Thiết kế và thi công dây chuyền kiểm tra hoàn thiện sản phẩm dùng s7 200
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.42 MB, 69 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế và thi công dây chuyền kiểm
tra hoàn thiện sản phẩm dùng S7-200
Ngành:
KỸ THUẬT CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
Giảng viên hướng dẫn : TS. VÕ ĐÌNH TÙNG
Sinh viên thực hiện
: HUỲNH VĂN BIỂN
MSSV: 1515021006
Lớp: 16HCT01
TP. Hồ Chí Minh, 15 tháng 12 năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế và thi công dây chuyền kiểm
tra hoàn thiện sản phẩm dùng S7-200
Ngành:
KỸ THUẬT CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ
Giảng viên hướng dẫn : TS. VÕ ĐÌNH TÙNG
Sinh viên thực hiện
: HUỲNH VĂN BIỂN
MSSV: 1515021006
Lớp: 16HCT01
TP. Hồ Chí Minh, 15 tháng 12 năm 2017
Khoa: Cơ – Điện – Điện tử
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao cho sinh viên nộp về văn phòng Khoa
trong 02 tuần đầu thực hiện đồ án/khóa luận tốt nghiệp)
1. Sinh viên thực hiện đề tài
Họ tên
: HUỲNH VĂN BIỂN
MSSV : 1515021006 Lớp : 16HCT01
Ngành
: Kỹ thuật Cơ – điện - điện tử
Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ điện tử
2. Tên đề tài: Thiết kế và thi công dây chuyền kiểm tra hoàn thiện sản phẩm dùng S7200
3. Nhiệm vụ thực hiện đề tài:
+ Tìm hiểu PLC S7-200.CPU224
+ Tìm hiểu phần mền STEP7-Micro/win
+ Tìm hiểu động cơ DC
+ Tìm hiểu cảm biến điện dung đo mực chất lỏng
+ Tìm hiểu quy trình công nghệ
+ Thi công mô hình
+ Viết cuốn báo cáo theo mẫu
Ghi chú: Mỗi sinh viên một phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài và nhiệm vụ của từng sinh
viên
TP. HCM, ngày 06 tháng10 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được
phép công bố.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày15 tháng 12 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Văn Biển
Lời cảm ơn!
Để luận văn này đạt kết quả tốt đẹp, tôi đã nhận được sự hỗ trợ, giúp
đỡ của thầy và bạn bè học chung. Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho
phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cá nhân và cơ quan
đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp.
Trước hết tôi xin gửi tới các thầy cô Viện kỹ thuật Hutech trường Đại
học công nghệ thành phố Hồ Chí Minh lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe
và lời cảm ơn sâu sắc. Với sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của
thầy cô, đến nay tôi đã có thể hoàn thành luận văn, đề tài: “Thiết kế và thi
công dây chuyền kiểm tra hoàn thiện sản phẩm dùng S7-200”.
Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo TS. Võ
Đình Tùng đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này
trong thời gian qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học
công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, các Khoa Phòng ban chức năng đã trực
tiếp và gián tiếp giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề
tài.
Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô
để tôi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công
tác thực tế sau này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh ngày 15 tháng 12 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Văn Biển
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………..1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU………………………...1
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………….3
LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................4
1
Đặt vấn đề của đề tài: ......................................................................4
2
Mục tiêu của đề tài: .........................................................................5
3
Nội dung nhiệm vụ của đề tài: ........................................................5
4
Phương pháp nghiên cứu:................................................................5
5
Các kết quả đạt được của đề tài: .....................................................6
6
Kết cấu của đồ án tốt nghiệp: ..........................................................6
Chương 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN .........................................................7
1.1 PLC S7-200........................................................................................7
1.2 Phần mền STEP 7 – Micro/win .......................................................17
1.3 Cảm biến ..........................................................................................25
1.4 Động cơ ............................................................................................27
2.5 Màn hình HMI .................................................................................27
1.6. Bộ nguồn cấp điện cho PLC và các thiết bị....................................32
1.7. Cáp kết nối Cáp kết nối PLC với HMI ...........................................34
1.8 Rơ le ................................................................................................34
1.9 CB nguồn một pha ..........................................................................35
1.10 Đèn tầng ba màu đỏ-xanh-vàng…………………………………36
Chương 2: TỔNG QUÁT VỀ MÁY KIỂM TRA SẢN PHẨM ...............37
2.1 Ý tưởng thiết kế về máy: ................................................................37
2.2 Công dụng của máy: ......................................................................39
2.3 Thị trường sử dụng: ........................................................................39
Chương 3 : THIẾT KẾ VÀ SẢN XUẤT MÁY ........................................40
3.1 Về phần cơ khí: ................................................................................40
3.2 Vật tư thiết bị cơ khí………………………………………………40
3.3 Vật tư thiết bị điện………………………………………………...41
Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH ………………………………….41
4.1 Dụng cụ đồ nghề chuẩn bị ...............................................................41
4.2 Lắp đặt tủ điều khiển ......................................................................45
4.3 Lắp đặt băng tải................................................................................48
4.4 Lắp đặt cảm biến ..............................................................................48
4.5 Lắp đặt hệ thống khí nén .................................................................49
4.6 Kiểm tra lắp đặt................................................................................49
4.7 Viết chương trình cho HMI OP-320-A-S .......................................50
4.8 Chạy thử nghiệm……………………...………………………….57
Chương 5: KẾT LUẬN .............................................................................61
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ĐA/KLTN: Đồ án/khóa luận tốt nghiệp
TS: Tiến Sĩ Võ Đình Tùng
PLC: Programmable Logic Controller ( Thiết bị điều khiển lập trình)
HMI: Human-Machine-Interface ( Thiết bị hiển thị)
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1: Máy dán màng nhôm và các chai đã được dán
Hình 2: Máy kiểm tra màng nhôm trên thị trường
Hình 1.1 PLC S7-200
Hình 1.2 : Loại CPU 224 của PLC
Hình 1.3 : Cổng nối tiếp RS485
Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây của PLC
Hình 1.5 : Dạng liệt kê lệnh STL
Hình 1.6 : Hộp thoại nộp PLC
Hình 1.7 : Chương trình chạy
Hình 2.8 : Cảm biến điện dung
Hình 1.9: Cảm biến tiện cận từ
Hình 1.10: Cảm biến quang
Hình 1.11: Mô tơ DC 24V
Hình 1.12: Van điều khiển
Hình 1.13: Màn hình hiển thị OP320-A-S
Hình 1.14: Thông số kỹ thuật OP320-A-S
Hình 1.15 : Hưỡng dẫn sử dụng HMI Bảng OP320-A-S
SVTH: Huỳnh Văn Biển
1
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.16: Bộ nguồn
Bảng 1.17: bảng thông số kỹ thuật nguồn
Hình 1.18 : Dây cáp kết nối HMI với PLC
Hình 1.19 : Hình và thông số kỹ thuật role
Hình 1.20: CB chính
Hình 1.21: Đèn 3 tầng
Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lắp đặt máy kiểm tra sản phẩm KT01/2017
Hình 2.2: Sơ đồ khối dây chuyền
Hình 2.3: Máy kiểm tra sản phẩm KT01/2017
Bảng 2.1 : vật tư thiết bị cơ khí
Bảng 2.2 : vật tư thiết bị điện
Hình 2.3: Sơ đồ đi dây
Hình 4.1: Mô hình tổng quát máy kiểm tra sản phẩm
Hình 4.2: Sơ đồ khối hệ thống
Hình 4.3: Tủ điều khiển của máy
Hình 4.4: Băng tải
Hình 4.5: Cáp đổ chương trình từ máy tính qua HMI
Hình 4.6: Hình cài dặt HMI
Hình 4.7: Quy trình hoạt động của máy
Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật
Hình 4.9: Màn hình HMI khi bật máy
SVTH: Huỳnh Văn Biển
2
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, nền kinh tế của các nước trên thế giới nói chung và ở Việt
Nam nói riêng đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời sống của người dân
ngày càng nâng cao. Nhu cầu sử dụng về thực phẩm nước uống như sữa,
nước ngọt, dầu ăn, và một số sản phẩm khác phục vụ cho ngành sản xuất rất
cao . Điều quan trọng nhất để đảm bảo về vệ sinh an toàn thực phẩm cũng
như an toàn trong vận chuyển thì các nhà cung cấp thường sử dụng loại bao
bì tốt nhất đó là chai hoặc bình có dán màng nhôm bảo vệ. Trong quá trình
sản xuất các nhà máy rất chú trọng khâu kiểm tra sản phẩm của mình khi
xuất ra thị trường tiêu thụ nhằm đưa tới cho khách hàng sự tin cậy cao về
chất lượng , cho nên khi lắp đặt hệ thống dây chuyền sản xuất máy kiểm tra
sản phẩm là điều không thể thiếu được, mặc dù trên thực tế là vậy nhưng
một số nhà máy khi lắp đặt thiết bị kiểm tra vẫn chưa đảm bảo được hết
chức năng. Đây cũng là cơ hội để cho những sinh viên chuyên ngành kỹ
thuật cơ điện tử như chúng em được cống hiến một phần kiến thức nhỏ khi
cải thiện tốt hơn, do nhu cầu cần thiết nên chúng em thực hiện đồ án máy
kiểm tra màng nhôm và mức trọng lượng. Đồ án thiết kế và tạo ra máy kiểm
tra được nghiên cứu hoạt động trên nền tảng PLC và HMI, hệ thống cảm
biến , khí nén, xylanh. Trong quá trình nghiên cứu được sự hướng dẫn tận
tình của các thầy cô trường Đại Học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh và các
bạn bè chúng em đã hoàn thành được công trình nghiên cứu của mình theo
đúng yêu cầu đặt ra. Sau đây là một số tầm quan trọng của đề tài.
SVTH: Huỳnh Văn Biển
3
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề của đề tài:
Trong quá trình đóng gói và kiểm tra sản phẩm do màng nhôm nằm
trong nắp chai nên mắt thường không thể phát hiện có hay không , mức chất
lỏng trong sản phẩm có đủ không hay dư hoặc thiếu , điều quan trọng là đối
với ngành thực phẩm thì màng nhôm giúp sản phẩm bảo quản tốt hơn,
không bị các vi khuẩn xâm nhạp làm ảnh hưởng tới sức khỏe con người, khi
vận chuyển không bị đổ vỡ, đối với các ngành hóa chất màng nhôm đảm
bảo các hóa chất không rò rỉ ra ngoài gây ngộ độc cho mọi người khi tiếp
xúc.
Máy dán màng nhôm
Hình 1: Máy dán màng nhôm và các chai đã được dán
SVTH: Huỳnh Văn Biển
4
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2. Mục tiêu của đề tài:
Do kiểm tra sản phẩm chai đã có nắp màng nhôm hay chưa con người
không thể kiểm tra bằng mắt, khi có máy kiểm tra loại được các sản phẩm lỗi
thì nhà sản xuất yên tâm về chất lượng sản phẩm xuất ra thị trường đồng thời
người sử dụng cũng được đảm bảo an toàn.
3. Nội dung nhiệm vụ của đề tài:
Khi bắt đầu vào công việc nghiên cứu cho đề tài máy kiểm tra sản phẩm
chúng em đã thấy được mục đích sử dụng của máy thiết thực với nhu cầu con
người, và khi tạo ra máy bằng cách sử dụng các phần mềm PLC, HMI, các
thiết bị cảm biến ..., nhiệm vụ của chúng em phải tìm hiểu rõ về các phần mềm
để có thể lập trình được.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Trên thực tế đã có một số thiết bị kiểm tra sản phẩm trên thị trường
phục vụ cho ngành sản xuất như máy dò kim loại trong thực phẩm, máy
kiểm tra mức dầu trong ngành sản xuất nhớt, máy kiểm tra trọng lượng ,
máy kiểm tra nhãn mác thương hiệu ...vv, nhưng một số máy chỉ đáp ứng
được một trong các yêu cầu trên.
Hình 2: Máy kiểm tra màng nhôm trên thị trường
SVTH: Huỳnh Văn Biển
5
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lựa chọn phương pháp nghiên cứu là bước quan trọng để đi đúng
hướng của đề tài, tìm hiểu về các máy móc có công dụng tương tự trên thị
trường, đi khảo sát thực tế một số nhà máy đã lắp đặt.
5. Các kết quả đạt được của đề tài:
Kết quả đạt được từ nghiên cứu là chúng em đã tạo ra một thiết bị
đáp ứng được các yêu cầu của đề tài đã chọn.
- Kiểm tra màng nhôm có hay không
- Kiểm tra mức chất lỏng đạt không
- Kiểm tra trọng lượng sản phẩm
- Đếm sản phẩm lỗi không có màng nhôm
- Đếm sản phẩm lỗi thiếu chất lỏng
- Đếm sản phẩm đạt
6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp:
Gồm có 5 chương
Chương 1: Tổng quát về máy kiểm tra sản phẩm
Chương 2: Thiết kế và sản xuất máy
Chương 3: Giới thiệu linh kiện
Chương 4: Thi công mô hình
Chương 5: Kết luận
SVTH: Huỳnh Văn Biển
6
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN
1.1 PLC S7-200
1.1.1. Khái niệm về PLC
Hình 1.1: PLC S7-200
PLC là chữ viết tắt của Programable logic control, là thiết bị điều
khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán , điều
khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình. Kỹ thuật PLC có vào thập niên
60, nó được dùng chủ yếu cho công nghệ dây chuyền sản xuất. PLC là một
máy tính công nghiệp đặc trưng của PLC là việc sử dụng các vi mạch xử lý
thông tin và ta có thể thay đổi công nghệ cải tạo dựa trên công nghệ và phần
mở rộng của PLC.
1.1.2. Khả năng của PLC
Hiện nay kỹ thuật PLC được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền
công nghệ có điều khiển.
Điều khiển chuyên cho hệ thống giám sát
SVTH: Huỳnh Văn Biển
7
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thay cho điều khiển rơ le
Thời gian đếm
Thay cho các panel điều khiển mạch in.
Dùng trong các máy tù động như chiết rót, siết nắp....
Điều khiển theo dãy
Cung cấp thông tin
Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bước.
Điều khiển liên tục (nhiệt độ, áp suát...)
Điều khiển mềm
Điều khiển quá trình và báo động
Phát hiện lỗi và báo động
Nối mạng tự động hóa trong công nghiệp.
1.1.3. Ưu điểm của PLC
Thời gian lắp đặt nhanh, chi phí vừa phải, có thể nâng cấp dây
chuyền bằng cách mở rộng , phần mềm ứng dụng linh hoạt, có thể làm việc
độc lập hoặc kết nối giữa các máy tính và màn hình điêu khiển. Chỉnh sửa
bằng cách chỉnh phần mềm.
1.1.4. Thông số và cách đấu dây cho PLC
PLC S7-200 là thiết bị của hãng Siemens, cấu trúc theo kiểu modul
có các modul mở, rộng.Thành phấn cơ bản của PLC S7-200 là khối
CPU224, CPU 224XP, CPU226 …
Thông thường PLC S7-200 được chia ra làm 2 loại chính:
Loại PLC S7-200 cấp điện áp 220VAC :
Ngõ vào: tích cực mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( 15VDC – 30VDC)
SVTH: Huỳnh Văn Biển
8
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngõ ra rơ le
Ưu điểm của loại này là ngõ ra rơ le, do đó có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều
cấp điện áp (có thể sử dụng ngõ ra 0V,24V,220V…. )
Tuy nhiên, nhược điểm của nó : do ngõ ra rơ le nên thời gian đáp ứng của rơ
le không được nhanh cho ứng dụng điều rộng xung , hoặc output tốc độ cao
Loại PLC S7-200 dùng nguồn 24VDC :
Ngõ vào: tích cực mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( 15VDC – 30VDC)
Ngõ ra : Ngõ ra transistor
Ưu điểm của loại này là ngõ ra Transistor, do đó có thể sử dụng ngõ ra này
để điều rộng xung, hoặc output0V,24V,220V…. )
Tuy nhiên, nhược điểm của nó : do ngõ ra transistor nên ngõ ra chỉ có một
cấp điện duy nhất là +24VDC, do vậy sẽ gặp rắc rối trong những ứng dụng
có cấp điện áp ra la 0VDC, Trong trường hợp này buộc ta phải thông qua 1
rơ le 24Vdc đệm.
Hình 1.2 : Loại CPU 224 của PLC
Trong đồ án tốt nghiệp máy kiểm tra sản phẩm PLC S 7 200 được sử dụng
là loại CPU 224. Sau đây là thông số kỹ thuật.
SVTH: Huỳnh Văn Biển
9
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Có 14 cổng vào và 10 cổng ra logic trên board, 2 đầu vào digital, 1 đầu
ra anolog
Có nối thêm 7 module mở rộng
Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng 100 giờ khi bị mất nguồn
Timer có 2 loại
-TON: T32÷T96(1ms), T33÷T36 và T97÷T100(1ms), T37÷T64 và
T101÷T225(100ms).
-TON:
T0÷T64(1ms), T1÷T4
và T65÷T68(10ms), T5÷T31
và
T69÷T95(100ms).
Bộ đếm Counter:
Nguyên lý hoạt động
Counter thực hiện chức năng đếm tại các sườn lên của các xung đầu vào.
S7-300 có tối đa là 256 bộ đếm phụ thuộc vào từng loại CPU, ký hiệu bởi Cx.
Trong đó x là số nguyên trong khoảng từ 0 đến 255. Trong S7-300 có 3 loại bộ
đếm thường sử dụng nhất đó là : Bộ đếm tiến lùi (CUD), bộ đếm tiến (CU) và bộ
đếm lùi (CD).
Một bộ đếm tổng quát có thể được mô tả như sau:
Trong đó:
CU : BOOL là tín hiệu kích đếm tiến
SVTH: Huỳnh Văn Biển
10
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CD : BOOL là tín hiệu kích đếm lùi
S : BOOL là tín hiệu đặt
PV : WORD là giá trị đặt trước
R : BOOL là tín hiệu xoá
CV : WORD Là giá trị đếm ở hệ đếm 16
CV_BCD: WORD là giá trị đếm ở hệ đếm BCD
Q : BOOL Là tín hiệu ra .
Quá trình làm việc của bộ đếm được mô tả như sau:
Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi 2 Byte của bộ đếm, gọi là thanh
ghi C-Word. Nội dung của thanh ghi C-Word được gọi là giá trị đếm tức thời của
bộ đếm và ký hiệu bằng CV và CV_BCD. Bộ đếm báo trạng thái của C-Word ra
ngoài C-bit qua chân Q của nó. Nếu CV <> 0, C-bit có giá trị "1". Ngược lại khi
CV = 0, C- bit nhận giá trị 0. CV luôn là giá trị không âm. Bộ đếm sẽ không đếm
lùi khi CV = 0.
Đối với Counter, giá trị đặt trước PV chỉ được chuyển vào C-Word tại thời
điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đặt tới chân S.
Bộ đếm sẽ được xoá tức thời bằng tín hiệu xoá R (Reset). Khi bộ đếm được xóa
cả C-Word và C- bit đều nhận giá trị 0.
Khai báo sử dụng
Việc khai báo sử dụng một Counter bao gồm các bước sau:
- Khai báo tín hiệu Enable nếu muốn sử dụng tín hiệu chủ động kích đếm (S):
dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu đầu vào đếm tiến CU : dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu đầu vào đếm lùi CD : dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo giá trị đặt trước PV: dạng dữ liệu WORD
SVTH: Huỳnh Văn Biển
11
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Khai báo tín hiệu xoá: dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu ra CV (hệ 16): dạng dữ liệu WORD.
- Khai báo tín hiệu ra CV-BCD nếu muốn lấy giá trị đếm tức thời ở hệ BCD
dạng dữ liệu WORD.
- Khai báo đầu ra Q nếu muốn lấy tín hiệu tác động của bộ đếm. dạng dữ liệu
BOOL. Trong đó cần chú ý các tín hiệu sau bắt buộc phải khai báo: Tên của bộ
đếm cần sử dụng, tín hiệu kích đếm CU hoặc CD.
Bộ đếm tiến/lùi: Khai báo
Nguyên lý hoạt động
Khi tín hiệu I0.2 chuyển từ 0 lên 1bộ đếm được đặt giá trị là 55. Giá trị đầu ra
Q4.0 =1 .
Bộ đếm sẽ thực hiên đếm tiến tại các sườn lên của tín hiệu tại chân CU khi tín
hiệu I0.0 chuyển giá trị từ "0" lên "1"
Bộ đếm sẽ đếm lùi tại các sườn lên của tín hiệu tại chân I0.1 khi tín hiệu chuyển
từ "0" lên "1" . Giá trị của bộ đếm sẽ trở về 0 khi có tín hiệu tai sườn lên của
chân R ( I0.3)
Bộ đếm tiến CU: Khai báo
Nguyên lý hoạt động
Khi tín hiệu I0.2 chuyển từ "0" lên "1" bộ đếm được đặt giá trị là 55. Giá trị đầu
ra Q4.0 =1.
Bộ đếm sẽ thực hiên đếm tiến tại các sườn lên của tín hiệu tại chân CU khi tín
hiệu I0.0 chuyển giá trị từ "0" lên "1" .Giá trị của bộ đếm sẽ trở về 0 khi có tín
hiệu tai sườn lên của chân R (I0.3). Bộ đếm sẽ chỉ đếm đến giá trị <= 999.
SVTH: Huỳnh Văn Biển
12
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bộ đếm lùi CD: Khai báo
Nguyên lý hoạt động
Khi tín hiệu I0.2 chuyển từ "0" lên "1" bộ đếm được đặt giá trị là 55. Giá trị đầu
ra Q4.0 =1.
Bộ đếm sẽ thực hiên đếm lùi tại các sườn lên của tín hiệu tại chân CD khi tín
hiệu I0.0 chuyển giá trị từ "0" lên"1".
Giá trị của bộ đếm sẽ trở về 0 khi có tín hiệu tai sườn lên của chân R(I0.3).
Bộ đếm sẽ chỉ đếm đến giá trị >= 0.
Bộ đếm tốc độ cao:
Đếm xung tốc độ cao trong PLC S7-200
- Đối với CPU 224, CPU 226 và CPU 226XM thì hổ trợ đến 6 bộ phát
xung từ HSC0-HSC5.
Mỗi 1 bộ HSC có 12 chế độ hoạt động khác nhau. Cấu hình và hoạt động của
HSC trong PLC S7-200 dựa trên các bit nhớ đặc biệt SM. Và chú ý rằng HSC thì
hoạt động độc lập với scan time có nghĩa là nó chỉ thực hiện các lệnh đếm xung
chứ không chờ cho PLC đếm xung xong mới thực hiện các network tiếp theo.
Trong 12 chế độ hoạt động của bộ đếm sẽ chia ra làm 4 nhóm đếm cơ bản
(basic types)
- Đơn phase điều khiển hướng đếm được quyết định bởi chính PLC (1
chân nhận xung)
- Đơn phase điều khiển hướng đếm bằng tín hiệu bên ngoài (1 chân nhận
xung )
- 2 phase (2 chân nhận xung)
- Phase một phần tư (2 chân nhận xung)
SVTH: Huỳnh Văn Biển
13
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ta thử đặt ra trường hợp cụ thể là có 1 encoder loại tương đối A,B,Z gắn
vào trục của động cơ. Giả sử trục động cơ gắn vào 1 bánh răng có bán kính là
500mm.Vậy ta hiểu rằng khi 1 xung Z thì encoder quay được 1 vòng, điều này
cũng có nghĩa rằng 1 xung Z băng chuyền chuyển động được 1 chu vi của bánh
răng tương đương với 2x3.14x0.5=3,14m. Và giả sử encoder của chúng ta có độ
phân giải 10 bits thì có nghĩa nếu bộ đếm đếm được 1024 thì ta hiểu băng
chuyền chuyển động được 3,14m.
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐẾM XUNG:
- Khi kích hoạt tín hiệu reset input bộ đếm sẽ xóa giá trị hiện tại và giữ
nguyên giá trị cho đến khi tín hiệu reset không kích hoạt nữa
- Khi start input kích hoạt bộ đếm sẽ bắt đầu đếm và khi start không kích
hoạt nữa nó sẽ giữ nguyên giá trị. Nếu trong lúc này chân xung vẫn có tín hiệu
xung thì các tín hiệu đó sẽ được bỏ qua.
- Khi chân reset kích hoạt trong khi chân không kích hoạt thì giá trị bộ
đếm không thay đổi. Nếu reset kích hoạt trong lúc start kích hoạt thì giá trị hiện
tại của bộ đếm bị xóa
Hình sau cho ta thấy các ngỏ vào input tương ứng với 12 chế độ hoạt động của 6
bộ đếm xung tốc độ cao từ HSC0-HSC5 trong PLC S7-200:
Theo như hình trên ta phân tích 2 trường hợp cụ thể nhé:
Nếu ta dùng bộ đếm xung HSC0 chọn chế độ hoạt động là 7 thì quy luật như sau:
- Chân I0.2 của PLC sẽ là chân reset (khi chân này kích hoạt giá trị bộ
đếm về 0)
- Chân I0.0 của PLC sẽ là chân nhận xung đếm lên (mỗi khi có 1 xung
của chân này giá trị bộ đếm tăng 1 đơn vị)
SVTH: Huỳnh Văn Biển
14
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Chân I0.1 của PLC sẽ là chân nhận xung đếm xuống (mỗi khi có 1 xung
của chân này giá trị bộ đếm giảm 1 đơn vị)
- Chân I1.5 của PLC sẽ là chân start (khi chân này kích hoạt bộ đếm bắt
đầu nhận tín hiệu xung tại chân nhận xung I1.2)
- Chân I1.4 của PLC sẽ là chân reset (khi chân này kích hoạt giá trị bộ
đếm về 0)
- Chân I1.2 của PLC sẽ là chân nhận xung (mỗi khi có 1 xung của chân
này giá trị bộ đếm tăng hoặc giảm 1 đơn vị)
- Ở đây ta thấy chân I1.3 không sử dụng cho hướng đếm vì chế độ này
thuộc nhóm 1 trong 4 nhóm kể trên (Đơn phase điều khiển hướng đếm được
quyết định bởi chính PLC). Điều này có nghĩa là khi chân start kích hoạt, PLC
bắt đầu nhận tín hiệu xung ở chân I1.2. Mỗi 1 xung của chân này bộ đếm sẽ tăng
giá trị lên 1 hoặc giảm giá trị xuống 1 đơn vị (tăng hay giảm do trạng thái của
PLC tại thời điểm đó, ta sẽ tìm hiểu phần này sau).
Ta cùng nhìn vào các hình dưới đây để hiểu rõ hơn các chế độ hoạt động của
HSC trong PLC S7-200:
Chú ý các khái niệm sau:
- Current value (CV) là giá trị hiện tại của bộ đếm và cũng là giá trị bắt
đầu của bộ đếm
- Preset value (PV) là giá trị so sánh của bộ đếm
- Counting direction là hướng đếm của bộ đếm
Cổng truyền thông của PLC sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với
giắc cắm 9 chân để phục vụ cho việc kết nối với các thiết bị lập trình khác
hoặc giữa các trạm PLC.
SVTH: Huỳnh Văn Biển
15
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.3 : Cổng nối tiếp RS485
Hình 1.4: Sơ đồ đấu dây của PLC
SVTH: Huỳnh Văn Biển
16
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2 Phần mền STEP 7 – Micro/win
1.2.1. Tìm hiểu về phần mềm lập trình PLC S7 200
Để lập chương trình chạy cho máy phần mềm lựa chọn phù hợp để
viết cho S7 200 là Step 7 Micro/Win V4 và phần mềm mô phỏng chạy trên
máy tính là Simulator 2.0. Đây là hai phần mềm cơ bản giúp người lập trình
cho PLC dễ dàng.
Yêu cầu hệ điều hành và phần cứng
Máy tính cá nhân PC, muốn cài đặt được phần mềm STEP 7-micro/WIN
phải thỏa mãn những yêu cầu sau đây:
- Microsoft Windows 2000 Service Pack 3 hoặc cao hơn, Windows XP
Home, hoặc Windows XP Professional.
- Có ít nhất 350 MB ổ đĩa cứng còn trống
- Sử dụng chế độ cài đặt font chữ nhỏ độ phân giải màn hình tối thiểu là
1024x768 pixels.
Nếu chưa có cáp để kết nối máy tính với PLC S7-200 thì ta vẫn có thể soạn
thảo chương trình ở chế độ offline và kiểm tra hoạt động của chương trình
với một phần mềm mô phỏng.
Để truyền thông với S7-200, ta cần một trong các phần cứng sau:
- PC/PPI Cable kết nối CPU S7-200 với PC qua cổng USB
- PC/PPI Cable kết nối CPU S7-200 với PC qua cổng RS232
(COM1 hoặc COM2)
- CP card (Communications processor) và cáp MPI (multipoint interface).
- EM241 modem
- CP243-1 hoặc CP243-1 IT Ethernet
SVTH: Huỳnh Văn Biển
17
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cài đặt phần mềm thực hiện theo các bước sau:
1. Đóng tất cả các ứng dụng
2. Chèn đĩa CD STEP 7-Micro/Win vào ổ đĩa CD-Rom. Chương trình sẽ
được tự động cài đặt. Ta cũng có thể khởi động chương trình cài đặt bằng
cách nhấp đúp chuột vào file “Setup.exe|” trên CD
3. Sau đó sẽ nhận được dần dần từng bước các chỉ dẫn thao tác tiếp theo
trên màn hình và hoàn thành công việc cài đặt.
4. Khi cài đặt xong, hộp thoại “set PG/PC Interface” tự động xuất hiện.
Kích “Cancel” để kết thúc.
5. Ta cần khởi động lại máy để hoàn tất việc cài đặt.
Sau khi đã cài đặt xong có thể bắt đầu soạn thảo chương trình nhờ phần
mềm STEP 7-Micro/WIN bằng cách nhấp đúp chuột vào biểu tượng STEP
7 MicroWIN trên màn hình.
Chú ý: Khi cài đặt phiên phản STEP 7-Micro/WIN V4.0 Sevice Pack 6 thì
trước tiên ta cần phải uninstall phiên bản cũ và sau đó mới cài đặt được
phiên bản này. Sau khi download ta nhấp đúp chuột vào file STEP7MicroWIN_V40_SP6.exe và thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Uninstall phiên bản STEP 7-Micro/WIN V4.0 bằng công cụ
“control panel” trong Window (menu Start /setting/control panel/add or
remove program).
Bước 2: Khởi động lại máy tính
Bước 3: Cài đặt STEP 7-Micro/WIN V4.0 Service Pack (SP6) bằng cách
nhấp đúp chuột vào file STEP7-MicroWIN_V40_SP6.exe.
Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200
Các phần tử cơ bản trong một chương trình PLC S7-200 là:
SVTH: Huỳnh Văn Biển
18
GVHD: TS.Võ Đình Tùng
