LỜI NÓI ĐẦU

          Do sự phát triển của khoa học kỹ thuật nên PLC đã ra đời cùng với các phương tiện kỹ thuật hiện đại. PLC là bộ điều khiển lập trình được, có khả năng điều khiển rộng và nhiều tính năng ưu việt khác…nên PLC được ứng dụng rộng rãi trong các phân xưởng sản xuất. Ngay trong chương trình đào tạo của các trường kỹ thuật , PLC được giảng dạy cho các sinh viên kỹ thuật.

          PLC được nhiều hãng sản xuất như : Siemens , Mitsubishi , Omron… và có nhiều chủng loại. Tuỳ theo chương trình đào tạo của từng trường mà sinh viên được giảng dạy về các loại khác nhau. Do muốn tìm hiểu thêm về PLC-OMRON đồng thời nhằm mục đích giúp các khoá học sau có điều kiện tìm hiểu thêm về PLC-OMRON nên chúng em tiến hành làm KIT thực tập PLC-OMRON (CPM1A) và một số mô hình ứng dụng của nó.

          Do tiếp xúc và tìm hiểu trong thời gian ngắn và thiếu về tài liệu nên gặp phải khó khăn , hạn chế cũng như chưa hiểu nhiều về PLC-OMRON nên rất mong được sự thông cảm và sự đóng góp ý kiến của các giáo viên và các bạn sinh viên.

Nhóm thực hiện

MỤC LỤC

 

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ PLC OMRON.................................................. 2

CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN LIÊN QUAN....................................... 2

CHƯƠNG II: GIỚI VỀ PLC OMRON.................................................. 3

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC................................................... 3

II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC CPM1A CỦA OMRON .......... 5

III. LẬP TRÌNH CHO PLC CPM1A CỦA OMRON...................... 12

IV. CÁC LỆNH CƠ BẢN............................................................... 17

CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU VỀ KIT PLC OMRON CPM1A............... 31

I. NGUỒN CUNG CẤP.................................................................. 31

II. SƠ ĐỒ KIT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.......................... 32

PHẦN II. CÁC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG..................................................... 34

CHƯƠNG I. MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG............................ 34

I. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................................... 34

II. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH........................ 35

CHƯƠNG II. MÔ HÌNH HAI BANG CHUYỀN.................................. 38

I. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................................... 38

II. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH........................ 39

CHƯƠNG III. MÔ HÌNH ĐÓNG MỞ CỬA......................................... 41

I. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................................... 41

II. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH........................ 42

CHƯƠNG IV. MÔ HÌNH THANG BA TẦNG..................................... 44

I. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................................... 44

II. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH........................ 45

CHƯƠNG V. CÁC BÀI TẬP GỢI Ý..................................................... 48

CHƯƠNG VI. BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN............................. 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 50

 

x PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ PLC OMRON

CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN LIÊN QUAN

1. Rơle:

Rơle là một thiết bị dùng để đóng ngắt mạch điện. Khi có điện áp cấp vào hai đầu cuộn dây thì tiếp điểm thường đóng mở ra và tiếp điểm thường mở đóng lại.

Ký hiệu:

2. Diode quang:

-Diode quang cấu tạo dựa trên nguyên lý dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Ởchất bán dẫn đặc biệt như khi có dòng điện đi qua thì có hiện tượng bức xạ quang.

-Để diode quang có nhiều màu khác nhau tùy theo tỉ lệ tạp chất pha trong led.

-Diode quang có điện áp phân cực thuận cao hơn diode nắn điện nhưng điện áp phân cực nghịch cực đại không cao.

-Điện áp phân cực thuận:

Led đỏ: Vs= 1.4V – 1.8V

Led vàng: Vs= 2V – 2.5V

Led xanh: Vs=2V – 2.8V

-Dòng phân cực thuận:

Id= 5mA – 20mA

Ký hiệu:

3. IC ổn áp nguồn dương 78XX:

IC 78XX là IC ổn áp nguồn dương với các mức điện áp ổn định tùy vào XX như:

*XX = 05   ổn áp nguồn 5V

*XX = 12   ổn áp nguồn 12V

*XX = 15   ổn áp nguồn 15V

*XX = 24   ổn áp nguồn 24V

CHƯNG II: GIỚI THIỆU VỀ PLC OMRON

I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC:

          1.Định nghĩa về PLC:

PLC(Programmable logic controller) là bộ điều khiển lập trình được. Logic của chương trình được thực hiện bằng chương trình do người điều khiển lập trình ra và nạp vào bộ nhớ của PLC. PLC thực chất là sự module hóa của bộ điều khiển thiế kế bằng vi mạch IC(Intergrated Circuits).

2.sơ đồ khối PLC và giải thích sơ đồ khối

a.sơ đồ khối:

b. Giải thích sơ đồ khối:

• Khối nguồn nuôi: cung cấp nguồn nuôi 220 Vac hoặc 24Vdc cho PLC hoạt động.
• Bộ nhớ chương trình: là vùng lưu trữ chương trình nạp vào PLC.
• Bộ vi xử lý: là vùng xử lý dữ liệu, lấy dữ liệu từ bộ nhớ chương trình.
• Các ngõ vào: là các ngõ tác động để điều khiển chương trình. Khi có tác động sẽ lean mức cao,khi không tác động sẽ xuống mức thấp.
• Các ngõ ra: xuất tín hiệu ra mức cao hoặc mức thấp để điều khiển tải.

3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PLC:

          a. Cấu tạo:

-PLC xuất hiện vào những năm 60 và được sử dụng chủ yếu vào việc điều khiển và tự động hóa các quy trình công nghệ hoặc các  dây truyền sản xuấttrong công nghiệp.

-Hiện nay trên thế giới có nhiề hãng sản xuất PLC với các yêu cầu kỹ thuật khác nhau để sử dụng vào các mục đích khkác nhau nhưng cấu tạo của một PLC bao giờ cũng gồm có 3 thành phần chính:

• Một bộ sử lý trung tâm CPU(Central Processing Unit).
• Một bộ nhớ chương trình(Program Memory)
• Một số cổng vào ra(I/O Input).

          b. Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động của PLC như sau:Khi hoạt động PLC sẽ đọc các trạng thái đầu vào, sử dụng các logic chương trình quyết định trạng thái các cổng ra thẽo chương trình.

c. Ưu điểm của PLC:

-Để thấy rõ các ưu điểm của PLC chúng ta có thể so sánh PLC với các bộ điều khiển rơle hoặc các bộ điều khiển bằng hệ thống logic số tương tự.

-Ta thấy các bộ điều khiển rơle số/tương tự bắt buộc phải biết rõ nhiện vụ gần thực hiện trước khi nối ghép với các phần tử chuyển mạch để tạo nên một hệ thốngđiều khiển và khi cần thay đổi một số chức năng hoặc muốn mở rộng phạm vi sử dụng bắt buộc phải thay đổi lại sơ đồ ghép nối, công việc này phức tạp, khó bảo trì sử chữa và mất nhiều thời gian thiết kế và lắp đặt.

-Còn đối với bộ điều khiển lập trình được (PLC):Do việc dùng vi mạch để sử lý thông tin cho nên các ghép nối logic cần thiết trong quá trình điều khiển được xử lý bằng phần mềm (Software)do người sử dụng lập trình nên và cài vào bộ nhớ. Do đó nếu cần mở rộng phạm vi sử dụng hoặc thay đổi chức năng ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong mà không cần bất kỳ sự thay đổi mang tính chất vật lý nào. Như vậy tính mềm dẻo và khả năng mở rộng giải quyết các bài toán phức tạp và điều khiển thực tế một cách nhanh chống và hiệu quả là ưu điểm nổi bật của PLC.

-Ngoài ra PLC còn có những module I/O số và tương tự cùng với các module thông minh mà người ta có thể được giải quyết rất nhiều vấn đề trong điều khiển tự động một cách thuận tiện và an toàn.

• Tốc độ xử lý của PLC cũng cao.
• Tiêu tốn ít năng lượng .
• Kích thước gọn nhẹ, dễ dàng sử dụng, ghép nối an toàn.
• Có thể hoạt động mà không cần sự trợ giúp của bất cứ tiêu chuẩn ghép nối nào.
• Dễ dàng thiết lập sự trao đổi thông tin với các PLC khác thông qua mạng LAN hoặc NETWARE.
• Việc lập chương trình không phức tạp lắm do cấu trúc của chương trình gọn trong sáng và có sự trợ giúp của các kyhối chức năng.
• Đầu tư ban đầu không lớn lắm.

Như vậy với ưu điểm nổi bật trên ta thấy sử dụng PLC sẽ đạt hiệu quả cao hơn, nhanh chống, an toàn và kinh tế.

II/ GIỚI THIỆU VỀ PLC CPM1A CỦA CÔNG TY OMRON:

1. Tổng quan của CPM1A :

   a.Bộ CPU 30 đầu vào/ra:

Gồm các phần sau:

• Các đầu nối nguồn nuôi:Nối điện nguồn vào cho các dây nối này 24VDC.
• Các dây nối điện nguồn bên ngoài:Các bộ điều khiển CPM1A được cung cấp các dây điện nguồn 24VDCđể cấp điện nguồn cho các thiết bị đầu vào.
• Các dây nối đầu vào : Nối các thiết bị đầu vào với bộ CPU.
• Các dây nối đầu ra:Nối bộ CPU với các thiết bị đầu ra bên ngoài.
• Đèn hiển thị chế độ của PLC:Các đèn hiển thị này cho biết các chế độ làm việc của PLC (như bảng sau):

Các đèn hiển thị	Chế độ	Ý nghĩa
PWR (màu xanh)	Đèn sáng	PLC đã được cấp điện nguồn
	Tắt	PLC chưa được cấp điện
RUN (màu xanh)	Đèn sáng	PLC được chạy ở chế độ MONITOR hoặc chế độ RUN
	Tắt	PLC đang chạy ở chế đôPROGRAM hoặc có lỗi gây dừng
COM (màu vàng)	Đèn sáng	Đang chuyển dữ liệu qua cổng ngoại vi hoặc cổng RS-232C
	Tắt	Không chuyền dữ liệu qua cổng ngoại vi hoặc cổng RS-232C
ERR/ALARM (màu đỏ)	Đèn sáng	Có lỗi gây dừng (PLC ngừng chạy)
	Đèn nháy sáng	Không có lỗi gây dừng (PLC vẫn tiếp tục chay)
	Tắt	PLC hoạt động bình thường

 

b. Các hiển thị đầu vào:

Các đèn hiển thị đầu vào sẽ sáng khi dây nối đầu vào tương ứng ở trạng thái ON. Các đèn hiển thị sẽ sáng trong suốt quá trình nạp điện lại cho đầu vào/ra.

Lỗi gây dừng	Các đèn hiển thị đầu vào
Lỗi CPU, I/O bus hoặc có quá nhiều module đầu vào/ra.	Tắt
Lỗi bộ nhớ hoặc lỗi FALS(lỗi hệ thống gây dừng)	Đèn hiển thị đầu vào sẽ thay đổi theo các trạng thái của tín hiệu đầu vào, nhưng các trạng thái của đầu vào sẽ không được cập nhật trong bộ nhớ.

c. Các đèn hiển thị đầu ra:

Đèn hiển thị đầu ra sẽ sáng nếu các dây nối đầu ra tương ứng ở ON. Các đèn này sẽ luôn sáng trong suốt quá trình cập nhật đầu vào/ ra. Khi ta dùng các đầu ra xung, đèn hiển thị sẽ sáng liên tục khi PLC đang cho ra các xung.

      d. Cổng ngoại vi: Cổng này nối PLC với một thiết bị lập trình (gồm các bàn phím lập trình), máy tính chủ hoặc một thiết bị tiêu chuẩn bên ngoài.

    2. CÁC ĐẶT TÍNH KỸ THUẬT:

   a. Các đặt tính kỹ thuật chung của bộ CPU:

		Bộ CPU 30 đầu vào/ra
Điện áp nguồn	DC	24VDC
Dải điện áp hoạt động	DC	20.4 đến 26.4VDC
Tiêu thụ điện	DC	Tối đa 20W
Dòng xung	DC	Tối đa 20A
Khả năng chống nhiễu		1500Vp-p, độ rộng của xung:0.1 tới 1us, thời gian lên 1ns.
Khả năng chịu rung lắc		10 đến 57Hz, biên độ 0.075-mm, 57 tới 150Hz, gia tốc:9.8m/s2 theo chiều X,Y,Z với 80 phút mỗi chiều.
Nhiệt độ xung quanh		Hoạt động: 0 tới 55◦C Cất giữ: -20 tới 75◦C
Chống shock		147m/s2 ba lần, mỗi lần theo hướng X,Y,Z
Độ ẩm		10% tới 90%(không có hơi nước)
Không khí		Phải tránh khí ăn mòn
Kích thước Terminal screw		M3
Thời gian ngắt điện		DC:Tối thiểu 2ms
Trọng lượng của bộ CPU		Tối đa:550g

b. Các đặt tính:

	Đặc điểm
Phương pháp điều khiển	Điều khiển bằng phương pháp chương trình lưu dữ
Phương pháp điều khiển vào/ra	Quét theo chu kỳ với đầu ra trực tiếp (Có thể cập nhật tức thời đầu vào ra với IORF97)
Ngôn ngữ	Sơ đồ hình thang
Độ dài của lệnh	Một bước một lệnh, 1 đến 5 word cho mỗi lệnh
Các lệnh	Các lệnh cơ bản: 14 Các lệnh đặt biệt: 105 lệnh, 185 biến tấu
Thới gian thực hiện	Các lệnh cơ bản:0.64us(Lệnh LD) Các lệnh đặt biệt: 7.8us(Lệnh MOV)
Công suất chương trình	4096 word
Số tối đa đầu vào/ra	30 đầu
Các bit đầu vào	Ở OCH: 0000 tới 0010 Ở 10CH:1000 tới 1005(Các word không dùng cho các bit đầu vào thì có thể dùng cho các bit làm việc)
Các bit đầu ra	Ở 10CH:1000 tới 1007 Ở 11CH:1100 tới 1103(Các word không dùng cho các bit đầu ra thì có thể dùng cho các bit làm việc)
Các bit tạm thời	8bit
Bộ đếm / Bộ thời gian	256 bộ đếm/bộ thời gian (TIM/CNT 000 tới TIM/CNT 255) Các bộ thời gian 1ms: TMHH Các bộ thời gian 10ms:TIMH Các bộ thời gian 100ms:TIM Các bộ thời gian 1s/10s:TIML Các bộ đếm giảm:CNT Các bộ đếm có thể đảo ngược:CNTR
Bộ nhớ dữ liệu	Đọc/viết: 2048 words(DM 0000 tới DM 2047) Chỉ đọc:456 words(DM 6144 tới DM 6599) PC Setup:56 words(DM 6600 tới DM 6655)
Bộ đếm tốc độ cao	Một bộ đếm tốc độ cao: một pha 20kHz hoặc hai pha 5kHz(phương pháp đếm tuyến tính) Một ngắt bộ đếm(So sánh giá trị đặt hoặc so sánh dải giá trị đặt)
Các đầu vào phản hồi nhanh	Có 4 đầu vào (Độ rộng xung đầu vào tối thiểu là 50us max)
Các điều khiển analog	Hai điều khiển, dải đặt: 0 đến 200
Hằng số thời gian đầu vào (Thời gian phản hồi On=thời gian phản hồi OFF)	Có thể đặt cho các điểm đầu vào (1ms, 2ms,3ms, 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, hoặc 80ms)
Kiểm tra bộ nhớ	Các lổi lập trình(Kiểm tra khi bắt đầu hoạt động)

3. CÁC ỨNG DỤNG CỦA PLC:

Hiện nay PLC ngày càng được sử dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp mà còn nhiều lĩnh vực khác nhau: các ứng dụng điều khiển hệ thống băng chuyền, hệ thống giao thông, điều khiển cửa ra vào, cầu thang máy, đóng gói, bán hàng tự động, điều khiển động cơ, máy bơm, gia công, chế biến, và cả trong các thiết bị an toàn, bảo vệ..........

          4. CẤU TẠO CỦA CPM1A OMRON:

          a.Bộ xử lý trung tâm(Central Processing Unit):

-Khi PLC được cấp nguồn hoạt động thì nó được khởi động lại theo chế độ khởi động cứng hoặc mềm tùy thuộc vào bộ chọn chế độ ở CPU.

Khi khởi động cứng những hoạt động sau được thực hiện:

• Reset cờ, bộ đếm, bộ thời gian, thanh ghi trạng thái đầu vào I (Input Image Register), O(Output Image Register).
• Kiểm tra các byte vào ra của các module I/O.

-Khi khởi động mềm chu kỳ hoạt động của PLC được khôi phục lại tại thời điểm trước ngắt. Đồng thời những hoạt động sau được thực hiện:

• Reset I/Ò
• Kiểm tra các byte vào ra của những module I/ O.

-Trong PLC, bộ xử lý thực hiện chương trình theo chu kỳ. Chương trình được lưu giữ trong bộ nhớ chương trình, được đọc ra để xử lý từ đầu với chu kỳ T bằng chu kỳ làm việc. Giá trị của chu kỳ T phụ thuộc vào tốc độ xử lý của từng loại PLC khác nhau và phụ thuộc cả vào độ lớn chương trình.

-Khi một chu kỳ bắt đầu, bộ xử lý đọc các trạng thái vào đượ lưu giữ tại Input Register và xử lý lần lượt các lệnh. Địa chỉ của ô nhớ lưu giữ lệnh được trỏ đến bởi một bộ đếm bên trong bộ xử lýbộ xử lý tăng giá trị của bộ đếm này lên một đơn vị trước khi đọc lệnh tiếp theo. Kết quả của việc xử lý các lệnh sẽ đưa tín hiệu ra. Trạng thái hiện tại của tín hiệu này được lưu giữ tại Output Register tới các đầu ra của PLC.

 b. Bộ nhớ chương trình(Program Memory):

Bộ nhớ của CPM1A OMRON gồm các vùng đó là:

• Vùng chương trình (Program Memory).
• Vùng nhớ vào ra(I/O Memory).
• PC setup.

• Vùng chương trình (program space).

Đây là vùng nhớ điều khiển chứa danh sách lệnh điều khiển mà PLC thực hiện nhằm để giải quyết các vấn đề về điều khiển mong muốn. Ngôn ngữ lập trình cho PLC là ngôn ngữ đồ thị hình thang Ladder logic(LAD) hoặc danh sách lệnh Statement List(STL). Chương trình được lưu giữ trong bộ nhớ Non-volatile Read/Write Memory do đó không bị ảnh hưởng khi mất nguồn. Khi muốn thay đổi Program Space thì phải sử dụng một dụng cụ nạp chương trình. Chương trình có thể được chia ra làm hai phần: Chương trình “chính” thực hiện theo chu kỳ và “chương trình ngắt” chỉ hoạt động khi có phát sinh ngắt tương ứng.

• Bộ nhớ vào ra (I/O Memory):

Chương trình đọc và viết dữ liệu trong vùng nhớ này trong suốt quá trình thực hiện. Một phần của bộ nhớ vào/ra này bao gồm các bit phản ánh tình trạng của đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển chương trình. Một số phần còn bị xóa khi tắt điện trong khi một số phần khác vẫn giữ được nội dung.

• PC setup:

-PC setup bao gồm các thông số khởi động và hoạt động. Các thông số PC setup chỉ có thể được đổi bằng phần mềm lập trình và nó không thể đổi từ chương trình.

-Có một số thông số chỉ có thể truy cập vào khi ta bật điện nguồn của bộ điều khiển còn các thông số khác có thể được truy cập thường xuyên khi có điện. Bởi vậy ta phải tắt điện và sau đó mới bật lại để tạo các sitting mới vì các thông số chỉ được truy cập khi có điện.

5. LẮP ĐẶT VÀ NỐI DÂY:

Phần này cung cấp các thông tin về lắp đặt và nối dây của bộ điều khiển chương trình CPM1A khi lắp đặt cũng như nối dây điện nguồn và nối dây cho các đầu vào/ra cho bộ CPM1A, bạn hãy đảm bảo chắc chắn tuân thủ các bước và các qui tắc trong phần này.

          a. Nối dây điện nguồn:

Hãy tách riêng hệ thống dây điện nguồn ra khỏi các dây điện của hệ thống điều khiển, hệ thống điều khiển CPM1A và dây đầu vào/ra DC. Hãy tách riêng các mạch cấp điện cho Unit chính khỏi các mạch chính sử dụng các bộ bảo vệ mạch và cầu chì.

          b. Điện áp nguồn:

-Nếu điện áp nguồn thấp hơn 85% điện áp định mức thì PLC sẽ ngừng hoạt động và tất cả các đầu ra sẽ tắt. Nếu dòng điện áp ảnh hưởng tới thiết bị , hãy tạo mạch bảo vệ tắt các đầu ra cho tới khi điện áp nguồn lên tới mức điện áp định mức.

-Tại những nơi điện áp không ổn định, hãy thực hiện từng bước để đảm bảo điện áp cấp ở mức điện áp định mức. Hãy đảm bảo các điều kiện an toàn.

-Khi thực hiện một trong những thao tác dưới đây, bạn hãy tắt điện của PLC:

• Nối hoặc tháo đầu mở rộng vào/ra với CPU.
• Lắp các modul.
• Nối dây cáp và dây điện. 

          c. Nối dây đầu vào:

Nối dây đầu vào với CPU. Bạn hãy dùng các dây nối kẹp hoặc dây điện đặc (không dùng dây điện xoắn) để nối với PLC. Ta có thể dùng các dây nối điện nguồn ra với CPU dùng điện nguồn AC.

• Chú ý:

Khi thiết bị phải tuân thủ các tiêu chuẩn EC(tiêu chuẩn điện áp thấp) thì ta phải dùng một bộ nguồn cách điện tốt.

d. Nối dây đầu ra:

• Nối dây đầu ra Rơle:

Nối dây đầu ra vào CPU . Dùng các dây nối kẹp hoặc các dây điện đặc (không dùng dây xoắn) để nối với PLC. Các dây điện nguồn ra có thể được dùng với CPU điện nguồn AC.

• Phải dùng dây đơn hoặc dùng kẹp nối nếu bạn dùng dây xoắn.
• Không được vượt quá công suất đầu ra hoặc dòng tối đa thông thường.

 

	Các đầu ra Rơle
Công suất đầu ra	2A (250VAC hoặc 24VDC)
Công suất tối đa thông thường	Thông thường 4A

• Cấu hình đầu ra: CPM1A-30CDR

-Các đầu nối 00 tới 07 của “10CH” tương ứng với IR 01000 tới IR 01007

-Bạn phải dùng dây đơn hoặc dùng kẹp nối nếu bạn dùng dây xoắn.

-Không được vượt quá công suất đầu ra hoặc dòng tối đa thông thường.

Công suất đầu ra	OUT01000 và OUT01001:200mA (30VDC) OUT01002 trở lên: 300mA (30VDC)
Công suất tối đa thông thường	0.8A

• Chú ý:

Trước khi bật PLC, phải kiểm tra hai lần cực, tải hoặc các thiết bị bên trong có thể bị hỏng.

III.LẬP CHƯƠNG TRÌNH CHO PLC CPM1A CỦA OMRON:

CPM1A thực hiện quá trình điều khiển theo chương trình do người điều khiển lập ra và được lưu giữ trong bộ nhớ chương trình. Có thể lập chương trình cho CPM1A của OMRON từ máy tính cá nhân có MS DOS 5.0 trở lên với phần mềm CX Programmer thông qua cable tiêu chuẩn RS 232C (RS 485). Hoặc có thể sử dụng máy lập chương trình. Khi hoạt động CPU của CPM sẽ dịch chương trình viết bằng ngôn ngữ CX Programmer ra mã máy.

1. TỔ CHỨC CHƯƠNG TRÌNH:

-Tất cả chương trình của CPM1A phải cố định theo cách tổ chức thân chương trình chính và sau đó là các chương trình con và các thủ tục ngắt như sau:

• Chương trình chính được gọi một lần trong mỗi vòng quét và kết thúc bởi lệnh kết thúc END.
• Chương trình con là một phần tùy chọn của chương trình, được thực hiện khi được gọi từ chương trình chính.
• Thủ tục ngắt cũng là một phần tùy chọn của chương trình được thực hiện theo từng sự xuất hiện ngắt. Nếu sử dụng thủ tục ngắt phải theo sau sự kết thúc của chương trình chính.

-Nhóm tất cả các chương trình con với nhau theo sau chương trình chính và các chương trình ngắt theo sau chương trình con, ta có một cấu trúc chương trình dễ dàng đọc và hiểu.

          2. Các chế độ hoạt động:

CPU của bộ điều khiển lập trình CPM1A có 3 chế độ hoạt động: PROGRAM, MONITOR và RUN.

a. Chế độ PROGRAM:

Chương trình không thể được thực hiện ở chế độ PROGRAM. Chế độ này được dùng để thực hiện các bước chuẩn bị cho việc thực hiện chương trình như sau:

• Thay đổi các thông số ban đầu/ thôngsố hoạt động như các thông số trong PC Setup.
• Viết, nạp hoặc kiểm tra chương trình.
• Kiểm tra việc đấu dây bằng force-setting và force-resetting các bít vào/ra.

           b. Chế độ MONITOR:

Quá trình thực hiện chương trình đựơc thực hiện tại chế độ này và các hoạt động có thể được thực hiện nhờ các công cụ lập trình. Nhìn chung, chế độ MONITOR được sử dụng để tìm chỗ sai của chương trình, chạy thử và sửa lỗi.

*Online editing: Sửa chương trình trực tiếp khi đang chạy.

*Giám sát bộ nhớ vào/ra trong quá trình hoạt động.

*Force-setting/Force-resetting các bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt và thay đổi các giá trị hiện tại trong suốt quá trình hoạt động.

c. Chế độ RUN:

Chương trình được chạy với tốc độ bình thường ở chế độ này. Ta không thể tiến hành các bước hoạt động như Online editing, force-setting/force-resetting các bit vào/ra, thay đổi giá trị đặt hay các giá tri hiện tại nhưng vẫn có thể theo dõi được tình trạng của các bit vào/ra.

          3. CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG KHI KHỞI ĐỘNG:

Khi có điện vào, chế độ hoạt động của bộ điều khiển chương trình CPM1A phụ thuộc vào các PC setup setting và các trạng thái của khóa trên bàn phím lập trình nếu như bàn phím lập trình được nối với CPM1A.

 

PC setup setting			Nối bàn phím lập trình	Không nối bàn phím lập trình
Word	Bits	Setting
DM66 00	08 đến 15	00	Chế độ khởi động được xác lập.	Chế độ khởi động là chế độ RUN(Xem ghi chú)
		01	Chế độ khởi động giống như chế độ hoạt động trước khi ngắt điện.
		02	Chế độ khởi động được xác định bởi các bit 00 tới 07
	00 đến 07	00	Chế độ PROGRAM
		01	Chế độ MONITOR
		02	Chế độ RUN

• Ghi chú:

-Xác lập mặc định là 00. Với xác lập này, chế độ khởi động được thể hiện bởi Programming Consoles mode swithch setting nếu bàn phím lập trình được nối với cổng ngoại vi. Nếu ta không nối bàn phím lập trình vào thì PLC sẽ tự động vào chế độ RUN. Thời gian cần thiết cho quá trình khởi động ban đầu phụ thuộc vào một số yếu tố như điều kiện hoạt động (bao gồm nguồn cấp, cấu hình của hệ thống và nhiệt độ xung quanh) và nội dung của chương trình.

-Nếu điện áp dao động lên xuống ở mức 85% điện áp định mức của bộ điều khiển chương trình thì lúc này bộ điều khiển sẽ liên tục tắt, bật và sẽ gây nên sự cố đối với hệ thống đươc điều khiển. Trong trường hợp này, bạn hãy đặt một mạch điện bảo vệ để tắt nguồn cấp điện cho các thiết bị nhạy cảm cho tới khi nguồn cấp điện quay trở về đạt mức đã định.

 a. Chuẩn bị cho hoạt động:

Thực hiện các bước dưới đây khi lấp đặt hệ thống CPM1A-30CDR

• Thiết kế hệ thống:

-Chọn một bộ CPM1A-30CDR và với các kỹ thuật cần cho hệ thống điều khiển.

-Thiết kế các mạch an toàn.

• Lắp đặt:

-Lắp đặt bộ CPU(lắp trên mặt tủ hoặc DIN Track).

-Lắp đặt các bộ mở rộng(nếu cần sử dụng).

• Nối dây:

-Nối dây cho bộ nguồn và các thiết bị vào/ra.

-Kết nối các thiết bị truyền tin nếu cần thiết.

-Nối bàn phím lập trình.

• Các khởi tạo ban đầu:

-Tắt công tắt truyền tin của bộ CPU nếu cần thiết.

(Khi phím này tắt, các truyền tin với các thiết bị trừ bàn phím lập trình sẽ được kiểm soát bởi các setting trong PC setup).

-Nối bàn phím lập trình vào, đặt công tắt ở chế độ PROGRAM mode sau đó bật bộ điều khiển lên.

-Kiểm tra các đèn hiển thị LED của bộ PLC và màn hình của bàn phím lập trình.

-Xóa bộ nhớ của bộ điều khiển (xóa hết).

-Thực hiện các setting cho bộ điều khiển chương trình.

• Viết chương trình hình thang

Viết chương trình hình thang để điều khiển chương trình.

• Nạp chương trình vào bộ điều khiển chương trình.

Nạp chương trình vào bộ điều khiển chương trình dùng bàn phím lập trình vào bộ điều khiển.

• Chạy thử

-Kiểm tra dây nối đầu vào/ra trong MONITOR mode.

-Kiểm tra và sửa lỗi thực hiện chương trình trong MONITOR mode.

 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH LADDER:

          a.Thiết kế chương trình:

-Ngôn ngữ ladder thường được sử dụng dể thiết kế hệ thống điều khiển. Khi viết chương trình ladder để điều khiển thiết bị có hoạt động đơn giản thì ít khi đòi hỏi hoạch định và thiết kế chương trình không có nhiều sự liên kết logic giữa phần này với phần khác. Trong thực tế, các mạch logic không thể giới hạn ở các cổng logic cơ bản AND, OR, và NOT đơn lẻ mà thường là sự kết hợp rất nhiều giữa chúng với nhau. Do đó, một đoạn chương trình ladder phải đủ nhỏ để ta có thể hiểu được biểu diễn logic và hoạt động của chúng.

-Về phương pháp thiết kế, việc lập trình ladder không khác gì so với việc lập trình trên máy tính và gồm các bước sau:

• Xác định yêu cầu và phân tích yêu cầu.
• Thiết kế chương trình (thiết kế chức năng và lập trình).
• Lập tài liệu thiết kế.
• Chạy thử chương trình.

b. Ngôn ngữ ladder:

Ngôn ngữ lập trình ladder là ngôn ngữ bậc thang, có dạng đồ họa, cho phép nhập chương trình có dạng như một sơ đồ mạch điện logic, dùng các ký hiệu điện để biểu diễn các công tắc logic ngõ vào và rơle công tắc ngõ ra.Ngôn ngữ này gần gũi với chúng ta và được xem như là một ngôn ngữ cấp cao. Phần mềm lập trình sẽ biên dịch các ký hiệu logic thành mã máy và lưu vào bộ nhớ của PLC. Sau đó PLC sẽ thực hiện các tác vụ điều khiển theo logic thể hiện trong chương trình. 

• Phần tử cơ bản sử dụng mô tả logic dùng trong Ladder:

-Contact: Một contact là biểu tượng của một chuyển mạch. Khi đóng thì có dòng điện chạy qua.

 -Contact thường mở ký hiệu:

-Contact thường đóng ký hiệu:

-Coil: Coil là một cuộn dây có ký hiệu:

• cuộn dây thường mở:

cuộn dây thường đóng

...................................................................................

 

CHƯƠNG V: CÁC BÀI TẬP GỢI Ý

 

17. Bài tập 1:

Viết chương trình đèn giao thông sử dụng 6 timer bằng phần mềm lập trình Cx-Programer giành riêng cho PLC-OMRON.

17. Bài tập 2:

Viết chương trình đèn giao thông sử dụng 4 timer bằng phần mềm lập trình Cx-Programer giành riêng cho PLC-OMRON.

17. Bài tập 3:

Viết chương trình cho 2 băng chuyền theo yêu cầu: băng chuyền 1 vận chuyển sản phẩm trong vòng 10s cho vào thùng, sau đó băng chuyền 2 sẽ vận chuyển thùng đến cuối băng chuyền rồi tự động ngừng. Khi được 5 thùng thì ngưng toàn bộ các băng chuyền trong vòng 10s, sau đó hoạt động lại bình thường. Sử dụng phần mềm lập trình Cx-Programer giành riêng cho PLC-OMRON.

17. Bài tập 4:

Viết chương trình cho 2 băng chuyền theo yêu cầu: băng chuyền 1 vận chuyển được 5 sản phẩm vào thùng thì băng chuyền 2 vận  chuyển thùng đi. Khi vận chuyển được 4 thùng thì ngưng toàn bộ các băng chuyền trong vòng 10s, sau đó hoạt động lại bình thường. Sử dụng phần mềm lập trình Cx-Programer giành riêng cho PLC-OMRON.

17. Bài tập 5:

Viết chương trình cho mô hình đóng mở cửa theo yêu cầu: khi có người đến thì mở cửa cho vào, khi số người vào được 15 người thì tự động khoá cửa không cho vào nữa. Sau 10s thì hoạt động lai bình thường. Sử dụng phần mềm lập trình Cx-Programer giành riêng cho PLC-OMRON.

17. Bài tập 6:

Viết chương trình cho 1 thang nâng 2 tầng theo yêu cầu: nếu đang đứng ở tầng 1 và thang đang ở tầng 2, khi nhấn công tắc ngoài của tầng 1 thì thang sẽ tự động chạy xuống tầng 1, vào trong thang nhấn công tắc 2 trong thang thì thang sẽ lên tầng 2 và ngược lại.

         CHƯƠNG VI: BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN.

         

Trải qua quá trình thực hiện đồ án tuy gặp phải những khó khăn nhất địnhnhưng cơ bản đã hoàn thành đề tài.

I. Đèn giao thông:

          Đã hoàn thành phần cứng và chương trình đèn giao thông 1 timer. Mô hình đã hoạt động đúng theo yêu cầu thiết kế.

II. Băng chuyền:

          Đã hoàn thành thiết kế và thi công phần cứng của mô hình cũng như phần chương trình. Sau khi vận hành chạy thử thì mô hình đã hoạt động theo yêu cầu  thiết kế.

III. Đóng mở cửa:

          Sau quá trình thiết kế, thi công và viết chương trình cho mô hình đóng mở cửa, mô hình đã hoạt động đúng yêu cầu, cửa tự động mở khi có người và sau 5s thì tự động đóng lại.

IV. Thang 3 tầng:

          Tuy gặp chút khó khăn nhưng đã khắc phục được và hoàn thành mô hình thang 3 tầng. Đã hoàn thành phần cứng và chương trình. Về cơ bản mô hình đã hoạt động theo yêu cầu, thang có thể chạy lên, xuống các tầng 1, 2, 3.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

1. BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐƯỢC OMRON SYSMAC CPM*A.

(Ban điều khiển điện trường cao đẳng công nghiệp Hà Nội)

2. BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐƯỢC VÀ CÁC KHỐI MỞ RỘNG.

(Ban điều khiển điện trường cao đẳng công nghiệp Hà Nội)

3. TỰ ĐỘNG HOÁ VỚI PLC VÀ INVERTER CỦA OMRON.

(Nguyễn Tấn Phước -Nguyễn Thanh Giang, Nhà xuất bản trẻ)

4. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CX-PROGAMER.

(Đại lý omron Bến Thành)