bctntlvn (60).pdf

  • 631 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
631
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
10
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Tiểu luậnĐề tài: “ Mô hình điều khiển một số dây chuyền sản xuất của công ty kính Đáp Cầu”
  • 2. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Më ®Çu1. §Æt vÊn ®Ò B−íc vµo thÕ kû XXI, cuéc c¸ch m¹ng khoa häc vµ c«ng nghÖ hiÖn ®¹itiÕp tôc t¸c ®éng s©u s¾c tíi mäi mÆt cña ®êi sèng x· héi. Ph¸t triÓn dùa vµokhoa häc vµ c«ng nghÖ trë nªn xu thÕ tÊt yÕu ®èi víi tÊt c¶ c¸c quèc gia trªnthÕ giíi. §Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã §¶ng vµ Nhµ n−íc chñ ®éng øng dông khoa häcc«ng nghÖ hiÖn ®¹i trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®Èy nhanh c«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn®¹i ho¸ ®Êt n−íc. Mét trong nh÷ng c«ng nghÖ ®ang ®−îc sö dông réng r·i ®ã lµ c«ngnghÖ tù ®éng ho¸, thuËt ng÷ nµy kh«ng cßn xa l¹ víi nhiÒu ng−êi. Tù ®éngho¸ ®· th©m nhËp vµo cuéc sèng gia ®×nh th«ng qua c¸c thiÕt bÞ bÕp nóc, c«ngviÖc néi trî, b¶o vÖ … §Æc biÖt tù ®éng ho¸ kh«ng thÓ thiÕu trong s¶n xuÊtc«ng nghiÖp. Nã quyÕt ®Þnh ®Õn n¨ng suÊt, chÊt l−îng s¶n phÈm, kh¶ n¨nglinh ®éng, ®¸p øng víi c¸c thay ®æi nhanh chãng cña thÞ tr−êng nh»m gi÷ uytÝn víi kh¸ch hµng vµ b¶o ®¶m m«i tr−êng sèng d©y chuyÒn cµng hiÖn ®¹i th×phÕ liÖu cµng Ýt, « nhiÔm cµng gi¶m. §ã lµ nh÷ng tiªu chÝ mµ mäi ngµnh s¶nxuÊt ph¶i ®¹t tíi nhÊt lµ khi hoµ nhËp vµo m«i tr−êng c¹nh tranh quèc tÕ. Thùc tÕ cho thÊy c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cßn mang nÆng tÝnh thñ, c«ng quym« nhá. Trong mçi kh©u còng nh− trong toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, chÕ biÕn ph¶ibá ra mét l−îng lao ®éng rÊt lín mµ n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng kh«ng cao, kh«ng®¸p øng nhu cÇu ngµy cµng t¨ng cña c¸c doanh nghiÖp. ChÝnh ®iÒu ®ã ®· dÉn ®Õnmét hiÖn t−îng vµ trë thµnh phæ biÕn cña mét sè t− nh©n vµ doanh nghiÖp bá vèn®Çu t− x©y dùng, ®æi míi c«ng nghÖ vµ trang thiÕt bÞ nh»m n©ng cao søc c¹nhtranh trªn thÞ tr−êng. BiÕt r»ng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp kh«ng cho phÐp ®iÒu khiÓnc¸c chØ tiªu mét c¸ch “c¶m tÝnh” mµ ph¶i cã mét qui tr×nh s¶n xuÊt chuÈn mùc,®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. §Ó lµm ®−îc ®iÒu ®ã th× chØ cã c«ng nghÖ thiÕt bÞ hiÖn®¹i míi cã thÓ b¶o ®¶m chÊt l−îng æn ®Þnh, n©ng cao n¨ng suÊt.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi -1- Khoa C¬ - §iÖn
  • 3. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Tuy nhiªn c«ng nghÖ lµ “®iÒu kiÖn cÇn” cho chÊt l−îng. ChØ cã ®iÒuhÇu hÕt c¸c d©y chuyÒn thiÕt bÞ hiÖn ®¹i t¹i c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp ë n−íc tahiÖn ®Òu ngo¹i nhËp, tiªu tèn mét l−îng ngo¹i tÖ kh«ng nhá. §iÒu ®ã kh«ngchØ xÈy ra ®èi víi n−íc ta mµ kÓ c¶ c¸c n−íc trong khu vùc. ViÖc øng dông tù®éng ho¸ vÉn cßn chËm vµ yÕu ch−a cã mét ®Þnh h−íng râ rµng, v× vËy viÖctiÕn hµnh nghiªn cøu c¬ b¶n ®em øng dông vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ tù ®éngho¸ trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt gãp phÇn tÝch cùc vµ trùc tiÕp vµo viÖcn©ng cao vµ hiÖn ®¹i ho¸ d©y chuyÒn s¶n xuÊt hiÖn cã ®Ó tõng b−íc t¨ng n¨ngsuÊt, chÊt l−îng vµ h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm gãp phÇn ®−a nÒn kinh tÕ n−íc tahéi nhËp khu vùc vµ thÕ giíi. Tù ®éng ho¸ thùc chÊt ®· lµ nh©n tè quan träng®Ó cÊu thµnh GDP (Gross Domestic Product) nÕu muèn ®¶m b¶o ®Ých thùcc«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc.2. Môc ®Ých cña ®Ò tµi Nghiªn cøu c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt hiÖn cã trong thùc tiÔn, tõ ®ãtiÕn hµnh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn cña mét sè d©y chuyÒn s¶n xuÊt phôc vôcho viÖc m« pháng vµ ®−a ra c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèi −u øng dông phÇn mÒm Simatic S7 - 200 ®Ó thµnh lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒukhiÓn3. Néi dung cña ®Ò tµi Tæng quan vÒ C«ng ty KÝnh §¸p CÇu Tæng quan vÒ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt C¬ së lý thuyÕt ®Ó thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊtkÝnh C¸n vµ k×nh tÊm x©y dùng cña C«ng ty kÝnh §¸p CÇu X©y dùng m« h×nh ®iÒu khiÓn4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu kÕ thõa - KÕ thõa c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña thÕ hÖ tr−íc vÒ c¬ së lý thuyÕtTr−êng §HNNI - Hµ Néi -2- Khoa C¬ - §iÖn
  • 4. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Acña phÇn mÒm lËp tr×nh Simatic S7 - 200 - KÕ thõa c¸c m« h×nh s¶n xuÊt ®· cã trong thùc tiÔn §Þnh h−íng nghiªn cøu - Nghiªn cøu c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh - Thay ®æi ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh ®Ó t×m ra c¸c ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n,dÔ sö dông vµ hiÖu qu¶ h¬n. - Thµnh lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm kiÓm chøng - Ch¹y thö ch−¬ng tr×nh, ph¸t hiÖn lçi vµ hoµn thiÖn ch−¬ng tr×nh Dông cô thùc hµnh - M¸y tÝnh PC (Personal Computer) - Bé ®iÒu khiÓn Logic kh¶ tr×nh PLC S7 – 200 - Bé m« pháng, cæng truyÒn th«ng RS485 vµ RS232Tr−êng §HNNI - Hµ Néi -3- Khoa C¬ - §iÖn
  • 5. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng 1 Tæng quan1.1. Sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña C«ng ty kÝnh §¸p CÇu - B¾c Ninh [1] C«ng ty kÝnh §¸p cÇu trùc thuéc Tæng c«ng ty Thuû tinh vµ Gèm x©ydùng ®−îc thµnh lËp theo quyÕt ®Þnh 162/BXD-TCL§ ngµy 3.3.1990. Lóc ®Çu®−îc gäi lµ Nhµ m¸y kÝnh §¸p CÇu vµ theo quyÕt ®Þnh sè 485/BXD-TCL§ngµy 30.7.94 ®−îc ®æi tªn thµnh C«ng ty kÝnh §¸p CÇu. C«ng ty ®−îc ®Æt t¹ix· Vò ninh - ThÞ x· B¾c ninh - TØnh B¾c ninh. Nhµ m¸y kÝnh §¸p CÇu ®−îc khëi c«ng x©y dùng tõ n¨m 1986 víi thiÕtbÞ vµ kü thuËt ®ång bé cña Liªn x« cò, sau mét thêi gian thi c«ng x©y dùng,n¨m 1990 nhµ m¸y chÝnh thøc ®i vµo s¶n xuÊt. Ngµy 17 - 4 - 1990 mÐt vu«ngkÝnh ®Çu tiªn ra ®êi, më ®Çu cho ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh tÊm x©ydùng ë ViÖt nam. KÝnh §¸p CÇu ®−îc s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ kÐo ®øng quathuyÒn c«ng suÊt 2,4 triÖu m2/n¨m (tiªu chuÈn 2mm) Nhµ m¸y ra ®êi trong giai ®o¹n nÒn kinh tÕ cña ®Êt n−íc ®ang chuyÓndÇn sang nÒn kinh tÕ thÞ tr−êng. V−ît qua bao khã kh¨n thö th¸ch c¸n bé vµc«ng nh©n viªn nhµ m¸y KÝnh ®¸p cÇu ®· lµm chñ ®−îc c«ng nghÖ khi c¸cchuyªn gia Liªn x« cò rót vÒ n−íc. Nhµ m¸y ®· ®i lªn, ph¸t triÓn vµ ®Çu t− mëréng s¶n xuÊt, thay ®æi c«ng nghÖ hiÖn ®¹i h¬n. Cô thÓ C«ng ty ®· ®Çu t− 62tû ®ång ®Ó më réng lß nÊu, trang bÞ thªm mét m¸y kÐo kÝnh n©ng c«ng suÊtlªn 3,8 triÖu m2/n¨m (tiªu chuÈn 2mm). Víi chøc n¨ng nhiÖm vô chÝnh lµ s¶nxuÊt kÝnh tÊm x©y dùng, C«ng ty lu«n cung cÊp cho thÞ tr−êng nh÷ng s¶nphÈm ®¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng. C¸c s¶n phÈm cña c«ng ty ®· ®¹t nhiÒu huych−¬ng vµng trong c¸c kú triÓn l·m hµng c«ng nghiÖp ViÖt nam. Ngoµi s¶n xuÊt kÝnh tÊm x©y dùng, n¨m 1993 C«ng ty x©y dùng mét d©ychuyÒn s¶n xuÊt kÝnh an toµn theo c«ng nghÖ cña Céng hoµ liªn bang §øc.N¨m 1996 ®Çu t− x©y dùng d©y chuyÒn kÝnh g−¬ng vµ kÝnh ph¶n quang. N¨mTr−êng §HNNI - Hµ Néi -4- Khoa C¬ - §iÖn
  • 6. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A1998 nhËn thªm d©y chuyÒn s¶n xuÊt tÊm lîp Ami¨ng (do C«ng ty b¹n kh«ng®¶m ®−¬ng ®−îc) c«ng suÊt 1 triÖu m2/n¨m. N¨m 2002 C«ng ty ®Çu t− x©ydùng Nhµ m¸y kÝnh c¸n - kÝnh tÊm kÐo ngang c«ng suÊt 6,4triÖu m2/n¨m. Tr¶i qua h¬n 10 n¨m tån t¹i vµ ph¸t triÓn, C«ng ty kÝnh §¸p CÇu ®· ®¹t®−îc nhiÒu thµnh tÝch trong s¶n xuÊt kinh doanh, cô thÓ: - VÒ s¶n l−îng vµ chÊt l−îng c¸c s¶n phÈm cña C«ng ty s¶n xuÊt ra ®Òuv−ît c«ng suÊt thiÕt kÕ cña thiÕt bÞ tõ 5 - 26%. §¹t tiªu chuÈn chÊt l−îng lo¹iA > 90%. - VÒ doanh thu: Tõ 36.126 triÖu ®ång n¨m 1991, n¨m 2002 doanh thu®¹t 131.000 triÖu ®ång, n¨m 2003 doanh thu ®¹t 135.000 triÖu ®ång v−ît n¨m5 - 26% so víi kÕ ho¹ch. - Tèc ®é t¨ng tr−ëng b×nh qu©n 11% n¨m. Thu nép ng©n s¸ch ®Çy ®ñ. - HiÖu qu¶ s¶n xuÊt kinh doanh hµng n¨m ®Òu cã l·i. N¨m 2002 l·i 9,4tû n¨m 2003 l·i 11 tû, thu nhËp b×nh qu©n n¨m ®¹t 1360.000®/ng−êi/th¸ng. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt kinh doanh cña C«ng ty cã nh÷ng thuËn lîi vµkhã kh¨n sau: ThuËn lîi: C«ng ty ®−îc sù chØ ®¹o ®óng ®¾n cña Tæng c«ng ty Thuûtinh vµ Gèm X©y dùng, sù gióp ®ì tËn t×nh cña ®Þa ph−¬ng n¬i ®Æt trô së vµ®−îc sù hç trî cña c¸c chÝnh s¸ch Nhµ n−íc. Khã kh¨n: ThiÕt bÞ m¸y mãc l¹c hËu, c«ng nghÖ kÐo ®øng tèn nhiÒuchi phÝ ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ thµnh, lµm ¶nh h−ëng tíi tÝnh c¹nh tranh cña s¶nphÈm trªn thÞ tr−êng. C«ng t¸c tiªu thô s¶n phÈm tuy cã sù c¹nh tranh víikÝnh ngo¹i nhËp lËu, kÝnh liªn doanh ViÖt - NhËt vµ mét sè c«ng ty kÝnhcña t− nh©n kh¸c. Nh−ng víi sù nç lùc phÊn ®Êu cña ®éi ngò nh©n viªn b¸nhµng vµ tiÕp thÞ, s¶n phÈm cña c«ng ty vÉn ®−îc tiªu thô ë kh¾p n¬i vµ mäimiÒn trong n−íc. Víi nh÷ng khã kh¨n nh− vËy nh−ng nhê cã sù l·nh ®¹o ®óng ®¾n cñal·nh ®¹o C«ng ty cïng sù ®oµn kÕt g¾n bã cña tËp thÓ c«ng nh©n viªn, n¨mTr−êng §HNNI - Hµ Néi -5- Khoa C¬ - §iÖn
  • 7. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A2000 c«ng ty kÝnh §¸p CÇu ®−îc Nhµ n−íc phong tÆng danh hiÖu Anh hïnglao ®éng trong thêi kú ®æi míi. §Þnh h−íng ph¸t triÓn: §Ó ®Þnh h−íng cho viÖc nghiªn cøu vµ ph¸ttriÓn s¶n xuÊt, ®¸p øng nhu cÇu ngµy cµng cao cña x· héi vÒ nhiÒu mÆt nãichung vµ vÒ c¸c s¶n phÈm kÝnh vµ thuû tinh trong thêi kú míi, thêi kú hoµnhËp víi nÒn kinh tÕ chung cña khu vùc. C«ng ty kÝnh §¸p CÇu dù kiÕn kÕho¹ch ®Çu t− x©y dùng trong giai ®o¹n 2005 - 2010. Më réng ph¸t triÓn s¶nxuÊt víi viÖc x©y dùng nhµ m¸y g−¬ng cao cÊp, nhµ m¸y s¶n xuÊt Frit men3000t/n¨m ë B×nh D−¬ng vµ nhµ m¸y kÝnh Float 350t/ngµy ë §¸p CÇu.1.2. Vai trß cña ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh [1] Trong mét nÒn kinh tÕ ph¸t triÓn lµnh m¹nh, cã søc c¹nh tranh vµ ®¹thiÖu qu¶ cao, vai trß cña ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh cã vÞ trÝ ®Æc biÖtquan träng. C¸ch ®©y kh«ng l©u, ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh ë ViÖt Namcßn ph¸t triÓn chËm vµ yÕu víi qui m« nhá nh−ng cho ®Õn nay hµng tr¨m nhµm¸y kÝnh ®· xuÊt hiÖn ë kh¾p mäi n¬i. §iÒu ®ã kh¼ng ®Þnh vai trß vµ vÞ trÝ cñanã trong mäi mÆt cña ®êi sèng x· héi. ViÖc ®−a vµo vËn hµnh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh cã mét vai trß tolín trong tiÕn tr×nh ph¸t triÓn vµ më réng s¶n xuÊt cña c«ng ty KÝnh §¸pCÇu. S¶n phÈm kÝnh víi nhiÒu chñng lo¹i kh¸c nhau, mçi lo¹i mang trongm×nh nh÷ng øng dùng lín trong cuéc sèng. DÇn dÇn chiÕm lÜnh thÞ tr−êngthay thÕ mét c¸ch hiÖu qu¶ víi chi phÝ thÊp h¬n so víi mét sè s¶n phÈmcïng lo¹i, ®ång thêi t«n thªm vÎ ®Ñp cña c¸c c«ng tr×nh kiÕn tróc lªn nhiÒulÇn. Khi mµ s¶n phÈm gç ngµy cµng k¹n kiÖt víi gi¸ thµnh cao kh¶ n¨ng mëréng øng dông lín dÇn ®−îc thay thÕ, phÇn nµo gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò k¹nkiÖt tµi nguyªn thiªn nhiªn. S¶n phÈm chÝnh cña C«ng ty lµ kÝnh, víi trªn20 lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau: - KÝnh tÊm x©y dùng: lµ lo¹i kÝnh ph¼ng, trong suèt. §−îc s¶n xuÊt theoph−¬ng ph¸p Foucault c¶i tiÕn trªn hÖ thèng thiÕt bÞ hiÖn ®¹i cña Nga vµ Hµn Quèc.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi -6- Khoa C¬ - §iÖn
  • 8. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - KÝnh ph¶n quang: §−îc s¶n xuÊt theo ph−¬ng ph¸p ®iÖn tö, c¸c ionkim lo¹i sau khi b¾n ph¸ trong tr−êng ®iÖn tõ m¹nh, sÏ b¸m ®Òu vµo bÒ mÆttÊm kÝnh t¹o nªn mét líp phñ bÒn ch¾c, chÞu ®−îc mäi sù t¸c ®éng cña thêitiÕt víi kh¶ n¨ng ph¶n x¹ tíi 60% n¨ng l−îng ¸nh s¸ng mÆt trêi, ng¨n chÆn tias¸ng cã h¹i nh− tia tö ngo¹i, tia cùc tÝm, b¶o ®¶m cho kh«ng khÝ trong phßng®−îc dÞu m¸t vµ trong lµnh. KÝnh ph¶n quang §¸p CÇu cã nhiÒu mµu s¾c, mµu xanh lam , xanh lôc,xanh rªu, mµu trµ, mµu b¹c… vµ nhiÒu mµu s¾c kh¸c, tuú theo yªu cÇu cñakh¸ch hµng. ChÊt l−îng kÝnh ph¶n quang ®−îc ®¶m b¶o theo tiªu chuÈn quèctÕ ®¸p øng mäi yªu cÇu cña kh¸ch hµng. - S¶n phÈm kÝnh an toµn: §−îc s¶n xuÊt theo ph−¬ng ph¸p t«i nhiÖt trªnhÖ thèng thiÕt bÞ hiÖn ®¹i cña c«ng hoµ liªn bang §øc vµ NhËt B¶n. S¶n phÈmkÝnh an toµn cã ®é bÒn gÊp 4 - 5 lÇn so víi kÝnh th−êng, chÞu ®−îc ®é rung lín,va ®Ëp m¹nh, ®é bÒn nhiÖt cao, khi vì t¹o thµnh m¶nh nhá, kh«ng s¾c c¹nh,kh«ng g©y nguy hiÓm cho ng−êi sö dông, ®−îc dïng lµm cöa sæ, cöa ra vµo,kÝnh quan s¸t trong c¸c lß c«ng nghiÖp, kÝnh ®Ìn chiÕu s¸ng ®« thÞ… s¶n phÈmkÝnh an toµn ®−îc sö dông réng r·i cho c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng vËn t¶i. - S¶n phÈm kÝnh mê: §−îc s¶n xuÊt b»ng c¸ch lµm mê mÆt kÝnh t¹ocho ¸nh s¸ng xuyªn qua thµnh t¸n x¹, dÞu m¸t, kh«ng nh×n xuyªn qua ®−îc,s¶n phÈm kÝnh mê cã ®é bÒn cao, ®Ñp tho¶ m·n yªu cÇu vÒ sö dông ®Æc biÖt lµtrong trang trÝ néi thÊt. - S¶n phÈm g−¬ng: §−îc s¶n xuÊt theo ph−¬ng ph¸p phñ kim lo¹itrong ch©n kh«ng líp phñ ®Òu, bÒn ch¾c cã chiÒu dµy lín, hÖ sè ph¶n x¹ lính¬n 77%, líp s¬n b¶o vÖ cøng, bÒn cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ líp phñ trong mäi ®iÒukiÖn thêi tiÕt, cho h×nh ¶nh trong s¸ng trung thùc. - S¶n phÈm b«ng thuû tinh: - S¶n phÈm b«ng kho¸ng: - S¶n phÈm kÝnh d¸n: C¸c tÊm kÝnh ®−îc d¸n s¬ bé víi nhau b»ng lípTr−êng §HNNI - Hµ Néi -7- Khoa C¬ - §iÖn
  • 9. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Akeo PVB ë nhiÖt ®é 300 - 700C ®−îc d¸n vµ Ðp chÆt trong thiÕt bÞ nåi hÊp cã ¸plùc 15bar, nhiÖt ®é 1500C. - S¶n phÈm kÝnh c¾t, mµi: - S¶n phÈm kÝnh b¶o «n (kÝnh c¸ch ©m, c¸ch nhiÖt): §−îc s¶n xuÊt theoph−¬ng ph¸p t¹o réng gi÷a hai tÊm kÝnh b»ng khung nh«m, bªn ngoµi khungnh«m cã b¬m keo Silicol ®Ó g¾n kÕt c¸c tÊm kÝnh víi nhau, kho¶ng rçng gi÷ahai tÊm kÝnh t¹o ch©n kh«ng hoÆc Nit¬. Tõ nh÷ng −u ®iÓm næi bËt cña s¶n phÈm kÝnh chóng ta cã thÓ kh¼ng ®Þnhr»ng viÖc s¶n xuÊt kÝnh lµ yªu cÇu cÊp thiÕt ®èi víi sù ph¸t triÓn cña ngµnh c«ngnghiÖp s¶n xuÊt kÝnh. §Ó ®¶m b¶o ®−îc ®iÒu ®ã th× chØ cã c«ng nghÖ hiÖn ®¹imíi cã thÓ ®¶m ®−¬ng ®−îc, trong ®ã c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ ®ãng vai trß ®ÆcbiÖt quan träng.1.3. Vai trß cña ngµnh Tù ®éng ho¸ [2]1.3.1. Sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ Ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c¸c ngµnh ®iÖn tö vµ c«ngnghÖ th«ng tin, c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt còng cã nh÷ng b−íctiÕn v−ît bËc. Ngoµi c¸c d¹ng hÖ ®iÒu khiÓn truyÒn thèng, cßn xuÊt hiÖn thªmc¸c d¹ng hÖ míi, ngµy cµng ®¸p øng tèt h¬n yªu cÇu c«ng nghÖ. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c n−íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn tiÕnhµnh r«ng r·i tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt lo¹i nhá. §iÒu nµy ph¶n ¸nh xu thÕchung cña nÒn kinh tÕ thÕ giíi tõ s¶n xuÊt lo¹i lín vµ hµng khèi sang s¶n xuÊtlo¹i nhá vµ hµng khèi thay ®æi. Nhê c¸c thµnh tùu to lín cña c«ng nghÖ th«ngtin vµ c¸c lÜnh vùc khoa häc kh¸c, ngµnh c«ng nghiÖp gia c«ng c¬ cña thÕ giíitrong nh÷ng n¨m cuèi cña thÕ kû XX ®· cã sù thay ®æi s©u s¾c. Sù xuÊt hiÖncña mét lo¹t c¸c c«ng nghÖ mòi nhän nh− kü thuËt linh ho¹t (AgileEngineening) hÖ ®iÒu hµnh s¶n xuÊt qua mµn h×nh (Visual ManufacturingSystem) kü thuËt t¹o mÉu nhanh (Rapid Prototyping) c«ng nghÖ Nan« ®· chophÐp tù ®éng ho¸ toµn phÇn kh«ng chØ trong s¶n xuÊt hµng khèi mµ cßn trongTr−êng §HNNI - Hµ Néi -8- Khoa C¬ - §iÖn
  • 10. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45As¶n xuÊt lo¹i nhá vµ ®¬n chiÕc. ChÝnh sù thay ®æi nhanh cña s¶n xuÊt ®· liªnkÕt chÆt chÏ c«ng nghÖ th«ng tin víi c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y, lµm xuÊt hiÖnmét lo¹t c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng tù ®éng ho¸ hoµn toµn míi nh− c¸c lo¹i m¸ymãc ®iÒu khiÓn sè, c¸c trung t©m gia c«ng, c¸c hÖ tèng ®iÒu khiÓn theoch−¬ng tr×nh l«gic PLC (Programmable Logic Control), c¸c hÖ thèng s¶n xuÊtlinh ho¹t FMS (Flexble Manufacturing Systems), c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt tÝchhîp CIM (Computer Integadted Manufacturing) cho phÐp chuyÓn ®æi nhanhs¶n phÈm gia c«ng víi thêi gian chuÈn bÞ s¶n xuÊt Ýt, rót ng¾n chu kú s¶nphÈm, ®¸p øng tèt tÝnh thay ®æi nhanh cña s¶n phÈm hiÖn ®¹i. VÒ mÆt kü thuËt, lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng ho¸ ph¸t triÓn qua 3 giai ®o¹n: Giai ®o¹n 1: Cho ®Õn nh÷ng n¨m 1940. Trong giai ®o¹n nµy c¬ së lýthuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng ®−îc h×nh thµnh. Khi ®ã c¸c ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸thÖ “mét ®Çu vµo, mét ®Çu ra - Siso” nh−: Hµm truyÒn vµ biÓu ®å Bode ®Ó kh¶os¸t ®¸p øng tÇn sè vµ æn ®Þnh; biÓu ®å Nyquist vµ dù tr÷ ®é lîi/pha ®Ó ph©ntÝch tÝnh æn ®Þnh cña hÖ kÝn. Vµo cuèi nh÷ng n¨m 1940 vµ ®Çu nh÷ng n¨m1950 ph−¬ng ph¸p ®å thÞ thùc nghiÖm cña Evans ®· ®−îc hoµn thiÖn. Giai®o¹n nµy ®−îc coi lµ “®iÒu khiÓn cæ ®iÓn”. Giai ®o¹n 2: Xung quanh nh÷ng n¨m 1960, lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn cñakü thuËt ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lµ “®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i” (Modern control). HÖ küthuËt ngµy cµng trë lªn phøc t¹p, cã “nhiÒu ®Çu vµo, nhiÒu ®Çu ra - MIMO”.§Ó m« h×nh ho¸ thuéc d¹ng nµy ph¶i cÇn ®Õn mét tËp c¸c ph−¬ng tr×nh m« t¶mèi liªn quan gi÷a c¸c tr¹ng th¸i cña hÖ. Vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ngbiÕn tr¹ng th¸i ®−îc h×nh thµnh. Còng trong thêi gian nµy, lý thuyÕt ®iÒukhiÓn tèi −u cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn lín dùa trªn nÒn t¶ng nguyªn lý cùc ®¹icña Poltryagin vµ lËp tr×nh ®éng lùc häc cña Bellman. §ång thêi, häc thuyÕtKalman ®−îc hoµn thiÖn vµ nhanh chãng trë thµnh c«ng cô chuÈn, ®−îc södông trong nhiÒu lÜnh vùc ®Ó −íc l−îng tr¹ng th¸i bªn trong cña hÖ tõ tËp nhátÝn hiÖu ®o ®−îc.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi -9- Khoa C¬ - §iÖn
  • 11. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Giai ®o¹n 3: Giai ®o¹n “®iÒu khiÓn bÒn v÷ng” ®−îc b¾t ®µu tõ nh÷ngn¨m 1980. øng dông nh÷ng thµnh tùu cña to¸n häc, c¸c nghiªn cøu vÒ ®iÒukhiÓn ®· ®−a ra ®−îc c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ®Ó mét hÖ küthuËt vÉn ®¶m b¶o ®−îc kü n¨ng sö dông khi cã t¸c ®éng cña nhiÔu vµ sai sè.Trong hai thËp kû cuèi, nhiÒu nh¸nh míi vÒ ®iÒu khiÓn còng ®· h×nh thµnh, ®ãlµ: thÝch nghi, phi tuyÕn, hçn hîp, mê, neural.1.3.2. Thµnh tùu vµ kÕt qu¶ mang l¹i do ¸p dông tù ®éng ho¸ [3] - DÉn h−íng vµ ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ trong kh«ng gian, bao gåm m¸y bayd©n dông, tªn löa, m¸y bay chiÕn ®Êu, tµu vËn t¶i, vÖ tinh …HÖ thèng ®iÒukhiÓn nµy ®· ®¶m b¶o ®−îc tÝnh æn ®Þnh vµ chÝnh x¸c d−íi t¸c ®éng cña nhiÔuvµ m«i tr−êng vµ chÝnh hÖ thèng. - HÖ ®iÒu khiÓn trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, tõ m¸y tù ®éng ®Õn m¹chtÝch hîp. Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh ®· cã ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞtrÝ vµ l¾p r¸p rÊt cao ®Ó t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm co chÊt l−îng tèt. VÝ dô: HÖ thèng ®iÒu khiÓn cÊp liÖu liªn tôc ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n NPK.§©y lµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt NPK ®iÒu khiÓn tù ®éng hoµn toµn vµ hiÖn ®¹i ëViÖt Nam, víi gi¸ thµnh b»ng 1/3 s¶n phÈm ngo¹i nhËp khi ®−a d©y chuyÒnvµo sö dông t¹i c«ng ty phèt ph¸t L©m Thao hÖ thèng d· t¹o ®iÒu kiÖn cho c¬së s¶n xuÊt gi¶m sè ng−êi lao ®éng tõ 300 ng−êi xuèng 8 ng−êi, viÖc sö dôngvµ dÞch vô ®¬n gi¶n h¬n. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp, vÝ dô trong qu¸ tr×nhs¶n xuÊt Hydrocacbon vµ nhiÒu chÊt ho¸ häc kh¸c. HÖ ®iÒu khiÓn nµy xö lÝhµng ngµnh th«ng tin lÊy tõ c¶m biÕn ®Ó ®iÒu khiÓn hµng tr¨m c¬ cÊu chÊphµnh: van, cÊp nhiÖt, b¬m …®Ó cho s¶n phÈm víi yªu cÇu kh¾t khe vÒ tÝnhn¨ng kü thuËt. VÝ dô: HÖ thèng ®o l−êng, gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn c¸c th«ng sè m«itr−êng ®−îc thiÕt kÕ trªn c¬ së PLC, one - chip, giao diÖn ng−êi m¸y (HMI)kh¶ n¨ng xö lý tíi 16 tr¹m lµm viÖc ph©n t¸n trong m¹ng víi tæng sè c¸cTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 10 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 12. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ath«ng sè ®o cho phÐp xö lý lªn tíi 2048 ®iÓm vµ kh¶ n¨ng ph¸t triÓn më réngvíi sè l−îng tr¹m lµm viÖc vµ sè l−îng c¸c th«ng sè ®o khi cÇn thiÕt trong c¸cøng dông lín. - §iÒu khiÓn hÖ truyÒn th«ng, bao gåm: hÖ thèng ®iÖn tho¹i vµ Internet. HÖthèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô kiÓm so¸t møc n¨ng l−îng ®Çu vµo, ®Çu ra vµ khi truyÒndÉn, th«ng b¸o nh÷ng sù cè ®a d¹ng, phøc t¹p th−êng xÈy ra trong truyÒn th«ng.1.3.3. C«ng nghÖ th«ng tin víi tù ®éng ho¸ [2] C«ng nghiÖp lu«n g¾n víi tù ®éng ho¸ tõ thuë s¬ khai, khi ®ã c«ngnghÖ T§H ph¸t triÓn trªn nÒn t¶ng kü thuËt Analog. Vµi chôc n¨m trë l¹i ®©yc¸c thiÕt bÞ tÝnh to¸n tèc ®é cao ra ®êi, kü thuËt sè øng dông trong tù ®éng ho¸®· cho phÐp thay thÕ hÇu hÕt nh÷ng bé ®iÒu khiÓn cøng x−a kia b»ng thiÕt bÞsè vµ phÇn mÒm ®iÒu khiÓn. C¸c thiÕt bÞ thu thËp vµ xö lý sè liÖu ngµy cµng®−îc øng dông réng r·i, cÊu thµnh nh÷ng hÖ th«ng minh ®iÒu khiÓn xö lÝ hµngchôc ngµn tÝn hiÖu vµo/ra. Kh¸i niÖm tin häc c«ng nghiÖp (Industrial IT) ®·chÝnh thøc kh¼ng ®Þnh vai trß cña c«ng nghÖ th«ng tin trong tù ®éng ho¸. Tin häc c«ng nghiÖp bao gåm phÇn cøng, phÇn mÒm, thiÕt bÞ m¹ng vµc¶ Internet. C¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ ®· ®−îc chÕ t¹o trªn nhiÒu c«ng nghÖkh¸c nhau. Ta cã thÓ thÊy c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc tù ®éng b»ng c¸c cam, chètc¬ khÝ, c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¹t ®éng b»ng nguyªn lý khÝ nÐn, thuû lùc,r¬le c¬ ®iÖn, m¹ch ®iÖn tö t−¬ng tù, m¹ch ®iÖn tö sè… C¸c thiÕt bÞ hÖ thèngnµy cã chøc n¨ng xö lÝ vµ møc ®é tù ®éng thÊp so víi c¸c hÖ thèng tù ®énghiÖn ®¹i ®−îc x©y dùng trªn nÒn t¶ng cña c«ng nghÖ th«ng tin. Trong khi c¸c hÖ thèng tin häc sö dông m¸y tÝnh ®Ó hç trî vµ tù ®éngho¸ qu¸ tr×nh qu¶n lý, th× c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng dïng m¸y tÝnh ®Ó®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ChÝnh v× vËy c¸c thµnh tùu cñac«ng nghÖ phÇn cøng vµ c«ng nghÖ phÇn mÒm cña m¸y tÝnh ®iÖn tö ®−îc ¸pdông vµ ph¸t triÓn mét c¸ch cã chän läc vµ hiÖu qu¶ cho c¸c hÖ thèng ®iÒukhiÓn tù ®éng. Vµ sù ph¸t triÓn nh− vò b¸o cña c«ng nghÖ th«ng tin kÐo theoTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 11 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 13. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Asù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña lÜnh vùc tù ®éng ho¸. Ta cã thÓ thÊy qu¸ tr×nh c«ng nghÖ tin häc th©m nhËp vµo tõng phÇn tö,thiÕt bÞ thuéc lÜnh vùc tù ®éng ho¸ nh− ®Çu ®o c¬ cÊu chÊp hµnh, thiÕt bÞ giao diÖnvíi ng−êi vËn hµnh thËm chÝ vµo c¶ r¬le, Contactor, nót bÊm mµ tr−íc kia lµmb»ng c¬ khÝ. Tr−íc kia ®Çu ®o gåm phÇn tö biÕn ®æi tõ tham sè ®o sang tÝn hiÖu ®iÖn,m¹ch khuyÕch ®¹i, m¹ch läc vµ m¹ch biÕn ®æi sang chuÈn 4 - 20mA ®Ó truyÒn tÝnhiÖu ®o vÒ trung t©m xö lÝ. HiÖn nay ®Çu ®o ®· ®−îc tÝch hîp chÝp vi xö lÝ, biÕn ®æiADC, bé truyÒn d÷ liÖu sè víi phÇn mÒm ®o ®¹c, läc sè, tÝnh to¸n vµ truyÒn kÕt qu¶trªn m¹ng sè vÒ th¼ng m¸y tÝnh trung t©m. Nh− vËy ®Çu ®o ®· ®−îc sè ho¸ vµ ngµycµng th«ng minh do chøc n¨ng xö lý tõ m¸y tÝnh trung t©m tr−íc kia nay ®· ®−îcchuyÓn xuèng xö lý t¹i chç b»ng ch−¬ng tr×nh nhóng trong ®Çu ®o. T−¬ng tù nh− vËy c¬ cÊu chÊp hµnh nh− m«t¬ ®· ®−îc chÕ t¹o g¾n kÕth÷u c¬ víi c¶ bé servo víi c¸c thuËt to¸n ®iÒu chØnh PID (ProportionalIntegral Derivative) t¹i chç vµ kh¶ n¨ng nèi m¹ng sè tíi m¸y chñ. C¸c tñ r¬le®iÒu khiÓn chiÕm diÖn tÝch líntrong c¸c phßng ®iÒu khiÓn nay 1010®−îc co gän trong c¸c PLC HÖ tù tæ chøc 108(Programmable Logic Controller). HÖ §K ph©n tÇn 106C¸c bµn ®iÒu khiÓn víi hµng lo¹t 104 HÖ §K ph©n cÊp®ång hå chØ b¸o, c¸c phÝm, nót ®iÒu PLCkhiÓn, c¸c bé tù ghi trªn giÊy cång 102 R¬le B¸n dÉn 100kÒnh nay ®−îc thay thÕ b»ng mét 1930 40 50 60 70 80 90 2000vµi PC (Personal Computer). H×nh 1.1: §å thÞ biÓu diÔn chøc n¨ng HÖ thèng c¸p truyÒn tÝn hiÖu xö lÝ ë c¸c hÖ thèng T§H trong 70 n¨mAnalog 4 - 20mA, 10V tõ c¸c ®Çu®o c¬ cÊu chÊp hµnh vÒ trung t©m ®iÒu khiÓn b»ng nhÞp tr−íc ®©y ®· ®−îcthay thÕ b»ng vµi c¸p ®ång trôc hoÆc c¸p quang truyÒn d÷ liÖu sè. Cã thÓ nãiTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 12 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 14. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ac«ng nghÖ th«ng tin “chiÕm phÇn ngµy cµng nhiÒu” vµo c¸c phÇn tö, hÖthèng tù ®éng ho¸.1.4. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña viÖc thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn HiÖn ®¹i ho¸ nÒn c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh n»m trong mèi quan t©mchung cña c«ng cuéc x©y dùng mét nÒn c«ng nghiÖp v÷ng m¹nh. Lµm saomang ®Õn cho ng−êi tiªu dïng nh÷ng s¶n phÈm chÊt l−îng cao lµ môc tiªu cñabÊt cø doanh nghiÖp nµo còng h−íng tíi. Nh−ng hiÖn nay, nhiÒu nhµ m¸y s¶nxuÊt kÝnh ë ViÖt Nam viÖc vËn hµnh ®iÒu khiÓn c«ng nghÖ vÉn phô thuéc rÊtnhiÒu vµo yÕu tè con ng−êi. Trong t×nh h×nh héi nhËp cña khu vùc, viÖc c¶itiÕn c«ng nghÖ ®−a c¸c hÖ ®iÒu khiÓn ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt, gi¶m gi¸ thµnh lµxu thÕ tÊt yÕu. V× vËy, viÖc ®µo t¹o vµ ph¸t triÓn nh©n lùc lµ nhiÖm vô hµng®Çu trong nh÷ng n¨m tíi cña ngµnh tù ®éng ho¸ nãi chung vµ ngµnh c«ngnghiÖp s¶n xuÊt kÝnh nãi riªng, víi môc ®Ých chÝnh ®Ó c¸c sinh viªn ra tr−êngcã thÓ n¾m b¾t vµ lµm viÖc ®−îc ngay khi ®· ®−îc trang bÞ kiÕn thøc thùc tÕ.PhÇn nµo xo¸ bá kho¶ng c¸ch tõ lý thuyÕt ®Õn thùc hµnh hiÖn ®ang lµ vÊn ®ÒcÇn quan t©m lµm cho sinh viªn kh«ng bÞ bì ngì tr−íc khi b−íc vµo giai ®o¹nthùc tËp tèt nghiÖp thËm chÝ c¶ lóc ra tr−êng lµm viÖc. ChÝnh v× vËy, chóng t«itiÕn hµnh nghiªn cøu t×m hiÓu thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶nxuÊt kÝnh. Víi môc ®Ých ®iÒu khiÓn lß nung thuû tinh vµ thùc hiÖn qu¸ tr×nhc¾t b¨ng kÝnh, m« h×nh hoµn chØnh cã thÓ phôc vô tèt cho c«ng t¸c d¶ng d¹ymµ cô thÓ lµ d¹y vÒ øng dông vµ lËp tr×nh PLC. Sinh viªn cã thÓ hiÓu ®−îc vÊn®Ò lËp tr×nh PLC dÔ dµng h¬n.1.5. KÕt luËn ch−¬ng 1 Cuéc c¸ch m¹ng khoa häc vµ c«ng nghÖ hiÖn ®¹i lµm xuÊt hiÖn vµ ngµycµng më réng mét nÒn c«ng nghÖ míi, c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ mét nÒn s¶nxuÊt víi kü thuËt cao lµm thay ®æi ph−¬ng thøc lao ®éng, tæ chøc vµ lèi sèngcña con ng−êi. TiÒm lùc m¹nh vÒ khoa häc vµ c«ng nghÖ ®ang lµ mét lîi thÕTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 13 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 15. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ac¹nh tranh rÊt ®¸ng kÓ cña c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn. Khoa häc vµ c«ng nghÖngµy cµng ®ãng vai trß quan träng ®èi víi sù t¨ng tr−ëng kinh tÕ cña mçin−íc. Ngay nay khi ®¸nh gi¸ søc m¹nh cña mét quèc gia, bªn c¹nh nh÷ng chØsè truyÒn thèng kh¸c, ng−êi ta cßn c¨n cø vµo n¨ng lùc khoa häc vµ c«ngnghÖ nh− lµ mét trong nh÷ng chØ tiªu ®Æc biÖt quan träng. Qua nghiªn cøu tæng quan chóng t«i thÊy ®−îc môc ®Ých vµ ý nghÜa tolín cña viÖc s¶n xuÊt kÝnh ®èi víi nhµ m¸y kÝnh §¸p CÇu. §Æc biÖt h¬n, viÖcøng dông tù ®éng ho¸ vµo ®iÒu khiÓn mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh cã qui m«lín, hiÖn ®¹i lµ yªu cÇu kh«ng thÓ thiÕu trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Trªn c¬ sëkÕ thõa d©y chuyÒn hiÖn cã vµ nh÷ng ®Þnh h−íng ph¸t triÓn cña Nhµ m¸y lµ tiÒn®Ò hÕt søc quan träng ®Ó chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ d©y chuyÒnc«ng nghÖ míi phï hîp víi yªu cÇu s¶n xuÊt ngµy cµng cao cña C«ng ty.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 14 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 16. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng 2 X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh Khi nãi tíi viÖc gi¶i quyÕt bµi to¸n trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö, ng−êi ta chØ chóý tíi gi¶i thuËt (algorithms). §ã lµ mét d·y c¸c c©u lÖnh (Statemments) chÆt chÏvµ râ rµng x¸c ®Þnh mét tr×nh tù c¸c thao t¸c trªn mét sè ®èi t−îng nµo ®ã saocho sau mét sè h÷u h¹n b−íc thùc hiÖn ta ®¹t ®−îc kÕt qu¶ mong muèn. C¸c bµi to¸n gi¶i ®−îc trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö ngµy cµng ®a d¹ng vµ phøct¹p. C¸c thuËt to¸n (gi¶i thuËt) vµ ch−¬ng tr×nh ®Ó gi¶i chóng còng ngµy cµngcã qui m« lín vµ cµng khã khi thiÕt lËp còng nh− khi muèn t×m hiÓu. Tuynhiªn, ta còng thÊy r»ng mäi viÖc sÏ ®¬n gi¶m h¬n nÕu nh− cã thÓ ph©n chiabµi to¸n lín thµnh c¸c bµi to¸n nhá. §iÒu ®ã còng cã nghÜa lµ nÕu coi bµi to¸ncña ta nh− mét module chÝnh th× cÇn chia chóng thµnh c¸c module con, vµ dÜnhiªn víi viÖc lµm nh− thÕ, ®Õn l−ît nã, mçi module l¹i ®−îc ph©n chia tiÕpcho tíi nh÷ng module øng víi c¸c phÇn viÖc c¬ b¶n mµ ta biÕt c¸ch gi¶i quyÕt.Nh− vËy viÖc tæ chøc lêi gi¶i (thuËt to¸n) cña bµi to¸n sÏ ®−îc thÓ hiÖn theomét cÊu tróc ph©n cÊp hay theo mét s¬ ®å cÊu tróc nµo ®ã.2.1. C«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh [1] Thµnh lËp n¨m 1986, C«ng ty kÝnh §¸p CÇu tr¶i qua chÆng ®−êng 18n¨m x©y dùng vµ tr−ëng thµnh tËp thÓ l·nh ®¹o, ®éi ngò c¸n bé c«ng nh©nviªn C«ng ty kÝnh §¸p CÇu b»ng må h«i vµ søc lao ®éng s¸ng t¹o ®· viÕt lªnnh÷ng thµnh tùu ®¸ng khÝch lÖ, gãp phÇn ®−a ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊtkÝnh tÊm x©y dùng ë ViÖt Nam hoµ nhËp víi khu vùc vµ thÕ giíi. §Ó ®øngv÷ng vµ ph¸t triÓn trong xu thÕ c¹nh tranh cña kinh tÕ thÞ tr−êng. C«ng tykh«ng ngõng ®Çu t− ph¸t triÓn më réng s¶n xuÊt, thay ®æi c«ng nghÖ hiÖn ®¹i.§Ó ®¸p øng nhu cÇu ngµy cµng t¨ng cña kh¸ch hµng, C«ng ty kh«ng ngõngmë réng quan hÖ víi mäi thµnh phÇn kinh tÕ trong n−íc vµ n−íc ngoµi thùchiÖn liªn doanh, liªn kÕt ®Èy m¹nh s¶n xuÊt ph¸t triÓn, ®a d¹ng ho¸ mÆt hµngTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 15 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 17. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A®¶m b¶o chÊt l−îng s¶n phÈm vµ dÞch vô tèt nhÊt nh»m tho¶ m·n nhu cÇu vµmong ®îi cña kh¸ch hµng. N¨m 2002 C«ng ty quyÕt ®Þnh ®Çu t− x©y dùng nhµm¸y KÝnh c¸n - KÝnh tÊm kÐo ngang c«ng suÊt 6,4 triÖu m2/n¨m theo c«ngnghÖ cña V−¬ng quèc BØ. Nh−ng ®Ó ®¶m b¶o tèi −u vÒ mÆt kinh tÕ C«ng ty ®·mêi thÇu nhµ thÇu Trung Quèc tiÕn hµnh x©y l¾p d©y chuyÒn s¶n xuÊt KÝnhc¸n vµ KÝnh tÊm kÐo ngang. Sau thêi gian thi c«ng x©y dùng nhµ m¸y chÝnhthøc ®i vµo s¶n xuÊt, cung cÊp cho thÞ tr−êng nh÷ng s¶n phÈm ®¹t tiªu chuÈnchÊt l−îng. - S¶n phÈm kÝnh c¸n tr¾ng vµ kÝnh c¸n mµu cã chiÒu dµy 3 - 8mm (cã 3 lo¹i mµu:xanh l¸ c©y, xanh gia trêi, mµu trµ) víi nhiÒu lo¹i v¨n hoa s¾c nÐt phï hîp víi tiªu chuÈn§øc DIN EN572-5. - S¶n phÈm kÝnh tÊm kÐo ngang vµ mµu cã chiÒu dµy 2 - 10mm (cã 3 lo¹i mµu:xanh l¸ c©y, xanh gia trêi, mµu trµ) phï hîp víi tiªu chuÈn Trung Quèc GB4871 - 1995.S¶n phÈm ®−îc sö dông réng r·i trong x©y dùng vµ trang trÝ néi thÊt: lµm cöasæ, cöa ®i, mÆt bµn, tñ t−êng, quÇy hµng, mÆt kÝnh ®ång hå kü thuËt vµ nhiÒuc«ng dông kh¸c. KÝnh §¸p cÇu lu«n tho¶ m·n yªu cÇu chÊt l−îng theo tiªuchuÈn TC 08 - 94 t−¬ng ®−¬ng víi tiªu chuÈn KSL 2004 - 86 cña Hµn Quèc,®−îc kh¸ch hµng c¶ n−íc chÊp nhËn vµ tin dïng.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 16 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 18. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A S¬ ®å c«ng nghÖ M¸y n¹p liÖu kiÓu th¶m nghiªng Lß bÓ nÊu thuû tinh Vïng th¾t Kªnh dÉn Buång t¹o h×nh kÝnh ph¼ng Cöa ch¶y trµn kÝnh c¸n Con l¨n chuyÓn h−íng M¸y c¸n kÝnh Buång kÐo ph¼ng Giµn con l¨n chuyÓn tiÕp Lß ñ Lß ñ C¾t däc C¾t däc C¾t ngang ThiÕt bÞ ®o ®é dµi BÎ ngang C¾t ngang KÝnh l−íi BÎ mÐp BÎ ngangKÝnh thµnh phÈm Giµn con l¨n t¨ng BÎ ngang thñ c«ng tèc §Ëp vôn §Ëp vôn BÎ biªn BÎ biªn thñ c«ng B¨ng t¶i d¶i kÝnh KÝnh thµnh phÈm KÝnh thµnh phÈm vôn H×nh2.2: S¬ ®å c«ng nghÖ d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 17 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 19. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Do yªu cÇu c«ng nghÖ cña viÖc ®iÒu khiÓn vµ thùc tÕ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn hiÖncã. Chóng t«i tiÕn hµnh chia qui tr×nh c«ng nghÖ lµm 3 giai ®o¹n t−¬ng øng víi 3qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. ViÖc ph©n chia bµi to¸n ®iÒu khiÓn lín thµnh c¸c bµi to¸n ®iÒukhiÓn nhá, nh− thÕ kh«ng ph¶i lµ mét viÖc lµm dÔ dµng. ChÝnh ph−¬ng ph¸p nµy ®·t¸ch bµi to¸n ®iÒu khiÓn ra thµnh c¸c phÇn ®éc lËp t¹o ®iÒu kiÖn cho viÖc gi¶i quyÕtbµi to¸n trë nªn hoµn thiÖn h¬n, dÔ sö dông vµ söa ch÷a chØnh lý dÔ dµng h¬n. Giai ®o¹n 1: §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh nÊu thuû tinh: - ThiÕt bÞ nhËp: C¶m biÕn nhiÖt ®é vµ thiÕt bÞ x¸c ®Þnh møc thuû tinh láng - ThiÕt bÞ xuÊt: HÖ thèng cÊp nhiÖt, qu¹t lµm m¸t vµ hÖ thèng n¹p liÖu Giai ®o¹n 2: §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt kÝnh tÊm kÐo ngang: - ThiÕt bÞ nhËp: HÖ thèng c¶m biÕn ph¸t hiÖn vµ c«ng t¾c hµnh tr×nh - ThiÕt bÞ xuÊt: HÖ thèng con l¨n kÐo mÐp, b»ng chuyÒn vµ c¸c c¬ cÊu dao c¾t Giai ®o¹n 3: §iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt kÝnh c¸n: + ThiÕt bÞ nhËp: HÖ thèng c¶m biÕn ph¸t hiÖn vµ c«ng t¾c hµnh tr×nh + ThiÕt bÞ xuÊt: HÖ thèng m¸y c¸n, b»ng chuyÒn vµ c¸c c¬ cÊu dao c¾t2.2. C«ng nghÖ nÊu thuû tinh (giai ®o¹n 1)2.2.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] Khi hÖ thèng lß ®èt b¾t ®Çu ho¹t ®éng (lß bÓ nÊu thuû tinh). C¬ cÊu lß®èt gåm 4 má ®èt ®Ó phun dÇu vµ kh«ng khÝ ®èt vµo trong lß. §Ó tr¸nh qu¸nhiÖt mét bªn lß thùc hiÖn viÖc ®æi chiÒu ngän löa, sau 20 phót ®æi chiÒu métlÇn. Sö dông èng nh¸nh ®æi chiÒu dïng van ®iÖn tõ n¨m nh¸nh. Qu¸ tr×nh nµy®−îc khèng chÕ bëi mét kho¶ng nhiÖt ®é trong lß lµ 1100 ± 50C chÕ ®é ®iÒukhiÓn nhiÖt ®é chÝnh lµ b¶o ®¶m viÖc ph©n bè nhiÖt ®é theo suèt chiÒu dµi cñalß. Trong qu¸ tr×nh nÊu ch¶y nÕu nh− chÕ ®é nhiÖt ®é kh«ng hîp lý hoÆc kh«ngæn ®Þnh th× sÏ g©y ra sù mÊt c©n b»ng cho mét lo¹t c¸c kh©u thao t¸c, ¶nhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 18 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 20. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ah−ëng nghiªm träng ®Õn chÊt l−îng thuû tinh. Sau khi nhiÖt ®é trong lß ®−îc æn®Þnh th× hai m¸y n¹p liÖu kiÓu th¶m m¸ng nghiªng ho¹t ®éng. Qua hép gi¶mtèc, khíp lÖch t©m lµm tay biªn ®Èy m¸y chøa phèi liÖu cña m¸y n¹p liÖu ®Çu lßchuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ®Èy phèi liÖu vµo trong lß thµnh tõng líp máng nh»m b¶o®¶m cho møc thuû tinh lu«n æn ®Þnh. Qu¸ tr×nh n¹p phèi liÖu phô thuéc vµomøc thuû tinh láng cao hay thÊp, nÕu thÊp th× tiÕn hµnh n¹p liÖu ng−îc l¹i th×dõng hÖ thèng. N¹p phèi liÖu lµ mét trong c¸c kh©u c«ng nghÖ quan träng cñaqu¸ tr×nh nÊu thuû tinh, viÖc n¹p phèi liÖu cã ®−îc chÝnh x¸c hay kh«ng sÏ ¶nhh−ëng ®Õn tèc ®é nÊu ch¶y cña phèi liÖu, vÞ trÝ cña vïng nÊu, ®é dao ®éng cñanhiÖt ®é nÊu, tÝnh æn ®Þnh gi÷a møc thuû tinh láng vµ giíi h¹n g−¬ng. Sö dônghÖ thèng ®o vµ ®iÒu khiÓn møc thuû tinh láng b»ng laze nh»m ®¶m b¶o tíi ®é®ång nhÊt møc thuû tinh láng, gi¶m møc ®é ¨n mßn ®èi víi phèi liÖu chÞu löa ëthµnh lß vµ tÝnh æn ®Þnh cña dßng thuû tinh. Do ®ã, møc thuû tinh láng ®−îcgi÷ æn ®Þnh. Sö dông hÖ thèng tù ®éng ®o vµ ®iÒu khiÓn møc thuû tinh láng ®Ókhèng chÕ møc thuû tinh láng th× nã sÏ cung cÊp tÝn hiÖu vÒ sè liÖu møc chuyÓn®Õn bé ®iÒu khiÓn n¹p phèi liÖu, nh»m tù ®éng ®iÒu khiÓn l−îng n¹p phèi liÖu,tõ ®ã æn ®Þnh møc thuû tinh láng.2.2.2. X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n ®Ó tiÕn hµnh ®iÒu khiÓn hoÆc gi¸m s¸t qu¸ tr×nh thùc, chóng t«i tiÕn hµnhx©y dùng thuËt to¸n cña ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng PLC.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 19 - Khoa C¬ - §iÖn B¾t ®Çu
  • 21. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: HÖ thèng b¾t ®Çu ho¹t ®éng, phèi liÖu tõ Bunke n¹p liÖu ®Çu lß chuyÓn ®éngtÞnh tiÕn vµo lß. Khi møc thuû tinh h < 0.7 ± 0,002m, n¹p phèi liÖu vµ ng−îc l¹i khi h >0,7 ±0,002m dõng m¸y n¹p liÖu. HÖ thèng cÊp nhiÖt bªn ph¶i lß ho¹t ®éng sau 20 phóthÖ thèng cÊp nhiÖt bªn tr¸i lß ho¹t ®éng vµ qu¸ tr×nh nµy diÔn ra liªn tôc. Thùc hiÖnviÖc ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é b»ng qu¹t th«ng giã, khi T0 < 1100 ± 50C t¾t qu¹t th«ng giãvµ ng−îc l¹i khi T0 < 1100 ± 50C më qu¹t th«ng giã. KÕt thóc qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. ViÖc ®iÒu khiÓn nhê vµo viÖc liªn tôc thu thËp c¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo ®ãchÝnh lµ c¸c ®Çu ®o nhiÖt ®é, thiÕt bÞ ®o møc thuû tinh. Tõ c¸c gi¸ trÞ thu thËp®−îc ®em so s¸nh víi c¸c th«ng sè cña ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc lËp t¹i thêi ®iÓm®ã xem cã ®óng hay kh«ng. nÕu ch−a ®óng sÏ lÖnh cho c¸c ®Çu ra thùc thinh÷ng nhiÖm vô sao cho gi¸ trÞ ®Çu vµo thu ®−îc nh− quy ®Þnh. C¸c ®Çu ra ®iÒuTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 20 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 22. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AkhiÓn dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ®éng c¬.2.3. c«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh tÊm kÐo ngang (Giai ®o¹n 2)2.3.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] NhÊn nót khëi ®éng “ON” ®Ó khëi ®éng dµn con l¨n kÐo ngang, dµn conl¨n nµy ®−îc truyÒn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn 3 pha (trong ®ã cã mét ®éng c¬ dùphßng). Sau kho¶ng thêi gian 5 phót thuû tinh láng ®−îc kÐo lªn b»ng hÖ thèngtruyÒn ®éng con l¨n cña bé kÐo mÐp lóc nµy b¨ng kÝnh ®i vµo buång kÐo ph¼ngvµ chuyÓn ®Õn lß ñ. ®Ó ®¶m b¶o cho b¨ng kÝnh kh«ng bÞ nguéi nhanh trong lß ñg©y ra t×nh tr¹ng chªnh lÖch nhiÖt ®é lµm cho b¨ng kÝnh sinh ra øng suÊt lín ®Én®Õn hiÖn t−îng kÝnh bÞ nøt hoÆc khã c¾t vµ thùc hiÖn lµm nguéi b¨ng kÝnh b»ngdßng kh«ng khÝ ®èi l−u trùc tiÕp trong phßng. Sau 3 phót b¨ng kÝnh ra khái lß ñ,lóc nµy dµn dao c¾t däc ®−îc h¹ xuèng víi kÝch th−íc ®−îc ®Þnh s½n ®Ó thùc hiÖnqu¸ tr×nh c¾t däc b¨ng kÝnh. Khi b¨ng kÝnh chuyÓn ®éng ®Õn hÖ thèng dao c¾tngang, c¬ cÊu dao c¾t ngang chuyÓn ®éng vu«ng gãc víi b¨ng kÝnh vµ c¬ cÊu taybiªn trªn ®ã cã ®Æt c¶m biÕn ®Ó nhËn biÕt sù cã mÆt cña b¨ng kÝnh vµ c¬ cÊu ®ox¸c ®Þnh chiÒu dµi tÊm kÝnh. Khi c¶m biÕn nhËn tÝn hiÖu sau thêi gian trÔ 1gi©yh¹ dao xuèng, dao c¾t thùc hiÖn hai chuyÓn ®éng (mét chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cñabµn dao, mét chuyÓn ®éng ngang cña dao). Khi dao chuyÓn ®éng sang ph¶i gÆpc«ng t¾c hµnh tr×nh th× dao ®−îc n©ng lªn vµ trë vÒ vÞ trÝ cò. Sau khi b¨ng kÝnh®−îc c¾t kho¶ng 30 gi©y, b¨ng kÝnh chuyÓn ®éng vÒ phÝa tr−íc ®Ó thùc hiÖn bÎkÝnh theo nguyªn lý n©ng träng l−îng ®ång thêi lóc nµy dµn con l¨n ®−îc t¨ngtèc trong kho¶ng 5 gi©y sau ®ã trë vÒ tr¹ng th¸i tèc ®é ban ®Çu. Sau ®ã tÊm kÝnh®−îc bÎ mÐp b»ng c¬ cÊu cè ®Þnh vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.2.3.2. S¬ ®å thuËt to¸n §Ó tiÕn hµnh ®iÒu khiÓn hoÆc gi¸m s¸t qu¸ tr×nh thùc, chóng t«i tiÕn hµnhx©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn B¾t ®Çu Dµn con l¨n truyÒn ®éng chÝnhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 21 - Khoa C¬ - §iÖn 1 phót Dµn con l¨n t¨ng tèc
  • 23. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A 1 phót 30 gi©y CÊp nhiÖt lß ñ TB ®o chiÒu dµi C«ng t¾c hµnh tr×nh 30 gi©y 1 phót Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: HÖ thèng b¾t ®Çu ho¹t ®éng truyÒn ®éng cho dµn con l¨n chÝnh. 1 phót sautruyÒn ®éng cho dµn con l¨n t¨ng tèc, 1 phót sau truyÒn ®éng cho bé kÐo mÐp thùchiÖn qu¸ tr×nh kÐo mÐp b¨ng kÝnh. 30 gi©y sau cÊp nhiÖt lß ñ khi b¨ng kÝnh ®i vµo lßñ, tiÕp tôc h¹ dµn dao c¾t däc b¨ng kÝnh víi chiÒu réng a = 3084mm. Khi b¨ng kÝnh®i ra gÆp c¬ cÊu ph¸t hiÖn vµ ®o ®é dµi b¨ng kÝnh b = 2134mm thùc hiÖn c¾t b¨ngTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 22 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 24. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AkÝnh tõ tr¸i sang ph¶i vµ tõ ph¶i sang tr¸i trong thêi gian 30 gi©y. Sau ®ã chuyÓn ®Õndµn con l¨n t¨ng tèc vµ t¨ng tèc trong 5 gi©y, kÕt thóc qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. ViÖc ®iÒu khiÓn nhê vµo viÖc liªn tôc thu thËp c¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo ®ã chÝnh lµviÖc ph¸t hiÖn sù cã mÆt cña b¨ng kÝnh trªn giµn con l¨n. Tõ c¸c gi¸ trÞ thu thËp®−îc ®em so s¸nh víi c¸c th«ng sè cña ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc lËp t¹i thêi ®iÓm ®ãxem cã ®óng hay kh«ng. nÕu ch−a ®óng sÏ lÖnh cho c¸c ®Çu ra thùc thi nh÷ngnhiÖm vô sao cho gi¸ trÞ ®Çu vµo thu ®−îc nh− quy ®Þnh. C¸c ®Çu ra ®iÒu khiÓn dïng®Ó ®iÒu khiÓn dµn dao c¾t kÝnh.2.4. C«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh c¸n (giai ®o¹n 3)2.4.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] NhÊn nót “ON” khëi ®éng d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh c¸n (dµn con l¨ntruyÒn ®éng chÝnh). 1 phót sau khëi ®éng dµn con l¨n chuyÓn tiÕp (gåm cã dµncon l¨n qu¸ ®é vµ dµn con l¨n kÐo l−íi). Khi thuû tinh láng ®i vµo cöa ch¶y trµnkÝnh c¸n, 30 gi©y sau khëi ®éng bé truyÒn ®éng m¸y c¸n, bé truyÒn ®éng m¸y c¸ngåm hai c¬ cÊu truyÒn ®éng cho trôc c¸n trªn vµ trôc c¸n d−íi víi ®−êng kÝnh trôcc¸n vµ chiÒu quay kh¸c nhau, trôc c¸n d−íi cã chøc n¨ng t¹o ra h×nh d¹ng hoa v¨ncho b¨ng kÝnh. §ång thêi më cöa ch¶y trµn kÝnh c¸n ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh c¸n t¹oh×nh b¨ng kÝnh. Sau khi b¨ng kÝnh ra khái m¸y c¸m ®−îc 1 phót th× hÖ thèng gianhiÖt lß ñ ®−îc kÝch ho¹t, v−ît qua dµn con l¨n qu¸ ®é tiÕn vµo lß ñ víi môc ®Ýchkhèng chÕ øng lùc sinh ra trong qu¸ tr×nh lµm nguéi b¨ng kÝnh trong ph¹m vi trÞ sècho phÐp. ViÖc lµm nguéi b¨ng kÝnh ®−îc thùc hiÖn trªn b¨ng t¶i. VËy sau métkho¶ng thêi gian kÓ tõ khi thùc hiÖn qu¸ tr×nh c¸n t¹o h×nh, b¨ng kÝnh di chuyÓn®Õn hÖ thèng dao c¾t däc thùc hiÖn qu¸ tr×nh c¾t däc b¨ng kÝnh. Khi thiÕt bÞ truyÒntÝn hiÖu vµ ®o ®é dµi (c¶m biÕn) nhËn ®−îc tÝn hiÖu th× t¸c ®éng kÝch ho¹t hÖ thèngdao c¾t ngang thùc hiÖn qu¸ tÝnh c¾t ngang b¨ng kÝnh theo kÝch th−íc ®· ®Þnh s½n,khi dao chuyÓn ®éng tõ tr¸i sang ph¶i gÆp c«ng t¾c hµnh tr×nh ph¶i th× t¸c ®éngn©ng dao lªn vµ trë vÒ vÞ trÝ cò. C¬ cÊu bµn dao ®−îc bè trÝ nghiªng mét gãc α sovíi ph−¬ng vu«ng gãc víi b¨ng kÝnh. 20 gi©y sau th× c¬ cÊu bÎ ngang vµ dµn conl¨n tang tèc ®−îc kÝch ho¹t t¨ng tèc ®é ®Ó ®−a b¨ng kÝnh chuyÓn ®éng nhanh h¬nvÒ phÝa tr−íc trong kho¶ng 3 gi©y sau ®ã trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu, råi thùc hiÖnTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 23 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 25. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Aqu¸ tr×nh bÎ biªn kÕt thóc chu tr×nh s¶n xuÊt kÝnh c¸n.2.4.2. X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n B¾t ®Çu Dµn con l¨n truyÒn ®éng chÝnh 30 gi©y Dµn con l¨n t¨ng tèc 1 phót Dµn con l¨n chuyÓn tiÕp 1 phót Cöa ch¶y trµn M¸y c¸n kÝnh c¸n 1 phót CÊp nhiÖt lß ñ 3 phót Dao c¾t däc TB ®o ®é dµi C¶m biÕn Dao c¾t ngang tr¸i C«ng t¾c hµnh tr×nh Dao c¾t ngang ph¶i 30 gi©y TB bÎ ngang T¨ng tèc dµn con l¨n t¨ng tèc BÎ biªn KÕt thóc Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: H×nh 2.5: S¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn sx kÝnh c¸n HÖ thèng b¾t ®Çu ho¹t ®éng truyÒn ®éng cho dµn con l¨n chÝnh ho¹t ®éng. 30gi©y sau truyÒn ®éng cho dµn con l¨n t¨ng tèc, cø nh− vËy qu¸ tr×nh diÔn ra liªn tôcTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 24 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 26. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AtruyÒn ®éng cho dµn con l¨n chuyÓn tiÕp sau kho¶ng thêi gian 1 phót. Khi thuû tinhláng ë cöa ch¶y trµn kÝnh c¸n, 1 phót sau thùc hiÖn më cöa ch¶y trµn kÝnh c¸n vµkÝch ho¹t may c¸n ho¹t ®éng thùc hiÖn c¸n t¹o h×nh b¨ng kÝnh. Sau ®ã thùc hiÖn cÊpnhiÖt lß ñ, 3 phót sau khi b¨ng kÝnh ra khái lß ñ h¹ dao c¾t däc b¨ng kÝnh xuèng víikÝch th−íc ®Þnh s½n a = 1524mm. Khi b¨ng kÝnh ®i ra gÆp c¬ cÊu ph¸t hiÖn vµ ®o ®édµi b¨ng kÝnh b = 2134mm thùc hiÖn c¾t b¨ng kÝnh tõ tr¸i sang ph¶i vµ tõ ph¶i sangtr¸i trong thêi gian 30 gi©y. Sau ®ã chuyÓn ®Õn dµn con l¨n t¨ng tèc vµ thiÕt bÞ bÎngang, thùc hiÖn t¨ng tèc trong 5 gi©y, kÕt thóc qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn.2.5. KÕt luËn ch−¬ng 2 Qua nghiªn cøu d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh chóng ta thÊy ®−îcvai trß to lín cña tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vµ ®ã còng lµ môc tiªumµ mäi ngµnh s¶n xuÊt ®Òu h−íng tíi. Song do qu¸ tr×nh héi nhËp vµ kh¶ n¨ngtµi chÝnh cña nhµ m¸y cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ toµn nhµm¸y ch−a ®−îc hoµn thiÖn. V× vËy trong toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cßn cã nh÷ngkh©u ph¶i lµm viÖc b¸n tù ®éng. ChÝnh v× ®iÒu ®ã chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøuvµ viÕt s¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn, ®Ó phÇn nµo hoµn thiÖn tù ®éng ho¸ d©ychuyÒn s¶n xuÊt nh»m n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm. Qua ph©n tÝch vµ x©y dùng thuËt to¸n chóng t«i nhËn thÊy. §èi víi c¸c bµito¸n ®iÒu khiÓn lín, viÖc gi¶i quyÕt nã ph¶i do nhiÒu ng−êi cïng lµm. ChÝnhph−¬ng ph¸p module ho¸ sÏ cho phÐp t¸ch bµi to¸n ra thµnh c¸c phÇn ®éc lËp t¹o®iÒu kiÖn cho c¸c nhãm gi¶i quyÕt phÇn viÖc cña m×nh. Víi ch−¬ng tr×nh ®−îcx©y dùng trªn c¬ së cña c¸c thuËt to¸n (gi¶i thuËt) ®−îc thiÕt kÕ theo c¸ch nµy th×viÖc t×m hiÓu còng nh− söa ch÷a chØnh lý sÏ dÔ dµng h¬n. §©y lµ tiÒn ®Ò, lµ c¬ së®Ó chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu m« pháng hÖ thèng trªn phÇn mÒm Step 7 -Micro/Win 32.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 25 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 27. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng 3 ThiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt KÝnh c¸n vµ KÝnh tÊm kÐo ngang3.1. øng dông phÇn mÒm Simatic S7 - 2003.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ PLC [2] Trong mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cã mét vai trß rÊtquan träng, lµ “phÇn cøng” vµ lµ nÒn t¶ng ®Ó hiÖn thùc ho¸ c¸c thuËt to¸n, c¸cch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Trong rÊt nhiÒu c¸c lo¹i thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¸c nhau,tõ nh÷ng chiÕc r¬le ®¬n gi¶n ®Õn nh÷ng bé vi ®iÒu khiÓn hay nh÷ng m¸y tÝnhc«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, c¸c bé ®iÒu khiÓn Logic kh¶ tr×nh (PLC - ProgrammableLogic Controller) ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn ®Æc biÖt lµ trong c«ng nghiÖp. KÓtõ khi b¾t ®Çu xuÊt hiÖn vµo ®Çu thËp niªn 70 cña thÕ kû tr−íc nh− mét thiÕt bÞcã kh¶ n¨ng lËp tr×nh mÒm dÎo thay thÕ cho c¸c m¹ch Logic cøng, c¸c PLC ®·ph¸t triÓn rÊt nhanh chãng c¶ vÒ phÇn cøng vµ phÇn mÒm. VÒ phÇn cøng, c¸c béxö lý m¹nh vµ bé nhí lín ®· thay thÕ cho c¸c bé vi xö lý ®¬n gi¶n vµ bé nhíkho¶ng 1kB. C¸c c«ng vµo/ra kh«ng chØ t¨ng vÒ sè l−îng mµ cã thÓ ®−îc ph©nt¸n. C¸c cæng t−¬ng tù còng ®−îc thªm vµo gióp cho PLC giê ®©y kh«ng chØthÝch hîp cho ®iÒu khiÓn logic mµ cßn cã thÓ ®−îc sö dông rÊt hiÖu qu¶ trong®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh liªn tôc. VÒ mÆt cÊu tróc, c¸c PLC ngµy nay cã cÊutróc d¹ng Module linh ho¹t. Bªn c¹nh ®ã, kh¶ n¨ng nèi m¹ng gãp phÇn t¨nghiÖu qu¶ vµ søc m¹nh cña c¸c PLC lªn nhiÒu lÇn khi chóng ho¹t ®éng phèi hîp.VÒ phÇn mÒm, tËp lÖnh cña c¸c PLC ngµy nay kh«ng chØ giíi h¹n ë lÖnh logic®¬n gi¶n mµ ®· trë nªn rÊt phong phó víi c¸c lÖnh to¸n häc, truyÒn th«ng, bé®Õm, bé ®Þnh thêi… xÐt vÒ ph−¬ng diÖn lËp tr×nh, hÇu hÕt c¸c PLC hiÖn nay vÉnsö dông ng«n ng÷ lËp tr×nh quen thuéc ®· xuÊt hiÖn tõ thêi kú ®Çu lµ LAD(Ladder) - ng«n ng÷ d¹ng biÓu ®å thang, FBD - ng«n ng÷ d¹ng biÓu ®å khèichøc n¨ng, STL (Statememts List)- ng«n ng÷ d¹ng liÖt kª lÖnh. Nh− vËy, béTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 26 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 28. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A®iÒu khiÓn logÝc kh¶ tr×nh (PLC) chøa ®ùng ®Çy ®ñ c¶ ba thµnh phÇn cña khoahäc m¸y tÝnh: ph©n cøng, phÇn mÒm vµ truyÒn th«ng.3.1.2. Vai trß cña PLC trong ®iÒu khiÓn tù ®éng Trong mét hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn tù ®éng, bé ®iÒu khiÓn PLC®−îc coi nh− bé n·o cã kh¶ n¨ng ®iÒu hµnh toµn bé hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Víimét ch−¬ng tr×nh øng dông ®iÒu khiÓn (l−u d÷ trong bé nhí PLC) trong kh©uchÊp hµnh, PLC gi¸m s¸t chÆt chÏ, æn ®Þnh chÝnh x¸c tr¹ng th¸i cña hÖ thèngqua tÝn hiÖu cña thiÕt bÞ ®Çu vµo. Sau ®ã nã sÏ c¨n cø trªn ch−¬ng tr×nh Logic®Ó x¸c ®Þnh tiÕn tr×nh ho¹t ®éng ®ång thêi truyÒn tÝn hiÖu ®Õn thiÕt bÞ ®Çu ra. PLC cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn nh÷ng thao t¸c øng dông ®¬ngi¶n, lÆp ®i lÆp l¹i hoÆc mét vµi thiÕt bÞ trong sè chóng cã thÓ ®−îc nèi m¹ngcïng víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn trung t©m hoÆc nh÷ng m¸y tÝnh trung t©m th«ngqua mét phÇn cña m¹ng truyÒn dÉn, víi môc ®Ých ®Ó tæ hîp viÖc ®iÒu khiÓnmét qu¸ tr×nh xö lÝ phøc t¹p. Tr−íc kia bé PLC gi¸ rÊt ®¾t 99USD víi Ýt ®Çu vµo/ra (I/O), kh¶ n¨ngho¹t ®éng bÞ h¹n chÕ vµ qui tr×nh lËp tr×nh rÊt phøc t¹p. V× nh÷ng lÝ do ®ã mµnã chØ ®−îc dïng cho nh÷ng m¸y vµ thiÕt bÞ ®Æc biÖt cã sù thay ®æi thiÕt kÕcÇn ph¶i tiÕn hµnh ngay c¶ trong giai ®o¹n lËp b¶ng nhiÖm vô vµ luËn chøng. Ngµy nay, víi nh÷ng tiÕn bé v−ît bËc cña ®iÖn tö vµ tin häc ®· ®em l¹ihiÖu n¨ng cao, tèi thiÓu ho¸ kÝch th−íc vµ chøc n¨ng xö lÝ qu¸ tr×nh nhiÒu h¬nnh− c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng PID Analog, Chóng ®· më ra thÞtr−êng míi cho PLC. C¸c phÇn cøng ®iÒu khiÓn hoÆc c¸c ®iÒu khiÓn dùa trªnPC (Personal Computer) ®−îc më réng víi c¸c tÝnh n¨ng thùc. ThÞ tr−êng cho bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh (PLC) trªn toµn thÕ giíi®ang ph¸t triÓn m¹nh mÏ do c¸c khu vùc kinh tÕ t¨ng tr−ëng nhanh vµ sù mëréng øng dông ra ngoµi lÜnh vùc s¶n xuÊt. ThuËt ng÷ PLC hiÖn nay kh«ng chØn»m gän trong tÝnh n¨ng lËp tr×nh vµ ®iÒu khiÓn Logic. C¸c tÝnh n¨ng truyÒnth«ng, bé nhí dung l−îng lín, vµ c¸c CPU tèc ®é cao ®· lµm cho PLC trëTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 27 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 29. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Athµnh phÇn tö T§H th«ng dông ®¸p øng tÊt c¶ c¸c øng dông thÞ tr−êng PLC®ang ®−îc hy väng sÏ t¨ng tr−ëng víi tØ lÖ 4,6% hµng n¨m trong n¨m n¨m tíicho dï gi¸ cña thiÕt bÞ nµy ®ang gi¶m.3.1.3. ¦u ®iÓm cña viÖc sö dông PLC trong tù ®éng ho¸ [2] PLC (Programmable Logic Controller - bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh)®ang ph¸t triÓn ngµy cµng m¹nh mÏ vµ gi¸ rÎ h¬n rÊt nhiÒu so víi tr−íc. TiÕtkiÖm chi phÝ cïng lóc mang l¹i lîi Ých cho nhµ s¶n xuÊt vµ ng−êi sö dông, ®ãlµ kÕt qu¶ cña viÖc ¸p dông bé xö lÝ cã tÝnh n¨ng m¹nh mÏ, sù thay ®æi tõ cÊutróc m¹ng ®éc quyÒn vµ h−íng tíi hÖ thèng dùa trªn TCP/IP víi giao diÖnWeb, ng«n ng÷ lËp tr×nh ®−îc cæ vò bëi phong trµo phÇn mÒm nguån më. Víikh¶ n¨ng lËp tr×nh ®¬n gi¶n, cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ m¸y tÝnh.V× vËy bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC ®¹t ®−îc nh÷ng −u thÕ c¬ b¶n trongviÖc ®iÒu khiÓn c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ. ¦u ®iÓm cña PLC lµ xö lÝ c¸c phÐp tÝnh Logic víi tèc ®é cao, thêi gianvßng quÐt nhá (cì ms/vßng) rÊt nhanh so víi thêi gian vßng quÐt cña mét hÖDCS (Distributed Computer System). Ban ®Çu PLC chØ qu¶n lý ®−îc c¸c ®Çuvµo/ra sè. Qua qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, ngµy nay PLC ®· ®−îc bæ sung thªm nhiÒuchøc n¨ng. Kh¶ n¨ng qu¶n lý ®Çu vµo/ra Analog: Tuy cã kh¶ n¨ng qu¶n lý®−îc ®Çu vµo/ra Analog nh−ng sè l−îng qu¶n lý ®−îc kh¸ h¹n chÕ, thuËt to¸nxö lý trªn c¸c biÕn Analog kÐm, lµm thêi gian vßng quÐt t¨ng lªn rÊt nhiÒu. Kh¶ n¨ng truyÒn th«ng: NhiÒu PLC hiÖn nay hç trî giao thøc truyÒnth«ng c«ng nghiÖp, ch¼ng h¹n nh−: PROFIBUS, AS - I, DeviceNet. C¸c ®Æc ®iÓmnµy gióp cho PLC cã thÓ nèi m¹ng víi nhau t¹o thµnh m¹ng PLC hoÆc kÕt nèivíi c¸c hÖ thèng lín nh− DCS (Distributed Computer System), hoÆc còng cã thÓkÕt nèi víi m¸y tÝnh cã phÇn mÒm HMI t¹o thµnh hÖ PLC/HMI (HypermediaManufacturing Integrated) ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t vµ thu thËp sè liÖu. ChuÈn bÞ vµo t¸c ®éng nhanh: ThiÕt kÕ module cho phÐp thÝch nghi®¬n gi¶n víi bÊt kú mäi chøc n¨ng ®iÒu khiÓn. Khi bé ®iÒu khiÓn vµ c¸c phôTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 28 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 30. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AkiÖn ®· ®−îc l¾p ghÐp th× bé PLC vµo t− thÕ s½n sµng lµm viÖc ngay. §é tin cËy cao vµ ngµy cµng t¨ng: C¸c linh kiÖn ®iÖn tö vµ b¸n dÉncã tuæi thä dµi h¬n so víi c¸c thiÕt bÞ c¬. §é tin cËy cña PLC ngµy cµng caovµ tuæi thä ngµy cµng t¨ng do ®−îc thiÕt kÕ vµ t¨ng bÒn ®Ó chÞu ®−îc rung®éng, nhiÖt, Èm vµ tiÕng ån. ViÖc b¶o d−ìng ®Þnh kú th−êng lµ cÇn thiÕt ®èivíi ®iÒu khiÓn R¬le nh−ng víi PLC th× ®iÒu nµy ®−îc lo¹i bá. DÔ dµng thay ®æi ch−¬ng tr×nh: Nh÷ng thay ®æi cÇn thiÕt c¶ khi b¾t®Çu khëi ®éng hoÆc nh÷ng lóc tiÕp theo ®Òu cã thÓ thùc hiÖn dÔ dµng mµkh«ng cÇn bÊt kú thao t¸c nµo ë phÇn cøng. Ch−¬ng tr×nh ®−îc ®−a vµo bé nhícña PLC b»ng thiÕt bÞ lËp tr×nh, thiÕt bÞ nµy kh«ng kÕt nèi cè ®Þnh víi PLC vµcã thÓ chuyÓn tõ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nµy ®Õn thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¸c mµ kh«nglµm x¸o trén c¸c ho¹t ®éng. PLC cã thÓ vËn hµnh mµ kh«ng cÇn kÕt nèi víithiÕt bÞ lËp tr×nh sau khi ch−¬ng tr×nh ®−îc t¶i vµo bé nhí cña PLC. §¸nh gi¸ nhu cÇu sö dông: NÕu biÕt chÝnh x¸c sè ®Çu vµo vµ ®Çu ra th×cã thÓ x¸c ®Þnh kÝch cì yªu cÇu bé nhí (®é dµi ch−¬ng tr×nh) tèi ®a lµ bao nhiªu.Tõ ®ã cã thÓ dÔ dµng, nhanh chãng lùa chän lo¹i PLC phï hîp. C¸c thiÕt bÞ lËptr×nh cã thÓ lµ lo¹i cÇm tay, bé giao tiÕp ®Ó bµn, hoÆc m¸y tÝnh. C¸c hÖ thèng cÇmtay cã bµn phÝm nhá vµ mµn h×nh tinh thÓ láng. C¸c thiÕt bÞ ®Ó bµn cã thÓ cã béhiÓn thÞ víi bµn phÝm hoµn chØnh vµ mµn h×nh hiÓn thÞ. C¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n ®−îclËp cÊu h×nh nh− c¸c tr¹m lµm viÖc ph¸t triÓn ch−¬ng tr×nh. Kh¶ n¨ng t¸i t¹o: Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC ®−îc −a dïngh¬n c¸c bé ®iÒu khiÓn kh¸c kh«ng chØ v× nã cã thÓ sö dông thuËn lîi cho c¸chÖ thèng ®· lµm viÖc æn ®Þnh mµ cßn cã thÓ ®¸p øng nhu cÇu cña c¸c thiÕt bÞmÉu ®Çu tiªn mµ ng−êi ta cã thÓ thay ®æi c¶i tiÒn trong qu¸ tr×nh vËn hµnh. TiÕt kiÖm kh«ng gian: PLC ®ßi hái Ýt kh«ng gian h¬n so víi ®iÒukhiÓn r¬le t−¬ng øng, kÝch th−íc nhá còng cã nghÜa lµ tiÕt kiÖm kh«ng gian tñvµ ®Æc biÖt lµ tiÕt kiÖm n¨ng l−îng tiªu thô, gi¶m thiÓu ®¸ng kÓ yªu cÇu vÒlµm m¸t, nhÊt lµ trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu cña ViÖt Nam hiÖn nay. Sù c¶i biÕn thuËn tiÖn: C¸c PLC cã thÓ sö dông cïng mét thiÕt bÞTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 29 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 31. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A®iÒu khiÓn c¬ b¶n cho nhiÒu hÖ thèng ®iÒu khiÓn. §Ó söa ®æi hÖ thèng ®iÒukhiÓn vµ c¸c qui t¾c ®ang sö dông, ng−êi vËn hµnh chØ cÇn nhËp tËp lÖnh kh¸c,kh«ng cÇn nèi l¹i d©y. NÕu chØ muèn thay ®æi mét bé phËn nhá trong d·ychøc n¨ng, cã thÓ ®−îc c¶i t¹o mét c¸ch ®¬n gi¶n b»ng c¸ch sao chÐp c¶i biÕnthªm nh÷ng phÇn míi. So víi kü thuËt ®iÒu khiÓn b»ng r¬le ë ®©y cã thÓ gi¶mphÇn lín tæng thêi gian l¾p r¸p. Nhê ®ã, hÖ thèng rÊt linh ho¹t, hiÖu qu¶. So víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn logic th«ng th−êng (d¹ng kinh ®iÓn) th× hÖthèng dïng PLC cã nh÷ng chØ tiªu −u viÖt.3.1.4. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña PLC [2] Tõ thÕ kû XVIII, sau khi bé ®iÒu chØnh c¬ cÊu víi qu¶ cÇu li t©m cña JamesWatt x©y dùng ®−îc ¸p dông trong ®iÒu chØnh tèc ®é tua bin, c¸c bé ®iÒu chØnhPID (Protocol Integrated Distributed) khÝ nÐn vµ ®iÖn tö cïng víi c¸c r¬le ®iÖn c¬lÇn l−ît ra ®êi vµo nöa ®Çu thÕ kû XX gãp phÇn t¹o nªn bé mÆt cña kü thuËt ®iÒukhiÓn tù ®éng kinh ®iÓn. ViÖc tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, qu¸ tr×nh c«ng nghÖdùa trªn nÒn t¶ng ®iÒu khiÓn côc bé. Mçi bé ®iÒu khiÓn cã mét chøc n¨ng ®iÒukhiÓn riªng biÖt, phô tr¸ch mét vßng ®iÒu khiÓn ®éc lËp. Ngay c¶ nhiÖm vô vËnhµnh gi¸m s¸t nhiÒu khi còng ph¶i thùc hiÖn côc bé, t¹i chç. Thùc chÊt, ®©y lµ gi¶iph¸p ®iÒu khiÓn kÐm hiÖu qu¶ vÒ mÆt kinh tÕ vµ kÐm tin cËy vÒ mÆt kü thuËt g©ytèn kÐm vµ l·ng phÝ. Th× sù ra ®êi cña PLC (Programmable Logic Controller) gãpphÇn quan träng trong tù ®éng ho¸ c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. PLC thùc chÊt lµlo¹i m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn chuyªn dông cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh mÒm dÎo thay thÕ c¸cm¹ch ®iÒu khiÓn r¬le cøng tr−íc kia do Modicon vµ nhµ ph¸t minh RichardMorley lÇn ®Çu tiªn ®−a ra vµo n¨m 1968. §Õn nay sè l−îng chñng lo¹i PLC cãmÆt trªn thÞ tr−êng ë d¹ng ®Õn nçi khã cã thÓ bao qu¸t. Víi PLC ta cã thÓ cã méthÖ thèng ®iÒu khiÓn cã cÊu tróc tËp trung còng nh− ph©n t¸n tuú theo qui m« cñaøng dông. Víi nh÷ng tÝnh n¨ng −u viÖt ®ã mµ hÖ thèng PLC ®−îc c¸c nhµ thÇu −adïng h¬n so víi ®iÒu khiÓn b»ng r¬le truyÒn thèng.3.1.5. Kh¶ n¨ng vµ nh÷ng øng dông cña bé ®iÒu khiÓn Logic kh¶ tr×nh PLC [4]Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 30 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 32. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña c¸c lo¹i PLC ®· ®em ®Õn søc m¹nh vµ sùtiÖn dông cho ng−êi dïng. Nã ®· trë thµnh phÇn tö tù ®éng kh«ng thÓ thiÕu®−îc trong tù ®éng ho¸ víi nh÷ng chøc n¨ng vµ øng dông réng r·i. Thu thËp tÝn hiÖu ®Çu vµo, tÝn hiÖu ph¶n håi (tõ c¸c c¶m biÕn) tõ ®ãxö lÝ c¸c phÐp tÝnh logic víi tèc ®é rÊt cao, thêi gian vßng quÐt nhá. Thùc hiÖn liªn kÕt, ghÐp nèi vµ ®ãng m¹ch phï hîp qua c¸c chuÈntruyÒn th«ng. B¶ng 3.1: Chøc n¨ng cña PLC trong mét sè kiÓu ®iÒu khiÓn KiÓu ®iÒu khiÓn Chøc n¨ng -Thay thÕ ®iÒu khiÓn kiÓu R¬le - Thêi gian ®Õm §iÒu khiÓn chuyªn gia gi¸m s¸t - Thay cho c¸c Panel ®iªu khiÓn m¹ch in - §iÒu khiÓn tù ®éng, b¸n tù ®éng b»ng tay, c¸c m¸y vµ c¸c qu¸ tr×nh - Thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n sè häc - Cung cÊp th«ng tin (Bus truyÒn th«ng) - §iÒu khiÓn ®éng c¬ chÊp hµnh §iÒu khiÓn d·y - §iÒu khiÓn ®éng c¬ b−íc - §iÒu hµnh qu¸ tr×nh vµ b¸o ®éng - Ph¸t hiÖn lçi vµ ®iÒu hµnh - GhÐp nèi m¸y tÝnh (RS232/RS485) §iÒu khiÓn mÒm dÎo - GhÐp nèi m¸y in - M¹ch T§H xÝ nghiÖp Trong c¸c nhµ m¸y c«ng nghiÖp, hÖ thèng T§H ®ãng vai trß hÕt søcquan träng. Víi tÝnh n¨ng næi bËt cña m×nh bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh PLC ®−îcøng dông rÊt phæ biÕn. D−íi ®©y chóng t«i ®−a ra mét sè øng dông c¬ b¶n: HÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng trén bª t«ng: Sö dông phÇn mÒm ®iÒukhiÓn Simatic S7 - 200 vµ phÇn mÒm WinCC, qu¶n lý toµn bé c¸c qu¸ tr×nh thic«ng, s¶n xuÊt vµ giao hµng… tiÕt kiÖm nguyªn liÖu, chi phÝ ®Çu t−. HÖ thèngTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 31 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 33. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ac©n ®Þnh l−îng cña tr¹m trén ®¶m b¶o chÝnh x¸c cao ®· gi¶i quyÕt triÖt ®Ó c¸csai lÖch ®éng nhê øng dông c¸c thuËt to¸n bï khèi l−îng. Thùc tÕ s¶n xuÊtcho thÊy, sai sè sau bï lÖch lµ 16Kg/11,95 tÊn bª t«ng t−¬i, mét kÕt qu¶ v−îtqu¸ sù mong ®îi. HÖ thèng trén bª t«ng tù ®éng ®· ®−îc c¸c chuyªn gia NhËtB¶n vµ Cu Ba ®¸nh gi¸ cao, cho phÐp ¸p dông ngay vµo c¸c dù ¸n lín cñathµnh phè Hµ Néi. M« h×nh ga tËp trung ®iÖn khÝ sö dông PLC: T¨ng c−¬ng n¨ng lùcth«ng ga vµ ®é an toµn khi ch¹y tµu. §−îc øng dông vµo c¸c ga nhá sÏ t¨ng ®éngchÝnh x¸c, an toµn, gi¶m c−êng ®é lao ®éng cho ng−êi trùc ban (chØ cÇn nh×n vµomµn h×nh lµ cã thÓ biÕt ®−îc cù ly cña tµu so víi ga) thay thÕ c¸c thao t¸c thñc«ng nh− chê tµu ®Õn, khi tµu ®Õn ph¶i ch¹y ra xem tµu ®· vµo hÕt ch−a… M« h×nh ®ãng më cöa tù ®éng: Cöa tù ®éng sÏ më khi cã ng−êi ®ÕngÇn vµ kÐo dµi trong kho¶ng thêi gian x¸c ®Þnh, tr−íc khi ®ãng. C¸c tÝn hiÖuvµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn xuÊt ph¸t tõ c¸c bé c¶m biÕn dïng ®Ó ph¸t hiÖn cãng−êi ®Õn gÇn tõ bªn ngoµi vµ sù ®Õn gÇn cña ng−êi tõ bªn trong. C¸c bé c¶mbiÕn nµy lµ c¸c linh kiÖn b¸n dÉn c¶m biÕn nhiÖt cung cÊp tÝn hiÖu ®iÖn ¸p khibøc x¹ hång ngo¹i t¸c ®éng lªn chóng. Ngoµi ra, cßn cã c¸c tÝn hiÖu nhËp ®ivµo thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nµy cã thÓ ph¸t ra tõ c«ng t¾c giíi h¹n ®Ó cho biÕt thêi®iÓm cöa më hoµn toµn vµ thiÕt bÞ ®Þnh giê ®Ó duy tr× cöa më trong thêi gianyªu cÇu. TÝn hiÖu ra cña thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cã thÓ dÉn ®Õn c¸c van ®iÒu khiÓn,van khÝ nÐn vËn hµnh b»ng Solenoid sö dông chuyÓn ®éng cña c¸c pitt«ngtrong xi lanh ®Ó më vµ ®ãng cöa. M« h×nh nµy ®· ®−îc øng dông vµo toµ nhµv¨n phßng ChÝnh phñ vµ ®· ®−îc nh÷ng ý kiÕn ph¶n håi ®¸ng khÝch lÖ. Nhµ s¶n xuÊt Thuþ SÜ Mikron chän PLC cña Siemens sö dông trongx−ëng chÕ t¹o cña hä. PLC ®èi tho¹i qua hÖ thèng m¸y tÝnh c«ng nghiÖpch¹y phÇn mÒm HMI lµ ch×a kho¸ ®Ó lµm cho hÖ thèng lín nµy dÔ thiÕt lËpvµ sö dông. Nhµ s¶n xuÊt ¤t« Jaguar (Anh) sö dông c¸c PLC vµ bé truyÒn ®éng®Ó ®¶m b¶o ho¹t ®éng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt víi c¸c tÝnh n¨ng MosbusTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 32 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 34. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AEthernet TCP/IP vµ Web cho phÐp c¸c kü s− kiÓm tra t×nh tr¹ng thiÕt bÞ tõ mäivÞ trÝ trong nhµ m¸y.3.1.6. CÊu tróc c¬ b¶n cña bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh PLC [5] HÖ thèng PLC th«ng dông cã n¨m bé phËn c¬ b¶n, gåm bé xö lÝ, bénhí, bé nguån, giao diÖn nhËp xuÊt vµ thiÕt bÞ lËp tr×nh. ThiÕt bÞ lËp tr×nh Bé nhí Giao Giao diÖn Bé xö lÝ diÖn nhËp xuÊt Nguån c«ng suÊt H×nh 3.1: S¬ ®å khèi hÖ thèng PLC 1. Bé xö lÝ trung t©m Bé xö lý trung t©m (CPU) chøa bé vi xö lÝ hÖ thèng, bé nhí vµ m¹chnhËp/xuÊt. Bé xö lÝ trung t©m ®−îc trang bÞ ®ång hå cã tÇn sè trong kho¶ng 1®Õn 8MHz. Tèc ®é nµy quyÕt ®Þnh tèc ®é vËn hµnh cña PLC, cung cÊp chuÈnthêi gian vµ ®ång bé ho¸ tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng. CÊu h×nh CPUtuú théc vµo bé vi xö lÝ. Nãi chung, CPU cã: Bé thuËt to¸n vµ logic (ALU) chÞu tr¸ch nhiÖm xö lÝ d÷ liÖu, thùchiÖn c¸c phÐp to¸n sè häc (céng, trõ) vµ c¸c phÐp to¸n logic AND, OR, NOTvµ EXCLUSIVE-OR. Bé nhí, cßn gäi lµ c¸c thanh ghi, bªn trong bé vi xö lÝ, ®−îc sö dông®Ó l−u tr÷ th«ng tin lªn quan ®Õn sù thùc thi ch−¬ng tr×nh.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 33 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 35. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Bé ®iÒu khiÓn ®−îc sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn chuÈn thêi gian cña c¸cphÐp to¸n. Th«ng tin trong PLC ®−îc truyÒn d−íi d¹ng tÝn hiÖu Digital. C¸c®−êng dÉn bªn trong truyÒn c¸c tÝn hiÖu Digital ®−îc gäi lµ c¸c bus. VÒ vËt lý,bus lµ bé d©y dÉn, truyÒn tÝn hiÖu ®iÖn. Bus lµ c¸c ®−êng dÉn dïng ®Ó truyÒnth«ng bªn trong PLC. Th«ng tin ®−îc truyÒn theo d¹ng nhÞ ph©n, theo nhãmbit, mçi bit lµ mét sè nhÞ ph©n 1 hoÆc 0, t−¬ng øng víi c¸c tr¹ng th¸i on/off.ThuËt ng÷ tõ ®−îc sö dông cho nhãm bit t¹o thµnh th«ng tin nµo ®ã. HÖ thèngPLC cã bèn bus: Bus d÷ liÖu t¶i d÷ liÖu ®−îc sö dông trong qu¸ tr×nh xö lÝ cña CPU.Bé vi xö lÝ 8 bit cã mét bus d÷ liÖu néi cã thÓ thao t¸c c¸c sè 8 bit, cã thÓ thùchiÖn phÐp to¸n gi÷a c¸c sè 8 bit vµ ph©n phèi kÕt qu¶ theo sè 8 bit. Bus ®Þa chØ ®−îc sö dông ®Ó t¶i ®Þa chØ c¸c vÞ trÝ trong bé nhí. Nh− vËy,mçi tõ cã thÓ ®−îc ®Þnh vÞ trong bé nhí, mçi vÞ trÝ nhí ®−îc g¸n mét ®Þa chØ duynhÊt. Bus ®Þa chØ mang th«ng tin cho biÕt ®Þa chØ sÏ ®−îc truy cËp. NÕu bus ®ÞachØ gåm 8 ®−êng, sè l−îng tõ 8 bit, hoÆc sè l−îng ®Þa chØ ph©n biÖt lµ 28 = 256.Víi bus ®Þa chØ 16 ®−êng, sè l−îng ®Þa chØ kh¶ dông lµ 65.536 Bus ®iÒu khiÓn mang c¸c tÝn hiÖu ®−îc CPU sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn; vÝdô, ®Ó th«ng b¸o cho c¸c thiÕt bÞ nhí nhËn d÷ liÖu tõ thiÕt bÞ nhËp hoÆc xuÊt d÷liÖu, vµ t¶i c¸c tÝn hiÖu chuÈn thêi gian ®−îc dïng ®Ó ®ång bé ho¸ c¸c ho¹t ®éng. Bus hÖ thèng ®−îc dïng ®Ó truyÒn th«ng gi÷a c¸c cæng nhËp/xuÊt vµthiÕt bÞ nhËp/xuÊt. 2. Bé nhí Lµ n¬i l−u d÷ ch−¬ng tr×nh cho c¸c ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn, d−íi sù kiÓmtra cña bé vi xö lý. Trong hÖ th«ng PLC cã nhiÒu lo¹i bé nhí: Bé nhí chØ ®äc (ROM) cung cÊp dung l−îng l−u tr÷ cho hÖ ®iÒu hµnhvµ d÷ liÖu cè ®Þnh ®−îc CPU sö dông. Bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn (RAM) dµnh cho ch−¬ng tr×nh cña ng−êidïng. ®©y lµ n¬i l−u tr÷ th«ng tin theo tr¹ng th¸i cña thiÕt bÞ nhËp/xuÊt, c¸cTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 34 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 36. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Agi¸ trÞ cña ®ång hå thêi chuÈn, c¸c bé ®Õm vµ c¸c thiÕt bÞ néi vi kh¸c. MétphÇn cña bé nhí nµy, khèi ®Þa chØ, dµnh cho c¸c ®Þa chØ ngâ vµo vµ ngâ ra,cïng víi tr¹ng th¸i c¸c ngâ vµo vµ ngâ ra ®ã. mét phÇn dµnh cho d÷ liÖu ®−îccµi ®Æt tr−íc, vµ mét phÇn kh¸c dµnh ®Ó l−u tr÷ c¸c gi¸ trÞ cña bé ®Õm, c¸c gi¸trÞ cña ®ång hå thêi chuÈn… Bé nhí chØ ®äc cã thÓ xo¸ vµ lËp tr×nh ®−îc (EPROM) lµ c¸c ROMcã thÓ lËp tr×nh, sau ®ã tr−¬ng tr×nh nµy ®−îc th−êng tró trong ROM. Ng−êi dïng cã thÓ thay ®æi ch−¬ng tr×nh vµ d÷ liÖu trong RAM. TÊt c¶c¸c PLC ®Òu cã mét l−îng RAM ®Ó l−u ch−¬ng tr×nh do ng−êi dïng cµi ®Æt vµd÷ liÖu ch−¬ng tr×nh. Tuy nhiªn, ®Ó tr¸nh mÊt m¸t ch−¬ng tr×nh khi nguånc«ng suÊt bÞ ng¾t, PLC sö dông ¾c quy ®Ó duy tr× néi dung RAM trong métthêi gian. Sau khi ®−îc cµi ®Æt vµo RAM, ch−¬ng tr×nh cã thÓ ®−îc t¶i vµo vim¹ch cña bé nhí EPROM, th−êng lµ c¸c module cã kho¸ víi PLC, do ®ãch−¬ng tr×nh trë thµnh vÜnh cöu. Ngoµi ra cßn cã bé ®Öm t¹m thêi, l−u tr÷ c¸ckªnh nhËp/xuÊt. 3. Bé nguån Bé nguån cã nhiÖm vô chuyÓn ®æi ®iÖn ¸p AC thµnh ®iÖn ¸p DC (5 V) cÇnthiÕt cho bé xö lý vµ c¸c m¹ch ®iÖn trong module giao diÖn nhËp/xuÊt. Nguåncung cÊp cho PLC ®−îc cÊp tõ nguån 220V~ hoÆc 110V~ (tÇn sè 50 ÷ 60 Hz)hoÆc 24 DCV. 4. ThiÕt bÞ nhËp/xuÊt ThiÕt bÞ nhËp/xuÊt lµ n¬i bé xö lý nhËn th«ng tin tõ c¸c thiÕt bÞ ngo¹ivi vµ truyÒn th«ng tin tíi thiÕt bÞ bªn ngoµi. TÝn hiÖu nhËp cã thÓ tõ c¸cc«ng t¾c hoÆc tõ c¸c bé c¶m biÕn… C¸c thiÕt bÞ xuÊt cã thÓ ®Õn cuén d©ycña bé khëi ®éng ®éng c¬, c¸c van Solenoid… c¸c thiÕt bÞ nhËp/xuÊt cã thÓ®−îc ph©n lo¹i theo kiÓu tÝn hiÖu cung cÊp, rêi r¹c Digital hoÆc Analog.C¸c thiÕt bÞ cung cÊp tÝn hiÖu rêi r¹c hoÆc Digital lµ c¸c thiÕt bÞ cã tÝn hiÖuon hoÆc off. C¸c thiÕt bÞ Analog cung cÊp c¸c tÝn hiÖu cã ®é lín tû lÖ víiTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 35 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 37. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Agi¸ trÞ cña biÕn ®ang ®−îc gi¸m s¸t. 5. ThiÕt bÞ lËp tr×nh §−îc sö dông ®Ó nhËp ch−¬ng tr×nh cÇn thiÕt vµo bé nhí cña bé xø lý.Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn thiÕt bÞ nµy, sau ®ã ®−îc chuyÓn ®Õn bé nhí cña PLC.3.1.7. Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sö dông bé ®iÒu khiÓn PLC LËp tr×nh ®iÒu khiÓn (cho PLC) ngµy cµng trë nªn phæ biÕn, kh«ng gièngvíi lËp tr×nh th«ng th−êng cho m¸y tÝnh (PC) hay cho vi ®iÒu khiÓn. lý do ®¬ngi¶n lµ v× bµi to¸n lËp tr×nh ®iÒu khiÓn cho PLC cã nh÷ng ®Æc thï riªng. PLC®−îc thiÕt kÕ cho phÐp c¸c kü s−, kh«ng yªu cÇu kiÕn thøc cao vÒ m¸y tÝnh vµng«n ng÷ m¸y tÝnh, cã thÓ vËn hµnh, quy tr×nh thùc hiÖn th−êng lµ: - Nghiªn cøu yªu cÇu ®iÒu khiÓn - X¸c ®Þnh sè l−îng ®Çu vµo vµ ®Çu ra - ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn - N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí PLC - Cho PLC ch¹y thö ®Ó ®iÒu khiÓn ®èi t−îng 1. Nghiªn cøu yªu cÇu cÇn ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng §Çu tiªn ph¶i x¸c ®Þnh thiÕt bÞ hoÆc hÖ thèng nµo mµ chóng ta muèn®iÒu khiÓn. Môc ®Ých chñ yÕu cña bé ®iÒu khiÓn ®−îc lËp tr×nh ho¸ ®Ó ®iÒukhiÓn mét hÖ thèng bªn ngoµi. HÖ thèng ®−îc ®iÒu khiÓn cã thÓ lµ mét thiÕtbÞ, m¸y mãc, hoÆc qu¸ tr×nh xö lý vµ th−êng gäi lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. 2. X¸c ®Þnh sè l−îng ®Çu vµo vµ ®Çu ra TÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ nhËp/xuÊt cung cÊp giao diÖn gi÷a hÖ thèng vµ thÕ giíibªn ngoµi. Cho phÐp thùc hiÖn c¸c nèi kÕt, thiÕt bÞ c¶m øng… Nh÷ng thiÕt bÞ xuÊtlµ nh÷ng thiÕt bÞ tõ tÝnh, nh÷ng van ®iÖn tõ, ®éng c¬ vµ ®Ìn chØ b¸o… Th«ng quac¸c thiÕt bÞ nhËp/xuÊt, ch−¬ng tr×nh ®−îc ®−a vµo hÖ thèng tõ b¶ng ch−¬ng tr×nh.Mçi ®iÓm nhËp/xuÊt cã mét ®Þa chØ duy nhÊt cã thÓ ®−îc CPU sö dông. C¸c kªnh nhËp/xuÊt cã chøc n¨ng c« lËp vµ ®iÒu hoµ tÝn hiÖu sao choc¸c bé c¶m biÕn vµ c¸c bé t¸c ®éng cã thÓ ®−îc nèi trùc tiÕp víi chóng mµTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 36 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 38. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Akh«ng cÇn thªm m¹ch ®iÖn kh¸c. Sù ph©n ®Þnh sè l−îng thiÕt bÞ nhËp/xuÊt®−îc ®−a ra ngoµi tr−íc viÖc nèi d©y theo s¬ ®å Ladder bëi v× sè lÖnh lµ gi¸ trÞchÝnh x¸c cña nh÷ng tiÕp ®iÓm trong s¬ ®å Ladder. 3. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn HÇu hÕt c¸c PLC hiÖn nay vÉn sö dông ng«n ng÷ lËp tr×nh quen thuéc ®·xuÊt hiÖn tõ thêi kú ®Çu lµ Ladder (LAD) - ng«n ng÷ d¹ng biÓu ®å thang, ng«nng÷ d¹ng liÖt kª lÖnh Statement List (STL). NÕu ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt theokiÓu LAD, thiÕt bÞ lËp tr×nh sÏ tù t¹o ra mét ch−¬ng tr×nh kiÓu STL t−¬ng øng. 4. N¹p ch−¬ng tr×nh vµo bé nhí C¸c ch−¬ng tr×nh ®−îc ®−a vµo bé nhí cña PLC b»ng thiÕt bÞ lËp tr×nh.C¸c thiÕt bÞ lËp tr×nh cã thÓ lµ lo¹i cÇm tay, bé giao tiÕp ®Ó bµn, hoÆc m¸y tÝnh.Sau khi hoµn chØnh phÇn lËp tr×nh, n¹p ch−¬ng tr×nh xuèng PLC (down - load), ®äcch−¬ng tr×nh tõ PLC (upload) theo dâi ch−¬ng tr×nh ®Ó gì rçi (Monitoring, Debug),theo dâi vµ thay ®æi tham sè trùc tuyÕn. 5. Ch¹y thö ch−¬ng tr×nh §Ó ®¶m b¶o cÊu tróc ch−¬ng tr×nh vµ c¸c tham sè ®· cµi ®Æt lµ chÝnh x¸ctr−íc khi ®−a vµo ®iÒu khiÓn. chóng ta cÇn thùc hiÖn viÖc kiÓm tra vµ ph¸t hiÖn lçith«ng qua bé m« pháng hoÆc ghÐp nèi trùc tiÕp víi ®èi t−îng cÇn ®iÒu khiÓn vµhoµn thiÖn ch−¬ng tr×nh theo ho¹t ®éng cña nã.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 37 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 39. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A T×m hiÓu c¸c yªu cÇu cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn Nèi tÊt c¶ thiÕt bÞ vµo / ra víi PLC Dùng mét l−u ®å chung cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn KiÓm tra tÊt c¶ c¸c d©y nèi Liªn kÕt c¸c ®Çu vµo / ra t−¬ng øng vìc c¸c ®Çu I/O cña PLC Ch¹y thö ch−¬ng tr×nh Phiªn dÞch l−u ®å sang gi¶n ®å thang Söa l¹i LËp tr×nh gi¶n ®å thang phÇn mÒm vµo PLC Ch−¬ng tr×nh Thay ®æi ®óng ch−¬ng tr×nh M« pháng ch−¬ng tr×nh L−u ch−¬ng tr×nh vµ kiÓm tra phÇn mÒm vµo EPROM S¾p xÕp cã hÖ thèng tÊt c¶ c¸c b¶n vÏ Ch−¬ng tr×nh ®óng KÕt thóc H×nh 3.2: S¬ ®å thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng PLC3.1.8. Ng«n ng÷ lËp tr×nh cña Simatic S7 - 200 [6] S7-200 lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh th«ng dông, th«ng qua nã mµ ng−êi söTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 38 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 40. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Adông th«ng tin ®−îc víi bé ®iÒu khiÓn PLC bªn ngoµi. S7 - 200 biÓu diÔn métm¹ch logic cøng b»ng mét d·y c¸c lÖnh lËp tr×nh. C¸ch lËp tr×nh cho S7 - 200 nãi riªng vµ cho bé PLC cña Siemens nãichung dùa trªn hai ph−¬ng ph¸p c¬ b¶n . Ph−¬ng ph¸p h×nh thang: (ladder logic viÕt t¾t lµ LAD) ®©y lµ ph−¬ngph¸p ®å ho¹ thÝch hîp ®èi víi nh÷ng ng−êi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓnlogic, nh÷ng kü s− ngµnh ®iÖn. Ph−¬ng ph¸p liÖt kª lÖnh: STL (Statement list) ®©y lµ d¹ng ng«n ng÷lËp tr×nh th«ng th−êng cña m¸y tÝnh. Bao gåm c¸c c©u lÖnh ®−îc ghÐp l¹i theomét thuËt to¸n nhÊt ®Þnh ®Ó t¹o mét ch−¬ng tr×nh. Ph−¬ng ph¸p nµy phï hîpvíi c¸c kü s− lËp tr×nh. Mét ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt theo ph−¬ng ph¸p LAD cã thÓ ®−îc chuyÓnsang d¹ng STL tuy nhiªn kh«ng ph¶i ch−¬ng tr×nh nµo viÕt theo d¹ng STLcòng cã thÓ ®−îc chuyÓn sang d¹ng LAD. Trong qu¸ tr×nh lËp tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i viÕt theo ph−¬ng ph¸pLAD do vËy khi chuyÓn sang STL th× bé lÖnh cña STL cã chøc n¨ng t−¬ngøng nh− c¸c tiÕp ®iÓm, c¸c cuén d©y vµ c¸c hép d©y dïng trong LAD. §Ó lµmquen vµ hiÓu biÕt c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n trong LAD vµ STL ta cÇn n¾m v÷ngc¸c ®Þnh nghÜa c¬ b¶n sau: §Þnh nghÜa vÒ LAD: LAD lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å ho¹.Nh÷ng thµnh phÇn dïng trong LAD t−¬ng øng víi c¸c thµnh phÇn cña b¶ng®iÒu khiÓn b»ng r¬le. Trong ch−¬ng tr×nh LAD c¸c phÇn tö c¬ b¶n dïng ®ÓbiÓu diÔn lÖnh logic. LËp tr×nh thang PLC th«ng dông dùa trªn s¬ ®å thang. ViÖc viÕtch−¬ng tr×nh t−¬ng ®−¬ng víi vÏ m¹ch chuyÓn m¹ch. s¬ ®å thang gåm hai®−êng däc biÓu diÔn ®−êng c«ng suÊt. C¸c m¹ch ®−îc nèi kÕt qua ®−êngngang (c¸c nÊc thang), gi÷a hai ®−êng däc nµy. §Ó vÏ s¬ ®å thang, cÇn tu©n thñ c¸c quy −íc sauTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 39 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 41. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A C¸c ®−êng däc trªn s¬ ®å biÓu diÔn ®−êng c«ng suÊt, c¸c m¹ch ®−îcnèi kÕt gi÷a c¸c ®−êng nµy. Mçi nÊc thang x¸c ®Þnh mét ho¹t ®éng trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. S¬ ®å thang ®−îc ®äc tõ tr¸i sang ph¶i vµ tõ trªn xuèng NÊc 1 NÊc 2 NÊc 3 NÊc 4 END NÊc cuèi H×nh 3.3: S¬ ®å quÐt h×nh thang NÊc ë ®Ønh thang ®−îc ®äc tõ tr¸i sang ph¶i. TiÕp theo, nÊc thø haitÝnh tõ trªn xuèng ®−îc ®äc tõ tr¸i sang ph¶i ... Khi ë chÕ ®é ho¹t ®éng, PLCsÏ ®i tõ ®Çu ®Õn cuèi ch−¬ng tr×nh thang, nÊc cuèi cña ch−¬ng tr×nh thang®−îc ghi chó râ rµng, sau ®ã ®−îc lËp l¹i tõ ®Çu. Qu¸ tr×nh lÇn l−ît ®i qua tÊtc¶ c¸c nÊc cña ch−¬ng tr×nh ®−îc gäi lµ chu tr×nh. Mçi nÊc b¾t ®Çu víi mét hoÆc nhiÒu ngâ vµo vµ kÕt thóc víi Ýt nhÊtmét ngâ ra. ThuËt ng÷ ngâ vµo ®−îc dïng cho ho¹t ®éng ®iÒu khiÓn, ch¼ngh¹n ®ãng c¸c tiÕp ®iÓm c«ng t¾c, ®−îc dïng lµm ngâ vµo PLC. ThuËt ng÷ ngâra ®−îc dïng cho thiÕt bÞ ®−îc nèi kÕt víi ngâ ra cña PLC, vÝ dô, ®éng c¬. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®−îc tr×nh bµy ë ®iÒu kiÖn chuÈn cña chóng. V× vËy,c«ng t¾c th−êng më ®−îc tr×nh bÇy trªn s¬ ®å thang ë tr¹ng th¸i më. C«ng t¾cth−êng ®ãng ®−îc tr×nh bÇy ë tr¹ng th¸i ®ãng. ThiÕt bÞ bÊt k× cã thÓ xuÊt hiÖn trªn nhiÒu nÊc thang. VÝ dô, cã thÓ cãTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 40 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 42. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Ar¬le ®ãng m¹ch mét hoÆc nhiÒu thiÕt bÞ. C¸c mÉu tù vµ/hoÆc c¸c sè gièngnhau ®−îc sö dông ®Ó ghi nh·n cho thiÕt bÞ trong tõng tr−êng hîp. C¸c ngâ vµo vµ ra ®−îc nhËn biÕt theo ®Þa chØ cña chóng. KÝ hiÖu tuútheo nhµ s¶n xuÊt PLC. §ã lµ ®Þa chØ ngâ vµo hoÆc ngâ ra trong bé nhí cña PLC TiÕp ®iÓm: lµ biÓu t−îng (symbol) m« t¶ c¸c tiÕp ®iÓm cña r¬le. C¸ctiÕp ®iÓm ®ã cã thÓ lµ th−êng më hoÆc th−êng ®ãng Cuén d©y (Coil): Lµ biÓu t−îng m« t¶ r¬le ®−îc m¾c theo chiÒu dßng®iÖn cung cÊp cho r¬le. Hép (Box): Lµ biÓu t−îng m« t¶ c¸c hµm kh¸c nhau nã lµm viÖc khicã dßng ®iÖn ch¹y ®Õn hép. Nh÷ng d¹ng hµm th−êng biÓu diÔn b»ng hép lµc¸c bé thêi gian (Timer), bé ®Õm (Counter) vµ c¸c hµm to¸n häc. Cuén d©y vµc¸c hép ph¶i m¾c theo ®óng chiÒu dßng ®iÖn. ChiÒu dßng ®iÖn trong m¹ng LAD ®i tõ ®−êng nguån bªn tr¸i sang®−êng nguån bªn ph¶i. §−êng nguån bªn tr¸i lµ d©y nãng ®−êng nguån bªnph¶i lµ ®©y trung hoµ hay lµ ®−êng trë vÒ cña nguån cung cÊp (Khi sö dôngch−¬ng tr×nh tiÖn dïng Step7 Micro/Dos hoÆc Step7 Micro/Win th× ®−êngnguån bªn ph¶i kh«ng ®−îc thùc hiÖn). Dßng ®iÖn ch¹y tõ tr¸i qua c¸c tiÕp®iÓm ®ãng ®Õn c¸c cuén d©y hoÆc c¸c hép trë vÒ nguån bªn ph¶i. §Þnh nghÜa vÒ STL: Ph−¬ng h¸p liÖt kª lÖnh lµ ph−¬ng ph¸p thÓ hiÖnch−¬ng tr×nh d−íi d¹ng tËp hîp c¸c c©u lÖnh. Mçi c©u lÖnh trong ch−¬ng tr×nhkÓ c¶ c¸c lÖnh h×nh thøc biÓu diÔn mét chøc n¨ng cña PLC. Ph−¬ng ph¸p STLdïng c¸c tõ viÕt r¾t gîi nhí ®Ó lËp c«ng thøc cho viÖc ®iÒu khiÓn, t−¬ng tù víing«n ng÷ Assembler ë m¸y tÝnh.3.1.9. Ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh trªn phÇn mÒm Step7- Micro/Win32 PhÇn mÒm Step 7 - Micro/Win 32, ng−êi dïng t¹o ra c¸c ch−¬ng tr×nhvµ cÊu h×nh d−íi d¹ng mµ hä thÝch: biÓu ®å thang (Ladder diagram), danhs¸ch lÖnh (Statement list), biÓu ®å c¸c khèi chøc n¨ng (Function blockdiagram). Mét hoÆc hai dù ¸n cã thÓ so¹n th¶o song song cïng mét lóc. ViÖcTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 41 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 43. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AlËp tr×nh ®−îc ®¬n gi¶n ho¸ mét c¸ch ®¸ng kÓ nhê chøc n¨ng “kÐo vµ th¶”(drag and drop), c¾t, d¸n nhê sö dông bµn phÝm hoÆc con chuét. Mét sè chøcn¨ng míi cho phÐp viÖc t×m vµ thay thÕ tù ®éng, xem tr−íc b¶n in (printpreview), b¶ng th«ng tin vÒ c¸c biÓu t−îng cã c¸c ®Þa chØ, biÓu t−îng còngnh− c¸c ®Þa chØ ®−îc hiÓn thÞ cho mçi phÇn tö trong qu¸ tr×nh lµm viÖc vµgi¸m s¸t t×nh tr¹ng lµm viÖc. 1. §Þnh cÊu h×nh lËp tr×nh §©y lµ b−íc quan träng ®Çu tiªn cÇn thùc hiÖn gåm cã c¸c b−íc sau: Lùa chän trªn thanh thùc ®¬n Tools Options … nh− trªn h×nh ? Hép tho¹i Options xuÊt hiÖn cho phÐp ta lùa chän ph−¬ng thøc lËp tr×nhthÝch hîp nh−: Lùa chän cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh, ng«n ng÷ viÕt ch−¬ngtr×nh….. §Ó kÕt thóc ta nhÊn nót ENTER hoÆc kÝch vµo nót “OK” ®Ó x¸cnhËn nh÷ng sù lùa chän ®ã. H×nh 3.4: Lùa chän cÊu h×nh lËp tr×nhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 42 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 44. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A 2. T¹o vµ l−u tr÷ mét Project C¸c thµnh phÇn cña mét Project Mét Project bao gåm nh÷ng thµnh phÇn sau: - Program Block : Bao gåm c¸c m· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc vµ c¸c lêichó thÝch. M· hãa cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bao gåm ch−¬ng tr×nh chÝnh hay c¸cng¾t vµ ch−¬ng tr×nh con. M· hãa ®−îc t¶i ®Õn PLC cßn c¸c chó thÝch ch−¬ngtr×nh th× kh«ng. - Data Block: Khèi d÷ liÖu bao gåm c¸c d÷ liÖu (nh÷ng gi¸ trÞ bé nhíban ®Çu, nh÷ng h»ng sè) vµ c¸c lêi chó thÝch. D÷ liÖu ®−îc t¶i ®Õn PLC , c¸clêi chó thÝch th× kh«ng. - System Block: Chøa c¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh nh− lµ c¸c th«ng sètruyÒn th«ng, c¸c d¶i d÷ liÖu l−u gi÷, c¸c bé läc ®Çu vµo sè vµ t−¬ng tù vµth«ng tin mËt khÈu. C¸c th«ng tin nµy ®−îc t¶i ®Õn PLC. - Symbol Table: Cho phÐp ch−¬ng tr×nh sö dông nh÷ng ®Þa chØ t−îngtr−ng. Nh÷ng ®Þa chØ nµy ®«i khi tiÖn Ých h¬n cho ng−êi lËp tr×nh vµ lµm choch−¬ng tr×nh dÔ theo dâi h¬n . Ch−¬ng tr×nh biªn dÞch t¶i tíi PLC sÏ chuyÓnc¸c ®Þa chØ t−îng tr−ng thµnh ®Þa chØ thùc. Th«ng tin trong Symbol Table sÏkh«ng ®−îc t¶i tíi PLC. - Status Chart : Cho phÐp theo dâi c¸ch thøc xö lý d÷ liÖu ¶nh h−ëng tíiviÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh . Status Chart kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC ,chóng ®¬ngi¶n lµ c¸ch thøc qu¶n lý ho¹t ®éng cña PLC. - Cross Reference: Cöa sæ Cross Reference cho phÐp kiÓm tra nh÷ng b¶ngchøa x¸c to¸n h¹ng sö dông trong ch−¬ng tr×nh vµ còng lµ vïng nhí ®· ®−îc g¸n(Bit Usage and Bye Usage). Trong khi ch−¬ng tr×nh so¹n th¶o ë chÕ ®é RUN, tacã thÓ kiÓm tra nh÷ng sè (EU, ED) ®ang ®−îc sö dông trong ch−¬ng tr×nh. Th«ngtin trong Cross Reference vµ Usage kh«ng ®−îc t¶i ®Õn PLC. C¸ch t¹o ra mét Project §Ó t¹o mét Project míi ta chØ cÇn kÝch ho¹t vµo biÓu t−îng Step7 -Micro/ Win32 th× mét Project míi sÏ ®−îc t¹o ra.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 43 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 45. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ta cã thÓ t¹o mét Project míi sö dông thanh thùc ®¬n b»ng c¸ch lùachän File New hoÆc Ên tæ hîp phÝm Ctr+N. §Ó më mét Project cã s½n b»ng c¸ch lùa chän File Open hoÆc Ên tæhîp phÝm Ctr+O vµ lùa chän tªn Project muèn më. L−u tr÷ mét Project §Ó l−u tr÷ mét Project míi t¹o ra, ta lùa chän lÖnh trªn thanh thùc ®¬nProject Save All hoÆc kÝch vµo biÓu tr−îng trªn thanh c«ng cô hoÆcnhÊn tæ hîp phÝm Ctrl+S. 3. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh Step7 - Micro/Win32 cho phÐp t¹o mét ch−¬ng tr×nh mµ cã thÓ sö dôngmét trong 2 cöa sæ lµ: LAD hoÆc STL. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong LAD. Cöa sæ ®Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh LAD cã d¹ng nh− sau: §Ó so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh, ta tiÕn hµnh theo nh÷ng b−íc sau: H×nh 3.5: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong LAD logicTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 44 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 46. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - NhËp tiªu ®Ò cho vïng so¹n th¶o b»ng c¸ch kÝch ®óp vµo dßng ch÷xanh c¸c Network. - §Ó so¹n th¶o c¸c phÇn tö thang, ta kÝch vµo biÓu t−îng t−¬ng øng trªnthanh chØ dÉn hoÆc lùa chän trªn dang s¸ch chØ dÉn. - NhËp vµo ®Þa chØ hoÆc tham sè trong mçi vïng ch÷ vµ Ên ENTER. - NhËp tªn, ®Þa chØ vµ gi¶i thÝch cho tõng ®Þa chØ b»ng c¸ch vµoView symbol Table. So¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong STL. Th«ng th−êng qu¸ tr×nh so¹n th¶o ®−îc viÕt b»ng ch−¬ng tr×nh LAD, sau®ã chuyÓn sang d¹ng STL, cöa sæ giao diÖn cña STL ®−îc minh häa nh− sau: H×nh 3.6: Cöa sæ so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh trong STL C¸c b−íc ®Ó so¹n th¶o mét ch−¬ng tr×nh trong STL - Tr−íc hÕt chia c¸c ®o¹n ch−¬ng tr×nh nµy thµnh tõng m¶ng, vµ mçim¶ng ph¶i cã tõ khãa NETWORK. - Tr−íc mçi lêi chó thÝch ph¶i cã mét ®−êng song ®«i (//). Khi thªmmçi dßng chó thÝch còng ph¶i b¾t ®Çu bëi ®−êng song ®«i. - C¸c lÖnh, to¸n h¹ng ®Þa chØ cña lÖnh vµ lêi chó thÝch ph¶i ®−îc ng¨nc¸ch bëi mét kho¶ng trèng hoÆc mét Tab.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 45 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 47. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - Gi÷a c¸c to¸n h¹ng vµ ®Þa chØ kh«ng ®−îc cã kho¶ng c¸ch. - Mçi to¸n h¹ng riªng biÖt ®−îc t¸ch rêi bëi mét dÊu phÈy, mét kho¶ngtrèng hoÆc mét Tab. - Sö dông c¸c lêi trÝch dÉn ®Ó thay cho viÖc so¹n th¶o tªn ký hiÖu. 4. Ch¹y ch−¬ng tr×nh Sau khi viÕt ch−¬ng tr×nh vµ l−u tr÷ vµo bé nhí ta tiÕn hµnh kÕt nèi vµch¹y ch−¬ng tr×nh theo c¸c b−íc nh− sau: Cµi ®Æt truyÒn th«ng. Qu¸ tr×nh cµi ®Æt truyÒn th«ng ®Ó chän c¸p, cÊu h×nh CPU, c¸c ®Þa chØtruyÒn th«ng. Ta tiÕn hµnh nh− sau: - Tõ thanh thùc ®¬n View Communications nh− h×nh vÏ. Chän c¸p truyÒn th«ng Cµi ®Æt truyÒn th«ng H×nh 3.7: Cµi ®Æt truyÒn th«ng gi÷a m¸y tÝnh vµ CPU - Sau khi hép tho¹i Communications Setup xuÊt hiÖn nh¸y ®óp vµo biÓut−îng trªn cïng bªn ph¶i. Hép tho¹i Setting the PG/PC xuÊt hiÖn. Trong héptho¹i cã nhiÒu øng dông kh¸c nhau nh− lµ STEP 7 vµ Win CC, v× thÕ ta cÇn ph¶ilùa chän øng dông cÇn ®Æt tham sè. Khi ®· lùa chän “Micro/WIN” vµ ®· cµi ®Ættrong phÇn cøng, ta cÇn ®Æt thuéc tÝnh thùc sù cña viÖc kÕt nèi phÇn cøng. §Çu tiªnTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 46 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 48. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AcÇn ph¶i x¸c ®Þnh giao thøc ®Þnh sö dông trong m¹ng. Nªn sö dông lo¹i PPI. Saukhi ®· lùa chän giao thøc sö dông ph¶i lùa chän tham sè giao diÖn chÝnh x¸c tronghép tho¹i. Trong ®ã chøa s½n c¸c giao diÖn ®¨ cµi ®Æt cïng víi lo¹i giao thøc trongngoÆc ®¬n. Ch¼ng h¹n chän “PC/PPI cable(PPI)”. Sau ®ã ta ph¶i lùa chän c¸ctham sè liªn quan víi cÊu h×nh hiÖn cã. KÝch vµo nót “Properties....” trong héptho¹i ®Ó lùa chän. H×nh3.8: Hép tho¹i Set PG/PC Interface N¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU. Sau khi cµi ®Æt truyÒn th«ng ta n¹p ch−¬ng tr×nh vµo CPU b»ng viÖcDownload ch−¬ng tr×nh. 5. C¸ch Download mét ch−¬ng tr×nh NÕu ®· thiÕt lËp thµnh c«ng liªn kÕt gi÷a PC vµ PLC ta cã thÓ Downloadch−¬ng tr×nh tíi PLC ®ã. * Chó ý: Khi Download ch−¬ng tr×nh tíi PLC néi dung cña nã sÏ ®−îcghi ®Ì lªn néi dung hiÖn thêi cña PLC .V× vËy ph¶i ch¾c ch¾n lµ muèn ghi ®Ìlªn tr−íc khi b¾t ®Çu Download . C¸c b−íc tiÕn hµnh:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 47 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 49. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - Tr−íc khi Download ta ph¶i ch¾c ch¾n PLC ë chÕ ®é STOP . KiÓm tra®Ìn b¸o hiÖu cña PLC, nÕu ch−a ë tr¹ng th¸i ®ã ph¶i kÝch nut “STOP” trªnthanh c«ng cô hoÆc chän PLC STOP . - KÝch nót trªn thanh c«ng cô hay chän PLC Download - Theo mÆc ®Þnh, hép kiÓm “Program Code Block”, “Data Block”,“CPU conguartion” ®· ®−îc ®¸nh dÊu . NÕu kh«ng muèn Download khèi nµocã thÓ xo¸ bá ®¸nh dÊu. - KÝch vµo “OK” ®Ó b¾t ®Çu. - NÕu Download thµnh c«ng hép tho¹i “Download Successful” xuÊt hiÖn. - ChuyÓn tr¹ng th¸i cña PLC tõ STOP sang RUN tr−íc khi ch¹y ch−¬ngtr×nh trªn PLC. - NÕu Download kh«ng thµnh c«ng ta ph¶i thiÕt lËp l¹i truyÒn th«nggi÷a PLC vµ PC vµ thùc hiÖn l¹i c¸c b−íc nh− trªn.3.2. Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn [7]3.2.1. Yªu cÇu thiÕt bÞ cho viÖc ®iÒu khiÓn Tõ viÖc nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ kh¶o s¸t d©y chuyÒn c«ng nghÖ, nhËn thÊyngoµi viÖc lùa chän phÇn mÒm øng dông chÝnh lµ Simatic S7 - 200 chóng ta cÇn cãnh÷ng thiÕt bÞ trî gióp cho nã ®Ó cã ®−îc gi¶i ph¸p kinh tÕ tèi −u. §ã lµ sö dông PLCS7 - 200 CPU224 vµ c¸c module nhËp/xuÊt trong khu vùc cã c¸c thiÕt bÞ nhËp vµ thiÕtbÞ xuÊt, sö dông c¸p nèi kÕt c¸c module nµy ®Õn PLC vµ kÕt nèi m¸y tÝnh víi PLC quacæng COM víi dao diÖn truyÒn th«ng RS232 vµ RS485.3.2.2. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC S7 - 200 CPU224 [4] 1. CÊu tróc phÇn cøng S7 - 200 lµ thÕ hÖ PLC cì nhá do h·ng Siemens (CHLB §øc) s¸ng chÕ ra, nã cãcÊu tróc kiÓu module vµ c¸c module më réng. C¸c module nµy sö dông cho nhiÒu øngdông lËp tr×nh kh¸c nhau, phï hîp víi c¸c øng dông tù ®éng ho¸ mµ dßi hái chi phÝ thÊp.ThÕ hÖ Simatic S7 - 200 ngµy nay rÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶ sö dông cao. CPU S7 - 200 sö dông nguån nu«i 24V DC hay 100 - 230V AC (dßng ®iÖn tiªuTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 48 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 50. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Athô lín nhÊt lµ tõ 110 - 700mA) tuú thuéc cÊu t¹o tõng lo¹i CPU riªng biÖt, t−¬ng øng víic¸c nguån nu«i ®ã th× ®Çu ra cña nã cã thÓ lµ 24V DC hay ®Çu ra r¬le §Çu vµo cña PLC lµ ®iÖn ¸p 24V DC víi dßng tõ 80mA tíi 900mA. Sè ®Çu vµora tuú thuéc tõng lo¹i CPU nã xª dÞch tõ 6/4 tíi 24/16 ®Çu vµo/ra. Kh¶ n¨ng ghÐp nèimodule më réng phô thuéc tõng lo¹i CPU, nhiÒu nhÊt lµ 7 module. Cho phÐp l−uch−¬ng tr×nh trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh tõ 50 giê tíi 190 giê, cßn khi cã pin cã thÓ l−uch−¬ng tr×nh tíi 200 ngµy. CPU cña Simatic S7 - 200 cã hai thÕ hÖ, thÕ hÖ ban ®Çu khi míi xuÊt hiÖnSIMENS cã dßng CPU 21x gåm cã bèn lo¹i CPU víi tÝnh n¨ng riªng biÖt. Sau nµySIMENS ®−a ra thÕ hÖ CPU míi 22x còng cã bèn lo¹i gÇn t−¬ng tù víi thÕ hÖ ®Çu nh−ngcã bæ sung mét sè tÝnh n¨ng míi. V× vËy ®Ó ®¸p øng môc ®Ých cña viÖc ®iÒu khiÓn, ë ®©ychóng t«i chän lo¹i CPU 224. Nèi Modul §Çu ra Nguån vµo më réng §Ìn b¸o Hép c«ng t¾c Cæng truyÒn th«ng §Çu vµo H×nh3.9: M« h×nh phÇn cøng CPU224 M« t¶ c¸c ®Ìn b¸o trªn CPU: ®èi víi CPU 224 AC/DC/Relay H×nh3.10: S¬ ®å nèi I/OTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 49 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 51. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - I 0.0 ÷ I 1.5: §Ìn xanh ë cæng vµo chØ tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng - Q 0.0 ÷ Q1.1: §Ìn xanh ë cæng ra b¸o hiÖu tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng C¸c ®Ìn SF, RUN, STOP lµ c¸c ®Ìn b¸o chÕ ®é lµm viÖc cña PLC: - §Ìn ®á SF: b¸o hiÖu hÖ thèng PLC cã h− háng - §Ìn xanh RUN: b¸o hiÖu PLC ®ang lµm viÖc - §Ìn vµng STOP: chØ ®Þnh PLC ®ang ë chÕ ®é dõng §Æc ®iÓm cña CPU 224 hiÖu n¨ng cao: - Bé nhí ch−¬ng tr×nh: 8Kb - Bé nhí d÷ liÖu: 5Kb - Tèc ®é xö lý logic 0,37μs - Ng«n ng÷ ch−¬ng tr×nh: LAD, FBD, STL - B¶o vÖ ch−¬ng tr×nh: 3 møc password b¶o vÖ - 256 bé ®Õm: 6 bé ®Õm tèc ®é cao (30khz), bé ®Õm A/B, cã thÓ sö dông ®ÕmtiÕn, ®Õm lïi hoÆc c¶ ®Õm tiÕn vµ ®Õm lïi. - 128 bé Timer chia lµm 3 lo¹i cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé timer 1ms,16 bé timer 10ms, 236 bé timer 100ms. - Víi kÝch th−íc nhá gän dµi x réng x cao = 120,5 x 80 x 62mm víi trängl−îng 360g tiÕt kiÖm kh«ng gian tñ. Dïng ®Ó kÕt nèi trùc tiÕp víi c¶m biÕn vµ bé m·ho¸ víi dßng ®iÖn 280mA cã thÓ ®−îc sö dông nh− mét dßng ®iÖn t¶i. - TÝch hîp ®Çu vµo/ra sè: 14 ®Çu vµo vµ 10 ®Çu ra - Cã tèi ®a 94 ®Çu vµo sè, 74 ®Çu ra sè, 28 ®Çu vµo t−¬ng tù, 7 ®Çu ra t−¬ngtù víi 7 module më réng t−¬ng tù vµ sè. - ChÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t: Ng¾t truyÒn th«ng vµ ng¾t theo s−ên lªn hoÆcs−ên xuèng cña xung, ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao. - Giao diÖn cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh sö dông (Free Port) víi kh¶ n¨ng xö lý ng¾t®èi víi viÖc trao ®æi chuçi d÷ liÖu víi c¸c thiÕt bÞ kh«ng ph¶i cña Siemens. C¸pPC/PPI cã thÓ ®−îc sö dông nh− mét chuÈn nèi tiÕp RS232/RS485 - KÕt nèi víi bus më réng cña thiÕt bÞ më réng ( chØ cã EMs cña chuÈn 22xTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 50 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 52. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Acã thÓ ®−îc sö dông). C¸c ®Çu vµo ng¾t, cho phÐp PLC ph¶n øng víi tèc ®é cao ®èivíi c¸c biÕn t¨ng hoÆc gi¶m cña c¸c tÝn hiÖu xö lý - Hai xung ®Çu ra tÇn sè cao (max, 20KHz) sö dông trong viÖc x¸c ®ÞnhvÞ trÝ vµ kiÓm so¸t tèc ®é m« t¬ ®iÒu chØnh theo tÇn sè vµ m« t¬ b−íc th«ngqua c¸c m¹ch ®iÖn - Chøc n¨ng kiÓm tra vµ chuÈn ®o¸n: Chøc n¨ng nµy hç trî cho viÖckiÓm tra vµ chuÈn ®o¸n ®Ó dÔ sö dông. Ch−¬ng tr×nh ®Çy ®ñ ®−îc ch¹y theo sèl−îng chu kú x¸c ®Þnh tr−íc vµ ®−îc ph©n tÝch. ThiÕt bÞ bªn trong nh− bit nhí,bé ®Þnh thêi, bé ®Õm, ®−îc ghi cïng mét lóc tèi ®a lµ 124 chu kú. C¸c ®Çuvµo/ra cã thÓ ®−îc cµi ®Æt ®éc lËp theo chu kú vµ v× thÕ th−êng xuyªn kiÓm trach−¬ng tr×nh cña ng−êi sö dông. - C¸c ch−¬ng tr×nh cã thÓ ®−îc biªn tËp, söa ®æi cã thÓ t¶i vµo CPU chØ b»ngmét c¸i kÝch chuét, mµ ch−¬ng tr×nh ®ang sö dông kh«ng bÞ ng¾t - CPU 224 kh«ng thÓ lËp tr×nh b»ng viÖc sö dông Step7- Micro/Dos. §ÓlËp tr×nh th«ng qua bé giao diÖn nèi tiÕp cña thiÕt bÞ lËp tr×nh/PC, ®ßi hái métc¸p PC/PPI Khi sö dông phÇn mÒm lËp tr×nh STEP7- Micro/Win32, viÖc lËptr×nh cã thÓ th«ng qua SIMATIC CPs CP551 hoÆc CP5611 (see SIMATICNET) hoÆc giao diÖn MPI cña thiÕt bÞ lËp tr×nh. §iÒu nµy lµm t¨ng tèi ®a tèc®é truyÒn chÊp nhËn ®−îc lªn ®Õn 187,5Kbit/s. 2. CÊu tróc bé nhí Toµn bé ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®−îc l−u vµo bé nhí cña S7 - 200. Bé nhíS7 -200 ®−îc chia lµm bèn vïng vµ ®−îc ghÐp nèi víi mét tô ®iÖn cã nhiÖm vô duytr× d÷ liÖu trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh khi mÊt nguån. Bé nhí S7 - 200 cãtÝnh n¨ng ®éng cao, ®äc vµ ghi ®−îc trong toµn vïng trõ vïng nhí ®Æc biÖt ®−îc kýhiÖu lµ SM (Special Memory) cã thÓ truy nhËp ®Ó ®äc. Vïng ch−¬ng tr×nh: Lµ miÒn bé nhí ®−îc sö dông ®Ó l−u gi÷ c¸c lÖnhtrong ch−¬ng tr×nh chÝnh. Vïng nµy thuéc kiÓu non-volanle (lµ vïng nhí ®Ó l−uch−¬ng tr×nh thuéc miÒn nhí ®äc/ghi ®−îc mµ kh«ng bÞ mÊt d÷ liÖu nhê cã giaoTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 51 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 53. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AdiÖn EEPROM) ®äc ghi ®−îc. Vïng tham sè: Lµ vïng l−u gi÷ c¸c tham sè nh− ®Þa chØ tr¹m, tõ kho¸…vïng nµy thuéc kiÓu non - volatile ®äc ghi ®−îc. Vïng d÷ liÖu: §−îc sö dông ®Ó cÊt gi÷ c¸c d÷ liÖu cña ch−¬ng tr×nh baogåm kÕt qña, c¸c phÐp tÝnh, h»ng sè ®−îc ®Þnh nghÜa trong ch−¬ng tr×nh, bé ®Ömtrong truyÒn th«ng… nã lµ miÒn nhí ®éng cã thÓ ®−îc truy cËp theo tõng bit, tõngbyte, tõng tõ ®¬n hoÆc tõ kÐp. Vïng d÷ liÖu ®−îc chia lµm nh÷ng miÒn nhí nhá víi nh÷ng c«ng cô kh¸cnhau. Chóng ®−îc ký hiÖu b»ng c¸c ch÷ c¸i ®Çu tiªn cña tiÕng Anh ®Æc cho c«ngdông cña chóng. V - Variable memory (miÒn nhí) I - Input image register (bé ®Öm cæng vµo) O - output image register (bé ®Öm cæng ra) M - Internal memory bits (vïng nhí néi) SM - Special memory bits (vïng nhí ®Æc biÖt) Vïng ®èi t−îng: §−îc sö dông ®Ó l−u gi÷ d÷ liÖu cho c¸c ®èi t−îng lËptr×nh nh− c¸c gi¸ trÞ tøc thêi, gi¸ trÞ ®Æt tr−íc bé ®Öm, hay timer. D÷ liÖu kiÓu ®èit−îng bao gåm c¸c thanh ghi cña timer, bé ®Õm, c¸c bé ®Õm tèc ®é cao, bé ®Ömvµo/ra t−¬ng tù vµ c¸c thanh ghi Accumunlator (AC). Vïng nµy kh«ng thuéc kiÓunon - volatile nh−ng ®äc/ghi ®−îc vµ chóng cã thÓ ®−îc truy cËp theo tõng bit, tõngbyte, tõng tõ ®¬n hoÆc tõ kÐp. 3. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo mét chu tr×nh lÆp mçi vßng lÆp lµ métvßng quÐt (Scan cycle). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷liÖu tõ c¸c cæng vµo vïng bé ®Õm ¶o, tiÕp ®Õn lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ngtr×nh sau ®ã lµ giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm tra lçi, kÕt thóc vßngquÐt lµ giai ®o¹n chuyÓn néi dung cña bé ®Öm ¶o tíi c¸c cæng. Trong tõngvßng quÐt ch−¬ng tr×nh ®−îc thùc hiÖn b»ng lÖnh ®Çu tiªn vµ lÖnh kÕt thóc t¹iTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 52 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 54. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AlÖnh kÕt thóc (MEND). Thêi gian quÐt phô thuéc ®é dµi cña ch−¬ng tr×nh,kh«ng ph¶i vßng quÐt nµo thêi gian quÐt còng b»ng nhau mµ nã phô thuéc c¸clÖnh tho¶ m·n trong ch−¬ng tr×nh. Trong thêi gian thùc hiÖn vßng quÐt nÕu cãtÝn hiÖu b¸o ng¾t ch−¬ng tr×nh sÏ dõng l¹i ®Ó thùc hiÖn xö lý ng¾t, tÝn hiÖu b¸ong¾t cã thÓ thùc hiÖn ë bÊt kú giai ®o¹n nµo. T¹i thêi ®iÓm thùc hiÖn lÖnh vµo/ra. Th«ng th−êng c¸c lÖnh kh«ng lµmviÖc trùc tiÕp víi cæng vµo/ra mµ chØ th«ng qua c¸c bé ®Öm ¶o cña cæng trongvïng nhí tham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®Öm ¶o víi ngo¹i vi trong giai®o¹n ®Çu vµ cuèi do CPU ®¶m ®−¬ng.4. TruyÒn d÷ liÖu 1. NhËp d÷ liÖutõ bé ®Öm ¶o ra tõ ngo¹i vi vµongo¹i vi bé ®Öm ¶o3. TruyÒn th«ng 2. Thùc hiÖnvµ tù kiÓm tra lçi ch−¬ng tr×nh3.2.3. Module më réng EM231, EM235 [7] §Ó t¨ng kh¶ n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn trong c¸c øng dông thùc tÕ mµ ë ®ãphÇn lín c¸c ®èi t−îng ®iÒu khiÓn cã sè l−îng ®Çu vµo/ra còng nh− chñng lo¹itÝn hiÖu vµo/ra kh¸c nhau mµ c¸c bé PLC ®−îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng ho¸ vÒcÊu h×nh, v× vËy chóng bÞ chia nhá thµnh c¸c module. PLC S7 - 200 cã nhiÒulo¹i module më réng kh¸c nhau. C¸c module më réng vµo/ra sè hoÆc c¸c cængvµo ra t−¬ng tù, c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ lµ ®iÖn ¸p 24VDC hoÆc r¬le.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 53 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 55. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A B¶ng 3.2: Mét sè lo¹i module më réng cña S7 - 200 Lo¹i Sè l−îng Sè l−îng TÝn hiÖu TÝn hiÖu KÝch th−íc Module ®Çu vµo ®Çu ra ®Çu vµo ®Çu ra Réng x cao x s©u (mm) EM221 8 0 24VDC 0 EM222 8 0 0 24VDC 46 x 80 x62 EM223 4 ÷ 16 4 ÷ 16 24VDC 24VDC (46 ÷ 173,3) x 80 x 62 EM231 4 0 Analog 0 71,2 x 80 x62 EM232 0 2 Analog Analog 46 x 80 x 62 EM235 4 1 Analog Analog 71,2 x 80 x62 H×nh 3.11: S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo/ra Module EM231Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 54 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 56. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A EM235 H×nh 3.12: S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo/ra Module EM235 Module ®Çu vµo/ra analog EM231 RTD - KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm - Khèi l−îng: 0,2kg - C«ng suÊt: 2W - 3 ®Çu vµo analog - EM231 RTD thu nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é d−íi d¹ng analog dÔ dµng víi tÝnhchÝnh x¸c cao b»ng viÖc sö dông cÆp nhiÖt ngÉu chuÈn. §−îc thiÕt kÕ gièng nh−nh÷ng thiÕt bÞ kh¸c cña dßng S7 - 22x, chóng ®−îc liªn kÕt víi nhau qua c¸c Bus d÷liÖu vµ ®−îc ®Æt trªn mét gi¸ treo DIN phÝa bªn ph¶i CPU - KÕt nèi module EM231TC, EM231 RTD: Cã thÓ m¾c trùc tiÕp víi S7- 200hoÆc cã thÓ sö dông d©y dÉn phô cã b¶o vÖ ®Ó h¹n chÕ tiÕng ån mét c¸ch tèt nhÊt.Cã thÓ m¾c thiÕt bÞ EM231 RTD víi c¶m biÕn theo 3 c¸ch: 4 d©y, 3 d©y vµ 2 d©y.C¸ch chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 4 d©y, c¸ch Ýt chÝnh x¸c nhÊt lµ sö dông 2 d©y chØ®−îc sö dông nÕu sai sè do m¾c d©y ®−îc bá qua trong c¸c øng dông. Module ®Çu vµo/ra analog EM235 - §Æc tÝnh vËt lý:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 55 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 57. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A KÝch th−íc (dµi x réng x cao): 90 x 80 x 62mm Khèi l−îng: 0,2kg C«ng suÊt tiªu thô: 2W Sè dÇu vµo/ra: 3 ®Çu vµo analog, 1 ®Çu ra analog - §Æc tÝnh ®Çu ra: D¶i tÝn hiÖu ra: §iÖn ¸p ±10V, dßng ®iÖn 0 ÷ 20mA KiÓu d÷ liÖu: L−ìng cùc: - 32000 ÷ 32000 vµ ®¬n cùc: 0 ÷ 32000 Thêi gian æn ®Þnh: §iÖn ¸p 100μs, dßng ®iÖn 2μs - §Æc tÝnh ®Çu vµo: D¹ng ®Çu vµo kiÓu vi ph©n §iÖn trë vµo 100MΩ §iÖn ¸p vµo cùc ®¹i: 30V Dßng ®iÖn vµo cùc ®¹i: 32mA Dßng ®iÖn nguån 5VDC, 70mA tõ khèi c¬ së Nguån cung cÊp më réng: 60mA, céng víi dßng ®iÖn ra 20mA tõ khèi c¬ sëhay nguån më réng. C¸ch sö dông EM235: - §¶m b¶o nguån cung cÊp 24VDC kh«ng cã nhiÔu vµ æn ®Þnh - §iÒu chØnh Module - Sö dông d©y c¶m biÕn cµng ng¾n cµng tèt - Nèi ng¾n m¹ch nh÷ng ®Çu vµo kh«ng sö dông - Tr¸nh lµm ngËp d©y - Sö dông cïng lo¹i cho mét tuyÕn d©y ThiÕt bÞ RTD cung cÊp tÝn hiÖu vµo PLC víi nh÷ng gi÷ liÖu cho biÕtnhiÖt ®é hoÆc ®iÒu kiÖn sai sè. C¸c bit tr¹ng th¸i cho biÕt kho¶ng sai sè vµ t×nhtr¹ng kh«ng ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ/nguån cung cÊp ®ang sö dông. LEDs chobiÕt t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 56 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 58. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A H×nh 3.13: S¬ ®å nèi thiÕt bÞ vµo Module EM231TC, H×nh 3.14: S¬ ®å nèi d©y c¶m biÕn RTD §Þnh cÊu h×nh cho EM231: §Ó ®Þnh cÊu h×nh cho module EM231 RTD södông c«ng t¾c DIP, c¸c c«ng t¾c (SW1…SW3) dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín tÝn hiÖu ®Çuvµo Analog. Nªn n¹p ®iÖn theo chu kú cho PLC hoÆc sö dông nguån nu«i 24VTrung t©m nghiªn cøu Bß vµ §ßng cá BA V× B¶ng 3.3: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM 231 Nguån ®¬n cùc §é lín §é SW1 SW2 SW3 tÝn hiÖu vµo ph©n gi¶i OFF ON 0 ÷10V 2,5mV ON 0 ÷ 5V 1,25mV ON OFF 0÷ 20mA 5μA §Þnh cÊu h×nh cho EM235: Sö dông c«ng t¾c DIP (SW1…SW6) ®Õx¸c ®Þnh c¸c gi¶i ph¸p tÝn hiÖu vµo Analog. TÊt c¶ c¸c ®Çu vµo ®−îc ®Æt ëcïng mét ph¹m vi tÝn hiÖu ®Çu vµo Analog.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 57 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 59. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A B¶ng 3.4: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM235 Nguån ®¬n cùc §é lín §éSW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 tÝn hiÖu vµo ph©n gi¶i ON OFF OFF ON OFF ON 0 - 50mV 12,5μV OFF ON OFF ON OFF ON 0 - 100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0 - 500mV 125μV OFF ON OFF OFF ON ON 0 - 1V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 5V 1,25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 - 20mA 5μV OFF ON OFF OFF OFF ON 0 - 10V 2,5 mV H×nh3.15: Bé ®Þnh cÊu h×nh DIP cho module EM231, EM235 C¸c module EM231 & EM235 cã chi phÝ thÊp tèc ®é cao 12 bit. Chóng cãkh¶ n¨ng chuyÓn ®æi ®Çu vµo analog thµnh tÝn hiÖu digital t−¬ng øng víi 149μs.Qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®Çu vµo analog ®−îc thùc hiÖn mçi khi tÝn hiÖu analog®−îc truy cËp bëi ch−¬ng tr×nh cña ng−êi sö dông. EM231 & EM235 cung cÊp tÝnhiÖu digital ch−a ®−îc xö lý (kh«ng läc hoÆc tuyÕn tÝnh ho¸) ®óng víi ®iÖn ¸panalog hay gi¸ trÞ thùc ®−îc thÓ hiÖn ë c¸c cùc ®Çu vµo cña thiÕt bÞ. V× lµ thiÕt bÞ tèc®é cao nªn chóng cã thÓ thay ®æi nhanh chãng theo tÝn hiÖu ®Çu vµo analog.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 58 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 60. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A3.3. ThiÕt bÞ nhËp - xuÊt [8] ThiÕt bÞ - xuÊt phæ biÕn ®−îc sö dông trong PLC. C¸c thiÕt bÞ nhËp ®−îc®Ò cËp gåm c¶ Digital va Analog, ch¼ng h¹n c«ng t¾c dß t×m vÞ trÝ, c¸c c«ngt¾c Proximity, c¸c c«ng t¾c quang ®iÖn, c¸c bé m· ho¸, c¸c c«ng t¾c nhiÖt vµ¸p suÊt, c¸c ®ång hå ®iÖn ¸p, c¸c biÕn ¸p vi sai tuyÕn tÝnh, c¸ ®ång hå biÕnd¹ng, c¸c Tranzistor nhiÖt, c¸c cÆp nhiÖt ®iÖn. C¸c thiÕt bÞ xuÊt gåm r¬le thiÕtbÞ tiÕp xóc, c¸c van Solenoid, vµ c¸c ®éng c¬. C¶m biÕn ®ãng vai trß qu¹n träng trong bÊt kú hÖ thèng ®iÒu khiÓnnµo. Nã lµ c¬ quan c¶m nhËn cña bé ®iÒu khiÓn, cung cÊp th«ng tin vÒ t×nhtr¹ng cña ®èi t−îng tíi bé ®iÒu khiÓn ®Ó bé ®iÒu khiÓn cã quyÕt ®Þnh phïhîp víi thùc tÕ. C¸c bé c¶m biÕn cung cÊp tÝn hiÖu Digital/rêi r¹c (cã - kh«ng), c¸c ngâra cã thÓ ®−îc kÕt nèi dÔ dµng víi cæng nhËp cña PLC. Bé c¶m biÕn lµ thiÕt bÞbiÕn ®æi ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh ®¹i l−îng ®iÖn tû lÖ víi nã. BÊt kúbé c¶m biÕn nµo ®Òu cã tÝn hiÖu vµo lµ mét hµm liªn tôc cã tÝn hiÖu vµo X, Y= F(x). Trong thùc tÕ ®Ó cã ®−îc ®Æc tÝnh Êy ng−êi ta ph¶i lµm thùc nghiÖn ®Ót×m ra mçi quan hÖ gi÷a X vµ Y. Mçi quan hÖ nµy lµ phi tuyÕn, nh−ng ®Ó n©ngcao ®é chÝnh x¸c cho thiÕt bÞ ®o c¸c nhµ s¶n xuÊt ®· ®−a ra nhiÒu ph−¬ng ph¸p®Ó phÇn nµo lµm gi¶m c¸c sai sè ®ã. Chóng ta cÇn l−u ý r»ng trong thùc tÕ tÝn hiÖu ra cña bé c¶m biÕn kh«ngnh÷ng phô thuéc vµo X mµ cßn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn bªn ngoµi Z khi ®ãhµm phi tuyÕn trë thµnh Y = F(x,z). §Æc tÝnh cña bé c¶m biÕn - Ph¶i xÐt ®Õn kh¶ n¨ng thay thÕ cho c¸c bé c¶m biÕn. NghÜa lµ c¶mbiÕn cïng lo¹i cã cïng ®Æc tÝnh nh− nhau, nh− thÕ míi cã kh¶ n¨ng thay thÕkhi bÞ h− háng vµ kh«ng m¾c ph¶i sai sè. - C¶m biÕn ph¶i cã ®Æc tÝnh ®¬n trÞ, nghÜa lµ víi hµm Y = F(x), øng víimét gi¸ trÞ X th× cã mét gi¸ trÞ Y t−¬ng øng. §−¬ng cong bé c¶m biÕn ph¶i æn®Þnh nghÜa lµ kh«ng thay ®æi theo thêi gian.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 59 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 61. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A - TÝn hiÖu ra cña bé c¶m biÕn th−êng rÊt nhá, vµ vËy ®Ó tiÖn cho viÖcghÐp nèi dông cô ®o, hÖ thèng ®o… tÝn hiÖu ra th−êng ph¶i ®−îc chuÈn ho¸. - §Æc tÝnh quan träng cña bé c¶m biÕn lµ sai sè. Sai sè cña bé c¶m biÕngåm hai thµnh phÇn: + Sai sè c¬ b¶n: lµ sai sè g©y ra do nguyªn t¾c c¶m biÕn, tõ kh«ng hoµnthiÖn cÊu tróc vµ yÕu kÐm cña c«ng nghÖ chÕ t¹o. + Sai sè phô: lµ sai sè g©y ra do sai sè bªn ngoµi kh¸c víi ®iÒu kiÖn tiªuchuÈn. VÝ dô nh− nhiÖt ®é m«i tr−êng thay ®æi sÏ g©y ra sai sè cña c¶m biÕn®iÖn c¶m . VËy ®Ó n©ng cao ®é tin cËy cña c¶m biÕn chóng ta cÇn hiÖu chØnhvµ thay ®æi c¸c th«ng sè sao cho phï hîp víi thùc tÕ. - §é nh¹y cña c¶m biÕn còng lµ mét c«ng cô quan träng. Nã cã t¸cdông quyÕt ®Þnh ®Õn cÊu tróc cña m¹ch, ®Ó ®¶m b¶o cho phÐp ®o ®é nh¹y cñanh÷ng biÕn ®éng nhá cña ®¹i l−îng ®o. - §Æc tÝnh ®éng cña c¶m biÕn: Khi ®¹i l−îng ®o t¸c ®éng vµo bé c¶mbiÕn th−êng xuÊt hiÖn qu¸ ®é. Qu¸ tr×nh nµy cã thÓ nhanh hay chËm phô thuécvµo lo¹i c¶m biÕn. §Æc tÝnh nµy lµ ®é t¸c ®éng nhanh, nÕu ®é t¸c ®éng nhanhchËm tøc lµ ph¶n øng cña tÝn hiÖu ra trÔ so víi sù thay ®æi cña tÝn hiÖu vµo. V×vËy, khi lùa chän c¶m biÕn ta ph¶i l−u ý ®Õn ®é t¸c ®éng nhanh cña nã saocho phï hîp víi sù thay ®æi víi c¸c yªu cÇu kü thuËt cña bµi to¸n ®Æt ra. nÕukh«ng gi¶i quyÕt ®−îc th× ph¶i cã sù tÝnh to¸n ®Ó bï l¹i nh÷ng ¶nh h−ëng dosù chªnh lÖch ®ã g©y ra. - Sù t¸c ®éng ng−îc l¹i cña c¶m biÕn lªn ®¹i l−îng ®o vµ tiÕp ®Õn g©y rasù thay ®æi tÝn hiÖu ë ®Çu ra cña c¶m biÕn. V× vËy khi l¾p ®Æt c¶m biÕn ph¶itÝnh ®Õn ®iÒu nµy. - KÝch th−íc cña c¶m biÕn cµng nhá cµng tèt cã nh− vËy míi ®−a c¶mbiÕn vµo ®−îc nh÷ng n¬i chËt hÑp ®Ó ®¶m ®−¬ng ®−îc nh÷ng c«ng viÖc mµcon ng−êi kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc, h¬n thÕ víi kÝch th−íc nhá ®é chÝnh x¸ccµng tèt.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 60 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 62. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ngµy nay kü thuËt c¶m biÕn ph¸t triÓn rÊt m¹nh cã rÊt nhiÒu c¶m biÕn®−îc s¶n xuÊt ra. §Ó s¶n xuÊt ra ®−îc c¶m biÕn ph¶i cã mét tr×nh ®é cao, nã lµsù kÕt hîp gi÷a khoa häc vËt lý, ®iÖn tö, ho¸ häc vµ vËt liÖu… Tãm l¹i trongmét hÖ thèng tù ®éng ho¸, phÇn tö c¶m biÕn ®ãng vai trß quan träng nã lµ taim¾t c¶m nhËn sù thay ®æi cña ®èi t−îng. Nhê ®ã mµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh tù®éng ®iÒu khiÓn c¸c th«ng sè theo yªu cÇu cña c«ng nghÖ.3.3.1. C¶m biÕn nhiÖt ®é [9] Tõ xa x−a con ng−êi ®· nhËn thøc ®−îc hiÖn t−îng nhiÖt ®é vµ ®¸nh gi¸c−êng ®é cña nã b»ng c¸ch ®o nhiÖt ®é, trong nhiÒu lÜnh vùc s¶n xuÊt c«ngnghiÖp hiÖn nay, nhÊt lµ ngµnh c«ng nghiÖp nhiÖt luyÖn, chÕ biÕn thùcphÈm… VÊn ®Ò ®o vµ khèng chÕ nhiÖt ®é ®−îc ®Æc biÖt chó träng v× nã lµ yÕutè quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm. Víi môc ®Ých thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒukhiÓn trong ®ã cã sö dông hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é lß nung thuû tinh,chóng t«i tiÕn hµnh t×m hiÓu vµ thiÕt kÕ c¶m biÕn ®o nhiÖt ®é. - §èi t−îng cÇn ®o: NhiÖt ®é lß nung thuû tinh - NhiÖm vô cña c¶m biÕn: §o vµ khèng chÕ nhiÖt ®é trong mét kho¶ng x¸c ®Þnh - C¶m biÕn nhiÖt sö dông ghÐp nèi víi PLC S7 – 200 NhiÖt ®é C¶m biÕn PLC C¬ cÊu M¹ch chÊp hµnh ®éng lùc H×nh 3.16: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng thiÕt kÕ Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: §èi t−îng nhiÖt ®é cña lß nung thuû tinh ®−îc thu nhËn qua c¶m biÕnnhiÖt ®é chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn lµ tÝn hiÖu Analog vµ ®−îc ®−a tíicæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµo vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn, t¸c®éng lªn ®èi t−îng th«ng qua m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 61 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 63. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A B¶ng 3.5: B¶ng tr¹ng th¸i cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é C¬ cÊu chÊp hµnh Tr¹ng th¸i ®èi t−îng nhiÖt ®é Lo¹i Tr¹ng th¸i Nguån nhiÖt T¾t Tr¹ng th¸i ban ®Çu cña hÖ thèng Nguån m¸t T¾t Nguån nhiÖt Më TO < = 1100 ± 50C Nguån m¸t T¾t Nguån nhiÖt Më TO >= 1100 ± 5OC Nguån m¸t T¾t C¶m biÕn LM335 lµ linh kiÖn ®Ó giao tiÕp gi÷a nhiÖt ®é phßng va PLC.Lµ c¶m biÕn nhiÖt ®é lo¹i ®ièt. Sau ®©y lµ th«ng sè kü thuËt cña LM335: - §Þnh thang trùc tiÕp theo ®é Kevil, víi ®é chÝnh x¸c 1oC - §iÖn ¸p nguån nu«i 5V - 18V - D¶i lµm viÖc ë chÕ ®é liªn tôc lµ -40oC - 100oC vµ ë chÕ ®é kh«ng liªntôc lµ 100oC - 125oC. +5VDC 1.82K Vo LM335/TO92 10K H×nh3.17: S¬ ®å nguyªn lý LM335 5 − 2,98 T¹i 25oC, IR = 1mA th× Vo = 2,98V ta cã: = 1mA R = 2,02k, Rchän R = 2k Khèi biÕn ®æi chuÈn ho¸ dïng khuyÕch ®¹i thuËt to¸n LM358 Ta chän kho¶ng lµm viÖc tõ 20oC ®Õn 50oC. §Æt møc 0V t¹i 20oC b»ng c¸ch®Æt vµo ®Çu trõ cña LM 358 mét ®iÖn ¸p V1 = (273 + 20).10mV = 2,93V (víi 20 뮩y lµ 20oC ph¶i chuyÓn sang ®é Kevil vµ nh©n víi hÖ sè 10mV/K). M¹chTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 62 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 64. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A R 2 100khuyÕch ®¹i thuËt to¸n trªn cã hÖ sè khuyÕch ®¹i K = = = 10 lÇn. Nh− R1 10vËy tÝn hiÖu vµo t−¬ng tù t−¬ng øng víi kho¶ng nhiÖt ®é tõ 20oC – 50oC th× t−¬ngøng víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p tõ 0V ®Õn 3V. M¹ch lÆp: M¹ch lÆp cã t¸c dông chuÈn ho¸, phèi hîp trë kh¸ng gi÷a®Çu ra vµ ®Çu vµo. Víi ®iÖn ¸p ®µu ra vµ ®Çu vµo lu«n b»ng nhau, chØ kh¸c ëchç trë kh¸ng vµo lín trë kh¸ng ra rÊt nhá. Tãm l¹i m¹ch lÆp cã t¸c dông æn®Þnh (chuÈn ho¸ vµ phèi hîp trë kh¸ng). V2 +5VDC R2 8 R1 5 + B2 7 6 - Vo=R2/R1(V2-V1) R1 4 R2 V1 H×nh3.18: Khèi biÕn ®æi chuÈn ho¸ H×nh3.19: S¬ ®å nguyªn lý LM358 S¬ ®å m¹ch ®iÖn nguyªn lý: H×nh3.20: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn nhiÖtTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 63 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 65. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Nh− ®· ph©n tÝch tõng khèi ë trªn. §Çu tiªn Sensor LM 335 c¶m biÕnnhiÖt ®é phßng chuyÓn thµnh møc ®iÖn ¸p vµ ®−a vµo ®Çu vµo c¶u m¹ch lÆp.Sau ®ã nã ®−îc ®−a vµo m¹ch biÕn ®èi chuÈn ho¸ cã ph−¬ng tr×nh R2 V= . (V2 - V1) = 10. (V2 - V1), víi V1 = 2,93V. R1 Tõ ®©y m¹ch ®iÖn lu«n cã ®¸p øng ra t−¬ng øng víi ®Çu vµo lµ nhiÖt ®ém«i tr−êng cÇn ®o. Do ta ®· biÕn ®æi chuÈn ho¸ nªn chØ ®o nhiÖt ®é trong kho¶ngnhiÖt ®é tõ 20oC ®Õn 50oC t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p 0V ®Õn 3V. NghÜa lµ cã sùt−¬ng øng cø 1oC th× øng víi 0,1V tõ ®Çu ra nµy ta ®−a vµo PLC. L−u ®å thuËt to¸n m« pháng ho¹t ®éng B¾t ®Çu T0 > 1100±50C T0 < 1100±50C T0 = 1100±50C BËt qu¹t, bËt ®Ìn T¾t qu¹t, bËt ®Ìn NhiÖt ®é chuÈn H×nh3.21: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng lµm m¸t3.3.2. C¶m biÕn ®o møc [10] Ng−êi ta gäi møc lµ chiÒu cao ®iÒn ®Çy c¸c chÊt láng hay c¸c h¹t trongthiÕt bÞ c«ng nghÖ. Møc cña m«i tr−êng lµm viÖc lµ mét tham sè c«ng nghÖ,th«ng tin vÒ nã dïng ®Ó kiÓm tra chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ,trong mét sè tr−êng hîp dïng ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. B»ng phÐp ®omøc cã thÓ nhËn ®−îc th«ng tin vÒ møc, khèi l−îng chÊt láng chøa trong bÓ.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 64 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 66. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AC¸c th«ng tin Analog hoÆc cã thÓ Digital dïng ®Ó ®ãng më van ®−îc sö dôngréng r·i trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn. Thùc tÕ d©y chuyÒn s¶n xuÊt sö dông hÖ thèng ®o vµ ®iÒu khiÓn møcthuû tinh b»ng Lazes. Song do yªu cÇu ®iÒu khiÓn m« h×nh nªn em sö dôngc¶m biÕn ®o møc thuû tinh b»ng phao. Møc thuû tinh C¶m biÕn PLC C¬ cÊu M¹ch chÊp hµnh ®éng lùc H×nh3.22: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: Møc thuû tinh láng ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¶m biÕn ®o møc kiÓuphao chuyÓn thµnh tÝn hiÖu rêi r¹c d−íi d¹ng Digital, tÝn hiÖu ®−îc ®−a tíi ®Çuvµo cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äc vµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn th«ng qua phÇnmÒm ®iÒu khiÓn vµ c¬ cÊu chÊp hµnh. B¶ng 3.6: B¶ng tr¹ng th¸i hÖ thèng ®o møc thuû tinh Tr¹ng th¸i ®èi t−îng C¬ cÊu chÊp hµnh møc thuû tinh Lo¹i Tr¹ng th¸i Tr¹ng th¸i ban ®Çu cña hÖ thèng M¸y n¹p phèi liÖu T¾t H < = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu Më H > = 0,7 ± 0,002m M¸y n¹p phèi liÖu T¾t ThiÕt kÕ ThiÕt bÞ ®o vµ ®iÒu khiÓn møc thuû tinh láng trong ph¹m vi hÑp nªndïng phao h×nh cÇu ®−êng kÝnh 40mm b»ng thÐp kh«ng gØ. Phao næi trªn mÆtTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 65 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 67. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AchÊt láng vµ qua mét thanh nèi, råi ®−îc nèi víi c«ng t¾c hµnh tr×nh cã méttiÕp ®iÓm th−êng më vµ mét tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng ®Ó biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖurêi r¹c ON/OFF C¬ cÊu chÊp hµnh - §éng c¬ m¸y n¹p liÖu sö dông nguån nu«i 9DCV L−u ®å thuËt to¸n m« pháng B¾t ®Çu H > 0,7±0,002m H < 0,7±0,002m H = 0,7±0,002m T¾t m¸y Më m¸y n¹p liÖu n¹p liÖu KÕt thóc H×nh3.23: S¬ ®å thuËt to¸n m« pháng hÖ thèng n¹p liÖu3.3.3. C¶m biÕn quang ®iÖn [11] Mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt c«ng nghiÖp sö dông nhiÒu lo¹i c¶m biÕn t¹i nhiÒu®iÓm kh¸c nhau ®Ó gi¸m s¸t dßng s¶n phÈm. Trong ®ã c¶m biÕn quang ®iÖn th−êng®−îc l¾p ®Æt ë c¸c d©y chuyÒn lµm nhiÖm vô ph¸t hiÖn, kiÓm tra vµ ®Õm s¶n phÈmtrªn c¸c b¨ng chuyÒn. ë c«ng ®o¹n nµy c¶m biÕn quang ®iÖn ®· chøng tá ®−îcnh÷ng tÝnh n¨ng −u viÖt cña m×nh. C¶m biÕn quang ®iÖn thÕ hÖ ®Çu tiªn gåm cã nguån s¸ng vµ g−¬ng ph¶n x¹.Qua n¨m th¸ng, c¶m biÕn quang ®iÖn næi lªn víi nhiÒu h×nh d¸ng thiÕt kÕ ®Æc biÖt,mçi lo¹i phôc vô mét c«ng viÖc chuyªn biÖt nhÊt ®Þnh. Ngµy nay mét bé c¶m biÕnquang ®iÖn tiªu chuÈn ®−îc c¶i tiÕn gåm cã mét cùc ph¸t vµ mét cùc thu riªng biÖt,mét vµi lo¹i ®−îc trang bÞ c¸p quang kh«ng ph©n nh¸nh vµ bé khuyÕch ®¹i. N¾n®−îc môc ®Ých cña vÊn ®Ò trªn vµ ®Ó ¸p dông cho viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng m« phángem ®· tiÕn hµnh t×m hiÓu thiÕt kÕ m¹ch c¶m biÕn quangTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 66 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 68. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A §èi t−îng b¨ng kÝnh C¶m biÕn PLC C¬ cÊu M¹ch ChÊp hµnh ®éng lùc H×nh3.24: S¬ ®å khèi cña hÖ thèng Ho¹t ®éng cña hÖ thèng: ®èi t−îng c¶m nhËn lµ b¨ng kÝnh ®−îc thu nhËn qua c¶m biÕn (Sensor) quangd−íi d¹ng ON/OFF vµ ®−îc ®−a tíi cæng nhËp cña PLC. T¹i ®©y tÝn hiÖu ®−îc ®äcvµ xö lý ®Ó ®iÒu khiÓn vµ t¸c ®éng lªn c¬ cÊu chÊp hµnh S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang ®iÖn +9VDC 220k 10k C828 C828 Cds H×nh 3.25: S¬ ®å m¹ch nguyªn lý c¶m biÕn quang Chän linh kiÖn - §iÖn trë - Tranzitor C828 - TÕ bµo quang ®iÖn Cds Nguyªn lý ho¹t ®éng Dùa trªn nguyªn lý ho¹t ®éng cña tÕ bµo quang ®iÖn. Quang ®iÖn trë ho¹t®éng theo hiÖu øng quang néi, gi¶ sö cã mét tÊm b¸n dÉn ph¼ng cã thÓ tÝch V ®−îcTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 67 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 69. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45Apha t¹p chÊt lo¹i n víi nång ®é donor Nd vµ cã møc n¨ng l−îng Wd. Khi bÞ chiÕus¸ng c¸c Photon ion ho¸ nguyªn tö donor vµ gi¶i phãng ®iÖn tö lµm cho ®é dÉn thay®æi. §é dÉn ®iÖn cña c¶m biÕn quang ®iÖn tö sÏ phô thuéc th«ng l−îng ¸nh s¸ngchiÕu vµo theo mét hµm phi tuyÕn. Cùc ph¸t bøc x¹ lµ Diode (LED) ph¸t quang. Khi¸nh s¸ng chiÕu vµo tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 ®ãng, T2 më øng víi tiÕp ®iÓmth−êng ®ãng cña PLC ®−îc më ra ng¾t m¹ch ®iÒu khiÓn. Ng−îc l¹i khi cã vËt thÓ ®iqua ch¾n chïm s¸ng chiÕu tíi tÕ bµo quang ®iÖn lµm cho T1 më, T2 ®ãng øng víitiÕp ®iÓm th−êng ®ãng cña PLC ®−îc ®ãng cung cÊp ngâ ra cho PLC.3.3.4. R¬le 24VDC C¸c cæng ra cña PLC lµ c¸c R¬le vµ hÖ thèng ®Ìn LED. R¬le dïng ®Ó ®ãngm¹ch cung cÊp nguån mét chiÒu cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn, r¬le ®−îc sö dông cho thiÕtbÞ chuyÓn m¹ch cã dßng ®iÖn nhá, thÊp h¬n 10A H×nh 3.26: S¬ ®å nguyªn lý R¬ le24VDC3.4. S¬ ®å kÕt nèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn3.4.1. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi Sau khi nghiªn cøu phÇn mÒm Step7 - micro/Win 32 vµ chän thiÕt bÞ®iÒu khiÓn CPU 224 ®Ó ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh th× viÖc lùa chänc¸c thiÕt bÞ kh¸c ®Ó kÕt nèi víi d©y chuyÒn cÇn ®iÒu khiÓn lµ c«ng viÖc quanträng. Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng lµ: M¸y tÝnh PC, CPU, c¸pPC/PPI vµ module më réng. GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS232 cÇn cã c¸pnèi PC/PPI víi bé chuyÓn ®æi RS232/RS485.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 68 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 70. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A` Q0.0 ÷ Q2.7 Modul më réng Module më réngRS-232 Modul më réng RS-485 I0.0 ÷ I0.7 H×nh3.27: S¬ ®å kÕt nèi tæng thÓ Ngoµi ra trong mét sè d©y chuyÒn s¶n xuÊt lín ng−êi ta kÕt nèi m¸y tÝnh víinhiÒu CPU kh¸c nhau vµ kÕt hîp víi nh÷ng phÇn mÒm kh¸c nh− protul… t¹o thµnhmét hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hay cßn gäi lµ m¹ng ®a chñ. Trong ®ã: TD 200 vµ OP15lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn, hiÓn thÞ, theo dâi, kiÓm tra vµ l−u tr÷ qu¸ tr×nh s¶nxuÊt. H×nh 3.28: HÖ thèng ®iÒu khiÓn trong c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt3.4.2. ThiÕt kÕ m« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 69 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 71. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A M« h×nh thiÕt kÕ (H×nh 3.29 vµ h×nh 3.30) S¬ ®å nèi d©y cña hÖ thèng (H×nh 3.31, 3.32, 3.33) H×nh 3.29: M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh Nguyªn lý lµm viÖcTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 70 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 72. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Nh×n trªn h×nh vÏ ta thÊy r»ng nguån cung cÊp cho PLC lµ 220V, ®Çuvµo, ®Çu ra ®iÖn ¸p 24DCV. M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh chóng t«i thiÕtkÕ cã 10 ®Çu vµo, gåm cã tÝn hiÖu khëi ®éng, dõng hÖ thèng vµ ®Æc biÖt lµ tÝnhiÖu tõ c¸c c¶m biÕn nhiÖt, c¶m biÕn quang. M« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊtkÝnh cã 21 ®Çu ra, c¸c ®Çu ra chóng t«i dïng hÖ thèng c¸c motor mét chiÒu vµc¸c ®Ìn Led ®Ó thÓ hiÖn th«ng qua c¸c r¬ le 24DCV øng víi c¸c nguån cungcÊp riªng. Chi tiÕt h¬n vÒ qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ®−îc chóng t«i tr×nh bµy trongmôc yªu cÇu tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. module më réng mµ chóng t«i nghiªn cøu vµ sö dông trong ®Ò tµi lµEM231, nguån cung cÊp lµ 24DCV. §Çu vµo cã thÓ lµ d¹ng tÝn hiÖu t−¬ng tùAnalog kiÓu ¸p hoÆc dßng hay d¹ng tÝn hiÖu sè Digital. TÝn hiÖu c¶m biÕnnhiÖt mµ chóng t«i sö dông trong m« h×nh thiÕt kÕ lµ AIW0 ®Çu vµo Analogd¹ng ®iÖn ¸p, nªn 2 ®Çu vµo ®−îc ®−a vµo A+ vµ A- . Nh− ®· ph©n tÝch trªnphÇn thiÕt kÕ c¶m biÕn nhiÖt, nhiÖt ®é ®Þnh møc lµ 500C, nhiÖt ®é trong kho¶ngtõ 20oC ®Õn 50oC t−¬ng øng víi møc ®iÖn ¸p 0V ®Õn 3V. NghÜa lµ cã sù t−¬ngøng cø 1oC th× øng víi 0,1V, tõ ®Çu ra nµy ta ®−a vµo PLC.3.5. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn Tõ viÖc nghiªn cøu d©y chuyÒn c«ng nghÖ, x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n ëch−¬ng 2. Chóng t«i tiÕn hµnh viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.3.5.1. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho lß nung thuû tinh §Ó thuËn tiÖn cho viÖc viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông c¸cký hiÖu cho c¸c phÇn tö vµ ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo / ra. B¶ng 3.7: Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo/ra cho lß nung thuû tinhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 71 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 73. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö Start I 0.0 Nót khëi ®éng hÖ thèng Stop I0.1 Nót dõng hÖ thèng S1 AIW0 C¶m biÕn nhiÖt ®é S2 I 0.2 ThiÕt bÞ ®o møc thuû tinh Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö L§1 Q 0.0 - HÖ thèng n¹p phèi liÖu L§2 Q 0.1 - HÖ thèng cÊp nhiÖt bªn ph¶i lß nung M1 Q 0.2 - HÖ thèng cÊp nhiÖt bªn tr¸i lß nung M2 Q 0.3 - HÖ thèng qu¹t giã lµm m¸t Tõ viÖc nghiªn cøu s¬ ®å c«ng nghÖ, ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra vµ m« phángqu¸ tr×nh chóng t«i viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho lß nÊu thuû tinh. Ch−¬ng tr×nh®−îc viÕt trªn phÇn mÒm Step7.Micro/Win32. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Ladder logic:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 72 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 74. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng tr×nh dÞch sang d¹ng STL nh− sau:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 73 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 75. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ANETWORK 1 //§K LO NUNG THUY TINH - khoi dong he thong va nap phoi lieu////NETWORK COMMENTS//LD SM0.0A StartAN StopLPSA Do_muc_thuy_tinh= Dong_co_1LPPTON T37, W#+10NETWORK 2 //Cap nhiet ben phai lo nung//LD SM0.0A T37TON T38, W#+80NETWORK 3LD T37AN T38= Bong_den_ben_phaiNETWORK 4 //Cap nhiet ben trai lo nung//LD T38LPSTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 74 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 76. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AAN T39= Bong_den_ben_traiLPPTON T39, W#+80NETWORK 5 //Vong lap cap nhiet//LD T39R T38, B#1NETWORK 6 //Quat gio lam mat//LD SM0.0AW>= AIW0, W#+8000= Quat_gio_lam_mat3.5.2. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn kÝnh tÊm kÐo ngang §Ó thuËn tiÖn cho viÖc viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông c¸cký hiÖu cho c¸c phÇn tö vµ ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo / ra. B¶ng 3.8: Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo/ra cho d©y chuyÒn kÝnh tÊm kÐo ngangTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 75 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 77. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö Start I 0.0 Nót khëi ®éng d©y chuyÒn SX kÝnh tÊm Stop I 0.0 Nót dõng qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn S3 AIW0 C¶m biÕn quang ®iÖn Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö M3 Q 0.0 - Dµn con l¨n truyÒn ®éng chÝnh M4 Q 0.1 - Dµn con l¨n t¨ng tèc M5 Q 0.2 - TruyÒn ®éng con l¨n bÎ mÐp L§3 - HÖ thèng cÊp nhiÖt lß ñ DCD1 Q 0.3 - Dµn dao c¾t däc b¨ng kÝnh DCN1 Q 0.4 - Dµn dao c¾t ngang chuyÓn ®éng tõ tr¸i sang ph¶i DCN2 Q 0.5 - Dµn dao c¾t ngang chuyÓn ®éng tõ ph¶i sang tr¸i M6 Q 0.6 - T¨ng tèc dµn con l¨n t¨ng tèc Tõ viÖc nghiªn cøu s¬ ®å c«ng nghÖ, ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra vµ m« phángqu¸ tr×nh chóng t«i viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh tÊmkÐo ngang. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn phÇn mÒm Step7.Micro/Win32. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Ladder logic:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 76 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 78. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 77 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 79. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng tr×nh dÞch sang d¹ng STL nh− sau:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 78 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 80. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ANETWORK 1 //DK DAY CHUYEN KINH TAM KEO NGANG - DK dan con lantruyen dong chinh//LD SM0.0A StartAN Stop= Dong_co1TON T37, W#+30NETWORK 2 //Dieu khien con lan tang toc//LD T37LPSAN Dong_co4= Dong_co2LPPTON T38, W#+30NETWORK 3 //DK dong co truyen dong con lan keo mep//LD T38= Keo_mepTON T39, W#+30NETWORK 4 //DK cap nhiet lo u//LD T39= D1Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 79 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 81. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATON T40, W#+60NETWORK 5 //DK dan dao cat doc//LD T40= Dao_cat1NETWORK 6 //DK dan dao cat ngang bang kinh tu trai sang phai//LD SM0.0AW>= Cam_bien, W#+100LPSAN T41= Dao_cat2LPPTON T41, W#+50NETWORK 7 //DK dan dao cat ngang bang kinh tu phai sang trai//LD T41LPSAN T42= Dong_co3LPPTON T42, W#+50NETWORK 8 //Dat thoi gian tang toc cho dan con lan tang toc//Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 80 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 82. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ALD T42TON T43, W#+50NETWORK 9 //Tang toc dan con lan tang toc////NETWORK COMMENTS//LD T43LPSAN T36= Dong_co4LPPTON T36, W#+603.5.3. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn kÝnh c¸n §Ó thuËn tiÖn cho viÖc viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông c¸cký hiÖu cho c¸c phÇn tö vµ ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo/ra. B¶ng 3.9: Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra cho d©y chuyÒn kÝnh c¸nTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 81 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 83. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö Start I 0.0 Nót khëi ®éng d©y chuyÒn SX kÝnh c¸n Stop I 0.1 Nót dõng qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn S3 AIW0 C¶m biÕn quang ®iÖn Ph©n c«ng tÝn hiÖu ra KÝ hiÖu §Þa chØ PhÇn tö M7 Q 0.0 - Dµn con l¨n truyÒn ®éng chÝnh M8 Q 0.1 - Dµn con l¨n t¨ng tèc M9 Q 0.2 - Dµn con l¨n chuyÓn tiÕp M10,C1 Q 0.3 - TruyÒn ®éng m¸y c¸n, cöa ch¶y trµn L§4 Q 0.4 - CÊp nhiÖt lß ñ DCD2 Q 0.5 - Dµn dao c¾t däc DCN1 Q 0.6 - Dµn dao c¾t ngang chuyÓn ®éng tõ tr¸i sang ph¶i DCN2 Q 0.7 - Dµn dao c¾t ngang chuyÓn ®éng tõ ph¶i sang tr¸i M11 Q 1.0 - ThiÕt bÞ bÎ ngang vµ t¨ng tèc dµn con l¨n t¨ng tèc Tõ viÖc nghiªn cøu s¬ ®å c«ng nghÖ, ph©n c«ng tÝn hiÖu vµo ra vµ m« phángqu¸ tr×nh chóng t«i viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh c¸n.Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn phÇn mÒm Step7.Micro/Win32. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt d−íi d¹ng Ladder logic:Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 82 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 84. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 83 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 85. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 84 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 86. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Ch−¬ng tr×nh dÞch sang d¹ng STL nh− sau:NETWORK 1 //DK DAY CHUYEN KINH CAN - DK dan con lan truyen dong chinh//LD SM0.0A startAN stop= dong_co_1Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 85 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 87. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATON T37, W#+30NETWORK 2 //DK dan con lan tang toc//LD T37LPSAN Dong_co_5= dong_co_2LPPTON T38, W#+30NETWORK 3 //DK dan con lan chuyen tiep//LD T38= dong_co_3TON T39, W#+40NETWORK 4 //DK truyen dong may can va mo cua chay tran kinh can//LD T39= dong_co_4TON T40, W#+60NETWORK 5 //DK cap nhiet lo u//LD T40= Den_soi_dotTON T41, W#+60Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 86 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 88. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ANETWORK 6 //DK dan dao cat doc bang kinh//LD T41= Dao_cat_docNETWORK 7 //DK dao cat ngang bang kinh tu trai sang phai//LD SM0.0AW<> AIW0, W#+200LPSAN T42= Dao_cat_ngang1LPPTON T42, W#+50NETWORK 8 //DK dan dao cat ngang bang kinh tu phai sang trai//LD T42LPSAN T43= Dao_cat_ngang2LPPTON T43, W#+50NETWORK 9 //Dat thoi gian cho gian con lan tang toc//LD T43Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 87 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 89. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATON T44, W#+60NETWORK 10 //DK dan con lan tang toc va co cau be ngang//LD T44LPSAN T45= Dong_co_5LPPTON T45, W#+503.6. KÕt luËn ch−¬ng 3 Trªn c¬ së nghiªn cøu d©y chuyÒn vµ s¬ ®å thuËt to¸n ®iÒu khiÓn cña d©ychuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh c¸n vµ kÝnh tÊm x©y dùng lµ tiÒn ®Ò ®Ó viÕtch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Muèn vËy chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ thiÕtkÕ c¸c hÖ thèng c¶m biÕn cho phï hîp víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt. §ång thêichóng t«i còng ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu phÇn cøng CPU224 vµ phÇn mÒmStep7-Micro/Win32 cña Simatic S7- 200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn quan träng, cãnhiÒu tÝnh n¨ng −u viÖt ®Ó ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt trong c¸c Nhµ m¸y.Tõ ®ã chóng t«i ®· tiÕn hµnh x©y dùng m« h×nh cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnhvµ viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho tõng giai ®o¹n ®iÒu khiÓn t−¬ng øng víic¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt trong d©y chuyÒn ®Ó tiÕn hµnh tù ®éng ho¸ hoµn toµnqu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Ch−¬ng tr×nh ®−îc ch¹y thµnh c«ng trªn m«i tr−êng Step7-Micro/Win32 vµ c¸c module më réng cña nã. Qua ®©y chóng ta còng thÊy®−îc gi¸ trÞ to lín vµ ý nghÜa cña viÖc øng dông tù ®éng hãa vµo qu¸ tr×nh s¶nxuÊt kÝnh trong tiÕn tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghiÖp. KÕt luËn vµ ®Ò nghÞTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 88 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 90. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A1. KÕt luËn Sau mét thêi gian tiÕn hµnh nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ thùc hiÖn ®Ò tµi tètnghiÖp, mÆc dï thêi gian cã h¹n vµ gÆp nhiÒu khã kh¨n nh−ng víi sù nç lùc cñab¶n th©n vµ sù gióp ®ì tËn t×nh cña quý C«ng ty cïng thÇy c«, b¹n bÌ, trongtoµn khoa C¬ §iÖn ®Æc biÖt lµ ThÇy gi¸o ThS. Ng« TrÝ D−¬ng cho ®Õn nay ®Òtµi cña t«i c¬ b¶n hoµn thµnh. Tõ nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®¹t ®−îc trong ®Òtµi: “ThiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh c¸n vµ kÝnh tÊmkÐo ngang” chóng t«i m¹nh d¹n ®−a ra nh÷ng kÕt luËn vµ ®Ò nghÞ sau: MÆt tÝch cùc: - §Ò tµi ®· nªu ®−îc qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña C«ng ty kÝnh§¸p CÇu vµ viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh. Vai trßcña tù ®éng ho¸ trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp vµ øng dông cña nã ë n−ícta hiÖn nay, tõ ®ã nãi lªn ý nghÜa to lín cña viÖc ¸p dông tù ®éng ho¸ trongc¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. - Nghiªn cøu, t×m hiÓu thiÕt bÞ lËp tr×nh PLC S7 - 200, ®Æc biÖt lµ CPU 224vµ c¸c module më réng EM231, EM235. TiÕn hµnh thiÕt kÕ l¾p ®Æt ®−îc mét sèm¹ch c¶m biÕn nh−: c¶m biÕn nhiÖt, c¶m biÕn quang, thiÕt bÞ ®o møc. Tõng b−ícx©y dùng hÖ thèng ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh trªn m«i tr−êng Step 7 - Micro/Win 32,nhê ®ã cã thÓ lËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh. - Qua nghiªn cøu, t×m hiÓu d©y chuyÒn c«ng nghÖ vµ ho¹t ®éng cña nhµm¸y chóng t«i x©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n biÓu diÔn c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊtkÝnh. Tõ d©y chuyÒn c«ng nghÖ vµ s¬ ®å thuËt to¸n x©y dùng m« h×nh ®iÒukhiÓn. Víi viÖc kÕt nèi, ch¹y thö m« h×nh ®iÒu khiÓn cã thÓ kh¼ng ®Þnh r»ngs¬ ®å thuËt to¸n lµ hoµn toµn ®óng. MÆt h¹n chÕ: - Do kh«ng cã ®Çy ®ñ hÖ thèng thiÕt bÞ lËp tr×nh PLC vµ hÖ thèng thiÕtbÞ c¶m biÕn tiªu chuÈn nªn ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ch−a ®−îc hoµn thiÖn c¸cqu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn cßn gi¸n ®o¹n. - Do ®iÒu kiÖn vµ kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ nªn viÖc x©y dùng m« h×nh ch−a®−îc hoµn thiÖn, mét sè kh©u trong ®ã ®−îc thay thÕ b»ng c¸c bé thêi gian Timer.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 89 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 91. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A MÆt nhËn thøc Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu, t×m hiÓu c¸c tµi liÖu ®Ó thùc hiÖn ®Ò tµi ngoµinh÷ng hiÓu biÕt vÒ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tù ®éng ho¸ vµ viÖc ¸p dông nãë n−íc ta hiÖn nay… §Ò tµi cßn gióp t«i tiÕp cËn víi nh÷ng kiÕn thøc vÒ ®iÒukhiÓn Logic vµ c¸c phÇn mÒm lËp tr×nh th«ng dông hiÖn nay. ThÊy râ ®−îc vÞtrÝ vµ tÇm quan träng cña tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp còng nh−trong c¸c ngµnh s¶n xuÊt kh¸c hiÖn nay.2. KiÕn nghÞ Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn do thêi gian vµ nhËn thøc cßnh¹n chÕ nªn viÖc t×m hiÓu x©y dùng m« h×nh, viÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ch−a®óng víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt thùc tÕ. Mét sè kh©u trong ®ã ®−îc m« h×nh ho¸ vµc¶i biÕn mét c¸ch thuËn tiÖn. Mong r»ng cã nhiÒu thêi gian t×m hiÓu tiÕp cËn víithùc tÕ nhiÒu h¬n n÷a. Qua nghiªn cøu thùc nghiÖm thÊy r»ng, ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt, chÊt l−îngs¶n phÈm C«ng ty cÇn tiÕn hµnh thay thÕ, c¶i t¹o l¹i mét sè hÖ thèng cho phï hîpvíi qui tr×nh c«ng nghÖ.Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 90 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 92. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Tµi liÖu tham kh¶o[1] Tµi liÖu C«ng ty KÝnh §¸p CÇu[2] T¹p chÝ tù ®éng ho¸[3] Tù ®éng ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ“TrÇn Do·n TiÕn” NXB khoa häc kü thuËt, Hµ Néi - 2000[4] Bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh vËn hµnh vµ øng dông“Lª Hoµi Quèc vµ Chung TÊn L©m” NXB TPHCM[5] §iÒu khiÓn Logic lËp tr×nh PLC“T¨ng V¨n Mïi vµ T.S . NguyÔn TiÕn Dòng” NXB khoa häc vµ kü thuËt[6] H−íng dÉn lËp tr×nh S7 – 200“Phan Xu©n Minh” NXB Khoa häc vµ kü thuËt[7] S7 - 200 Specifications - Simens[8] ThÕ giíi c¶m biÕn trong ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn“Lª V¨n Doanh vµ §µo V¨n T©n” NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi - 2002[9] http://.www.google.com.vn/LM335 http://.www.google.com.vn/LM358 http://.www.Simens.de/Automatic[10] C¸c bé c¶m biÕn trong kü thuËt ®o l−êng“Lª V¨n Doanh vµ Ph¹m Th−îng Hµn” Nxb Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi - 2000[11] Tham kh¶o tµi liÖu Th.s. NguyÔn V¨n §−êng - §HNN I - Hµ Néi[12] øng dông PLC SIEMENS Vµ MOELLER trong tù ®éng ho¸NXB Thµnh Phè Hå ChÝ MinhTr−êng §HNNI - Hµ Néi - 91 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 93. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45A Môc lôcMë ®Çu ...............................................................................................................................11. §Æt vÊn ®Ò .................................................................................................................12. Môc ®Ých cña ®Ò tµi ..................................................................................................23. Néi dung cña ®Ò tµi...................................................................................................24. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu..........................................................................................2Ch−¬ng 1: Tæng quan.......................................................................................................41.1. Sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña C«ng ty kÝnh §¸p CÇu - B¾c Ninh [1] .............41.2. Vai trß cña ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt kÝnh [1]................................................61.3. Vai trß cña ngµnh Tù ®éng ho¸ [2] ......................................................................81.3.1. Sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña ngµnh tù ®éng ho¸ ................................ 81.3.2. Thµnh tùu vµ kÕt qu¶ mang l¹i do ¸p dông tù ®éng ho¸ [3].................. 101.3.3. C«ng nghÖ th«ng tin víi tù ®éng ho¸ [2] .............................................. 111.4. Môc ®Ých vµ ý nghÜa cña viÖc thiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn ..............................131.5. KÕt luËn ch−¬ng 1 ...............................................................................................13Ch−¬ng 2: X©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh ..................152.1. C«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh [1]...............................................................................152.2. C«ng nghÖ nÊu thuû tinh (Giai ®o¹n 1)..............................................................182.2.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] .......................................................................... 182.2.2. X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n..................................................................... 192.3. C«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh tÊm kÐo ngang (Giai ®o¹n 2)...................................212.3.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] .......................................................................... 212.3.2. S¬ ®å thuËt to¸n ..................................................................................... 212.4. C«ng nghÖ s¶n xuÊt kÝnh c¸n (Giai ®o¹n 3).......................................................232.4.1. Yªu cÇu c«ng nghÖ [1] .......................................................................... 232.4.2. X©y dùng s¬ ®å thuËt to¸n..................................................................... 242.5. KÕt luËn ch−¬ng 2 ...............................................................................................25Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 92 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 94. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ACh−¬ng 3: ThiÕt kÕ m« h×nh ®iÒu khiÓn d©y chuyÒn s¶n xuÊt KÝnh c¸n vµ KÝnhtÊm kÐo ngang ..................................................................................................................263.1. øng dông phÇn mÒm Simatic S7 - 200 ...............................................................263.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ PLC [2] ................................................................. 263.1.2. Vai trß cña PLC trong ®iÒu khiÓn tù ®éng ............................................ 273.1.3. ¦u ®iÓm cña viÖc sö dông PLC trong tù ®éng ho¸ [2].......................... 283.1.4. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña PLC [2].................................................................. 303.1.5. Kh¶ n¨ng vµ nh÷ng øng dông cña bé ®iÒu khiÓn Logic kh¶ tr×nh PLC [4] .... 303.1.6. CÊu tróc c¬ b¶n cña bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh PLC [5] ............................ 333.1.7. Tr×nh tù thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn sö dông bé ®iÒu khiÓn PLC ....... 363.1.8. Ng«n ng÷ lËp tr×nh cña Simatic S7 - 200 [6]......................................... 383.1.9. Ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh trªn phÇn mÒm Step7- Micro/Win32 ................ 413.2. Chän thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn [7] ................................................................................483.2.1. Yªu cÇu thiÕt bÞ cho viÖc ®iÒu khiÓn ..................................................... 483.2.2. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC S7 - 200 CPU224 [4]...................................... 483.2.3. Module më réng EM231, EM235 [7] ................................................... 533.3. ThiÕt bÞ nhËp - xuÊt [8]......................................................................................593.3.1. C¶m biÕn nhiÖt ®é [9]............................................................................ 613.3.2. C¶m biÕn ®o møc [10]........................................................................... 643.3.3. C¶m biÕn quang ®iÖn [11] ..................................................................... 663.3.4. R¬le 24VDC .......................................................................................... 683.4. S¬ ®å kÕt nèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn ...............................................................683.4.1. S¬ ®å kÕt nèi PLC víi thiÕt bÞ ngo¹i vi.................................................. 683.4.2. ThiÕt kÕ m« h×nh d©y chuyÒn s¶n xuÊt kÝnh.......................................... 693.5. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ..............................................................................713.5.1. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho lß nung thuû tinh ............................. 713.5.2. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn kÝnh tÊm kÐo ngang...... 753.5.3. ViÕt ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho d©y chuyÒn kÝnh c¸n........................ 81Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 93 - Khoa C¬ - §iÖn
  • 95. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45AKÕt luËn vµ ®Ò nghÞ.........................................................................................................881. KÕt luËn...................................................................................................................892. KiÕn nghÞ.................................................................................................................90Tµi liÖu tham kh¶oMôc lôc.............................................................................................................................92Tr−êng §HNNI - Hµ Néi - 94 - Khoa C¬ - §iÖn