Tài liệu Plc điều khiển đóng mở cửa tự động

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC PHẦN 1 : CÁC LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG NÓI CHUNG 1. LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu được trong từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình thường (cửa không tự động) mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhược điểm gây phiền toái cho người sử dụng, đó là: cửa thường chỉ đóng mở được khi có tác động của con người vào nó. Vì vậy mà dùng cửa thường làm tốn thời gian và gây cảm giác ngại cho người sử dụng.Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường. Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra được một loại cửa vừa duy trì được những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nhược điểm lớn của loại cửa bình thường .Do đó, khi sử dụng cửa tự động, người dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình. Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người sử dụng: Thứ nhất, cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho người dùng,loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường. Thứ hai, nếu người dùng cửa đang bê vác vật gì đó (bằng cả hai tay ) thì cửa tự động không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp người dùng, tạo thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở. Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp người dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa tức là tiết kiệm cho họ một khoảng tời gian dù là rất nhỏ nhưng cũng có thể rất cần thiết trong nhịp sống công nghiệp hiện đại ngày nay. Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy ưu điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, cũng như sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sử dụng chung một cánh cửa. Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh dược sử dụng khá rộng rãi ở những nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình thường thì phải đảm bảo cửa luôn đóng khi không có người qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây lãng phí. Thế nhưng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi người ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn đóng khi không có người qua lại đã đáp ứng được tốt yêu cầu này. Chính vì những ưu điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao chất lượng hoạt động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích hơn. Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt động, hình dáng, cấu tạo của cửa tự động. Từ mô hình này ta có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự động, cũng như có thể lường trước những khó khăn có thể gặp phải khi chế tạo cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy được ưu nhược điểm của thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh cửa ưu việt hơn, hoàn thiện hơn cho con người. Ngày nay, ngành Công nghệ kỹ thuật Điện tử viễn thông là một ngành rất phát triển nó có mặt trên mọi lĩnh vực trong đời sống. Việc ứng dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật giúp cuộc sống của chúng ta ngày một phát triển, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Các hệ thống điện tử đã dần thay thế các công việc của con người từ những công việc đơn giản (rửa bát, giặt quần áo...) đến phức tạp (các hoạt động sản xuất trong nhà máy, xí nghiệp). Chúng đã dần đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hàng ngày. Để đạt được những điều đó thì những người học và làm trong các ngành kĩ thuật nói chung và ngành Điện tử viễn thông nói riêng luôn phải học hỏi, thực hành, làm quen, tiếp cận với các công nghệ mới. Đối với sinh viên học ngành điện tử viễn thông, nhà trường đã tạo điều kiện cung cấp các trang thiết bị mới và hiện đại nhất để phục vụ cho quá trình thực hành giúp chúng em hiểu sâu về môn học, cũng chính là bước đầu cho chúng em làm quen với các lĩnh vực trong ngành học. Giúp sinh viên có điều kiện tìm hiểu khoa học kĩ thuật đang áp dụng trong thực tế sản xuất và bước đầu làm quen với môi trường làm việc, quen với tác phong sản xuất trong công nghiệp. Đó là những bài học rất bổ ích đối với sinh viên trong ngành cần có được, nhất là đối với những sinh viên chuẩn bị ra trường như em. 1.1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Đứng trước xu thế phát triển tất yếu trong thời kỳ hội nhập quốc tế, một trong những thức thách lớn nhất của ngành tự động hóa cùng với công nghệ thông tin thì tự động hóa là một ngành khoa học phát triển cực kỳ mạnh mẽ trong thời gian gần đây. Tự động hóa có mặt ở khắp mọi nơi, mọi lĩnh vực trong cuộc sống. Trong các nhà máy, xí nghiệp, xưởng sản xuất đó là các dây truyền sản xuất tư động. Hay trong các cơ quan, công sở, văn phòng như là thang máy, cửa tự động. Thậm chí cả ở sân bay, nhà ga, siêu thị là các cửa tự động các máy bán hàng tự động, các máy soát hàng tự động PLC… Những thành tựu mà nó đem lại cho nhân loại là không thể kể siết. Tầm quan trọng của nó không chỉ đối với những nước đang phát triển như nước ta, mà còn đối với cả những nước tư bản phát triển hàng đầu thế giới như Mỹ, Nhật, Đức… Một vấn đề đặt ra là việc nghiên cứu các ứng dụng của Tự động hóa áp dụng trong quá trình phát triển của xã hội là điều tất yếu và cần thiết đối với sinh viên ngành Điện Tử. Việc học hỏi tìm tòi và sáng tạo những ứng dụng của Tự Động Hóa có phần mềm PLC sẽ góp phần không nhỏ vào sự phát triển nền công nghiệp nước nhà nói riêng và sự đi lên của xã hội nói chung. Xuất phát từ những lý do trên, nhóm em đã chọn đề tài này để làm báo cáo và khóa luận ra trường: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC. Được đề xuất với mong muốn, bên cạnh phương thức lấy ý kiến phản hồi nghiên cứu đề tài cũng đánh giá hoạt động thực hiện. Qua đó xây dựng hệ thống của các thành viên trong nhóm và giảng viên tự đánh giá phản ánh thực trạng của hệ thống của nước ta ở những khía cạnh mà sinh viên lựa chọn đề tài này, đồng thời đề xuất một số giải pháp nâng cao để đảm bảo chất lượng một xã hội phát triển và văn minh là một xã hội gắn liền với Tự Động Hóa. 1.2. Mục đích của đề tài Trong việc thực hiện đề tài, em cần tổng hợp các kiến thức về mạch điều khiển PLC và thực trạng sản xuất thiết bị thực hành kỹ thuật Điện – Điện tử tại Công ty cổ phần tự động hóa Thành Hưng. Từ đó rút ra nhận xét, đánh giá, kết luận về phương pháp thiết kế mạch điều khiển tự động PLC. Đồng thời, đưa ra một số phương hướng thiết kế nhằm nâng cao chất lượng cũng như tính năng của mạch PLC. Ngoài ra, thông qua bản đồ án em sẽ hiểu biết sâu hơn về mạch điều khiển PLC và dây chuyền sản xuất mạch Điện tử của Công ty cổ phần tự động hóa Thành Hưng nói riêng, của các công ty sản xuất Điện tử nói chung. 1.3. Kết cấu của đề tài Kết cấu nội dung của đề tài gồm ba phần: - Phần 1: Phần mở đầu; - Phần 2: Phần nội dung; - Phần 3: Phần kết luận. Để hoàn thiện tốt đồ án này, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy (cô) trong khoa Công nghệ kĩ thuật truyền thông, cũng như các anh (chị) nhân viên trong Công ty Cổ phần tự động hóa Thành Hưng đã trang bị cho em những kiến thức, tài liệu cần thiết. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn Ngọc Cương đã động viên, hướng dẫn tận tình, giúp em hoàn thành đồ án. Do thời gian thực hiện có hạn và năng lực còn hạn chế nên trong nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy (cô) để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN 2: NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ PLC 2.1. Cơ sở lý luận và thực tiễn sự phát triển của tự động hóa PLC 2.1.1. Giới thiệu chung Ý nghĩa: - Lệnh LD là lệnh đọc giá trị logic của tiếp điểm (toán hạng) vào bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị cũ còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit. - Lệnh LDN là lệnh đọc nghịch đảo giá trị logic của tiếp điểm (toán hạng) vào bit đầu tiên của ngăn xếp. Ngăn xếp Ban đầu Lệnh LD Giá trị logic của tiếp điểm (Toán hạng) Ngăn xếp Ban đầunn Ngăn xếp Lúc sau Chương trình Kếtđược thúc mở khi n = 1 Tiếp điểm thường đóng Cú pháp lệnh dạng LAD: Tiếp điểm thường mở được đóng khi n = 1 đúng Toán hạng: Lệnh n (bit):đưa I, Q, ra M, SM, V, T, C Ý nghĩa: Lệnh sao chép nội dung đầu tiên trong ngăn xếp vào toán hạng (bit) được chỉ định trong lệnh S8 Mô phỏng chương trình và kiểm tra phần mềm Ngăn xếp n S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 Toán hạng Toán hạng: n (bit): I, Q, M, SM, V, T, C Ý nghĩa: Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dòng điều khiển đi qua Ví dụ bật công tắc thì đèn sáng: Q0.0 Câu lệnh trong STL LD I0.0 Câu lệnh trong LAD = Q0.0 Ví dụ: = Q0.0 Ngăn xếp - Phép toán AND được sử dụng khi có các yêu cầu điều khiển là trạng thái của 2 hay nhiều tín hiệu đồng thời xảy ra thì sẽ thực hiện một nhiệm vụ điều khiển nào đó. n Cú pháp lệnh dạng LAD: Giá trị logic của Q0.0 Biểu diễn hàm Bảng chân lý H1 = S1.S2 - Ví dụ: Đèn H1 sẽ sáng nếu đồng thời cả 2 công tắc S1 và S2 ở trạng thái đóng mạch. Đèn tắt khi1 trong 2 công tắc hở mạch Lập bảng ký hiệu mô tả tên và địa chỉ của biến Chương trình điều khiển - Phép toán OR được sử dụng khi trạng thái của một trong hai (hoặc nhiều ) tín hiệu thỏa mãn điều kiện của yêu cầu điều khiển thì sẽ thực hiện một nhiệm vụ điều khiển nào đó - Ví dụ: Có hai công tắc S3 và S4 đều là thường hở. Hãy viết chương trình sao cho nếu một trong hai công tác đóng lại thì đèn H2 sáng. Đèn tắt khi cả 2 công tắc đều mở Lập bảng ký hiệu mô tả tên và địa chỉ của biến Chương trình điều khiển - Lệnh NOT đảo giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp. Nếu sau một phép toán nhị phân mà sử dụng lệnh NOT thì kết quả sẽ bị đảo lại. - Phép toán OR được sử dụng khi trạng thái của một trong hai (hoặc nhiều ) tín hiệu thỏa mãn điều kiện của yêu cầu điều khiển thì sẽ thực hiện một nhiệm vụ điều khiển nào đó Ví dụ: Mỗi một nút nhấn được gắn 2 tiếp điểm, khi tác động nút nhấn thì cả 2 tiếp điểm này tác động theo. Đèn sáng nếu tác động chỉ một trong hai công tắc S1 hoặc S2. Lập bảng ký hiệu mô tả tên và địa chỉ của biến Chương trình điều khiển Ví dụ 1: Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Mạch điều khiển dùng contactor có chức năng tự duy trì. Trong trường hợp nếu cả hai nút nhấn mở máy S1 và dừng S2 cùng tác động mà contactor có điện thì mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Lập bảng ký hiệu Lệnh ghi (SET) Cú pháp lệnh dạng LAD: n S m Toán hạng: n (bit): I, Q, M, SM, V, T, C m số lương bit được tính bắt đầu từ bit n Ý nghĩa: - Lệnh Set sẽ đặt trạng thái của một hoặc nhiều bit có địa chỉ liên tục lên mức “1” và duy trì ở trạng thái này cho đến khi bị xóa bằng một lệnh khác. - Chúng ta có thể Set một lần tối đa tới 255 bit Ví dụ: Khi tín hiệu tại I0.0 lên mức 1 thì sẽ set 3 bit từ Q0.0 đến Q0.2 Lệnh xóa (RESET) n R m Toán hạng: n (bit): I, Q, M, SM, V, T, C m số lương bit được tính bắt đầu từ bit n Ý nghĩa: - Lệnh Reset sẽ đặt trạng thái của một hoặc nhiều bit có địa chỉ liên tục xuống mức “0”. - Chúng ta có thể Reset một lần tối đa tới 255 bit Ví dụ: Khi tín hiệu tại I0.1 lên mức 1 thì sẽ reset 3 bit từ Q0.0 đến Q0.2 về logic “0” Cú pháp lệnh dạng LAD: xxx: S1: R: OUT: Địa chỉ cần điều khiển Ngõ vào Set. Ký hiệu ưu tiên Set. Ngõ vào Reset. Ngõ ra, thể nối với một địa chỉ dạng bit Bảng chân lý S1 R OUT 0 0 Trạng thái trước 0 1 0 1 0 1 1 1 1 Chú ý: Khâu SR tương đương với mạch tự duy trì ưu tiên mở máy trong điều khiển dùng contactor. Ví dụ 1: Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Mạch điều khiển dùng contactor có chức năng tự duy trì. Trong trường hợp nếu cả hai nút nhấn mở máy S1 và dừng S2 cùng tác động mà contactor có điện thì mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Ví dụ 1: Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Mạch điều khiển dùng contactor có chức năng tự duy trì. Trong trường hợp nếu cả hai nút nhấn mở máy S1 và dừng S2 cùng tác động mà contactor có điện thì mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Lập bảng ký hiệu Chương trình điều khiển Cú pháp lệnh dạng LAD: xxx: S: R1: OUT: Địa chỉ cần điều khiển Ngõ vào Set. Ngõ vào Reset. Ký hiệu ưu tiên ReSet. Ngõ ra, có thể nối với một địa chỉ dạng bit Bảng chân lý S R1 OUT 0 0 Trạng thái trước 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Chú ý: Khâu RS tương đương với mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy trong điều khiển dùng contactor. Ví dụ 1: Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Mạch điều khiển dùng contactor có chức năng tự duy trì. Trong trường hợp nếu cả hai nút nhấn mở máy S1 và dừng S2 cùng tác động mà contactor có điện thì mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy Ví dụ 1: Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy Mạch điều khiển dùng contactor có chức năng tự duy trì. Trong trường hợp nếu cả hai nút nhấn mở máy S1 và dừng S2 cùng tác động mà contactor có điện thì mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy Lập bảng ký hiệu Chương trình điều khiển 2.1.2. Cơ sở pháp lý 2.1.2.1. Theo các văn bản quy định của Nhà nước a) Nghị định của chính phủ: Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. Trong đó quy định cụ thể về an toàn tĩnh điện trong sản xuất điện tử như sau: Giữ nơi làm việc sạch sẽ và ngăn nắp, không được ăn, uống, hút thuốc nơi tại nơi làm việc; Đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm thích hợp tại nơi làm việc (độ ẩm từ 40% ~ 70% và nhiệt độ từ 20 0 ~ 28 0 C); Khi làm việc phải mặc quần áo bảo hộ lao động: đi giày chống tĩnh điện, mặc áo bảo hộ tĩnh điện, đeo vòng tĩnh điện; Các bề mặt hàn, linh kiện không được dùng tay để cầm, phải dùng găng tay; Khi dùng găng tay, phải thay thường xuyên để tránh hỏng do găng tay bẩn; Hạn chế tối đa việc chạm, cầm linh kiện và sản phẩm, hãy cầm theo đúng cách; Không được để chồng các tổ hợp linh kiện, nếu không sẽ làm hỏng; Các giá để đặc biệt được sử dụng trong khu vực lắp ráp để lưu tạm thời; Luôn luôn phải quản lý phóng tĩnh điện kể cả khi không được biểu thị tĩnh điện; Mọi người phải được đào tạo, làm theo hướng dẫn và xử lý theo quy định phóng tĩnh điện; Bảo quản, cất trữ, vận chuyển linh kiện và sản phẩm trong những vật liệu đóng gói, cách đóng gói chống tĩnh điện hợp lý, không tùy tiện di chuyển linh kiện hoặc sản phẩm nếu không được đóng gói phù hợp. b) Các thông tư