Đồ án: Điều Khiển Tay Máy Gắp Sản Phẩm Dùng PLC S7- 200

Trang chủ Tìm kiếm Trang chủ Tìm kiếm Đồ án: Điều khiển tay máy gắp sản phẩm dùng PLC S7- 200 docx 53 2 MB 88 196 4.4 ( 17 lượt) Xem tài liệu Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu Tải về Đang chuẩn bị: 60 Bắt đầu tải xuống Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên Chủ đề liên quan Điều khiển tay máy gắp sản phẩm Đồ án cơ khí chế tạo máy Đồ án tự động hóa Tay máy gắp sản phẩm Tự động hóa trong sản xuất Kỹ thuật điều khiển PLC

Nội dung

ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 LỜI NÓI ĐẦU Robot và công nghệ cao là những khái niệm của sản xuất tự động hoá hiện đại. Một đặc điểm quan trọng của robot công nghiệp là chúng cho phép dễ dàng kết hợp những việc phụ và chính của một quá trình sản xuất thành một dây chuyền tự động. So với các phương tiện tự động hoá khác, các dây chuyền tự động dùng robot có nhiều ưu điểm hơn như dễ dàng thay đổi chương trình làm việc, có khả năng tạo ra dây chuyền tự động từ các máy vạn năng, và có thể tự động hoá toàn phần. Tự động hóa là một nhu cầu không thể thiếu trong quá trình sản xuất ngày nay. Việc ứng dụng tay máy scara vào tự động hóa dây chuyền sản xuất mà cụ thể hơn ở đây là dây chuyền phân loại sản phẩm trên băng chuyền giúp cho việc sản xuất trở nên linh hoạt hơn, hiệu quả hơn. Với nhu cầu tìm hiểu về hệ thống tự động trong sản xuất và với kiến thức của sinh viên năm thứ 3 tại trường đại học chúng em chọn đề tài “ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM DÙNG PLC S7 200” để nghiên cứu và tìm hiểu. Do yêu cầu về kiến thức về thiết kế, tính toán và điều khiển chính xác đối với thiết kế phần cứng là rất cao nên nhóm chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, rất mong muốn được sự chỉ bảo thêm của các thầy, cô và đóng góp của bạn bè để đồ án được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.s Phạm Thị Hồng Hạnh đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này ! ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................1 MỤC LỤC.................................................................................................................2 CHƯƠNG I GIỚI THIÊU CHUNG..........................................................................4 1. Tay máy công nghiệp.........................................................................................4 2. Cảm Biến...........................................................................................................4 2.1 Cảm biến từ E2E (Phát hiện sắt từ):...........................................................5 2.2 Cảm biến quang:.........................................................................................5 3. Công tắt hành trình:..........................................................................................6 4. Công tắc............................................................................................................7 5. Nút ấn...............................................................................................................8 6. Rơle..................................................................................................................8 7. Động Cơ Một Chiều DC:...............................................................................10 7.1 Cấu tạo động cơ DC.................................................................................10 7.1.1. Phần cảm (stato):..................................................................................11 7.1.2 Phần ứng (roto):.....................................................................................11 7.1.3. Cổ góp:.................................................................................................12 7.1.4. Chổi điện:.............................................................................................12 7.2 Nguyên lý làm việc...................................................................................12 8. Khí nén...........................................................................................................14 8.1. Máy nén khí:.............................................................................................14 8.2. Bình trích chứa khí nén:...........................................................................15 8.3. Mạng đường ống dẫn khí nén:..................................................................15 8.4. Van đảo chiều:..........................................................................................15 8.5. Cơ cấu chấp hành.....................................................................................17 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 8.5.1. Nhiệm vụ...............................................................................................17 8.5.2. Xi lanh..................................................................................................18 9. Băng tải...........................................................................................................19 CHƯƠNG II. TÌM HIỂU KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN PLC..................................20 2.1 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển:...............................................20 2.2. Giới thiệu về PLC:.......................................................................................20 2.3 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC......................................................21 2.4 Các hoạt động xử lý bên trong PLC.............................................................23 2.5 PLC Simatic S7-200 CPU 224.....................................................................24 2.5.1 Cấu trúc phần cứng của CPU 224 AC/DC/RLY...................................24 2.5.2 Cấu trúc bộ nhớ:....................................................................................26 2.5.3 Mở rộng cổng vào ra.............................................................................27 2.5.4 Thực hiện chương trình của S7-200......................................................29 2.5.5 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 224..............................................29 CHƯƠNG III. ỨNG DỤNG PLC S7-200 CPU224 VIẾT LADDER CHO TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM.........................................................................................47 3.1 Bảng địa chỉ I/O cho cơ cấu.........................................................................47 3.2 Chương trình LAD của mô hình..................................................................48 3.3 Sơ đồ đấu dây mô hình................................................................................53 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN......................................................................................54 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 CHƯƠNG I GIỚI THIÊU CHUNG 1. Tay máy công nghiệp Tay máy ( Manipulator ) là cơ cấu cơ khí gồm các khâu khớp. Chúng hình cánh tay để tạo các chuyển động cơ bản cổ tay tạo nên sự khéo léo, linh hoạt và bàn tay ( End Effector ) để trực tiếp hoàn thành các thao tác trên đối tượng . - Kết cấu của tay máy . Các tay máy có điểm chung về kết cấu là gồm có các khâu được nối với nhau bằng các khớp để hình thành một chuỗi động học hở, tính từ phần công tác. Các khớp phổ biến là khớp trượt và khớp quay. Tùy theo số lượng và cách bố trí các khớp mà người ta có thể tạo ra tay máy kiểu tọa độ đề các , tọa độ trụ, tọa độ cầu, SCARA, và kiểu tay người ( Anthropomorpnic ). 2. Cảm Biến Để điều khiển chuyển động của các xy lanh khí nén hay các loại cơ cấu chấp hành khác cần có sự phát hiện sự dịch chuyển, hay nói cách khác là có sự thay đổi về vị trí hoặc thay đổi các thông số của quá trình trong hệ thống điều khiển. Trong phần này, chúng ta đề cập chủ yếu đến các loại cảm biến phát hiện hai trạng thái ON - OFF. Tiếp điểm của cảm biến chia ra làm 2 loại: thường đóng (Normal Closed – NC) và thường mở (Normal Open – NO). Công tắc hành trình thường có cả 2 loại tiếp điểm NO và NC nhưng với một cực chung. Khi có tín hiệu tác động thì sẽ chuyển đổi trạng thái của 2 tiếp điểm này: tiếp điểm thường mở đóng lại và tiếp điểm thường đóng mở ra. 24V 24V 24V Fe 0V Caû m bieá n quang 0V Caû m bieá n ñieä n dung 0V Caû m bieá n caû m öù ng töø ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 2.1 Cảm biến từ E2E (Phát hiện sắt từ):  Dùng để phát hiện các vật thể bằng kim loại, thường dùng để khống chế các hành trình. Khoảng cách phát hiện của cảm biến loại này phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu của vật cảm biến, các vật liệu có từ tính hoặc kim loại có chứa sắt sẽ có khoảng cách phát hiện xa hơn các vật liệu không có từ tính.  Đa chức năng, khoảng cách phát hiện tới 30mm  Vỏ bọc đồng thau hoặc thép không gỉ cho độ bền cao  Các model DC 2 dây, 3 dây và 4 dây (NO + NC).  Ứng dụng vào mô hình tại các cơ cấu Input:  I0.3 (Ta) cảm biến xác định vị trí tay máy bên trên.  I0.4 ( Tb) cảm biến xác định vị trí tay máy bên dưới  I0.5 (Tc) cảm biến xác định vị trí tay máy bên trái.  I0.6 (Td) cảm biến xác định vị trí tay máy bên phải 2.2 Cảm biến quang: Ánh sáng từ nguồn sáng được tập trung bởi thấu kính hội tụ và chiếu thẳng vào vật. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Tia sáng phản xạ từ vật được tập trung lên dụng cụ cảm biến vị trí (PSD: position sensing device) bằng thấu kính thu. Nếu vị trí vật ( khoảng cách đến thiết bị đo) thay đổi, hình ảnh vị trí vật hình thành trên PSD sẻ khác đi và nếu ở trạng thái cân bằng của hai ngõ ra PSD thay đổi ảnh vị trí vật hình thành trên PSD sẽ khác đi và trạng thái cân bằng của 2 PSD cũng thay đổi. Thông Số Kỹ Thuật Hình ảnh  Khoảng cách thu nhận tín hiệu: 50cm.  Điện áp ngõ ra: 12 - 240VDC hoặc 12 -240VAC.  Dòng tiêu thụ max DC/AC: 3mA max. Ứng dụng mô hình tại cơ cấu input  I0.7 (PDA) cảm biến xác định có sản phẩm. 3. Công tắt hành trình: Công tắt hành trình trước tiên là cái công tắc tức là làm chức năng đóng mở mạch điện, và nó được đặt trên đường hoạt động của một cơ cấu nào đó, sao cho khi cơ cấu đến 1 vị trí nào đó sẽ tác động lên công tắc. Hành trình có thể là tịnh tiến hoặc quay. Khi công tắc hành trình được tác động thì nó sẽ làm đóng hoặc ngắt một mạch điện do đó có thể ngắt hoặc khởi động cho một thiết bị khác. Người ta có thể dùng công tắc hành trình vào các mục đích như: Giới hạn hành trình ( khi cơ cấu đến vị trí dới hạn tác động vào công tắc sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu -> nó không thể vượt qua vị trí giới hạn) ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Hành trình tự động: Kết hợp với các role, PLC hay VDK để khi cơ cấu đến vị trí định trước sẽ tác động cho các cơ cấu khác hoạt động (hoặc chính cơ cấu đó). Công tắc hành trình được dùng nhiều trong các dây chuyền tự động... Các công tắc hành trình có thể là các nhút nhấn (button) thường đóng, thường mở, công tắc 2 tiếp điểm, và cả công tắc quang. 4. Công tắc Trong kỹ thuật điều khiển, công tắc, nút ấn thuộc phần tử đưa tín hiệu. Có hai loại công tắc thông dụng: công tắc đóng – mở và công tắc chuyển mạch quay. Công tắc đóng mở Công tắc chuyển mạch Công tắc và ký hiệu của công tắc ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 5. Nút ấn - Nút ấn đóng- mở: Khi chưa tác động thì chưa có dòng điện chạy qua (mở), khi tác động thì dòng điện sẽ đi qua - Nút ấn chuyển mạch sẽ chuyển trạng thái của mạch Nút ấn đóng – mở Rơ le đóng mạch Cấu tạo và ký hiệu nút ấn Nút ấn đóng mở Nút ấn khẩn cấp Một số hình ảnh của nút ấn 6. Rơle Trong kỹ thuật điều khiển, rơle được sử dụng như phần tử xử lý tín hiệu. Có nhiều loại rơle khác nhau tùy vào công dụng. Nguyên tắc hoạt động của rơle là từ trường của cuộn dây, trong quá trình đóng mở sẽ có hiện tượng tự cảm a. Rơle đóng mạch - Nguyên lý làm việc: Khi dòng điện vào cuộn dây cảm ứng, xuất hiện lực từ trường sẽ hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điểm. Các tiếp điểm đó có thể là tiếp điểm chính để đóng , mở mạch chính và các tiếp điểm phụ để đóng, mở mạch điều khiển. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 - Ký hiệu Rơ le đóng mạch b. Rơle điều khiển - Nguyên lý hoạt động: tương tự như rơle đóng mạch nhưng khác rơle đóng mạch ở chỗ chỉ dùng cho mạch điều khiển có công suất nhỏ và thời gian đóng mở các tiếp điểm rất nhỏ (từ 1ms đến 10ms). - Cấu tạo và ký hệu Cấu tạo và ký hiệu rơle điều khiển c. thời gian đóng chậm Rơle - Nguyên lý làm việc: Tương tự như rơle thời gian tác động chậm của phần tử khí nén. Gồm các phần tử: điot tương tự van 1 chiều, tụ điện như bình chứa, điện trở R như van tiết lưu. Ngoài ra tụ điện còn có nhiệm vụ giảm điện áp quát tải trong quá trình ngắt. d. Rơle thời gian ngắt chậm ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 - Nguyên lý làm việc: tương tự như rơle thời gian ngắt chậm của phần tử khí nén. Gồm các phần tử: điot như van đảo chiều, tụ điện như bình chứa, điện trở R 1 như van tiết lưu. Ngoài ra tụ điện còn có nhiệm vụ giảm điện áp quá tải trong quá trình ngắt. - Cấu tạo và ký hiệu 7. Động Cơ Một Chiều DC: Động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng như : băng tải, thang máy, máy ép… Nhược điểm chủ yếu của động cơ 1 chiều là cổ góp có cấu tạo phức tạp, đắt tiền và kém tin cậy. Cần phải có nguồn điện 1 chiều kèm theo. 7.1 Cấu tạo động cơ DC Những phần chính gồm có: vỏ, trục, phần cảm (stato), phần ứng (roto),cổ góp, chổi điện. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 7.1.1. Phần cảm (stato): Stato gồm có lõi thép và cuộn dây kích từ. Cuộn dây kích từ được đặt vào trong lỏi thép để tạo thành một nam châm điện. Trong động cơ nhỏ stato có thể là một nam châm vĩnh cửu. Tuy nhiên trong động cơ lớn thường là nam châm điện. 7.1.2 Phần ứng (roto): Roto gồm có lõi thép và dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kỷ thuật phủ sơn cách điện ghép lại. Dây quấn phần ứng có dạng cuộn và được đặt trong cách rãnh của lõi thép. Roto được lồng vào giữa các cuộn dây kích từ, được đỡ bằng ổ bi và nắp vỏ. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 7.1.3. Cổ góp: Cổ góp bao gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn ở đầu trục roto 7.1.4. Chổi điện: Chổi điện hay còn gọi là chổi than. Các chổi điện được tỳ chặt lên mặt cổ góp nhờ lò xo và giá chổi điện gắn trên nắp máy để cung cấp điện áp 1 chiều cho động cơ. Chức năng của chổi than – vành góp là để đưa điện áp một chiều và đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng. Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ (một nửa có cực từ âm, một nửa có cực từ dương). 7.2 Nguyên lý làm việc Sơ đồ nguyên lý của động cơ DC Như ta thấy ở trên động cơ điện 1 chiều có hai phần tử điện là dây quấn kích từ và dây quấn phần ứng. Dây quấn phần ứng làm từ dây dẫn điện có các đầu được nối với cổ góp. Điện áp 1 chiều được đặt vào cuộn dây phần ứng thong qua chổi than tỳ lên cổ góp. - Khi đặt điện áp 1 chiều Vf vào cuộn dây kích từ, một nam châm điện với các cực bắc nam hình thành và sinh ra từ trường gọi là từ trường cực từ. Từ trường này tĩnh ( không quay). ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 - Khi cho điện áp 1 chiều Va vào 2 chổi điện , trong dây quấn phần ứng sẻ có dòng điện 1 chiều Ia đi qua và sinh ra 1 từ trường gọi là từ trường phần ứng. Từ trường cực từ và từ trường phần ứng sẻ tương tác với nhau và làm cho trục động cơ quay. Từ trường cực từ và từ trường phần ứng Khi roto quay sinh ra một điện áp phần ứng ( sức điện động cảm ứng) Ea trên dây quấn . Ea có chiều ngược với Va nên gọi là sức phản điện, sẻ làm giảm điện áp đặt vào phần ứng. Độ lớn của sức phản điện phụ thuộc vào số vòng dây quấn trong cuộn dây, mật độ từ thong và tốc độ quay của roto. Ảnh hưởng của sức điện động cảm ứng lên điện áp đặt vào roto ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Khi có dòng điện chạy trong cuộn dây đặt trong từ trường, lực điện từ sẻ tạo ra momen làm quay khung dây. Cổ góp có tác dụng đổi chiều sau mỗi nữa chu kỳ quay. Ưu điểm: - Động cơ DC có mô-men quay cao,thời gian đáp ứng nhanh. - Giá thành không cao - Cho phép điều khiển điện áp chính xác, mà cần thiết với tốc độ và các ứng dụng điều khiển mô-men. - Động cơ DC hoạt động tốt hơn so với động cơ AC trên thiết bị kéo. - . Động cơ DC được thuận tiện cầm tay và rất thích hợp cho các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như các công cụ công nghiệp cầm tay máy móc thiết bị 8. Khí nén Các phần tử khí nén: 8.1. Máy nén khí: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Phân làm 2 loại : - Phân loại theo áp suất.  Máy nén khí áp suất thấp p = 15 bar  Máy nén khí áp suất rất cao p>= 300 bar ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 - Phân loại theo nguyên lý hoạt động. + Máy nén khí theo nguyên lý trao đổi thể tích: Máy nén khí kiểu pittong, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. + Máy nén khí tuabin: Máy nén khi ly tâm và máy nén khí theo chiều trục. 8.2. Bình trích chứa khí nén: Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và được xử lý thì cần phải có một bộ phận lưu trữ để sử dụng. Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngưng tụ và tách nước. Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào công suất của máy nén khí và công suất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng, ngoài ra kích thước này còn phụ thuộc vào phương pháp sử dụng: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn. 8.3. Mạng đường ống dẫn khí nén: Mạng đường ống dẫn khí nén là thiết bị truyền dẫn khí nén từ máy nén khí đến bình trích chứa rồi đến các phần tử trong hệ thống điều khiển và cơ cấu chấp hành. 8.4. Van đảo chiều: Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng mở hay thay đổi vị trí các cửa van để thay đổi hướng của dòng khí nén. Trạng thái khi OFF và ON của van đảo chiều. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 * Ký hiệu của van đảo chiều Vị trí của nòng van được ký hiệu bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái o,a ,b ,c ,… hay các chữ số 0, 1, 2, … a o b a b Vị trí ‘không’ là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu bên ngoài vào. Đối với van có 3 vị trí, thì vị trí ở giữa, ký hiệu ‘o’ là vị trí ‘không’. Đối với van có 2 vị trí thì vị trí ‘không’ có thể là ‘a’ hoặc ‘b’, thông thường vị trí bên phải ‘b’ là vị trí ‘không’. a b Hình 1.27: Kí hiệu cửa xả khícó mối nối cho ống dẫn, còn cửa xả khí có Trường hợp a là cửa xả khí không mối nối cho ống dẫn khí là trường hợp b. Bên trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường mũi tên biểu diễn hướng chuyển động của dòng khí nén qua van. Khi dòng bị chặn thì được biểu diễn bằng dấu 4(B) 2(A) gạch ngang. 0 1 Cửa nối điều khiển14(Z) 12(Y) Cửa nối điều khiển Cửa 1nối với cửa 4 5(S) Cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn Cửa 1nối với cửa 2 3(R) Cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn 1(P) Nối với nguồn khí nén Hình 1.28: Ký hiệu và tên gọi của van đảo chiều ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Hình trên là ký hiệu của van đảo chiều 5/2 Trong đó: 5 : chỉ số cửa và 2 : chỉ số vị trí. Cách gọi tên và ký hiệu của một số van đảo chiều: TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU Van đảo chiều 2/2 Van đảo chiều 4/2 Van đảo chiều 5/2 * Tín hiệu tác động: Tín hiệu tác động vào van đảo chiều có 4 loại là: tác động bằng tay, tác động bằng cơ học, tác động bằng khí nén và tác động bằng nam châm điện. Tín hiệu tác động từ 2 phía ( đối với van đảo chiều không có vị trí ‘không’) hay chỉ từ 1 phía (đối với van đảo chiều có vị trí ‘không’). 8.5. Cơ cấu chấp hành. 8.5.1. Nhiệm vụ Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể chuyển động thẳng (xilanh) hoặc chuyển động quay (động cơ khí nén). ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 8.5.2. Xi lanh. Xilanh tác dụng đơn - Áp lực khí nén chỉ tác động vào một phía của xilanh, phía còn lại do ngoại lực hay lò xo tác động. - Một số loại xilanh tác động 1 chiều: a b Chiều tác động ngược lại do ngoại lực (a) và do lo xo (b) Xilanh tác động 2 chiều (xilanh tác động kép). Khí nén được đưa vào 2 phía của xilanh, do yêu cầu điều khiển mà xilanh đi vào hay đi ra sẽ tuỳ thuộc vào việc đưa khí nén vào phía nào của xilanh. Xilanh quay Hình biểu diễn tượng trưng của xilanh quay. Hai ngõ vào điều khiển để điều khiển pittong có răng di chuyển qua lại. Khi cần pittong di chuyển sẽ ăn khớp với 1 bánh răng làm bánh răng quay. Trục bánh răng sẽ được gắn với cơ cấu chuyển động. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Ưu nhược điểm của khí nén: Ưu điểm:  Không gây ô nhiễm môi trường.  Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa do độ nhớt động học của khí nén nhỏ, tổn thất trên dọc đường thấp.  Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo. Nhược điểm:  Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền cũng thay đổi.  Dòng khí nén thoát ra gây tiếng ồn lớn.  Bình khí nén có kích thước lớn, cồng kềnh. 9. Băng tải Băng tải là một cơ chế hoặc máy có thể vận chuyển một tải đơn (thùng carton, hộp, túi..) từ một điểm A đến một điểm B Hệ thống băng tải là thiết bị truyền tải có tính kinh tế cao nhất trong ứng dụng vận chuyển hàng hóa nguyên vật liệu trong quá trình sản xuất Thành phần và cấu tạo băng tải : - Một động cơ giảm tốc, trục vít và bộ điều khiển tốc dộ - Bộ con lăn, truyền lực chủ động - Hệ thống khung đỡ con lăn - Hệ thống dây băng hoặc con lăn ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 CHƯƠNG II. TÌM HIỂU KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN PLC 2.1 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển: Hệ thống điều khiển là gì? Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử. Nó dùng để vận hành một quá trình một cách ổn định, chính xác và thông suốt. Hệ thống điều khiển dùng rơle điện: Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60 và 70, những máy móc tự động được điều khiển bằng những rơle điện từ như các bộ định thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ. Những thiết bị này được liên kết với nhau để trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bên trong panel điện ( tủ điều khiển). Như vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủ điều khiển rất lớn. Điều đó dẩn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi bị hỏng rất phức tạp và khó khăn. Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điều khiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu. Hệ thống điều khiển dùng PLC: Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện. những năm 80, người ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinh cậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đem lại hiệu quả kinh tế cao đó là bộ điều khiển PLC. 2.2. Giới thiệu về PLC: Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968. Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp của nước ta như là 1 giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa các quá trình sản xuất. Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điều khiển lập trình đạt được những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Như vậy, PLC là một máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic mạnh. PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa. 2.3 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC  Cấu trúc  Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi. Toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6  Hệ thống bus Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Module khác nhau. Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu. Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC.  Bộ nhớ Bao gồm các loại bộ nhớ RAM, ROM, EEFROM, là nơi lưu trữ các thông tin cần xử lý trong chương trình của PLC. Bộ nhớ được thiết kế thành dạng module để cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển với các kích cỡ khác nhau. Muốn mở rộng bộ nhớ chỉ cần cắm thẻ nhớ vào rãnh cắm chờ sẵn trên module CPU.Bộ nhớ có một tụ dùng để duy trì dữ liệu chương trình khi mất điện Kích thước bộ nhớ:  Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 - 1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo.  Các PLC loại lớn có kích thước từ 1-16K, có khả năng chứa từ 2000 - 16000 dòng lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.  Các ngõ vào ra I/O Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module (các đầu vào của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra (các đầu ra của PLC). Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêu xử lý là 12/24 VDC hoặc 100/240 VAC. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/ O được cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản. Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra.  Bộ nguồn: Biến đổi từ nguồn cấp bên ngoài vào để cung cấp cho sự hoạt động của PLC.  Khối quản lý ghép nối Dùng để phối ghép giữa PLC với các thiết bị bên ngoài như máy tính, thiết bị lập trình, bảng vận hành, mạng truyền thông công nghiệp. 2.4 Các hoạt động xử lý bên trong PLC - Xử lý chương trình Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽ được trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ. PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho đến cuối chương trình. Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau:  Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành.  Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình. Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6  Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các module đầu ra. -Xử lý xuất nhập Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I/O trong PLC:  Cập nhật liên tục Điều nay đòi hỏi CPU quét các lệnh ngõ vào (mà chúng xuất hiện trong chương trình), khoảng thời gian delay được xây dựng bên trong để chắc chắn rằng chỉ có những tín hiệu hợp lý mới được đọc vào trong bộ nhớ vi xử lý. Các lệnh ngõ ra được lấy trực tiếp tới các thiết bị. Theo hoạt động logic của chương trình , khi lệnh OUT được thực hiện thì các ngõ ra cài lại vào đơn vị I/O, vì thế nên chúng vẫn giữ được trạng thái cho tới khi lần cập nhật kế tiếp. 2.5 PLC Simatic S7-200 CPU 224 2.5.1 Cấu trúc phần cứng của CPU 224 AC/DC/RLY S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của Hãng SIEMENS (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu Modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU-224 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 PLC Siemens S7-200, CPU 224, 14 vào, 10 ra relay, nguồn 220 VAC PLC S7-200, CPU 224. 6ES7214-1BD23-0XB8 Nguồn cung cấp: 220 VAC. Ngõ vào: 14 DI DC. Ngõ ra: 10 DO Relay. Bộ nhớ chương trình: 12KB. Bộ nhớ dữ liệu: 8KB. Profibus DP extendable. Điều khiển PID: Có. Phần mềm: Step 7 Micro/WIN. Thời gian xử lý 1024 lệnh nhị phân : 0.37ms. Bit memory/Counter/Timer : 256/256/256. Bộ đếm tốc độ cao: 6 x 60 Khz. Bộ đếm lên/xuống: Có. Ngắt phần cứng: 4. Số đầu vào/ra có sẵn: 14 DI / 10DO. Số đầu vào / ra số cực đại ( nhờ lắp ghép thêm Modul số mở rộng: DI/DO/MAX: 94 / 74 / 168 Số đầu vào / ra tương tự ( nhờ lắp ghép thêm Modul Analog mở rộng: AI/AO/ MAX: 28 / 7/ 35 hoặc 0 / 14 / 14. IP 20 Kích thước: Rộng x Cao x Sâu : 120 x 80 x 62. Các đèn báo trên S7-200 CPU224  SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng.  RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.  STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương trình và đang thực hiện lại. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6  Chế độ làm việc PLC có 3 chế độ làm việc:  RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN sang STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP.  STOP: Cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP.  TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc RUN hoặc STOP.  Cổng truyền thông S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 38.400 baud. Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có thể dùng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm với máy lập trình. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC / PPI với bộ chuyển đổi RS232/ RS485. 2.5.2 Cấu trúc bộ nhớ: Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6  Vùng chương trình Là nguồn nhờ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.  Vùng tham số Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm, … cũng giống như vùng chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.  Vùng dữ liệu Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương trình. Nó có thể được truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (W-Word) hoặc theo từ kép (DW_ Double Word), vùng dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu theo từ tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau: V : Variable Memory. I : Input image register. O : Output image regiter. M : Internal Memory bits. SM: Special Memory bits. Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc từ kép (double word).  Vùng đối tượng Bao gồm các thanh ghi Timer, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào ra, thanh ghi AC. Vùng này không thuộc kiểu Non-Volatile nhưng đọc/ ghi được . 2.5.3 Mở rộng cổng vào ra CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 Modul. Các modul mở rộng tương tự và có thể mở rộng cổng vào của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích . Địa chỉ của các vị trí ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 của các modul được xác định cùng kiểu . Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại. Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương tự với số đầu vào/ra của modul. CPU224 Modul 0 Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 4vào/4ra 8 vào 3vào/1ra 8 ra 3vào/1ra Analog I0.0 Q0.0 I2.0 I3.0 AIW 0 Q3.0 AIW8 I0.1 Q0.1 I2.1 I3.1 AIW 2 Q3.1 AIW12 I0.2 Q0.2 I2.2 I3.2 AIW 4 Q3.2 AQW 4 I0.3 Q0.3 I2.3 I3.3 Q3.3 I0.4 Q0.4 Q2.0 I3.4 Q3.4 I0.5 Q0.5 Q2.1 I3.5 I0.6 Q0.6 Q2.2 I3.6 Q3.6 I0.7 Q0.7 Q2.3 I3.7 Q3.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 AQW 0 Q3.5 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Bảng địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 224 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 2.5.4 Thực hiện chương trình của S7-200 PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. 4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào 2.Thực hiện 3. Truyền thông và tự kiểm tra lỗiSơ đồ vòng quét của chương trình chương trình Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thông thường lệnh không làm việc trực tiếp cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn (1) và (4) do CPU quản lý. 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 lệnh này trực tiếp với cổng vào và ra. 2.5.5 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 224 Phương pháp lập trình S7-200 biểu diễn chương trình dưới dạng một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh và khối chương trình theo thứ tự quy định. Các lệnh và khối này sẽ lần lượt được quét trong chương trình từ đầu đến cuối trong một vòng quét. PLC sẽ làm việc ngay tại vòng quét đầu tiên và từ đó thực hiện liên tục chu kỳ quét. Trong mỗi vòng quét nếu có một lệnh được gọi PLC sẽ nhận lệnh đó và thực hiện, nếu không quét kịp thì tại vòng quét tiếp theo sẽ thực hiện. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Có ba phương pháp lập trình cơ bản: - Lập trình hình thang (LAB – Ladder Logic). - Phương pháp khối hàm (FBD – Funtion Block Diagram). - Phương pháp liệt kê câu lệnh (STL – Statement List). Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD hoặc FBD thì có thể chuyển sang dạng STL nhưng không phải mọi chương trình viết bằng STL đều có thể chuyển sang hai dạng kia. LAD Là ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ mô phỏng theo mạch relay. Các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic. - Tiếp điểm: Mô tả các tiếp điểm dùng trong mạch relay, toán hạng của tiếp điểm dùng trong chương trình là bit. Có hai loại tiếp điểm: thường đóng và thường mở - Cuộn dây: mô tả cuộn dây relay. Toán hạng sử dụng là bit. - Hộp: Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau làm việc khi có tín hiệu đến kích. Những hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các hàm tạo thời gian (Timer), hàm đếm (Counter) và các hàm toán học. - Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn chỉnh. Thông thường các tín hiệu điện phải đi từ dây nóng qua thiết bị rồi đến dây trung hoà sau đó về nguồn, tuy nhiên trong phần mềm lập trình chỉ thể hiện dây nóng và bên trái và các đường nối đến thiết bị từ đó. STL Phương pháp liệt kê lệnh là phương pháp lập trình bằng cách tập hợp các câu lệnh, mỗi câu lệnh thể hiện một chức năng của chương trình. Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng ngăn xếp. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau từ S0 – S8. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bít đầu tiên (S0) và bit thứ hai (S1) của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi hoặc nối thêm vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp thì ngăn xếp sẽ được kéo lên một bit. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Ngăn xếp và tên bit: S0 Bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp S1 Bit thứ hai của ngăn xếp S2 Bit thứ ba của ngăn xếp S3 Bit thứ tư của ngăn xếp S4 Bit thứ năm của ngăn xếp S5 Bit thứ sáu của ngăn xếp S6 Bit thứ bảy của ngăn xếp S7 Bit thứ tám của ngăn xếp S8 Bit thứ chín của ngăn xếp FBD: Là phương pháp lập trình khối hàm mô phỏng các lệnh và khối làm việc trong mạch số. Các phần tử cơ bản trong phương pháp này là các khối lệnh được liên kết với nhau Tập Lệnh S7-200 Tập lệnh của S7-200 chia làm ba nhóm: - Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp. - Các lệnh chỉ thực hiện khi bit đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. - Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh hay còn gọi là nhóm lệnh điều khiển chương trình. Cả ba phương pháp đều sử dụng ký hiệu I để chỉ các lệnh làm việc tức thời, tức là giá trị được chỉ định trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo đồng thời được chuyển ngay đến tiếp điểm được chỉ dẫn ngay trong lệnh ngay khi được thực hiện chứ không phải chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi của vòng quét. Điều đó khác với lệnh không tức thời là giá trị chỉ chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Các nhóm lệnh được cho trong cây lệnh của S7-200: - Bit Logic: Tập lệnh làm việc với bit. - Clock: Tập lệnh làm việc với thời gian của hệ thống. - Communication: Tập lệnh truyền thông. - Compare: Tập lệnh so sánh. - Convert: Tập lệnh biến đổi. - Counter: Tập các bộ đếm. - Floating-Point Math: Tập lệnh toán học làm việc với số thực. - Integer Math: Tập lệnh toán học làm việc với số nguyên. - Interupt: Tập lệnh làm việc với chương trình ngắt. - Logical Operations: Tập lệnh các phép tính logic biến đổi. - Move: Tập lệnh di chuyển dữ liệu. - Programe Control: Tập lệnh điều khiển chương trình. - Shift/Rotate: Tập lệnh dịch/quay làm việc với thanh ghi. - String: Tập lệnh làm việc với chuỗi. - Table: Tập lệnh làm việc với bảng dữ liệu. - Timers: Tập các bộ định thời gian - Call Subroutin: Tập lệnh gọi các chương trình con. Các lệnh cơ bản được sử dụng trong S7-200 (Các lệnh sau đây chỉ được mô tả cho phương pháp lập trình LAD ): ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 1. Các lệnh làm việc với bit logic Lệnh Mô tả Toán hạng Kiểu dữ liệu Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi bit = 1 bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L Bool Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi bit = 1 bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L Bool bit: I Bool bit: I Bool Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi bit = 1 Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi bit = 1 Đảo giá trị của bít đầu tiên trong ngăn Không xếp (đảo trạng thái của đầu ra) Bit đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị bằng 1 trong khoảng thời gian bằng thời gian của một vòng quét khi phát hiện sườn lên của tín hiệu đầu vào Không bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L Bool Bit đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị bằng 1 trong khoảng thời gian bằng thời gian của một vòng quét khi phát hiện bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L sườn xuống của tín hiệu đầu vào Bool Cuộn dây đầu ra ở trạng thái ON khi có tín hiệu điều khiển đi qua Cuộn dây đầu ra ở trạng thái ON tức thời khi bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L Bool bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L Bool có tín hiệu điều khiển đi qua bit: I,Q,M,V,SM,T,C,S,L n : IB, Set một mảng gồm n tiếp điểm tính từ QB,MB,VB,SMB,SB, tiếp điểm “bit”(n IN2 Byte Lệnh so sánh giá trị hai byte IB,QB,MB,VB,SMB,SB,LB, IN1 và IN2.Trạng thái tiếp AC,*VD,*AC,*LD,Constand. điểm là đóng khi IN1< IN2 Byte Lệnh so sánh giá trị hai byte IB,QB,MB,VB,SMB,SB,LB, IN1 và IN2.Trạng thái tiếp AC,*VD,*AC,*LD,Constand. điểm là đóng khi IN1< = IN2 Byte ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 3 Tập Lệnh Bộ Tạo Thời Gian Lệnh TON Txx IN PT Mô tả Toán hạng Đây là lệnh đếm thời gian kích hoạt khi đầu vào kích là ON. Khi giá trị đếm tức thời trong thanh ghi CT >= giá trị đặt trước trong thanh ghi PT thì bit trạng thái của bộ timer Txxx sẽ ON. Khi tín hiệu đầu vào EN là OFF thì bit Txxx sẽ chuyển trạng thái sang OFF và giá trị tức thời trong CT sẽ được set về 0. Khi đầu vào EN là ON thì giá trị tức thời trong thanh ghi CT sẽ tăng dần đến 32676 trừ khi đầu EN là OFF. Txxx : hằng số Kiểu dữ liệu Word EN : đầu vào kích Bool PT : IW,QW,VW, MW,SMW,T,C, Constand,LW,SW, AIW,*AC,*VD, *LD,AC Interger Bộ TONR cũng hoạt động tương tự nhưng bit thái trạngvà thanh ghi CV vẫn giữ nguyên khi đầu EN vào là OFF trừ khi có lệnh reset bộ TONR. Txxx Hằng có số thể được sử dụng như một toán hạng PT : IW, QW,VW, MW,SMW,T,C, Constand,LW,SW, AIW,*AC, Interger kiểu Int để lấy giá trị tức thời và toán hạng kiểu Bit *VD,*LD,AC Bit Txxx có cùng trạng thái với đầu vào EN,tại PT : IW,QW,VW, Interger MW,SMW,T,C, thời điểm này giá trị trong thanh ghi CT = 0. Constand,LW,SW, Tại thời điểm khi có tín hiệu sườn xuống của AIW,*AC, *VD,*LD,AC đầu vào EN giá trị trong thanh ghi sẽ tăng dần đến khi CT = PT thì Txxx xuống mức thấp đồng thời CT giữ nguyên giá trị đến khi có tín hiệu sườn lên mới tại đầu vào EN.Có thể xoá giá trị trong CT và Txxx bằng lệnh Reset. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 4 Tập LệnhBộ Đếm Lệnh Mô tả Bộ đếm lên CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào CU tức là đếm số lần thay đổi trạng thái từ 0 lên 1 của đầu vào CU. Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi Cword. Nội dung của thanh ghi C-word được gọi là giá trị đếm tức thời luôn được so sánh với giá trị đặt trước PV. Khi C-word >= PV thì C-bit được set lên 1, còn nếu không thì giá trị C-bit = 0. Khi đầu vào R có mức 1 thì bộ đếm sẽ được reset về 0 cả C-word và Cbit. Bộ đếm ngừng đếm khi C-word đạt giá trị cực đại là 32767. Toán hạng Cxxx : hằng số CU,R: đầu vào cho phép đếm PT: IW,QW,VW, MW,SMW,T,C, Constand,LW,SW, AIW,*AC,*VD, *LD,AC Kiểu dữ liệu Word Bool Interger Khai báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến theo sườn Cxxx : hằng số Word lên của tín hiệu đầu vào CU và đếm lùi theo CU,R :đầu vào sườn lên của tín hiệu đầu vào CD. Khi giá trị cho phép đếm đếm tức thời C- word >= PV thì C-bit có giá trị Bool logic 1, ngược lại C- bit có giá trị logic 0. Bộ đếm ngừng đếm tiến khi giá trị C-word đạt PT : IW,QW,VW, MW,SMW,T,C, 32767 và ngừng đếm lùi khi giá trị C-word đạt Constand,LW,SW, AIW,*AC,*VD, cực tiểu là - 32767 *LD,AC Interger Khai báo bộ đếm lùi theo sườn lên của tín hiệu Cxxx : hằng số Word đầu vào CD. Khi có sườn lên của tín hiệu đầu CU,R :đầu vào cho vào LD thì giá trị đặt trước PV được tải vào phép đếm thanh ghi tức thời C-word, khi có sườn lên của PT : IW,QW,VW, MW,SMW,T,C, tín hiệu vào CD thì giá trị trong C-word giảm Constand,LW,SW, đi 1 đơn vị đến khi C- word = 0 thì C-bit AIW,*AC,*VD, *LD,AC được sét lên 1. Nếu C-word ≠ 0 thì C-bit = 0. Bool Interger ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 5.Tập lệnh toán học Tập lệnh toán học của S7-200 được chia làm hai nhóm chính gồm các lệnh toán học làm việc với số nguyên và các lệnh làm việc với số thực. Lệnh Mô tả Cộng hai số nguyên 16 bit đầu vào IN1, IN2, kết quả lưu vào vùng nhớ 16 bit tại đầu ra OUT Trừ hai số nguyên 16 bit đầu vào IN1, IN2, kết quả lưu vào vùng nhớ 16 bit tại đầu ra OUT Nhân hai số nguyên 16 bit đầu vào IN1, IN2, kết quả lưu vào vùng nhớ 16 bit tại đầu ra OUT Chia hai số nguyên 16 bit đầu vào IN1, IN2, kết quả lưu vào vùng nhớ 16 bit tại đầu ra OUT Giá trị đầu ra OUT bằng giá trị đầu vào cộng 1 mỗi khi có tín hiệu vào chân EN Toán hạng IN1, IN2: VW,IW,QW, MW, SW, SMW, T, C, AC, LW, AIW, : VW, IW, QW, OUT MW, SW, SMW, T, C, LW, AC, *VD,IN2 *LD, *AC IN1, :VW,IW,QW, MW, SW, SMW, T, C, AC, LW, AIW, OUT : VW, IW, QW, MW, SW, SMW, T, C, LW, AC, *VD, *LD, *AC IN1, IN2 :VW,IW,QW, MW, SW, SMW, T, C, AC, LW, AIW, : VW, IW, QW, OUT MW,SW, SMW, T, C, LW, AC, *VD, *LD, IN2 :VW,IW,QW, MW, IN1, SW, SMW, T, C, AC, LW, AIW, : VW, IW, QW, OUT MW,SW, SMW, T, C, LW, AC, *VD, *LD, IN : VB, IB, QB, MB, SB,SMB, LB, AC, Constant, *VD, *LD, OUT : VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC VB, IB, QB, MB, Giá trị đầu ra OUT bằng giá IN SB, trị đầu vào trừ 1 mỗi khi SMB, LB, AC, Constant, có tín hiệu vào chân EN *VD, VB, IB, QB, MB, OUT SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC Kiểu dữ liệu INT INT INT INT INT INT INT INT BYTE BYTE BYTE BYTE ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 6. Các lệnh dịch chuyển dữ liệu: Lệ nh Mô tả Dịch chuyển dữ liệu kiểu byte từ đầu vào IN đến đầu ra OUT Dịch chuyển dữ liệu kiểu từ đơn từ đầu vào IN đến đầu ra OUT Dịch chuyển dữ liệu kiểu từ kép từ đầu vào IN đến đầu ra OUT Dịch chuyển dữ liệu kiểu số thực từ đầu vào IN đến đầu ra OUT Toán hạng IN: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant,*VD, *LD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB,SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC IN: VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC, OUT : VW, T, C, IW, QW, SW, MW, SMW, LW, AC, AQW, *VD, *AC, *LD IN: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, OUT: VD, ID,Constant, QD, MD,*VD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC IN: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC Kiểu dữ liệu BYTE BYTE WORD, INT WORD, INT DWORD, DINT DWORD, DINT REAL REAL 7.Tập làm việc với bảng dữ liệu Các lệnh làm việc với bảng dữ liệu gọi tắt là lệnh bảng, có thể nhập dữ liệu và sắp xếp số lượng trong bảng. Bảng được định nghĩa là một mảng từ đơn được xếp liền nhau bắt đầu từ địa chỉ thấp nhất tính từ đầu bảng đến địa chỉ cao nhất tính đến cuối bảng. Hai từ đơn đầu tiên dùng để quản lý bảng, dữ liệu được ghi vào bảng bắt đầu từ từ đơn thứ ba trong bảng, mỗi từ đơn chứa một dữ liệu, một bảng có thể chứa tối đa 100 dữ liệu không kể hai từ đơn đầu tiên, vậy mỗi bảng có độ dài tối đa là 204 byte. Kiểu dữ liệu trong bảng là kiểu INT. Từ đầu bảng ký hiệu là TL chứa kích thước của bảng, từ thứ hai ký hiệu EC dùng để quản lý các dữ liệu hiện có trong bảng. ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY GẮP SẢN PHẨM_TĐH3_K6 Các lệnh bảng gồm có: Lệ nh Kiểu Toán hạng dữ INT DATA:VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, TBL: VW, IW, WORD QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, *VD, TBL VW, *LD IW, *AC QW, WORD bảng bắt đầu từ chỉ số vị trí INDX, MW, SW, SMW, LW, PTN chứa giá trị cần tìm kiếm. CMD T, C, *VD, *LD, *AC là luật tìm kiếm có giá trị 1-4 tương ứng = , ≠ , >,