Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC

3 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC

Tải bản đầy đủ - 0trang

mờ,...) và các chức năng tính tốn khác. Lúc đầu, PLC chủ yếu được ứng dụng

trong các ngành công nghiệp chế tạo, điều khiển các quá trình rời rạc. Trong các hệ

SCADA, PLC phát huy được nhiều ưu điểm và thế mạnh.

Nhờ họat động theo chương trình nên PLC có thể được ứng dụng để điều khiển

nhiều thiết bị máy móc khác nhau. Chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển và cách

kết nối thì chính PLC đó để điều khiển thiết bị, hay máy móc khác. Cũng như vậy,

nếu muốn thay đổi quy luật hoạt động của máy móc, thiết bị hay hệ thống sản xuất

tự động, rất đơn giản, chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển. Các đối tượng mà

PLC có thể điều khiển được rất đa dạng, từ máy bơm, máy cắt, máy khoan, lò nhiệt

… đến các hệ thống phức tạp như: băng tải, hệ thống chuyển mạch tự động (ATS),

thang máy, dây chuyền sản xuất…

PLC có những ưu điểm mà các bộ điều khiển cổ điển dùng dây nối và Rơle

không thể nào sánh được:

- Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.

- Gọn nhẹ nên thuận lợi khi di chuyển, lắp đặt.

- Dễ bảo quản, sửa chữa.

- Bộ nhớ có dung lượng lớn, nạp xóa dễ dàng, chứa được những chương trình

phức tạp.

- Độ chính xác cao.

- Khả năng xử lý nhanh.

- Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

- Giao tiếp được với nhiều thiết bị, máy tính, mạng và các thiết bị điều khiển

khác. Tự động hóa là một thế mạnh của hạng Siemens trên thế giới, ở Việt Nam, các

thiết bị điều khiển của Siemens đã trở nên rất thơng dụng trong lĩnh vực tự động

hóa. Thích hợp cho các ứng dụng đơn giản. S7-200 thích hợp cho những ứng dụng

vừa và nhỏ.

- Cấu trúc của S7-200 gồm 1 CPU và các module mở rộng cho nhiểu ứng dụng

khác nhau. S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222.224.226,… có nhiều nhất 7

module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào ra analog, kết nối

mạng (AS-I, Profibus).

21



PLC S7-200 CPU 226



Hình 2.16 PLC S7- 200 CPU 226[8]

Thơng số kỹ thuật của S7-200 CPU 226

- Kích thước: Rộng x Cao x Sâu : 196 x 80 x 62 mm

- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words.

- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words

- Bộ nhớ loại EEFROM

- Nguồn cung cấp: 220 VAC

- Số I/O: 36

- Có 24 cổng vào, 14 cổng ra.

- Có 256 timer, 256 counter, các hàm số học trên số nguyên và số thực.

- Có 2 kiểu phát xung nhanh kiểu PTO và PWM,

- Có thể gắn thêm 7 module mở rộng.

- Cấp bảo vệ: IP20.

- Hỗ trợ onboard analogue I/O và hai cổng giao tiếp.

- Lập trình qua cổng RS485.

- Thời gian xử lý 1024 lệnh nhị phân : 0.37ms.

- Bit memory/Counter/Timer : 256/256/256.

- Tốc độ đếm cao: 6 x 30 kHz

- Điều khiển PID: có

- Nhiệt độ hoạt động: 0 – 40o.

Các đèn báo trên PLCS7-200 CPU 226:

- SF: đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng (đèn đỏ).

- RUN: PLC đang ở chế ñộ làm việc (đèn xanh).

- STOP: PLC đang ở chế ñộ dừng (đèn vàng).

22



- I x.x, Q x.x: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh).

Công tắc chọn chế độ làm việcS7-200 CPU 226:

- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ

RUN qua STOP nếu gặp sự cố.

- STOP: PLC dừng cơng việc thực hiện chương trình ngay lập tức.

- TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC. Dùng

phần mềm điều khiển RUN, STOP.

Giao tiếp:

PLC S7-200 giao tiếp với PC qua cổng RS485.

Giữa các PLC S7-200 kết nối với nhau theo giao thức Modbus.

Mở rộng vào/ra cho PLC S7-200 CPU 226:

CPU 226 cho phép mở rộng nhiều nhất 16 module kể cả module analog. Các

module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200[9]



Hình 2.9 Module mở rộng EM235[10]

Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng các ghép nối thêm vào nó các

module mở rộng về phía bên phải của PLC làm thành một mắt xích. Địa chỉ của các

module được xác định bằng kiểu vào/ra và vị trí của module trong móc xích

Ngun lý hoạt động của PLCS7-200 CPU 226

Đơn vị xử lí trung tâm:CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lí sẽ

đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự

từng lện trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy

được phát tới các thiết bị để thực thi. Và tồn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ

thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.



23



Hệ thống Bus: Hệ thống bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm

nhiều điều đường tín hiệu song song.

Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Module khác nhau.

Data Bus: Bus dùng để truyền tín hiệu.

Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì vad điều khiển

đồng bộ các hoạt động trong PLC.

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các module ra vào thông

qua Data. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép

truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song.

Nếu module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất

cả trạng thái đầu vào của nó và Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuát

hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data Bus.

Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của

PLC.

Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian

hạn chế.

Hệ thống bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O. Bên

cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1÷8 MHZ, xung này

quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ

của hệ thống.

Bộ nhớ: PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp này:

Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.

Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các

Role.

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong

bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.

Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm đại chỉ ở bên trong bộ vi

xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo.

Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình

này được gọi là quá trình đọc.



24



Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có

khả năng chứa 2000 đến 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ

nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng.

RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ

nội dung bất kì lúc nào. Nơi dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất.

Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khơ, có khả năng cung

cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM

được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng

CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory ) là bộ nhớ mà ngay

người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ khơng thể ghi nội dung vào được. nội

dung của EPSROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã

được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. nếu người sử dụng không muốn

mở rộng bộ nhớ chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG ( Programer)

có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM.

Mơi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong

máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để

lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài.

Kích thước bộ nhớ:

- Các PLC loại nhốc thể chứa từ 300 đến 1000 dòng lệnh tùy vào cơng nghệ chế

tạo.

- Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K đến 16K, có khả năng chứa từ 2000 đến

16000 dòng lệnh.

- Ngồi ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.

- Các ngõ vào I/O

Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module (các đầu vào của

PLC ), các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra (các đầu ra của PLC).

Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là

12/24VDC hoặc 100/240VAC.



25



Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O

được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt

động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản.

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện việc đóng

hay ngắt mạch ở đầu ra[9].



2.4 HỆ THỐNG GIÁM SÁT SỬ DỤNG WINCC

WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người máy

IHMI (Intergrate Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm

điều khiển với quá trình tự động hố. Những thành phần dễ sử dụngcủa WinCC

giúp tích hợp những ứng dụng mới hoạc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.

Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển giúp

quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hố một cách dễ dàng.

Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác

nhau như: SIEMENS, MITSUBISHI, ALLEN BRADLEY,... , nhưng nó truyền

thơng rất tốt với PLC của hãng SIEMENS. Nó dược cài đặt trên máy tính giao tiếp

với PLC thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy tính. Do đó,

cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.



Hình 2.17 Phần mềm WinCC 7.4

WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với

các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy

đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống có thể

26



phát triển ứng dụng của họ thơng qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng

để mở rộng hệ thống.

Ngồi khả ngăng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mơ lớn nhỏ

khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như

MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý việc thực hiện sản suất)

và ERP (Enterprise Resourse Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui

mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của SIEMENS có mặt trên khắp thế giới[12].



27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×