Đồ án Nghiên cứu dây chuyền sản xuất ống nhựa Công ty nhựa Bạch Đằng. Xây dựng mô hình vật lý cải tiến máy cắt ống tự động

p nguồn cho động cơ hút chân không. + K3: công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ di chuyển bể chân không. + TG: rơ-le thời gian khống chế thời gian hoạt động của bơm nước làm mát. + BN: động cơ bơm nước. + CK: động cơ bơm hút chân không. + CD: động cơ di chuyển bể chân không. Nguyên lý hoạt động: Nhấn nút Start công tắc tơ K1 có điện, tiếp điểm chính K1 thường mở ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ bơm nước làm mát, động cơ bơm nước hoạt động. Tiếp điểm thường mở K1 ở mạch điều khiển tự giữ duy trì mạch điều khiển. Nhấn nút Start công tắc tơ K2 có điện, tiếp điểm chính K2 thường mở ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ bơm hút chân không, động cơ bơm chân không hoạt động. Tiếp điểm thường mở K2 ở mạch điều khiển tự giữ duy trì mạch điều khiển. Để di chuyển bể chân không người vận hành nhấn nút Tiến ( Lùi ). Nhấn nút tiến, thông qua tiếp điểm thường đóng công tắc tơ K3 có điện. tiếp điểm thường đóng K3 ở mạch điều khiển mở ra khống chế chiều quay của động cơ di chuyển. tiếp điểm chính K3 thường mở đóng lại cấp điện cho động cơ di chuyển, động cơ di chuyển hoạt động thông qua cơ cấu truyền động cơ khí ( hộp số , xích - bánh răng ) làm bể di chuyển theo chiều tiến ( lùi ). Nhấn nút Lùi, thông qua tiếp điểm thường đóng công tắc tơ K4 có điện, tiếp điểm thường đóng K4 ở mạch điều khiển mở ra khống chế chiều quay của động cơ di chuyển, tiếp điểm chính K4 thường mở đóng lại cấp điện cho động cơ di chuyển, động cơ di chuyển hoạt động thông qua cơ cấu truyền động cơ khí ( hộp số, xích - bánh răng ) làm bể di chuyển theo chiều, lùi ( tiến ). 3.3.3 Mạch động lực của động cơ lai giàn kéo Tốc độ của động cơ lai dàn kéo được điều khiển nhờ bộ điều khiển ELYNX. H.3.8 Mạch động lực động cơ lai dàn kéo Giới thiệu phần tử: - K: công tắc tơ cấp nguồn cho mạch động lực. - Điện áp đặt vào động cơ được thay đổi nhờ bộ điều khiển ELYNX - Tín hiệu phản hồi dương dòng điện được lấy từ cảm biến dòng điện ( mạch động lực ). - Cầu chỉnh lưu một pha . Hoạt động: Tốc độ của động cơ lai giàn kéo được thay đổi nhờ thay đổi điện áp đặt vào phần ứng của động cơ thông qua bộ chỉnh lưu có điều khiển (Cầu chỉnh lưu một pha bán điều khiển ). Điện áp ra được thay đổi nhờ thay đổi góc mở của tiristo bằng cách thay đổi điện áp đặt điều khiển thông qua chiết áp điều khiển ( đặt ở bộ điều khiển ELYNX ). Điện áp kích từ được cấp thông qua cầu chỉnh lưu 1 pha. Khi nhấn nút Start công tắc tơ K có điện, tiếp điểm chính thường mở K đóng lại cấp nguồn cho mạch động lực, tiếp điểm thường mở cở mạch điều khiển (K = 1) tự giữ, K = 1 cấp điện cho bộ điều khiển Tiristo ELYNX. Bộ điều khiển này nhận tín hiệu phản hồi dòng điện Ui ( nhờ cảm biến dòng ). Tín hiệu này được khuếch đại, so sánh với tín hiệu đặt, tín hiệu sai lệch được đưa tới mạch điều chế xung thay đối giá trị xung điều khiển làm thay đổi góc mở Tiristo do đó làm thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ giữ ổn định tốc độ cho động cơ. 3.3.4 Mạch điều khiển, mạch động lực của hệ thống gia nhiệt H.3.8 Mạch điều khiển gia nhiệt H.3.9 Mạch động lực gia nhiệt Hoạt động: Hệ thống gia nhiệt (dây điện trở ) cho các khoang nhiệt nhờ bộ điều khiển nhiệt tín hiệu dòng từ nhiệt ngẫu loại RTD - 100 Ù,được đưa tới đồng hồ nhiệt tại đây tín hiệu này được so sánh với tín hiệu đặt từ đó đưa tín khiển đóng mở các Triac qua đó đóng mở điện áp cho công tắc tơ phục vụ đóng mở điên cung cấp cho các dây điện trở. Nhiệt độ giới hạn công tác được đặt và chỉnh định nhờ vít chỉnh định tại đồng hồ nhiệt. Nhiệt độ công tác gồm hai mức : + Mức cao: Thường đặt ở 200 0 C + Mức thấp: Thường đặt ở 175 0 C Điều khiển nhiệt máy ép đùn: Quá trình gia nhiệt: Trước khi đưa máy ép đùn vào làm việc, người vận hành phải quan tâm nhiệt độ của máy ép đùn nhựa bằng cách gia nhiệt cho toàn bộ máy. Thời gian gia nhiệt khoảng 3 - 4 giờ tuỳ theo đầu hình. Quá trình gia nhiệt này rất quan trọng. Để đảm bảo an toàn cho máy ép đùn cũng như chất lượng ống máy ép đùn được chia thành nhiều khoang nhiệt, mỗi khoang có giá trị nhiệt độ công tác khác nhau ( Công nghệ ). Tuỳ theo các hãng sản xuât và các máy ép đùn mà có số khoang nhiệt khác nhau. Máy ép đùn LS của công ty nhựa Bạch Đằng có 11 khoang nhiệt, được chia thành các vùng: + Vùng 1 - 5 : gia nhiệt cho thân máy ép đùn + Vùng 6 : gia nhiệt cho cổ đùn + Vùng 7 - 11 : gia nhiệt cho đầu hình Các cảm biến nhiệt độ ( đầu đo của nhiệt ngẫu ) được bố trí sát máy đùn. Các cảm biến này biến đổi thành tín hiệu điện sau đó được khuếch đại, so sánh ( ở bộ điều khiển của đồng hồ nhiệt ). Khi nhiệt độ xuỗng tới nhiêt độ đặt thì tiếp điểm của đồng hồ nhiệt đóng điện cung cấp cho các công-tắc -tơ cấp nguồn cấp điện cho dây điện trở, khi nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ đặt thì tiếp điểm của đồng hồ nhiệt cắt điện cung cấp cho các công-tắc -tơ cấp nguồn cấp điện cho dây điện trở. 3.3.5 Mạch điều khiển maý cắt ống tự động H.3.10 Mạch điều khiển máy cắt ống tự động Hoạt động: Nhấn nút Start Côngtắctơ K có điện tiếp điểm thường mở K đóng (K = 1) tự giữ. Tiếp điểm Thường mở K = 1 cấp điện cho mạch điều khiển. Chiều dài cắt được xác định bằng vị trí của cảm biến vị trí. Khi đầu ống tác động vào cảm biến vị trí thì tiếp điểm của cảm biến vị trí SW1 = 1, thông qua tiếp điểm thường đóng đóng nhanh mở chậm cấp điện cho rơle trung gian TG1 ( TG1 = 1 ). Tiếp điểm thường mở TG1 = 1 tự giữ đồng thời tiếp điểm TG1 = 1, thông qua tiếp điểm thường đóng của rơ le trung gian TG3 cấp điện cho cuộn hút của van điện từ ( điều khiển kẹp, Đẩy bàn cưa ) và công tắc tơ H ( phục vụ động cơ lai lưỡi cưa ), cấp điện cho rơ le thời gian T1. Lúc này kích khí nén tác động đẩy bàn cưa chuyển động theo ống và đẩy má kẹp kẹp chặt ống vào bàn cưa, Động cơ lai lưỡi cưa được gia tốc trong thời gian khoảng 5 giây để lưỡi cưa có mômen quán tính đủ lớn phục vụ cắt ống. Thời gian đặt cho T1 là 5 giây, sau thời gian trễ đó tiếp điểm thường mở mở nhanh đóng chậm chuyển trạng thái. (T1 = 1 ), thông qua tiếp điểm thường đóng TG2 cấp điện cho cuộn hút của van điện từ phục vụ đẩy cưa. Kích khí nén đẩy lưõi cưa lên cắt ống. khi cưa nâng hết tầm (đảm bảo cắt đứt ống ) ống cảm biến vị trí giới hạn nâng cưa tác động tiếp điểm của cảm biến vị trí SW2 = 1 cấp điện cho rơ le trung gian TG2. Tíêp điểm thưòng mở TG2 = 1 tự giữ. Đồng thời tiếp điểm thường đóng TG2 =1 ( mở ra ) cắt điện cung cấp cho động cơ lai lưỡi cưa và cuộn hút van điện từ phục vụ đẩy cưa lúc này tốc độ của lưỡi cưa giảm dần đến không, kích khí nén tác động theo chiều ngược lại kéo lưỡi cưa xuống. Khi cưa lùi hết SW3 tác động tiếp điểm SW3 cấp điện cho rơle trung gian TG3. TG3 có điện, tiếp điểm thường đóng TG3 chuyển trạng thái cắt điện cung cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ kẹp và đẩy bàn do đó kẹp nhả ra và bàn được đẩy về vị trí ban đầu, đồng thời cấp điện cho rơle thời gian T2. Sau thời gian trễ t2 tiếp điểm thường mở mở nhanh đóng chậm đóng lại cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ lật ống, thời gian lật ống thường đặt là 1,5 đến 2 giây nhờ rơ le thời gian T3. Sau thời gian trễ t3 ( 1,5 đến 2 giây ) tiếp điểm thường đóng đóng nhanh mở chậm T3 chuyển trạng thái phục hồi trạng thái của mạch điều khiển. Hệ thống có các bảo vệ sau: + Bảo vệ "không ": Nhờ công tắc tơ K + Bảo vệ ngắn mạch: Nhờ cầu chì F. + Bảo vệ quá tải cho động cơ nhờ rơ le nhiệt RN. + Bảo vệ quá hành trình nhờ cảm biến vị trí SW4. Công nghệ cắt ống đòi hỏi khi bảo vệ quá hành trình Vì một lý do nào đó mà cưa không cắt đứt hẳn ống ( ví dụ motor cưa bị hỏng, kẹt bi ….) Thì hệ thống phải bảo vệ như sau: Trước tiên bàn cưa tác động vào công tắc hành trình SW4 óng TG4 mở ra nên công tắc tơ K mất điện, tiếp điểm thường mở K mở ra cắt điện cung cấp cho mạch điều khiển phía sau, không cho hệ thống làm việc trong tình trạng có sự cố. Sau khi khắc phục sự cố xong, để hệ thống hoạt động trở lại thì người vận hành phải ấn nút Start để phục hồi trạng thái của hệ thống. 3.3.6 Mạch điều khiển maý Nong tự động H.3.10 Mạch điều khiển máy nong Hoạt động: Hệ thống làm việc ở chế độ bằng tay và tự động: Chế độ bằng tay: Chuyển tay gạt công tắc về vị trí CĐ Bằng tay (chế độ bằng tay ) được bố trí trên bàn điều khiển. Lúc này 51 được nối với 5. Rơ le trung gian R9 có điện mở các tiếp điểm thường đóng ra cắt chế độ tự động. ở chế độ nong gioăng tiếp điểm 4 mở ra. Chuyển tay gạt công tắc công tắc 5 => 43 cấp nguồn cho cuộn hút của van điện từ thông qua tiếp điểm thường đóng R2 phục vụ kích khí nén kẹp sản phẩm khi đầu kẹp chạm vào cần tác động của công tắc vị trí SW0 Rơ le trung gian R2 có điện tiếp điểm thường đóng R2 mở ra cắt điện cung cấp cho van điện từ. Mặt khác tiếp điểm thường mở R2 đóng cấp điện cho van điện từ phục vụ kích khí nén đưa cữ vào hạn chế chiều dài cần nong. Chuyển tay gạt công tắc 5 => 45 thông qua tiếp điểm thường mở R9 (lúc này R9 = 1) và tiếp điểm thường đóng R3 cấp nguồn cho cuộn hút van điện từ phục vụ kích khí nén tiến trụ. Trong quá trình trụ tiến công tắc vị trí SW1 tác động, tiếp điểm SW1 chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le trung gian R3. R3 có điện, tiếp điểm thường đóng R3 = 1 cát điện cung cấp cho van điện từ. Chuyển tay gạt của công tắc 5 => 47, thông qua tiếp điểm thường đóng R4 cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ tiến Banh. Chuyển tay gạt công tắc 5 => 49 cấp nguồn cho cuộn hút van điện từ phục vụ hút chân không. Chuyển tay gạt công tắc 5 => 50 cấp nguồn cho công tắc tơ động cơ quạt gió phục vụ làm mát. Để lùi Banh: Chuyển tay gạt công tắc 5 => 48 => 30 cấp nguồn cho rơ le trung gian R5, R5 có điện tiếp điểm thường mở R5 = 1 tự giữ. Tiếp điểm thường mở R5 = 1 cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi banh. Để lùi trụ: Chuyển tay gạt công tắc 5 =>46 => 36 cấp nguồn cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi trụ, thông qua tiếp điểm thường đóng R7. Khi trụ lùi về đến giới hạn đặt công tắc vị trí SW4 tác động tiếp điểm của SW4 chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le trung gian R7. R7 có điện , tiếp điểm thường mở R7 = 1 tự giữ, tiếp điểm thường đóng R7 cắt điên cung cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi trụ. Để nhả kẹp: Chuyển tay gạt công tắc 5 => 44 => 41 thông qua tiếp điểm thường đóng R11 cấp điện cho cuộn hút phục vụ nhả kẹp. Đồng thời T6 có điện, sau thời gian trễ tiếp điểm thường mở mở nhanh đóng chậm chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le trung gian R11. R11 có điện, tiếp điểm thường đóng R11 mở ra cắt điện cung cấp cho R1 tiếp điểm thường mở R1 mở ra. Trạng thái ban đầu của hệ thống được phục hồi chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo. Kết thúc công đoạn người vận hành bê sản phẩm ra ngoài. Chế độ tự động: R9 mất điện, tiếp điểm thường đóng R9 đóng lại. Chuyển tay gạt công tắc vị trí sang vị trí tự động. 5 => 6. Nhấn nút Start, thông qua tiếp điểm thường đóng R11 cấp điện cho rơ le trung gian R1. R1 có điện, tiếp điểm thường mở R1 = 1 tự giữ, đồng thưòi tiếp điểm thường mở R1 cấp điện cho cấp nguồn cho cuộn hút của van điện từ thông qua tiếp điểm thường đóng R2 phục vụ kích khí nén kẹp sản phẩm, khi đầu ống chạm vào cần tác động của công tắc vị trí SW0 Rơ le trung gian R2 có điện tiếp điểm thường đóng R2 mở ra cắt điện cung cấp cho van điện từ. Mặt khác tiếp điểm thường mở R2 đóng cấp điện cho van điện từ phục vụ kích khí nén đưa cữ vào hạn chế chiều dài cần nong. Đồng thời cấp điện cho rơ le thời gian T. Sau thời gian trễ tiếp điểm T1 đóng lại thông qua tiếp điểm thường đóng R3 cấp nguồn cho cuộn hút van điện từ phục vụ kích khí nén tiến trụ.Trong quá trình trụ tiến công tắc vị trí SW1 tác động, tiếp điểm SW1 chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le trung gian R3. R3 có điện, tiếp điểm thường đóng R3 = 1 cát điện cung cấp cho van điện từ. Mặt khác tiếp điểm thường mở R3 = 1. Thông qua tiếp điểm thường đóng R4 cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ tiến Banh. Khi Banh tiến đến giới hạn đặt cảm biến vị trí SW2 tác động tiếp điểm SW2 chuyển trạng thái cấp nguồn cho rơ le trung gian R4 và rơ le thời gian T2. R4 có điện tiếp điểm thường mở R4 = 1 tự giữ, tiếp điểm thường mở R4 = 1, sau thời gian trễt 2 tiếp điểm T2 = 1, thông qua tiếp điểm thường đóng T3 cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ hút chân không. Mặt khác tiếp điểm thường mở R4 = 1 cấp nguồn cho rơ le thời gian T3; T4 và T5 thông qua tiếp điểm thường đóng R10 và R5. T3 và T4 có điện, sau thời gian trễ t4 tiếp điểm T4 đóng lại cấp điện cho công tắc tơ của động cơ làm mát. Sau thời gian trễ t3 ( đầu nong đã được làm mát ) tiếp điểm thường đóng đóng nhanh mở chậm T3 chuyển trạng thái cắt điện cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ hút chân không. Sau thời gian trễ t5 ( t5 > t3 > t4 ) tiêp điểm thường mở mở nhanh đóng chậm T5 chuyển trạng thái cấp nguồn cho rơ le R5. R5 có điện, tiếp điểm thường đóng R5 mở ra cắt điện cung cấp cho công tắc tơ L. L mất điện động cơ làm mát dừng hoạt động. Mặt khác tiếp điểm thường mở R5 = 1 tự giữ, R5 = 1 cấp điệm cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi banh thông qua các tiếp điểm thường đóng R10, R6. Khi Banh lùi về đến giới hạn đặt công tắc vị trí SW3 tác động. Tiếp điểm SW3 chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le R6. R6 có điện, tiếp điểm thường đóng R6 mở ra cắt điện cung cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi banh. Mặt khác tiếp điểm thường mở R6 = 1 tự giữ, R6 = 1 cấp điện cho cuôn hút van điện từ phục vụ lùi trụ. Khi trụ lùi đến giới hạn đặt công tắc vị trí SW4 tác động. Tiếp điểm SW4 chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le R7. R7 có điện, tiếp điểm thường đóng R7 mở ra cắt điện cung cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ lùi trụ. Mặt khác tiếp điểm thường mở R7 = 1 tự giữ, R7 cấp điện cho cuộn hút van điện từ phục vụ mở kẹp thông qua các tiếp điểm thường đóng R9, R11. Đồng thời cấp điện cho rơ le thời gian T6. Sau thời gian trễ T6 tiếp điểm thường mở mở nhanh đóng chậm chuyển trạng thái cấp điện cho rơ le R11. R11 có điện, tiếp điểm thưòng đóng R11 mở ra cắt điện cung cấp cho R1. R1 mất điện các tiếp điểm thường mở của nó mở ra. Trạng thái ban đầu của hệ thống được phục hồi chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo. Kết thúc quá trình sản phẩm được ngưòi vận hành bê ra ngoài. Chế độ Nong trơn: Quá trình nong trơn ở chế độ bằng tay và tự động hoàn toàn giống quá trình nong gioăng. Nhưng chỉ khác: Rơ le R10 có điện các tiếp điểm thường đóng R10 mở ra cắt điện cung cấp cho cuộn hút van điện từ phục vụ tiến Banh và lùi Banh ( Banh không được sử dụng trong quá trình nong trơn ). Chương 4 NÂNG CẤP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CƯA TỰ ĐỘNG, XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ CẢI TIẾN MÁY CẮT ỐNG TỰ ĐỘNG Phần lớn các thiết bị trong dây chuyền sản xuất ống nhựa của công ty đều do công ty tự thiết kế chế tạo, công ty chỉ nhập một số máy móc mà không thể chế tạo được như Máy ép đùn. Với dây truyền như trên thì tính đồng bộ của dây chuyền không cao. Tuy nhiên chi phí đầu tư thấp và phát huy được tính sáng tạo cải tiến kỹ thuật. Hệ thống điều khiển chủ yếu là tổ hợp hệ thống công tắc tơ rơ le, các cảm biến vị trí thường dùng là các công tắc vị trí (Limit swich ). Với hệ thống điều khiển như trên ta có thể thấy rõ các ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp, các phần tử dễ tìm kiếm thay thế Nhược điểm: Kích thước lớn, cồng kềnh, không linh hoạt trong việc thay đổi chương trình điều khiển, độ tin cậy kém do các va chạm cơ khí, tia lửa điện thường xuyên tác động lên tiếp điểm. Hiện nay trên thị truờng xuất hiện phổ biến các thiết bị điều khiển khả trình của các hãng như: Siemens (Đức); Omron ( Nhật ) .......Do đó để nâng cấp hệ thống ta có thể đầu tư, sử dụng các thiết bị này mà chi phí đầu tư không lớn lắm. Việc nâng cấp hệ thống của các khâu trong dây chuyền có thể tiến hành nâng cấp toàn bộ các khâu trong dây chuyền, hoặc có thể nâng cấp đơn lẻ các khâu trong dây chuyền tuỳ theo điều kiện sản xuất và vốn đầu tư của công ty. Trong dây chuyền sản xuất ống nhựa, máy cắt ống tự động là một khâu quan trọng, thực tế hiện nay tại công ty hệ thống điều khiển chủ yếu là xây dựng trên các phần tử rơle, công tắc tơ, do đó kém tin cậy, cồng kềnh, độ tin cậy hạn chế. Trên cơ sở đó em đưa ra phương án cải tiến hệ thống điều khiển bằng bộ điều khiển PLC- Logo. 4.1 Giới thiệu bộ điều khiển Lo go H.4.1 Bộ điều khiển Logo 4.1.1 Phương pháp điều khiển nối cứng ( Hard - wierd control ) Trong các hệ thống điều khiển nối cứng, người ta còn chia ra: nối cứng có tiếp điểm và nối cứng không tiếp điểm. Điều khiển nối cứng có tiếp điểm: dùng các khí cụ điện từ như rơle, công tắc tơ kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn công tắc ....., các khí cụ điện này được nối lại với nhau theo một mạch điện cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. Ví dụ: mạch điều khiển đổi chiều quay, mạch khởi động giới hạn dòng hay mạch điều khiển nhiều động cơ chạy tuần tự. Điều khiển nối cứng không tiếp điểm: dùng các cổng lo gic cơ bản, các cổng lo gic đa năng hay mạch tuần tự (gọi chung là IC số ), kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn, công tắc ......Các IC số này cũng được nối lại với nhau theo một sơ đồ lô gic cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. Các mạch điều khiển nối cứng sử dụng các linh kiện điện tử công suất như SRC, triac để thay thế công tác tơ trong các mạch động lực. Trong hệ thống điều khiển nối cứng, các linh kiện hay khí cụ điện được nối vĩnh viễn với nhau. Do đó, khi muốn thay đổi lại nhiệm vụ điều khiển thì phải nối dây lại toàn bộ mạch điện. Với các hệ thống phức tạp thì không hiệu quả và rất tốn kém. Phương pháp nối cứng được thực hiện theo các bước sau: Xác định yêu cầu công nghệ Chay thử - Kiểm tra Ráp nối mạch , liên kết các phần tử Chọn phần tử mach điện thiết kế sơ đồ điều khiển H.4.2 Phương pháp nối cứng 4.1.2 Phương pháp điều khiển lập trình được Trong hệ thống điều khiển lập trình được, cấu trúc của bộ điều khiển và cách nối dây độc lập với chương trình. Chương trình định nghĩa hoạt động điều khiển, chỉ cần thay đổi nội dung bộ nhớ của bộ điều khiển, phần nối dây bên ngoài không bị ảnh hưởng. Đây là ưu điểm lớn nhất của phương pháp lập trình điều khiển được. Phương pháp điều khiển lập trình được thực hiện theo các bước sau: thiết kế thuật giải Soạn thảo chơng trình Nạp chơng trình vào bộ nhớ Chay thử - Kiểm tra Xác định yêu cầu công nghệ H.4.3 Phương pháp điều khiển lập trình được 4.1.3 Bộ điều khiển lập trình được ( PLC ) Bộ điều khiển lập trình được ( Program Logic Controller ) gọi tắt là PLC bao gồm các module sau: - Đơn vị xử lý trung tâm CPU với bộ nhớ chương trình - Module xuất / nhập ( I / O module ) - Hệ thống bus truyền tín hiệu - Khối cấp nguồn nuôi Hệ thống bus truyền tín hiệu gồm nhiều đường tín hiệu song song: - tuyến địa chỉ ( address bus ): chon địa chỉ trên các khối khác nhau - tuyến dữ liệu (data bus ): mang dữ liệu từ khối này sang khối khác - tuyến điều khiển ( control bus ): chuyển, truyền các tín hiệu định thì và điều khiển để đông bộ các hoạt động trong PLC. Module nhập (Input module ) được nối với các công tắc, nút ấn, các bộ cảm biến ......để điều khiển chương trình từ bên ngoài. Các ngõ vào đợc ký hiệu theo thứ tự I1 , I2 , I3 .... Module xuất ( Output module ) được nối với các tải ở ngõ ra như cuộn dây của rơ le, công tác tơ, đèn tín hiệu, van điện từ, các bộ ghép quang..... Chương trình điều khiển trên PLC, có ba phương pháp biểu diễn là : - Sơ đồ hình thang LAD (Lader Diagram ) - Lưu đồ hệ thống điều khiển CFS ( Control System Flowchart ) - Liệt kê danh sách lệnh STL ( Statement List ) 4.1.4 Giới thiệu tổng quan về PLC Logo Logo là một module logic đa năng mới của hãng Siesmen. Logo bao gồm các phần sau: - Các chức năng điều khiển - Bộ vận hành và hiển thị - Bộ cung cấp nguồn - Các ngõ vào và các ngõ ra - Một giao diện cho nguời lập trình và cáp nỗi với máy tính - Các chức năng cơ bản thông dụng trong thực tế nh các hàm thời gian, tạo xung.... - Một công tắc thời gian theo đồng hồ (có pin nuôi riêng ). Logo có thể dùng điều khiển các hệ thống dân dụng (như : chiếu sáng , bơm nước, báo động .....) hay tự động điều khiển trong công nghiệp ( như : điều khiển động cơ, máy lạnh, máy nén, máy công nghệ...) Có các loại PLC Logo sau: 4.1.4.1 Logo 24 - Nguồn nuôi và ngõ vào số: 24 VDC - Ngõ ra số dùng tranzitor có I0MAX = 0,3 A 4.1.4.2 Logo 24 R - Nguồn nuôi và ngõ vào số: 24 VDC - Ngõ ra dùng rơle có I0MAX = 8 A 4.1.4.3 Logo 230 R - Nguồn nuôi ngõ vào số: 125 VAC / 230 VAC - Ngõ ra dùng rơle có I0MAX = 8 A 4.1.4.4 Logo 230 RC - Nguồn nuôi ngõ vào số: 125 VAC / 230 VAC - Ngõ ra dùng rơle có I0MAX = 8 A - Bốn công tắc thời gian (theo đồng hồ ) với ba lần đóng cắt cho mỗi công tắc. Nối nguồn - Ngõ vào - Ngõ ra của Logo Dây nối cho Logo được chọn loại có tiết diện 1 x 2,5 mm2 hay 2 x 1,5 mm2. Logo đã được bảo vệ cách điện nên không cần dây nối đất. Nối nguồn và ngõ vào: I H.4.4 Nối nguồn và ngõ vào cho logo Lo go 230 R và 230 RC dùng nguồn 115V hay 230 V / 50 Hz hay 60 Hz. Điện áp có thể thay đổi trong khoảng 85V đến 264 V. ở 230 V thì dòng điện tiêu thụ là 26 mA. Logo 24 và 24 R dùng nguồn 24 VDC. Điện áp có thể thay đổi trong khoảng 20,4 V đến 28,8 V. ở 24 V thì Logo 24 R có dòng tiêu thụ là 62 mA, Logo 24 có dòng tiêu thụ là 30 mA cộng với dòng ngõ ra là 4 x 0,3 A ( Logo 24 ngõ ra đợc cấp dòng từ nguồn 24 V của nguồn nuôi ). Logo 230 R và 230 RC có ngõ vào ở mức "0" khi công tắc hở hay có điện áp == 79 VAC. Dòng điện ngõ vào lớn nhất là 0,24 mA. Thời gian đổi trạng thái từ "0" lên "1" hay từ "1" xuống "0" tối thiểu là 50 ms để logo nhận biết được. Logo 24 và 24 R có ngõ vào ở mức '0" khi công tắc hở hay có điện áp == 15 VDC. Dòng điện ngõ vào tiêu chuẩn là 3mA. Thời gian đổi trạng thái từ "0" lên "1" hay từ "1" xuống "0" tối thiểu là 50 ms để Logo nhận biết được. Các loại logo 24 r - 230 RC có ngõ ra là rơle, với các tiếp điểm của rơle cách ly với nguồn và ngõ vào. Tải ở ngõ ra có thể là đèn, động cơ, công tắc .....và có thể dùng các nguồn điện áp cấp cho các tải khác nhau. Khi ngõ ra = "1" thì dòng điện cực đại cho tải thuần trở là 8 A và tải cuộn dây là 2 A. Đối với Logo 24 thì dùng công tắc ngõ ra là tranzistor. Ngõ ra đựoc bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch. Loại này không cần nguồn nuôi riêng cho tải mà dùng chung với nguồn nuôi 24 VDC. Dòng điện cực đại ở ngõ ra là 0.3 A. 4.1.5 Lập trình cho Logo Lập trình cho logo có nghĩa là nhập một mạch vào Logo. Chương trình thực ra là một cách thể hiện khác của sơ đồ mạch. Chúng ta phải thay đổi cách thể hiện cho phù hợp với logo. Sơ đồ mạch điều khiển tiếp điểm được vẽ theo dạng sơ đồ hình thang LAD ( Ladder Diagram: Sơ đồ hình thang ). Trong Logo, người ta dùng các khối ký hiệu cho các chức năng khác nhau, tương tự sơ đồ logic trong mạch số hay trang bị điện không tiếp điểm. Cách này được viết tắt là CSF ( Control System Flowchart : Lưu đồ hệ thống điều khiển ). Các đầu nối CO (Conectors) Các ngõ vào của Logo ký hiệu từ I1 đến In Các ngõ ra của Logo ký hiệu từ Q1 đến Qn Các đầu nối có thể sử dụng trong Menu CO là : - Ngõ vào (Inputs): I1 - I2 - I3 - I4 - I5............. - Ngõ ra (Outputs0: Q1 - Q2 - Q3 - Q4 - Q5............ - Mức thấp: lo ( "0" hay OFF ) - Mức cao: hi ("1" hay ON ) - Ngõ ra không nối: "x" Khi ngõ vào của một khối luôn ở mức thấp thì chọn "lo" , nếu luôn ở mức cao thì chọn "hi", nếu ngõ đó không cần sử dụng thì chọn "x". 4.1.6 Các chức năng cơ bản GF ( General Functions ) Khi nhập vào một mạch, chúng ta có thể chọn các khối chức năng cơ bản trong bảng sau: Ký hiệu trên sơ đồ mạch Ký hiệu trên Logo Chức năng cơ bản Tiếp điểm thường hở nối tiếp AND Tiếp điểm thường hở song song OR Mạch đảo NOT Hai tiếp điểm song song đối ngược nhau ghép nối tiếp XOR Tiếp điểm thường đóng ghép song song NAND Tiếp điểm thường đóng ghép nối tiếp NOR H.4.5 Các khối chức năng cơ bản 4.1.6.1 Hàm AND ( Và ) Hàm AND chỉ có ngõ ra ở trạng thái ”1" khi tất cả ngõ vào ở trạng thái "1". Hàm AND có sơ đồ mạch, ký hiệu và bảng chân lý như hình vẽ (Bảng chân lý xét hai ngõ vào, ngõ dư dùng "x" ). I1 I2 Q 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 H.4.6 Hàm AND 4.1.6.2 Hàm OR (Hoặc ) Hàm OR có ngõ ra ở trạng thái "1" khi chỉ cần một ngõ vào có trạng thái "1". Hàm OR có sơ đồ mạch, ký hiệu và bảng chân lý như hình vẽ ( Bảng chân lý chỉ xét hai ngõ vào, ngõ dư dùng "x" ). I1 I2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 H.4.6 Hàm OR 4.1.6.3 Hàm NOT ( Đảo ) I1 Q 0 1 1 0 Hàm NOT có ngõ ra đảo lại trạng thái của ngõ vào, nếu ngõ vào ở trạng thái "1" thì ngõ ra ở trạng thái "0" và ngược lại. H.4.7 Hàm NOT 4.1.6.4 Hàm NAND ( Và - Đảo ) I1 I2 Q 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Hàm NAND là mạch có các tiếp điểm thường đóng nối song song nhau như sơ đồ mạch trong hình: H.4.8 Hàm NAND 4.1.6.5 Hàm NOR (Hoặc - Đảo ) I1 I2 Q 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Hàm NOR là mạch có các tiếp điểm thường đóng nối tiếp nhau như sơ đồ mạch trong hình: H.4.9 Hàm NOR 4.1.6.6 Hàm EXOR hay XOR ( Hoặc - Loại trừ ) Hàm EXOR là mạch điện có hai tiếp điểm đối ngược nhau ghép nối tiếp như trong sơ đồ mạch: Hàm EXOR có ngõ ra ở trạng thái "1" khi chỉ có một ngõ vào ở trạng thái "1". I1 I2 Q 0