• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
bctntlvn (60).pdf
 

bctntlvn (60).pdf

on

  • 860 views

 

Statistics

Views

Total Views
860
Views on SlideShare
860
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
9
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    bctntlvn (60).pdf bctntlvn (60).pdf Document Transcript

    • Tiểu luậnĐề tài: “ Mô hình điều khiển một số dây chuyền sản xuất của công ty kính Đáp Cầu”
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 77 - Khoa C¬ - §iÖn
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 83 - Khoa C¬ - §iÖn
    • §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Träng Hïng - §iÖn 45ATr−êng §HNNI - Hµ Néi - 84 - Khoa C¬ - §iÖn
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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
    • §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