Điều khiển lập trình PLC: Phần 2

Phần 2 cuốn sách "Điều khiển PLC" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Hệ thống kênh vào - kênh ra, kết nối mạng truyền dữ liệu, ngôn ngữ lập trình của PLC5 - Allen bradley, ngôn ngữ lập trình của PLC S7 - 300 của siemens, các ứng dụng của PLC. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển lập trình PLC: Phần 2 Chương 5 HỆ THỐNG KÊNH VÀO - KÊNH RA 5.1 CÁC DẠNG ĐẦU VÀO/ RA Hệ thống các đầu vào/ra cung cấp các kết nối vật lý giữa các thiết bị bên ngoài và bộ xử lý trung tâm CPU. Các mạch giao diện được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến hay chuyển đổi độ lớn của các đại lượng đo được như tốc độ chuyển động, cao độ, nhiệt độ, áp suất và vị trí, thành các tín hiệu logic để PLC có thể sử dụng được. Dựa trên cơ sở của các giá trị thu được từ cảm biến hay đo được, chương trình điều khiển trong PLC sẽ sử dụng các mạch điện ra khác nhau hoặc các môđun ra để kích hoạt các thiết bị như bơm, van, động cơ, báo động để thực hiện điều khiển máy và quá trình. Các mạch vào I (Input) và các mạch ra o (Output) hoặc các môđun được lắp ráp trong vỏ của thiết bị, trong trường hợp micro-PLC thì các kênh I/O là một phần của của bo mạch PLC. Kết cấu của các PLC là dạng môđun nên có thể cài bất kỳ m ôđun I/O vào PLC trên một giắc cắm tiêu chuẩn, v ỏ ngoài của PLC được thiết k ế để tháo các môđun I/O mà không cần tắt nguồn xoay chiều AC (Alternative Current) hay tháo các dây nối. Đa số các môđun I/O sử dụng công nghệ m ạch in và các bảng mạch đều có giắc nối để cắm vào phích cắm ở bảng mạch chính trên giá đỡ. Bảng mạch chính cũng là mạch in có chứa các cổng giao tiếp song song hoặc các kênh truyền thông tin đến bộ xử lý. N guồn điện m ột chiều DC (Direct Cuưent) được cấp đến để kích hoạt mạch logic và các mạch chuyên đổi tín hiệu trong các môđun I/O. Các m ôđun vào/ra có thể tiếp nhận tín hiệu trạng thái từ các thiết bị đầu vào bên ngoài như công tắc, cảm biến quang, công tắc tiệm cận và cấp các tín hiệu điều khiển để kích hoạt các thiết bị đầu ra. Các tín hiệu được chuyển đổi từ điện áp 110VAC, 220VAC, +24DC thành tín hiệu ± 5 VDC. Bộ vi xử lý sẽ lấy tín hiệu này để xác định tín hiệu ra tương ứng. Điện áp 5 VDC được gửi ra m ôđun ra, từ đây được khuếch đại lên mức 110VAC, 220VAC hay 24VDC tuỳ theo yêu cầu. Thông thường một bộ chuyển đổi tín hiệu có giao diện phụ trợ được sử dụng để chuyển trạng thái của các đầu vào từ bên ngoài đen m ột vùng nhớ đệm xác định. Vùng nhớ đệm này được định nghĩa trong chương trình chính của PLC. Nạp các tín hiệu vào CPU tức là nap nôi dung ghi ở vùng nhớ đệm vào sổ ghi của CPU. Nội dung trong từng V tri' nhớ sẽ được thay đổi k ế tiếp nhau. Môđun Vào/ Ra thường tách khỏi I môđun CPU và được gá trên ray chung. Các đèn báo trên môđun Vào/Ra báo hiệu trạng thái làm việc hay sự cố. Các môđun này được cách điện và có 149 cầu chì để đẩm bào an toàn cho bộ vi xử lý. Trong m ôđun Vào/Ra thông thường gồm các mạch sau: a. Nguồn AC vào / ra b. Nguồn DC vào / ra c. Các kênh vào / ra sô' d. Các kênh vào/ ra tương tự bước, thiết môđun điểu Các môđui ên phải cách điện tốt vớ Các kênh g đóng/ ngắt (On/Of) nl h trình Các kênh Các kênh biến tương tự trong q Các kênh tương tự: Các van và các động cơ, xilanh thuỷ khí Các thiết bị đo tương tự. Các tín hiệu vào từ các thiết bị hay từ các cảm biến cung cấp các dữ liệu và thông tin cần thiết để bộ xử lý tín hiệu thực hiện các phép tính logic yêu cầu quyết định đến việc điều khiển máy hoặc quá trình. Các tín hiệu vào 150 có thể lấy từ các thiết bị khác nhau như nút ấn, công tắc, can nhiệt, tenzô mét, vv. Tín hiệu vào được nối vào các môđun vào để lọc tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu về mức năng lượng thấp để bộ xử lý có thể sử dụng được. Đầu vào có hai dạng là đầu vào dạng số và đẩu vào dạng tương tự. Đầu vào dạng sô' được kết nối với các cầu nối kênh trên môđun vào số, các kênh này chỉ có các tín hiệu hai trạng thái 0 hay I. Đầu vào tương tự có thể là tín hiệu điện áp, dòng cỡ cỡ lớn đều Trường nguôn điện đươc đấu trực tiếp lên CPU. Trên hình 5.2 là ví dụ về sơ đồ đấu dây trên micro 1000 PLC của hãng Allan Bradley. Nguồn điện áp vào cũng chính là iiguon đi đến các thiết bị đầu ra như bộ khời động của bơm, bộ công tắc nhiêt. Nguồn điện +24VDC là nguồn lấy ra từ đẩu ra của bộ nguồn, lại cấp cho các thiết bị đầu vào như: Công tắc cao độ, công tắc áp lực, công tắc hành 151 trình, công tắc phụ bên ngoài của bơm. Nguồn vào xoay chiểu 110VAC được đấu đến các cầu có ký hiệu VAC tương ứng với các kênh ra: kênh đến bộ khởi động bơm, kênh ra công tắc nhiệt. Hình 5.2. Sơ đồ đấu dây của Micro-IOOOPLC cùa Allen Bradley 152 5.2 CÁC M ÔĐUN VÀO/RA s ố Các kênh vào/ra số là nét chung đặc trưng của phẩn lớn các hệ thống điều khiển logic. Các kềnh này được kích hoạt bởi điện áp nguồn do tín hiệu cấp, có thể là điện áp một chiều: +5VDC, +24VDC hay điện áp xoay chiều: 110VAC, 220VAC. Kênh vào sô' nếu được nối với công tắc đóng/ngắt thì thông thường nó cấp nguồn điện áp vào trong các mạch in của môđun. Môđun vào sẽ chuyển đổi điện áp vào thành mức tương đương với mức tín hiệu logic mà bộ xử lý tín hiệu có thể xử lý được. Giá trị logic 1 tương đương với bật hay đóng, và logic 0 tương đương vói ngắt hay mở. Nguồn điện áp cấp đến các thiệt bị bên ngoài có thể là điện áp 110VAC, 220VAC, +24VDC, +5VDC. Các kênh trong m ôđun vào này đều có mạ ...