Page 1
4/12/2022 Mục tiêu Cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản về phần cứng PLC, cấu trúc, nguyên lý hoạt đông, cách đấu nối đầu vào và đâu ra PLC với thiết bị trường. CHƯƠNG 3 PLC, CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG GIẢNG VIÊN Đồng thời, trang bị cơ sở pháp lý thông qua tiêu chuẩn ngành để người học làm PGS.TS. Lê Giang Nam căn cứ triển khai các thiết kế điều khiển NCM Hệ thống sản xuất tự động trên cơ sở ứng dụng PLC. Khoa Cơ điện tử - Trường Cơ khí 2 Nội dung 1. Giới thiệu chung về PLC Giới thiệu chung về PLC Định nghĩa (theo IEC61131) Ứng dụng của PLC “Hệ thống điện tử số được thiết kế Điều khiển hệ thống băng tải, Cấu trúc phần cứng và nguyên lý làm việc sử dụng trong môi trường công điểu khiển thang máy. nghiệp, có bộ nhớ, khả trình với Hệ thống quản lý và giám sát, hệ tập lệnh hướng tới người sử dụng thống điều hòa. Ghép nối với module vào/ra để thực hiện các chức năng nhất Quản lý hệ điều khiển phân tán định như logic, tuần tự, định thời phức tạp. gian, đếm và tính toán số học, Tiêu chuẩn nghành cho thiết bị, phần mềm được sử dụng để điều khiển nhiều Hệ thống điều khiển trong nhà và ngôn ngữ cho lập trình PLC loại máy và quá trình khác nhau máy xi măng, nhà máy nhiệt thông qua các đầu vào/ra số hoặc điện. 3 tương tự.” … 4
Page 2
4/12/2022 1. Giới thiệu chung về PLC 1. Giới thiệu chung về PLC Lịch sử PLC Modicon 184 là phiên bản nâng cấp của Modicon 084. Ưu điểm Phân loại theo hãng sản xuất Xuất hiện năm 1968 bởi Modicon theo yêu cầu của General Motors. Chi phí hiệu quả. Mitsubishi Được thiết kế để dễ lập trình và bảo Linh hoạt. trì. Siemen Cho phép điều khiển các tác vụ Omron Thay thế các hệ thống điều khiển phức tạp nhờ khả năng tính toán logic cồng kềnh sử dụng rơle trong đa dạng. Idec sản xuất tự động. Fuji Chi phí thấp, nhỏ gọn, linh hoạt dựa Lập trình đơn giản. Tin cậy. Delta ... trên kiến trúc bộ vi xử lý 5 6 1. Giới thiệu chung về PLC 1. Giới thiệu chung về PLC Phân loại theo phiên bản - Version Phân loại theo số đầu vào ra Phân loại theo hình dạng Có hai kiểu cơ cấu thông dụng với các hệ Micro PLC là loại có dưới 32 thống PLC là kiểu hộp đơn và kiểu modul PLC Siemens có các họ như S7- kênh vào/ ra. nối ghép. Kiểu hộp đơn thường được sử 200, S7-300, S7-400, S7-1200, PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình cỡ S7-1500,… ra. nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên PLC trung bình có đến 1024 chiếc hoàn chỉnh. Misubishi có các họ như Alpha, kênh vào/ ra. Kiểu modul ghép nối: gồm nhiều modul Fx, Fx0, Fx0N, Fx1N, Fx2N PLC cỡ lớn có trên 1024 kênh riêng cho bộ nguồn, CPU, cổng vào/ra.... vào/ra. được lắp trên thanh ray. Kiểu này có thể sử dụng cho các thiết bị lập trình ở mọi kích cỡ. 7 8
Page 3
4/12/2022 2. Cấu trúc phần cứng và nguyên lý làm việc 2.1. Cấu trúc phần cứng • Nguồn (Power Supply). 2.1. Cấu trúc phần cứng. • Bộ xử lý trung tâm (CPU). • Đầu vào/ra (I/O). 2.2. Nguyên lý làm việc. • Bộ nhớ (Memory). • Truyền thông (Communication). 9 10 2.2. Nguyên lý làm việc 3. Ghép nối với module vào/ra Theo chu kỳ quét Đọc dữ liệu đầu vào 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic Xử lý & Tính toán 3.2. Ghép nối với module vào/ra tương tự Ghi dữ liệu đầu ra 11 12
Page 4
4/12/2022 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic Đấu dây ngõ vào số của PLC • Hầu hết các loại PLC hiện nay thường có 2 dạng đấu dây ngõ Thiết bị đầu vào logic vào số là dạng Sink hoặc Source. Sự khác nhau cơ bản của 2 kiểu này là chân chung được nối lên nguồn 0V hay nguồn +24v. • Ví dụ khi bạn đấu dây kiểu sink thì chân chung được nối lên nguồn +24v, 2 chân còn lại của công tắc 1 chân xuống 0V và chân còn lại là ngõ vào plc, khi công tắc hở thì ngõ vào là 0, khi đóng lại thì ngõ vào là 1. • Khi sử dụng một số loại cảm biến ngõ ra cực thu hở thì có thể tận dụng nguồn 24V trên plc để đấu dây tín hiệu cho cảm biến, Nút ấn Công tắc Công tắc hành Cảm biến điện trình dung sơ đồ đấu dây của loại này cần phải xem xét dựa trên sơ đầu của chuyển mạch thiết bị. 13 14 Đấu nối đầu vào logic với PLC Đấu dây ngõ vào kiểu SINK Đấu nối đầu vào logic với PLC có 2 cách: đấu nối kiểu Sink, đấu nối kiểu Source • Chân SS là chân chung được đấu với nguồn +24 Vdc • Tại (3) là kiểu đấu thường dùng cho các loại cảm biến ví dụ như cảm biến tiệm cận loại NPN • Tại (4) là kiểu đấu thường dùng • Đấu nối kiểu sink: chân COM(S/S) của PLC được nối với chân nguồn cho các loại nút nhấn, chuyển dương. Khi đó tạo ra chiều dòng điện đi từ PLC qua thiết bị về nguồn mạch, công tắc hành trình.. • Đấu nối kiểu Source: chân COM(S/S) của PLC được nối với chân nguồn âm (GND). Khi đó tạo ra chiều dòng điện đi từ thiết bị qua PLC về nguồn 16
Page 5
4/12/2022 Đấu dây ngõ vào kiểu SOURCE 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic Sơ đồ nguyên lý ghép nối đầu vào logic • Chân SS là chân chung được đấu với nguồn 0 Vdc • Tại (2) là kiểu đấu thường dùng cho các loại cảm biến ví dụ như LED cảm biến tiệm cận loại PNP +- 24VDC Mạch logic • Tại (4) là kiểu đấu thường dùng cho các loại nút nhấn, chuyển mạch, công tắc hành trình. Sơ đồ nguyên lí mạch Sơ đồ nguyên lý mạch module module đầu vào 24VDC đầu vào 110VAC – 220VAC 17 18 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic Ví dụ ghép nối đầu vào logic Thiết bị đầu ra logic 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Rơle Van điện từ Sơ đồ nguyên lý đấu dây kiểu Source với module 1769-IQ của hãng Rockwell Automation 19 20
Page 6
4/12/2022 Đấu dây ngõ ra của PLC Đấu nối đầu ra logic với PLC Đấu nối đầu ra logic với PLC có 2 cách: đấu nối kiểu Sink, đấu nối kiểu • Ngõ ra của PLC hiện nay có 2 dạng là chủ yếu. Một là ngõ ra dạng Source relay, ngõ ra dạng này có thể tùy chọn để điều khiển cả thiết bị 24v và 220v với dòng ngõ ra thiết bị điều khiển khoảng vài ampe trở lại. Dạng ngõ ra thứ hai là dạng ngõ ra transitor, dạng này khi điều khiển thiết bị phải xem sơ đồ của từng loại PLC để đấu dây theo kiểu cực thu hở. • Đối với dạng ngõ ra transitor sẽ có tần số đóng ngắt cao hơn so với ngõ ra relay (gõ ra relay có tần số đóng cắt khoảng dưới 1Hz là tối đa), với một số ngõ ra cần tần số đóng cắt cao như để điều khiển servo thì PLC có thể được tích hợp ngõ ra transistor có tần số đóng ngắt từ 100-200Hz. 21 3.1. Ghép nối với module vào/ra logic 3.2. Ghép nối với module vào/ra tương tự Ví dụ ghép nối đầu ra logic Thiết bị đầu vào tương tự +24VDC Tín hiệu điều khiển từ CPU Tải Q1 0VDC Cảm biến nhiệt độ Cảm biến trọng lượng Cảm biến mức Đầu ra kiểu rơle Đầu ra transitor Đầu ra transitor (loadcell) kiểu Sink kiểu Source 23 24
Page 7
4/12/2022 3.2. Ghép nối với module vào/ra tương tự 3.2. Ghép nối với module vào/ra tương tự Ghép nối với đầu vào tương tự Thiết bị đầu ra tương tự Van điện Biến tần Kết nối cảm biến sử dụng cáp Kết nối cảm biến 2,3,4 đầu dây với module có vỏ chống nhiễu 1769-IF4 hãng Rockwell Automation 25 26 3.2. Ghép nối với module vào/ra tương tự 4. Tiêu chuẩn nghành cho thiết bị, phần mềm và ngôn ngữ cho lập trình PLC Ghép nối với đầu ra tương tự 4.1. Giới thiệu chung về IEC 61131 4.2. Ưu điểm của IEC 61131-3 Kết nối giữa module đầu ra 1769-OF2 với biến tần Power Flex 525 của 4.3. Một số kiểu dữ liệu cơ bản Rockwell Automation 4.4. Ngôn ngữ lập trình 27 28
Page 8
4/12/2022 Giới thiệu chung về IEC 61131 Ưu điểm của IEC 61131-3 Phần 1 Tổng quan chung, các định nghĩa Tiêu chuẩn quốc tế. Hỗ trợ lập trình àn toàn và chất lượng. • Từng bước được hỗ trợ bởi các nhà sản • Cấu trúc đơn giản và thuận tiện Phần 2 Phần cứng xuất • Tạo dữ liệu hạn chế lỗi lập trình • Cấu trúc, ngôn ngữ và cách xử lý thống Phần 3 Ngôn ngữ lập trình nhất Phần 4 Hướng dẫn người dùng Phần 5 Truyền thông Tiết kiệm thời gian Cung cấp ngôn ngữ lập trình tốt nhất cho từng • Thống nhất các khái niệm về mô hình phần vấn đề Phần 6 An toàn mềm và kiểu dữ liệu • Thông số kỹ thuật thống nhất cho các ngôn ngữ • Học và áp dụng cho nhiều bộ điều khiển • Hai ngôn ngữ văn bản và hai ngôn ngữ đồ họa. Phần 7 Logic mờ • Giảm thiểu hiểu lầm và sai sót. • Một ngôn ngữ cấu trúc, cung cấp một cái nhìn Phần 8 Báo cáo kỹ thuật • Chuẩn hóa Hàm và khối chức năng tổng quan. • Có tính tái sử dụng • Ngôn ngữ bậc cao khả dụng • Có khả năng kết hợp các ngôn ngữ 29 30 Một số kiểu dữ liệu cơ bản Ngôn ngữ lập trình STT Từ khóa Kiểu dữ liệu Bit dữ liệu Giá trị khởi tạo mặc định 1 BOOL Kiểu Bool 1 0/FALSE 2 INT Kiểu nguyên 16 0 IEC 61131-3 | Phần 3, Định nghĩa 5 ngôn ngữ lập trình: 3 REAL Số thực 32 0.0 4 TIME Khoảng thời gian -- T#0s Cú pháp và ngữ nghĩa của hai ngôn ngữ văn bản: Instruction List 5 DATE Ngày -- D#0001-01-01 (IL), Structured Text (ST), và hai ngôn ngữ đồ họa: Ladder 6 TIME_OF_DAY Thời gian trong -- TOD#00:00:00 Diagram (LD) và Function Block Diagram (FBD). (TOD) ngày 7 STRING Chuỗi kí tự 8 bit 8 ' ' Sequential Function Chart (SFC) cho lập trình cấu trúc. 8 BYTE Chuỗi 8 bit 8 0 9 WORD Chuỗi 16 bit 16 0 10 DWORD Chuỗi 32 bit 32 0 31 32
Affichage des 8 premières pages. Téléchargez le document pour le voir en entier.
Commentaires (0)
Aucun commentaire pour le moment. Soyez le premier !