãn khí neùn ñöôïc trang bò cho pheùp thaùo laép deã daøng vaø nhanh choùng. Noái heä thoáng ñeán caùc thieát bò baèng caùch ñôn giaûn laø ñaåy oáng vaøo coång vaøo (in-let) hay coång ra (out-let). Thaùo oáng ra baèng caùch moät tay ñeø vaøo vaønh tyø, tay kia keùo oáng ra. CAÙC PHAÀN TÖÛ TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN: Khaùi nieäm: Moät heä thoáng ñieàu khieån bao goàm ít nhaát laø moät maïch ñieàu khieån voøng hôû (Open – loop Control System) vôùi caùc phaàn töû sau: Phaàn töû ñöa tín hieäu : nhaän nhöõng giaù trò cuûa ñaïi löôïng vaät lyù nhö ñaïi löôïng vaøo, laø phaàn töû ñaàu tieân cuûa maïch ñieàu khieån. Ví duï: van ñaûo chieàu, rôle aùp suaát. Phaàn töû xöû lyù tín hieäu: Xöû lyù tín hieäu nhaän vaøo theo moät quy taéc logic nhaát ñònh, laøm thay ñoåi traïng thaùi cuûa phaàn töû ñieàu khieån. Ví duï: van ñaûo chieàu, van tieát löu, van logic OR hoaëc AND. Cô caáu chaáp haønh: thay ñoåi traïng thaùi cuûa ñoái töôïng ñieàu khieån, laø ñaïi löông ra cuûa maïch ñieàu khieån. Ví duï: xilanh, ñoäng cô khí neùn. Van ñaûo chieàu: Van ñaûo chieàu coù nhieäm vuï ñieàu khieån doøng naêng löôïng baèng caùch ñoùng môû hay thay ñoåi vò trí caùc cöûa van ñeå thay ñoåi höôùng cuûa doøng khí neùn. Kyù hieäu cuûa van ñaûo chieàu: Vò trí cuûa noøng van ñöôïc kyù hieäu baèng caùc oâ vuoâng lieàn nhau vôùi caùc chöõ caùi o,a ,b ,c ,… hay caùc chöõ soá 0, 1, 2, … a o b b a Vò trí ‘khoâng’ laø vò trí maø khi van chöa coù taùc ñoäng cuûa tín hieäu beân ngoaøi vaøo. Ñoái vôùi van coù 3 vò trí, thì vò trí ôû giöõa, kyù hieäu ‘o’ laø vò trí ‘khoâng’. Ñoái vôùi van coù 2 vò trí thì vò trí ‘khoâng’ coù theå laø ‘a’ hoaëc ‘b’, thoâng thöôøng vò trí beân phaûi ‘b’ laø vò trí ‘khoâng’. Cöûa noái van ñöôïc kyù hieäu nhö sau: ISO 5599 ISO 1219 Cöûa noái vôùi nguoàn(töø boä loïc khí) 1 P Cöûa noái laøm vieäc 2 , 4, 6, … A , B , C, … Cöûa xaû khí 3 , 5 , 7… R , S , T… Cöûa noái tín hieäu ñieàu khieån 12 , 14… X , Y … a b Kí hieäu cöûa xaû khí Tröôøng hôïp a laø cöûa xaû khí khoâng coù moái noái cho oáng daãn, coøn cöûa xaû khí coù moái noái cho oáng daãn khí laø tröôøng hôïp b. Beân trong oâ vuoâng cuûa moãi vò trí laø caùc ñöôøng muõi teân bieåu dieãn höôùng chuyeån ñoäng cuûa doøng khí neùn qua van. Khi doøng bò chaën thì ñöôïc bieåu dieãn baèng daáu gaïch ngang. 1 0 Cöûa xaû khí khoâng coù moái noái cho oáng daãn 2(A) 4(B) 5(S) 1(P) 3(R) Noái vôùi nguoàn khí neùn Cöûa xaû khí coù moái noái cho oáng daãn 14(Z) Cöûa noái ñieàu khieån 12(Y) Cöûa noái ñieàu khieån Cöûa 1noái vôùi cöûa 2 Cöûa 1noái vôùi cöûa 4 Kyù hieäu vaø teân goïi cuûa van ñaûo chieàu: Hình treân laø kyù hieäu cuûa van ñaûo chieàu 5/2 trong ñoù: 5 : chæ soá cöûa 2 : chæ soá vò trí Caùch goïi teân vaø kyù hieäu cuûa moät soá van ñaûo chieàu: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Van ñaûo chieàu 2/2 Van ñaûo chieàu 4/2 Van ñaûo chieàu 5/2 Tín hieäu taùc ñoäng: Tín hieäu taùc ñoäng vaøo van ñaûo chieàu coù 4 loaïi laø: taùc ñoäng baèng tay, taùc ñoäng baèng cô hoïc, taùc ñoäng baèng khí neùn vaø taùc ñoäng baèng nam chaâm ñieän. Tín hieäu taùc ñoäng töø 2 phía ( ñoái vôùi van ñaûo chieàu khoâng coù vò trí ‘khoâng’) hay chæ töø 1 phía (ñoái vôùi van ñaûo chieàu coù vò trí ‘khoâng’). Taùc ñoäng baèng tay: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Kí hieäu nuùt nhaán toång quaùt Nuùt baám Tay gaït Baøn ñaïp Taùc ñoäng baèng khí neùn: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Tröïc tieáp baèng doøng khí neùn vaøo Tröïc tieáp baèng doøng khí neùn ra Tröïc tieáp baèng doøng khí neùn vaøo vôùi ñöôøng kính 2 ñaàu noøng van khaùc nhau Giaùn tieáp baèng doøng khí neùn ra qua van phuï trôï Taùc ñoäng baèng cô: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Ñaàu doø Cöõ chaën baèng con laên , taùc ñoäng 2 chieàu Cöõ chaën baèng con laên , taùc ñoäng 1 chieàu Loø xo Nuùt nhaán coù raõnh ñònh vò Taùc ñoäng baèng nam chaâm ñieän: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Tröïc tieáp * Baèng nam chaâm ñieän vaø van phuï trôï Taùc ñoäng theo caùch höôùng daãn cuï theå Van ñaûo chieàu coù vò trí ‘khoâng’: Van ñaûo chieàu coù vò trí ‘khoâng’ laø loaïi van taùc ñoäng baèng cô – loø xo vaø kyù hieäu loø xo naèm ngay vò trí beân caïnh oâ vuoâng phía beân phaûi cuûa kyù hieäu van. Taùc ñoäng leân phía ñoái dieän noøng van laø tín hieäu taùc ñoäng baèng cô, khí neùn hay baèng ñieän. Khi chöa coù tín hieäu taùc ñoäng, vò trí cuûa caùc cöûa noái ñöôïc bieåu dieãn trong oâ vuoâng phía beân phaûi ñoái vôùi van ñaûo chieàu 2 vò trí. Coøn ñoái vôùi van ñaûo chieàu 3 vò trí thì vò trí ‘khoâng’ naèm ôû giöõa. Ví duï : Van ñaûo chieàu 2/2 taùc ñoäng baèng nam chaâm ñieän: R 1 0 P Y Van coù 2 cöûa P vaø R, 2 vò trí 0 vaø 1. Taïi vò trí 0, cöûa P vaø R bò chaën. Khi cuoän Y coù ñieän, töø vò trí 0 van chuyeån sang vò trí 1, cöûa P noái vôùi cöûa R. Khi cuoän Y maát ñieän, do taùc ñoäng cuûa loø xo phía ñoái dieän, van seõ quay trôû veà vò trí ban ñaàu. Van ñaûo chieàu khoâng coù vò trí ‘khoâng’: Khi khoâng coù tín hieäu taùc ñoäng leân ñaàu noøng van nöõa, thì vò trí cuûa van vaãn ñöôïc giöõ nguyeân ñôïi tín hieäu taùc ñoäng töø phía noøng van ñoái dieän. Vò trí taùc ñoäng kí hieäu a , b, c, … Tín hieäu taùc ñoäng coù theå laø: _ taùc ñoäng baèng tay hay baøn ñaïp. _ taùc ñoäng baèng doøng khí neùn ñieàu khieån ñi vaøo hay ra töø 2 phía noøng van _ taùc ñoäng tröïc tieàp baèng ñieän töø hay giaùn tieáp baèng doøng khí neùn ñi qua van phuï trôï. Ví duï: Van tröôït ñaûo chieàu 3/2 taùc ñoäng baèng nam chaâm ñieän. R a b P Y1 Y2 A Khi cuoän Y1 coù ñieän thì cöûa P noái vôùi cöûa A, cöûa R bò chaën. Khi cuoän Y2 coù ñieän thì cöûa A noái vôùi cöûa R coøn cöûa P bò chaën. Van chaén: Van chaén laø loaïi van chæ cho doøng khí neùn ñi qua moät chieàu, chieàu coøn laïi bò chaën. Van chaén goàm coù caùc loaïi sau: _ Van 1 chieàu _ Van Logic (OR , AND ) _ Van xaû khí nhanh TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Van moät chieàu: Van moät chieàu coù taùc duïng chæ cho doøng khí neùn ñi qua moät chieàu( töø A qua B) , chieàu ngöôïc laïi bò chaën. A B A P2 P1 · A P2 P1 P A R · · Van logic OR: Khi coù doøng khí neùn vaøo töø P1 thì cöûa P2 bò chaën vaø cöûa P1 noái vôùi cöûa A. Ngöôïc laïi khi doøng khí neùn vaøo P2 thì cöûa P1 bò chaën, cöûa P2 noái vôùi cöûa A. Van logic AND: Khi coù doøng khí neùn vaøo P1 thì P1 bò chaën, vaø ngöôïc laïi khi coù doøng khí neùn vaøo P2 thì P2 bò chaën. Chæ khi naøo caû P1 vaø P2 coù doøng khí neùn vaøo thì môùi coù khí neùn qua cöûa A. Van xaû khí nhanh: Khi doøng khí neùn vaøo cöûa P, chaén cöûa R, cöûa P noái vôùi cöûa A. Khi doøng khí neùn vaøo töø A, cöûa P bò chaën, cöûa A noái vôùi cöûa R, khí ñöôïc xaû nhanh ra ngoaøi. Van tieát löu: Van tieát löu coù nhieäm vuï thay ñoåi löu löôïng doøng khí neùn, coù nghóa laø thay ñoåi vaän toác cuûa cô caáu chaáp haønh. TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Van tieát löu coù tieát dieän khoâng ñoåi: Khe hôû cuûa van coù tieát dieän khoâng thay ñoåi, do ñoù löu löôïng doøng chaûy khoâng thay ñoåi. Van tieát löu coù tieát dieän thay ñoåi: Löu löôïng doøng chaûy qua van thay ñoåi ñöôïc nhôø vaøo moät vít ñieàu chænh laøm thay ñoåi tieát dieän cuûa khe hôû. Kyù hieäu chung: · · A B A · · · B Coù moái noái ren: Khoâng coù moái noái ren: · · A B A B A · · · B Van tieát löu moät chieàu ñieàu chænh baèng tay: Nguyeân lyù hoaït ñoäng töông töï nhö van tieát löu moät chieàu ñieàu chænh baèng tay, tuy nhieân doøng khí neùn chæ coù theå ñi moät chieàu töø A qua B , chieàu ngöôïc laïi bò chaën. Van tieát löu moät chieàu ñieàu chænh baèng cöõ chaën: Doøng khí neùn chæ coù theå ñi moät chieàu töø A sang B, tuøy vaøo vò trí cuûa cöõ chaën maø tieát dieän cuûa khe hôû cuûa van thay ñoåi, laøm cho löu löôïng doøng chaûy thay ñoåi. Van aùp suaát: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Van an toaøn: Bình thöôøng khi aùp suaát nhoû hôn hoaëc baèng aùp suaát cho pheùp, cöûa R bò chaën, nhöng khi aùp suaát lôùn hôn aùp suaát cho pheùp, cöûa R môû ra, khí neùn töø cöûa P theo cöûa R thoaùt ra ngoaøi. P(1) R(3) · Van traøn: Nguyeân taéc hoïat ñoäng töông töï nhö aùp suaát, nhöng khi aùp suaát baèng hoaëc lôùn hôn aùp suaát cho pheùp thì cöûa P noái vôùi cöûa A. A P(1) · Van aùp suaát ñieàu chænh töø xa : Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van aùp suaát ñieàu chænh töø xa: khi coù tín hieäu aùp suaát Z taùc ñoäng giaùn tieáp qua van traøn, cöûa P noái vôùi cöûa A. A Z P R Van chaân khoâng: Van chaân khoâng laø boä phaän coù nhieäm vuï huùt vaø giöõ chi tieát baèng löïc huùt chaân khoâng. Chaân khoâng ñöôïc taïo ra baèng bôm chaân khoâng hay baèng nguyeân lyù oáng Ventury. Khí neùn vôùi aùp suaát p trong khoaûng töø 1,5bar – 10bar seõ theo oáng Ventury theo cöûa R thoaùt ra ngoaøi. Taïi phaàn cuoái oáng Ventury, chaân khoâng seõ ñöôïc taïo thaønh (cöûa noái U). Kyù hieäu : P R U Cöûa noái U seõ noái vôùi moät ñóa huùt laøm baèng nhöïa toång hôïp hoaëc baèng cao su. D Löïc huùt chaân khoâng: Trong ñoù : F : löïc huùt chaân khoâng (N) D : Ñöôøng kính ñóa huùt (m) Pa : aùp suaát khoâng khí ôû ñktc (N/m2) Pu : aùp suaát khoâng khí taïi cöûa U (N/m2) Caûm bieán baèng tia: Caûm bieán baèng tia thuoäc loaïi caûm bieán khoâng tieáp xuùc, nguyeân taéc hoaït ñoäng döïa vaøo doøng khí neùn. Coù 3 loaïi: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Caûm bieán baèng tia reõ nhaùnh: Doøng khí neùn vaøo cöûa P, neáu khoâng coù vaät caûn thì aùp suaát seõ ñi thaúng, neáu coù vaät caûn thì doøng khí neùn seõ reõ nhaùnh qua cöûa X. · X P P X P X P Caûm bieán baèng tia phaûn hoài: Doøng khí neùn ñi vaøo cöûa P, neáu khoâng coù vaät caûn, tín hieäu phaûn hoài X=0, neáu coù vaät caûn, X=1 . Caûm bieán baèng tia qua khe hôû: Caûm bieán baèng tia qua khe hôû goàm 2 boä phaän: boä phaän phaùt vaø boä phaän nhaän. Boä phaän phaùt vaø boä phaän nhaän coù cuøng aùp suaát p khoaûng 150 mbar. Nhöng trong moät soá öùng duïng, aùp suaát cuûa boä phaän phaùt coù theå laø 4 bar vaø aùp suaát cuûa boä phaän nhaän laø 0,5 bar. Truïc cuûa cô caáu phaùt vaø cô caáu nhaän phaûi laép raùp thaät ñoàng taâm. Thieát keá – Bieåu dieãn bieåu ñoà traïng thaùi: Ñeå bieåu dieãn chi tieát chu trình hoaït ñoäng cuûa caùc nhoùm trong heä thoáng ñieàu khieån ñieän – khí neùn ngöôøi ta thöôøng söû duïng bieåu ñoà traïng thaùi. Thoâng qua bieåu ñoà traïng thaùi, chuùng ta hình dung roõ raøng vaø hình töôïng hôn chuyeån ñoäng cuûa töøng nhoùm vaø moái quan heä giöõa chuùng vôùi nhau qua töøng böôùc hoïat ñoäng. Bieåu ñoà traïng thaùi bieåu dieãn caùc phaàn töû trong maïch, moái lieân heä giöõa caùc phaàn töû vaø trình töï chuyeån maïch cuûa caùc phaàn töû. Truïc toïa ñoä thaúng ñöùng bieåu dieãn traïng thaùi. Truïc toïa ñoä naèm ngang bieåu dieãn caùc böôùc thöïc hieän hoaëc thôøi gian haønh trình. Haønh trình laøm vieäc ñöôïc chia thaønh caùc böôùc. Söï thay ñoåi traïng thaùi trong caùc böôùc thöïc hieän bieåu dieãn baèng neùt ñaäm. Söï lieân keát caùc tín hieäu ñöôïc bieåu dieãn baèng caùc ñöôøng neùt nhoû. Kyù hieäu bieåu dieãn trong bieåu ñoà traïng thaùi: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Coâng taéc ngaét khi nguy hieåm Nuùt ñoùng Nuùt ñoùng & ngaét Nuùt ngaét Coâng taéc choïn cheá ñoä laøm vieäc (baèng tay hoaëc töï ñoäng) Nuùt töï ñoäng A Nuùt aán T Ñeøn baùo hieäu Nuùt aán taùc ñoäng ñoàng thôøi T T Phaàn töû aùp suaát p Phaàn töû thôøi gian t · · · S3 · Tín hieäu reõ nhaùnh Lieân keát OR Lieân keát AND Phaàn töû tín hieäu taùc ñoäng baèng cô Lieân keát OR coù moät nhaùnh phuû ñònh C. Cô caáu chaáp haønh: Yeâu caàu: Cô caáu chaáp haønh coù nhieäm vuï bieán ñoåi naêng löôïng khí neùn thaønh naêng löôïng cô hoïc. Cô caáu chaáp haønh coù theå thöïc hieän chuyeån ñoäng thaúng (xilanh) hoaëc chuyeån ñoäng quay (ñoäng cô khí neùn). Xilanh: TEÂN THIEÁT BÒ KÍ HIEÄU Xilanh taùc duïng ñôn (xilanh taùc duïng moät chieàu) : AÙp löïc khí neùn chæ taùc duïng vaøo moät phía cuûa xilanh, phía coøn laïi laø do ngoaïi löïc hay loø xo taùc duïng. Chieàu taùc duïng ngöôïc laïi do ngoaïi löïc. b Chieàu taùc duïng ngöôïc laïi do loø xo. a Kí hieäu chung Kí hieäu theo yeâu caàu ñaëc bieät Xilanh taùc duïng 2 chieàu (xilanh taùc duïng keùp): AÙp suaát khí neùn ñöôïc daãn vaøo 2 phía cuûa xilanh, do yeâu caàu ñieàu khieån -maø xilanh seõ ñi vaøo hay ñi ra tuøy thuoäc vaøo aùp löïc khí neùn vaøo phía naøo. Xilanh quay : Hình bieåu dieãn bieåu töôïng cuûa xilanh quay. Hai ngoõ vaøo ñieàu khieån ñeå ñieàu khieån piston coù raêng di chuyeån qua laïi. Khi caàn piston di chuyeån seõ aên khôùp vôùi moät baùnh raêng laøm baùnh raêng quay. Truïc baùnh raêng seõ ñöôïc duøng ñeå gaén cô caáu chuyeån ñoäng. Xilanh tröôït: Xilanh tröôït laø loaïi xilanh khoâng coù caàn piston, coù chieàu daøi chæ baèng moät nöûa so vôùi xilanh coù caàn piston Ñoäng cô khí neùn: Ñoäng cô khí neùn coù nhieäm vuï bieán ñoåi naêng löôïng cuûa khí neùn thaønh naêng löôïng cô hoïc (chuyeån ñoäng quay). Ñoäng cô khí neùn coù nhöõng öu ñieåm sau: _ Ñieàu chænh ñöôïc momen quay vaø soá voøng quay _ Soá voøng quay cao vaø ñieàu chænh voâ caáp _ Khoâng hö hoûng khi quaù taûi _ Giaù thaønh baûo döôõng thaáp Nhöôïc ñieåm: _ Giaù thaønh naêng löôïng cao _ Soá voøng quay thay ñoåi theo taûi troïng _ Gaây tieáng oàn lôùn khi xaû khí a. b. Kyù hieäu: Ñoäng cô quay moät chieàu Ñoäng cô quay hai chieàu Ñoäng cô khí neùn trong thöïc teá coù caùc loaïi sau ñaây: _ Ñoäng cô baùnh raêng _ Ñoäng cô truïc vít _ Ñoäng cô caùnh gaït _ Ñoäng cô piston höôùng kính _ Ñoäng cô doïc truïc _ Ñoäng cô tuabin _ Ñoäng cô maøng THIEÁT KEÁ MAÏCH KHÍ NEÙN BAÈNG BIEÅU ÑOÀ KARNAUGH: Ñoái vôùi sinh vieân ngaønh ñieän, trong moân hoïc kyõ thuaät soá, phöông phaùp bìa Karnaugh laø moät phöông phaùp raát quen thuoäc. Trong lónh vöïc ñieàu khieån baèng khí neùn, phöông phaùp bìa Karnaugh cuõng ñöôïc söû duïng ñeå thieát keá maïch ñieàu khieån. Nhìn chung, caùch thöùc söû duïng bìa Karnaugh ñeå ñôn giaûn haøm hoaøn toaøn töông töï nhö trong kyõ thuaät soá. Tuy nhieân ñeå thieát keá ñöôïc moät maïch khí neùn baèng phöông phaùp bìa Karnaugh caàn phaûi tuaân thuû nhöõng böôùc sau ñaây: Xaùc ñònh bieán: Töø yeâu caàu ñieàu khieån cuï theå, ta lieät keâ taát caû caùc cô caáu chaáp haønh seõ ñöôïc söû duïng. Vôùi moãi cô caáu chaáp haønh, ta gaùn cho chuùng nhöõng bieán, ñoù chính laø caùc coâng taéc cuoái haønh trình cuûa cô caáu chaáp haønh ñoù. Caùc coâng taéc haønh trình naøy seõ taùc ñoäng cho cô caáu chaáp haønh hoaït ñoäng. Ví duï: Trong moät heä thoáng ñieàu khieån coù 2 cô caáu chaáp haønh A vaø B nhö hình veõ: B b2 b1 A a2 a1 Nhö vaäy ta coù 4 bieán nhö sau : a1 , a2 , b1 , b2 laø caùc tieáp ñieåm haønh trình. Thieát laäp bieåu ñoà traïng thaùi: Döïa vaøo bieåu ñoà traïng thaùi ta seõ lieät keâ caùc böôùc thöïc hieän vaø öùng vôùi töøng böôùc laø caùc bieán taùc ñoäng. Töø ñoù ta xaây döïng caùc haøm chuyeån ñoäng cuûa cô caáu chaáp haønh. l l l 1 2 3 A a1 l l l l l 5º1 B a2 b1 b2 l 4 l a1 b1 a2 b1 a2 b2 a2 b1 +A -A -B +B Ví duï : Thieát laäp phöông trình logic vaø caùc ñieàu kieän thöïc hieän: Sau khi ñaõ lieät keâ caùc bieán, ta vieát haøm chuyeån ñoäng cho caùc cô caáu chaáp haønh baèng caùch laáy tích caùc bieán gaây neân chuyeån ñoäng ñoù. Ví duï: Xilanh A ñi ra ñöôïc ñieàu khieån bôûi haøm: +A = a1.b1 Xilanh A luøi veà ñöôïc ñieàu khieån bôûi haøm: -A = a2.b1 Xilanh B ñi ra ñöôïc ñieàu khieån bôûi haøm: +B = a2.b1 Xilanh B luøi veà ñöôïc ñieàu khieån bôûi haøm: -B = a2.b2 Thieát laäp bieåu ñoà Karnaugh vaø ñôn giaûn haøm: Phöông phaùp thieát laäp bieåu ñoà Karnaugh vaø ñôn giaûn haøm hoaøn toaøn töông töï nhö trong kyõ thuaät soá. Sau khi ñaõ coù haøm ñieàu khieån, ta söû duïng caùc van chöùc naêng cuõng nhö van logic ñeå thaønh laäp maïch ñieàu khieån cho cô caáp chaáp haønh. CHÖÔNG III GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑIEÄN - KHÍ NEÙN KEÁT HÔÏP PLC KHAÙI NIEÄM: Ñieàu khieån laø quaù trình cuûa moät heä thoáng, trong ñoù döôùi taùc duïng cuûa moät hay nhieàu ñaïi löôïng vaøo, caùc ñaïi löôïng ra thay ñoåi theo moät quy luaät nhaát ñònh cuûa heä thoáng ñoù. Moät heä thoáng ñieàu khieån bao goàm: Phaàn töû ñöa tín hieäu Phaàn töû xöû lyù vaø ñieàu khieån Cô caáu chaáp haønh Ví duï : Ví duï : Ví duï : _ Coâng taéc , nuùt baám _ Van ñaûo chieàu _ Xilanh _ Coâng taéc haønh trình _ Van chaén _ Ñoäng cô khí neùn _ Caûm bieán baèng tia _ Van tieát löu _ Boä bieán ñoåi aùp löïc _ Van aùp suaát _ Phaàn töû khueách ñaïi Heä thoáng ñieän khí neùn ñöôïc bieåu dieãn moät caùch toång quaùt theo hình döôùi ñaây. Maïch ñieàu khieån thoâng thöôøng laø ñieän moät chieàu 24VDC. UVAØO = 230 V / 50 Hz IVAØO = 10 A URA = 24 V DC IRA = 5 A · Maïng ñieän Boä phaân phoái ñieän Nuùt nhaán Maïch ñieän ñieàu khieån Phaàn töû ñieàu khieån (van ñaûo chieàu) Cô caáu chaáp haønh Rôle Nam chaâm ñieän Tieáp ñieåm II. CAÙC PHAÀN TÖÛ ÑIEÄN – KHÍ NEÙN: Van ñaûo chieàu ñieàu khieån baèng nam chaâm ñieän: TEÂN THIEÁT BÒ KYÙ HIEÄU Van ñaûo chieàu ñieàu khieån tröïc tieáp baèng nam chaâm ñieän vaø loø xo Van ñaûo chieàu ñieàu khieån tröïc tieáp baèng nam chaâm ñieän caû hai phía Van ñaûo chieàu ñieàu khieån giaùn tieáp baèng nam chaâm ñieän vaø khí neùn Van ñaûo chieàu ñieàu khieån giaùn tieáp baèng nam chaâm ñieän caû hai phía Van ñaûo chieàu ñieàu khieån giaùn tieáp baèng nam chaâm ñieän vaø khí neùn Caùc phaàn töû ñieän: TEÂN THIEÁT BÒ KYÙ HIEÄU Coâng taéc: Trong ñieàu khieån, coâng taéc, nuùt nhaán laø caùc phaàn töû ñöa tín hieäu. Phaàn naøy giôùi thieäu 2 loaïi coâng taéc thoâng duïng laø coâng taéc ñoùng môû vaø coâng taéc chuyeån maïch. 1 2 4 2 2 4 3 1 Coâng taéc ñoùng môû Coâng taéc chuyeån maïch Nuùt nhaán: _ Nuùt nhaán ñoùng môû: bình thöôøng 3 vaø 4 khoâng noái vôùi nhau, khi nhaán nuùt, 3 noái vôùi 4. _ Nuùt nhaán chuyeån maïch: thöôøng coù 2 tieáp ñieåm thöôøng kín vaø thöôøng hôû. Khi nhaán nuùt, tieáp ñieåm thöôøng kín seõ hôû ra vaø tieáp ñieåm thöôøng hôû seõ kín laïi 1 2 4 2 2 4 3 1 Nuùt nhaán ñoùng môû Nuùt nhaán chuyeån maïch Rôle: Rôle ñöôïc söû duïng nhö phaàn töû xöû lyù tín hieäu. Coù nhieàu loaïi rôle khaùc nhau tuøy theo coâng duïng. _ Rôle ñoùng maïch: Khi doøng ñieän vaøo cuoän daây caûm öùng, löïc töø tröôøng xuaát hieän seõ huùt loõi saét, treân ñoù coù laép caùc tieáp ñieåm. Caùc tieáp ñieåm chính ñeå ñoùng môû maïch chính, caùc tieáp ñieåm phuï ñeå ñoùng môû caùc maïch ñieàu khieån. 1 2 4 6 14 22 32 42 3 5 13 21 31 41 Tieáp ñieåm chính Tieáp ñieåm phuï 1 2 3 4 A1 A2 K _ Rôle ñieàu khieån: Rôle ñieàu khieån khaùc rôle ñoùng maïch ôû choã laø rôle ñieàu khieån ñoùng môû cho maïch coâng suaát nhoû vaø thôøi gian ñoùng môû raát nhoû. _ Rôle taùc ñoäng muoän: Khi caáp nguoàn ñieän vaøo cuoän K, thì sau moät khoaûng thôøi gian Dt, caùc tieáp ñieåm K1 môùi ñöôïc taùc ñoäng. 4 1 2 3 A2 A1 K Dt K _ Rôle thôøi gian nhaû muoän: Khi ngöøng caáp ñieän cho cuoän huùt K thì sau moät thôøi gian Dt caùc tieáp ñieåm K1 môùi trôû laïi vò trí ban ñaàu. 4 1 2 3 A2 B1 B2 K K1 K1 K Dt Coâng taéc haønh trình ñieän - cô: Bình thöôøng tieáp ñieåm 1 noái vôùi 2, khi con laên chaïm cöõ haønh trình, tieáp ñieåm 1 noái vôùi 4. Khi khoâng taùc ñoäng: Khi coù söï taùc ñoäng: 2 4 1 S · b a · S 1 2 4 · S 1 2 4 Coâng taéc haønh trình nam chaâm: Coâng taéc haønh trình nam chaâm thuoäc loïai coâng taéc haønh trình khoâng tieáp xuùc. 4 1 B Caûm bieán caûm öùng töø: Caûm bieán caûm öùng töø hoaït ñoäng döïa treân nguyeân taéc caûm öùng ñieän töø. Vôùi söï thay ñoåi khoaûng caùch giöõa caûm bieán vaø vaät seõ laøm ñoä roäng xung cuûa tín hieäu taïi ngoõ ra thay ñoåi. Fe Caûm bieán ñieän dung: Khi coù vaät caûn seõ laøm ñieän dung cuûa caûm bieán thay ñoåi daãn ñeán taàn soá rieâng cuûa boä dao ñoäng beân trong caûm bieán thay ñoåi,laøm cho taàn soá tín hieäu ngoõ ra cuûa caûm bieán thay ñoåi. Caûm bieán quang: Caûm bieán quang goàm 2 boä phaän: _ Boä phaän phaùt quang _ Boä phaän nhaän quang Do söï boá trí cuûa 2 boä phaän naøy maø ta coù 2 daïng caûm bieán quang: caûm bieán quang 1 chieàu vaø caûm bieán quang phaûn hoài. Boä phaän nhaän quang seõ nhaän tín hieäu quang töø boä phaän phaùt göûi veà ñieàu khieån. Phaàn töû chuyeån ñoåi tín hieäu: X P Phaàn töû chuyeån ñoåi tín hieäu khí neùn – ñieän: Nguyeân lyù hoïat ñoäng cuûa phaàn töû chuyeån ñoåi tín hieäu khí neùn ñieän: aùp suaát p vaøo cöûa Z seõ ñieàu khieån ñoùng môû coâng taéc ñeå ñieàu khieån tieáp ñieåm 1 noái vôùi tieáp ñieåm 2. Trong ñieàu khieån, tín hieäu ñieàu khieån (aùp suaát khí neùn) coù theå taùc ñoäng tröïc tieáp leân maøng ñeå ñoùng môû tieáp ñieåm. Tín hieäu khí neùn X taùc ñoäng leân maøng laøm thay ñoåi tieáp ñieåm. Hay keát hôïp vôùi phaàn töû khueách ñaïi ñeå thay ñoåi tieáp ñieåm. 0 Pñoùng Pmôû 1 Tín hieäu ñieän ° ° B Z t 1 2 p(bar) X Phaàn töû chuyeån ñoåi tín hieäu ñieän – khí neùn: Nguyeân lyù cô baûn cuûa chuyeån ñoåi tín hieäu ñieän khí neùn laø nam chaâm ñieän. Khi caáp ñieän cho cuoän daây nam chaâm, loõi töø dòch chuyeån seõ laøm thay ñoåi vò trí cuûa noøng van, thöïc hieän chöùc naêng ñieàu khieån. THIEÁT KEÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÄN KHÍ NEÙN: Nguyeân taéc thieát keá: Moät sô ñoà ñieàu khieån ñieän - khí neùn bao goàm 2 phaàn: _ Sô ñoà maïch ñieän ñieàu khieån. _ Sô ñoà maïch khí neùn. Khi bieåu dieãn treân sô ñoà maïch ñieän ñieàu khieån, caùc phaàn töû phaûi ôû traïng thaùi chöa coù tín hieäu taùc ñoäng vaøo. Söï lieân heä giöõa 2 sô ñoà: Treân sô ñoà maïch ñieän vaø sô ñoà maïch khí neùn ñöôïc ghi chuù baèng caùc kyù hieäu soá töông öùng cuûa rôle trong maïch ñieàu khieån vaø nam chaâm ñieän cuûa van ñaûo chieàu hoaëc rôle aùp suaát ñieän trong maïch khí neùn. Sô ñoà maïch ñieän ñieàu khieån: 2 . 1. Maïch ñieàu khieån ñieän - khí neùn vôùi moät xi lanh: a/ Ñoái vôùi nhöõng maïch khí neùn söû duïng van ñieän töø khoâng coù vò trí ‘khoâng’, ta söû duïng maïch ñieàu khieån vôùi tieáp ñieåm khoâng caàn duy trì. · · K b2 Khi nhaán b2 cuoän K coù ñieän, khi nhaû b2 cuoän K maát ñieän nhöng traïng thaùi cuûa van vaãn ñöôïc nhôù. b/ Ñoái vôùi nhöõng maïch khí neùn söû duïng van ñieän töø coù vò trí ‘khoâng’, ngöôøi ta söû duïng maïch ñieàu khieån vôùi tieáp ñieåm töï duy trì. Bao goàm 2 loaïi: Maïch töï duy trì coù Reset troäi hôn: · · K1 K1 b1 b2 Khi taùc ñoäng b2 , cuoän K1 coù ñieän laøm tieáp ñieåm K1 ñoùng, khi ngöøng taùc ñoäng b2, maïch vaãn tieáp tuïc ñöôïc duy trì nhôø K1. Khi taùc ñoäng b1, cuoän K1 bò maát ñieän ñoàng thôøi tieáp ñieåm K1 cuõng hôû ra, maïch trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Neáu caû b1 vaø b2 cuøng bò taùc ñoäng thì cuoän K1 khoâng coù ñieän. · · K1 K1 b1 b2 Maïch töï duy trì coù Set troäi hôn: Khi taùc ñoäng b2, cuoän K1 coù ñieän laøm tieáp ñieåm K1 ñoùng, khi ngöøng taùc ñoäng b2, maïch vaãn tieáp tuïc ñöôïc duy trì nhôø K1. Khi taùc ñoäng b1, cuoän K1 bò maát ñieän ñoàng thôøi tieáp ñieåm K1 cuõng hôû ra, maïch trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Neáu caû b1 vaø b2 cuøng bò taùc ñoäng thì cuoän K1 coù ñieän. 2 .2. Maïch ñieàu khieån ñieän - khí neùn vôùi nhieàu xi lanh: Ñoái vôùi maïch ñieän khí neùn coù töø 2 xilanh trôû leân, ngöôøi ta thöôøng söû duïng maïch ñieàu khieån theo nhòp. Caùc böôùc thöïc hieän xaûy ra tuaàn töï. Coù nghóa laø khi caùc leänh trong moät nhòp thöïc hieän xong thì seõ baùo cho nhòp tieáp theo ñoàng thôøi xoùa leänh nhòp thöïc hieän tröôùc ñoù. Neáu duøng van ñieän töø coù vò trí ‘khoâng’ thì ta duøng maïch ñieàu khieån theo nhòp, trong moãi nhòp coù maïch töï duy trì. Sau khi nhaán nuùt khôûi ñoäng, caùc tieáp ñieåm töø nhòp 1 ñeán nhòp cuoái cuøng seõ ñoùng maïch. Nhö vaäy, taïi caùc tieáp ñieåm chính, ta söû duïng maïch khoùa laãn ñeå nhòp sau Reset nhòp tröôùc ñoàng thôøi baùo cho nhòp keá tieáp. Ngöôïc laïi, neáu duøng van ñieän töø khoâng coù vò trí ‘khoâng’, ta söû duïng caùc maïch khoùa laãn taïi caùc tieáp ñieåm phuï (tieáp ñieåm ñoùng môû maïch ñieàu khieån). Maët khaùc, trong sô ñoà ñieän cuûa moät heä thoáng, coù khi bao goàm ñeán haøng traêm boä phaän khaùc nhau. Do ñoù khoâng nhöõng coù nhieàu khoù khaên trong vieäc boá trí sô ñoà, maø coøn khoù khaên trong vieäc ñoïc vaø tìm hieåu sô ñoà. Vì theá ñeå deã daøng cho vieäc thaønh laäp vaø ñoïc moät sô ñoà ñieän, caàn phaûi tieán haønh theo caùc nguyeân taéc sau ñaây: Taát caû caùc boä phaän cuûa khí cuï ñieän, ví duï nhö: cuoän daây, ñieän trôû, tieáp ñieåm … caàn ñöôïc bieåu thò trong daïng sô ñoà, kyù hieäu: Caùc thaønh phaàn cuûa thieát bò vaø khí cuï ñieän ñaët trong sô ñoà ñieän, caàn phaûi theå hieän roõ raøng nhaát chöùc naêng vaø tuaàn töï taùc ñoäng. Sô ñoà caàn coù soá löôïng daây daãn caét cheùo nhau ít nhaát. Taát caû caùc tieáp ñieåm cuûa caùc khí cuï ñieän ñeàu phaûi theå hieän treân sô ñoà ôû traïng thaùi bình thöôøng, khoâng coù tín hieäu taùc ñoäng beân ngoaøi. Cuøng moät boä phaän cuûa moät thieát bò nhöng phaûi theå hieän ôû nhieàu vò trí khaùc nhau treân sô ñoà, thì boä phaän ñoù caàn phaûi kyù hieäu cuøng moät chöõ soá hay chæ soá. Sô ñoà maïch ñieän khí neùn: a./ Phaàn maïch khí neùn: Trình baøy maïch theo doøng tín hieäu töø döôùi leân treân. Caùc xilanh vaø caùc van seõ ñöôïc veõ naèm ngang. Xilanh thöïc hieän haønh trình töø traùi sang phaûi. b./ Phaàn maïch ñieän: Trình baøy maïch ñieän theo doøng tín hieäu töø traùi qua phaûi. Maïch ñieän ñöôïc giôùi haïn baèng 2 ñöôøng thaúng song song ñaëc tröng cho nguoàn, caùc phaàn töû, caùc khí cuï ñieän ñöôïc bieåu dieãn beân trong 2 ñöôøng ñöôøng naøy. Phaàn maïch ñieän ñöôïc chia laøm 2 phaàn: phaàn beân traùi bieåu dieãn maïch ñieàu khieån (control section), phaàn beân phaûi bieåu dieãn maïch ñoäng löïc (power section). c./ Caáu truùc chung cuûa moät sô ñoà maïch ñieän khí neùn: Phaàn maïch ñieàu khieån, phaàn maïch ñoäng löïc ñöôïc trình baøy thaønh caùc nhoùm phaân bieät nhöng coù quan heä vôùi nhau. Phaàn khí neùn ñöôïc trình baøy theo doøng tín hieäu töø döôùi leân treân. Phaàn ñieän ñöôïc trình baøy theo doøng tín hieäu töø treân xuoáng döôùi. Ñöôøng naèm ngang beân treân cuûa phaàn maïch ñieän ñaëc tröng cho cöïc 24VDC ñöôïc ñaùnh soá töø traùi sang phaûi cho caùc ñieåm noái. Söï giao tieáp giöõa caùc phaàn maïch ñieän vaø phaàn maïch khí neùn ñöôïc theå hieän ôû caùc phaàn töû chung nhö caùc cuoän daây ñieän töø, caùc coâng taéc haønh trình. IV. ÖÙNG DUÏNG PLC TRONG ÑIEÀU KHIEÅN: Giôùi thieäu: Thaønh phaàn cô baûn cuûa S7-200 laø khoái xöû lyù trung taâm CPU-12 hoaëc CPU-14. ÔÛ ñaây xin chæ ñeà caäp ñeán CPU-14. Moâ taû: Coù 14 ngoõ vaøo: töø I0.0 ñeán I0.7 vaø töø I1.0 ñeán I1.5. Coù 10 ngoõ ra : töø Q0.0 ñeán Q0.7 vaø töø Q1.0 ñeán Q1.1. Coù 14 led baùo traïng thaùi caùc ngoõ vaøo, 10 led baùo traïng thaùi caùc ngoõ ra. Coù 03 led baùo traïng thaùi cuûa CPU: _ Led SF : Baùo traïng thaùi CPU coøn toát hay bò hoûng. _ Led RUN: Baùo traïng thaùi CPU ñang hoaït ñoäng. _ Led STOP: Baùo traïng thaùi CPU ñang ngöng hoaït ñoäng. Ngoaøi ra, khi coù yeâu caàu giao tieáp lôùn, S7-200 cho pheùp ta keát noái theâm caùc modul môû roäng. Soá modul môû roäng toái ña laø 7, töông öùng vôùi soá ngoõ vaøo cöïc ñaïi laø 64, soá ngoõ ra cöïc ñaïi laø: Caùc ngoõ vaøo, ra ñeàu coù möùc ñieän aùp taùc ñoäng laø 24VDC. Caùc coång ra RUN SF STOP I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 SIMATIC S7-200 Caùc coång vaøo Coång truyeàn thoâng Tính naêng cuûa CPU-14 DC/DC/DC: Nguoàn nuoâi: 24VDC. - Möùc logic ngoõ vaøo : 24VDC = [1]. 0VDC = [0]. - Möùc logic ngoõ ra : 24VDC = [1]. 0VDC = [0]. Taûi ngoõ ra phaûi laøm vieäc ôû 24VDC vaø doøng toái ña laø 50mA. - Coù 2048 töø nhôù chöông trình chöùa trong ROM. - Coù 2048 töø nhôù döõ lieäu, trong ñoù 512 töø ñaàu tieân thuoäc ROM. - Coù 128 timer, tuøy theo ñoä phaân giaûi maø chia laøm 3 loaïi: + 04 timer 01ms. + 16 timer 10ms. + 108 timer 100ms. Coù 128 boä ñeám – Counter, tuøy vaøo caùch ñeám maø chia laøm 2 loaïi: + Ñeám leân : Count up. + Ñeám leân xuoáng : Count up-down. Coù 688 bit nhôù ñaët bieät duøng ñeå thoâng baùo traïng thaùi vaø ñaët cheá ñoä laøm vieäc. Caùc cheá ñoä ngaét vaø xöû lyù ngaét goàm: + Ngaét truyeàn thoâng. + Ngaét söôøn leân. + Ngaét söôøn xuoáng. + Ngaét thôøi gian. + Ngaét cuûa boä ñeám toác ñoä cao. + Ngaét truyeàn xung. Coù 03 boä ñeám toác ñoä cao vôùi taàn soá: 2KHz vaø 7KHz. Coù 02 boä phaùt xung kieåu POT hoaëc kieåu PWM. Coù 02 boä ñieàu chænh töông töï. Toaøn boä vuøng nhôù khoâng bò maát döõ lieäu trong 190 giôø khi PLC bò maát nguoàn nuoâi. Caáu truùc boä nhôù: Boä nhôù cuûa S7-200 ñöôïc chia laøm 4 vuøng: _ Vuøng chöông trình. _ Vuøng tham soá. _ Vuøng döõ lieäu. Trong ñoù hai vuøng nhôù döõ lieäu vaø ñoái töôïng coù vai troø quan troïng trong vieäc thöïc hieän moät chöông trình. Vuøng döõ lieäu: . V - Variable memory : Vuøng nhôù bieán. . I - Input image register : Vuøng ñeäm ngoõ vaøo. . Q - Output image register : Vuøng ñeäm ngoõ ra. . M – Internal memory bits : Vuøng nhôù trong. . SM – Special memory bits : Vuøng nhôù ñaëc bieät. - Caùc vuøng nhôù naøy ñeàu coù theå truy caäp ñöôïc theo bit, byte, word hay double word: + Truy suaát theo bit: Moät laàn moät bit. Cuù phaùp: Teân vuøng nhôù (+) ñòa chæ byte (+) . (+) ñòa chæ bit. Ví duï: I0.0 : chæ bit 0 cuûa byte 0 cuûa vuøng I. +Truy suaát theo byte: moãi laàn 1 byte. Cuù phaùp: Teân vuøng nhôù (+) B (+) ñòa chæ byte. Ví duï: VB1 : chæ byte 1 cuûa vuøng V. +Truy suaát theo word: Cuù phaùp: teân vuøng nhôù (+) W (+) ñòa chæ byte cao. Ví duï: VW100: chæ word 100 goàm 2 byte 100 vaø 101 thuoäc vuøng V. +Truy suaát theo Double word: Cuù phaùp: Teân vuøng nhôù (+) D (+) ñòa chæ byte cao. Ví duï: VD150 : chæ double word goàm 4 byte: 150, 151, 152, 153. Vuøng ñoái töôïng: Ñöôïc phaân chia nhö sau: -Timer: töø T0 ñeán T127. -Boä ñeám: töø C0 ñeán C127. -Boä ñeäm coång vaøo töông töï: töø AW0 ñeán AW30. -Boä ñeäm coång ra töông töï: töø AQW0 ñeán AQW30. -Thanh ghi Acumulator: töø AC0 ñeán AC3, trong ñoù thanh ghi AC) khoâng coù khaû naêng laøm con troû. -Boä ñeám toác ñoä : töø HSC0 ñeán HSC2 Caùch thöïc hieän moät chöông trình: PLC laøm vieäc theo nguyeân taéc thöïc hieän caùc voøng laëp. Moãi voøng laëp ñöôïc goïi laø moät voøng queùt. Moãi voøng queùt hoaøn chænh goàm caùc böôùc nhö sau: 1. Nhaäp döõ lieäu töø ngoaïi vi vaøo boä ñeäm aûo. 2. Thöïc hieän chöông trình. 3. Truyeàn thoâng vaø töï kieåm tra loãi. 4. Chuyeån döõ lieäu töø boä ñeäm aûo ra ngoaïi vi. Böôùc 1: Nhaäp döõ lieäu töø thieát bò ngoaïi vi vaøo boä ñeäm. Böôùc 2: Thöïc hieän chöông trình. Böôùc 3: Truyeàn thoâng vaø töï kieåm tra loãi. Böôùc 4: Chuyeån döõ lieäu töø boä ñeäm aûo ra ngoaøi. Caáu truùc moät chöông trình: _ Moät chöông trình ñieàu khieån coù theå ñöôïc vieát treân phaàn meàm STEP7-MICRO/Dos hay STEP7-MICRO/Win. _ Coù theå naïp chöông trình vaøo cho CPU nhôø maùy tính caù nhaân hoaëc thieát bò laäp trình baèng tay PG702. _ Moät chöông trình cuûa S7200 goàm caùc phaàn sau: Chöông trình chính ñöôïc keát thuùc baèng leänh MEND. Caùc chöông trình con vaø chöông trình xöû lyù ngaét phaûi ñöôïc vieát sau leänh MEND. Moät chöông trình con ñöôïc baét ñaàu baèng leänh SBR vaø keát thuùc baèng leänh RET. Moät chöông trình xöû lyù ngaét ñöôïc baét ñaàu baèng leänh INT vaø keát thuùc baèng leänh RETI. Caùc cheá ñoä laøm vieäc: STOP/TERN/RUN: Ta choïn cheá ñoä laøm vieäc cuûa PLC baèng caùch taùc ñoäng vaøo coâng taéc ba vò trí Stop/Tern/Run. Khi naïp chöông trình vaøo PLC phaûi ñeå coâng taéc ôû vò trí Stop. Soaïn thaûo moät chöông trình trong S7-200: _ Daïng LADer _ Daïng STatement List Qui trình thieát keá heä ñieàu khieån duøng PLC: Ñeå thieát keá moät heä ñieàu khieån duøng PLC ta thöïc hieän caùc böôùc sau: Xaùc ñònh yeâu caàu ñieàu khieån: Naém roõ caáu taïo vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa thieát bò, yeâu caàu ñieàu khieån laø gì. Veõ löu ñoà: Böôùc veõ löu ñoà giuùp ta coù theå nhìn moät caùch toång quan veà yeâu caàu ñieàu khieån vaø keát noái giöõa heä thoáng vôùi thieát bò. Xaùc ñònh I/O: Ngoõ vaøo thöôøng laø caùc tieáp ñieåm, rôle, … Ngoõ ra thöôøng laø caùc cuoän daây, motor, contactor… Vieát chöông trình: Khi xaây döïng löu ñoà ñuùng,ta seõ chuyeån ñöôïc sang sô ñoà LAD moät caùch deã daøng. Naïp chöông trình vaøo PLC: Ñeå moâ phoûng chöông trình, caàn thieát phaûi naïp vaøo PLC. Kieåm tra: Trong quaù trính moâ phoûng, neáu phaùt hieän sai soùt, loãi, ta seõ thoaùt ra ngoaøi ñeå söûa laïi chöông trình. Neáu chöông trình chaïy toát, ta keát noái PLC vôùi caùc thieát bò. Keát thuùc: Keát noái PLC vôùi caùc thieát bò vaø chaám döùt. Taäp leänh S7-200: Taäp leänh trong S7-200 ñöôïc bieåu dieãn döôùi hai daïng: LAD vaø STL: _ LAD – Ladder logic – Goïi laø phöông phaùp hình thang: laø moät ngoân ngöõ vieát döôùi daïng ñoà hoïa, deã quan saùt, deã kieåm tra. _ STL – Statement list – Phöông phaùp lieät keâ: Ngoân ngöõ theå hieän döôùi daïng nhöõng caâu leänh. Phaàn lôùn nhöõng caâu leänh döôùi daïng LAD ñeàu coù theå chuyeån sang STL vaø ngöôïc laïi. Caùc leänh xuaát/nhaäp: Leänh nhaäp: Naïp giaù trò logic cuûa tieáp ñieåm vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. DAÏNG LAD MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG n n n n Tieáp ñieåm thöôøng môû – seõ ñöôïc ñoùng khi n=1 n (bit): I, Q, M, SM, T, C, V. Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng – seõ ñöôïc môû khi n=1 Tieáp dieåm thöôøng môû – seõ ñöôïc ñoùng töùc thôøi khi n=1 n(bit): I Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng – seõ ñöôïc môû khi n=1. DAÏNG STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG LD n Naïp giaù trò logic cuûa n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. n(bit): I, Q, M, SM, T, C, V. LDN n Naïp giaù trò nghòch ñaûo cuûa n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. LDI n Naïp töùc thôøi giaù trò logic cuûa n vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. n(bit): I. LDNI Naïp töùc thôøi giaù trò nghòch ñaûo cuûa n vaøo bit daàu tieân trong ngaên xeáp. Leänh xuaát: Sao cheùp noäi dung cuûa bit ñaàuø tieân trong ngaên xeáp vaøo bit ñöôïc chæ ñònh trong leänh. Noäi dung cuûa ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi. LAD MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG Cuoän daây ñaàu ra ôû traïng thaùi kích thích khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua. n(bit): I, Q, M, SM, T, C, V,. Cuoän daây ñaàu ra ñöôïc kích thích töùc thôøi khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua . n(bit): Q. STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG = n Leänh =sao cheùp giaù trò cuûa ñænh ngaên xeáp tôùi tieáp ñieåm n ñöôïc chæ daãn trong leänh. n(bit): I, Q, M, SM, T, C, V. = I n Leänh =I sao cheùp töùc thôøi giaù trò cuaû ñænh ngaên xeáp tôùi tieáp ñieåm n ñöôïc chæ daãn trong leänh. n(bit): Q. Caùc leänh ghi – xoùa giaù trò cho tieáp ñieåm: Caùc leänh naøy duøng ñeå ghi xoùa caùc ñieåm giaùn ñoaïn ñaõ ñöôïc thieát keá. LAD MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG n S bit Ñoùng moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø S-bit. S-bit: I, Q, M, SM, T, C, V. n(Byte): IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Haèng soá, *VD, *AC. n S bit Ngaét moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø S-bit. Neáu S-bit laïi chæ vaøo Timer hoaëc Counter thì leänh seõ xoùa bit ñaàu ra cuûa timer hoaëc couter ñoù. n S bit n S bit Ñoùng töùc thôøi moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø S-bit. S-bit: Q (bit) n: IB, `QB, MB, SMB, VB, AC, Haèng soá, *VD, *AC. Ngaét töùc thôøi moät maûng goàm caùc tieáp ñieåm keå töø ñòa chæ S-BIT. STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG S S_BIT n Ghi giaù trò logic vaùo moät maûng goàm n bit keå töø ñiaï chi S_BIT. S_BIT: I, Q, M, SM, T, C, V. (Bit). n: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Haèng soá, *VD, *AC. (Byte). R R_BIT n Xoaù moät maûng goàm n bit keå töø ñiaï chæ S_BIT. Neáu S_BIT laïi chæ vaøo Timer hoaêc Counter thì leänh seõ xoùa bit ñaàu ra cuûa Timer hoaëc counter ñoù. SI S_BIT n Ghi töùc thôøi gaù trò logic 1 vaøo moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S_BIT. S_BIT: Q. (Bit) n: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Haèng soá, *vd, *AC. (Byte). RI S_BIT n Xoùa töùc thôøi moät maûng goàm n bit keå töø ñòa chæ S_BIT Caùc leänh logic: Caùc leänh naøy cho pheùp taïo laäp ñöôïc caùc maïch logic. Daïng LAD: Trong LAD, caùc leänh naøy ñöôïc bieåu dieãn thoâng qua caùch maéc maïch noái tieáp (Logic AND) hay song song (Logic OR) caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng hay thöôøng hôû. Daïng STL: LEÄNH MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG O n A n Leänh thöïc hieän toaùn töû AND va OR giöõa caùc giaù trò logic cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi vaøo bit ñaàu trong ngaên xeáp. n: I, Q, M, SM, T, C, V. (Bit). AN n ON n Leänh thöïc hieän toaùn töû AND vaø OR giöõa caùc giaù trò nghòch ñaûo cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi vaøo bit ñaàu trong ngaên xeáp. AI n OI n Leänh thöïc hieän töùc thôøi toaùn töû AND va OR giöõa giaù trò logic cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi vaøo bit ñaàu trong ngaên xeáp. n: I . (Bit). ANI n ONI n Leänh thöïc hieän töùc thôøi toaùn töû AND vaø OR giuõa giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi vaøo bit ñaàu cuûa ngaên xeáp. Ngoaøi ra coøn coù caùc leänh ñaêc bieät duøng cho ngaên xeáp: LEÄNH MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG ALD Leänh toå hôïp giaù trò cuûa bit ñaàu tieân vaø thöù hai trong ngaên xeáp baèng pheùp logic AND. Keát quaû ghi laïi trong bit ñaàu cuûa ngaên xeáp. Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân 1 bit. Khoâng coù. OLD Leänh toå hôïp giaù trò bit ñaàu tieân vaøo bit thöù hai trong ngaên xeáp baèng pheùp logic OR. Keát quaû ñöôïc ghi laïi vaøo bit ñaàu trong ngaên xeùp. Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân 1 bit. LSP Leänh Push sao chuïp giaù trò bit ñaàu tieân vaøo bit thöù hai trong ngaên xeáp. Giaù trò coøn laïi bò ñaåy xuoáng 1 bit. Bit cuoái cuøng bò ñaåy ra ngoaøi. LRD Leänh sao cheùp giaù tròcuûa bit thöù hai vaøo bit ñaàu tieân trong ngaên xeáp . Caùc giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp giöõ nguyeân vò trí. LPP Leänh keùo ngaên xeáp leân 1 bit. Giaù trò cuûa bit sau ñöôïc keùo leân bit tröôùc. Caùc leänh tieáp ñieåm ñaëc bieät: LAD STL MOÂ TAÛ NOT Phuû ñònh EU Taùc ñoäng söôøn leân EO Taùc ñoäng söôøn xuoáng Caùc leänh so saùnh: LAD MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG n1 n2 X Tieáp ñieåm ñoùng khi n1= n2. X: B = byte I = integer D = double integer R = real n1, n2: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const, *VD, AC. X n1 n2 Tieáp ñieåm ñoùng khi n1 lôùn hôn hoaëc baèng n2. X: B = byte I = integer D = double integer R = real n1, n2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const, AIW*VD,*AC. X n1 n2 Tieáp ñieåm ñoùng khi n1 nhoû hôn hoaëc baèng n2 X: B = byte I = integer D = double integer R = real n1,n2: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC.const, *VD, *AC. STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG LDB= n1 n2 AB= n1 n2 OB= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, AND hoaëc OR giöõa giaù trò 1 vôùi noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 = n2 n1, n2: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, CONST, *VD, *AC. (byte) LDB>= n1 n2 AB>= n1 n2 OB>= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, AND, Or giöõa giaù trò logic 1 vôùi noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 = n2 LDB<= n1 n2 AB<= n1 n2 OB<= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, AND, OR giöõa giaù trò logic 1 vôùi noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 nhoû hôn hoaêc baèng n2. LDW= n1 n2 AW= n1 n2 OW= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, AND, OR giöõ giaù trò logic 1 vôùi noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 = n2 n1, n2 :VW, T, C, TW, QW, MW, SMW, AC, CONST, *VD LDW>= n1 n2 AW>= n1 n2 OW>= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, ANDm OR giöõa giaù trò logic 1 vaø noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 lôùn hôn hoaëc baèng n2. LDW<= n1 n2 AW<= n1 n2 OW<= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic LOAD , AND, OR giöõa giaù trò Logic 1 vaø noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 nhoû hôn hoaëc baèng n2. LDD= n1 n2 AD= n1 n2 OD= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic LOAD, AND, OR giöõa giaù trò logic 1 vaø noäi dung cuû ñænh ngaên xeáp khi n1 = n2 n1, n2: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, CONST, *VD, *AC. (Töø keùp). LDD>= n1 n2 AD>= n1 n2 OD>= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic LOAD, AND, OR giöõa giaù trò logic 1 vaø noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 lôùn hôn hoaëc baèng n2 LDD<= n1 n2 AD<= n1 n2 OD<= n1 n2 Leänh thöïc hieän pheùp tính logic Load, And, OR giöõa giaù trò logic 1 vaø noäi dung cuûa ñænh ngaên xeáp khi n1 nhoû hôn hoaëc baèng n2. Leänh nhaûy vaø goïi chöông trình con: LAD STL MOÂ TAÛ n n JMP Kn Leänh nhaûy thöïc hieän vieäc chuyeån ñieàu khieån ñeán nhaõn n trong moät chöông trình. n: töø 0 ñeán 255 LBL Kn Leänh khai baùo nhaõn n trong moät chöông trình. n CALL Kn Leänh goïi chöông trình con, thöïc hieän vieäc chuyeån ñieàu khieån ñeán chöông trình con coù nhaõn laø n. n SBR Kn Leänh gaùn nhaõn cho moät chuông trình con. RET Leänh trôû veà chöông trình chính khoâng ñieàu kieän. Khoâng coù Caùc leänh can thieäp vaøo thôøi gian voøng queùt: LAD STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG END Leänh keát thuùc chöông trình chính hieän haønh coù ñieàu kieän. Khoâng coù n STOP Keát thuùc chöông trình hieän haønh vaø chuyeån sang cheá ñoä Stop. NOP n Leänh roãng, khoâng coù hieäu löïc trong chöông trình hieän haønh. n: töø 0 ñeán 255 Caùc leänh ñieàu khieån Timer: LAD MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG Txx Khai baùo timer xx kieåu TON deå taïo thôøi gian treã tính töø khi bit ñaàu trong ngaên xeáp coù giaù trò logic 1. Neáu giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hoaêc baèng giaù trò ñaët tröôùc n thì T-bit coù giaù trò logic =1. Coù theå reset timer baèng leänh Reset hoaëc baèng giaù trò ogic 0 ôû ñaàu vaøo. CPU 212 – 214 CPU 214 1ms T32 T96 10ms T33 ñeán T36 T97 ñeán T100 100ms T37 ñeán T63 T101 ñeán T127 Txx: CPU 212 32 – 63 CPU 214 32 – 63 96 – 27 PT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, IAW, VD, *AC, CONST. Txx Khai baùo Timer xx kieåu TONR. Chæ coù theå reset timer kieåu TONR baèng leänh R. CPU 212-214 CPU 214 1ms T0 T64 10ms T1 ñeán T4 T65 ñeán T68 100ms T5 ñeán T31 T69 ñeán T95 Txx: 0 – 31 64 - 95. PT: VW. T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, VD, *AC, CONST. Caùc leänh ñieàu khieån Counter: Duøng ñeå ñeám söôøn xung : LAD STL MOÂ TAÛ TOAÙN HAÏNG Cxx CTU Cxx n Khai baùo boä ñeám leân theo söôøn leân. Khi giaù trò töùc thôøi C-word >= giaù trò ñaët tröôùc n, C-bit coù giaù trò logic =1. Boä ñeám seõ ngöøng khi : C-word = 32767. Cxx: Töø 0 – 47 vaø 80 – 127 n:VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, CONST, *VD, *AC. (Word). Cxx CTUD Cxx n Khai baùo boä ñeám leân xuoáng, khi giaù trò C-word >= n thì C-bit coù giaù trò baèng 1. C-wordmax = 32767 C-wordmin = - 32768 CTUD reset khi bit ñaàu cuûa ngaên xeáp coù giaù trò logic =1. Cxx: 48 – 79 (word) n: VW, T, C, IW, MW, SMW, QW, AC, AIW, CONST, *VD, *AC. CHÖÔNG IV CAÙC BAØI THÖÏC TAÄP ÑIEÄN KHÍ NEÙN ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG PLC Baøi soá 1 Ñieàu khieån xilanh taùc duïng ñôn Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa xylanh taùc duïng ñôn. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. Moät nuùt nhaán thöôøng môû. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loø xo. Moät xilanh taùc duïng ñôn. Moät van tieát löu moät chieàu. Yeâu caàu cuûa ñieàu khieån: Khi taùc duïng vaøo nuùt nhaán thì xylanh seõ ñi ra, khi thaû nuùt nhaán ra xylanh seõ trôû veà vò trí ban ñaàu. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän khí neùn ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Khi nhaán nuùt PB1 xilanh coù chuyeån ñoäng duoãi ra khoâng? Taïi sao. Anh chò hieåu nhö theá naøo veà söï hoaït ñoäng cuûa xilanh taùc duïng ñôn? Khi thaû nuùt nhaán PB1 thì ñieàu gì seõ xaûy ra? Baøi soá 2 Ñieàu khieån xilanh taùc duïng keùp Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van 5/2. Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa xylanh taùc duïng keùp. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. Moät nuùt nhaán thöôøng môû Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loø xo. Moät xilanh taùc duïng keùp. Yeâu caàu cuûa ñieàu khieån: Khi nhaán vaøo nuùt nhaán, xilanh taùc duïng keùp di chuyeån ñi ra. Khi nhaû nuùt nhaán, xilanh giöõ nguyeân vò trí. Khi nhaán nuùt Stop xilanh thuït luøi veà vò trí ban ñaàu. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän khí neùn ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Heä thoáng hoaït ñoäng coù ñuùng vôùi yeâu caàu ñeà ra khoâng? Caùch thöùc hoaït ñoäng cuûa xilanh taùc duïng keùp. Khi nhaán nuùt PB2 maïch hoaït ñoäng nhö theá naøo? Nhaán nuùt PB1 xilanh coù duoãi ra khoâng ? Taïi sao? Baøi soá 3 Ñieàu khieån xilanh söû duïng van logic “OR” Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van logic “OR”. Xy lanh ñöôïc ñieàu khieån ôû hai ñieåm khaùc nhau. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. Hai nuùt nhaán ñoùng môû. Moät xilanh taùc duïng ñôn. Moät van logic OR. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loø xo Yeâu caàu cuûa ñieàu khieån: Ôû hai nôi khaùc nhau chuùng ta coù theå ñieàu khieån chuyeån ñoäng cuûa xilanh. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän khí neùn ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Baïn hieåu nhö theá naøo veà caùch hoaït ñoäng cuûa van logic “OR”? Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa maïch sau ñaây vaø so saùnh giöõa ñieàu khieån baèng khí neùn vaø ñieàu khieån baèng PLC trong tröôøng hôïp naøy? Khi nhaán cuøng luùc hai nuùt nhaán PB1, PB2 thì coù aùp suaát ôû ngoõ ra khoâng? Baøi soá 4 Ñieàu khieån xilanh söû duïng van logic “AND” Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van logic “AND”. Chæ ñieàu khieån ñöôïc xilanh khi taùc ñoäng cuøng luùc hai nuùt nhaán. Duïng cuï thöïc taäp: Hai nuùt nhaán thöôøng môû. Moät xilanh taùc duïng keùp. Moät van logic “AND”. Yeâu caàu cuûa ñieàu khieån: Nhaán cuøng luùc hai nuùt nhaán thì xilanh duoãi ra. Nhaán moät nuùt nhaán thì xilanh khoâng hoaït ñoäng. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC döïa treân maïch ñieän khí neùn ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Anh (chò ) hieåu nhö theá naøo veà hoaït ñoäng cuûa van logic “AND” Khi nhaán moät nuùt nhaán PB2 hoaëc PB1 thì xilanh coù chuyeån ñoäng duoãi ra khoâng? Trong tröôøng hôïp naøy maïch seõ hoaït ñoäng nhö theá naøo? Baøi soá 5 Ñieàu chænh toác ñoä cho xi lanh taùc duïng keùp söû duïng van tieát löu moät chieàu Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van tieát löu moät chieàu. Ñieàu chænh toác ñoä xilanh ñoái vôùi chuyeån ñoäng duoãi ra, thuït luøi Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. Moät nuùt nhaán thöôøng môû. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loøxo. Moät xilanh taùc duïng ñoâi. Hai van tieát löu moät chieàu. · · A B Yeâu caàu cuûa ñieàu khieån: Khi taùc duïng vaøo nuùt nhaán , xilanh seõ chuyeån ñoäng duoãi ra Chuù yù ñeán toác ñoä duoãi ra cuûa xilanh. Khi nhaû nuùt nhaán , xilanh seõ chuyeån ñoäng thuït luøi. Chuù yù ñeán toác ñoä thuït luøi cuûa xilanh. Ñieàu chænh löu löôïng khí neùn ôû van tieát löu . Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Qua baøi thöïc taäp naøy Anh(chò) hoïc taäp ñöôïc nhöõng ñieàu gì? Taïi sao chuùng ta ñieàu khieån ñöôïc toác ñoä duoãi ra cuûa xilanh? Taïi sao chuùng ta ñieàu khieån ñöôïc toác ñoä thuït luøi cuûa xilanh? Neáu maïch coù daïng: maïch seõ hoaït ñoäng nhö theá naøo? Van tieát löu naøo seõ ñieàu khieån toác ñoä duoãi ra cuûa xilanh? Baøi soá 6 Taêng toác ñoä cuûa xilanh baèng caùch duøng van xaû khí nhanh Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van xaû khí nhanh. Taêng toác ñoä chuyeån ñoäng thuït luøi cuûa xilanh taùc duïng ñôn. Taêng toác ñoä chuyeån ñoäng duoãi ra cuûa xilanh taùc duïng keùp. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. Moät nuùt nhaán thöôøng môû. Moät xilanh taùc duïng keùp. Moät xilanh taùc duïng ñôn. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loøxo. P A R · · Moät van xaû khí nhanh. Yeâu caàu ñieàu khieån: Ñoái vôùi xilanh taùc duïng keùp, khi nhaán nuùt xilanh seõ duoãi ra nhanh hôn so vôùi tröôøng hôïp khoâng söû duïng van xaû khí nhanh. Ñoái vôùi xilanh taùc duïng ñôn, khi nhaû nuùt xilanh seõ thuït vaøo nhanh hôn so vôùi tröôøng hôïp khoâng söû duïng van xaû khí nhanh. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Tröôøng hôïp ñieàu khieån xilanh taùc duïng keùp: Tröôøng hôïp ñieàu khieån xilanh taùc duïng ñôn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Tröôøng hôïp ñieàu khieån xilanh taùc duïng keùp: Tröôøng hôïp ñieàu khieån xilanh taùc duïng ñôn: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Anh(chò) haõy cho bieát nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van xaû khí nhanh. Taùc duïng cuûa van xaû khí nhanh khi söû duïng xilanh taùc duïng keùp? Taùc duïng cuûa van xaû khí nhanh khi söû duïng xilanh taùc duïng ñôn? Baøi soá 7 Giaûm toác ñoä cho xilanh khí neùn Muïc ñích yeâu caàu: Nhieàu maùy coâng cuï coù xilanh ñaåy ra ñeå gia coâng chi tieát vôùi vaän toác cao. Tuy nhieân khi chuyeån ñoäng noù seõ va chaïm vaøo chi tieát gia coâng cuõng nhö va chaïm chính noù. Söï va chaïm naøy coù theå gaây ra hö hoûng ñeán chi tieát gia coâng, ñeå giaûm toái thieåu ñieàu naøy chuùng ta phaûi giaûm toác cho thanh truyeàn xilanh tröôùc khi noù tieáp xuùc vôùi chi tieát gia coâng. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Moät nuùt nhaán thöôøng môû. Hai coâng taéc giôùi haïn. Thöôøng môû Thöôøng ñoùng Moät coâng taéc tieáp xuùc baèng töø tính Moät xilanh taùc duïng keùp. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loøxo. Moät van ñieän töø 5/3 ñoùng vò trí giöõa. Moät van 5/2 ñieàu khieån baèng khí neùn. Hai rôle ñieän töø. Moät van tieát löu moät chieàu. Moät van moät chieàu khoâng coù loø xo. Boä thí nghieäm PLC. Yeâu caàu ñieàu khieån: Nhaán nuùt start xilanh chaïy ra, cuoái haønh trình duoãi ra coâng taéc töø taùc ñoäng xilanh quay veà chaïm coâng taéc haønh trình xilanh ngöøng hoaït ñoäng. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Khi naøo thì coâng taéc LS1 taùc ñoäng? Khi naøo coâng taéc LS2 taùc ñoäng? Thanh truyeàn cuûa xilanh coù ñöôïc giaûm toác khi coâng taéc PX1 ñöôïc taùc ñoäng? Taïi sao? Taïi sao xilanh thuït luøi vôùi toác ñoä cao? Baøi soá 8 Giaûm toác cho motor khí neùn Muïc ñích yeâu caàu: Ñeå ñieàu khieån motor khí neùn chuùng ta thöôøng söû duïng van tieát löu ñeå ñieàu chænh löu löôïng khí qua motor. Ñieàu khieån motor theo moät höôùng nhaát ñònh, höôùng doøng chaûy seõ laøm thay ñoåi vaän toác cuûa motor. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Hai nuùt nhaán thöôøng môû. Hai nuùt nhaán thöôøng ñoùng. Moät van ñieän töø 5/3 ñoùng vò trí giöõa. Hai rôle ñieän töø. Moät van tieát löu moät chieàu. Moät van moät chieàu khoâng coù loø xo. Boä thí nghieäm PLC. Yeâu caàu ñieàu khieån: Nhaán PB1 motor quay. Nhaán PB3 motor döøng. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Motor khí neùn trong tröôøng hôïp naøy hoaït ñoäng moät chieàu phaûi khoâng ? giaûi thích? Nuùt nhaán PB4 coù nhieäm vuï gì? Khi maïch ñang hoaït ñoäng nhaán nuùt nhaán PB2 maïch seõ nhö theá naøo? Baøi soá 9 Ñieàu khieån phuï thuoäc vaøo thôøi gian Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa van delay thôøi gian khí neùn. Öùng duïng chuùng vaøo PLC. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Boä thí nghieäm PLC. 1 nuùt nhaán thöôøng môû. Moät xilanh taùc duïng keùp. 2 coâng taéc giôùi haïn. Hai reley ñieàu khieån. Moät van 5/3 ñoùng vò trí giöõa Yeâu caàu ñieàu khieån: Nhaán nuùt PB1 xilanh duoãi ra. Sau moät thôøi gian chænh ñònh xilanh seõ töï ñoäng thuït luøi. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn: Veõ maïch ñieän ñieàu khieån: Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch: Vieát chöông trình PLC cho maïch döïa treân maïch ñieän ñaõ thieát keá: Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: Taùc duïng cuûa relay thôøi gian? Khi nhaán nuùt PB1 maïch seõ hoaït ñoäng nhö theá naøo? Coâng taéc haønh trình LS2 coù taùc duïng gì? Baøi soá 10 Ñieàu khieån heä thoáng nhaân aùp suaát Muïc ñích yeâu caàu: Tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa coâng taéc aùp suaát. Söû duïng van ñònh höôùng ñeå choïn löïa giöõa hai aùp suaát caàn thieát ñeå hoaït ñoäng. Duïng cuï thöïc taäp: Boä thí nghieäm khí neùn. Hai nuùt nhaán thöôøng môû. Moät nuùt nhaán thöôøng ñoùng. Moät coâng taéc aùp suaát. Moät xilanh taùc duïng keùp. Moät van ñieän töø 5/2 phuïc hoài baèng loøxo. Moät van ñieän töø 5/3 ñoùng vò trí giöõa. Moät van 5/2 ñieàu khieån baèng khí neùn. Moät ñoàng hoà ño aùp suaát. Hai van 3/2 phuïc hoài baèng loø xo Hai van moät chieàu khoâng coù loø xo. Boä thí nghieäm PLC. Yeâu caàu ñieàu khieån: Cho maïch hoaït ñoäng ôû caùc caáp aùp suaát: 400kPa(60psi), 300kPa(40psi). ño löïc taùc ñoäng bôûi xilanh. Taêng aùp suaát heä thoáng leân töø töø cho ñeán khi khí ôû van DV4 thoaùt ra. Caùc böôùc thöïc haønh: Veõ maïch khí neùn. Veõ maïch ñieän khí neùn. Neâu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch. Vieát chöông trình PLC keát hôïp ñieàu khieån ñieän khí neùn. Laép raùp maïch khí neùn ñoàng thôøi keát hôïp ñieàu khieån baèng PLC. Tieán trình thöïc hieän: Treân boä phaän kieåm tra aùp suaát chuùng ta ñieàu chænh sao cho ñoàng hoà ño aùp suaát chuaån chæ ôû möùc 400kPa(60psi). Aán nuùt PB1 vaø ñieàu chænh aùp suaát qua PR2 sao cho ñoàng hoà ño aùp suaát PG2 ôû möùc 300kPa(40psi). Aán nuùt ñieàu khieån van DV2. Ghi laïi löïc ño ñöôïc. Aán nuùt reset, sau ñoù nhaán nuùt PB2. maïch laøm vieäc taïi aùp suaát 400kPa(60psi). Ghi laïi löïc ño ñöôïc. Treân boä phaän kieåm tra aùp suaát chuùng ta taêng aùp suaát heä thoáng töø töø cho ñeán khi khí ôû van DV4 thoaùt ra. Taét nguoàn khí, thaùo gôõ caùc thieát bò traû veà choã cuõ. Traû lôøi moät soá caâu hoûi: So saùnh löïc ño ñöôïc khi ta nhaán nuùt PB1 vôùi aùp suaát 300kPa, vaø khi ta nhaán nuùt PB2 vôùi aùp suaát 400kPa. Taïi sao khi taêng aùp suaát treân van kieåm tra aùp suaát ñeán moät möùc naøo ñoù seõ laøm cho van DV4 taùc ñoäng. Hai van kieåm tra CV1, CV2 coù nhieäm vuï gì?