Tài liệu Thuc tap plc

Mục lục 1. 2. Lập trình điều khiển trạm với các phần tử logic cơ bản...................................................................... 12 1.1. Đọc - Hiểu kết nối ngõ vào / ra trên PLC ................................................................................... 12 1.2. Thao tác làm việc với phần mềm lập trình .................................................................................. 12 1.3. Thao tác test ngõ vào ra trên hệ thống ........................................ Error! Bookmark not defined. 1.4. Soạn thảo chương trình, kiểm tra lỗi trên phần mềm .................................................................. 13 1.5. Lập trình điều khiển cơ bản bằng nút nhấn / công tắc ................................................................ 13 1.5.1. Bài tập 1 ( Hàm AND ) ....................................................................................................... 14 1.5.2. Bài tập 2 ( Hàm OR ) ......................................................................................................... 14 1.5.3. Bài tập 3 .............................................................................................................................. 15 Lập trình điều khiển trạm có nhiều phần tử chấp hành ....................................................................... 16 2.1. 2.1.1. Bài tập 1: ............................................................................................................................. 16 2.1.2. Bài tập 2 .............................................................................................................................. 17 2.1.3. Bài tập 3 .............................................................................................................................. 17 2.2. Kiểm soát hoạt động của cơ cấu chấp hành ................................................................................ 18 2.3. Lập trình điều khiển trạng thái stop, reset ................................................................................... 19 2.3.1. Bài tập 1 .............................................................................................................................. 19 2.3.2. Bài tập 2 .............................................................................................................................. 19 2.4. 3. 4. 5. Lập trình điều khiển nhiều cơ cấu chấp hành trên hệ thống........................................................ 16 Sử dụng trạng thái tín hiệu .......................................................................................................... 20 Lập trình điều khiển chức năng........................................................................................................... 21 3.1. Sử dụng chức năng lấy xung cạnh lên và cạnh xuống ................................................................ 21 3.2. Sử dụng chức năng định thời (Timer) ......................................................................................... 22 3.3. Sử dụng chức năng đếm (Counter) .............................................................................................. 22 3.4. Sử dụng các lệnh RS/SR và SET/RESET.................................................................................... 23 3.5. Sử dụng các logic cơ bản ............................................................................................................. 24 Sử dụng các lệnh xử lý toán học ......................................................................................................... 24 4.1. Bài tập 1: ..................................................................................................................................... 24 4.2. Bài tập 2: ..................................................................................................................................... 24 4.3. Bài tập 3: ..................................................................................................................................... 25 4.4. Bài tập 4: ..................................................................................................................................... 25 Lập trình hoạt động cho các mô hình theo phương pháp tuần tự ........................................................ 25 6. 7. 8. 5.1. Xây dựng lưu đồ giải thuật.......................................................................................................... 25 5.2. Xây dựng lưu đồ giải thuật và lập trình hoạt động cho mô hình ................................................. 26 5.3. Xây dựng lưu đồ giải thuật và lập trình hoạt động cho mô hình ................................................. 27 Lập trình hoạt động cho các mô hình theo phương pháp tuần tự ........................................................ 28 6.1. Xây dựng lưu đồ giải thuật.......................................................................................................... 28 6.2. Xây dựng lưu đồ giải thuật và lập trình hoạt động cho mô hình ................................................. 28 6.3. Xây dựng lưu đồ giải thuật và lập trình hoạt động cho mô hình ................................................. 29 Lập trình hoạt động bằng ngôn ngữ STL/FBD ................................................................................... 30 7.1. Lập trình bằng ngôn ngữ STL ..................................................................................................... 30 7.2. Lập trình bằng ngôn ngữ FBD .................................................................................................... 31 Lập trình chức năng nâng cao ............................................................................................................. 33 8.1. Bộ đếm tốc độ cao....................................................................................................................... 33 8.1.1 Các khối chức năng của bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter): ................................... 33 8.1.3. Các chế độ hoạt động của bộ đếm tốc độ cao: .................................................................... 35 8.1.4. Quản lý dữ liệu của bộ đếm tốc độ cao: .............................................................................. 38 8.1.5. Cài đặt các bit điều khiển đặc biệt cho HSC ....................................................................... 39 8.1.6. Cấu trúc chương trình sử dụng bộ đếm tốc độ cao ............................................................. 41 8.1.7. Ví dụ hướng dẫn.................................................................................................................. 43 8.2. Xử lý analog với s7-200 .............................................................................................................. 49 8.2.1. Tín hiệu Analog: ................................................................................................................. 49 8.2.2. Chuyển đổi tín hiệu: ............................................................................................................ 49 8.2.3. Phần cứng Analog S7-200: ................................................................................................. 49 8.2.4. Tín hiệu ngõ vào (Analog Input): ....................................................................................... 49 8.2.5. Định địa chỉ phần cứng Analog S7-200: ............................................................................. 50 8.2.6. Kết nối phần cứng Analog S7-200: ..................................................................................... 51 8.2.7. Cài đặt thông số phần cứng: ................................................................................................ 53 8.2.8. Đọc giá trị Analog : ............................................................................................................. 54 8.2.9. Ví dụ : ................................................................................................................................. 55 8.3. Đọc và ghi giá trị đồng hồ thời gian thực (real time clock) ........................................................ 59 Phụ lục về các module thực tập Chú thích quy trình hoạt động Chú thích các hình trong toàn bộ bài viết Handling : xử lý 13. Positioning : định vị Orderly storage : lưu trữ có trật tự 14. Sliding : Trượt Random storage : lưu trữ ngẫu nhiên 15. Sorting : sắp xếp Semi-orderly storage : Lưu trữ bán có trật16. Forwarding : chuyển tiếp tự 17. Guiding : hướng dẫn 5. Branching : Nhánh 18. Testing : thử nghiệm 6. Combining : Kết hợp 19. Production process : Quá trình sản xuất 7. Clamping : Kẹp 20. Shape changing : hình thức thay đổi 8. Unclamping : Mở kẹp 21. Treatment : điều trị 9. Holding : Giữ 22. oining (assembly) : lắp ráp 10. Turning : Quay 23. Shape changing : hình thay đổi 11. Swivelling: xoay 24. Checking : kiểm tra 12. Distribution : Phân chia 1. 2. 3. 4. Trạm phân loại phôi Nguyên lý hoạt động: Đầu tiên, phôi được đặt lên đế chứa phôi, xy lanh 2B đi xuống, giác hút hút chặt lấy phôi, xy lanh 2B đi lên đồng thời xy lanh 2A đi ra. Sau đó xy lanh 2B đi xuống, giác hút nhả ra, xy lanh 2B đi lên và xy lanh 2A trở về vị trí ban đầu. Lúc này phôi chạy trên băng chuyền, cảm biến số 5 sẽ nhân dạng phôi, nếu là phôi sắt thì xy lanh 2C sẽ đi ra và đẩy phôi Trạm lắp ráp 1 Nguyên lý hoạt động: Phôi trược trên băng tải khi cảm biến (cb) nhận thì xy lanh 2A đi ra chạm cảm biến (s2ar) đồng thời lúc đó thì nam châm (NC) tác động hút bạc đạn, sau đó xy lanh 1A xoay từ trái qua phải khi chạm cảm biến s1ap thì nam châm nhả ra . Sau đó xy lanh 1A xoay lại vị trí ban đầu chạm cảm biến s1at thì xy lanh 2A co lại vị trí ban đầu chạm cảm biến s2av thì băng chuyền chạy và tiếp tục chu trình. Trạm vận chuyển chi tiết Nguyên lý hoạt động: Băng tải hoạt động đưa phôi hình vuông vào vị trí CB (cảm biến phát hiện phôi). Xy lanh 2A đi xuống hút bạc đạn (bằng nam châm điện), sau một thời gian delay để ổn định hút phôi thì xy lanh 2A đi về. Sau khi 2A đi thì xy lanh 1A đi ra để đưa bạc đạn ra vị trí của phôi trên băng chuyền. Sau khi 1A đi ra thì xy lanh 2A đưa bạc đạn vào lỗ trên phôi. Kết thúc quá trình thì xy lanh 1A và 2A đi về. Chu trình được lặp lại liên tục. Trạm cấp phôi Nguyên lý hoạt động: Ban đầu xy lanh 1A và xy lanh 2A ở vị trí co. sau khi nhấn start và cảm biến s5 nhận tín hiệu xylanh 1A đẩy phôi trong ống chứa phôi ra kết thúc hành trình chạm cảm biến S2, khi đó xy lanh A2 bắt đầu đi ra đẩy phôi xuống máng trượt chạm cảm biến S4 thì xy lanh 2A quay về vị trí ban đầu. Chạm cảm biến S3 Xy lanh A1 quay về vị trí ban đầu và tiếp tục hành trình tiếp theo. Trạm lắp ráp 2 Nguyên Lý Hoạt Động: Phôi trượt trên băng tải khi gặp cảm biến(CB) thì xy lanh S3 sẽ chặn phôi lại trên băng chuyền, xy lanh S1 nâng lên,đồng thời xy lanh S2 quay về phía giá để phôi.Xy lanh S1 hạ xuống,tay kẹp kẹp lấy trục sau đó S1 nâng lên, S2 quay về phía bang tải.S1 hạ xuống tay kẹp thả trục xuống phôi đang chờ ở đó.Sau khi trục được thả thì S1 nâng lên S3 thụt vào phôi tiếp tục chạy. Trạm lắp ráp nắp Nguyên lý hoạt động: Khi nhấn nút Start động cơ chạy, CB S7 phát hiện có phôi thì xy lanh B đi xuống hút nắp. CB áp suất S1 báo đã hút nắp, xy lanh B đi lên chạm S4 thì xy lanh A đẩy ra. Khi CB S3 báo tín hiệu thì xy lanh B đi xuống, CB S5 báo tín hiệu thì giác hút nhả nắp. Khi CB S1 đồng thời ngắt thì hai xy lanh A và B thu về vị trí ban đầu. Khi hai CB S2 và S4 báo tín hiệu đã về hết thì xy lanh xoay C xoay sang phải. Khi CB quang S8 nhận biết có phôi thì van ống khí thổi phôi đi, đồng thời xy lanh C xoay sang trái. Khi xy lanh C quay sang trái, động cơ tiếp tục chạy, khi CB tiệm cận S7 phát hiện phôi thì chu trình cũ được lặp lại. Chú ý: khi CB S6 và S7 cùng báo có phôi thì tát cà các xy lanh ở vị trí ban đầu sau khi thực hiện xong hoạt động của mình, động cơ vẩn quay, đèn cam sáng. Trạm phân loại thành phẩm 3A CB2 CB4 CB1 CB3 Vị trí đưa sp vào 2A 1A Động cơ băng tải Nguyên lý hoạt động: Trong quá trình hoạt động thì băng tải được cho chạy liên tục, khi có sản phẩm được đưa vào băng tải thì CB3 phát hiện và điều khiển xy lanh 3A đi chặn sản phẩm lại. Thời gian chặn khoảng 1s để CB1 (kiểm tra màu sắc) và CB2 (kiểm tra nắp) kiểm tra tính chất sản phẩm. Sau khoảng thời gian kiểm tra, tùy vào tính chất thì xy lanh 1A hoặc 2A sẽ quay để phân loại sản phẩm theo 3 đường khác nhau. Tiếp theo xy lanh 3A sẽ thu về để sản phẩm tiếp tục di chuyển. Khi sản phẩm đã được đẩy xuống các rãnh thì CB4 sẽ phát hiện và điều khiển các xy lanh 1A và 2A trở về trạng thái ban đầu. Trạm gia công đóng nắp 3A CB1 4A 2A 1A Nguyên lý hoạt động: Khi sản phẩm được đưa vào module, thì CB1 phát hiện và điều khiển xy lanh 4A kẹp chặt sản phẩm (trong các bước hoạt động thì xy lanh 4A luôn luôn kẹp chặt sản phẩm). Sau một khoảng thời gian trì hoãn ngắn thì xy lanh 1A sẽ quay một góc 90 độ, lúc này xy lanh 3A sẽ đi xuống thực hiện dập nắp. Sau khi dập nắp xong thì xy lanh 3A đi về. Lúc này xy lanh 1A tiếp tục quay thêm một góc 90 độ. Sau khi 1A đi hết hành trình thì xy lanh 2A đẩy sản phẩm sang module kế tiếp. Xy lanh 4A mở ra, xy lanh 2A thu về và cuối cùng xy lanh 1A quay về vị trí ban đầu để bắt đầu hành trình mới - - 1. Lập trình điều khiển trạm với các phần tử logic cơ bản 1.1. Đọc - Hiểu kết nối ngõ vào / ra trên PLC Ngõ vào có nhiệm vụ chuyển đổi các đại lượng vật lý thành các tín hiệu điện, các bộ chuyển đổi có thể là: nút nhấn, cảm biến ...được kết nối vào các chân có kí hiệu I trên PLC và tùy theo bộ chuyển đổi mà tín hiệu ra có thể ON/OFF hoặc dạng liên tục (analog) Ngõ ra là kết quả quá trình xử lý của hệ thống điều khiển .Các tín hiệu này được sử dụng tạo ra những hoạt động đáp ứng cho các thiết bị ở ngõ ra. Các ngõ ra có thể là cuộn coil , động cơ, nam châm điện...Chúng được kết nối vào các chân có kí hiệu O trên PLC. 1.2. Thao tác làm việc với phần mềm lập trình - Các thiết bị lập trình thực hiện một chu trình bao gồm nhiều bước. trong trường hợp hệ điều khiển khí nén, các bước này tương tự như giản đồ trạng thái. - Mỗi bước gọi là một “network” - Các network bắt đầu bằng một tín hiệu và kết thúc bằng một hoạt động  Mở project theo cấu trúc.  Lập trình.  Lưu chương trình.  Nạp chương trình xuống PLC  Bật nguồn công tắc  Chuyển công tắc chế độ hoạt động sang vị trí STOP.  Reset CPU:Bộ nhớ bị reset xóa hết tất cả các dữ liệu trong CPU. CPU sau đó ở trạng thái bắt đầu Quy trình thực hiện:  Chuyển công tắc chế độ hoạt động về vị trí “STOP” lần nữa.  Mở chương trình đã viết  Nạp chương trình sử dụng nút nhấn biểu tượng. - Sử dụng phần mềm STEP 7 Microwin lập trình với từng ngỏ vào ra. Để test ngõ vào ta mở nguồn PLC và hệ thống  Tích cực cho từng ngõ vào và quan sát đèn báo trên plc  Mỗi đèn báo đều có kí hiệu riêng vd : I0.0 , I0.1 , I0.2....  Khi tích cực ngõ vào thấy đèn nào sáng lên thì tương ứng với ngõ đó  Ví dụ :Để tìm vị trí kết nối ngỏ vào của hành trình khi xy lanh A1 duỗi ra ta mở nguồn PLC lên và duỗi xy lanh ra cho đến khi hành trình nam châm được tích cực ( có đèn báo) ta quan sát thấy đèn I0.5 ở PLC sáng lên thì hành trình nam châm đó được kết nối vào ngõ I0.5....tương tự ta tìm cho tất cả ngỏ vào khác. Để test ngõ ra ta thực hiện như sau : - Mở nguồn cho toàn hệ thống và mở chương trình STEP 7 Microwin - viết chương trình đơn giản dùng ngõ vào của nút nhấn gắn nối tiếp với 1 ngõ ra bất kì từ Q0.0 đến Q0.15 sau đó nạp chương trình cho hệ thống - khi đã được nạp chương trình ta nhấn nút cho hệ thống hoạt động - khi thấy ngõ ra nào hoạt động thì ngõ ra đó tương ứng với Q đó. - 1.3. Soạn thảo chương trình, kiểm tra lỗi trên phần mềm Khi lập trình xong ta cần kiểm tra xem chương trình đã viết có lỗi gì không mục đích của việc kiểm tra lỗi giúp ta biết được vị trí sai và nguyên nhân gì từ đó sữa lỗi . Nếu bỏ qua bước kiểm tra lỗi và nạp thẳng chương trình vào plc thì chương trình sẽ không hoạt động (trường hợp có lỗi).  Total Errors (tổng lỗi): 1  Vị trí lỗi : Network 1 , hàng 1 , thứ tự 2 , thuộc lỗi 33 .  Để đi đến vị trí lỗi ta nhấp đúp vào dòng thông báo lỗi. 1.4. Lập trình điều khiển cơ bản bằng nút nhấn / công tắc - Sử dụng một xy lanh khí nén A1 đẩy phôi ra khỏi ổ chứa. Xy lanh được điều khiển bởi van điện từ 5/2- hai cuộn dây Y1, Y2. - Yêu cầu - Xy lanh đẩy ra khi nhấn nút START - Xy lanh thu về khi nhấn nút MSTOP.  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... . Lập trình điều khiển cơ cấu chấp hành xy lanh, động cơ 1.4.1. Bài tập 1 ( Hàm AND ) - Sử dụng một xy lanh khí nén - Xy lanh được điều khiển bởi van điện từ hai cuộn dây 5/2. - Hệ thống hoạt động khi nhấn nút START. - Để tránh sai sót trong quá trình hoạt động, điều kiện kiểm tra kép được thực hiện bao gồm phôi đã ở đúng vị trí và xy lanh đã co về dùng cảm biến. - Xy lanh tự động đẩy ra khi có phôi tác động vào cảm biến.  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 1.4.2. Bài tập 2 ( Hàm OR ) - Sử dụng xy lanh khí nén đẩy phôi ra từ ống chứa phôi. Hoạt động điều khiển được thực hiện kèm theo một số điều kiện an toàn. - Xy lanh bắt đầu hoạt động khi ấn nút Start và xy lanh đã nằm ở vị trí co lại, phát hiện bởi cảm biến S1. - Xy lanh tự động duỗi ra khi có tín hiệu từ cảm biến S1 và xy lanh đẩy phôi ra hết hành trình, phát hiện bởi cảm biến S2. Trong trường hợp có lỗi, ví dụ như không có phôi nào trong ổ chứa hoặc có tới hai phôi, xy lanh sẽ dừng lại tại vị trí cuối hành trình cho tới khi ấn nút reset, xy lanh sẽ đi về.  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 1.4.3. Bài tập 3 Yêu cầu : - Khi nhấn nút START thì xy lanh A1 đi ra, đến cuối hành trình thì tác động vào công tắc hành trình nam châm. - Khi công tắc hành trình nam châm của xy lanh A1 bị tác động thì sẽ điều khiển xy lanh A2 đi ra. - Băng truyền hoạt động đưa phôi đến trạm khác.  Sơ đồ nối dây .  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 2. Lập trình điều khiển trạm có nhiều phần tử chấp hành 2.1. Lập trình điều khiển nhiều cơ cấu chấp hành trên hệ thống 2.1.1. Bài tập 1: - Khi nhấn nút START và có phôi ở đầu vào cảm biến tiệm cận nhận biết phôi thì xylanh A1 đẩy ra sau 5s thì xylanh A1 rút về  Sơ đồ nối dây .  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 2.1.2. Bài tập 2 Khi nhấn nút START xy lanh A1 đẩy ra sau đó xy lanh A2 đẩy ra khi đi hết hành trình thì xy lanh A2 rút về sau đó A1 rút về.  Sơ đồ đấu dây  Bảng quy định ngõ vào-ra Tên symbol Địa chỉ Giải thích .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 2.1.3. Bài tập 3 - Khi nhấn nút START xy lanh A2 đẩy ra khi đi hết hành trình thì động cơ băng chuyền chạy trong 5s, hết 5s băng chuyền dừng đồng thời xy lanh A2 rút về  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 2.2. Kiểm soát hoạt động của cơ cấu chấp hành Kiểm tra hoạt động của cơ cấu chấp hành, bằng cách nhận biết các cảm biến Ví dụ: Kiểm soát hoạt động của động cơ và xy lanh khí nén bằng các sử dụng các nút start để khởi động và nút Stop để dừng cơ cấu chấp hành theo mong muốn.  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... 2.3. Lập trình điều khiển trạng thái stop, reset 2.3.1. Bài tập 1 - Khi nhấn nút START và có phôi ở đầu vào cảm biến tiệm cận nhận biết phôi thì Xylanh A1 đẩy ra sau 5s thì xylanh A1 rút về, Khi nhấn nút Stop thì hệ thống dừng lại.Khi nhấn nút RESET thì xylanh lùi về đồng thời hệ thống dừng lại.  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 2.3.2. Bài tập 2 - Khi nhấn nút START xy lanh A1 đẩy ra sau đó xy lanh A2 đẩy ra khi đi hết hành trình thì xy lanh A2 rút về sau đó A1 rút về - Nhấn nút STOP để dừng hệ thống, ấn nút START để hệ thống hoạt động trở lại, ấn nút RESET để khởi động lại hệ thống  Sơ đồ nối dây  Bảng quy định ngõ vào-ra: Tên symbol Địa chỉ Giải thích ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. - 2.4. Sử dụng trạng thái tín hiệu Khi ấn Nút nhấn Start thì chưa đợi tới khi nhả nút nhất thì hệ thống dừng lại tại chế hiện tại Stop. Khi nhấn nút nhấn 2 hệ thống chưa chạy lại ngay cho tới khi người sử dụng thả nút nhấn hoàn toàn thì hệ thống hoạt động lại từ đầu.  Sơ đồ nối dây