Khảo sát và thiết kế hệ điều khiển dây chuyền nạp tải lò sấy công ty gạch men thăng long

Mục lục
Mở đầu..4
Chơng 1. Giới thiệu về công ty gạch men thăng long
và dây chuyền nạp tải............................................................... 6
1.1. Tổng quát chung về Công ty Gạch men Thăng Long...........................6
1.2. Công nghệ sản xuất gạch men của Công ty Gạch men Thăng
Long..7
1.2.1. Sơ đồ khối...................................................................................7
1.2.2. Yêu cầu chất lợng đối với từng công đoạn..............................7
1.3. Dây chuyền nạp tải lò sấy.................................................................12
1.3.1. vị trí, vai trò dây chuyền nạp tải.................................................12
1.3.2. Công nghệ và sơ đồ khối dây chuyền nạp tải..........................13
1.3.2.1. Giới thiệu hệ thống........................................................13
1.3.2.2. Sơ đồ dây chuyền nạp tải..............................................13
1.3.2.3. Sơ đồ khối dây chuyền nạp tải..16
Chơng 2. Điều khiển hoạt động trình tự và
PLC trong hệ thống................................................................... ..19
2.1. Khái niệm chung về hoạt động trình tự...19
2.2. PLC điều khiển hoạt động trình tự...19
2.2.1. Cấu hình chung của PLC21
2.2.1.1. Khối xử lý trung tâm (CPU)..21
2.2.1.2. Khối đầu vào, đầu ra..22
2.2.1.3. Khối nguồn.23
2.2.1.4. Khối lập trình.....23
2.2.2. Ngôn ngữ lập trình PLC...23
2.2.2.1. Ngôn ngữ lập trình theo sơ đồ hình thang - LAD....23
2.2.2.2. Ngôn ngữ lập trình theo kiểu CSF..24
2.2.2.3. Ngôn ngữ lập trình theo kiểu CSF..24
2.2.3. Một số PLC thông dụng24

Chơng 3. PLC - CQM1 cho điều khiển

dây chuyền nạp tải.............................................................25
3.1. Giới thiệu về PLC - CQM1....................................................................25
3.1.1. Giới thiệu về cấu hình CQM1......................................................25
1


3.1.2. Tập lệnh........................................................................................25
3.2. Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền nạp tải dùng
PLC - CQM1....................................................................... 41
3.2.1. Nguyên lý chung về việc thiết kế hệ điều khiển dùng PLC........41
3.2.2. Lựa chọn PLC cho dây chuyền nạp tải.......................................
42
3.2.2.1. Yêu cầu công nghệ bộ phận nạp tải..................................42
3.2.2.2. Xác định tín hiệu vào ra cho PLC - CQM1......................43
3.2.2.3. Chọn PLC..........................................................................46
3.2.2.4. Phân công các tín hiệu vào ra cho PLC - CQM1
SySMac................................................................................................... 48
3.3. Lập trình.................................................................................................54
3.3.1. Viết lu đồ thuật toán điều khiển dây chuyền nạp tải...............54
3.3.2. Viết chơng trình điều khiển bằng ngôn ngữ lập trình LAD.....55

2


lời cam đoan
Em xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là do em tự thiết kế dới sự hớng
dẫn của thầy giáo Nguyễn Trọng Thuần. Các số liệu và kết quả trong đồ án là
hoàn toàn trung thực. Để hoàn thành bản đồ án này em chỉ sử dụng những tài
liệu đã đợc ghi trong mục tài liệu tham khảo và không sử dụng các tài liệu nào
khác.

Sinh viên

Trần Trung Kiên

3


Mở đầu
Hiện nay, Đất nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại
hoá, vì vậy việc áp dụng các công nghệ khoa học kỹ thuật vào sản xuất là một
yêu cầu rất cấp thiết.
Nền kinh tế thị trờng đã khiến các doanh nghiệp phải cạnh tranh với
nhau trên nhiều lĩnh vực nhằm tạo ra hiệu quả sản xuất cao. Đây chính là chìa
khoá thành công của các doanh nghiệp. Hiệu quả của nền sản xuất bao trùm
nhiều lĩnh vực rất rộng nh:
- Tốc đồ 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
- Sản phẩm phải đảm bảo chất lợng và ít phế phẩm
- Thời gian chết của máy móc là tối thiểu...
Các bộ điều khiển chơng trình có thể đáp ứng đợc hầu hết các yêu cầu
trên và là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong
công nghiệp. Trớc đây, việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong sản xuất hàng
loạt và có năng suất cao. Hiện nay, cần thiết phải tự động hoá trong sản xuất
nhiều loại hàng hoá khác nhau nhằm nâng cao chất lợng cũng nh năng suất để
giảm thiểu tối đa vốn đầu t cho thiết bị cuả các cơ sở sản xuất.
Công ty Gạch men Thăng Long đã áp dụng các thành tựu của ngành tự
động hoá vào trong quá trình sản xuất. Một trong các khâu đã đợc tự động hoá
là dây chuyền nạp tải lò sấy. Đây là một dây chuyền tự động khá hiện đại,
hoạt động theo chơng trình đã đợc cài đặt trong PLC. Sau khi dây chuyền đợc

đa vào sản xuất, năng suất và chất lợng của sản phẩm đơc cải thiện đáng kể,
tạo ra sức cạnh tranh lớn đối với các sản phẩm cùng loại trên thị trờng.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi đã mạnh dạn chọn đề tài:
Khảo sát và thiết kế hệ điều khiển dây chuyền nạp tải lò sấy Công ty Gạch
men Thăng Long.
Nội dung đồ án bao gồm:
Mở đầu
Chơng 1. Giới thiệu về Công ty Gạch men Thăng Long và dây chuyền
nạp tải
Chơng 2. Điều khiển hoạt động trình tự và PLC trong hệ thống
Chơng 3. PLC - CQM1 cho điều khiển dây chuyền nạp tải
4


KÕt luËn
Tµi liÖu tham kh¶o

5


Chơng 1. Giới thiệu về công ty gạch men
thăng long và dây chuyền nạp tải
1.1. Tổng quát chung về Công ty gạch men Thăng Long
Trong công cuộc xây dựng đất nớc hiện nay luôn luôn đòi hỏi sự cố
gắng của toàn Đảng toàn dân, ngành công nghiệp nói chung và ngành sản xuất
vật liệu xây dựng nói riêng nhằm hoàn thành mục tiêu biến Việt Nam trở
thành một nớc công nghiệp vào năm 2020. Đây là một thách thức không nhỏ
đối với nớc ta trong điều kiện nền kinh tế và trang bị kỹ thuật còn lạc hậu.
Việc đẩy mạnh quá trình công nghiệp hoá tất yếu dẫn đến sự gia tăng nhu cầu
về vật liệu xây dựng. Nhận thức đợc vấn đề này, Tổng công ty thuỷ tinh và

gốm sứ vật liệu xây dựng Viglacera đã không ngừng đầu t, mở rộng các đơn vị
thành viên nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu về vật liệu xây dựng hiện nay. Công
ty gạch men trực thuộc đơn vị số năm thuộc tổng công ty Viglacera đã đợc ra
đời trong bối cảnh đó.
Trụ sở và xởng sản xuất của Công ty nằm trên địa bàn phờng Phúc
Thắng - thị xã Phúc Yên - tỉnh Vĩnh Phúc, nằm cạnh quốc lộ số 2. Đây là một
địa điểm rất thuận tiện cho việc sản xuất và phân phối sản phẩm ra thị trờng.
Công ty chuyên sản xuất gạch ốp lát cao cấp các loại với sản lợng
khoảng 10.000.000 m2/năm. Sản phẩm của công ty hiện đã có mặt tại tất cả
các tỉnh thành trong cả nớc, có chất lợng tốt và đợc ngời tiêu dùng luôn tin
cậy.
Công ty luôn là một đơn vị đi đầu trong tổng công ty Viglacera và là
một công ty có tên tuổi của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng.
Đóng góp vào những thành công của Công ty ngoài yếu tố then chốt là
con ngời, phải kể đến quá trình sản xuất với dây chuyền công nghệ và hệ
thống Nguyên
máy móc hiện đại. Mỗi quá trình công nghệ đều gắn liền ép
vớitạomột
hìnhhệ
liệu
sau
Kho
chứa
Nghiền
ớt
Sấy
tạo
bột
thốngkhai
thiết

bị đi kèm và đợc thực hiện theo một trình tự khép kín với lu đồ
thác
công nghệ nh sau:
1.2. Công nghệ sản xuất gạch men của Công ty gạch men Thăng Long
1.2.1. Sơ đồ khối
Nạp tải
lò nung

In lới

Tráng men

Lò sấy

Nạp tải
lò sấy

6
Lò nung

Phân loại
sản phẩm

Kho lu


1.2.2. Yêu cầu chất lợng đối với từng công đoạn
* Nguyên liệu sau khai thác:
Nguyên liệu sau khi đợc khai thác từ mỏ gồm:
- Đất sét

- Feldpas ở Yên Bái
- Cao lanh phong hoá
- Cao lanh, trờng thạch
Các nguyên liệu này đợc thu gom về kho phơi của Công ty nhằm đồng
nhất về độ ẩm. Mỗi loại nguyên liệu đợc phơi vào từng kho riêng. Sau khi đã
lấy ẩm, nguyên liệu đợc xe xúc vận chuyển vào kho chứa trong khu vực cân
nạp nguyên liệu.

7


* Kho chứa:
Kho chứa của Công ty rộng khoảng 2000 m 2 đợc chia thành từng
khoang nhỏ có mái che, nguyên liệu sau khi phơi ngoài trời (đã tơng đối đồng
nhất về độ ẩm) đợc vận chuyển vào kho chứa. Tuỳ theo từng loại nguyên liệu
mà đợc chứa vào từng ngăn riêng để đảm bảo tránh nhầm lẫn. Mỗi ngăn riêng
chứa từng loại nguyên liệu đều có biển gắn ở cửa. Trong kho đợc lắp 12 cây
đèn cao áp để luôn đảm bảo đủ ánh sáng cho kho giúp cho ngời công nhân có
thể nhận biết đợc từng kho chứa.
* Bộ phận nghiền:
Sau khi đã định lợng đủ nguyên liệu theo bài phối liệu, nguyên liệu từ
các thùng chứa đợc hệ thống băng tải đa vào trong máy nghiền. Thời gian để
quá trình nghiền đạt chất lợng là khoảng 5 giờ. Nguyên liệu sau khi nghiền có
dạng hồ nớc, sau đó tiến hành kiểm tra chất lợng để đảm bảo cho sự đồng nhất
thành phần hạt và chống lắng đọng. Hồ liệu đợc xả ra các bể khuấy. Tại Công
ty hiện nay có 7 bể khuấy mỗi bể có dung tích là 100 m 3. Các bể khuấy này đợc khuấy liên tục.
* Bộ phận sấy tạo bột:
Sau khi đã đảm bảo đủ lợng hồ liệu cần thiết thì bắt đầu quá trình sấy.
Lúc này hồ liệu đợc hệ thống bơm thuỷ lực đa lên thắp sấy dới dạng sơng mù
nhờ hệ thống cần phun. Cần phun với đầu vòi phun đợc thiết kế sao cho hồ khi

đợc cấp vào tháp có dạng sơng mù. Tháp sấy đợc cấp nhiệt độ vào khoảng 500
ữ 6500C (do ngời công nhân vận hành đặt). Dới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ
diễn ra quá trình tách ẩm hồ sơng. Lúc này hồ có dạng các hạt nhỏ đã đợc tách
ẩm và bắt đầu rơi xuống và đợc gọi là bột sau sấy. Bột sau sấy có độ ẩm W =
5,5 ữ 6,8%. Bột sau sấy đợc hệ thống băng tải đa vào si lô chứa nhằm đảm bảo
đồng nhất về độ ẩm trớc khi cấp cho máy ép.
* Bộ phận ép tạo hình:
Bột sau khi sấy đợc ủ trong si lô chứa. Sau khi đã đợc kiểm tra đạt tiêu
chuẩn về độ ẩm, thành phần, kích thớc thì chúng đợc đa đến máy ép.
Máy ép của Công ty hiện nay là loại máy ép thuỷ lực, mỗi chu kỳ ép
cho 4 viên hoặc có thể nhiều hơn tuỳ theo kích thớc của từng loại sản phẩm.
Sản phẩm sau khi ép phải đảm bảo một số chỉ tiêu chất lợng nh sau:
8


- Chiều dày của sản phẩm: A 0,2 mm, trong đó:
A - chiều dày tiêu chuẩn tuỳ theo sản phẩm
- Khối lợng một viên: M 20 (g)
- Cờng độ chịu uốn của gạch mộc: R 5 KG/cm2 đối với gạch lát
R 4,5 KG/cm2 đối với gạch ốp.
- Bavia khuôn 0,1 mm
- Bề mặt gạch sạch, không bám bẩn.
- Mật độ nguyên liệu đồng đều ở mọi vị trí.
* Bộ phận nạp tải lò sấy:
Đây là bộ phận rất quan trọng và đòi hỏi hoạt động liên tục. Bộ phận
nạp tải cung cấp gạch vào lò sấy. Nhiệt độ trong lò đợc đặt ở một giá trị nhất
định và tỷ lệ với lợng gạch đi trong lò sấy. Nếu gạch bị gián đoạn hoặc bị đa
vào trong lò quá dày sẽ ảnh hởng đến chất lợng của sản phẩm mộc sau sấy và
do vậy sẽ ảnh hởng đến toàn bộ các công đoạn tiếp sau. Đây là bộ phận tiếp
nhận gạch mộc sau ép. Gạch mộc sau ép đợc hệ thống băng đai dẫn động điều

khiển đi vào lò sấy theo một chu trình tuần tự.
* Bộ phận lò sấy:
là thiết bị sấy liên tục có năng suất rất cao. Tại đây diễn ra quá trình
tách ẩm khỏi vật liệu mộc với tác nhân sấy là nhiệt độ (khí nóng).
- Nhiệt độ sấy từ 125 ữ 135 0C, nhiệt độ mộc sau sấy = 70 ữ 80 0 C.
- Độ ẩm của mộc trớc sấy: W1 = 6 0,2%,
- Độ ẩm của mộc sau sấy: W 0,5%.
- Cờng độ chịu uốn của mộc trớc khi sấy: R1 = 5 KG/cm2
- Cờng độ chịu uốn của mộc sau khi sấy: R1 = 22 KG/cm2
Trong quá trình sấy phải luôn đảm bảo cấp đầy đủ lợng nhiệt cho lò sấy,
nhiệt độ cấp phải đảm bảo ổn định và không biến đổi nhiều.
* Bộ phận tráng men:
Tráng men là phủ lên bề mặt sản phẩm mộc một lớp men dày từ 0,1 ữ
0,4 mm để sau khi nung có đợc bề mặt sản phẩm bóng, nhẵn và đẹp. Có nhiều
phơng pháp tráng men khác nhau, tuy nhiên hiện nay Công ty gạch men
Thăng Long đang sử dụng phơng pháp tráng chuông theo trình tự sau: men đ9


ợc máy bơm, bơm vào bình định mức chảy vào đỉnh chuông trên vỏ chuông
tạo màng mỏng, gạch chạy ở dới men phủ một lớp lên bề mặt gạch.
Gạch sau khi tráng men phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật nh lợng men
bán trên bề mặt sản phẩm, bề mặt men phải phẳng, nhẵn bám chắc vào sản
phẩm mộc, đồng thời không có những khuyết tật trên bề mặt sản phẩm. Sau
khi tráng men sản phẩm phải đợc mài cạnh để lau lớp men bám ở mép viên
gạch.
*Bộ phận in lới:
Tơng tự nh bộ phận tráng men, bộ phận in lới cũng thực hiện phủ lên bề
mặt sản phẩm sau tráng men một lớp men có những hình vẽ nhất định. Các
yêu cầu kỹ thuật đối với công đoạn in lới cũng gần tơng tự nh quá trình tráng
men, tức là các hoạ tiết phải rõ ràng, độ sắc nét cao. Men in phải đảm bảo chất

lợng trớc khi đa vào in lới.

10


* Bộ phận nạp tải lò nung:
Tơng tự bộ phận nạp tải lò sấy, gạch men sau khi qua khâu in lới đợc
các hệ thống con lăn, băng dai dẫn động (hệ thống nạp tải) đa vào lò theo một
hệ thống trật tự nhất định. Bộ phận nạp tải phải luôn đảm bảo đa gạch vào lò
nung một cách ổn định, không chồng chéo, tránh để gián đoạn ảnh hởng đến
năng suất chất lợng của gạch.
* Lò nung:
Quá trình nung cũng gần nh quá trình sấy nhng phức tạp hơn nhiều.
Nhiệt độ trong lò đợc đặt đợc ở các chế độ khác nhau đối với từng khoang
nhằm phù hợp với đặc tính cơ lý hoá của gạch ở từng giai đoạn. Việc điều
chỉnh nhiệt độ đối với từng khoang nung cho phù hợp với gạch là yêu cầu rất
phức tạp, đòi hỏi ngời vận hành phải có kiến thức và rất am hiểu về công nghệ
silicat. Gạch sau nung phải đảm bảo đợc chất lợng nh men tráng và hoa văn
phải bóng đẹp, rõ rãng, gạch không đợc cong, vênh, nứt, độ phẳng đạt tiêu
chuẩn cho phép
Gạch sau khi nung mỗi giờ phải đợc đa đi kiểm tra về độ cứng, độ hút
nớc, kích thớc sản phẩm để có những biện pháp xử lý khi một trong những
thông số kỹ thuật không đạt tiêu chuẩn.
* Bộ phận phân loại sản phẩm:
Công đoạn phân loại sản phẩm gần nh là khâu cuối cùng của quá trình
công nghệ sản xuất gạch men nhằm đa đến thị trờng những sản phẩm đạt chất
lợng tốt nhất. Gạch đợc phân loại và đóng hộp, những sản phẩm không đạt chỉ
tiêu chất lợng của Công ty sẽ bị loại bỏ. Máy phân loại chỉ cho phép những
sản phẩm đạt chất lợng tốt đi qua trớc khi đi đến máy đóng bao (đóng hộp).
Những sản phẩm không đạt yêu cầu về chất lợng đều đợc máy loại bỏ. hiện

nay Công ty gạch men Thăng Long chỉ có 2 loại gạch là loại A1 và loại A2.
* Kho chứa:
Gạch sau khi đợc phân loại và đóng hộp đợc xe nâng xếp vào các kệ gỗ,
mỗi kệ có diện tích khoảng 90 ữ 100 m2 tuỳ theo loại kệ. Tiếp đó gạch đợc xe
nâng vận chuyển về kho và xếp theo trình tự từng loại sản phẩm là loại A 1 hay
A2 căn cứ theo số liệu đã ghi sẵn trên bao bì. Sau đó các đại lý trực tiếp đến
Công ty để nhận gạch và phân phối ra thị trờng.
11


1.3. Dây chuyền nạp tải lò sấy
1.3.1. Vị trí và vai trò dây chuyền nạp tải
* Vị trí:
Dây chuyền nạp tải lò sấy đợc bố trí ngay sau máy ép tạo hình. Dây
chuyền nạp tải có nhiệm vụ chính là đa gạch men sau ép đi vào lò sấy, sau đó
chuyển đến các công đoạn tiếp theo.
* Vai trò:
Dây chuyền nạp tải lò sấy tại Công ty gạch men Thăng Long có vai trò
vô cùng quan trọng không chỉ đơn thuần là đa gạch tạo đầu vào cho các khâu
tiếp theo mà còn ở chỗ nó quyết định đến năng suất, sản lợng đạt đợc và tính
ổn định cho lò sấy và toàn bộ dây chuyền. Nếu dây chuyền hoạt động không
hiệu quả, hoặc hỏng hóc hay bị lỗi thì sẽ không có gạch đa đến các khâu tiếp
theo, điều đó làm thiếu hụt đi sản lợng trong ca sản xuất mà kế hoạch đã đề ra.
Ngoài ra, do đặc thù của bộ phận này là làm việc liên tục nên nếu dây chuyền
nạp tải bị lỗi sẽ dẫn đến gạch ra sau ép bị gián đoạn sẽ làm ảnh hởng rất lớn
đến các chế độ thiết bị khác nh lò sấy, lò nung. Vì lò sấy hay lò nung đã đợc
đặt chế độ nhiệt độ cho từng khoang sấy, khoang nung tơng đối ổn định với
điều kiện là gạch phải luôn ổn định (tức là gạch trong lò phải luôn đảm bảo
đủ), trờng hợp bị thiếu thì bắt buộc phải thay đổi và điều chỉnh chế độ nhiệt độ
của lò sấy và lò nung. Việc thay đổi này vừa ảnh hởng đến chất lợng đầu ra

đồng thời làm cho các thiết bị trong lò có thể nhanh bị h hỏng, do vậy đảm
bảo cho dây chuyền nạp tải hoạt động một cách ổn định là một yếu tố vô cùng
quan trọng trong việc ổn định về chất lợng, khả năng đạt và hoàn thành chỉ
tiêu về sản lợng của nhà máy.
1.3.2. Công nghệ và sơ đồ khối điều khiển dây chuyền nạp tải
1.3.2.1. Giới thiệu về hệ thống
Bộ phận nạp tải lò sấy của Công ty gach men Thăng Long là một dây
chuyền khá hiện đại. Bộ phận này có nhiệm vụ đa gạch sau ép vào trong lò
sấy. Tại đây đợc lắp đặt 24 động cơ có công suất từ 0,55 ữ 0,75 kW kết hợp
với các Sensor cảm biến, Photocell kết hợp với bộ điều khiểm PLC đợc lắp đặt
tại tủ điều khiển trung tâm của bộ phận nạp tải.
M1, M2, M3, M12, M13 là kí hiệu của các động cơ 1, 2, 3, 12, và 13 có
nhiệm vụ dẫn động dàn con lăn.
12


M4, M14, M9, M19 có nhiệm vụ nâng đai.
M5, M0, M7, M8, M15, M16, M17, M18 dẫn động các đai dẫn gạch đi vào
trong lò sấy.
M24 động cơ nâng hạ bàn nâng đa gạch xuống tầng dới của lò sấy.
M10, M11, M22, M23 hoạt động dàn con lăn đa gạch vào lò sấy.
F1, F2.F19
Là các tín hiệu điều khiển
P1, P2.........P4
1.3.2.2. Sơ đồ dây chuyền nạp tải (xem trang 14)

13


14

* Một số đặc điểm chính về dây chuyền nạp tải
Do dây chuyền nạp tải có đặc thù là đa gạchvào lò sấy một cách có
trình tự nh hệ thống con lăn dẫn động các đai nâng hạ nên ở đây ta chỉ bố trí
các động cơ có công xuất không lớn
bảng giới thiệu về các động cơ của hệ thống dây chuyền nạp tải:
TT

Kí
hiệu

1.

M1

2.

M2

3.

M3

4.

M4

5.
6.

7.
8.
9.

M5
M6
M7
M8
M9

10.

M10

11.

M11

12.

M12

13.

M13

14.

M14

15.

M15

TT

Kí
hiệu

16.
17.
18.

M16
M17
M18

19.

M19

20.

M20

21.

M21

22.

M22

23.

M23

Nhiệm vụ
Dẫn động
con lăn
Dẫn động
con lăn
Dẫn động
con lăn
Nâng đai
tầng hai
Kéo đai
Kéo đai
Kéo đai
Kéo đai
Nâng đai
Dẫn động
con lăn T2
Dẫn động
con lăn T2
Dẫn động
con lăn
Dẫn động
con lăn
Nâng đai

tầng 1
Kéo đai
Nhiệm vụ
Kéo đai
Kéo đai
Kéo đai
Nâng đai
tầng 1
Dẫn động
con lăn
Dẫn động
con lăn
Dẫn động
con lăn
Dẫn động

Công suất
(kW)

Tham số các động cơ
Dòng
Điện
Tốc độ
điện
áp
(Vòng/Phút)
(A)
(V)

Tần số

(Hz)

0,75

1,5

380

1400

50

0,55

1,5

380

1400

50

0,55

1,5

380

1400

50

0,55

1,5

380

1400

50

0,75
0,75
0,75
0,75
0,55

1,5
1,5
1,5
1,5
1,5

380
380
380
380
380

1400
1400
1400
1400
1400

50
50
50
50
50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,55

1,5

380

1400

50

0,75
Công suất
(kW)
0,75
0,75
0,75

1,5
380
1400
Tham số các động cơ
Điện
Dòng điện
Tốc độ
áp
(A)
(Vòng/Phút)
(V)
1,5
380
1400
1,5
380
1400
1,5
380
1400

50
Tần
số
(Hz)
50
50
50

0,55

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

0,75

1,5

380

1400

50

15

24.

M24

con l¨n
N©ng h¹ bµn

3,0

1,5

380

1400

50

1.3.2.3. S¬ ®å khèi d©y chuyÒn n¹p t¶i (xem trang 17, 18)

16


17


18


Chơng 2. Điều khiển hoạt động trình tự

và PLC trong hệ thống
2.1. Khái niệm chung về hoạt động trình tự
Trớc tiên ta xét một ví dụ về một hệ thống gồm hai động cơ chạy tuần
tự và dừng tuần tự. Ta có sơ đồ nh sau:
OFF

Rt

K1
K1

ON

Rt2

Rt1

K1

Rt

K2

Mở: Khi đóng điện K1 đợc cấp nguồn sau khoảng thời gian chễ Rth1
thì K1 có điện làm đóng tiếp điểm K1 cấp nguồn cho role thời gian Rt (loại
Off Delay) làm K2 đợc cấp nguồn sau khoảng trễ Rth2.
Dừng: Khi cắt nguồn điện khỏi K1 tức ấn nút thì K1 mất nguồn dẫn đến
tiếp điểm K1 mở làm cho Rt mất nguồn làm mở tiếp điểm Rt dẫn đến K2 mất
nguồn vậy hoạt động trình tự chính là một hoạt động diễn ra theo một thứ tự
lần lợt có nguyên tắc rõ ràng.

2.2. PLC điều khiển hoạt động trình tự
Ngày nay khi mà khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển không ngừng
thì đi đôi với nó là năng sất chất lợng cũng không ngững đợc tạo ra đó là nhờ
biết áp dụng khoa học vào sản xuất làm cho khả năng tự động hoá trong sản
xuất ngày càng phát triển cao nhờ đó mà không tạo ra sản phẩm có chất lợng
ngày càng cao năng suất càng nhiều mà nó còn giúp cho con ngời đôi khi
tránh khỏi những công việc lao động nguy hiểm mà đôi khi trực tiếp con ngời
không thể thực hiện đợc mà tiêu biểu một trong rát nhiều ứng dụng thành
công của khoa học kỹ thuật vào sản xuất đó là PLC diều khiển hoạt động có
trình tự.
PLC là bộ điều khiển Logic khả trình đợc ứng dụng rộng rãi trong công
nghiệp PLC có khối sử lý trung tâm dựa trên mạch vi xử lý để xử lý tín hiệu
đồng thời thực hiện các thuật toán điều khiển mong muốn.
Trên ví dụ mà ta đã xét phần trên nếu ở đây ta dùng PLC để điều khiển
ta có sơ đồ tơng đơng nh sau:
19


Chơng trình

S1

S2

S3

S4

Bộ nhớ

K1
K2
Muốn điều khiển 2 động cơ chạy tuần tự hay dừng tuần tự ta chỉ việc
thay đổi lại chơng trình và nạp vào bộ nhớ trong bộ điều khiển để rõ hơn ta sẽ
tìm hiểu kỹ hơn về PLC điều khiển hoạt động trình tự.

20


2.2.1. Cấu hình chung của PLC
TBLT

In
put

CPU

Out
put

Bộ nhớ

Hình 2.1. Cấu hình cơ bản của PLC
Nguồn
Hệ thống PLC gồm có những bộ phận cơ bản sau:
2.2.1.1. Khối xử lý trung tâm (CPU)
Là khối chứa bộ vi xử lý biên dịch các tín hiệu nhập (đầu vào) và thực
hiện các hoạt động điều hiển theo chơng trình đợc lu trong bộ nhớ của CPU
truyền các quyết định dới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất (đầu
ra) bộ nhớ trong PLC có nhiều loại bộ nhớ bao gồm:

* Bộ nhớ chỉ đọc (ROM):
Cung cấp dung lợng lu trữ cho hệ điều hành và dữ liệu cố định đợc CPU
sử dụng.
* Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM):
Dành cho chơng trình của ngời dùng.
* Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM):
Dành cho dữ liệu. Đây là nơi lu giữ thông tin theo trạng thái của các
thiết bị đầu vào, đầu ra, bộ đếm và các thiết bị ngoại vi khác. Ram giữ liệu đôi
khi đợc xem là bảng giữ liệu hoặc bảng ghi, một phần của bộ nhớ này dành
cho các địa chỉ vào và ra cùng với trạng thái của các dữ liệu vào ra đó, một
phần dành cho giữ liệu đợc cài đặt trớc, một phần để lu trữ các giá trị của bộ
đếm
* Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình đợc (EPROM):
21


Eprom là các Rom có thể đợc lập trình sau đó chơng trình này đợc
thờng chú trong Rom.
2.2.1.2. Khối đầu vào, đầu ra
* Khối đầu vào:
Là nơi mà bộ phận xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi truyền
đến.
Tín hiệu đầu vào có thể từ các công tắc, các bộ cảm biếncác tín hiệu
đầu vào có thể đợc phân chia theo kiểu tín hiệu cung cấp rời rạc, digital hoặc
alalog các tín hiệu rời rạc hoặc digital là các thiết bị có tín hiệu OFF hoặc ON
đó là các công tắc. Các thiết bị analog cung cấp các tín hiệu có độ lớn tỷ lệ với
giá trị của biến đang đợc giám sát: Ví dụ, nh các bộ cảm biến nhiệt độ có thể
cung cấp điện áp tỷ lệ với nhiệt độ.
* Khối đầu ra:
Tơng tự khối đầu vào ở đây đầu ra là các Rơle, động cơ thực hiện biến

đổi các lệnh điều khiển ở mức tín hiệu số bên trong PLC thành mức tín hiệu
vật lý thích hợp bên ngoài nh đóng mở Rơle, biến đổi tuyến tích số tơng tự.

22


2.2.1.3. Khối nguồn
Có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp thấp DC
5V hoặc 24V cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các modul giao
diện đầu vào, đầu ra.
2.2.1.4. Khối lập trình
Có nhiệm vụ là nhập chơng trình cần thiết vào bộ nhớ của bộ xử lý chơng trình đợc thực hiện (viết) trên thiết bị này sau đó chuyển đến bộ nhớ của
PLC các thiết bị lập trình có thể là loại cầm tay, bộ giao tiếp để bàn hoặc máy
tính.
2.2.2. Ngôn ngữ lập trình PLC
PLC có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản chính là:
- Lập trình theo sơ đồ hình thang (LAD - Ladder Diagram)
- Lập trình theo lu đồ hệ thống điều khiển (CSF - Control System
Flowchart)
- Lập trình theo kiểu danh sách lệnh (STL - Statement List)
2.2.2.1. Ngôn ngữ lập trình theo sơ đồ hình thang - LAD
Phơng pháp này có cách biểu diễn các lệnh tơng tự nh sơ đồ tiếp điểm
dùng rơle trong sơ đồ điện công nghiệp.

Ví dụ:

I1

I2

Q

Q

23


2.2.2.2. Ngôn ngữ lập trình theo kiểu CSF
Phơng pháp này dùng các cổng Logic để biểu diễn chơng trình. Các
cổng Logic thờng dùng theo ký hiệu của Châu Âu. Các tiếp điểm ghéo nối tiếp
đợc thay bằng cổng AND, các tiếp điểm ghép song song đợc thay bằng cổng
OR. Các tiếp điểm thờng đóng đợc thay bằng cổng NOT.
Ví dụ:
I1
-1
Q
&
I2
> =1
Q
2.2.2.3. Ngôn ngữ lập trình theo kiểu STL
Phơng pháp STL dùng các từ viết tắt gợi nhớ để lập công thức cho việc
điều khiển tơng tự với ngôn ngữ Assemble ở máy tính.
Hàm AND viết tắt là A.
Hàm OR viết tắt là O.
Hàm NOT viết tắt là N.
2.2.3. Một số PLC thông dụng
Đất nớc ta từ khi hội nhập mở cửa với quốc tế đã không ngừng làm cho
nền kinh tế ngày càng phát triển nhờ vào nhiều yếu tố trong đó có sự thừa hởng và tiếp thu các khoa học kỹ thuật của thế giới vào trong lĩnh vực sản xuất
trong nớc. Cũng từ đó mà hiện nay trên thị trờng Việt Nam có rất nhiều loại

PLC của các hãng trên thế giới.
Ví dụ: CQM của OMRON Nhật Bản.
Micro PLC CPM2A của MITSHUBISHI.
PLC S7.200 của SIMENS.

Chơng 3. PLC - CQM1 cho điều khiển
dây chuyền nạp tải
3.1. Giới thiệu về PLC - CQM1
Bộ điều khiển hhả trình CQM1 của hãng OMRON (Nhật Bản) là bộ
điều khiển loại nhỏ thờng dùng để điều khiển một công nghệ nhất định có tốc
độ xử lý nhanh, dung lợng bộ nhớ tơng đối lớn với nhiều loại CPU khác nhau
24


để dễ dàng lựa chọn và lắp đặt và thực tế hiện nay tại Công ty gạch men Thăng
Long đang sử dụng PLC của hãng OMRON để điều khiển quá trình nạp tải tại
Công ty.
3.1.1. Giới thiệu về cấu hình CQM1
Tại Công ty gach men Thăng Long hiện nay đang sử dụng PLC loại
SYSMAC - CQM1 của hãng OMRON.
Cấu hình:
PA 203
POWER

RUN

COM1
COM 2

OUT

INP

CPU 11

Sysmac CQM1 OMRON

5
6

L1
L2/n

RS
232

Hình 3.1. Cấu hình của PLC - Sysmac- CQM1
3.1.2. Tệp lệnh
CQM1 - OMRON - PLC cho phép chọn các lệnh chơng trình tơng đối
rộng, dễ dàng lập trình cho quá trình điều khiển phức tạp: Các lệnh đợc giải
thích ở đây bao gồm các ký hiệu giản đồ thang và các mã MNEMONIC của
các lệnh.
Các lệnh cơ bản:
LD: Khởi động từng mạch (bắt đầu dãy lệnh mới) hay khối lợng.
AND: Nối tiếp hai khâu.
OR: Nối song song hai khâu
NOT: Khối đảo, đảo đầu vào của nó
OUT: Khối đầu ra
END: Kết thúc chơng trình
OR LD: Nối song song hai tổ hợp khối.

Ví dụ: giản đồ thang (ngôn ngữ lập trình LAD)
000

001

1000

25