Tài liệu ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH docx

z

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

MỤC LỤC

Nội dung Trang

Lời nói đầu 1

Chương I: Tìm hiểu công nghệ bài toán điều khiển máy ép thuỷ lực 2

1: Giới thiệu sơ đồ điều khiển máy ép thuỷ lực ………… 3

2: thuyết minh sơ đồ công nghệ máy ép thuỷ lực ………. 4

Chương II: Giới thiệu bộ điều khiển PLC – S7-300 .................10

I: Cấu hình cứng …………………………………………...10

1: Cấu tạo của họ PLC – S7-300…………………………….10

2: Địa chỉ và gán địa chỉ …………………………………...11

II: Vùng đối tượng …………………………………… …... 13

1: Các vùng nhớ……………………… …………………… 13

2: Nhập các hằng số……………………….. ……………... 14

III: Các bộ phận của CPU và chế độ làm việc …………… 15

1: Các bộ phận của CPU ………………… 15

2: Chế độ làm việc 16

IV. Ngôn ngữ lập trình S7-300 …………………… 16

1.Phương pháp lập trình. …………………… 16

2.Lập trình một số lệnh cơ bản ……………… 16

2.1Nhóm lệnh logic……………………………………… 16

2.2 Nhóm lệnh thời gian………………………………… . 18

2.3 Nhóm lệnh đếm…………………………………… … .24

Chương III: Giới thiệu các thiết bị

1. Cảm biến áp suất ... ……………… . 27

2. Công tắc hành trình……………………………………… 27

3.Van thuỷ lực

Chương IV: Thiết kế sơ đồ nguyên lí điều khiển hệ thống

và sơ đồ đấu dây PLC

1Thiết kế sơ đồ nguyên lí ………………………………31

2: Gán địa chỉ vào ra …………………………………… 31

Chương V:Lập trình điều khiển công nghệ dưới dạng LAD và STL

Chú thích các dòng lệnh ………………………………….. 35

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

Lời Nói Đầu

Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, để từng

bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và trên thế giới về mọi mặt

kinh tế và xã hội. Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong sự

phát triển kinh tế và thúc đẩy sự tăng trưởng của xã hội. Tự động hóa quá trình sản

xuất là một yêu cầu cần thiết trong mọi lĩnh vực nhằm tạo ra sản phẩm có chất

lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường .

Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động hiện

đại và công nghệ điều khiển logic khả trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà

cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy tính. Ngày càng có nhiều trang bị kỹ thuật

mới được áp dụng cho quấ trình sản xuất. Một trong những áp dụng kỹ thuật mới

đó là bộ điều khiển có thể lập trình PLC.

Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC ( Programmable Logic Control )

được phát triển từ những năm 1968-1970. Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả

trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử,phải có trình độ cao. Ngày

nay các thiết bị PLC đã phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao .Thiết bị

điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ

vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện các chức

năng,chẳng hạn, cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật toán để

điều khiển máy và các quá trình công nghệ.

Có rất nhiều PLC của các hãng sản xuất khác nhau, tuy nhiên ở đây em chỉ

khảo sát PLC – S7-300 với bộ lệnh, cách thức lập trình và các chương trình ứng

dụng của nó. Để nâng cao sự hiểu biết của mình về PLC – S7-300. Em đã thực hiện

thiết kế chương trình cho bài toán điều khiển máy ép thuỷ lực.

Trong thời gian làm đồ án môn học em đã cố gắng để thu thập các tài liệu,

những thông tin và các vấn đề có liên quan đến đồ án của mình. Qua quá trình làm

đồ án em đã học hỏi thêm được nhiều kiến thức về môn học. Do thời gian và điều

kiện còn hạn chế nên trong đồ án của mình em không thể tránh khỏi những thiếu

sót, em rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn .

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Đo Lường & Điều

Khiển Tự Động, và cô Bùi Mạnh Cường đã nhiệt tình hướng dẫn giúp em hoàn

thành đồ án này .

Em xin Chân thành cảm ơn !

Thái nguyên ngày 18 tháng 12 năm 2010

Người thực hiện

Lê Hữu Thành

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

Chương I

Giới thiệu sơ đồ điều khiển của máy ép thủy lực.

1.1. Giới thiệu sơ đồ máy ép thủy lực.

2L

10SP1 10SP2

3L 3L

7F

3F

1L 2L

Ø 90/Ø45X2

Ø280X6

9SQ1

10YV2

2F

1L

10SY-100(0~40MPA)

K

10SP2

30KW

980R/MIN

10YV10 GLC 3-4-1

FY3

14MPA

10YV7

10YV3

9SQ2

9SQ3

10YV6 10YV1 10YV5 10YV9 10YV4 10YV8

4F

FY2 14MPA

FY1

25MPA

X X X X X

X

X

Hình

1.1: Sơ đồ bố trí van điều khiển cấp dầu cho 8 xilanh thuỷ lực

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ máy ép thủy lực

trong đó:

- Các công tắc hành trình khống chế nâng/hạ bàn ép 9SQ1, 9SQ2,

9SQ3.

- Time relay: là thời gian duy trì ép

- Các áp kế để đo giới hạn áp suất trên và dưới 10SP1, 10SP2.

- Động cơ bơm dầu D 150KW(khởi động sao/tam giác ), 980r/min.

Các van điện từ điều khiển đường cấp dầu cho xilanh: 10YV1, 10YV2-1, 10YV2-

2, 10YV3, 10YV4, 10YV5, 10YV6, 10YV7, 10YV8, 10YV9, 10YV10. Nguồn cấp

24VDC.8 xi lanh thủy lực : Ø90/45×2 và Ø280

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

1.2Thuyết minh sơ đồ công nghệ máy ép thuỷ lực

Trên sơ đồ công nghệ các nét kẻ đậm hoặc chấm thể hiện trạng thái hoạt động của

các thiết bị tương ứng,trục nằm ngang là thời gian t(s).trục đứng gồm 2 trục:trục

S(cm) thể hiện hành trình máy ép đi lên/xuống là 30cm,Trục P(Mpa) thể hiện

đường tăng/giảm áp suất ép,lớn nhất là 24Mpa(do kĩ sư công nghệ điều chỉnh).

Máy ép hoạt đông như sau:

Khởi động động cơ bơm dầu D và bấm công tắc hành trình S1 xong bàn ep sẵn

sàng làm việc, đồng thời mở van YV9.

Ban đầu bàn ép ở vị trí cao nhất (vị trí 0) làm đóng công tắc hành trình S1

Khi có tín hiệu hạ bàn ép xuống thì cấp điện cho cac van YV2 va YV5 dầu được

đẩy vào 2 xi lanh Φ90/45 làm cho bàn ép được hạ xuống với tốc độ nhanh đến khi

chạm S2 thì ngắt van YV2 đồng thời mở các van YV7,YV10 lúc này bàn ép được

hạ xuống với tốc độ chậm,khi gặp hạn chế dưới S3 thì đóng van YV5 , YV9 đồng

thời mở thêm các van YV4 cấp dầu vào 6 xi lanh Φ280 để tăng áp từ 0÷ 24Mpa

đến khi áp suất bàn ép đạt 24Mpa(được xác định bằng cảm biến đo ap suất với

ngưỡng trên là SP1 =24Mpa ngưỡng dưới là SP2~0Mpa)thì ngắt các van YV7 và

YV10 duy trí áp suất ép ổn định ở 24Mpa đồng thời khởi động rơ le thời gian(time

relay)duy trì mặt bàn ép (thời gian ép do kĩ sư công nghệ đặt)

Trong suốt quá trình ép nếu áp suất có suy giảm xuống tới giá trị tới hạn lower

limit của SP1 thì mở 2 van YV10 và YV7 để bù áp,khi áp suất tăng đến giá trị tới

hạn trên upper limit của SP1 thì lại ngắt YV10 và YV7 để ổn định áp suất ép

Khi hết thời gian đặt của rơ le thời gian thì ngắt YV1,YV3,YV4,YV5,YV7,YV10,

và mở van YV9 để giảm áp,khi áp suất giảm về 0 làm SP2 tác động,thì mở van

YV10. Để trễ sau một khoảng thời gian thì bắt đầu mở các van YV6 để nâng bàn

ép lên,thì lúc này S3 thôi tác động,khi đang nâng lên với tốc độ nhanh gặp công

tắc hành trình S2 thì ngắt van YV9 đồng thời mở van YV7,YV8 làm bàn ép nâng

lên với tốc độ chậm hơn khi gặp công tắc hành trình S1 thì ngắt các van YV6,YV8

mặt bàn ép ở vị trí 0 ban đầu,đồng thời mở vanYV9 kết thúc quá trình ép và chuẩn

bị cho chu trình ép sau.

Trong đồ án này em thiết kế điều khiển hệ thống bàn ép 1 cách tự động,tức là khi

ép xong,bàn ép được nâng lên trở về vị trí ban đầu thì sau 1 khoảng thời gian để

đưa chi tiết cần ép khác vào thì bàn ép sẽ tự động hạ xuống thực hiện quá trình ép

tiếp theo.

GVHD:Th.s Bùi Mạnh Cường SVTK: Lê Hữu Thành