Vi điều khiển và PLC - Bài tập tuyển chọn: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách "Bài tập Vi điều khiển và PLC" giới thiệu tới người đọc các bài tập PLC bao gồm: Giới thiệu chung về PLC, điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha quay thuận nghịch, điều khiển hệ thống bơm nước nhà cao tầng,.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi điều khiển và PLC - Bài tập tuyển chọn: Phần 2 B à i tậ p s ố 1 GIỚI THIỆU CHUNG VÊ PLC ì . KHÁI NIỆM VÊ PLC PLC là chữ viết tắt của 'Programmable Logic Controller' được hiểu là bộ điều khiển có khả năng lập trình được. Chương trình do con người lập ra và nạp vào bộ nhớ của PLC, sau đó PLC sẽ thực hiện logic của quá trình điều khiển, PLC thực chất là một môđun hoá của quá trình điều khiển thiết 6ị bằng vi mạch (IC). 2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. Có rất nhiều các hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình với nhiều version và khả năng ứng dụng khác nhau. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Omron, Mitsubishi Electric, General Electric... 3. CÁC ỨNG DỤNG CỦA PLC Bộ điều khiển lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động. Chiếm một vị trí quan trọng trong công nghiệp được ứng dụng trong các lĩnh vực sau: - Hệ thống chiếu sáng cho cửa hàng, siêu thị, nhà hàng, khách sạn, công ty. - Điều khiển hệ thống cung cấp nước tự động. 91 - Tự động hoá các máy gia công cơ khí như: Máy khoan, máy tiện, máy phav. máy bào... - Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén trong công nghiệp. - Tự dộng hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện từ. - Tụ động đóng mớ cứa công nghiệp cho các bãi xe. nhà ga. sân bay. khách sạn. - Diều khiên các thiết bị nâng chuyển như: Băng tái. thang máy. cầé cẩu, cân trục, máy xúc... - Tự động hoá quá trình phân loại sản phâm. - Điều khiển rôbốt tự động,... 4. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PLC 4.1. Ưu điểm Nhờ việc logic của quá trình điều khiển thực hiện bằng chưomg trình do con người tạo ra chứ không phải bằng dây nối như các hệ thống diều khiến nối cứng, do đó PLC có những ưu điểm sau: - Dễ dàng thay đôi công nghệ cũng như nội dung chương trinh thòng qua việc lập trình. - Độ tin cậy của hệ thống cao. - Tốc độ xử lý của PLC khá cao. - Tiêu tốn ít năng lượng. - Xử lý sự cố dễ và nhanh chóng do chi cần thay đổi lại chương trình khi PLC báo lỗi chứ không cần phải kiểm tra trên toàn hệ thống. - Đấu nối các thiết bị PLC đơn giản, rút ngẩn được thời gian lắp đặt công trình. - Kết cấu mạch nhỏ gọn, giảm được kích thước định hình. - Được ứng dụng điều khiển với phạm vi rộng trong toàn bộ các ngành công nghiệp. 92 - Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với cẩc PLC khác và các máy tính PLC thông qua cổng kết nối. - Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho hiệu quả kinh tế cao hơn. giá thành hạ so với các phương pháp khác. = Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ. độ ẩm, điện áp dao . áậtog, tiếng ồn. 4.2. Nhược điểm - Việc thiết kế, sửa chữa chương trình cho PLC đòi hỏi phải có đội ngũ cáribộ biết lĩnh vực tin học, cần phải có quá trình đào tạo. - Giá thành của một hệ thống tương đối cao. % CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC PLC gồm 4 khối chức năng cơ bản sau: - Bộ xử lý trung tâm CPU. - Bộ nhớ chương trình (Program Memory). - Khối vào ra (In, out, put Block). - Khối nguồn cung cấp (Power Supply). 5.1. Khối nguồn cung cấp Đây là bộ nguồn có giải điện áp vào rất rộng (85-265VAC). Nó tạo ra nguồn cung cấp 24 VDC cho tất cả các môđun của PLC. Hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp: DC 5V và DC 24V (Điện áp cho TT1 và CMOS) trong khi tín hiệu bên ngoài có thể lớn hơn nhiều thường là: (24-r240)V với dòng lớn. 5.2. Bộ xử lý trung tâm CPU Bộ xử lý trung tâm (CPU-Central Proccessing Unit) điều khiển và quán lý tất cả các hoạt động bên trong của PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/ra được thực hiện thông qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU. 93 a. Cẩu tao của C P U m - 1 Bộ xử lý. - 1 Bộ nhớ trong (RAM). - Cờ, các bộ thời gian, bộ đếm. - Khối chức năng tiêu chuẩn (thực hiện cho hoạt động như nhân, mã hóa). - Bộ nhớ phụ. - Cổng cho lập trình, khối giao tiếp hoặc BUS của mạng (LAN với PLC b. B ộ n h ớ chư ơng trình Đó là nơi lưu giữ chương trình quyết định hoạt động của hệ thống I khiển. Trong bộ nhớ chương trình các lệnh được ghi tuần tự theo địa riêng bộ nhớ chương trình PLC thường là RAM. Với RAM này có thể ghi và xóa chương trình bất kỳ lúc nào, tuy nhiên khi mất nguồn nuôi dung lượng của RAM cũng bị mất, do đó người ta phải nạp vào PLC các khô làm nguồn nuôi dự trữ. c. M ôđun đầu vào/ra - Môđun đầu vào: Có chức năng chuẩn bị các tín hiệu bên ngoài chuyển vào bên trong cho PLC, nó chứa các bộ lọc và bộ thích ứng mói năng lượng, được thiết kế nhận được nhiều đầu vào. Các đầu vào được tra bị đèn LED để việc quan sát được tốt hơn. - Môđun đầu ra: Có cấu tạo tương tự như môđun đầu vào, nó được gói thẳng các thông tin đầu ra đến các phần tử kích hoạt các máy làm việc. Của đầu ra cũng được trang bị đèn LED hiển thị để việc quan sát dễ dàng. 6. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PLC Để biểu diễn chương trình điều khiển trên PLC có 3 phương pháp biểu diễn chính là: 94 đô bậc thang LAD (Ladder Diagram). - Lưu đồ hệ thống điều khiển CSF (Control System Flowchart). - Liệt kê danh sách lệnh STL (Statement List). TRÌNH Tự CÁC BƯỚC LẬP TRÌNH PLC r • Xác định yêu cầu công nghệ. - Xác định và phân định đầu vào/ra cho PLC. - Soạn thảo chương trình ...