đồ án: thiết kế hệ thống điều khiển tự động, chương 3

Nếu không nhìn về khía cạnh giá thành, kích thước, mức độ phức tạp, tất cả các PLC đều có những thành phần cơ bản và đặc điểm chức năng giống nhau. Một PLC bao giờ cũng gồm có 6 thành phần cơ bản: - Mô đun xử lý tín hiệu - Mô đun vào - Mô đun ra - Mô đun nhớ - Mô đun nguồn - Thiết bị lập trình Sơ đồ của một bộ PLC cơ bản được biểu diễn trên hình 1.15. Ngoài các mô đun chính này, các PLC còn có các mô đun phụ trợ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
đồ án: thiết kế hệ thống điều khiển tự động, chương 3 Chương 3: thµnh phÇn c¬ b¶n cña plc NÕu kh«ng nh×n vÒ khÝa c¹nh gi¸ thµnh, kÝch th−íc, møc ®é phøc t¹p, tÊt c¶ c¸c PLC ®Òu cã nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n vµ ®Æc ®iÓm chøc n¨ng gièng nhau. Mét PLC bao giê còng gåm cã 6 thµnh phÇn c¬ b¶n: - M« ®un xö lý tÝn hiÖu - M« ®un vµo - M« ®un ra - M« ®un nhí - M« ®un nguån 1 - ThiÕt bÞ lËp tr×nh S¬ ®å cña mét bé PLC c¬ b¶n ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 1.15. Ngoµi c¸c m« ®un chÝnh nµy, c¸c PLC cßn cã c¸c m« ®un phô trî nh− m« ®un kÕt nèi m¹ng, c¸c m« ®un ®Æc biÖt ®Ó xö lý tÝn hiÖu nh− m« ®un kÕt nèi víi c¸c can nhiÖt, m« ®un ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b−íc, m« ®un kÕt nèi víi encoder, m« ®un ®Õm xung vµo vv.. §Çu vµo M« ®un M« ®un Vµo/ Ra nguån §Çu ra CP U ThiÕt bÞ lËp M« ®un nhí tr×nh H×nh 1.15. CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC Bé xö lý tÝn hiÖu §©y lµ bé phËn xö lý tÝn hiÖu trung t©m hay CPU cña PLC. Bé xö lý tÝn hiÖu cã thÓ bao gåm mét hay nhiÒu bé vi xö lý tiªu chuÈn hoÆc c¸c bé vi xö lý hæ trî cïng víi c¸c m¹ch tÝch hîp kh¸c ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh l« gÝc, ®iÒu khiÓn vµ ghi nhí c¸c chøc n¨ng cña PLC. Bé xö lý thu thËp c¸c tÝn hiÖu vµo, thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh l« gÝc theo ch−¬ng tr×nh, c¸c phÐp tÝnh ®¹i sè vµ ®iÒu khiÓn c¸c ®Çu ra sè hay t−¬ng øng. PhÇn lín c¸c PLC sö dông c¸c m¹ch logic chuyªn dông trªn c¬ së bé vi xö lý vµ c¸c m¹ch tÝch hîp t¹o nªn ®¬n vÞ xö lý trung t©m CPU. Bé vi xö lý sÏ lÇn l−ît quÐt c¸c tr¹ng th¸i cña ®Çu vµo vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî, thùc hiÖn logic ®iÒu khiÓn ®−îc ®Æt ra bëi ch−¬ng tr×nh øng dông, thùc hiÖn c¸c tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn c¸c ®Çu ra t−¬ng øng cña PLC. Bé vi xö lý n©ng cao kh¶ n¨ng logic vµ kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn cña PLC. C¸c PLC thÕ hÖ cuèi cho phÐp thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh sè häc vµ c¸c phÐp tÝnh logic, bé nhí lín h¬n, tèc ®é xö lý cao h¬n vµ cã trang bÞ giao diÖn víi m¸y tÝnh, víi m¹ng néi bé vv. 2 Bé vi xö lý ®iÒu khiÓn chu kú lµm viÖc cña ch−¬ng tr×nh. Chu kú nµy ®−îc gäi lµ chu kú quÐt cña PLC, tøc lµ kho¶ng thßi gian thùc hiÖn xong mét vßng c¸c lÖnh cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Chu kú quÐt ®−îc minh ho¹ trªn h×nh 1.16. 3 B¾t ®Çu chu kú QuÐt ®Çu ra QuÐt ®Çu vµo (B¬m, van, cuén hót) (C«ng t¾c, nót Ên ..) Chu kú quÐt QuÐt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn H×nh 1.16. Chu kú quÐt cña PLC Khi thùc hiÖn quÐt c¸c ®Çu vµo, PLC kiÓm tra tÝn hiÖu tõ c¸c thiÕt bÞ vµo nh− c¸c c«ng t¾c, c¶m biÕn. Tr¹ng th¸i cña c¸c tÝn hiÖu vµo ®−îc l−u t¹m thêi vµo b¶ng ¶nh ®Çu vµo hoÆc vµo mét m¶ng nhí. Trong thêi gian quÐt ch−¬ng tr×nh, bé xö lý quÐt lÇn l−ît c¸c lÖnh cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, sö dông c¸c tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu vµo trong m·ng nhí ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Çu ra sÏ ®−îc n¹p n¨ng l−îng hay kh«ng. KÕt qu¶ lµ c¸c tr¹ng th¸i cña ®Çu ra ®−îc ghi vµo m¶ng nhí. Tõ d÷ liÖu cña m¶ng nhí tÝn hiÖu ra, PLC sÏ cÊp hoÆc ng¾t ®iÖn n¨ng cho c¸c m¹ch ra ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi. Chu kú quÐt cña PLC cã thÓ kÐo dµi tõ 1 ®Õn 25 mi li gi©y. Thêi gian quÐt ®Çu vµo vµ ®Çu ra th−êng rÊt ng¾n so víi chu kú quÐt cña PLC. Bé nhí Bé nhí cña PLC cã vai trß rÊt quan träng, bëi v× nã ®−îc sö dông ®Ó chøa toµn bé ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, c¸c tr¹ng th¸i cña c¸c thiÕt bÞ phô trî. Th«ng th−êng c¸c bé nhí ®−îc bè trÝ trong cïng mét khèi víi CPU. Th«ng tin chøa trong bé nhí sÏ x¸c ®Þnh viÖc c¸c ®Çu vµo, ®Çu ra ®−îc xö lý nh− thÕ nµo. Bé nhí bao gåm c¸c tÕ bµo nhí ®−îc gäi lµ bit. Mçi bit cã hai tr¹ng th¸i 0 hoÆc 1. §¬n vÞ th«ng dông cña bé nhí lµ K, 1K = 41024 tõ (word), 1 tõ (word) cã thÓ lµ 8 bit. C¸c PLC th−¬ng cã bé nhí tõ 1K ®Õn 64K, phô thuéc vµo møc ®é phøc t¹p cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Trong c¸c PLC hiÖn ®¹i cã sö dông mét sè kiÓu bé nhí kh¸c nhau. C¸c kiÓu bé nhí nµy cã thÓ xÕp vµo hai nhãm: bé nhí cã thÓ thay ®æi vµ bé nhí cè ®Þnh. Bé nhí thay ®æi lµ c¸c bé nhí cã thÓ mÊt c¸c th«ng tin ghi trªn ®ã khi mÊt ®iÖn. NÕu ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chøa trong bé nhí mµ bÞ mÊt ®iÖn ®ét xuÊt do tuét d©y, mÊt ®iÖn nguån th× ch−¬ng tr×nh ph¶i ®−îc n¹p l¹i vµ l−u vµo bé nhí. Bé nhí cè ®Þnh ng−îc l¹i víi bé nhí thay ®æi lµ cã kh¶ n¨ng l−u gi÷ th«ng tin ngay c¶ khi mÊt ®iÖn. C¸c lo¹i bé nhí hay sö dông trong PLC gåm : 5 a. ROM (Read Only Memory) b. RAM (Random Access Memory) c. PROM (Programable Read Only Memory) d. EPROM (Erasable Programable Read Only Memory) e. EAPROM (Electronically Alterable Programable Read Only Memory) f. Bé nhí flash Bé nhí ROM dïng ®Ó nhí c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn c¬ b¶n cña PLC, kh«ng thay ®æi néi dung nhí ngay c¶ khi mÊt ®iÖn. Trong sè nµy chØ cã bé nhí RAM lµ bé nhí thay ®æi, c¸c bé nhí kh¸c l−u th«ng tin trong bé nhí khi mÊt ®iÖn. Bé nhí RAM th−êng ho¹t ®éng nhanh vµ dÔ dµng n¹p ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn øng dông còng nh− c¸c d÷ liÖu. Mét sè bé nhí RAM sö dông pin ®Ó l−u néi dung nhí khi mÊt ®iÖn. Bé nhí RAM ®−îc s¶n xuÊt tõ c«ng nghÖ CMOS nªn tiªu thô rÊt Ýt n¨ng l−îng. C¸c PLC cã thÓ ®−îc më réng thªm nªn bé nhí còng ph¶i t¨ng thªm. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n chØ cÇn dung l−îng bé nhí bÐ, ng−îc l¹i c¸c ch−¬ng tr×nh phøc t¹p cÇn bé nhí dung l−îng lín. Bé nhí ®éng ®−îc sö dông réng r·i ®ã lµ bé nhí RAM (Random Acces Memory). Bé nhí RAM ho¹t ®éng nhanh vµ lµ t¹o ra vµ l−u c¸c ch−¬ng tr×nh øng ...