Đề tài: Dòng PLC hoạt động vô cùng hiệu quả công việc, HOT

EBOOKBKMT.COM GVHD THẦY: TRẦN NHỰT THANH.
LỜI NÓI ĐẦU
*****
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tự động hóa sản
xuất đã và đang trở thành một yêu cầu cấp thiết đối với hầu hết các lĩnh vực.
Việc điều khiển, giám sát, vận hành dễ dàng các hệ thống tự động sẽ mang lại
hiệu quả cao trong sản xuất, đồng thời giảm được chi phí. Do đó cần một đội
ngũ nhân viên kỹ thuật lành nghề để có thể đáp ứng được yêu cầu công việc,
không ngừng cập nhật kiến thức để có thể khai thác tối đa các thiết bị một
cách hiệu quả nhất.
Chính vì lẽ đó, PLC ra đời. PLC là từ viết tắt của “Programmable Logic
Controller”, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực
hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập
trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự
kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) tác
động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thời hay các
sự kiện được đếm. PLC được dùng để thay thế các mạch relay trong thực tế.
PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào.
Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi dựa trên chương trình chứa
trong PLC.
Người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn.
• Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.
• Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu
giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch.
Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển khả trình PLC cũng giống như
Trang 1

chức năng của các bộ điều khiển được thiết kế trên cơ sở bằng relay hay các
khối điện tử khác, đó là:
• Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ cảm biến.
• Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực
hiện đóng mở các tiếp điểm phù hợp với công nghệ.
• Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các
thông tin thu thập được.
• Truyền các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp.
Bài báo cáo của chúng em muốn đề cập đến là dòng PLC Modicon
M340 hoạt động vô cùng hiệu quả và đáp ứng tốt yêu cầu công việc.
Trang 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC MODICON M340
*****
Bộ PLC Modicon M340 còn được gọi là bộ điều khiển tự động hóa khả
trình PACs Modicon M340. Bộ điều khiện tự động hóa khả trình PACs là viết
tắt của “Programmable Automation Controllers” là sự kết hợp những tinh túy
của PLC (Programmable Logic Controllers) và PC (Personal Computer) để
tạo nên một nền tảng truyền tải chức năng lớn hơn, độ mở rộng hơn và linh
hoạt cao hơn. Từ đó, điều khiển và vận hành hệ thống thiết bị một cách trực
quan thông qua máy tính. PACs được sử dụng trong công nghiệp để điều
khiển qui trình sản xuất, trao đổi dữ liệu, giám sát thiết bị từ xa, theo dõi hoạt
động và điều khiển chuyển động.
Hơn nữa với khả năng kết nối qua hệ thống internet phổ thông bằng
giao thức TCP/IP và SMTP để điều khiển quy trình, PACs có thể truyền dữ
liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác trong mạng lưới hay đến các phần mềm
ứng dụng và hệ thống dữ liệu của doang nghiệp.
Năm 2007 công ty Schneider Electric mới phát hành bộ điều khiển tự
động hóa khả trình Modicon M340 với bộ xử lý BMX P34 20302, đây là
dòng sản phẩm mới trong dòng sản phẩm Modicon M340.
Trang 3

Hình 1: PLC Modicon M340.
CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC PLC MODICON M340
*****
Một trạm PLC Modicon M340 thường bao gồm bộ nguồn, bộ xử lý
CPU BMX P34, module I/O, module Analog, module truyền thông và các
module mở rộng khác. Các module này được kết nối với nhau thông qua bộ
rack được tích hợp local bus. Mỗi bộ rack đều bắt buộc phải có bộ nguồn. Bộ
rack chính được trang bị một CPU. Một trạm PLC cơ bản được trang bị như
Hình 2.
Hình 2: Cấu trúc cơ bản của PLC Modicon M340.
1. Bộ Rack
Bộ rack BMX XBP xx00 là phần tử cơ bản trong bộ PLC Modicon
M340,bộ phận này có 2 chức năng chính:
• Chức năng cơ khí: bộ phận rack được sử dụng để lắp rắp toàn bộ
các module tại một trạm PLC bao gồm bộ nguồn, CPU, module
mở rộng, module I/O số và tương tự. Bộ phận rack này có thể
được ghép vào bảng điều khiển, …
Trang 4

• Chức năng điện – điện tử: bộ rack BMX XBP xx00 được tích
hợp đường truyền Bus X (đường truyền Bus này là độc quyền
của Schneider). Đường Bus này được sử dụng để:
o Phân phối nguồn điện cho các module được lắp trên cùng
một bộ rack.
o Phân phối dữ liệu và tín hiệu điều khiển cho toàn bộ trạm
PLC.
o Có chức năng tản nhiệt trong suốt quá trình hoạt động.
Rack BMX XBP xx00 có 4 phiên bản (BMX XBP 0400, BMX XBP
0600, BMX XBP 0800, BMX XBP 1200) bao gồm loại 4, 6, 8 hoặc 12 khe
cắm (slot). Số lượng tối đa các module mở rộng tương ứng với các phiên bản
là 4, 6,8 hoặc 12 module. Mỗi khe cắm được sử dụng để lắp các module chức
năng. Mỗi phiên bản đều có cấu tạo tương tự như Hình 3.
Hình 3: Rack BMX XBP 0600 với 6 khe cắm.
Trong đó:
1- Khung kim loại: có chức năng cố định các jack bus và tăng độ cứng
Trang 5

cơ học cho bộ phận giá đỡ.
2- Dùng để nối đất cho bộ rack.
3- Bốn lỗ vít để lắp ghép lên bảng điều khiển.
4- Điểm cố định để lắp các khe cắm lên bộ rack.
5- Các lỗ để khóa vít cho các module.
6- Cổng kết nối với các trạm PLC mở rộng, cổng này được đánh dấu là
XBE.
7- Cổng kết nối 40 chân 1/2DIN dùng để kết nối nguồn, dữ liệu giữa
bộ phận giá đỡ và các module. Các cổng này được đánh CPS, 00,
…,11 tùy theo phiên bản.
8- Khe cắm móc của từng module mở rộng.
Phiên bản Số khe cắm Các loại module Khối lượng (kg)
BMX XBP 0400 4 Các module nguồn BMX
CPS, bộ xử lí BMX P34,
các module I/O, module
giao tiếp, module ứng
dụng khác…
0.630
BMX XBP 0600 6 0.790
BMX XBP 0800 8 0.950
BMX XBP 1200 12 1.270
Bảng 1. Các phiên bản bộ giá đỡ.
Cách lắp đặt các module trên PLC Modicon M340 được mô tả như
Hình 4.
Trang 6

Hình 4. Vị trí lắp đặt các module trên bộ rack.
Trong đó:
- Bộ nguồn luôn phải được lắp tại vị trí khe cắm CPS.
- Bộ xử lý phải luôn được lắp tại vị trí khe cắm 00.
- Các module mở rộng, module I/O và các module ứng dụng khác được
lắp đặt tùy ý từ khe cắm 01 đến:
+ 03 với bộ rack BMX XBP 0400.
2. Cấu trúc CPU BMX P34 xxxx.
Mỗi trạm PLC đều được trang bị một bộ xử lý CPU chính. Việc chọn
bộ CPU này dựa trên các đặc tính sau:
• Khả năng xử lý của CPU (dựa trên số lượng vào/ra mà bộ CPU
quản lý)
• Khả năng bộ nhớ.
Trang 7

• Lựa chọn cổng giao tiếp.
Chuỗi sản phẩm CPU BMX P34 xxxx với hiệu suất và khả năng bộ
nhớ được cải thiện. Một bộ CPU BMX P34 xxxx có thể quản lý toàn bộ trạm
PLC, bao gồm các phần tử:
• Các module I/O mở rộng.
• Các module I/O analog.
• Các module giao tiếp.
• Các module ứng dụng khác.
Các đặc tính chính của chuỗi sản phẩm CPU BMX P34 xxxx được mô
tả như Bảng 2:
Bảng 2: Đặc tính cơ bản của bộ xử lý BMX P34 xxxx.
Các bộ xử lý BMX P34 xxxx khác nhau không chỉ ở hình dáng mà còn
ở các bộ phận bên ngoài:
Trang 8

Hình 5. Bộ xử lý BMX P34 1000 Hình 6. Bộ xử lý BMX P23 2010
Hình 7. Bộ xử lý BMX P34 2020 Hình 8. Bộ xử lý BMX P34 2030
Trong đó:
1- Màn hình hiển thị.
2- Cổng USB.
3- Nắp bảo vệ thẻ nhớ.
4- Cổng nối tiếp.
5- Cổng nối tiếp vòng nhận dạng.
6- Cổng Ethernet.
7- Cổng Ethernet vòng nhận dạng.
Trang 9

8- Cổng CANopen.
Đặc tính BMX P34 20302
Bộ rack Số lượng tối đa 4 (loại 4, 6, 8 or 12 khe cắm)
Số lượng tối đa các khe cắm48
Inputs/Outputs Số kênh số tối đa 1024
Số kênh tương tự tối đa 256
Số module mở rộng Giới hạn bởi loại đường
Các module ứng dụng 36
Các kênh giao tiếp Ethernet 3
AS-i Field Bus BMX P34 2030 : 0
BMX P34 20302 : 4
Số lượng cổng USB 1
Số cổng Modbus nối tiếp 1
Cổng CANopen 1
Cổng Ethernet 1
Tốc độ thi hành
chương trình trong
RAM nội
100% Boolean 8.1 Kins/ms
65% Boolean +35% digital 6.4 Kins/ms
Bộ nhớ nội Bộ nhớ RAM 4096 Kb
Bộ nhớ chương trình 3584 Kb
Bộ nhớ dữ liệu 256 Kb
Dòng điện tiêu thụ (khi sử dụng nguồn 24VDC) 135mA
Bảng 3. Thông số cơ bản bộ xử lý BMX P34 20302.
Hình 9. Các đèn báo trên CPU BMX P34 2030.
Ý nghĩa các đèn báo được thể hiện trong Bảng 4.
Nhãn Trạng thái Ý nghĩa
RUN (màu xanh): tình
trạng hệ thống
On PLC đang thực hiện chương trình đã được nạp
Nhấp nháy PLC đang trong chế độ STOP hoặc phát hiện
lỗi trong chương trình
Off PLC chưa được cấu hình
Trang 10

ERR (màu đỏ):
phát hiện lỗi
On Bộ xử lý hoặc hệ thống đã phát hiện lỗi
Nhấp nháy PLC chưa được cấu hình hoặc phát hiện lỗi
trong chương trình
Off Đang ở trang thái bình thường
I/O (màu đỏ) On -Phát hiện lỗi tại module I/O hoặc các kênh của
moduleI/O
-Lỗi cấu hình module I/O
Off Trạng thái bình thường
CAN RUN (màu xanh On Mạng CANopen đang hoạt động
Nhấp
nhanh
nháy Tự động phát hiện các dòng dữ liệu hoặc dịch
vụ
Nhấp
chậm
nháy Mạng CANopen chuẩn bị hoạt động
Nháy 1 lần Mạng CANopen ngừng hoạt động
Nháy 3 lần Đạng download phần cứng CANopen
CAN ERR (màu
đỏ)
On CANopen ngừng hoạt động
Nhấp
nhan
h
nháy Tự động phát hiện các dòng dữ liệu hoặc dịch
vụ
Nhấp
chậm
nháy Cấu hình CANopen không hoạt động
Nháy 1 lần Phát hiện một trong các lỗi của bộ điếm đã
vượt mức cảnh báo
Nháy 2 lần Phát hiện một sự kiện trao đổi thông tin giữa
trạm chủ-tớ hoặc là một chương trình ngắt
đang thực thi
Nháy 3 lần
CARD
(màu đỏ)
ERR On -Chưa cắp thẻ nhớ
-Chưa nhận dạng được thẻ nhớ
Off -Đã nhận dạng được thẻ nhớ
-Nội dụng thẻ nhớ tương thích với ứng dụng
được lưu trong bộ xử lý
Trang 11

ETH ATC (màu xanh) On Đã phát hiện cổng Ethernet, tuy nhiên không
có hoạt động trao đổi dữ liệu
Off Không phát hiện tín hiệu cổng Ethenet
Nhấp nháy Cổng Ethernet đang hoạt động và đang trao đổi
thông tin
Bảng 4. Ý nghĩa các đèn báo trên CPU BMX P34 2030.
2.1 Cổng USB
Hầu hết các bộ xử lý BMX P34 xxxx đều được trang bị cổng USB. Có
2 loại dây cáp có thể sử dụng để kết nối tạo nên giao diện giao tiếp giữa người
và máy thông qua cổng USB, đó là:
• BMX XCA USB 018, có chiều dài là 1.8m.
• BMX XCA USB 045, có chiều dài là 4.5m Hai loại dây cáp này
thuộc hai kiểu:
o Kiểu USB loại A dùng để kết nối với bàn phím.
o Kiểu USB loại B dùng để kết nối với bộ điều khiển.
Khi sử dụng bộ PLC Modicon M340, nhà sản xuất đề nghị sử dụng
cổng USB 2.0, vì cổng USB này được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế. Và
dây cáp BMX XCA USB 018, BMX XCA USB 045 được thiết kế cho cổng
USB 2.0, tránh những dịch chuyển không đáng có của PLC. Hai loại cáp này
được bảo vệ và kiểm tra để chống nhiễu.
2.2 Giao thức Modbus.
Modbus là giao thức giao tiếp do hãng Modicon phát triển. Theo mô
hình ISO/OSI thì Modbus thực chất là một chuẩn giao thức và dịch vụ thuộc
lớp ứng dụng, vì vậy có thể được thực hiện trên các cơ chế vận chuyển cấp
Trang 12

thấp như TCP/IP, MAP (Manufacturing Message Protocol), và ngay cả qua
đường truyền nối tiếp RS-232.
Modbus định nghĩa một tập hợp rộng các dịch vụ phục vụ trao đổi dữ
liệu quá trình, dữ liệu điều khiển và chuẩn đón. Tất cả các bộ điều khiển của
hãng Modicon đều sử dụng Modbus là ngôn ngữ chung. Modbus mô tả quá
trình giao tiếp giữa một bộ điều khiển với các thiết bị khác thông qua cơ chế
yêu cầu/đáp ứng. Vì lý do đơn giản nên Modbus tác động mạnh mẽ với các
trạm PLC của các nhà sản xuất. Cơ chế giao tiếp ở Modbus phụ thuộc vào hệ
thống truyền thông cấp thấp, do đó có thể phân chia giao thức Modbus làm 2
loại là Modbus chuẩn và Modbus trên các mạng khác (như TCP/IP, Modbus
Plus, MAP).
• Modbus chuẩn: các cổng Modbus chuẩn trên các bộ điều khiển
của Modicon cũng như các nhà sản xuất khác đều sử dụng cổng
giao tiếp nối tiếp RS-232. Các bộ điều khiển có thể được kết nối
trực tiếp hoặc qua modem. Các trạm Modbus giao tiếp với nhau
qua cơ chế chủ/tớ (Master/Slave), trong đó chỉ có một thiết bị chủ
có thể chủ động gửi yêu cầu, còn lại các thiết bị tớ sẽ đáp ứng
bằng dữ liệu trả lại hoặc thực hiện một hành động nhất định theo
yêu cầu. Trong đó, các thiết bị chủ thông thường là các máy tính
điều khiển trung tâm và các thiết bị lập trình, các thiết bị tớ có thể
là PLC hoặc các bộ điều khiển chuyên dụng khác. Một trạm chủ
có thể gửi thông báo yêu cầu tới riêng một trạm tớ nhất định hoặc
gửi thông báo đồng loạt tới tất cả các trạm tớ.
• Modbus trên các mạng khác: với một số mạng như Modbus Plus
và MAP sử dụng Modbus là giao thức cho lớp ứng dụng, các thiết
bị có thể giao tiếp cơ chế riêng của mạng đó. Mỗi bộ điều khiển có
thể đóng vai trò là chủ hoặc tớ trong các lần giao tiếp khác. Nhìn
Trang 13

nhận ở các mức giao tiếp, giao thức Modbus vẫn tuẩn theo nguyên
tắc chủ/tớ mặc dù phương pháp giao tiếp mạng cấp thấp là có thể
ngang nhau.
Các bộ xử lý BMX P34 xxxx được xây dựng dựa trên phương thức
giao tiếp nối tiếp thông qua cổng nổi tiếp RJ45 như Hình 10 bao gồm 8 chân.
Các chân này được sử dụng với mục đích khác nhau tùy theo liên kết vật lý
được sử dụng là cổng nối tiếp RS-232 hay cổng song song RS-485.
Hình 10. Cổng nối tiếp RJ45
Các chân sử dụng cho cổng nối tiếp RS-232 bao gồm:
• Chân 1: chân tín hiệu RXD.
• Chân 2: chân tín hiệu TXD.
• Chân 3: chân tín hiệu RTS.
• Chân 6: chân tín hiệu CTS.
Các chân sử dụng cho cổng song song RS-485 bao gồm
• Chân 4: chân tín hiệu D1.
Trang 14

• Chân 5: chân tín hiệu D0.
Còn lại chân 7 và 8 được kết nối với nguồn, trong đó:
• Chân 7 nối với nguồn 5VDC/190mA.
• Chân 8 nối với mass (0v).
2.3 Cổng Ethernet.
Ethernet là một công nghệ mạng cục bộ dùng để kết nối các thiết bị
trong phạm vi gần. Các bộ xử lý BMX P34 2020 và BMX P34 2030/20302
được xây dựng, tích hợp cổng giao tiếp chuyên dụng Ethernet với 2 công tắc
xoay dùng để lựa chọn địa chỉ IP một cách dễ dàng. Hình 11 minh họa bộ xử
lý được tích hợp cổng Ethernet với chuẩn RJ45.
Hình 11. Cổng Ethernet RJ45
Trong đó:
• Chân 1: TD+
• Chân 2: TD-
• Chân 3: RD+
• Chân 6: RD-
Trang 15

• Chân 4, 5, 7, 8: không kết nối.
Bên cạnh đó, địa chỉ MAC cũng được ghi phía trước bộ xử lý. Với
cùng một mạng cục bộ gồm nhiều trạm PLC được kết nối với máy tính thông
qua Ethernet, thì mỗi trạm đóng vai trò như một nút mạng, do đó mỗi trạm
PLC phải có một địa chỉ IP nhất định. Hai công tắc xoay phía sau bộ xử lý là
một cách đơn giản để chọn một địa chỉ IP.
3. Bộ nguồn
Mỗi bộ rack đều cần phải có 1 bộ nguồn để phân phối đến các module
trên rack. Điều đó có nghĩa là bộ nguồn BMX CPS xxxx được sử dụng để cấp
nguồn cho mỗi rack BMX XBP xx00 và các module trên đó. Sự lựa chọn bộ
nguồn phù hợp phụ thuộc vào mạng lưới phân phối (có thể xen kẽ hoặc trực
tiếp). Ngoài chức năng phân phối nguồn điện cho rack và các module, bộ
nguồn còn có các chức năng bổ sung khác bao gồm:
• Cấp nguồn cho khối hiển thị.
• Cấp nguồn cho các relay cảnh báo.
• Khởi động lại toàn bộ các thiết bị trên rack.
• Đảm bảo đầu ra là 24VDC nhờ có cảm biến nguồn.
Hình 12. thể hiện các phần tử của bộ nguồn BMX CPS xxxx bao gồm:
1- Khối hiển thị
2- Nút reset
3- Cổng kết nối với thiết bị cảnh báo
4- Kết nối với ngõ vào của mạng
Trang 16

Hình 12. Bộ nguồn BMX CPS xxxx
Khối hiển thị trên bộ nguồn bao gồm 2 LED hiển thị:
• OK: nếu led này ở trạng thái On chứng tỏ bộ nguồn đang hoạt
động, còn nếu ở trạng thái Off tức là nguồn điện áp thấp dưới
ngưỡng cho phép hoặc khi nhấn nút RESET
• 24V: nếu led này ở trạng thái On thì bộ nguồn hoạt động bình
thường, nếu ở trang thái Off khi cảm biến 24V phát hiện nguồn
cung cấp không hoạt động.
Thông số kĩ thuật cơ bản
Đặc tính Đơn vị Thông số
Điện áp Định mức V 100-240 AC
Giới hạn V 85/264 AC
Tần số Định mức Hz 50-60
Giới hạn Hz 47/63
Công suất biểu kiến VA 70
Dòng điện hiệu dụng A rms 061A/115V;
0.31A/240V
Khối lượng Kg 0.300
Bảng 5. Thông số kĩ thuật cơ bản bộ nguồn BMX CPS xxxx.
4. Các module vào/ra số.
Trang 17

Các module I/O của bộ PLC Modicon M340 được thiết kế tiêu chuẩn,
mỗi module chỉ chiếm 1 khe cắm (slot) trên một rack. Mỗi module thường có
số hiệu là BMX Dxx xx xx. Trong đó ý nghĩa của từng số hiệu được thể hiện
trong Hình 13:
Hình 13. Ý nghĩa các số hiệu trên các module I/O mở rộng.
Hiện trạm PLC Modicon M340 được sử dụng trong mô hình bao gồm 2
module I/O số BMX DDI 1602 và BMX DRA 0805. Thông số 2 module I/O
này được mô tả như Bảng 6.
Loại BMX DDI 1602 BMX DRA 0805
Kiểu I/O Ngõ vào số Ngõ ra bằng relay
Số kênh 16 8
Mức điệp áp vào 24 VDC 12-24VDC hoặc 24-
220 VAC
Dòng điện tối đa 3.5 mA 3A
Giới hạn điện áp và
dòng khi ở mức 1
Điện áp tối thiểu 11VDC
Dòng tối thiểu 2 mA
-
Trang 18

Giới hạn điện áp và
dòng khi ở mức 0
Điện áp tối đa 5VDC
Dòng tối đa 1.5 mA
-
Trở kháng tối đa 6.8 kOhm Trở kháng cách điện
>10
Mohm ở 500vĐộ trễ chuyển mạch 4-7 ms <10 ms
Dòng điện tiêu thụ 90 mA 55 mA
Khối lượng 0.115kg 0.145kg
Bảng 6 Thông số kỹ thuật cơ bản module BMX DDI 1602 và BMX DRA
0805.
5. Module I/O tương tự.
Bên cạnh các module I/O số dùng để xử lý các tín hiệu logic, trong
công nghiệp việc thu thập và xử lý các tín hiệu tương tự cũng không kém
phần quan trọng. Do đó, trạm PLC Modicon M340 cũng được trang bị 2
module I/O tương tự BMX AMI 0410 và BMX AMO 0210.
Trong đó, BMX AMI 0410 là module ngõ vào Analog (16 bit) với 4
kênh tốc độ cao riêng biệt, tác động ở mức điện áp cao. BMX AMO 0210 là
module ngõ ra Analog (15 bit) với 2 kênh ngõ ra, tác động ở mức điện áp cao
hoặc dòng điện.
Các thông số cơ bản của 2 module BMX AMI 0410 và BMX AMI
0210 được mô tả như Bảng 7.
Trang 19

Bảng 7. Các thông số cơ bản của các module I/O tương tự BMX AMI 0410
và BMX AMI 0210.
Trang 20
Module BMX AMI 0410 BMX AMI 0210
Loại I/O Ngõ vào tác động mức
cao
Ngõ ra tác động mức cao
Số kênh 4 2
Khoảng
giá trị
Dòng 0mA-20mA hoặc
4mA-
20mA
0mA-20mA hoặc 4mA-
20mA
Điện áp 0V-10V, ±10V ± 10V
Độ phân giải 16 bit 15bit
Khối lượng 0.143 kg 0.144kg

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM UNITY PRO XL
*****
1. Giới thiệu.
Unity Pro XL là phần mềm hổ trợ lập trình cho bộ điều khiển PLC
Modicon M340. Unity Pro XL cung cấp một môi trường làm việc thân thiện
với người dùng để có thể phát triển các giải thuật logic điều khiển, chỉnh sửa,
giám sát các trạng thái logic cần thiết để kiểm soát ứng dụng, bao gồm công
cụ để quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong dự án như bộ xử lý, bộ
nguồn, các module I/O, các module ứng dụng khác…
Unity Pro XL có thể được sử dụng để lập trình cho các bộ PLC
Modicon M340, Modicon Premium, Modicon Atrium hoặc Modicon
Quantum. Unity Pro XL cung cấp 5 loại ngôn ngữ để người dùng có thể dễ
dàng sử dụng bao gồm:
• FBD (Function Block Diagram): đây là dạng ngôn ngữ lập trình
theo dạng sơ đồ khối chức năng dựa trên những biểu tượng logic
đồ họa được sử dụng trong đại số Boolean.
• LAD (Lader Diagram): đây là dạng ngôn ngữ theo dạng đồ họa,
tương tự với sơ đồ mạch điện
• SFC (Sequential Function chart): ngôn ngữ lập trình dạng lưu đồ
• IL (Instruction Laguage): ngôn ngữ lập trình dạng hưỡng dẫn các
câu lệnh
• ST (Structured text): ngôn ngữ lập trình dạng chuỗi hàm
Trang 21

Phần mềm Unity Pro XL có nhiệm vụ làm cầu nối trung gian giữa
người lập trình và PLC.
2. Giao diện phần mềm Unity Pro XL
Giao diện phần mềm lập trình Unity Pro XL được thiết kế thân thiện
với người dùng như Hình 14. Trên cửa sổ này:
1. Menu bar
2. Thanh công cụ (tool bar)
3. Cây thư mục để quản lý Project (Project Browser)
4. Cửa sổ soạn thảo (Editor Window)
5. Thanh ghi tên các cửu sổ đang được mở
6. Cửa sổ thông tin (Information Window) tại cửa sổ này thể hiện các
thông tin các lỗi đã xảy ra về chương trình, hoặc lỗi về cấu hình phần cứng)
7. Thanh trạng thái (Status bar) thể hiện trạng thái của PLC hoặc PLC
trong mô phỏng.
Trang 22

Hình 14. Giao diện phần mềm Unity Pro XL.
2.1. Cách tạo và quản lý một project
Để tạo một project mới trong phần mềm Unity Pro XL ta thực hiện các
bước sau:
- Mở phần mềm Unity Pro XL bằng cách nhấp đôi vào biểu tượng
trên màn hình desktop.
- Vào File/New để mở cửa sổ New Project như Hình 15.
- Từ cửa sổ New Project, ta lựa chọn phiên bản PLC cho phù hợp. Trong
đề tài này, ta sử dụng bộ xử lý BMX P34 20302. Sau khi chọn bộ xử lý phù
hợp, ta chọn OK
- Từ đó xuất hiện cây thư mục quản lý toàn bộ project (Project Browser)
như Hình 16
Trang 23

Hình 15. Cửu sổ New Project.
Hình 16. Cửa sổ quản lý project.
Cửu sổ quản lý project thể hiện tất cả thông số của project mà ta sẽ thực
hiện. Tại đây, ta thực hiện tất cả các công việc như: cấu hình trạm PLC, khai
Trang 24

báo biến, tạo các chương trình, tạo liên kết với PLC.
2.2 Cấu hình cho PLC
Để cấu hình cho PLC từ cửa sổ Project Browsers , theo đường dẫn
Project/ Configuration/ PLC bus xuất hiện cửa sổ PLC bus như Hình 17.
Hình 17. Cửa sổ quản lý project.
Cửu sổ PLC bus thể hiện một bộ rack giống như của trạm PLC thực
bên ngoài. Trong đó, các module nguồn, bộ xử lý đã được chọn mặc định. Ta
chỉ các thêm các module cần thiết bằng cách click đôi vào các ô số 1, 2, 3, …
để xuất hiện cửa sổ New Device như Hình 18 và chọn các module phù hợp.
Hình 18. Cửa sổ new device.
Trang 25

2.3. Khai báo biến.
Để khai bao biến, từ cửa sổ Project Browsers, ta theo đường dẫn
Project/Variable & FB instances, xuất hiện cửa sổ Data Editor như Hình 19.
Hình 19. Cửa sổ Data Editor.
Từ cửa sổ này ta khai báo tên biến vào ô Name, kiểu dữ liệu của biến
vào ô Type, địa chỉ biến vào ô Address, giá trị vào ô Value trong thẻ
Variables.
2.4. Viết chương trình cho project.
Một chương trình có thể được xây dựng từ các Tasks và các Events, các
Task này được thực hiện theo một chu kỳ hoặc định kỳ. Các Events được thực
hiện ưu tiên trước các Tasks. Mỗi Task được xây dựng từ các section và các
subroutines. Mỗi Event được xây dựng từ Timer Events và I/O Events.
Để tạo một chương trình đơn giản ta theo đường dẫn
Project/Program/Tasks/ Mast/Section. Click phải tại Section, chọn New
Section, từ đó xuất hiện cửa sổ New như Hình 20.
Trang 26

Hình 20. Cửa sổ New.
Điền tên chương trình tại ô Name, chọn ngôn ngữ tại ô Language, click
OK, xuất hiện giao diện như Hình 20. Từ đó, sử dụng các công cụ, nhóm lệnh
để soạn thảo chương trình cho PLC.
Hình 21. Giao diện lập trình Unity Pro XL.
Trang 27

3. Một số nhóm lệnh cơ bản dùng trong lập trình Ladder Diagram
(LD) với phần mềm Unity Pro XL.
Ngôn ngữ Lader Diagram (LD) được thiết kế theo tiêu chuẩn IEC
61131-3. Cấu trúc của ngôn ngữ LD tương ứng với cấu trúc của các mạch
điều khiển sử dụng relay.
3.1. Nhóm lệnh về logic
a. Tiếp điểm thường hở:
Ký hiệu:
Hình 22. Lệnh tiếp điểm thường hở.
Mô tả: Tiếp điểm thường hở (Nomally Open) viết tắt là NO. Đối với
PLC, mỗi tiếp điểm đại diện cho trạng thái một bit xxx trong bộ nhớ dữ liệu
hay địa chỉ của các đầu vào, ra. Tiếp điểm thường hở sẽ được đóng (ON –
nghĩa là cho dòng điện đi qua) khi trạng thái bit bằng 1.
b. Tiếp điểm thường đóng:
Ký hiệu:
Hình 23. Lệnh tiếp điểm thường đóng.
Trang 28

Mô tả: Tiếp điểm thường đóng (Nomally Close) viết tắt là NC. Đối với
PLC, mỗi tiếp điểm đại diện cho trạng thái một bit xxx trong bộ nhớ dữ liệu
hay địa chỉ của các đầu vào, ra. Tiếp điểm thường đóng sẽ được mở (OFF –
nghĩa là không cho dòng điện đi qua) khi trạng thái bit bằng 1.
c. Các lệnh ngõ ra
Ký hiệu:
Hình 24. Lệnh ngõ ra.
Mô tả:
- Mỗi lệnh được gán một địa chỉ vào bit xxx. Khi có nguồn đi qua thì giá
trị của địa chỉ được gán sẽ lên mức 1.
- Ngoài ra còn có lệnh ngõ ra đảo. Nghĩa là khi có nguồn đi qua thì giá
trị của địa chỉ được gán sẽ xuống mức 0.
Hình 25. Lệnh ngõ ra đảo.
d. Lệnh Set và Reset
Ký hiệu:
Hình 26. Lệnh Set và Reset.
Trang 29

Mô tả:
- Khi ngõ vào lệnh SET ở mức 1, thì địa chỉ bit xxx có giá trị được đưa
lên mức 1. Khi trạng thái ngõ vào trở lại mức 0 thì bit xxx vẫn gửi mức 1.
- Khi ngõ vào lệnh RESET ở mức 1 thì địa chỉ bit xxx xuống mức 0, và
giữ nguyên trạng thái khi ngõ vào lệnh thai đổi trạng thái.
3.2 Nhóm lệnh đếm.
a. Lệnh đếm lên.
Ký hiệu:
Hình 27. Lệnh đếm lên CTU.
Mô tả:
Khi ngõ vào EN ở mức 1 thì lệnh bắt đầu thực thi. Cứ một lần chuyển
trạng thái từ 0 lên 1 tại chân CU thì giá trị tại chân CV tăng lên 1 giá trị, cho
đến khi giá trị tại CV >= PV thì ngõ ra Q được nâng lên mức 1. Khi ngõ vào
R ở mức 1 thì lệnh đươc reset bắt đầu đếm lại từ 0 tức giá trị tại CV = 0.
Có 2 loại khối hàm của lệnh đếm lên:
- CTU: hàm này được thiết kế theo chuẩn IEC 61131-3, và chỉ đểm được
trong phạm vi kiểu dữ liệu INT .
Trang 30

- CTU_***: hàm này được thiết kế mở rộng hơn, tương thích với nhiều
kiểu dữ liệu hơn bao gồm INT, DINT, UINT, UDINT. Tương ứng với kiểu
dữ liệu này là khối lệnh CTU_INT, CTU_DINT, CTU_UINT, CTU_UDINT.
Tham số Kiểu dữ liệu Mô tả
EN BOOL, EBOOL Cho phép ngõ vào
CU BOOL, EBOOL Xung kích đếm lên
R BOOL, EBOOL Reset lệnh đếm
PV INT, DINT, UINT, DUINT Giá trị reset lệnh
CV INT, DINT, UINT, DUINT Giá trị đếm
Q BOOL, EBOOL Ngõ ra
Bảng 8. Tham số của lệnh đếm lên.
b. Lệnh đếm xuống.
Ký hiệu:
Hình 28. Lệnh đếm xuống CTD.
Mô tả:
Khi ngõ vào EN ở mức 1 thì lệnh bắt đầu thực thi. Nếu ngõ vào tại
chân LD có xung lên mức 1 thì giá trị tại chân PV được gán vào chần CV.
Cứ một lần chuyển trạng thái từ 0 lên 1 tại chân CD thì giá trị tại chân CV
giảm xuống 1 giá trị, cho đến khi giá trị tại CV <=0 thì ngõ ra Q được nâng
lên mức 1.
Có 2 loại khối hàm của lệnh xuống:
- CTD: hàm này được thiết kế theo chuẩn IEC 61131-3, và chỉ đểm được
Trang 31

trong phạm vi kiểu dữ liệu INT.
- CTD_***: hàm này được thiết kế mở rộng hơn, tương thích với nhiều
kiểu dữ liệu hơn bao gồm INT, DINT, UINT, UDINT. Tương ứng với kiểu
dữ liệu này là khối lệnh CTU_INT, CTU_DINT, CTU_UINT, CTU_UDINT.
Tham số Kiểu dữ liệu Mô tả
EN BOOL, EBOOL Cho phép ngõ vào
CD BOOL, EBOOL Xung kích đếm lên
LD BOOL, EBOOL Reset lệnh đếm
PV INT, DINT, UINT, DUINT Giá trị reset lệnh
CV INT, DINT, UINT, DUINT Giá trị đếm
Q BOOL, EBOOL Ngõ ra
Bảng 9. Tham số của lệnh đếm xuống.
c. Lệnh đếm lên xuống.
Ký hiệu:
Hình 29. Lệnh đếm lên xuống CTUD.
Mô tả:
Lệnh chỉ thực thi khi tín hiệu ngõ vào EN ở mức 1. Nếu chân R được
kích mức 1 thì giá trị 0 sẽ được gán vào CV. Nếu chân LD có tín hiệu mức 1
thì giá trị ở chân PV được gắn vào CV. Mỗi lần chuyển trạng thái tại chân
CU, thì CV tăng 1 giá trị, ngược lại mỗi lần chuyển trạng thái tại chân CD,
thì CV giảm một giá trị. Cho đến khi CV<=0 thì chân QD bật lên On, ngược
Trang 32

lại CV >= PV thì QU bật lên On.
Có 2 loại khối hàm của lệnh xuống:
- CTUD: hàm này được thiết kế theo chuẩn IEC 61131-3, và chỉ đểm
được trong phạm vi kiểu dữ liệu INT.
- CTUD_***: hàm này được thiết kế mở rộng hơn, tương thích với
nhiều kiểu dữ liệu hơn bao gồm INT, DINT, UINT, UDINT. Tương ứng với
kiểu dữ liệu này là khối lệnh CTUD_INT, CTUD_DINT, CTUD_UINT,
CTUD_UDINT.
Các tham số của lệnh đếm lên xuống giống như lệnh đếm lên và lệnh
đếm xuống.
3.3 Nhóm lệnh định thời.
a. Lệnh định thời TON.
Lệnh định thời TON sẽ trì hoãn đặt ngõ ra ON sau một khoảng thời
gian đặt trước.
Ký hiệu:
Hình 30. Lệnh định thời TON.
Trang 33

Mô tả:
Lệnh chỉ thực thi khi chân EN ở mức 1. Khi ngõ vào IN lên mức 1, thời
gian cho Timer bắt đầu được tính, đến khi giá trị tại ET >= PT thì ngõ ra Q
lên ON. Nếu chân IN lên mức 1 trong một khoảng thời gian ET < PT mà IN
xuống mức 0 thì ngõ ra Q vẫn giữ nguyên trạng thái OFF. Khi Q đang ON,
mà IN xuống mức 0 thì Q sẽ chuyển sang OFF ngay lập tức.
b. Lệnh định thời TOF.
Lệnh định thời TOF sẽ trì hoãn reset ngõ ra về OFF sau một khoảng
thời gian đặt trước.
Ký hiệu:
Hình 31. Lệnh định thời TOF.
Mô tả:
Lệnh chỉ được thực thi khi chân EN được đưa lên mức 1. Khi ngõ vào
IN lên mức 1, thì ngõ ra Q chuyển sang trạng thái ON. Khi ngõ vào vào IN
xuống mức 0, thời gian Timer bắt đầu tính đến khi ET>= PT thì ngõ ra Q sẽ
chuyển sang trạng thái OFF. Trường hợp IN xuống mức 0 trong khoảng thời
gian ET < PT thì IN lên mức 1 thì ET được reset lại giá trị và ngõ ra Q vẫn ở
mức 1.
Trang 34

3.4 Nhóm lệnh điều khiển chương trình.
a. Lệnh nhảy.
Ký hiệu:
Hình 32. Lệnh nhảy.
Mô tả:
Lệnh nhảy dùng để rẽ nhánh chương trình đến một đoạn lệnh được
đánh dấu bằng một nhãn. Nhãn dùng để đánh dấu vị trí cho các lệnh nhảy.
Jump Label: đánh dấu tên nhãn, vị trí cần nhảy đến.
Lệnh nhảy Jump sẽ thực thi khi ngõ vào của lệnh được kích lên mức 1.
Lệnh sẽ nhảy đến vị trí đầu tiên của nhãn và tiếp tục thi hành lệnh.
Để chọn tên nhãn chỉ cần nhấp đôi vào lệnh nhảy, khi đó xuất hiện hộp
thoại Jump Properties, rồi nhập tên nhãn vào ô Jump Label
Hình 33. Hộp thoại Jump properties.
Trang 35

b. Lệnh Return.
Ký hiệu:
Hình 34. Lệnh Return.
Mô tả:
Lệnh này được dùng để kết thúc một chương trình được gọi và quay trở
lại ngay vị trí lệnh gọi chương trình con để thực hiện tiếp các lệnh tiếp theo.
Trang 36

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG
*****
1. KẾT LUẬN.
BMX CPS xxxx module cung cấp điện năng cho mỗi rack BMX XBP
xx00 và các mô-đun cài đặt trên nó.
1.1. Hiệu suất
Tốc độ dữ liệu: 20 KB/s đến 1 Mb/s .
RAM dung lượng nội bộ: 4 Mb (3584 kb của bộ chương trình); 256 kb
bộ nhớ dữ liệu.
1.2. Thiết kế nhỏ gọn.
M340 là dòng PLC tầm trung với kích thước nhỏ gọn, bộ CPU 32 bit
công suất cao. M340 phục vụ nhu cầu các nhà sản suất thiết bị OEM và điều
khiển công nghiệp.
1.3. Thông số kỹ thuật.
M340 là dòng PLC tầm trung với kích thước nhỏ gọn, bộ CPU 32 bit
công suất cao. M340 phục vụ nhu cầu các nhà sản suất thiết bị OEM và điều
khiển công nghiệp. Có:
• I/O digital và analog
• Thời gia đáp ứng của các relay ngõ ra có tần suất cao
• Phương pháp kết nối truyền thông Ethernet, CANopen, Modbus
• Có thẻ nhớ.
Trang 37

Ứng dụng đặc biệt cho phép:
• Bộ đếm.
• Chuyển động (tích hợp thư viện PLC mở).
• Điều khiển quá trình (tích hợp thư viện điều khiển quá trình).
2. ĐÁNH GIÁ, MỞ RỘNG.
2.1. Đánh giá.
• Tính linh hoạt: có thể sử dụng một bộ điều khiển cho nhiều đối
tượng khác nhau với các thuật toán điều khiển khác nhau.
• Dễ dàng thiết kế và thay đổi logic điều khiển: với các hệ thống điều
khiển sử dụng rơle, khi thay đổi logic điều khiển cần có nhiều thời
gian để nối lại dây cho các thiết bị và panel điều khiển, và đó là một
công việc phức tạp. Với hệ thống điều khiển sử dụng PLC, thay đổi
logic điều khiển bằng cách thay đổi chương trình thông qua thiết bị
lập trình và ngôn ngữ lập trình chuyên dùng. Điều đó làm giảm đáng
kể thời gian thiết kế hệ thống.
• Tối ưu logic điều khiển: được sự hỗ trợ của các công cụ mô phỏng
và gỡ rối trực tuyến và trực quan làm cho hệ thống được thiết kế có
tính tối ưu hơn.
• Tốc độ thực hiện nhanh.
• Nhỏ, gọn.
• Khả năng bảo mật hệ thống khi sử dụng mã khóa.
• Công suất tiêu thụ ít.
Trang 38

• Thời gian lắp đặt nhanh hơn.
• Tiết kiệm không gian.
• Dễ dàng thay đổi chương trình.
• Bảo trì và sửa chữa dễ dàng.
• Độ bền và tin cậy vận hành cao.
• Ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng.
• Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt như môi trường ẩm ướt
như ở nước ta, môi trường có nhiệt độ thay đổi, điện áp dao động,
tiếng ồn, oxi hóa.
• Chuẩn hóa được phần cứng điều khiển.
2.2. Mở rộng.
• Vì PLC có giá thành rất đắt nên là một bất lợi lớn trong tiêu chí lựa
chọn sản phẩm của người tiêu dùng. Chính vì thế, PLC cần được tối
ưu hóa để giảm chi phí sản xuất nhưng vẫn giữ được chất lượng sản
phẩm.
• Phần mềm khó tìm, đòi hỏi vấn đề về bản quyền rất cao nên cần
được phổ biến rộng hơn.
• Đòi hỏi khả năng lập trình chuyên nghiệp. Vì thế, người lập trình
phải nắm thật vững kiến thức, cũng như khả năng tư duy để nâng
cao chất lượng của PLC.
Trang 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO
*****
[1]http://www.schneider.electric.ae/documents/gulfautomation/plc/unit
ym340/m340cat.pdf
[2] Unity Pro – Program Languages and Structure Reference Manual,
Schneider Electric, 2010.
[3] http://www.more.edu.vn/dieu-khien-va-giam-sat-he-thong-phan-
loai-san-pham-theo-chieu-cao-voi-plc-modicon-m340-2/
Trang 40

Trang 41

Đề tài: Dòng PLC hoạt động vô cùng hiệu quả công việc, HOT

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Đề tài: Dòng PLC hoạt động vô cùng hiệu quả công việc, HOT

Semelhante a Đề tài: Dòng PLC hoạt động vô cùng hiệu quả công việc, HOT (20)

Mais de Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864

Mais de Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

Último

Último (20)

Đề tài: Dòng PLC hoạt động vô cùng hiệu quả công việc, HOT