Quá trình hình thành thiết kế hệ thống tưới rau trong dây chuyền sản xuất rau sạch p6 potx

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

46
3. Soạn thảo chơng trình
Step7 - Micro/Win32 cho phép tạo một chơng trình mà có thể sử dụng
một trong 2 cửa sổ là: LAD hoặc STL.
- Soạn thảo chơng trình trong LAD.
Cửa sổ để soạn thảo chơng trình LAD có dạng nh sau:

Để soạn thảo chơng trình, ta tiến hành theo những bớc sau:
+ Nhập tiêu đề cho vùng soạn thảo bằng cách kích đúp vào dòng chữ
xanh các Network.
+ Để soạn thảo các phần tử thang, ta kích vào biểu tợng tơng ứng trên
thanh chỉ dẫn hoặc lựa chọn trên dang sách chỉ dẫn.
+ Nhập vào địa chỉ hoặc tham số trong mỗi vùng chữ và ấn ENTER.
Hình 7: Cửa sổ soạn thảo chơng trình LAD

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

47
Hình 8: Cửa sổ soạn thảo chơng trình STL
+ Nhập tên, địa chỉ và giải thích cho từng địa chỉ bằng cách vào
Viewsymbol Table.
- Soạn thảo chơng trình trong STL.
Thông thờng quá trình soạn thảo đợc viết bằng chơng trình LAD, sau
đó chuyển sang dạng STL, cửa sổ giao diện của STL đợc minh họa nh sau:

Các bớc để soạn thảo một chơng trình trong STL
- Trớc hết chia các đoạn chơng trình này thành từng mảng, và mỗi
mảng phải có từ khóa NETWORK.
- Trớc mỗi lời chú thích phải có một đờng song đôi (//). Khi thêm
mỗi dòng chú thích cũng phải bắt đầu bởi đờng song đôi.
- Các lệnh, toán hạng địa chỉ của lệnh và lời chú thích phải đợc ngăn
cách bởi một khoảng trống hoặc một Tab.

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên

Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

48
H
ình 9: Cài đặt truyền thông giữa máy t
í
nh và CPU
Cài đặt
truyền thông
Chọn cáp
truyền thông
- Giữa các toán hạng và địa chỉ không đợc có khoảng cách.
- Mỗi toán hạng riêng biệt đợc tách rời bởi một dấu phẩy, một khoảng
trống hoặc một Tab.
- Sử dụng các lời trích dẫn để thay cho việc soạn thảo tên ký hiệu.
4. Chạy chơng trình
Sau khi viết chơng trình và lu trữ vào bộ nhớ ta tiến hành kết nối và
chạy chơng trình theo các bớc nh sau:
- Cài đặt truyền thông.
Quá trình cài đặt truyền thông để chọn cáp, cấu hình CPU, các địa chỉ
truyền thông. Ta tiến hành nh sau:
+ Từ thanh thực đơn ViewCommunications nh hình vẽ.

+ Sau khi hộp thoại Communications Setup xuất hiện nháy đúp vào biểu
tợng trên cùng bên phải. Hộp thoại Setting the PG/PC xuất hiện. Trong hộp thoại
có nhiều ứng dụng khác nhau nh là STEP 7 và Win CC, vì thế ta cần phải lựa
chọn ứng dụng cần đặt tham số. Khi đã lựa chọn Micro/WIN và đã cài đặt

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

49
Hình10: Hộp thoại Set PG/PC Interface

trong phần cứng, ta cần đặt thuộc tính thực sự của việc kết nối phần cứng. Đầu tiên
cần phải xác định giao thức định sử dụng trong mạng. Nên sử dụng loại PPI. Sau
khi đã lựa chọn giao thức sử dụng phải lựa chọn tham số giao diện chính xác trong
hộp thoại. Trong đó chứa sẵn các giao diện đă cài đặt cùng với loại giao thức trong
ngoặc đơn. Chẳng hạn chọn PC/PPI cable(PPI). Sau đó ta phải lựa chọn các
tham số liên quan với cấu hình hiện có. Kích vào nút Properties trong hộp
thoại để lựa chọn.

- Nạp chơng trình vào CPU.














Sau khi cài đặt truyền thông ta nạp chơng trình vào CPU bằng việc
Download chơng trình.
5. Cách Download một chơng trình
Nếu đã thiết lập thành công liên kết giữa PC và PLC ta có thể Download
chơng trình tới PLC đó.
* Chú ý:
Khi Download chơng trình tới PLC nội dung của nó sẽ đợc
ghi đè lên nội dung hiện thời của PLC .Vì vậy phải chắc chắn là muốn ghi đè
lên trớc khi bắt đầu Download .

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

50
Các bớc tiến hành:

+ Trớc khi Download ta phải chắc chắn PLC ở chế độ STOP . Kiểm tra
đèn báo hiệu của PLC, nếu cha ở trạng thái đó phải kích nut STOP trên
thanh công cụ hoặc chọn PLCSTOP .
+ Kích nút trên thanh công cụ hay chọn PLC Download
+ Theo mặc định, hộp kiểm Program Code Block, Data Block,
CPU conguartion đã đợc đánh dấu . Nếu không muốn Download khối nào
có thể xoá bỏ đánh dấu.
- Kích vào OK để bắt đầu.
- Nếu Download thành công hộp thoại Download Successful xuất hiện.
- Chuyển trạng thái của PLC từ STOP sang RUN trớc khi chạy chơng
trình trên PLC.
- Nếu Download không thành công ta phải thiết lập lại truyền thông
giữa PLC và PC và thực hiện lại các bớc nh trên.
3.1.2. Phần cứng PLC Simatic S7 - 200
3.1.2.1. Chọn hệ thống cảm biến
Trong mô hình có sử dụng hệ thống cảm biến mức là các phao, hệ
thống các phao này có tác dụng báo mức dung dịch trong bình về bộ điều
khiển trung tâm.
Do không có thiết bị chuyên dụng nên hệ thống cảm biến mức đợc
chúng tôi thiết kế: từ các công tắc hành trình và các phao nổi, các phao đợc
nối cứng với các cần gạt của công tắc hành trình, khi có dung dịch phao sẽ nổi
và đóng tiếp điểm lại đa tín hiệu digital về bộ điều khiển PLC S7 200, tại
đây PLC sẽ xử lý tín hiệu và đa ra lệnh điều chỉnh cơ cấu chấp hành.
3.1.2.2. Khái quát chung về PLC
Thiết bị điều khiển logic lập trình đợc (PLC) hiện nay có ứng dụng rất
rộng rãi. Chức năng điều khiển của PLC có thể thay thế cả một mảng rơle, hơn

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

51
thế nữa, PLC giống nh một máy tính nên có thể lập trình đợc. Chơng trình
của PLC có thể thay thế rất dễ dàng, các chơng trình con cũng có thể đợc
sửa đổi nhanh chóng. Vì vậy không chỉ có các chuyên gia phần mềm mà ngay
cả các kỹ thuật viên hay ngời vận hành cũng có thể lập trình đợc cho PLC.
Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả của nền sản xuất nói chung
là chìa khoá của thành công. Hiệu quả của nền sản xuất bao trùm những lĩnh
vực nh:
- Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây chuyền phải
nhanh.
- Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ.
- Chất lợng cao và ít phế phẩm.
- Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
- Máy sản xuất có giá rẻ.
Các bộ điều khiển chơng trình đáp ứng đợc hầu hết các yêu cầu trên
và nh là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong
công nghiệp. Trớc đây thì việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong sản xuất
hàng loạt năng suất cao. Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất
nhiều loại khác nhau với số lợng không lớn, để nâng cao năng suất, chất
lợng và nhằm cực tiểu hoá vốn đầu t cho xí nghiệp. Các thế hệ PLC mới,
các hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) bao gồm các thiết bị nh máy điều
khiển số, robot công nghiệp, dây truyền tự động, máy tính hoá công nghiệp đã
đáp ứng rất tốt các yêu cầu này.
3.1.2.3. Sự phát triển của PLC.
Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật, trớc đây ngời ta chỉ
phân biệt hai phạm trù kỹ thuật điều khiển bằng cơ khí và điều khiển bằng
điện tử.
Từ cuối thế kỷ XX ngời ta đã dùng nhiều chỉ tiêu chi tiết để phân biệt
các loại kỹ thuật điều khiển, vì trong thực tế sản xuất còn đòi hỏi tổng thể
những hệ thống máy chứ không chỉ điều khiển từng máy đơn lẻ.

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

52
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC đợc sáng tạo từ những ý tởng
ban đầu của một nhóm kỹ s thuộc hãng general motors vào những năm 1968-
1970. Nó phát triển trên cơ sở máy tính và đã từng bớc phát triển tiếp cận
theo các nhu cầu của công nghệ. Quy trình lập trình lúc ban đầu đợc chuẩn
bị để sử dụng trong các xí nghiệp điện tử mà rơle điện từ ở đó không đáp ứng
đợc những yêu cầu điều khiển cao.
Ngày nay, do yêu cầu của nền sản xuất là cần phải một lúc có thể điều
khiển đợc nhiều quy trình công nghệ. Do đó PLC đã phát triển rất mạnh về
số lợng đầu vào/ra và các bộ nhớ chơng trình của nó.
Loại PLC cỡ vừa mã hiệu CQM1H có tối đa 512 đầu vào/ra, bộ nhớ
chơng trình 15,2 kword, lớn hơn nhiều so với các bộ điều khiển PLC trớc
kia chỉ có vài chục đầu vào/ra và bộ nhớ chơng trình chỉ tối đa là 1kword
đến 2 kword.
Để cho phép ngời sử dụng trao đổi thông tin giữa các môi trờng làm
việc, ngời ta con trang bị thêm cho PLC hệ thống thông tin, các bộ điều
khiển khả trình loại nhỏ PLC S7-200 của siemens hiện đợc thiết lập các chức
năng công nghệ thông tin. Các chức năng này đợc cung cấp bởi bộ xử lý
truyền thông công nghiệp mạng ethernet. Các chức năng thông tin đặc biệt sẽ
rất hữu ích trong các ứng dụng nh: tự động hoá trong toà nhà, các trạm thuỷ
điện, các trạm phát điện nhờ sức gió hay các hệ thống giao thông vận tải.
Ngoài ra PLC hiện đại còn đợc trang bị hại loại CS1 và CJ1 hội tụ
những tiến bộ của ngành công nghệ tự động hoá. CJ1 chỉ có kích thớc rất
khiêm tốn cha cao bằng chiếc card visit nhng có thể quản lý tới 2560 đầu
vào/ra. Khi số đầu vào ra tăng lên, chơng trình điều khiển cũng sẽ dài ra và
phức tạp hơn, vì vậy dẫn tới thời gian quét thực thi chơng trình sẽ chậm đi.

CJ1 có thể xử lý nhanh hơn tới 30 lần so với thế hệ PLC trớc, nó có thể thực
thi 30.000 lệnh chỉ trong thời gian 1ms.
Loại PLC mới này mang lại những lợi ích đó là tính năng hỗ trợ nhiều

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

53
ngời lập trình, thậm trí là cùng một lúc. Những ứng dụng đòi hỏi thời gian đáp
ứng cao cũng thờng là những ứng dụng phức tạp, yêu cầu nhiều công sức.
Tính hiệu quả của PLC này còn đợc thể hiện khả năng phân tán các
đầu vào ra trên nhiều khu vực khác nhau nhng vẫn đợc quản lý tập trung.
Ngoài khả năng giảm đáng kể dây dẫn kết nối, tăng độ tin cậy và giảm thời
gian sửa lỗi, PLC còn có tính năng vào ra thông minh. Ví dụ: một đầu ra rơle
có thể tự ghi lại số lần đóng mở tiếp điểm. cpu của PLC chính có thể đọc
thông tin này và thông báo cho nhân viên bảo dỡng cần kiểm tra hay thay thế
tiếp điểm khi tuổi thọ làm việc đến hạn.
Loại CS1D là một loại PLC mới có tính năng dự phòng ở nhiều cấp độ.
- Dự phòng nguồn: Trên rack của CS1d có thể lắp 2 bộ nguồn, mỗi khi
một trong hai bộ bị hỏng , lập tức sẽ có bộ dự phòng thay thế vào, đảm bảo hệ
thống không bị ảnh hởng.
- Dự phòng cpu: CS1D hỗ trợ 2 cpu chạy song song với cơ chế đồng bộ
dữ liệu và trạng thái với nhau. Khi module giám sát có sự cố ở một trong hai
cpu này thì cpu còn lại sẽ trở thành cpu chính tích cực.
- Dự phòng bus: Thông tin giữa các PLC sẽ đợc đảm bảo thông suốt cả
khi một đờng cáp bị hỏng thông qua cơ chế đờng vòng.
Khi bất kỳ một thành phần nào của hệ thống có dự phòng bị sự cố, ngời
vận hành có thể thay thế nó bằng một module mới mà không cần tắt nguồn.
Sự phát triển của công nghệ đã giúp PLC ngày một mạnh hơn, thông
minh hơn, nhỏ hơn, trong khi đó sự cạnh tranh của thị trờng lai làm cho giá

thành của nó ngay càng giảm đi dẫn đến khả năng ứng dụng của nó ngày càng
cao và mang lại muôn vàn lợi ích cho nhân loại.
3.1.2.4 Vai trò của PLC.
Trong một hệ thống thiết bị điều khiển tự động, bộ điều khiển PLC
đợc coi nh bộ não có khả năng điều hành toàn bộ hệ thống. Với một chơng
thình ứng dụng điều khiển ( lu giữ trong bộ nhớ PLC ) trong khâu chấp hành,

đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên
Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện

54
PLC giám sát chặt chẽ, ổn định chính xác trạng thái của hệ thống thông qua
tín hiệu của các thiết bị đầu vào. Sau đó nó sẽ căn cứ trên chơng trình logic
để xác định tiến trình hoạt động đồng thời truyền tín hiệu tới thiết bị đầu ra.
PLC có thể đợc sử dụng để điều khiển những thao tác ứng dụng đơn
giản, lặp đi lặp lại hoặc một vài thiết bị trong số chúng có thể đợc nối mạng
cùng với hệ thống điều khiển trung tâm hoặc những máy tính trung tâm thông
qua một phần của mạng truyền dẫn, Với mục đích để tổ hợp việc điều khiển
một quá trình xử lý phức tạp.
Trớc kia bộ PLC giá rất đắt, khả năng hoạt động bị hạn chế và quy
trình lập trình rất phức tạp. Vì những lý do đó mà nó chỉ đợc dùng cho những
máy và thiết bị đặc biệt có sự thay đổi thiết kế cần phải tiến hành ngay cả
trong giai đoạn lập bảng nhiệm vụ và lập luận chứng.
Ngày nay, với những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ siêu nhỏ
đem lại hiệu năng cao và tối thiểu hoá kích thớc, chúng đã mở ra thị trờng
mới cho PLC. Các phần cứng điều khiển hoặc các điều khiển dựa trên máy
tính PC ( Personal Computer ) đợc mở rộng với các tính năng thực, nay đã có
thể điều khiển các quá trình tự động hoá phức tạp.
Nhiều loại PLC khác nhau bao trùm nhiều chức năng, từ các máy tính
mạng nhỏ và các khối phân tán cho tới các PLC hiệu năng cao, ít lỗi, có tính

modul. Chúng khác nhau về tốc độ xử lý, khả năng nối mạng hoặc các modul
vào ra. Các PC hiện đại đã cho phép phát triển công cụ lập trình PLC nhanh
chóng trong vòng 10 năm qua. Các phơng pháp lập trình PLC truyền thống nh
danh sách lệnh, logic bớc hoặc sơ đồ hàm hệ thống điều khiển, cho tới nay đang
đợc áp dụng mạnh mẽ và đang trên con đờng đạt tới đỉnh cao của nó.
3.1.2.5. Ưu điểm của PLC.
Với khả năng lập trình đơn giản, cùng với sự phát triển của công nghệ
máy tính. Đến nay bộ điều khiển PLC đạt đợc những u thế cơ bản trong việc
ứng dụng điều khiển các dây truyền công nghệ: