Giáo trình Lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử là một trong những mô đun cơ sở của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng hệ liên thông. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài MĐ15-01: Tổng quan về PLC S7-1500 Bài MĐ15-02: Giới thiệu về HMI Bài MĐ15-03: Lắp đặt, vận hành trạm cơ điện tử - trạm cấp đế Bài MĐ15-04: Lắp đặt, vận hành trạm cơ điện tử - trạm cấp vòng bi Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học củng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Bùi Chí Thanh 2. Đỗ Hữu Hậu 2
MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU..........................................................................................................2 MỤC LỤC..................................................................................................................... 3 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500.......................................................................8 1. Tổng quan về PLC S7–1500......................................................................................8 1.1. Giới thiệu PLC S7-1500.........................................................................................8 1.2. Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN.........................................................................9 1.3. Kết nối..................................................................................................................11 2. Ngôn ngữ lập trình LAD cho PLC...........................................................................12 2.1. Ngôn ngữ lập trình LAD.......................................................................................12 2.2. Tập lệnh của PLC S7-1500...................................................................................13 3. Phần mềm TIA Portal..............................................................................................18 3.1. Phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic............................................18 3.2. Giao diện phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic............................18 3.3. Nạp chương trình xuống PLC...............................................................................19 3.4. Giao tiếp giữa máy tính và PLC............................................................................20 4. Thực hành................................................................................................................20 BÀI 2: GIỚI THIỆU VỀ HMI.....................................................................................26 1. Tổng quan về HMI...................................................................................................26 1.1. Cấu tạo của HMI...................................................................................................26 1.2. Các thông số của HMI..........................................................................................27 2. Phân loại HMI..........................................................................................................27 2.1. HMI truyền thống.................................................................................................27 2.2. HMI hiện đại.........................................................................................................27 2.3. Vị trí của HMI trong hệ thống tự động hoá hiện đại.............................................28 3. Thực hành thiết kế giao diện HMI đơn giản trên phần mềm TIA Portal..................29 BÀI 3: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH TRẠM CƠ ĐIỆN TỬ - TRẠM CẤP ĐẾ................38 1. Lập kế hoạch lắp ráp các phần tử.............................................................................38 2. Các phần tử của trạm...............................................................................................38 2.1. Trạm cấp đế 1.......................................................................................................38 2.2. Trạm cấp đế 2.......................................................................................................40 3. Lắp ráp và kết nối các phần tử.................................................................................45 3.1. Lắp ráp khung của mô hình...................................................................................45 3.2. Lắp ráp các cụm trên mô hình vào khung.............................................................48 4. Vận hành trạm cấp đế...............................................................................................48 4.1. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ tự động................................................................48 4.2. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ thủ công..............................................................50 4.3. Thực hành viết chương trình điều khiển các thành phần độc lập của trạm............52 BÀI 4: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH TRẠM CƠ ĐIỆN TỬ - TRẠM CẤP.......................55 VÒNG BI..................................................................................................................... 55 1. Lập kế hoạch lắp ráp các phần tử.............................................................................55 2. Các phần tử của trạm...............................................................................................55 2.1. Cụm nút nhấn........................................................................................................55 2.2. Cụm băng tải hồi...................................................................................................55 2.3. Cụm thanh răng bánh răng....................................................................................56 2.4. Cụm cấp vòng bi...................................................................................................56 2.5. Cụm bàn................................................................................................................ 57 3
3. Lắp ráp và kết nối các phần tử.................................................................................57 3.1. Lắp ráp khung của mô hình...................................................................................57 3.2. Lắp ráp các cụm trên mô hình vào khung.............................................................59 4. Vận hành trạm cấp vòng bi......................................................................................60 4.1. Vận hành trạm cấp vòng bi ở chế độ tự động........................................................60 4.2. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ thủ công..............................................................62 4.3. Thực hành viết chương trình điều khiển các thành phần độc lập của trạm............63 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................67 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: LẮP ĐẶT VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Mã mô đun: MĐ15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn nghề PLC cơ bản, PLC nâng cao, Kỹ thuật cảm biến, điều khiển điện khí nén - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề tổng hợp các ứng dụng của PLC, cảm biến, mạng truyền thông vào một hệ thống cơ điện tử. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC; - Kỹ năng: + Tháo lắp bộ cảm biến và bộ phận/phần tử trong hệ thống cơ điện tử, thay thế và hiệu chỉnh các phần tử; + Lắp ráp công tắc tơ và động cơ cho các ứng dụng điều khiển bởi PLC; + Lắp ráp và đấu nối cho PLC trong hệ thống cơ điện tử theo tiêu chuẩn công nghiệp sử dụng các bộ kết nối; + Nạp các chương trình PLC và thử nghiệm, vận hành hệ thống cơ điện tử; + Khắc phục các lỗi của các phần tử cơ khí, điện và phần mềm của hệ thống cơ điện tử; - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; - Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất. Nội dung mô đun Thời gian (giờ) Lý Thực STT thuyết hành, thí Tên các bài trong mô đun Kiểm Tổng nghiệm, tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Tổng quan về PLC S7-1500 8 4 4 1. Tổng quan về PLC S7–1500 1 1 1.1. Giới thiệu PLC S7-1500 1.2. Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN 1.3. Kết nối 2. Ngôn ngữ lập trình LAD cho PLC 2 2 2.1. Ngôn ngữ lập trình LAD 2.2. Tập lệnh của PLC S7-1500 3. Phần mềm TIA Portal 1 1 3.1. Phần mềm lập trình Simatic TIA 5
Portal Step7 Basic 3.2. Giao diện phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic 3.3. Nạp chương trình xuống PLC 3.4. Giao tiếp giữa máy tính và PLC 4. Thực hành 4 4 2 Bài 2: Giới thiệu về HMI 8 4 3 1 1. Tổng quan về HMI 2 2 1.1. Cấu tạo của HMI 1.2. Các thông số của HMI 2. Phân loại HMI 2 2 2.1. HMI truyền thống 2.2. HMI hiện đại 2.3. Vị trí của HMI trong hệ thống tự động hoá hiện đại 3. Thực hành thiết kế giao diện HMI 3 5 đơn giản trên phần mềm TIA Portal Kiểm tra 1 1 Bài 3: Lắp đặt, vận hành trạm cơ 3 20 10 9 1 điện tử - trạm cấp đế 1. Lập kế hoạch lắp ráp các phần tử 4 2 2 2. Các phần tử của trạm 4 2 2 2.1. Trạm cấp đế 1 2.2. Trạm cấp đế 2 3. Lắp ráp và kết nối các phần tử 4 3 1 3.1. Lắp ráp khung của mô hình 3.2. Lắp ráp các cụm trên mô hình vào khung 4. Vận hành trạm cấp đế 7 3 4 4.1. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ tự động 4.2. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ thủ công 4.3. Thực hành viết chương trình điều khiển các thành phần độc lập của trạm Kiểm tra 1 1 Bài 4: Lắp đặt, vận hành trạm cơ 4 24 12 11 1 điện tử - trạm cấp vòng bi 1. Lập kế hoạch lắp ráp các phần tử 2 2 2. Các phần tử của trạm 5 4 1 2.1. Cụm nút nhấn 2.2. Cụm băng tải hồi 2.3. Cụm thanh răng bánh răng 2.4. Cụm cấp vòng bi 2.5. Cụm bàn 6
3. Lắp ráp và kết nối các phần tử 8 3 5 3.1. Lắp ráp khung của mô hình 3.2. Lắp ráp các cụm trên mô hình vào khung 4. Vận hành trạm cấp vòng bi 8 3 5 4.1. Vận hành trạm cấp vòng bi ở chế độ tự động 4.2. Vận hành trạm cấp đế ở chế độ thủ công 4.3. Thực hành viết chương trình điều khiển các thành phần độc lập của trạm Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 3 7
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500 Mã bài: MĐ15-01 Giới thiệu: Dòng sản phẩm PLC SIMATIC S7-1500 của Siemens được thiết kế theo dạng module với nhiều loại CPU khác nhau phù hợp cho nhiều cấp hiệu suất khác nhau. Dãy sản phẩm rộng lớn với các module tín hiệu vào ra, các module công nghệ dành cho các chức năng đặc biệt như đếm, các module điều khiển tập trung hay điều khiển phân tán được sử dụng trong truyền thông giao tiếp giữa các thiết bị hoặc nhà máy. SIMATIC S7-1500 với cấp bảo vệ IP20 và được thiết kế để lắp đặt trong các tủ điều khiển. Mục tiêu: - Xác định được các bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC; - Lập trình được các chương trình PLC đơn giản sử dụng phần mềm TIA Portal; - Nạp các chương trình PLC và thử nghiệm vận hành; - Chủ động, sáng tạo, nghiêm túc trong học tập và sản xuất. Nội dung chính 1. Tổng quan về PLC S7–1500 1.1. Giới thiệu PLC S7-1500 Các dòng CPU của dòng điều khiển SIMATIC S7-1500 là bộ điều khiển thế hệ mới của SIEMENS và là 1 cốt mốc quan trọng trong tự động hóa. S7-1500 với nhiều tính năng cải tiến cho sự tối ưu hóa hoạt động, dễ dàng sử dụng trong hoạt động. S7- 1500 là dòng PLC hoàn hảo cho hệ thống tự động.  Mạnh mẽ hơn: - Hiệu suất của hệ thống cao do thời gian đáp ứng ngắn và chất lượng điều khiển cao nhất. - Tích hợp công nghệ điều khiển vị trí. - Tích hợp chức năng bảo mật cao nhất.  Hiệu quả hơn: - Cải tiến thiết kế, dễ dàng trong việc sử dụng cũng như kiểm tra hệ thống. - Tích hợp chuẩn đoán lỗi hệ thống, tự động hiển thị trên màn hình. - TIA Portal giúp cho việc lập trình hiệu quả và giảm giá thành sản phẩm.  Tính năng mới: - Bus kết nối module tốc độ cao giúp xử lý tín hiệu nhanh hơn. - 3 cổng truyền thông Ethernet với 2 IP. - Vẽ đồ thị (Trace): giúp việc chuẩn đoán các ứng dụng Motion và biến tần chính xác. - Chức năng điều khiển trục và tốc độ được tích hợp. - Chức năng điều khiển PID (version 2.0). - Nhiều cấp bảo mật cho chương trình. - Màn hình hiển thị các trạng thái của CPU và module cũng như chuẩn đoán lỗi. 8
1.2. Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN Hình 1.1: Hình dáng thực tế của S7-1500/CPU 1511-1 PN S7-1500/CPU 1511-1 PN là dòng CPU tiêu chuẩn cho những ứng dụng nhỏ cho tới trung bình, chỉ có một địa chỉ IP và một cổng giao tiếp PROFINET. Bộ nhớ làm việc của dòng CPU này lên tới 1.15MB với thời gian xử lý trên mỗi bit rất nhanh khoảng 60ns. Hình 1.2: Mặt trước của CPU 1511-1 PN ① LEDs báo trạng thái của CPU, ② Màn hình ③ Các nút nhấn điều khiển Hình 1.3: Chốt để khóa CPU 9
Hình 1.4: Mặt dưới bảng điều khiển của CPU 1511-1 PN ① LEDs báo trạng thái của CPU ② Cổng kết nối với màn hình ③ Thẻ nhớ SIMATIC ④ Công tắc chọn chế độ ⑤ LEDs cho 2 cổng của giao tiếp PROFINET X1 ⑥ Địa chỉ MAC ⑦ PROFINET cổng giao tiếp (X1) với 2 cổng ⑧ Đầu conector để cấp nguồn 24VDC ⑨ Ốc vít để bắt xuống thanh rail Hình 1.5: Mặt sau của CPU 1511-1 PN 10
① Bề mặt tiếp xúc với thanh rail ② Các connector để kết nối với nguồn và các modules ngoại vi ③ Ốc vít để bắt xuống thanh rail 1.3. Kết nối Nguồn cấp 24 VDC (X80) Kết nối nối nguồn 24VDC bên ngoài bằng đầu nối khi CPU chuyển về từ nhà máy, khi không có modules nguồn và thanh rail. Hình 1.6: Kết nối nguồn cho CPU ① Điện áp cấp +24 VDC ② GND ③ GND (giới hạn dòng tới 10A) ④ Điện áp cấp +24 VDC (giới hạn dòng tới 10A) ⑤ Hai chân dùng để đồng bộ giữa ① và ④, ② và ③ Cổng giao tiếp PROFINET cùng cổng mạng (X1 P1 R và X1 P2 R) Bảng dưới đây cho thấy sự phân chia thiết bị đầu cuối cho giao tiếp PROFINET với 2 cổng mạng, tương ứng với tiêu chuẩn Ethernet cho một đầu cắm RJ45. Bảng 1.1: Sơ đồ chân của giao tiếp PROFINET cùng với hai cổng mạng Hình ảnh Tên tín hiệu Ý nghĩa 1 TD Truyền dữ liệu + 2 TD_ Truyền dữ liệu - 3 N RD Nhận dữ liệu + 4 GND Ground 5 GND Ground 6 RD_ Nhận dữ liệu - 7 N GND Ground 8 GND Ground Sơ đồ khối 11
Hình 1.7: Sơ đồ khối của CPU 1511-1 PN ① Màn hình ② Lựa chọn chế độ RUN/STOP/MRES ③ Board mạch điện tử ④ Bộ chuyển đổi ⑤ Bus đa năng ⑥ Nguồn cấp nội từ hệ thống X50: Thẻ nhớ SIMATIC X80 24 VDC: Nguồn cấp ngoài PN X1 P1 R: Một cổng giao tiếp PROFINET ở cổng 1 PN X1 P2 R: Một cổng giao tiếp PROFINET ở cổng 2 L+: Cấp nguồn 24 VDC M: Ground R/S: RUN/STOP LED (vàng/xanh) ER: Đèn màu đỏ báo lỗi MT: Đèn màu vàng báo sự cố X1 P1, X1 P2: LED link Tx/Rx 2. Ngôn ngữ lập trình LAD cho PLC 2.1. Ngôn ngữ lập trình LAD Hình 1.8: Chương trình LAD Chương trình LAD bao gồm cột dọc biểu diễn nguồn điện logic cùng với các kí hiệu công tắc logic tạo thành một nhánh mạch điện logic nằm ngang. Ở hình trên, logic điều khiển được biểu diễn bằng hai công tắc thường hở, một công tắc thường đóng và một ngõ ra relay logic. 12
Các kí hiệu công tắc trên được dùng để xây dựng nên bất kì mạch logic nào: sự kết hợp nhiều mạch logic có thể biểu diễn mạch điều khiển cho một ứng dụng có logic điều khiển phức tạp. Điều cần thiết cho công việc thiết kế chương trình ladder là lập tài liệu về hệ thống và mô tả hoạt động của chúng để người sử dụng hiểu được mạch ladder một cách nhanh chóng và chính xác. Các qui ước của ngôn ngữ lập trình LAD: Các đường dọc trên sơ đồ biểu diễn đường công suất, các mạch được nối kết với đường này. Mỗi nấc thang (thanh ngang) xác định một hoạt động trong quá trình điều khiển. Sơ đồ thang được đọc từ trái sang phải và từ trên xuống. Nấc ở đỉnh thang được đọc từ trái sang phải, nấc thứ hai tính từ trên xuống cũng đọc tương tự… Khi ở chế độ hoạt động, PLC sẽ đi từ đầu đến cuối chương trình thang sau đó lặp đi lặp lại nhiều lần. Quá trình lần lượt đi qua tất cả các nấc thang gọi là chu kỳ quét. Mỗi nấc thang bắt đầu với một hoặc nhiều ngõ vào và kết thúc với ít nhất một ngõ ra. Các thiết bị điện được trình bày ở điều kiện chuẩn của chúng. Vì vậy, công tắc thường hở được trình bày ở sơ đồ thang ở trạng thái hở. Công tắc thường đóng được trình bày ở trạng thái đóng. Thiết bị bất kỳ có thể xuất hiện trên nhiều nấc thang. Có thể có một rơle đóng một hoặc nhiều thiết bị. Các ngõ vào và ra được nhận biết theo địa chỉ của chúng, kí hiệu tùy theo nhà sản xuất qui định. 2.2. Tập lệnh của PLC S7-1500 Bit logic Công tắc và cuộn coil Ký hiệu Tham Kiểu dữ Miêu tả số liệu Công tắc Công tắc thường đóng hay thường mở. Các vùng nhớ có thể sử dụng là I, Q, M, L, D. Để có thể đọc ngay lập tức ngõ vào có thể IN BOOL sử dụng cấu trúc “:P”. Để đọc ngõ vào ngay lập tức với cấu trúc trên thì sử dụng ngõ vào vật lý thay vì biến quá trình. Lệnh logic NOT IN/ BOOL Đảo trạng thái ngõ vào/ra. OUT Cuộn coil Trạng thái ngõ ra là kết quả xử lý của phép OUT BOOL toán logic. OUT BOOL Đảo kết quả ngõ ra của phép toán logic. Lệnh Set và Reset Ký hiệu Tham Kiểu dữ liệu Miêu tả 13
số Lệnh Set và Reset 1 bit Khi lệnh Set được tác động thì địa chỉ ngõ OUT BOOL ra sẽ được đặt lên 1. Khi lệnh Reset được tác động thì địa chỉ OUT BOOL ngõ ra sẽ được trở về 0. Lệnh Set và Reset nhiều bit Khi lệnh SET_BF được tác động, một OUT BOOL chuỗi gồm “n” bit sẽ được đặt lên 1 bắt đầu tại địa chỉ OUT. Khi lệnh RESET_BF được tác động, một OUT BOOL chuỗi gồm “n” bit sẽ được trở về 0 bắt đầu tại địa chỉ OUT. Lệnh SR và RS fliplop S1, R BOOL Mạch chốt RS ưu tiên Set OUT BOOL Q BOOL Mạch chốt SR ưu tiên Reset S, R1 BOOL Nhận biết xung cạnh lên P và xung cạnh xuống N Ký hiệu Tham Kiểu dữ liệu Miêu tả số Nhận biết xung cạnh lên và cạnh xuống Phát hiện sự thay đổi trạng thái của 1 tín hiệu vận hành (IN) từ 0->1 (Thay đổi trạng thái tín hiệu phía trước không ảnh IN BOOL hưởng gì đến IN). Khi đó ngõ ra mức 1, tất cả trường hợp còn lại đều ở mức 0. Trạng thái của In sẽ được lưu trữ trong “M_BIT” Phát hiện sự thay đổi trạng thái của 1 tín hiệu vận hành (IN) từ 1->0 (Thay đổi trạng thái các tín hiệu phía trước không IN BOOL ảnh hưởng gì đến IN). Khi đó ngõ ra mức 1, tất cả trường hợp còn lại đều ở mức 0. Trạng thái của In sẽ được lưu trữ trong “M_BIT” Nếu có sự thay đổi tại RLO từ 0->1 thì biến nhớ OUT sẽ được set lên 1 cho 1 chu OUT BOOL kỳ chương trình, các trường hợp còn lại OUT đều =0, M-BIT lưu lại trạng thái của OUT 14
Nếu có sự thay đổi tại RLO từ 1>0 thì biến nhớ OUT sẽ được set lên 1 cho 1 chu kỳ OUT BOOL chương trình, các trường hợp còn lại OUT đều =0, M-BIT lưu lại trạng thái của OUT Lệnh P_TRIG và N_TRIG Khi ngõ vào CLK có sự thay đổi trạng thái logic từ 0->1 sẽ phát ra 1 xung đồng thời BOOL trạng thái của tín hiệu lúc này sẽ được lưu lại vào “M_BIT” Khi ngõ vào CLK có sự thay đổi trạng thái logic từ 1->0 sẽ phát ra 1 xung đồng thời BOOL trạng thái của tín hiệu lúc này sẽ được lưu lại vào “M_BIT” Timer Sử dụng lệnh Timer để tạo một chương trình trễ định thời. Số lượng của Timer phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU. Mỗi timer sử dụng 16 byte IEC_Timer dữ liệu kiểu cấu trúc DB. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy khối Timer. Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu DInt: T#-24d_20h_31m_23s_648ms đến T#24d_20h_31m_23s_647ms hay là - 2,147,483,648 ms đến 2,147,483,647 ms. Tham Kiểu dữ liệu Miêu tả số IN Bool Ngõ vào cho phép Timer hoạt động. R Bool Reset Timer PT Time Thời gian đặt trước Q Bool Ngõ ra ET Time Thời gian thực hiện Timer TP – Timer tạo xung Timer TP tạo một chuỗi xung với độ rộng xung đặt trước. Thay đổi PT, IN không ảnh hưởng khi Timer đang chạy. Khi đầu vào IN được tác động vào Timer sẽ tạo ra một xung có độ rộng bằng thời gian đặt PT. Vídụ: 15
Timer TON – Timer trễ sườn lên có nhớ Khi ngõ vào IN được tác động và duy trì trạng thái liên tục với thời gian lớn hơn thời gian đặt thì ngõ ra Q sẽ chuyển lên mức 1. Khi ngõ vào ngừng tác động thì reset và dừng hoạt động Timer. Thay đổi PT khi Timer đang chạy không ảnh hưởng tới Timer. Ví dụ: Timer TOF – Timer trễ sườn xuống Khi ngõ vào tác động thì Timer sẽ tác động và tiếp điểm thường hở của Timer sẽ chuyển trạng thái lên 1. Khi ngõ vào ngừng tác động thì sau khoảng thời gian PT thì Timer sẽ ngừng tác động và tiếp điểm thường mở của Timer sẽ chuyền trạng thái về mức 0. Ví dụ: 16
d. Timer TONR – Timer trễ sườn lên có nhớ Khi tổng thời gian tác động của ngõ vào lớn hơn hay bằng thời gian đặt PT thì Timer sẽ được tác động và tiếp điểm thường mở của Timer sẽ chuyển lên mức 1. Và khi trạng thái Reset của Timer bị tác động thì Timer ngừng hoạt động và bị reset lại. Ví dụ: 17
3. Phần mềm TIA Portal 3.1. Phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic Phần mềm Simatic TIA Portal Step7 Basic cung cấp một môi trường thân thiện với người dùng, từ hiệu chỉnh, thư viện, và bộ điều chỉnh logic cần thiết đến ứng dụng điều khiển. Simatic TIA Portal Step7 Basic cung cấp công cụ cho quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong project, ví dụ như: PLCs và thiết bị HMI. Simatic TIA Portal Step7 Basic cung cấp hai ngôn ngữ lập trình (LAD và FBD), thích hợp và hiệu quả trong cải tiến lập trình điều khiển trong ứng dụng. Ngoài ra Simatic TIA Portal Step7 Basic còn cung cấp bộ công cụ tạo và cấu hình thiết bị HMI. Simatic TIA Portal Step7 Basic cung cấp một hệ thống trợ giúp trực tuyến và cung cấp 2 chế độ hiển thị khác nhau: a project-oriented view và a task-oriented set of portals. Hình 1.9: Sơ đồ thiết kể một chương trình điều khiển 3.2. Giao diện phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic Phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic chạy hệ điều hành Windows, phần mềm làm nhiệm vụ trung gian giữa người lập trình và PLC. Hình 1.10: Giao diện chính của phần mềm 18
Hình 1.11: Giao diện soạn thảo chính 3.3. Nạp chương trình xuống PLC Để nạp chương trình xuống PLC chúng ta thực hiện các bước sau. Thiết lập PLC: Từ giao diện soạn thảo chính chọn Add new device / chọn loại PLC. Sau đó chọn online access để lấy địa chỉ IP để kết nối PLC với máy tính. Online / STOP hoặc click trái chuột lên biểu tượng trên thanh công cụ. Lúc này trên giao diện xuất hiện hộp thoại thông báo xác nhận việc chọn PLC ở chế STOP, chọn yes. Từ menu chính chọn Online / download to device hoặc click trái chuột lên biểu tượng từ thanh công cụ để nạp chương trình xuống PLC. Hình 1.12: Tạm dừng hoạt động của PLC 19
3.4. Giao tiếp giữa máy tính và PLC Do PLC có hỗ trợ sẳn dây cáp nối với máy tính nên ta chỉ cần nối PLC với máy tính PC qua dây cáp mạng. Hình 1.13: Sơ đồ kết nối PLC với máy tính 4. Thực hành Lập trình điều khiển bật tắt một động cơ bằng công tắc thường đóng và thường mở trên phần mềm TIA Portal. Hình 1.14: Chương trình mẫu Bước 1: Tạo một dự án (project) mới Đặt tên và chọn vị trí lưu dự án trước khi thêm thiết bị vào dự án mới. Hình 1.15: Tạo một dự án mới trên TIA Portal Bước 2: Thêm thiết bị vào dự án Thêm các thiết bị cần thiết vào dự án, ở đây là CPU và nguồn tương ứng. 20