Xem mẫu
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
--KHOA ĐIỆN—
BÀI TẬP LỚN PLC
Đề tài:
Thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động dùng PLC-CQM1H CPU51
có khả năng quản lý thời gian làm việc của nhân viên và đóng cắt các
thiết bị điện khi không cần thiết
Giáo viên hướng dẫn : Tống Thị Lý
Nhóm sinh viên thực hiện : Quách Văn Tĩnh
Nguyễn Trung Dũng
Đỗ Đức Quỳnh
Phạm Văn Mạnh
Nguyễn Văn Đượng
Nguyễn Thanh Tình
Lớ p : Điện 1- Khóa 2
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hà nội ngày 14/09/2010
M ục lục
Chương 0: Đề tài
Chương I Giới thiệu về cửa đóng mở tự động
I/Giới thiệu chung về cửa tự động
II/Các đặc tính vượt trội của cửa tự động
1.Tính đơn giản
2.Tính kỹ thuật
3.Độ tin cậy
4. Tính linh hoạt
5.Tính an toàn
III/Một số hệ thống cửa tự động
1.Hệ thống cửa tự động trượt thẳng 02 hoặc 03,04 cánh
2.Hệ thống cửa trượt tự động dạng vòm cong 2 hoặc 4 cánh
3.Hệ thống cửa trượt tự động dạng quay 2,3,4 cánh
IV/Cấu tạo
1.Đặc điểm chung
2.Mô tơ
3.Bộ điều khiển
4.Mắt cảm biến hồng ngoại
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
5.Hộp kỹ thuật
6.camera
V/Các phụ kiện
1.Khóa cơ điện
2.Giám sát khóa
3.Bình điện và mạch sạc
4.Tia an toàn
Chương 2 Giới thiệu chung về PLC,CPU-CQM1H
I/Giới thiệu chung về PLC
1.Xuất xứ
2.Các ưu nhược điểm khi dùng PLC
3.Cấu trúc chung của bộ PLC
4.Giới thiệu một số nhóm PLC phổ biến hiện nay
II/Tìm hiểu về PLC-CQM1H(Hãng Omron)
1.Giới thiệu chung
2.Tổng quan về CQM1H
3.Cấu hình hệ thống
Chương 3 : Thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động dùng
PLC ,hệ thống quản lý nhân viên,đóng cắt thiết bị chiếu
sáng
I/ Các bước lưu ý khi lựa chọn thiết kế hệ thống dùng PLC
1.Trình tự thiết kế hệ thống PLC
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
2. Thiết kế chương trình trên PLC
3.Tổ chức bố trí phần cứng hệ thống
4.Chạy thử chương trình
5.Lập tài liệu cho hệ thống:
II/ Bài toán cửa đóng mở tự động,quản lý nhân viên, đóng cắt thiết bị
điện
1.Mô tả
2. Lựa chọn thiết kế mô tả công nghệ
a. Lựa chọn thiết kế:
b. Mô tả công nghệ
III/Thiết kế bộ lập trình điều khiển hệ thống đóng mở cửa tự động
dùng CQM1H,và quản lý nhân viên , đóng cắt thiết bị điện
1.Sơ đồ khối
2. Địa chỉ đầu vào/ ra
3. Giản đồ thời gian
4. Sơ đồ đấu nối
5.Chương trình cho PLC
IV/Lựa chọn thiết bị
1 .Tính toán các thiết bị cần dùng
2.Chọn mua các thiết bị
V/Giới thiệu một chi tiết một số thiết bị sử dụng trong bài toán
1.Cảm biến hồng ngoại( cửa tự động)
a.Nguyên tắc hoạt động
b.Phạm vi ứng dụng
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
c.Lựa chọn cảm biến cho bài toán đóng mở cửa tự động
2.Bộ lưu điện UPS
a.Vấn đề đặt ra
b.Các loại UPS
c.Lựa chọn bộ UPS cho bài toán đóng mở cửa tự động dùng PLC
d.Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
3.Hệ thống kiểm soát vào ra, chấm công
a.Giới thiệu “Hệ Thống Kiểm Soát Vào Ra Và Thời Gian Làm Việc”
b.Hệ thống quản lí bằng thẻ được thực hiện như sau :
c.Các thành phần của he thống kiểm soát vào ra
d.Nguyên lý hoạt động
4.Cảm biến ánh sáng
Chương 4 : Chương trình mô phỏng
Chương 0: Đề tài
Nội dung
Đề tài :Ứng dụng PLC-CQM1H CPU51 điều khiển hệ thống đóng mở
cửa tự động cho một văn phòng
Mục tiêu: Điều khiển tự động đóng mở cửa tự động cho 1 văn phòng ,có
khả năng giám sát được thời gian làm việc của các nhân trong văn phòng
đó,có khả năng đóng cắt các thiết bị cần thiết khi không có người
Chương 1 : Giới thiệu về đóng mở cửa tự động
I) Giới thiệu chung về Cửa tự động (Automatic door)
Xã hội hiện đại, nhu cầu đa dạng và đòi hỏi về sự tiện nghi của cuộc
sống không ngừng được nâng lên, các tào nhà văn phòng cao ốc hiện đại
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
tiện nghi ngày càng nhiều việc ứng dụng khoa học công nghệ vào quá
trình quản lý điều hành là rất cần thiết cho việc giảm thiểu nhân sự tiết
kiệm thời gian ,tiền bạc.Đứng trước yêu cầu đó các công ty và các hãng
sản xuất đã tạo ra những bộ cửa có tính tự động hóa cao đáp ứng nhu cầu
đi lại của con người.Ngày nay, cửa trượt đang dần trở thành khuynh
hướng thiết kế của thời đại mới bởi các ưu điểm vượt trội của nó như
khả năng sử dụng với mật độ lưu thông cao, tốc độ đóng mở nhanh và
tính an toàn, tiết kiệm diện tích. Hiện nay cửa trượt tự động còn vươn
lên một tầm cao mới với các kỹ thuật hiện đại như khả năng vận hành
bằng điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh.
II )Các đặc tính vượt trội của cửa trượt tự động:
1/Tính đơn giản: Lắp đặt dễ dàng, thuận tiện, Dễ điều chỉnh.
2/Tính kỹ thuật: Tối ưu hóa trình tự hoạt động, nâng cao khả năng
chống gió ,Tăng cường giảm thiểu tiếng ồn.
3/Độ tin cậy: Kêt câu bộ điêu khiên được tối ưu hoa, bên và ít xảy ra sự
́ ́ ̀ ̉ ́ ̀
cố , Đong mở ôn đinh,
́ ̉ ̣
4/Tính linh hoạt: Bằng việc kết hợp chức năng của các bộ phận, người
sử dụng có thể thực hiện được thêm nhiều chức năng khác.Với kỹ thuật
lần đầu tiên được áp dụng là thêm cơ năng vào bộ phận điều khiển,
cửa trượt tự động có thể thực hiện thêm các chức năng mới như hoạt
động liên thông nhiều cửa, hiển thị nhắc nhở chuông cửa, điều chỉnh ngữ
âm và điều khiển trung ương...
- Với bộ điều khiển kết hợp với bộ tắt mở gắn ngoài, có thể mở rộng
cửa từ 20-90%, tiết kiệm năng lượng tối đa.
5/Tính an toàn :Cửa sẽ tự động khởi động lại khi gặp vật cản, sensor vật
cản sẽ linh hoạt hơn và phạm vi điều chỉnh sẽ được mở rộng, Dễ mở khi
mất điện
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
III)Một số hệ
thống cửa tự
động
1. Hệ cửa
tự động trượt
thẳng 02 hoặc 03,
04 cánh:
Nguyên lý vận hành hệ quan sát (Sensor)
lối đi - Cảnh báo khu vách cố định
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Có thể yêu cầu trang bị hệ tự nhận dạng người đi xe lăn (tàn tật)
Hệ cửa trượt 02 cánh
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hệ cửa trượt 04 cánh
2. Hệ cửa tự động trượt theo dạng vòm cong 02 hoặc 04 cánh:
Cửa trượt dạng vòm cong
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
3. Hệ cửa tự động mở quay 02, 03 hoặc 04 cánh:
IV)Cấu tạo
1/ Đặc điểm chung
Là hệ thống cửa trượt tự động cao cấp có thể đáp ứng được các yêu cầu
cao về cấu hình cũng như kích cỡ theo yêu cầu của khách hàng, dòng sản
phẩm này bao gồm nhiều chủng loại. Hệ thống bao gồm :
Khung bao
- Bằng nhôm định hình
- Được thiết kế lắp đặt treo tường hoặc trần nhà
- Kích thước : a x b mm ( cao x sâu )
- Ray trượt bằng plastic gia cường, chống ồn
Nắp hộp khung bao
- Bằng nhôm định hình
- Được thiết kế liên kết với khung bao để mở một cách dễ dàng và êm
ái, có dây cáp an toàn bằng thép chống rơi và giá đỡ khi mở nắp ( option )
Bộ phận vận hành cửa trượt bao gồm : moto ,bộ phận điều khiển
(PLC) , Mắt cảm biến hồng ngoại,hộp kỹ thuật,dây codoa
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
2/Mo tơ: (DC Brushless Motor )đây là loại mô tơ điện một chiều không
sử dụng chổi than cho phép cửa hoạt động với tần suất cao mà không bị
nóng. Với moment xoắn lớn cộng với hệ thống gá được chế tạo đặc biệt
giúp cho sự vận hành của cửa hết sức nhẹ nhàng không bị rung. Tải trọng
tối đa cho 02 cánh cửa lên tới 250 kg hoặc 150 kg cho cửa 1 cánh.
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
3/ Bộ điều khiển ( MICOM Controller) Sử dụng PLC, lập trình hệ thống
cho phép đảm bảo nhiều chức năng đóng - mở, có thể kết hợp với các
thiết bị khác như đầu đọc thẻ, khoá điện, sensor an toàn đảm bảo độ an
toàn và an ninh cao. Trong khi cửa đang mở hoặc đóng, nếu gặp chướng
ngại vật cửa sẽ dừng lại đổi chiều và sau đó sẽ từ từ đóng lại hoặc mở
ra. Nếu sau 3 lần gặp vật cản, cửa sẽ giữ nguyên ở vị trí mở và sẽ hoạt
động trở lại khi có tín hiệu từ mắt thần (sensor).
4/Mắt cảm biến hồng ngoại : ( SENSOR) : Toàn bộ Hệ cửa tự động
đều sử dụng mắt cảm biến (sensor)HORTON (Made in Japan) và mắt
cảm biến hồng ngoại (sensor) của Thụy Điển, Bỉ, cho phép cửa có tầm
quét xa, nhạy và liên tục.
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
5/Hộp kỹ thuật(Rail base): Được chế tạo từ hợp kim nhôm với độ cứng
cao giúp cho khung cửa chắc khoẻ và đặc biệt không bị mài mòn trong quá
trình sử dụng
Bộ điều khiển trung tâm và ray, tai treo
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
V/ Các phụ kiện ( Tùy chọn kèm theo )
1/Khoá cơ điện
- Bảo đảm cánh cửa được khoá ở vị trí đóng
- Trọn bộ với board điều khiển và đầu nối gắn với
board xử lý E 100
- Được kích hoạt bằng nút mở từ phía trong và thiết kế
kết nối thiết bị mở từ phía ngoài
- Sự vận hành tiêu chuẩn : mở cửa với chế độ 1 chiều ban đêm, trường
hợp đặc biệt có thể lập trình mở với chế độ tự động ( automatic)
2/Giám sát khoá
- Thiết bị từ tính kiểm soát chính xác sự hoạt động của khoá và thẩm tra
tình trạng khoá cánh cửa
- Trong trường hợp khoá hoạt động không bình thường,
một tín hiệu báo lỗi thể hiện trên bàn phím ( có thể kết nối
với đèn nháy hoặc còi báo )
3/Bình điện và mạch sạc
- Trường hợp cúp điện, bình điện bảo đảm sự hoạt động của cửa liên
tục trong 30 phút
- Được cung cấp với mạch kiểm soát tình trạng và sạc
bình
- Đèn LED báo tình trạng : sạc đầy, đang sạc
- Đèn LED báo nguồn điện chính : ON – OFF
- Được thiết kế cho hoạt động
• Chae dùng mở một lần
• Chae dùng đóng một lần
• Sử dụng liên tục ( với lựa chọn đóng hoặc mở lần cuối cùng )
4/Tia an toàn ( photocell )
- Bao gồm bộ phát & bộ nhận và dây cáp ( 5m )
- Nguồn cấp : 24VAC – 24VDC
- Dòng điện : 70mA
- Gióng hàng : tự động
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
- Góc lệch : +/- 5 độ
- Khoảng cách : 5 mét
- Cấp bảo vệ : IP66
- Nhiệt độ làm việc : -20 đến + 55 độ C
Chương 2 : Giới thiệu chung về PLC,CPU-CQM1H
I/Giới thiệu chung về PLC
1/Xuất xứ
a/Sự ra đời của bộ điều khiển PLC:
- Năm 1642, Pascal đã phát minh ra máy tính cơ khí dùng bánh răng.Đến
năm 1834 Babbage đã hoàn thiện máy tính cơ khí "vi sai" có khả năng tính
toán với
độ chính xác tới 6 con số thập phân.
- Năm 1808, Joseph M.Jaquard đã dùng các lỗ trên tấm bìa thẻ kim loại
mỏng, sắp xếp chúng trên máy dệt theo nhiều chiều khác nhau để điều
khiển máy dệt tự động thực hiệncác mẫu hàng phức tap.
- Trước năm 1904, Hoa Kỳ và Đức đã sử dụng mạch rơle để triển khai
chiếc máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới.
- Năm 1943, Mauhly và Ackert chế tạo "cái máy tính" đầu tiên gọi là "máy
tính và tích phân số điện tử" viết tắt là ENIAC. Máy có: 18.000 đèn điện
tử chân không,
500.000 mối hàn thủ công, Chiếm diện tích 1613 ft2, Công suất tiêu thụ
điện 174 kW, 6000 nút bấm, Khoảng vài trăm phích cắm.
Chiếc máy tính này phức tạp đến nỗi xhỉ mới thao tác được vài phút lỗi
và hư hỏng đã xuất hiện. Việc sữa chữa lắp đặt lại đèn điện tử để chạy
lại phải mất đến cả tuần. Chỉ tới khi áp dụng kỹ thuật bán dẫn vào năm
1948, đưa vào sản xuất công nghiệp một thời gian sau thì những máy tính
điện tử lập trình lại mới được sản xuất và thương mại hoá.
Sự phát triển của máy tính cũng kèm theo kỹ thuật điều khiển tự động.
-Mạch tiích hợp điịen tử - IC - năm 1959.
- Mạch tích hợp gam rộng - LSI - năm 1965.
- Bộ vi xử lý - năm 1974.
- Dữ liệu chương trình - điều khiển.
- Kỹ thuật lưu giữ...
Những phát minh này đã đánh dấu một bước rất quan trọng và quyết định
trong việc phát triển ồ ạt kỹ thuật máy tính và các ứng dụng của nó như
PLC, CNC,... lúc này khái niệm điều khiển bằng cơ khí và bằng điện tử
mới được phân biệt.
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Đến cuối thập kỷ 20, người ta dùng nhiều chỉ tiêu để phân biệt các loại
kỹ thuật điều khiển, bởi vì trong thực tế sản xuất đòi hỏi điều khiển tổng
thể những hệ thống máy tính chứ không điều khiển đơn lẻ từng máy.
b/Khái niệm:PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic
Controller Theo hiệp hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ ( NEMA-
National Electrical Manufactures Association) thì PLC là một thiết bị điều
khiển mà được trang bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian,
đếm xung và tính toán cho phép điều khiển nhiều loại máy móc và các bộ
xử lý. Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo
chương trình. Nói một cách ngắn gọn PLC là một máy tính công nghiệp
để thực hiện một dãy quá trình.
2/ Các ưu nhược điểm khi dùng PLC
a/Ưu điểm
Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như
sau:
- PLC dễ dang tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình
- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Chương trình tácđộng
đến bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng
xem xét việc thực hiện và giải quyết tại chỗ những vấn đề liên quan đến
sản xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết dễ dàng bằng công
nghệ điều khiển chu trình trước đây. Như thế người lập trình chương
trình thực hiện việc nối PLC với công nghệ điều khiển chu trình. Người
lập chương trình được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả
phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả
phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn
- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu
được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle.
- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không
cần những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp
điểm và không tiếp điểm.
Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng
điều khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện
chức năng đó.Ngôn ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến
khiến thức chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng
như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc.Việc tạo ra PLC không
những dễ cho việc chuyển đổi các tác động bên ngoài thành các tác động
bên trong (tức chương trình), mà chương trình tác động nối tiếp bên trong
còn trở thành một phần mềm có dạng tương ứng song song với các tác
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
động bên ngoài.Việc chuyển đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với
máy tính.
-Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới
bộ xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. đầu I/O này được
đặt tại giữa các dụng cụ ngoài và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu
từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic vàchuyển đổi các giá trị đầu ra
từ CPU ở mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài có thể làm việc
được.
- Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều
cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì ở PLC
những công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương trình và các
chương trình đó được lưu giữ ở băng catssete hay đĩa CDROM, sau đó thì
chỉ việc sao trở lại.
- Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem
ra sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển
bằng rơle trước đây,
- Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm
nên độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.
b/Nhược điểm
-Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các
ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về
hợp thức hoá.
-Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt
hơn khi sử dụng bằng phương pháp rơle.
3/Cấu trúc chung của bộ PLC
a/Cấu trúc cơ bản
Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, gồm bộ xử lý,bộ nhớ,
bộ nguồn, giao diện nhập/ xuất (I/O), và thiết bị lập trình.(Hình 2.1)
Bộ xử lý của PLC :
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử
lý, biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo
chương trình được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định
dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất.
Bộ nguồn:
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấpDC
(5V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện có trong các modulegiao
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
diện nhập và xuất.
Bộ nhớ:
Bộ nhớ là nơi lưu chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều
khiển, dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý.Trong hệ thống PLC có nhiều
loại bộ nhớ :
Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung cấp dung lượng lưu
trỡ cho hệ điều hành và dữ liệu cố định được CPU sử dụng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Ramden Accept Memory) dành cho
chương trình của người dùng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho dữ liệu. Đây là nơi lưu trữ
thông tin theo trạng thái của các thiết bị nhập, xuất, các giá trị của đồng
hồ thời chuẩn các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác.
RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặc bảng ghi.Một phần
của bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho các địa chỉ ngõ vào,ngõ ra, cùng với
trạng thái của ngõ vào và ngõ ra đó. Một phần dành cho dữ liệu được cài
đặt trước, và một phần khác dành để lưu trữ các giá trị của bộ đếm, các
giá trị của đồng hồ thời chuẩn, vv…
Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được ( EPROM ) Là các ROM có
thể được lập trình, sau đó các chương trình này được thường trú trong
ROM.
Người dùng có thể thay đổi chương trình và dữ liệu trong RAM. Tất cả
các PLC đều có một lượng RAM nhất định để lưu chương trình do người
dùng cài đặt và dữ liệu chương trình. Tuy nhiên để tránh mất mát chương
trình khi nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ác quy để duy trì nội dung
RAM trong một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM hương trình có
thể được tải vào vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường là module có khoá
nối với PLC, do đó chương trình trở thành vĩnh cửu.Ngoài ra còn có các bộ
đệm tạm thời lưu trữ các kênh nhập/xuất ( I/O).Dung lượng lưu trữ của
bộ nhớ được xác định bằng số lượng từ nhị phân có thể lưu trữ được.
Như vậy nếu dung lượng bộ nhớ là 256 từ, bộ nhớ có thể lưu trữ 2566 6
8 = 2048 bit, nếu sử dụng các từ 8 bit và 2566 6 16 = 4096 bit nếu sử dụng
các từ 16 bit.
Thiếp bị lập trình.
Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của bộ
xử lý. Chương trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển đến
bộ nhớ của PLC.
Các phần nhập và xuất.
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông
tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc
hoặc từ các bộ cảm biến vv… Các thiết bị xuất có thể đến các cuộn dây
của bộ khởi động động cơ, các van solenoid vv…
b/Cấu trúc bên trong
Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU)
chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/ xuất. CPU điều khiển
và xử lý mọi hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được trang
bị đồng hồ có tần số trong khoảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết
định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng bộ hóa
tất cả các thành phần của hệ thống. Thông tin trong PLC được truyền
dưới dạng các tín hiệu digital. Các đường dẫn bên trong truyền các tín
hiệu digital được gọi là Bus. Về vật lý bus là bộ dây dẫn truyền các tín
hiệu điện. Bus có thể là các vệt dây dẫn trên bản mạch in hoặc các dây
điện trong cable bẹ. CPU sử dụng bus dữ liệu để gửi dữ liệu giữa các bộ
phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới các vị trí truy cập dữ liệu được lưu trữ
và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt động điều khiển
nội bộ. Bus hệ thống được sử dụng để truyền thông giữa các cổng và
thiết bị nhập /xuất
Cấu trúc của PLC được minh hoạ như sơ đồ sau.(Hình 2.2)
CPU
Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ vi xử lý. Nói chung CPU có:
1. Bộ thuật toán và logic (ALU) chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện
các phép toán số học (cộng, trừ, nhân, chia) và các phép toán logic AND,
OR,NOT,EXCLUSIVE- OR.
BUS
Bus là các đường dẫn dùng để truyền thông bên trong PLC. Thông tin
được truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị phân
1 hoặc 0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệu nào đó. Thuật ngữ từ
được sử dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Vì vậy một từ 8 -
bit có thể là số nhị phân 00100110. Cả 8- bit này được truyền thông đồng
thời theo dây song song của chúng. Hệ thống PLC có 4 loại bus.
1. Bus dữ liệu: tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU.
Bộ xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có thể
thực hiện các phép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo
giá trị 8- bit.
2. Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ.
Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ được
- Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
gán một địa chỉ duy nhất. Mỗi vị trí từ được gán một địa chỉ sao cho dữ
liệu được lưu trữ ở vị trí nhất định. để CPU có thể đọc hoặc ghi ở đó bus
địa chỉ mang thông tin cho biết địa chỉ sẽ được truy cập. Nếu bus địa chỉ
gồm 8 đường, số lượng từ 8-bit, hoặc số lượng địa chỉ phân biệt là 28 =
256. Với bus địa chỉ 16 đường số lượng địa chỉ khả dụng là 65536.
3. Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng
để điều khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ
thiết bị nhập hoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được
dùng để đồng bộ hoá các hoạt động.
4. Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và
các thiết bị nhập/xuất.
Bộ nhớ
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ như: bộ nhớ chỉ để đọc(ROM),
bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập
trình được (EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở trên.
4.Giới thiệu một số nhóm PLC phổ biến hiện nay trên thế giới:
1. Siemens: có ba nhóm
-CPU S7 200:
CPU 21x: 210; 212; 214; 215-2DP; 216.
CPU 22x: 221; 222; 224; 224XP; 226; 226XM.
-CPU S7300:
-CPU S7400:
2. Mitsubishi:
3. Omron:
4. Allen Bredly:
5. Controtechnique:
6. ABB:AC 100M
- AC 400M
- AC 800M, đây là loại có 2 module CPU làm việc song song theo chế độ
dự phòng nóng.
II/Tìm hiểu về PLC-CQM1H(Hãng Omron)
1/Giới thiệu chung
Các bộ điều khiển lập trình của hang PLC omron rất đa dạng gồm các
loại CPM1A,CPM2A,CQM1H…những loại PLC nên tạo thành những
modul dời rạc kết nối lại với nhau có thể cho phép mở rộng dung lượng
bộ nhớ và mở rộng các ngõ vào ra.Vì vậy chúng được sử dụng rất linh
hoạt và đa dạng trong thực tiễn.Ngoài ra hang Omron còn sán xuất các bộ
PLc có cấu trúc cố định các PLC này thường được sử dụng trong các hệ
thống ddieuf khiển đặc biệt nên đòi hỏi phải có tính linh hoạt cao.
nguon tai.lieu . vn