ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC, thuyết minh ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Trong thực tế phương pháp điều khiển vị trí được sử dụng rất nhiều. Chúng ta có thể bắt gặp trong rất nhiều các máy công cụ chính xác như: các máy phay, máy tiện CNC; các máy cắc laser,…
Trước thực tế đó kết hợp với những kiến thức đã được học nhóm đã quyết định bắt tay vào nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Điều khiển vị trí sử dụng PLC” .
1.2 Mục tiêu của đề tài
Những vấn đề cần giải quyết trong đề tài:
- Tìm hiểu về PLC.
- Động cơ bước.
- Driver điều khiển động cơ bước.
- Giao tiếp với LCD.
- Thiết kế kết cấu cơ khí.
- Liên kết giữa phần cứng và phần mềm.
1.3 Phạm vi đề tài
- Phần cơ khí: chọn bộ trượt vít me bi, kết hợp truyền động đai để điều khiển 3 trục XYZ.
- Phần điện:
- Thiết bị điều khiển PLC Mitsubishi FX1N 40MT.
- Động cơ bước đơn cực 4 pha điều khiển vị trí chính xác, được ứng dụng rất phổ biến.
- Để điều khiển vị trí dễ dàng và trực quan hơn nhóm đã chọn màn hình cảm ứng GT01 tương thích với PLC FP0-C16T.
- Chuẩn giao tiếp PLC với màn hình GT01 là RS232 .
- Phần mền lập trình:
- PLC FP0-C16T sử dụng phần mền FPWIN GR2.
- GT01 phần mềm lập trình GTWIN.
- Đối tượng điều khiển là mô hình đã được thiết kế.
CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT PLC FX1N CỦA MITSUBISHI
- GIỚI THIỆU PLC MITSUBISHI:
- Tổng quan
2.1.1.1 Sơ lược PLC Mitsubishi
MITSUBISHI ELECTRIC là một tập đoàn hàng đầu của thế giới về tự động hóa trong công nghiệp. Vào đầu năm 1981, tập đoàn đã ra mắt thiết bị điều khiển lập trình PLC (Programmable logic controller) đầu tiên của tập đoàn là dòng PLC FX Series với các phiên bản sơ khai F0, F1, F2. Cụm từ Series dùng để thay thế cho các model khác nhau trong một phiên bản như: S, 1S, 0N, 1N, 2N, 2NC, 3U… Các phiên bản sau kế thừa các phiên bản trước, dần dần chúng trở nên hoàn thiện hơn về công nghệ đáp ứng được các yêu cầu công nghiệp khắc khe khác nhau. Ví dụ PLC FX2 ra mắt năm 1991, nó là kết quả của sự kế thừa công nghệ tích hợp siêu nhỏ của vỏ bọc PLC FX0 kết hợp với công nghệ kết nối các module rời theo cấu trúc Permian-load. Đến nay dòng sản phẩm PLC FX Series của tập đoàn có mặt hầu như khắp nơi trên thế giới, trong tất cả các ứng dụng công nghiệp, tự động hóa, dân dụng và gia đình. Với khẩu hiệu của dòng sản phẩm là “Everything in a single unit”. Nó đặt tiền thân cho dòng sản phẩm System Q sau này. Do đó, việc tìm hiểu, nghiên cứu và lập trình dòng PLC FX làm cơ sở cho việc nghiên cứu các dòng sản phẩm mới sau này.
Hình 2.1: Sơ đồ các dòng PLC FX của hãng MITSUBISHI ELECTRIC
2.1.1.2 Sơ lược PLC FX1N
Phát triển từ dòng FX1s, dòng PLC FX1N được tích hợp nhiều chức năng hơn, với giá thành thấp, kích thước nhỏ gọn và khả năng mở rộng I/O có thể lên tới 128 point, đồng thời cho phép mở rộng linh hoạt bằng các module chuyên dụng phù hợp với từng bài toán điều khiển cụ thể. PLC FX1N còn được tích hợp bộ điều khiển vị trí sẵn sàng cho mọi ứng dụng. FX1N phù hợp cho các bài toán điều khiển ở mức độ trung bình.
Khả năng truyền thông và trao đổi dữ liệu của PLC FX1N là ý tưởng cho những ứng dụng mà phần cứng bộ điều khiển, tính năng truyền thông, chức năng đặc biệt và tốc độ xử lý là then chốt.
2.1.1.3 Chức năng và khả năng mở rộng của PLC:
- Số lượng I/O trên CPU: 14-24-40-60
- Số lượng I/O có thể mở rộng lên tới 128
-
Tích hợp ngay trên CPU 2 đầu ra có chức năng tạo xung lên tới 100Khz và có khả năng mở rộng bằng các mô đun đầu vào đếm tốc độ cao lên tới 60Khz.
-
1 pha:
- Max 60 kHz / Hardware high speed counter (C235, C240)
- Max 10 kHz / Software high speed counter (C241, C244)
-
2 pha:
- Max 30 kHz / Hardware high speed counter (C251)
- Max 5 kHz / Software high speed counter (C252-C254)
-
1 pha:
- Tích hợp sẵn cổng lập trình RS-422, và có khả năng mở rộng thêm các Board truyền thông như: RS-232C, RS-422 hay RS-485 ngay lên CPU, hoặc băng các mô truyền thông RS-232C, RS-422, RS-485 chuyên dụng, cho phép thực hiện kết nối kiểu N:N, kết nối 1:1, kết nối Computer Link 1:N
- Có thể mở rộng truyền thông bằng các mô đun chuyên dụng như: Mô đun giao diện AS, mô đun giao diện DeviceNet, mô đun giao diện DP Profibus, mô đun giao diện IF Profibus, mô đun kết nối mạng Melsec CC-Link, Melsec I/O Link (mạng chuyên dụng của Mitstubishi).
- Có thể mở rộng bằng các mô đun chuyên dụng như: Mô đun điều khiển nhiệt độ, mô đun đầu vào thích hợp cho các cảm hiến nhiệt độ.
- Có thể mở rộng bằng các mô đun vào/ra tương tự 2 kênh, 3 kênh, 4 kênh và lên tới 8 kênh (độ phân giải lên tới 12bit) tương thích với các kiểu đầu vào 0-10VDC, 0-5VDC, 0-20mA, 4-20mA.
- Tích hợp sẵn Real Time Cock cho các ứng dụng cần thời gian thực, có sẵn lệnh PID cho các ứng dụng điều khiển quá trình sử dụng điều khiển vòng kín.
- Có thể sử dụng nguồn cấp 1 chiều 24V hoặc xoay chiều với giải điện áp cho phép từ 85V-264V
- Đầu ra có thể chọn lựa là kiểu Rơ le (2A) hoặc Transistor (0.3A).
|
Loại |
FX1N-14 |
FX1N-24 |
FX1N-40 |
FX1N-60 |
|
Nguồn cung cấp |
100-240V AC hoặc 24V DC cho từng model cụ thể |
|||
|
Số ngõ vào |
8 |
14 |
24 |
36 |
|
Số ngõ ra |
6 |
10 |
16 |
24 |
|
Đặc tính ngõ ra |
Relay / Transistor |
|||
|
Thời gian thực thi trên một lệnh logic |
0.55 -1 µs |
|||
|
Bộ nhớ chương trình |
8.000 steps EEPROM (bên trong), |
|||
|
Kích thước tính bằng mm (Dài x Cao x Sâu) |
90x90x75 |
90x90x75 |
175x90x75 |
185x90x75 |
Bảng 2.1: Bảng tóm tắt các thông số chức năng cơ bản của họ PLC FX-1N
- ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CHI TIẾT PLC FX1N:
PLC gồm ba khối chức năng cơ bản: bộ xử lý, bộ nhớ và khối vào/ra. Trạng thái ngõ vào của PLC được phát hiện và đưa vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng, thông qua chương trình trạng thái ngõ ra được cập nhập và lưu vào bộ nhớ đệm; sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng/mở các ‘tiếp điểm’ kích hoạt các thiết bị tương ứng. Như vậy, sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ. Chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Sau đây là các đặc điểm chi tiết của PLC họ FX1N.
- SƠ ĐỒ CẤU TẠO CỦA FX1N
- sơ đồ cấu tạo bên ngoài:
Hình 2.2: Sơ đồ hình dáng bên ngoài PLC FX1N
- Sơ lược các bộ phận cấu thành bên ngoài:
Hình 2.3: Sơ đồ các bộ phận cấu thành bên ngoài PLC FX1N
- sơ đồ PLC kết nối máy tính
Hình 2.4: Sơ đồ họ PLC FX1N kết nối máy tính
- CÁC MODULE CÓ KHẢ NĂNG KÉT NỐI PLC FX1N
Bảng 2.2: Bảng tóm tắt các module có khả năng kết nối PLC FX1N
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
A |
Các loại PLC họ FX1N. |
1 |
Cổng bên trái PLC.
|
|
B |
Khối mở rộng của FX1N có tích hợp vào/ra. |
||
|
C |
Khối mở rộng của FX1N không có tích hợp vào/ra. |
1’ |
Cổng bên trái PLC + FX1N-232-BD. Hoặc Cổng bên trái PLC + FX1N-CNV-BD + FX2NC-232ADP. Hoặc Cổng bên trái PLC + FX1N-CNV-BD + FX0N-232ADP. |
|
D |
Băng bộ nhớ hoặc module hiển thị. |
||
|
E |
Các phần mềm sử dụng cho PLC. |
||
|
F |
Các bộ chuyển đổi RS-232/RS-422 nối kết PLC với máy tính. |
||
|
G: |
Các trình chuyên dụng hỗ trợ lập trình. |
1’’ |
Cổng bên trái PLC + FX1N-422-BD
|
|
H |
Các thiết bị HMI (GOT-F900/ GOT-A900/ DM/ DU). |
||
|
H’ |
Môđun liên kết dữ liệu. ( ngưng sản xuất từ 9/2002). |
2 |
Cổng lập trình.
|
|
I |
Các bộ nguồn mở rộng. |
||
|
J |
Các khối mở rộng |
3 |
Cổng liên kết mở rộng |
|
K |
Các khối chức năng đặc biệt |
- ĐỌC MÃ SẢN PHẨM
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
|
A) |
Chủng loại PLC |
|
|
B) |
Tổng số ngõ vào/ra |
|
|
C) |
|
Loại thiết bị |
|
M |
PLC chính |
|
|
E |
Khối mở rộng có nguồn nuôi riêng |
|
|
EX |
Khối mở rộng ngõ vào |
|
|
EY |
Khối mở rộng ra |
|
|
D) |
|
Loại ngõ ra |
|
R |
Rơle |
|
|
T |
Transistor |
|
|
S |
Triac (SSR) |
|
|
E) |
|
Đặc điểm nguồn |
|
Omit |
Nguồn AC, của nước Nhật |
|
|
D |
Nguồn DC, của nước Nhật |
|
|
DS |
Nguồn DC theo chuẩn chung của thế giới, bao gồm Châu Âu và Hoa kỳ. |
|
|
DSS |
Nguồn DC theo chuẩn chung của thế giới, bao gồm Châu Âu và Hoa kỳ và nguồn điện nắn dòng sử dụng Transistor. |
|
|
E |
Nguồn AC, của nước Nhật |
|
|
ES |
Nguồn AC theo chuẩn chung của thế giới và Châu Âu |
|
|
ESS |
Nguồn AC theo chuẩn chung của thế giới bao gồm Châu Âu và chuyển đổi dùng Transistor. |
|
|
UA1 |
Nguồn cung cấp AC, ngõ vào tác động AC, theo chuẩn châu âu. |
|
|
F) |
UL |
Theo chuẩn nguồn của Hoa kỳ |
|
Trong đó: |
|
|
1) |
Năm sản xuất |
|
2) |
Tháng sản xuất |
|
3) |
Mã số sản phẩm |
Bảng 2.3: Hướng dẫn đọc mã sản phẩm PLC họ FX-1N
- NGUỒN CUNG CẤP
Sản phẩm PLC FX có nhiều loại nguồn cung cấp từ AC đến DC cho PLC làm việc và tương thích với tất cả các chuẩn nguồn khắc khe của Hoa Kỳ và Châu Âu. Có hai loại nguồn cung cấp chính cho PLC bao gồm:
2.6.1 Nguồn AC:
|
Các định mức |
FX1N-14M |
FX1N-24M |
FX1N-40M |
FX1N-60M |
|
Nguồn cung cấp |
100 - 240V AC +10%, -15%, 50-60Hz |
|||
|
Khoảng thời gian tối đa cho phép làm việc khi gặp sự cố nguồn |
10ms; nếu nhỏ hơn 10ms, thì PLC vẫn tiếp tục làm việc. Nếu lớn hơn 10ms, thì PLC sẽ ngừng làm việc |
|||
|
Điện áp và dòng điện định mức |
250V 1A |
250V 3.15A (3A) |
||
|
Ngưỡng dòng áp cho phép thay đổi |
100V AC - Max. 30A for 5ms 200V AC - Max. 50A for 5ms |
|||
|
Công suất tiêu thụ bao gồm dòng cung cấp 5mA và 7mA |
29W |
30W |
32W |
35W |
|
Dòng cung cấp của nguồn 24VDC |
|
|||
|
|
|
|||
2.6.2 Nguồn DC:
|
Các định mức |
FX1N-14M |
FX1N-24M |
FX1N-40M |
FX1N-60M |
|
Nguồn cung cấp |
24V DC +20% ~ 12V DC -15% (28.8 ~ 10.2V DC) |
|||
|
Khoảng thời gian tối đa cho phép làm việc khi gặp sự cố nguồn |
5ms; nếu nhỏ hơn 5ms, thì PLC vẫn tiếp tục làm việc. Nếu lớn hơn 5ms, thì PLC sẽ ngừng làm việc |
|||
|
Điện áp và dòng điện định mức |
125 V 3.15A |
|||
|
Ngưỡng dòng áp cho phép thay đổi |
24V DC - Max. 25A for 1ms 12V DC - Max. 22A for 0.3ms |
|||
|
Công suất tiêu thụ bao gồm dòng cung cấp 5mA và 7mA |
13W |
15W |
18W |
20W |
Bảng 2.4: Tóm tắt thông số nguồn cung cấp AC và DC cho họ PLC FX-1N
Ngoài ra nhà sản xuất còn cung cấp loại pin đặc biệt tích hợp bên trong PLC( tùy PLC mà nó có hỗ trợ hay không), nhằm mục đích nếu nguồn cung cấp bị mất đi do sự cố thì hệ thống vẫn còn làm việc do có nguồn điện dự phòng này.
Dưới đây là các sơ đồ mạch điện ví dụ cách đấu nối nguồn điện và PLC và các khối mở rộng của nó.
Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện đấu nối PLC FX-1N với nguồn điện AC
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
|
Nguồn cung cấp AC 100 - 240V AC, +10% -15%, 50 - 60 Hz |
|
|
Mạch bảo vệ hoặc cấu chì |
|
|
Công tắc ngắt nguồn khẩn cấp |
|
|
Công tắt nguồn |
|
|
Đèn báo nguồn cung cấp |
|
|
Nguồn cung cấp cho tải |
|
|
Nối đất cho thiết bị, điện trở đất nhỏ hơn 100Ω |
|
|
Cầu chì nội |
|
|
Khối PLC |
|
|
Dao đóng ngắt nguồn |
|
|
Nguồn cung cấp, 24V DC |
|
|
Nguồn điện tạo ra từ PLC, 24V DC 400mA |
Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện đấu nối FX-1N với nguồn điện DC
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
|
Nguồn cung cấp DC, 24V DC, +10% -15% |
|
|
Mạch bảo vệ hoặc cấu chì |
|
|
Công tắc ngắt nguồn khẩn cấp |
|
|
Công tắt nguồn |
|
|
Đèn báo nguồn cung cấp |
|
|
Nguồn cung cấp cho tải |
|
|
Nối đất cho thiết bị, điện trở đất nhỏ hơn 100Ω |
|
|
Cầu chì nội |
|
|
Khối PLC |
|
|
Dao 88 đóng ngắt nguồn |
|
|
Nguồn điện tạo ra từ PLC, có thể dùng cấp cho khối mở rộng |
|
|
Nguồn cung cấp cho khối mở rộng sử dụng áp 24VDC |
- NGÕ VÀO RA (RELAY-TRANSISTOR)
Trong PLC FX của Mitsubishi:
Các ngõ vào thường được ký hiệu chữ: “X”
Các ngõ ra thường được ký hiệu chữ: “Y”
Mức logic thường dùng cho khối PLC là:
Mức 0 tương ứng với áp 0V
Mức 1 tương ứng với áp 24V
Hình 2.7: Sơ đổ vị trí ngõ vào và ra bố trí trên PLC loại FX1N-40MR-ESUL
- Tác động ngõ vào:
ngõ tác tác động của PLC có hai nguồn tác động, loại nguồn tác động theo chuẩn công nghiệp 24VDC và chuẩn nguồn tác động 110V cho các khối mở rộng chuyên biệt.
Các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 24VDC:
|
Các thông số |
FX1N và các khối mở rộng |
Các khối mở rộng liên kết với FX0N, FX2N |
||
|
X0→X7 |
X10 → ∞ |
|||
|
Điện áp vào |
24V DC ±10% |
|||
|
Dòng điện ngõ vào |
24V DC, 7mA |
24V DC, 5mA |
24V DC, 5mA |
|
|
Đóng ngắt dòng điện ngõ vào |
OFF→ON |
>4.5mA |
>3.5mA |
>3.5mA |
|
ON→OFF |
<1.5mA |
|||
|
Thời gian đáp ứng ngõ vào |
10ms |
|||
|
Thời gian biến thiên đáp ứng ngõ vào |
X000-X007 0-15ms |
--- |
||
|
Mạch điện cách ly |
Sử dụng cặp bán dẫn cách ly Photocoupler |
|||
|
Báo trạng thái ngõ vào |
Đèn Led sáng |
|||
Bảng 2.5: Bảng các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 24VDC
Kết nối ngõ vào trong PLC FX nói chung có các cách kết nối sau: kết nối kiểu sink/source, kết nối mắc thêm diode, kết nối mắc thêm điện trở song song với ngõ vào hoặc kết nối trực tiếp áp vào tiếp điểm ngõ vào để tạo mức logic mức thấp và cao tương ứng. Mỗi cách kết nối đều có ưu khuyết điểm khác nhau nhưng đều phục vụ cho từng ứng dụng cụ thể.
Hình 2.8: Các cách kết nối tác động ngõ vào
Các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 110VAC cho khối mở rộng:
|
Các thông số |
Ý nghĩa |
||
|
Điện áp vào |
85-132V AC 50-60Hz |
||
|
Trở kháng ngõ vào |
21kΩ/50HZ 18kΩ/60Hz |
||
|
Dòng điện vào |
4.7mA 100V AC/50Hz 6.2mA 110V AC/60Hz |
||
|
Đóng ngắt dòng điện ngõ vào |
OFF→ON |
80V 3.8mA/30V 1.7mA |
|
|
ON→OFF |
|||
|
Thời gian đáp ứng ngõ vào |
25ms |
||
|
Thời gian biến thiên đáp ứng ngõ vào |
X000-X007 0-15ms |
--- |
|
|
Mạch điện cách ly |
Sử dụng cặp bán dẫn cách ly Photocoupler |
||
|
Báo trạng thái ngõ vào |
Đèn led sáng |
||
Bảng 2.6: Các yêu cầu đối với nguồn tác động ngõ vào 110VAC cho khối mở rộng
- Tác động ngõ ra:
Ở PLC FX1N thì ngõ ra làm việc chỉ với relay và Transistor với các giá trị định mức như bảng sau:
|
Các thông số |
Ngõ ra Relay |
Ngõ ra Transistor |
|
|
Đóng ngắt điện áp (thuần trở) |
≤ 240V AC, ≤ 30V DC |
5-30V DC |
|
|
Dòng điện định mức/N point (thuần trở) |
2A/1 point, 8A/COM |
0.5A/1 point, 0.8A/COM |
|
|
Tải điện cảm tối đa |
80VA, 120/240V AC |
12W/24V DC |
|
|
Tải điện cảm nhỏ nhất |
Khi cấp nguồn < 5V DC Thì nó cho phép dòng điện nhỏ nhất 2mA đi qua |
--- |
|
|
Thời gian đáp ứng ngõ ra |
OFF→ON |
10ms |
< 0.2ms; < 5µs (Y000,Y001 only) |
|
ON→OFF |
10ms |
< 0.2ms (I > 0.2A); <5µs (Y000,Y001 only) |
|
|
Mạch điện cách ly |
Dùng Relay |
Dùng PhotoCoupler |
|
|
Dòng điện rò lúc không tải |
--- |
0.1mA/30V DC |
|
|
Đèn báo ngõ ra |
Đèn LED sáng khi cuộn dây ngõ ra có điện |
||
|
Bảo vệ ngõ ra |
Thiết bị bên trong |
Không có |
|
|
Thiết bị bên ngoài |
Giá trị định mức theo tải |
||
Bảng 2.7: Quy định các các giá trị định mức cho ngõ ra relay và Transistor
Dưới đây mạch mô tả cách đấu nối ngõ ra PLC với tải Relay và Transistor:
- Tải Relay:
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
|
Đầu nối này không dùng đến, sử dụng làm đấu nối trung gian |
|
|
Cấu chì |
|
|
Diode bảo vệ dòng điện ngược |
|
|
Khóa chéo chuyển mạch |
|
|
Công tắc ngắt nguồn khẩn cấp |
|
|
Thiết bị chống sét( bao gồm tụ +điện trở, 0.1µF + 100-120Ω) |
|
|
Tải cảm kháng |
|
|
Tải đèn dây tóc |
|
|
Nguồn cung cấp DC |
|
|
Nguồn cung cấp AC |
- Tải Transistor:
- Kiểu Source
- Kiểu Sink (chỉ dành cho sản phẩm xuất xứ từ Nhật Bản):
|
Ký hiệu |
Ý nghĩa |
|
|
Đầu nối này không dùng đến, sử dụng làm đấu nối trung gian |
|
|
Công tắc ngắt nguồn khẩn cấp |
|
|
Cấu chì |
|
|
Khóa chéo chuyển mạch |
|
|
Nguồn cung cấp DC |
|
|
Tải đèn dây tóc |
|
|
Diode bảo vệ dòng điện ngược |
|
|
Tải cảm kháng |
Bảng 2.8: Sơ đồ đấu dây các ngõ ra transistor và relay
- Lưu ý:
- Khi sử dụng PLC cần lưu ý có ngõ ra tác động là relay hay transistor để đấu nối cho hợp lý. Đối với PLC có ngõ ra Transistor thì khi kết nối nguồn cung cấp DC cần lưu ý xuất xứ của loại PLC.
- Ví dụ: Đối với sản phẩm xuất xứ từ Nhật Bản thì chắc chắn phải đấu nối theo kiểu Sink, khi đó dòng điện đi từ các Y*** về các cổng COM tương ứng. Trừ trường hợp có ghi chú khác.
- Khi đấu nối tải sử dụng cần lưu ý về kỹ thuật, thẩm mỹ. Nếu tải nhỏ thì dùng trực tiếp tiếp điểm trên PLC, nếu tải lớn thì dùng thêm relay, contactor… để đóng ngắt tiếp điểm ngõ ra.
-
KHẢO SÁT TẬP LỆNH PLC FX:
- Khái quát:
Hầu hết các PLC hiện nay, là lập trình chủ yếu dùng 4 ngôn ngữ như sau: instruction list (STL), ladder diagram (LAD), sequential functions chart (SFC) và functional block diagram (FBD). Trong giới hạn đề tài chỉ giới thiệu tập lệnh sử dụng ngôn ngữ ladder của PLC FX, vì tính chất phổ biến và trực quan dễ hiểu đối với đa số người mới lập trình.
Dưới đây các thông số toán hạng và giới hạn cho phép của PLC FX1N để người lập trình dễ dàng theo dõi và lập trình cho đúng giới hạn.
|
Mục |
Chi tiết kỹ thuật |
Ghi chú |
|
|
Phương pháp xử lý chương trình |
Thực hiện quét chương trình tuần hoàn |
||
|
Phương pháp xử lý vào/ra |
Cập nhật ở đầu và cuối chu kỳ quét (khi lệnh end được thi hành) |
Có lệnh làm tươi ngõ vào ra |
|
|
Thời gian xử lý lệnh |
Đối với lệnh cơ bản :0,55ms đến 0.7ms Đối với các lệnh ứng dụng : từ 1.65ms đến 100ms |
||
|
Ngôn ngữ lập trình |
Ngôn ngữ ladder + step ladder |
Có thể dùng ngôn ngữ step ladder để tạo ra một chương trình loại SFC |
|
|
Dung lượng chương trình |
Có sẵn 2000 bước |
Có thể mở rộng đến 8000 bước khi sử dụng bộ nhớ gắn thêm |
|
|
Số lệnh |
Lệnh cơ bản: 20 Lệnh step ladder: 2 Lệnh ứng dụng: 96 |
Có tối đa 120 lệnh ứng dụng kể cả các lệnh có thay đổi |
|
|
Cấu hình vào/ra |
Về phần cứng cấu hình vào/ra có tối đa 255 ngõ. ( vào 128 ngõ, ra 128 ngõ ) |
||
|
Rơle phụ trợ (M)
|
Chung |
Số lượng 384 |
M0 đến M383 |
|
Được chốt |
1152(tập con) |
M384 đến M1535 |
|
|
Chuyên dùng |
256 |
M8000 đến M8255 |
|
|
Rơle trạng thái (S) |
Cờ hiệu |
1000 |
S0 đến S999 |
|
Khởi tạo |
10(tập con) |
S0 đến S9 |
|
|
Bộ định thì (T)
|
100 mili giây |
Khoảng định thì 0 đến 32767giây Số lượng 200 |
T0 đến T199 |
|
10 mili giây |
Khoảng định thì :0đến 32767 giây Số lượng 46 |
T200 đến T245 |
|
|
1 mili giây |
Khoảng định thì :0 đến 32767 giây Số lượng 4 |
T246 đến T249 |
|
|
100 mili giây (được chốt) |
Khoảng định thì 0 đến 32767 giây Số lưọng 6 |
T250 đến T255 |
|
|
Bộ đếm (C)
|
Chung (16bit) |
Khoảng đếm :1 đến 32.767 Số lượng 16 |
C0 đến C15 loại bộ đếm lên 16 bit. |
|
Được chốt(16bit) |
184 (tập con) |
C16 đến C199 loại bộ đếm lên 16 bit |
|
|
Chung(32bit) |
Khoảng đếm :1 đến 32.767 Số lượng 20 |
C200 đến C219 loại bộ đếm lên/xuống 32 bit |
|
|
Được chốt (32bit) |
15 (tập con) |
C220 đến C234 loại đếm lên xuống 16 bit |
|
|
Bộ đếm tốc độ cao (C)
|
1 pha |
Khoảng đếm :-2147483648 đến 2147483647 Qui tắc chung : chọn cách kết hợp bộ đếm với tần số đếm từ 5kHz trở xuống (1pha) và 2kHz trở xuống(2 pha hoặc pha A/B) |
Từ C235 đến C240 6 bộ |
|
1 pha hoạt động bằng ngõ vào |
C241, C242, C244 3 bộ |
||
|
2 pha |
C246, C247, C249 3 bộ |
||
|
Pha A/B |
C251, C252, C254 3 bộ |
||
|
Thanh ghi dữ liệu (D)
|
Chung |
Số lượng 7128 |
D0 đến D127 D1000 đến D7000 Loại cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit dùng cho thiết bị 32 bit |
|
Được chốt |
872 (tập con) |
Từ D128 đến D999 Loại cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit dùng cho 32 bit |
|
|
Thanh ghi tập tin |
7000 |
D1000 đến D6999 được đặt bởi thông số trong 3 khối của 500 bước chương trình Loại thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit |
|
|
Thanh ghi tập tin thay đổi bên ngoài |
0 đến 255 Số lượng: 2
|
Dữ liệu được đưa từ ngoài vào thanh ghi (D8030 D8031). Loại thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit. |
|
|
Đặc biệt |
256 (bao gồm D8013, D8030 và D8031) |
Trong khoảng D8000 đến D8255. Loại thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit |
|
|
Chỉ mục |
16 |
V và Z Loại thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16 bit |
|
|
Thanh ghi con trỏ (P) |
Sử dụng cho lệnh CALL |
128 |
Từ P0 đến P127 |
|
Sử dụng cho lệnh ngắt |
6 |
I00x đến I30x, Cạnh lên x =1, Cạnh xuống x =0) |
|
|
Hằng số |
Thập phân (K) |
16 bit: -32,768 to +32,767 32 bit: -2,147,483,648 to +2,147,483,647 |
|
|
Số thập lục phân (H) |
16 bit: 0000 to FFFF 32 bit: 00000000 to FFFFFFFF |
||
Bảng 2.9: Các thông số toán hạng và giới hạn cho phép của PLC FX1N
Để thuận lợi cho việc nắm bắt các tập lệnh trong PLC họ FX người viết bài đã phân chia các tập lệnh thành các nhóm có tính chất chung nhất về ý nghĩa, chức năng. Bao gồm các tập lệnh sau:
2.8.1.2 MỘT SỐ LỆNH CƠ BẢN
- Lệnh logic với bit ( lệnh về tiếp điểm)
2.8.1.2.1.1 Lệnh LD (Load), LDI (Load inverse):
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Hình dạng |
Thiết bị |
Số bước thực hiện |
|
LD(Load) |
Khởi tạo loại contact NO |
|
X,Y,M,S,T,C |
1 |
|
LDI(Load inverse) |
Khởi tạo loại contact NC |
|
X,Y,M,S,T,C |
1 |
- Thí dụ:
|
Ladder |
Instructions |
|
|
LD X0 |
- Giải thích:
|
-Y0 on khi X0 on |
|
- Đặc điểm: Lệnh LD, LDI được nối trực tiếp vào đầu bên trái, ngoài ra cũng được dùng để xác định khối chương trình khi dùng lệnh ANB và ORB.
- Lệnh LDP, LDF:
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Hình dạng |
Thiết bị |
Số bước |
|
LDP
|
Được kích hoạt tương ứng với ngõ vào tác động cạnh lên của xung, vào đầu một dòng lệnh hay một khối. |
|
X,Y,M,S,T,C |
LDP: 1 bước |
|
LDF
|
Được kích hoạt tương ứng với ngõ vào tác động cạnh xuống của xung, vào đầu một dòng lệnh hay một khối. |
|
X,Y,M,S,T,C |
LDP: 1bước |
- Lệnh OUT
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Hình dạng |
Thiết bị |
Số bước thực hiện |
|
OUT |
Cho kết quả ra đến cuộn dây |
|
X, Y, M, S, T, C |
Y,M: 1, S, cuộn M chuyên dùng: 2, T: 3, C ( 16bít ): 3 và với 32 bít là: 5 |
- Thí dụ:
|
Ladder |
Instructions |
|
|
LD X0 |
- Đặc điểm:
- Lệnh OUT nối trục tiếp với đầu biên phải.
- Nhiều lệnh OUT có thể nối song song.
- Lệnh OUT không thể dùng để điều khiển thiết bị ngõ vào loại X.
- Lệnh SET, RST:
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Hình dạng |
Thiết bị |
Số bước thực hiện |
|
SET |
Khi được kích hoạt sẽ đặt ngõ ra on và duy trì trạng thái đó. |
|
Y,M,S |
Y,M: 1, S, cuộn chuyên dùng: 2 |
|
RST |
Khi được kích hoạt sẽ đặt ngõ ra off và duy trì trạng thi đó vĩnh viễn. |
|
Y,M,S
D,V,Z |
D,Thanh ghi D chuyn dung,V và Z: 3 |
- Thí dụ:
|
Ladder |
Instructions |
|
|
LD X1 |
- Giải thích:
|
Y0 on khi X1 on v M1 sẽ bị Reset về 0. |
|
- Đặc điểm: Lệnh SET và RST có thể được dùng cho cùng một thiết bị một cách không giới hạn và trạng thái cuối cùng được kích hoạt mới là trạng thái có ảnh hưởng.
- Lệnh PLS (Pulse) và ( Pulse F):
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Thiết bị |
Số bước |
|
PLS |
Lệnh PLS cho đầu ra ON khi tín hiệu vào chuyển từ OFF sang ON, nghĩa là kích xung khi có cạnh lên tác động |
Y, M (Không dùng các cuộn M chuyên dùng) |
2 |
|
PLF |
Lệnh PLF cho đầu ra ON khi tín hiệu vào chuyển trạng thái từ on sang OFF, tức là lệnh này được kích hoạt khi cạnh xuống tác động |
Y, M (Không dùng các cuộn M chuyên dùng) |
2 |
- Thí dụ 1:
|
Ladder |
Instructions |
|
|
LD X1 |
|
X0
M200 Độ rộng xung ( thời gian trong một chu kỳ quét ) |
|
- Đặc điểm:
- Khi lệnh PLS được thực thi, các thiết bị Y và M hoạt động trong khoảng thời gian một chu kỳ, sau khi tín hiệu ngõ vào đã bật nên ON.
- Lệnh PLF được thực thi, Y và M hoạt động trong khoảng thời gian một chu kỳ, sau khi tín hiệu vào đã OFF.
-
LỆNH SO SÁNH
- Lệnh CMP, DCMP ( Compare, double compare )
|
Tên lệnh |
Chức năng |
Toán hạng |
Số bước |
||
|
CMP, DCMP (Compare) |
So sánh 2 giá trị dữ liệu với các phép toán <, =, > |
S1 |
S2 |
D |
|
|
KnX,KnY,KnM, KnS, T, C, D, V, Z, K, H |
Y,M,S |
CMP, CMPP: 7 bước |
|||
- Giải thích:
- Dữ liệu của S1 được so sánh với dữ liệu của S2. Kết quả được hiển thị bởi 3 bít của bít xác định từ địa chỉ đầu được nhập vào trong miền nhớ D.
◦ Nếu S2 < S1: Bít D = ON
◦ Nếu S2 = S1: Bít D+1 = ON
◦ Nếu S2 > S1: Bít D+2 = ON
- Trạng thái logic của D sẽ được duy trì ngay cả khi lệnh CMP không còn được thực hiện. Ngoài ra, phép so sánh trên cũng áp dụng cho các số có dấu như: -3, +9…
- Ví dụ:
LỆNH ĐỊNH THỜI (Timer)
-
- Chức năng ký hiệu:
- Kí hiệu: T
- Chức năng dùng để định các khoảng thời gian.
- Cách đánh số: Thập phân từ T0, T1…
- Cách sử dụng: Một cuộn dây được điều khiển bởi các Contact thường đóng hoặc thường mở. Cuộn dây này có miền nhớ lưu lại giá trị đếm của nó.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC, thuyết minh ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PLC
