nghiên cứu, chế tạo robot gắp sản phẩm trong công nghiệp

Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

LỜI CAM ĐOAN
Nhóm chúng em gồm : Nguyễn Văn Sỹ và Nguyễn Văn Hoàng Thanh. Là
sinh viên lớp DH11DC khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bà Rịa- Vũng Tàu.
Chúng em xin cam đoan: Toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp “NGHIÊN
CỨU, CHẾ TẠO ROBOT GẮP SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHIỆP”.
Do chúng tự học tập từ bài giảng các môn học của Quý thầy cô, nghiên cứu
trên Internet, sách báo, và các tài liệu trong và ngoài nước có liên quan.
Không sao chép hay sử dụng bài làm của bất kỳ ai khác.
Chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước
Quý thầy Cô và nhà trường.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cám ơn ban giám hiệu trường Đại học Bà Rịa
Vũng Tàu đã tạo điều kiện cho chúng em làm đồ án này.
Đặc biệt chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành tới Tiến Sĩ Lê Ngọc Trân
,người thầy đã luôn sát cánh chỉ bảo ,hướng dẫn chúng em bằng tất cả tâm
huyết của mình, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em làm đề tài
nghiên cứu khoa học này. Làm việc với thầy chúng em học hỏi thêm được rất
là nhiều điều, từ những kiến thức bổ ích, những kỹ năng mềm tới tác phong

làm việc để áp dụng vào công việc mai sau cũng như trong cuộc sống hàng
ngày.
Đồng thời chúng em cũng gửi lời cảm ơn tới Anh Lê Việt Thanh người đã
giám sát, hướng dẫn chúng em, chỉ bảo những chỗ thiếu sót, sai lệnh giúp đề
tài nghiên cứu của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới Anh Trần Minh Tiến và chị Bùi Thị
Quỳnh Trang đã cho chúng em mượn trang thiết bị, dụng cụ làm việc, giúp đỡ
chúng em, và em cũng xin cám ơn các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử đã
truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu để chúng em có hành trang
bước vào đời.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

MỤC LỤC

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

LỜI MỞ ĐẦU

1) Tính cấp thiết của đề tài :
Trong thời buổi nền công nghiệp lên ngôi, kéo theo sự phát triển không
ngừng nghỉ của các công cụ lao động phụ trợ, từ những công cụ máy móc thô
sơ cho năng suất và chất lượng kém, đã dần dần được thay thế bằng những
công cụ, máy móc hiện đại hơn, nâng cao độ chính xác, năng suất cao hơn,
sản xuất được nhiều mặt hang tinh xảo.
Thời gian đầu ,các công đoạn sản xuất đều phải có công nhân vận hành và
làm việc trực tiếp, nên cần lượng nhân công rất lớn làm tăng chi phí nhân
công, các công đoạn hầu như được làm thủ công nên năng suất không cao vì
tốc độ làm việc của con người có giới hạn , làm việc với thời gian dài và liên
tục sẽ khiến cho con người giảm bớt sự tập trung, thiếu chính xác, sẽ khiến
cho sản phẩm bị lỗi, gây thiệt hại về kinh kế , cũng như sự bất cẩn của con
người dẫn đến những thao tác sai lệnh gây hậu quả nặng nề, thậm chí ảnh
hưởng tới tính mạng con người. Một số môi trường đặc biệt mà con người
không thể làm việc được , như những môi trường độc hại, khói bụi, hóa chất,
phóng xạ, nhiệt độ cao, tiếng ốn lớn, đòi hỏi phải có một thiết bị, công cụ có
thể thay thế con người, và làm tốt hơn khả năng của con người mang lại hiệu
quả cao.
2) Tình hình nghiên cứu :
Trước những yêu cầu đó nhóm chúng em đã nghiên cứu và chế tạo ra một
Robot có được những yêu cầu như trên, Robot có khả năng phát hiện vật ,
phân loại sản phẩm nhựa và kim loại một cách chính xác với tốc tộ cao chắc

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

chắn ,làm việc không ngừng nghỉ. Thay thế hoàn toàn con người trong khâu
sản xuất này.
Nội dung đề tài là “ NGUYÊN CỨU, CHẾ TẠO ROBOT GẮP SẢN
PHẨM TRONG CÔNG NGHIỆP “ , Yêu cầu robot phải có khả năng tùy
biến bằng tay do người vận hành thao tác, và có chế độ chạy tự động, đếm sản
phẩm đồng thời giám sát qua màn hình HMI .
3) Mục đích nghiên cứu :
Chế tạo robot gắp và phân loại sản phẩm trong công nghiệp, thay thế con
người giúp tăng năng suất giảm chi phí.
4) Phương pháp nghiên cứu :
Tiếp cận thân máy robot có sẵn trong dâychuyền sản xuất thực tế, nghiên
cứu và cải tiến theo nhu cầu và mục đích của mình.
5) Cấu trúc của đồ án :
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT ROBOT GẮP SẢN PHẨM VÀ
PHÂN LOẠI

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU
1.1 Lịch sử ra đời robot
Thuật ngữ robot được sinh ra từ trên sân khấu, không phải trong phân
xưởng sản xuất. Những robot xuất hiện lần đầu tiên trên ở trên NewYork vào

ngày 09/10/1922 trong vở “Rossum’s Universal Robot” của nhà soạn kịch
người Tiệp Karen Kapek viết năm 1921. Trong tác phẩm này nhân vật
Rossum và con trai của ông đã tạo ra những chiếc máy gần giống con người
để hầu hạ con người.
Chiếc Robot công nghiệp được đưa vào ứng dụng đầu tiên ,năm 1961 ở
một nhà máy ô tô

của General motor tại trenton, Mỹ. Tiếp theo Mỹ, các

nước khác bắt đẩu sản xuất robot công nghiệp : Anh -1967,Thuỵ Ðiển và Nhật
-1968 theo bản quyền của Mỹ; CHLB Ðức -l97l; Pháp - 1972; ở Ý 1973.
Số liệu về số lượng Robot được sản xuất ở một vài nước công nghiệp phát
triển ở thời gian đầu :

Bàng 1.1.1 Số lượng Robot được sản xuất ở các nước

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Mỹ là nước đẩu tiên phát minh ra Robot , nhưng nước phát triển cao
nhất trong lỉnh vực nghiên cứu chế tạo và sử dụng Robot lại là Nhật .
1.2 Ứng dụng robot trong công nghiệp
1.2.1 Mục tiêu ứng dụng

Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp nhằm góp phần nâng cao năng suất

dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh
tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động.
1.2.2 Những ứng dụng điển hình của Robot

Robot được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Những ứng
dụng ban đầu bao gồm gắp đặt vật liệu, hàn điểm và phun sơn.
Hàn đường thường được thực hiện bằng tay. Tuy nhiên năng suất thấp do
yêu cầu chất lượng bề mặt mối hàng liên quan đến các thao tác của đầu mỏ
hàn với môi trường khắc nghiệt do khói và nhiệt độ phát ra trong quá trình
hàn.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Hình 1.1 Robot hàn điểm trong nhà

máy sản xuất xe hơi .

Hình 1.2- Hệ thống robot hàn của hãng FANUC.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Hình 1.3 Ứng dụng robot trong lắp ráp. Các robot lắp ráp trong một nhà
máy sản xuất ô tô

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân
Hình 1.4-Dùng trong ngành dược

Hình 1.5-Robot dùng ép phun nhựa
1.2.3 Tình hình phát triển Robot trên thế giới
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng nhanh góp phần nâng cao
năng suất lao động. Đặc biệt là sự ra đời và sự phát triển của công nghệ chế
tạo robot nhằm tạo ra sự tự động hóa trong quá trình sản xuất giảm đi sức lao
động bằng chân tay của người lao động.
Đối với các nước ngoài, tự động hóa xuất hiện khá sớm, và đạt được nhiều
thành tựu rất to lớn:
Công nghệ cơ-điện tử đã trở thành một trong những ngành mũi nhọn của
nhiều nước trên thế giới, với sự phát triển không ngừng của công nghệ bán
dẫn, công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo và cơ khí chính xác, robot không
còn là một cỗ máy vô tri, mà nó bắt đầu cũng có cảm xúc, suy nghĩ và hành
SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
10

Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

động như một sinh vật. Những thế hệ robot gần giống con người được các
hãng ASIMO, MITSUBISHI, SONY, HONDA,..cho ra đời chứng tỏ sự phát
triển và tương lai của ngành cơ-điện tử là rất mạnh mẽ.
1.2.4 Nhận dạng Robot công nghiệp
• Cấu trúc cơ bản của Robot công nghiệp
Tay máy (Manipulator) là cơ cấu cơ khí gồm các khâu, khớp. Chúng hình
thành cánh tay để tạo các chuyển động cơ bản, cổ tay tạo nên sự khéo léo, linh
hoạt và bàn tay (End Efector) để trực tiếp hoàn thành các thao tác trên đối
tượng.
Cơ cấu chấp hành: tạo chuyển động cho các khâu của tay máy. Nguồn
động lực của các cơ cấu chấp hành là động cơ các loại: điện, thủy lực, khí nén
hoặc kết hợp giữa chúng.
Hệ thống cảm biến gồm các sensor và thiết bị chuyển đổi tín hiệu cần thiết
khác.
Các robot cần hệ thống sensor trong để nhận biết trạng thái của bản thân
các cơ cấu của robot và các sensor ngoài để nhận biết trạng thái của môi
trường.
Hệ thống điều khiển (controller) hiện nay thường là máy tính để giám sát
và điều khiển hoạt động của robot.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát Robot công nghiệp

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

• Kết cấu của tay máy

Hình 1.7 Kết cấu của tay máy
Tay máy là phần cơ sở, quyết định khả năng làm việc của RBCN. Đó là
thiết bị cơ khí đảm bảo cho ro bot khả năng chuyển động trong không gian và
khả năng làm việc, như nâng hạ vật, lắp ráp, … ý tưởng ban đầu của việc thiết
kế và chế tạo tay máy là phỏng tác cấu tạo và chức năng của ta người (hình
1.3). về sau, đây không còn là điều bắt buộc nữa. Tay máy hiện nay rất đa
dạng và nhiều loại có dáng vẻ khác rất xa với tay người. tuy nhiên, trong khỹ
thuật robot người ta vẫn dùng các thuật ngữ quen thuộc, nhw vai (Shoulder),

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

cánh tay (Ảm), cổ tay (Wrist), bàn tay (Hand) và các khớp (Articulations),…
để chỉ tay máy và các bộ phận của nó.
Trong thiết kế và sử dụng tay máy, người ta quan tâm đến các thông số có
ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của chúng, như: Sức nâng, độ cứng
vững, lực kẹp của tay,..
Tầm với hay vùng làm việc: kích thước và hình dáng vùng mà phần công
tác trong vùng làm việc. thông số này liên quan đến số bậc tự do của phần
công tác.
1.2.5 Phân loại

• Phân loại theo kết cấu
Phân loại theo kết cấu có robot chuỗi, robot song song :
Robot chuỗi là một chuỗi động học hở với 1 khâu cố định gọi là đế và các
khớp động, trong đó các khâu động được bố trí nối tiếp nhau. Mỗi khâu động
được lien kết hay nối động với một khâu khác nhờ các khớp liên kết.

Hình 1.8 Robot cấu trúc nối tiếp

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Hình 1.9 Robot song song
• Phân loại theo phương pháp điều khiển

Có hai loại điều khiển Robot: điều khiển hở và điều khiển kín :
Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động cơ điện hay động cơ thủy
lực, khí nén) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với xung điều
khiển, kiểu này đơn giản nhưng độ chính xác thấp.
Điều khiển kín (điều khiển kiểu Servo) sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để
tang độ chính xác điều khiển, có hai kiểu điều khiển Servo:
+ Điều khiển điểm
+ Điều khiển theo đường
Điều khiển điểm - điểm phần công tác dịch chuyển từ điểm này đến điểm
kia theo đường thẳng với tốc độ không cao
Kiểu điều khiển này thường được dùng trên các Robot hàn điểm, vận
chuyển, tán đinh, bắn đinh.
SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Điều khiển theo đường đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ
đạo bất kỳ với tốc độ có thể điều khiển được, có thể gặp kiểu điều khiển này
trên các robot hàn hồ quang và phun sơn.
• Phân loại theo nguồn dẫn động
Robot dùng động cơ điện :
Nguồn cấp điện cho robot thường là DC để điều khiển động cơ DC. hệ
thống dùng nguồn AC cùng được chuyển đổi sang DC. Các đông cơ sử dụng
thường là động cơ bước, động cơ DC servo, động cơ AC servo. Robot loại
này có thể thiết kế gọn, chạy êm, định vị rất chính xác, các ứng dụng phổ biến
là robot sơn, hàn.

Hình 1.10 Robot servo
Robot dùng hệ thống khí nén :
Hệ thống cần được trang bị máy nén, bình chứa khí và động cơ kéo máy
nén. Robot loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng có tải trọng nhỏ
có tay máy là các xi – lạnh khí nén thực hiện chuyển động thẳng và chuyển

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
16


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

động quay. Do khí nén là lưu chất nén được nên robot loại này thường được
sử dụng trong các thao tác gắp đặt không cần độ chính xác cao.

Hình 1.11 Robot khí nén
Robot dùng hệ thống thủy lực :
Nguồn thuỷ lực sử dụng lưu chất không nén được là dầu thuỷ lực. Hệ
thống cần trang bị bơm để tạo áp lực dầu. Robot loại này được sử dụng trong
các ứng dụng có tải trọng lớn.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
17


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân
Hình 1.12 Robot dùng hệ thống thủy lực

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT ROBOT GẮP SẢN PHẨM
VÀ PHÂN LOẠI
2.1 Trình tự thiết kế và lắp đặt

Giải thuật
Thiết kế và lắp đặt mô hình cơ khí
Thiết kế hệ thống điều khiển
Chân đế chịu lực cho:Băng chuyền,Robot, bảng điều khiển

Băng chuyền
Hệ thống truyền động Robot

Hệ thống dây nối

Bảng điều khiển

Màn hình HMI

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân
Hình 2.1 Trình tự thiết kế và lắp đặt

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

2.2 Thiết bị sử dụng

• PLC S7-300
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Controller) là
loại thiết bị thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thong qua một
ngôn ngữ lập trình, thay vì phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như
vậy, PLC là một bộ điều khiển gọn, nhẹ và dễ dàng trao đổi thông tin với môi
trường bên ngoài (với các PLC khác hoặc máy tính). Toàn bộ chương trình
điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương
trình và được thực hiện theo chu kỳ của vòng quét (scan).

Hình 2.2 Cấu trúc bên trong của một PLC
SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
20


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Để thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có
tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ

điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có
các cổng vào/ra để giao tiếp dược với đối tượng điều khiển và để trao đổi
thong tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó nhằm phục bài toán điều
khiển số, PLC còn phải có thêm một số khối chức năng đặc biệt khác như bộ
đếm (counter), bộ định thời(timer),… và những khối hàm chuyên dụng.
Ưu điểm của bộ điều khiển lập trình được so với điều khiển nối dây :
- Tính năng mở rộng: khả năng mở rộng xử lý bằng cách thay đổi
chương trình lập trình một cách dễ dàng.
-

Độ tin cậy cao.
Cách kết nối các thiết bị điều khiển đơn giản.
Hình dáng PLC gọn nhẹ.
Giá thành và chi phí lắp đặt thấp.
Phù hợp với môi trường công nghiệp.

Các ứng dụng của PLC trong sản xuất và trong dân dụng:
-

Điều khiển các Robot trong công nghiệp
Hệ thống xử lý nước sạch.
Công nghệ thực phẩm.
Công nghệ chế biến dầu mỏ.
Công nghệ sản xuất vi mạch.
Điều khiển các máy công cụ.
Điều khiển giám sát dây chuyền sản xuất.
Điều khiển hệ thống đèn giao thông.

…
 Vòng quét chương trình của PLC

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
21


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỡi vòng lặp được gọi là
vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu
từ các cổng vào số tới vùng bồ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện
chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu
tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (block end). Sau giai đoạn thực hiện
chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng
ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra
lỗi.
Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian
vòng quét (scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải
vòng quét nào cũng được thực hiên lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh
tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu
được truyền thông… trong vòng quét đó.

Hình 2. 3. Vòng quét CPU
SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
22


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi
tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời
gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian quyết định tính thời gian thực của
chương trình điều khiển trong PLC. Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời
gian thực của chương trình càng cao.
Nếu sử dụng các khối chương trinh đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối
OB40, OB80,… Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng
quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối chương trình
này có thể thực hiện được tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là
phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình. Chẳng hạn nếu một tín hiệu
báo ngắt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ,
PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra để thực hiện khối chương
trình tương ứng với khối tín hiệu báo ngắt đó.
Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét càng lớn
khi có càng nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét. Do đó, để nâng cao
tính thời gian thực cho chương trình điều khiển tuyệt đối không nên viết
chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt
trong chương trình điều khiển.
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc
trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đếm ảo của cổng trong vùng
nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai
đoạn 1 và 3 do hệ diều hanhh CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp
lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả
chương trình xử lý ngắt, để thực hiện trực tiếp với cổng vào/ra.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
23

Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

 Cấu trúc chương trình
Chương trình S7-300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng
cho chương trình. Ta có thể được lập trình với hai dạng cấu trúc khác nhau:
- Lập trình tuyến tính :
Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại
lập trình tuyến tính chỉ thích hợp cho những bài toán tự động nhỏ, không phức
tạp.

Hình 2.4 Vòng quét PLC
Khối được chọn là khối OB1, là khối mà PLC luôn luôn quét và thực hiện
các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay
lại lệnh đầu tiên.
- Lập trình cấu trúc :
Chương trình được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng
biệt và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau. Loại lập
trình có cấu trúc phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và
phức tạp.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
24


Đồ án tốt nghiệp

GVHD : T.s Lê Ngọc Trân

 Các khối cơ bản:
- Khối tổ chức OB (Organization blocks)
- Khối hàm hệ thống SFB (System function blocks) và hàm hệ thống SFC
(system functions) tích hợp trong PLC
- Khối hàm FB (Function blocks) trong thư viện hay người dùng tự viết
- Hàm FC (Functions) trong thư viện hay người dùng tự viết
- Khối dữ liệu Instance (Instance Data Blocks ) liên kết với FB/SFB
- Khối dữ liệu chia xẻ (Shared Data Blocks )
- Khối tổ chức OB là giao diện giữa chương trình người dùng và hệ điều
hàmh của PLC. OB được gọi bởi hệ điều hành theo chu kỳ hay khi có ngắt, có
sự cố hay khi khởi động PLC. Có nhiều khối OB và có ưu tiên khác nhau,
khối OB có số ưu tiên cao hơn có thể ngắt khối OB số ưu tiên thấp hơn. Tuỳ
theo loại CPU, số lượng khối OB sử dụng được sẽ khác nhau, bảng sau liệt kê
các loại OB.
 Ngôn ngữ lập trình
PLC S7-300 có 3 ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:
- Ngôn ngữ lập trình liệt kê lệnh STL (statement List). Đây là dạng ngôn ngữ
lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được hoàn chỉnh bởi
sự ghép nối của nhiều cacu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh
chiếm một hàng và có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng”.

SVTH : Nguyễn Văn Sỹ- Nguyễn Văn Hoàng Thanh
25