Thạc Sĩ Lập trình điều khiển cho hệ thống PLC_S7 300.

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình hội nhập và phát triển về mọi mặt: Kinh tế, chính trị, xã hội, khoa học kĩ thuật để tiến kịp với sự phát triển của thế giới. Đặc biệt là trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì tự động hoá đóng một vai trò quan trọng nhằm đáp ứng các yêu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại: Tốc độ sản xuất, chất lượng, giá thành, khấu hao máy móc.Với sự phát triển như ngày nay các ngành công nghiệp ngày càng ứng dụng mạnh mẽ các thành tựu của khoa học kĩ thuật đặc biệt là TỰ ĐỘNG HOÁ.
Trong những năm gần đây, PLC ngày càng được sử rộng rãi và được coi như một giải pháp điều khiển lí tưởng cho việc tự động hoá trong công nghiệp. Có rất nhiều các sản phẩm PLC của các hãng sản xuất khác nhau nhưng Siemens là một tập đoàn công nghiệp toàn cầu về kỹ thuật điện, công nghiệp điên tử, tự độn hoá và nhiều lĩnh vực khác phục vụ cho xây dựng nhà máy, thiết kế thiết bị, cung cấp thiết bị, lắp đặt và vận hành. Tự động hoá được tích hợp một cách tổng thể là giải pháp tối ưu mà các ngành công nghiệp hiện nay yêu cầu và đòi hỏi chín vì thế mà SIMATIC chính là một giải pháp tổng thể cho tất cả các hệ thống tự động hoá.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN TIẾN HIẾU chúng em đã hiểu rõ hơn và có thể lập trình điều khiển cho hệ thống PLC_S7 300.
Tuy vậy trong thời gian thực tập do kiến thức còn nhiều hạn chế chúng em không tránh khỏi những thiếu xót, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô.

Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Sơn
Đỗ Thị Thà








CHƯƠNGI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN CƠ SỞ HỆ SIMATIC

Giới thiêụ tổng quan về hệ Simatic
Trước hết ta sẽ tìm hiểu SIMATIC là gì? SIMATIC _tự động hoá được tích hợp một cách tổng thể . SIMATIC là một giải pháp tự động hoá toàn diện được xây dựng và phát triển bởi hãng Simens. Một hệ thống trong đó kết hợpp tất cả các thiết bị phần cứng và phần mềm nhằm đáp ứng các nhiệm vụ, yêu cầu về tự động hoá khác nhau.
Trước đây SIMATIC thường được hiểu một cách đơn thuần là thiết bị diều khiển khả trình. Hiện nay SIMATIC được coi như một giảI pháp bao gồm các yếu tố như: các bộ điều khiển, hệ thống bus truyền thông, phần mềm kỹ thuật, HMI, các thiết bị vào/ra phân tán,IPC
Vậy SIMATIC là giải pháp tự động hoá tổng thể nhờ các yếu tố nào?
-Phần quản lí dữ liệu: Dữ liệu chỉ cần đưa vào một lần và trở thành thông tin chung cho toàn nhà máy.Điều này cho phép hạn chế những lỗi truyền thông và sự bất ổn định trước đây.
-Phần cài đặt cấu hình và lập trình: Tất cả các thiết bị và hệ thống của các giải pháp tự động hoá được cài đặt lập trình, khởi động thử nghiệm và được điều khiển nhờ sử dụng quá trình tích hợp toàn tổng thể thống nhất và hệ thống được theo module hoá. Tất cả sẽ hoạt động dưới 4 giao diện với người vân hành và các công cụ kỹ thuật thích hợp.
I. Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC
1. Tổng quan về PLC:
1.1. Xuất xứ:
PLC viết tắt của từ Progammable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic khả trình xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1969 tại một hãng ôtô củaMỹ. Bắt đầu chỉ đơn giản là một bộ logic thuần tuý ứng dụng để điều khiển các quá trình công nghệ, chủ yếu là điều khiển ON/OFF giống như hệ thống rơle, công tắc tơ thông thường mà không điều khiển chất lượng hệ.
Từ khi xuất hiện PLC đã được cải tiến với tốc độ rất nhanh .
- năm 1974 PLCđã sử dụng nhiều bộ vi xử lý như mạchđịnh thời gian, bộ đếm dung lượng nhớ.
- Năm 1976 đã giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu vào từ xa.
- Năm 1977 đã dùng đến vi xử lý.
- Năm 1980 PLC phát triển các khối vào ra thông minh nâng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nâng cao phát triển phần mềm, lập trình dùng máy tính cá nhân.
- Năm 1985 PLC đã được ghép nối thành mạng PLC.
Ngày nay PLCđã được cải tiến nhiều và đáp ứng tất cả các yêu cầu điều của khiển như:
Điều khiến số lượng (ON/OFF).
Điều khiển chất luợng( thực hiện các mạch vòng phản hồi: U, I,, S).
Thực chất PLC là một máy tính công nghiệp mà quá trình điều khiển được thể hiện bằng chương trình. PLC thay thế hoàn toàn các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơ le, công tắc tơ.
Chính vì vậy PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nó được xem như là một giải pháp điều khiển lý tưởng các quá trình sản xuất.

1.2. Vị trí, nhiệm vụ của bộ PLC trong hệ thống điều khiển:
Trong hệ thống điều khiển PLC là một khâu trung gian có nhiệm vụ xử lý các thông tin đầu vào rồi đưa tín hiệu ra tới các thiết bị chấp hành.

1.3. Ưu -nhược điểm của PLC.
Ngày nay hầu hết các máy công nghiệp được thay thế các hệ điều khiển rơ le thông thường, sử dụng bán dẫn bằng các bộ điều khiển lập trình.
Ưu điểm:
Giảm bớt quá trình ghép nối dây vì thế giảm giá thành đầu tư .
Giảm diện tích lắp đặt, ít hỏng hóc, làm việc tin cậy, tốc độ quá trình điều khiển nhanh, khả năng chống nhiễu tốt, bảo trì bảo dưỡng tốt hơn vì nó có module chuẩn hoá.
Nhược điểm:
Chưa thích hợp cho quá trình điều khiển nhỏ (một vài đầu ra) vì thế nếu dùng giá thành rất cao.
Ngôn ngữ hệ đóng ( ngôn ngữ của các hãng riêng ) nên khó thay thế.

1.4. Cấu trúc PLC:

Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt thành PLC, là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hay FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan).