Chương 1. Dẫn nhập Nhanh chóng báo các sự cố về điện cũng như tình trạng hoạt động của tải, để ta có thể khắc phục nhanh chóng và hiệu quả thông qua màn hình HMI. Chính vì thế, đây là một đề tài rất cần thiết trong sản xuất nhằm củng cố, cập nhật những kiến thức mới giúp sinh viên mới ra trường bước vào môi trường làm việc tự tin hơn, vững vàng hơn. Mục đích và mục tiêu của đề tài Khi nghiên cứu thực tiễn đề tài này, nhóm chúng em muốn phát huy thành quả ứng dụng của thiết bị bảo vệ và tự động hóa nhằm đảm bảo cho các xí nghiệp, công ty được cung cấp điện liên tục.
Ở đề tài này thì điều quan trọng cần rút ra là thấy được khả năng ứng dụng của PLC, sự giao tiếp giữa người và thiết bị thông qua màn hình giám sát là như thế nào. Trong quá trình nghiên cứu đề tài này nhóm thực hiện đã học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm quý báu và đồng thời có thể áp dụng những lý thuyết đã học được trên lớp vào trong thực tế. Từ đó tạo nên một cơ sở, một nền tảng vững chắc sau khi chúng em ra trường. Nội dung nghiên cứu Do điều kiện và khả năng còn nhiều hạn chế nên trong đề tài này nhóm thực hiện chỉ nghiên cứu những nội dung sau: Lập trình điều khiển hệ thống ATS trên bộ PLC- CP1E-N20DR-A của hãng Omron bằng phần mềm CX-Programmer.
Nghiên cứu, tạo giao diện để điều khiển hệ thống ATS trên màn hình NB5Q-TW00B với phần mềm NB-Designer Version 1. Thực hiện kết nối giữa NB5Q-TW00B với PLC CP1E-N20DR-A. Thi công mô hình. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1.
Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu, ứng dụng PLC-CP1E-N20DR-A và NB5Q-TW00B điều khiển hệ thống ATS. Phạm vi nghiên cứu PLC-CP1E-N20DR-A. Phần mềm CX-Programmer của hãng Omron. Màn hình NB5Q-TW00B của hãng Omron.
Phần mềm NB-Designer Version 123. Hệ thống ATS. Đồ án tốt nghiệp Trang 2 do an PHẦN B do an CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN & THỰC TIỄN do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn.
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 2. Khảo sát PLC CP1E-N20DR-A 2. Giới thiệu về PLC CP1E-N20DR-A CP1E-N20DR-A là bộ điều khiển lập trình loại nhỏ của Omron. Các bộ điều khiển chương trình loại CP1E-N20DR-A kết hợp rất nhiều chức năng bao gồm điều khiển xung đồng bộ, hiệu chỉnh analog và chức năng đồng hồ.
Ngoài ra bộ điều khiển CP1E-N20DR-A còn là một bộ điều khiển độc lập có khả năng xử lý các ứng dụng điều khiển máy. Bởi vậy, nó là một bộ điều khiển PLC lý tưởng cho các thiết bị. CP1E-N20DR-A có chức năng kết nối thông tin với các máy tính cá nhân, với các PLC khác của Omron và với các màn hình giao diện khác. Khả năng kết nối này, cho phép người sử dụng có thể thiết kế một hệ thống sản xuất phân tán và tiết kiệm chi phí.1 PLC-CP1E-N20DR-A.
Các thành phần trên bộ CP1E-N20DR-A Các thành phần trên bộ CP1E-N20DR-A được thể hiện như hình 2.2 Các thành phần trên bộ CP1E-N20DR-A. Đồ án tốt nghiệp Trang 3 do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn. Input terminak block: Khối thiết bị đầu vào.
Input indicators: Đèn báo hiển thị các ngõ vào khi được cấp nguồn và trạng thái ON. Peripheral USB port: Đầu nối cáp máy tính sang PLC. Đầu nối này dùng để đổ chương trình được lập trình từ máy tính vào PLC. Analog adjustes: Điều chỉnh Analog.
Operation indicators: đèn chỉ thị trạng thái PLC.1 trình bày trạng thái đèn và chức năng của từng đèn.1 Các trạng thái của PLC. Trạng Đèn Chức năng thái Bật PLC đang được cấp điện bình thường. POWER PLC không được cấp điện bình thường (màu xanh) Tắt (không có điện, điện yếu,. PLC đang hoạt động ở chế độ RUN hay RUN Bật MONITOR.
(màu xanh) Tắt PLC đang ở chế độ PROGRAM. PLC gặp lỗi nghiêm trọng (PLC ngừng Sáng chạy). ERROR/ALARM Nhấp PLC gặp lỗi không nghiêm trọng (PLC (Đỏ) nháy tiếp tục chạy ở chế độ RUN). PLC hoạt động bình thường không có Tắt lỗi.
Dữ liệu đang được truyền qua cổng Sáng COM Peripheral Port. (Da cam) Không có trao đổi dữ liệu giữa PLC và Tắt thiết bị ngoài qua cổng Peripheral Port. Đồ án tốt nghiệp Trang 4 do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn.
Output terminal: Kết nối ngõ ra của PLC. Các ngõ ra tương ứng từ 0. Power supply input terminals: điểm kết nối nguồn cấp cho PLC, ở nhật thì dùng 2 dây L1, L2 điện áp 220VAC, Việt Nam thì dùng dây L và N. Ground terminal: điểm nối dây nối đất cho PLC.
Input terminals: Kết nối đầu vào của PLC. Gồm có 12 đầu vào từ 00 đến 11. Output indicators: đèn báo trạng thái ngõ ra của PLC. Ngõ ra được tác động thì đèn sáng.
Output terminal block: Khối thiết bị ngõ ra của PLC. Bettery cover: nắp pin cho PLC. Built-in RS232C communicatios status indicator: đèn báo trạng thái cho cổng RS232. Built-in RS232C port: cổng kết nối RS232.
Chức năng các vùng nhớ trong bộ CP1E-N20DR-A Chức năng và vùng nhớ của PLC CP1E-N20DR-A được trình bày ở bảng 2.2 Các vùng nhớ trong bộ CP1E-N20DR-A. Vùng nhớ Word Bits Chức năng CIO 00 ÷ 99 CIO 0.15 Dùng để gán cho các Input bits (100 words) (1600 bits) đầu vào. CIO Area CIO 100 ÷ 199 CIO 100.15 Dùng để gán cho các Output bits (100 words) (1600 bits) đầu ra. Serial PLC link CIO 200 ÷ 289 CIO 200.00 ÷ Gán giá trị khi kết nối words (90 words) 289.15 (1440 bits) với màn hình.15 Được sử dụng như Word Area (W) (100 words) (1600 bits) những bit trung gian.
Đồ án tốt nghiệp Trang 5 do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn. Các bit này lưu dữ liệu và lưu các trạng thái TR0÷TR15 TR Area ON/OFF tạm thời tại (16 bits) các nhánh rẽ chương trình. Các bit này lưu dữ liệu H 00÷H 49 H 0.15 và lưu trạng thái Holding Area (H) (50 Word) (800 bits) ON/OFF của chúng khi mất điện.
Read A 0÷447 7168 bits Các bit này phục vụ cho (448 words) các chức năng riêng Auxiliary Area (A) R/W A biệt như cờ báo và các 448÷753 (306 4896 bits bit điều khiển. words) LR0÷LR15 Dùng cho kết nối 1:1 LR Area LR0.15 (16word) với 1 PLC khác. Các số này có thể được Timer/Counter Area TC0÷TC255 dùng cho cả Timer và Counter. Dữ liệu chỉ có thể truy D 0÷8191 DM Area nhập theo word.
Dữ (8K words) liệu tự lưu khi mất điện. Các tính năng của bộ CP1E-N20DR-A Các hình thái của CPU: Bộ điều khiển lập trình CP1E là một bộ điều khiển với 20, 30, 40 hoặc 60 đầu vào ra. Có 3 loại đầu ra (đầu ra Relay, đầu ra transistor NPN và PNP) và 2 loại nguồn (100/240 VAC hoặc 24 VDC). Đầu vào/ra mở rộng: 3 module mở rộng có thể được nối thêm vào CPU để tăng số đầu vào/ra của bộ điều khiển lên tới tối đa là 120 đầu vào/ra.
Đồ án tốt nghiệp Trang 6 do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn. Các module đầu vào/ra Analog: Ta có thể kết nối tối đa 3 module đầu vào/ra Analog vào bộ điều khiển CP1E để cung cấp các đầu vào và các đầu ra Analog. Mỗi bộ này có 2 đầu vào và 1 đầu ra analog.
Có thể đặt dải đầu vào analog từ 0 đến 10 VDC, 1 đến 5 VDC hoặc 4 đến 20 mA với độ phân giải 1/256. Bộ kết nối đầu vào/ra ComproBus/S: Bộ kết nối đầu vào/ra ComproBus/S (ComproBus/S I/O Link Unit) có thể được nối với CP1E để biến bộ điều khiển chương trình này thành một thiết bị Slave trong hệ thống ComproBus/S. Bộ kết nối đầu vào/ra này có 8 bit đầu vào (bên trong) và 8 bit đầu ra (bên trong). Khả năng điều khiển động cơ có sẵn: Điều khiển xung đồng bộ cho phép điều khiển xung đầu ra dễ dàng (dùng cho đầu ra transistor) làm cho hoạt động của các bộ phận ngoại vi của thiết bị với thiết bị chính được đồng bộ.
Tần số xung đầu ra có thể được điều khiển như bội số tần số xung đầu vào, cho phép tốc độ của các thiết bị ngoại vi của máy (như băng tải) sẽ giống với tốc độ của các thiết bị chính của máy. Ngắt và đọc bộ đếm tốc độ cao: CP1E có tổng cộng 5 đầu vào đếm tốc độ cao. Mỗi đầu vào đếm tốc độ cao có tuyến tần số 20kHz/5kHz và 4 đầu vào ngắt (dưới dạng đếm) có tần số đáp ứng 2kHz. Bộ đếm tốc độ cao có thể được sử dụng ở một trong 4 chế độ đầu vào sau đây: Chế độ lệch pha (5 kHz), chế độ xung với đầu vào xác định chiều (20kHz), chế độ xung lên/xuống (20 kHz) hoặc chế độ đếm tăng (20kHz).
Ngắt có thể được khởi động khi bộ đếm đạt tới giá trị đặt hoặc giảm trong một khoảng nhất định. Các đầu vào ngắt (chế độ counter) có thể được sử dụng để tăng hay giảm các bộ đếm (2kHz) và bắt đầu ngắt (thực hiện theo chương trình ngắt) khi thiết bị đếm đạt tới giá trị cần thiết. Điều khiển vị trí bằng đầu ra xung: Có các bộ điều khiển chương trình với đầu ra transistor có 2 đầu ra xác định chiều (chỉ dùng với các đầu ra Transistor) có thể tạo các xung 10Hz tới 10kHz (các đầu ra 1 pha). Khi được dùng như các đầu ra xung 1 pha thì có thể có 2 đầu ra với dải tần số từ 10Hz đến 10kHz với độ rộng cố định hoặc 0,1 đến 999,9Hz.
Khi được sử dụng như đầu ra xung có xác định chiều hoặc đầu ra xung lên/xuống, lúc đó có thể chỉ có 1 đầu ra với dải tần số 10 Hz tới 10 kHz. Chức năng đầu vào ngắt tốc độ cao: Có 4 đầu vào được sử dụng cho đầu vào ngắt (chung với các đầu vào phản hồi nhanh và các đầu vào Đồ án tốt nghiệp Trang 7 do an Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn. ngắt ở chế độ counter) với độ rộng của tín hiệu đầu vào tối thiểu là 50µs và thời gian phản hồi là 0,3 ms.
Khi một đầu vào ngắt bật lên ON, chương trình chính sẽ dừng và chương trình ngắt sẽ được hoạt động. Chức năng đầu vào phản hồi nhanh: Có 4 đầu vào được sử dụng cho các đầu vào phản hồi nhanh (chung với các đầu vào phản hồi nhanh và các đầu vào ngắt ở chế độ counter) có thể đọc được các tín hiệu đầu vào với độ rộng tín hiệu ngắn khoảng 50 µs. Chức năng lọc đầu vào: Hằng số thời gian đầu vào cho tất cả các đầu vào có thể đặt ở 1 ms, 2 ms, 3 ms, 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms hoặc 80 ms.