Quá trình hình thành thiết kế hệ thống tưới rau trong dây chuyền sản xuất rau sạch p5 ppsx

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

37
T5
T4
MC1 MC2 MC3
MC2 T2 T3
10s
2.2.4. Sơ đồ thuật toán của mô hình
* Trộn

Start
MB1 hoạt
động
B4 hoạt
động
B3 hoạt
động
V1,V2 mở
Stop
B4 dừng
B2 hoạt
động

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

38
MT4
T
2
T
1
10s
T3

MT4
T
1
10s
T
2
T3
T4
* Tới 1












* Tới 2

Start
B4 hoạt
động
Stop
B4 dừng
V1,V3,V4,
V5,V6 Mở
Start
B4 hoạt
động
Stop
B4 dừng
V1,V3,V4,
Mở
V6 Mở
V5 Mở

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

39
2.3. Kết luận chơng II
Thông qua nghiên cứu tình hình sản xuất thực tế và lý thuyết chúng tôi
thấy cần thiết phải phát triển công nghệ tự động hóa nhằm xây dựng một nền
nông nghiệp vững mạnh chuẩn bị xu thế hội nhập khu vực.
Trên cơ sở đó đề tài đã xây dựng một hệ thống tới nhỏ giọt hoàn toàn

tự động, con ngời chỉ còn nhiệm vụ theo dõi và kiểm tra hệ thống.
ở chơng II này chúng tôi đã xây dựng đợc thuật toán điều khiển của
mô hình là cơ sở quan trọng cho khâu tiếp theo là lập trình điều khiển hệ thống.
Tuy nhiên, do còn nhiều hạn chế nên mô hình cha hoàn toàn nh thực
tế, nhng đây sẽ là phần không thể thiếu để có thể xây dựng đợc hệ thống
tới nhỏ giọt trong thực tế.


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

40
Chơng III
Thiết kế mô hình hệ thống
tới nhỏ giọt tự động

3.1. Chọn thiết bị điều khiển
3.1.1. Phần mềm Simatic S7 - 200
3.1.1.1. Vòng quét
PLC thực hiện chơng trình theo một chu trình lặp mỗi vòng lặp là một
vòng quét (scan cycle). Mỗi vòng quét đợc bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ
liệu từ các cổng vào vùng bộ đếm ảo, tiếp đến là giai đoạn thực hiện chơng
trình sau đó là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi, kết thúc vòng
quét là giai đoạn chuyển nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng.trong từng vòng
quét chơng trình đợc thực hiện bằng lệnh đầu tiên và lệnh kết thúc tại lệnh
kết thúc (MEND).
Thời gian quét phụ thuộc độ dài của chơng trình, không phải vòng
quét nào thời gian quét cũng bằng nhau mà nó phụ thuộc các lệnh thoả mãn
trong chơng trình. Trong thời gian thực hiện vòng quét nếu có tín hiệu báo
ngắt chơng trình sẽ dừng lại để thực hiện xử lý ngắt, tín hiệu báo ngắt có thể

thực hiện ở bất kỳ giai đoạn nào
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra. Thông thờng các lệnh không làm
việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua các bộ đệm ảo của cổng trong
vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong giai
đoạn đầu và cuối do CPU đảm đơng.

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

41








Hình 5: Vòng quét
3.1.1.2. Phơng pháp lập trình
S7-200 là ngôn ngữ lập trình. Thông qua S7-200 mà ngời sử dụng
thông tin đợc với bộ diều khiển PLC bên ngoài. S7-200 biểu diễn một mạch
logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình.
- Cách lập trình cho S7 -200 nói riêng và cho bộ PLC của siemen nói
chung dựa trên hai phơng pháp cơ bản .
- Phơng pháp hình thang: (lader logic viết tắt là LAD) đây là phơng
pháp đồ hoạ thích hợp đối với những ngời quen thiết kế mạch điều khiển
logic, những kỹ s ngành điện.
- Phơng pháp liệt kê: STL(Statement list) đây là dạng ngôn ngữ lập
trình thông thờng của máy tính. Bao gồm các câu lệnh đợc ghép lại theo

một thuật toán nhất định để tạo một chơng trình. Phơng pháp này phù hợp
với các kỹ s lập trình.
Một chơng trình đợc viết theo phơng pháp LAD có thể đợc chuyển
sang dạng STL tuy nhiên không phải chơng trình nào viết theo dạng STL
cũng có thể đợc chuyển sang dạng LAD.
Trong quá trình lập trình điều khiển chúng tôi viết theo phơng pháp LAD do
vậy khi chuyển sang STL thì bộ lệnh của STL có chức năng tơng ứng nh các
tiếp điểm, các cuộn dây và các hộp dây dùng trong LAD.
2. Thực hiện
chơng trình
1. Nhập dữ liệu
từ ngoại vi vào
bộ đệm ảo
3. Truyền thông
và tự kiểm tra lỗi
4. Truyền dữ liệu
từ bộ đệm ảo ra
ngoại vi

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

42
Để làm quen và hiểu biết các thành phần cơ bản trong LAD và STL ta
cần nắm vững các định nghĩa cơ bản sau.
- Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ.
Những thành phần dùng trong LAD tơng ứng với các thành phần của bảng
điều khiển bằng rơle. Trong chơng trình LAD các phần tử cơ bản dùng để
biểu diễn lệnh logic sau.
+Tiếp điểm: là biểu tợng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các

tiếp điểm đó có thể là thờng mở hoặc thờng đóng.
+Cuộn dây (Coil): Là biểu tợng mô tả rơle đợc mắc theo chiều dòng
điện cung cấp cho rơle.
+Hộp(Box): Là biểu tợng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có
dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thờng biểu diễn bằng hộp là các
bộ thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học.Cuộn dây và các
hộp phải mắc theo đúng chiều dòng điện.
Chiều dòng điện trong mạng LAD đi từ đờng nguồn bên trái sang
đờng nguồn bên phải. Đờng nguồn bên trái là đay nóng đờng nguồn bên
phải là đây trung hoà hay là đờng trở về của nguồn cung cấp (Khi sử dụng
chơng trình tiện dùng Step 7 Micro / Dos hoặc Step 7 Micro / Win thì đờng
nguồn bên phải không đợc thực hiện ). Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp
điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về nguồn bên phải.
- Định nghĩa về STL: Phơng háp liệt kê lệnh là phơng pháp thể hiện
chơng trình dới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chơng trình
kể cả các lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC .
Để tạo ra chơng trình STL, ngời lập trình cần phải hiểu rõ phơng
thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7-200. Ngăn xếp logic là một khối
gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều
làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị
logic mới đều có thể đợc gửi ( hoặc đợc nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối

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

43
hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ đợc kéo lên một bit. Ngăn
xếp và từng bit của ngăn xếp đợc biểu diễn nh sau:

S0 Stack 0 - bit đầu tiên của ngăn xếp (bit trên cùng)

S1 Stack 1- bit thứ hai của ngăn xếp
S2 Stack 2- bit thứ ba của ngăn xếp
S3 Stack 3- bit thứ t của ngăn xếp
S4 Stack 4- bit thứ năm của ngăn xếp
S5 Stack 5- bit thứ sáu của ngăn xếp
S6 Stack 6- bit thứ bảy của ngăn xếp
S7 Stack 7- bit thứ tám của ngăn xếp
S8 Stack 8- bit thứ chín của ngăn xếp

3.1.1.3. Soạn thảo chơng trình lập trình trên phần mềm S7 200
Phần mềm Step 7 - Micro/Win 32, ngời dùng tạo ra các chơng trình
và cấu hình dới dạng mà họ thích: biểu đồ thang (Ladder diagram), danh
sách lệnh (Statement list), biểu đồ các khối chức năng (Function block
diagram). Một hoặc hai dự án có thể soạn thảo song song cùng một lúc. Việc
lập trình đợc đơn giản hoá một cách đáng kể nhờ chức năng kéo và thả
(drag and drop), cắt, dán nhờ sử dụng bàn phím hoặc con chuột. Một số chức
năng mới cho phép việc tìm và thay thế tự động, xem trớc bản in (print
preview), bảng thông tin về các biểu tợng có các địa chỉ, biểu tợng cũng
nh các địa chỉ đợc hiển thị cho mỗi phần tử trong quá trình làm việc và
giám sát tình trạng làm việc.
1. Định cấu hình lập trình
Đây là bớc quan trọng đầu tiên cần thực hiện gồm có các bớc sau:
- Lựa chọn trên thanh thực đơn Tools Options nh trên hình ?

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

44
H
ình 6: Lựa chọn cấu hình lập trình

- Hộp thoại Options xuất hiện cho phép ta lựa chọn phơng thức lập trình
thích hợp nh: Lựa chọn cửa sổ soạn thảo chơng trình, ngôn ngữ viết chơng
trình
- Để kết thúc ta nhấn nút ENTER hoặc kích vào nút OK để xác nhận
những sự lựa chọn đó.























2. Tạo và lu trữ một Project
- Các thành phần của một Project

Một Project bao gồm những thành phần sau:
+ Progam Block : Bao gồm các mã hóa có thể thực hiện đợc và các lời
chú thích. Mã hóa có thể thực hiện đợc bao gồm chơng trình chính hay các
ngắt và chơng trình con. Mã hóa đợc tải đến PLC còn các chú thích chơng
trình thì không.
+ Data Block: Khối dữ liệu bao gồm các dữ liệu ( những giá trị bộ nhớ

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

45
ban đầu, những hằng số ) và các lời chú thích. Dữ liệu đợc tải đến PLC , các
lời chú thích thì không.
+ Symtem Block: Symtem Block chứa các thông tin về cấu hình nh là
các thông số truyền thông, các dải dữ liệu lu giữ, các bộ lọc đầu vào số và
tơng tự và thông tin mật khẩu. Các thông tin này đợc tải đến PLC.
+ Symbol Table: Symbol Table cho phép chơng trình sử dụng những
địa chỉ tợng trng. Những địa chỉ này đôi khi tiện ích hơn cho ngời lập trình
và làm cho chơng trình dễ theo dõi hơn . Chơng trình biên dịch tải tới PLC
sẽ chuyển các địa chỉ tợng trng thành địa chỉ thực. Thông tin trong Symbol
Table sẽ không đợc tải tới PLC.
+ Status Chart : Status Chart cho phép theo dõi cách thức xử lý dữ liệu
ảnh hởng tới việc thực hiện chơng trình . Status Chart không đợc tải đến
PLC ,chúng đơn giản là cách thức quản lý hoạt động của PLC.
+ Cross Reference: Cửa sổ Cross Reference cho phép kiểm tra những
bảng chứa xác toán hạng sử dụng trong chơng trình và cũng là vùng nhớ đã
đợc gán (Bit Usage và Bye Usage) . Trong khi chơng trình soạn thảo ở chế độ
RUN, ta có thể kiểm tra những số (EU, ED) đang đợc sử dụng trong chơng
trình. Thông tin trong Cross Reference và Usage không đợc tải đến PLC.
- Cách tạo ra một Project

Để tạo một Project mới ta chỉ cần kích hoạt vào biểu tợng Step7 -
Micro/ Win32 thì một Project mới sẽ đợc tạo ra.
Ta có thể tạo một Project mới sử dụng thanh thực đơn bằng cách lựa
chọn File New hoặc ấn tổ hợp phím Ctr+N.
Để mở một Project có sẵn bằng cách lựa chọn File Open hoặc ấn tổ
hợp phím Ctr+O và lựa chọn tên Project muốn mở.
- L
u trữ một Project
Để lu trữ một Project mới tạo ra, ta lựa chọn lệnh trên thanh thực đơn
Project Save All hoặc kích vào biểu trợng trên thanh công cụ hoặc
nhấn tổ hợp phím Ctrl+S.