BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM
VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
HẢI PHÕNG-2016
BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM
VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên:Phạm Văn Duy
Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Thắng
HẢI PHÕNG-2016
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC
----------------o0o-----------------
BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên : Phạm Văn Duy – mã SV: 1112102004
Lớp : ĐC1501 - Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp.
Tên đề tài: Thiết kế lập trình hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử
dụng plc S7-200
.
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về
lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:.......................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn thứ 1.
Họ và tên : Nguyễn Trọng Thắng
Học hàm, học vị : Tiến sĩ
Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng
Nội dung hƣớng dẫn : Toàn bộ đồ án
Ngƣời hƣớng dẫn thứ 2.
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hƣớng dẫn :
Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày......tháng.....năm 2016.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày……tháng……năm 2016.
Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N.
Sinh viên
Phạm Văn Duy
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Cán bộ hƣớng dẫn ĐT.T.N
TS. Nguyễn Trọng Thắng
Hải Phòng, ngày......tháng.......năm 2016
HIỆU TRƢỞNG
GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng,
chất lƣợng các bản vẽ...)
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày…..tháng……năm 2016
Cán bộ hƣớng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu
ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết
minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……tháng…….năm 2016
Ngƣời chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1
TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TRỘN SƠN ........................................................ 2
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. .......................................................................... 2
1.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU. .............. 9
1.3. CẤU TẠO HỆ THỐNG TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG. .................................. 16
CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 200. ................................................................... 25
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG. ............................................................................ 25
2.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG. ..................................................................... 29
2.3. CẤU TRÖC BỘ NHỚ. ............................................................................ 38
2.4. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA CPU. ................................................ 42
2.5. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC S7-200. ....................................... 43
2.6. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP7. ......................................................... 55
2.7. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG PLC S7 – 200................................ 58
CHƢƠNG 3
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRỘN SƠN ................................. 60
BẰNG PLC S7-200 ......................................................................................... 60
3.1. YÊU CẦU. ............................................................................................... 60
3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. ................................................................. 60
3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO PLC. ................................................................ 61
3.4. LƢU ĐỒ THUẬT GIẢI............................................................................61
3.5. CÁC ĐẦU VÀO/RA PLC. ...................................................................... 65
3.6. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. .......................................................... 68
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................86
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, đất nƣớc ta bƣớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá
trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tƣ vào các dây chuyền sản
xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao
động và cho ra sản phẩm có chất lƣợng cao. Một trong những phƣơng án đầu tƣ
vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với
những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang
đƣợc sử dung rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau.
Để điều khiển hệ thống trộn sơn ta có nhiều cách khác nhau nhƣ dùng rơle thời
gian, dùng vi điều khiển...vv. Với những ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: giá thành hạ, dễ
thi công lắp đặt, dễ sửa chữa, chất lƣợng làm việc ổn định linh hoạt… , nên hiện
nay PLC (Program Logic Control – thiết bị điều khiển lập trình đƣợc) đƣợc sử
dụng rất rộng rãi để điều khiển hệ thống trộn sơn.
Xuất phát từ tình hình thực tế trên và ham muốn hiểu biết về PLC, em xin chọn
đề tài làm tốt nghiệp: “: Thiết kế lập trình hệ thống tự động bơm và trộn liệu
sử dụng plc S7-200” do TS. Nguyễn Trọng Thắng hƣớng dẫn.
Đề tài gồm ba chƣơng với nội dung cơ bản nhƣ sau:
Chƣơng 1. Tìm hiều về hệ thống trộn sơn.
Chƣơng 2. Tổng quan về PLC S7 – 200.
Chƣơng 3. Thiết kế, xây dựng hệ thống điều khiển trộn sơn bằng PLC
S7 – 200.
CHƢƠNG 1.
TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TRỘN SƠN
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN.
1.1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn thế giới.
Sơn (hoặc có thể gọi là chất phủ bề mặt) đƣợc dùng để trang trí mỹ thuật
hoặc bảo vệ các bề mặt vật liệu cần sơn. Sơn đã đƣợc loài ngƣời cổ xƣa chế biến từ
các vật liệu thiên nhiên sẵn có để tạo các bức tranh trên nền đá ở nhiều hang động
nhằm ghi lại hình ảnh sinh hoạt cuộc sống thƣờng ngày mà ngành khảo cổ học thế
giới đã xác định đƣợc niên đại cách đây khoảng 25.000 năm. Ai Cập đã biết chế
tạo sơn mỹ thuật từ năm 300 – 600 trƣớc công nguyên Hy Lạp và La Mã đã chế tạo
sơn dầu béo vừa có tác dụng trang trí vừa có tính chất bảo vệ các bề mặt cần sơn
trong thời kỳ năm 600 trƣớc công nguyên đến năm 400 sau công nguyên và mãi
đến thế kỷ 13 sau công nguyên các nƣớc khác của Châu Âu mới biết đến công
nghệ sơn này và đến cuối thế kỷ 18 mới bắt đầu có các nhà sản xuất sơn chuyên
nghiệp do yêu cầu về sơn tăng mạnh.
Cuộc cách mạng kỹ thuật của thế giới đã tác động thúc đẩy phát triển ngành công
nghiệp sơn từ thế kỷ 18 nhƣng chất lƣợng sơn bảo vệ và trang trí vẫn chƣa cao vì
nguyên liệu chế tạo sơn đi từ các loại dầu nhựa thiên nhiên và các loại bột màu vô
cơ có chất lƣợng thấp.
Ngành công nghiệp sơn chỉ có thể phát triển nhảy vọt khi xuất hiện trên thị trƣờng
các loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn cùng với các loại bột màu hữu cơ chất lƣợng
cao và nhất là sự xuất hiện của sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO2) là loại
bột màu chủ đạo, phản ánh sự phát triển của công nghiệp sơn màu. Các mốc phát
triển công nghiệp sơn (đƣợc khởi đầu từ thế kỷ 20 đến cuối thế kỷ 20) có thể đƣợc
phản ánh nhƣ sau:
- Năm 1923: nhựa Nitrocellulose, alkyd
- Năm 1924: Bột màu TiO2
- Năm 1928: Nhựa Phenol tan trong dầu béo
- Năm 1930: Nhựa Amino Urea Formaldehyde
- Năm 1933: Nhựa Vinyl Clorua đồng trùng hợp
- Năm 1934: Nhựa nhũ tƣơng trong gốc dầu
- Năm 1936: Nhựa Acrylic nhiệt rắn
- Năm 1937: Nhựa Polyurethan
- Năm 1939: Nhựa Amino melamin Formaldehyde
- Năm 1944: Sơn gốc Silicone
- Năm 1947: Nhựa Epoxy
- Năm 1950: Nhựa PVA và Acrylic laquer
- Năm 1955: Sơn bột tĩnh điện
- Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhựa latex
- Năm 1960: Sơn công nghiệp gốc nƣớc
- Năm 1962: Sơn điện di kiểu Anode
- Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV
- Năm 1971: Sơn điện di kiểu catode
1.1.2 Lịch sử phát triển ngành sơn Việt Nam.
Ở Việt Nam, cha ông ta từ gần 400 năm trƣớc đã biết dùng sơn ta từ cây sơn
mọc tự nhiên chế biến thành sơn trang trí và bảo vệ cho chất lƣợng gỗ của các pho
tƣợng thờ, các tấm hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ này
chất lƣợng hầu nhƣ không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn
đƣợc coi là nguyên liệu chất lƣợng cao dùng cho ngành tranh sơn mài đƣợc ƣa
chuộng cả trong và ngoài nƣớc hoặc một số loại dầu béo nhƣ: dầu chẩu và dầu lai
hoặc nhựa thông từ cây thông ba lá mọc tự nhiên tại Việt Nam, từ lâu đã đƣợc
ngƣời dân chế biến thành dầu bóng (clear – varnish) gọi nôm na là “quang dầu”
dùng trang trí và bảo vệ cho “nón lá” hoặc “đồ gỗ”, nội ngoại thất.
Tuy nhiên, việc sử dụng sơn nói trên chỉ mang tính chất tự phát từ nhu cầu
đời sống thƣờng ngày, đến năm 1913 - 1914 ở Việt Nam mới xuất hiện một xƣởng
sơn dầu ở Hải Phòng do ngƣời Pháp mở mang nhãn hiệu TESTUDO , tiếp sau đó
vài năm hãng sơn Việt Nam đầu tiên “Công ty sơn Nguyễn Sơn Hà” đƣợc thành
lập và tiếp theo có các hãng sơn ở Hà Nội là Thăng Long, Gecko. Trong đó cần
chú ý là loại sơn RESISTANCO của hãng sơn Nguyễn Sơn Hà rất đƣợc ngƣời tiêu
dùng trong và ngoài nƣớc ƣa chuộng, đây có thể nói là hãng sơn đầu tiên lớn nhất
tại Việt Nam lúc ấy và còn để lại giấu ấn lịch sử tới ngày nay là Công ty cổ phần
sơn Hải Phòng phát triển từ mảnh đất mang tên Xí nghiệp sơn Phú Hà (hậu duệ sau
này của ông Nguyễn Sơn Hà). Vì vậy có thể nói rằng: ông Nguyễn Sơn Hà chính là
ông tổ ngành sơn Việt Nam.
Ngành sơn Việt Nam sau khi đạt đƣợc sự phát triển ổn định từ khi thành
lập, giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2007 là quá trình phát triển với tốc độ cao
cùng với sự tăng trƣởng không ngừng của nền kinh tế Việt Nam với các đặc điểm
phát triển nhƣ sau:
Phát triển mạnh về sản lƣợng và chủng loại sơn: Sơn trang trí chiếm tỉ trọng
lớn, tăng trƣởng trung bình 25%/năm, sơn tàu biển, bảo vệ, sơn công nghiệp ngày
càng phát triển theo yêu cầu thị trƣờng (xem bảng số liệu các năm 1995 đến 2007
về phát triển thị trƣờng sơn Việt Nam do Hiệp hội sơn và mực in Việt Nam –
VPIA công bố).
Đến năm 2007 đã có mặt tại Việt Nam hầu hết các hãng sơn lớn của thế giới
dƣới hình thức đầu tƣ 100% vốn nƣớc ngoài hoặc gia công hợp tác sản xuất với
các công ty Sơn Việt Nam. Bên cạnh đó, nhiều công ty Sơn Việt Nam (dạng cổ
phần hoặc tƣ nhân 100% vốn Việt Nam cũng mạnh dạn mở rộng hoặc xây mới nhà
máy, đầu tƣ thiết bị công nghệ mới, nâng cao chất lƣợng sản phẩm sơn cạnh tranh
thị trƣờng theo yêu cầu ngƣời tiêu thụ. Có thể nói sự phát triển với tốc độ cao về
sản lƣợng công nghệ mới và nâng cao chất lƣợng sản phẩm đã tạo ra bức tranh
ngoạn mục của phát triển ngành sơn Việt Nam trong giai đoạn này. Sự phân chia
thị trƣờng các loại sơn tại Việt Nam đến năm 2007 đã đạt mức quân bình kiểu “tám
lạng nửa cân” giữa các thƣơng hiệu lớn không phân biệt “nƣớc ngoài” hay “nội
địa” có thể kể ra nhƣ sau:
Về sơn trang trí: 4 ORANGES - AKZO (ICI) DECORATIVE – NIPPON –
KOVA – TISON BẠCH TUYẾT – SƠN TỔNG HỢP…
Về sơn tàu biển và bảo vệ: INTERPAINTS – SƠN HẢI PHÕNG – SƠN
JOTUN – SƠN Á ĐÔNG – SƠN HẢI ÂU…
Về sơn đồ gỗ: AKZO INDUSTRY COATINGS – ĐẠI HƢNG – VALSPA
SHERWIN WILLIAMS – ĐẠI KIỀU – HÓA KEO BÌNH THẠNH – XUÂN AN
–DUY HOÀNG …
Về sơn bột: AKZO CHANG CHENG – JOTUN- ĐẠI PHÖ – TÂN NAM
PHÁT – Á ĐÔNG – SƠN TỔNG HỢP HÀ NỘI
Về sơn coil (tấm lợp): Á ĐÔNG – AKZO INDUSTRY COATINGS – PPG
COATINGS – BECKER – KCC YUNGCHI…
Về các loại sơn khác (ví dụ: Sơn ô tô OEM, sơn sàn, sơn kẻ đƣờng, sơn can,
sơn plastic…) các thƣơng hiệu: Sơn tổng hợp Hà Nội, Nippon, PPG, KOVA, Sơn
Hải Phòng…
Dòng sản phẩm với công nghệ mới nhất của thế giới và khu vực là sơn trang
trí gốc nƣớc sử dụng bột dioxit titan (TiO2) nano chất lƣợng cao đã đƣợc nhiều
hãng sơn tại Việt Nam sản xuất bán ở thị trƣờng hoặc các loại sơn công nghiệp gốc
nƣớc từ Epoxy, Polyurethan chất lƣợng cao cũng đã đƣợc sản xuất bán ra thị
trƣờng theo xu hƣớng sản phẩm thân thiện môi trƣờng. Tuy nhiên, số lƣợng yêu
cầu sử dụng chƣa nhiều do giá sản phẩm còn cao.
Số lƣợng nhà sản xuất sơn bắt đầu tăng trƣởng mạnh: năm 2002 có 60
doanh nghiệp – năm 2004: 120 doanh nghiệp – năm 2006: 168 doanh nghiệp –
năm 2008: 187 doanh nghiệp – năm 2009 (theo số thống kê cập nhật chƣa đƣợc
kiểm tra): khoảng 250 doanh nghiệp.
Nhận xét chung về thị phần và phân chia thị phần sơn Việt Nam thấy rằng:
+ Cho đến năm 2008 các doanh nghiệp có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài (khoảng
hơn 30 doang nghiệp) vẫn chiếm 60% thị phần, 40% còn lại là phần các doanh
nghiệp Việt Nam.
+ Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn về thể tích (64 – 66%) tổng sản lƣợng
nhƣng lại có giá trị thấp, ứng với (41 – 45%) về trị giá.
Với đặc điểm phát triển tốc độ cao trong giai đoạn này có mức tăng trƣởng
trung bình 15 – 20% năm, số lƣợng Doanh nghiệp sản xuất sơn ngày càng gia tăng
Việt Nam trở thành “điểm nóng” thu hút đầu tƣ của các nƣớc trong khu vực và
quốc tế vào ngành công nghiệp sơn. Hiệp hội ngành nghề sơn - mực in Việt Nam
(tên giao dịch VPIA) đƣợc thành lập 25/4/2008 từ tổ chức tiền thân là phân hội sơn
- mực in thuộc Hội hóa học – Tp.Hồ Chí Minh. Ngay năm đầu tiên thành lập, tính
đến 21/4/2009 VPIA đã quy tụ 112 Hội viên Doanh nghiệp có liên quan đến ngành
nghề (trong số 71 Hội viên là doanh nghiệp sản xuất có: 54 doanh nghiệp sản xuất
sơn, 10 doanh nghiệp sản xuất mực in, 7 doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu và
thiết bị sản xuất sơn) VPIA là thành viên chính thức của tổ chức APIC (Hội đồng
quốc tế sơn Châu Á) gồm 17 Hiệp hội sơn các nƣớc trong khu vực. Hiện nay, trong
bối cảnh khủng hoảng kinh tế toàn cầu VPIA đang bƣớc đầu hội nhập vào con
đƣờng hoạt động chuyên nghiệp, với nhận định của các chuyên gia kinh tế có uy
tín của thế giới, nền kinh tế Việt Nam sẽ sớm phục hồi và có thể gữ mức tăng
trƣởng trên 3% năm 2009.
1.1.3 Lịch sử phát triển ngành sơn H i Ph ng.
Hoá học là một ngành có rất nhiều ứng dụng cả trong cuộc sống cũng nhƣ
trong nền sản xuất kinh tế quốc dân. Nhƣng sinh viên ngày nay lại chƣa thực sự có
những hiểu biết rõ ràng và cụ thể về vai trò của công nghệ hoá học, những hiểu
biết của sinh viên chỉ là trên lí thuyết mà giữa lí thuyết và thực tế lại có nhiều sự
khác nhau. Với chuyến đi thực tế tại nhà máy Sơn Hải Phòng đã giúp cho các sinh
viên có những hiểu biết cụ thể hơn về nền sản xuất, việc ứng dụng các công nghệ
vào trong quy trình sản xuất.
Sơn là một sản phẩm có tầm quan trọng rất lớn trong nền kinh tế quốc dân.
Không có một nghành nào là không sử dụng sản phẩm từ sơn nhƣ: tàu biển, công
trình biển, công trình công nghiệp nặng, giao thông, cầu thép, sơn bột tĩnh điện,
trang trí, xây dựng , dân dụng …Và công nghệ hoá học có rất nhiều ứng dụng
trong quy trình sản xuất sơn. Với sự ra đời của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng
ngày 25 tháng 1 năm 1960 (đƣợc cổ phần hoá từ ngày 30 tháng 1 năm 2004) đã
làm cho nền kinh tế quốc dân của nƣớc ta có nhiều sự phát triển vƣợt bậc.
Hiện nay công ty Sơn Hải Phỏng là sự tổ hợp của ba công ty cổ phần:
1. Công ty Vico: Chuyên Sản xuất các sản phẩm bột giặt ,chất tẩy rửa ... chất
lƣợng cao.
2. Công ty Vilaco: Sản xuất các sản phẩm hoá mỹ phẩm cao cấp.
3. Công ty SiviCo: Sản xuất các sản phẩm sơn giao thông nhiệt dẻo phản quang,
bao bì... chất lƣợng cao.
Địa điểm thăm quan của Công ty CP Sơn Hải Phòng là cơ sở sản xuất sơn,
cong ty là một trong những doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất và cung
cấp sơn tại Việt Nam và khu vực, không ngừng đổi mới phát triển công nghệ nhằm
thoả mãn nhu cầu của khách hàng ở mức tốt nhất. Điều này đƣợc đánh giá bằng
một loạt các phần thƣởng cao quí đƣợc nhà nƣớc phong tặng cũng nhƣ chứng chỉ,
chứng nhận mà doanh nghiệp đã đƣợc các tổ chức uy tín nhất trong nƣớc và quốc
tế công nhận trong suốt hơn 45 năm qua: nhƣ Huân chƣơng Độc lập hạng Hai &
Ba, giải vàng Chất lƣợng Việt Nam 1998, hàng Việt Nam Chất lƣợng cao do ngƣời
tiêu dùng bình chọn (1998 - 2004), một trong 10 doanh nghiệp hàng đầu của thành
phố Hải Phòng 2001-2005, bốn năm liền (1999-2002) đƣợc nhận cờ thi đua xuất
sắc của Chính phủ, Danh hiệu hàng VN chất lƣợng cao do ngƣời tiêu dùng bình
chọn năm 2006, …
Với một bề dày kinh nghiệm và đƣợc chuyển giao công nghệ sản xuất sơn
tàu biển cao cấp theo Li xăng của hãng CMP là hãng sơn tàu biển số 1 tại Nhật
Bản và là 1 trong 6 hãng sơn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực trên với kinh nghiệm
sản xuất sơn gần 1 thế kỷ phục vụ cho ngành công nghiệp đóng và sửa chữa tàu
biển và công trình biển tại Nhật Bản và trên toàn thế giới.Với đội ngũ kỹ sƣ công
nghệ đƣợc đào tạo chuyên ngành tại nƣớc ngoài và trong nƣớc dày dặn kinh
nghiệm, đội ngũ công nhân lành nghề. Với hơn 40 năm kinh nghiệm sản xuất sơn
tàu biển, áp dụng các thành tựu mới nhất trong nƣớc và quốc tế về công nghệ sản
xuất sơn tàu biển.
Với công nghệ tiên tiến, dây chuyền hiện đại, sản phẩm chất lƣợng cao và
hài hoà với môi trƣờng và kinh nghiệm phục vụ sơn cho hàng nghìn lƣợt tàu trong
và ngoài nƣớc, trong đó có tàu trọng tải lớn tới 175.000 tấn sửa chữa tại nhà máy
sửa chữa tàu biển Hyundai Vinashin và giàn khoan dầu khí ngoài biển. Công ty Cổ
phần Sơn Hải Phòng tự hào đƣợc đánh giá là nhà sản xuất sơn hàng đầu trong lĩnh
vực cung cấp sơn phục vụ cho tàu biển và công trình biển tại Việt Nam.
Bên cạnh đó là kinh nghiệm phục vụ hàng loạt các công trình, dự án công
nghiệp quốc gia, cùng với dich vụ tƣ vấn, hƣớng dẫn và giám sát kỹ thuật, bảo
hành sẽ mang lại cho công trình chất lƣợng cao nhất.
Ngày nay công ty đang đẩy mạnh sản xuất theo chiến lƣợc phát triển là: Tập
trung phát triển sơn tàu biển, sông trình biển và công nghiệp nặng và sơn giao
thông chất lƣợng đạt tiêu chuẩn quốc tế và liên tục cải tiến đổi mới hài hoà với môi
trƣờng.
1.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU.
1.2.1 SƠN:
1.2.1.1. Khái niệm sơn:
Sơn là loại vật liệu dùng để bảo vệ và trang trí bề mặt, sau khi khô tạo một
lớp màng rắn, liên kết bám dính tốt trên bề mặt đƣợc sơn. Sơn có thành phần chính
bao gồm: bột màu, bột phụ trợ, chất tạo màng, dung môi và một số chất phụ gia.
Hiện nay thì một số sơn hiện đại thì lại không sử dụng dung môi nhƣ:
+ Sơn bột, vật liệu trải đƣờng nhiệt dẻo.
+ Thành phần chất tạo màng có tác dụng pha loãng.
1.2.1.2. Phân lo i sơn
Hiện nay có nhiều cách phân loại sơn khác nhau, nhƣng dù là cách phân loại
nhƣ thế nào thì bản chất chính của sơn hầu nhƣ không thay đổi, sự khác nhau của
chúng chỉ ở một số điểm.
a. Theo bản chất của chất tạo màng:
- Sơn dầu, sơn Alkyd.
- Sơn Epoxy.
- Sơn polyurethane.
- Sơn cao su clo hoá, acrylic.
- Sơn vô cơ.
- Các loại khác: silicon,melamin, ure,stỉren.
b. Theo chức năng:
- Sơn lót (primers, anti-corosive paints).
- Sơn bả (matit, sealers).
- Sơn lớp trung gian (undercoats).
- Sơn phủ (finish coats).
c. Theo kết cấu.
- Sơn dung môi.
- Sơn hàm rắn cao – hight solid – (Sơn bột, sơn nóng chảy, hàm lƣợng
chát bay hơi thấp).
- Sơn nƣớc.
- Sơn “high built”: độ chống chảy cao, có thể thi công đƣợc lớp dày.
d. Theo công dụng:
- Sơn chịu hoá chất.
- Sơn chống rỉ.
- Sơn chống hà
- Sơn trang trí, mỹ thuật.
- Sơn có tính năng đặc biệt: chống trƣợt, chống thấm…
e. Các cách phân loại khác:
- Theo lĩnh vực: tàu biển, công nghiệp, xây dựng, giao thông, sơn ôtô …
- Theo bản chất hoá học: khô hoá học, khô vật lí, sơn nhiệt rắn, khô tự
nhiên, sơn sấy, đóng rắn UV, đóng rắn bằng electron…
- Theo đóng gói: một thành phần, nhiều thành phần…
1.2.2. CHẤT TẠO MÀNG:
Là thành phần chính trong sơn, có tác dụng là liên kết các thành phần trong
sơn với nhau, qua đó tạo cho sơn một độ bám dính của màng sơn lên bề mặt vật
liệu. Tạo những đặc tính của màng sơn: cơ lý, hoá học, chịu thời tiết, chống rỉ, chịu
nhiệt… Nguồn gốc của chất tạo màng bao gồm từ thiên nhiên, từ tổng hợp mà ra.
+ Nhựa thiên nhiên: dầu lanh, dầu chuẩn, dầu đỗ tƣơng…
+ Nhựa tổng hợp: nhựa alkyd, epoxy, PU.
Chất tạo màng có nhiều loại khác nhau:
+ Loại nhiệt dẻo: (Khô vật lí)
Là loại mà khi quá trình khô xảy ra thì dung môi sẽ bị bay hơi ra khỏi màng sơn.
Và khi màng sơn khô thì không có sự biến đổi về mặt hoá học và có thể hoà tan trở
lại.
Ví dụ nhƣ: Nhựa Cellulose, Vinyl, cao su clo hoá…
+ Loại nhiệt rắn: (Khô hoá học)
Đây là loại mà khi quá trình khô xảy ra thì có phản ứng hoá học xảy ra trong màng
sơn, các phản ứng xảy ra có thể là phản ứng oxy hoá, phản ứng trùng hợp, hay là
một số tƣơng tác hoá học…Khi màng sơn khô không hoà tan trở lại. Ví dụ nhƣ:
Nhựa Epoxy, Ankyd, Polyurethan…Yêu cầu kĩ thuật và nâng cao chất lƣợng.
Yêu cầu:
Sơn tạo thành phải đạt đƣợc những yêu cầu tối thiểu nhƣ:
- Tạo đƣợc màng mỏng trên bề mặt vật liệu.
- Dễ thi công khi pha thành dung dịch.
- Sức căng bề mặt nhỏ để màng sơn dễ dàn đều.
- Độ bền cơ học cao.
- Độ bền thời tiết cao, chịu tia tử ngoại, chống đƣợc sự thay đổi màu sắc của
bột màu.
Và một số yêu cầu khác nhƣ khả năng chống thấm, chịu nhiệt, chống rỉ… trƣớc
những biến động của thời tiết, biến tính chất tạo màng.
Mục đích: nâng cao tính năng của nhựa tạo màng.
Phƣơng pháp tạo biến tính chất màng có hai phƣơng pháp chính đó là biến tính
vật lí và hoá học.
- Biến tính vật lí là phƣơng pháp phối trộn thêm một số thành phần khác để
tang tính năng của nhựa.
- Biến tính hoá học là phƣơng pháp trùng hợp để tạo thành mạng không gian
cho nhựa.
1.3. BỘT MÀU VÀ BỘT PHỤ TR
1.2.3.1. Bột màu
Có thành phần chính là các hợp chất hoá học( nhƣ oxit, muối…) và chúng
có thể có nguồn gốc từ các chất vô cơ hay là những chất hữu cơ.
Bột màu có tác dụng tạo màu cho sơn theo những yêu cầu mà ngƣời tiêu dùng cần.
Ngoài tác dụng tạo màu thì bột màu còn có một số tính năng khác nhƣ khả năng
chống rỉ, thụ động hoá…
1.3.2.2. Yêu cầu kĩ thuật
1.2.3.4. Bột màu
- Bột màu phải có màu sắc phải bền đẹp.
- Không bị hoà tan trong nƣớc và trong một số dung môi khác.
- Có độ phủ độ mịn cao, độ thấm dầu thích hợp.
- Có cấu tạo phù hợp và có khả năng phân tán tốt trong CTM, không có tác dụng
phụ.
1.2.3.5. Bột phụ trợ:
- Tạo cho màng sơn có những tích chất đặc biệt nhƣ về độ cứng, độ đàn hồi và
khả năng không thấm nƣớc…
- Không có khả năng tạo độ phủ hoặc độ phủ là rất kém.
- Giảm giá thành sản phẩm và các loại bột phụ trợ chủ yếu đƣợc dùng trong
công nghiệp sơn hiện nay là: talc, bải, cacbonat…
1.2.4. DUNG MÔI:
1.2.4.2. Yêu cầu về dung môi:
Dung môi đƣợc sử dụng trong quy trình sản xuất sơn phải có đƣợc những
yêu cầu tối thiểu nhƣ:
- Khả năng hoà tan tốt chất tạo màng.
- Tốc độ bay hơi thấp.
- Trung tính.
- Ít độc hại, khó cháy nổ.
- Giá thành thấp, dễ kiếm
1.2.4.3. Phân lo i:
Có nhiều cách phân loại khác nhau, và cách phân loại tuỳ thuộc vào đặc
điểm mà ta xét:
Loại hydrocacbon:
+ Mạch thẳng: Mine
+ Vòng thơm: Xylen, toluen, benzene
+ Loại mạch vòng khác:Solv
Loại rƣợu: chứa nhóm –OH: Methanol, butanol…
Loại ete:PGMO
Loại este : butyl axetat, ethyl axetat …
Loại tạp chức: Ethyl cellosove, Butyl cellosove…
1.2.4.5. An toàn khi sử dụng.
Trong quá trình tiếp xúc với dung môi ta cần phải chú ý các điểm sau:
- Tránh tiếp xúc trực tiếp lên da và mắt.
- Không mở nắp thùng phuy đựng các dung môi bằng các dụng cụ kim loại.
- Đeo khẩu trang làm việc với dung môi.
- Cấm lửa tuyệt đối khi làm việc với dung môi.
- Tuân thủ quy trình công nghệ khi sản xuất.
1.2.5. PHỤ GIA.
1.2.5.1. Khái quát
Chất phụ là những vi chất trong thành phần của sơn, tuy vậy nhƣng nó lại
không thể thiếu đƣợc trong thành phần của sơn, vì nó có rất nhiều tác dụng quan
trong nhƣ:
- Cải thiện, nâng cao tính năng của màng sơn
- Tạo ra những tích chất đặc biệt trong sơn.
Ví dụ: chất tạo vân trong sơn vân búa, chống tia cực tím, chất làm mờ…
1.2.5.2. Phân lo i
Có nhiều cách phân loại khác nhau về chất phụ gia nhƣ:
- Phụ gia làm khô
- Phụ gia phân tán
- Phụ gia chống tạo bọt, tăng sức căng bề mặt
- Phụ gia chống tạo màng, chịu thời tiết …
- Phụ gia chống lắng, chống chảy, hoá dẻo
- Phụ gia dàn đều bề mặt, tạo vân…
1.2.6. SẢN XUẤT SƠN.
Dung môi tẩy sơn cơ bản hay chất cạo sơn là những dung môi dùng để cạo
bỏ lớp sơn cũ. Chúng không phải là một hóa chất duy nhất mà là sự trộn lẫn của
nhiều chất khác nhau, mỗi chất có một tác dụng riêng. Các thành phần hoạt hóa
thƣờng là một chất đƣợc gọi là metylen clorua. Một số sản pẩm có chứa các thành
phần hoạt hóa khác với metylen clorua, nhƣng chúng không hiệu quả lắm trong
việc ăn mòn, làm giộp và gây tróc lớp sơn cũ.
Một số hóa chất khác trong chất tẩy sơn có tác dụng tăng nhanh quá trình
làm bong, và làm chậm quá trình bay hơi của dung môi, và đóng vai trò nhƣ một
tác nhân làm giày dung môi (giữ cho dung môi bay hơi chậm hơn).
Chất tẩy sơn tiêu biểu có hai loại, dạng lỏng và dạng nhũ tƣơng. Nhìn chung
thì dạng lỏng sẽ tẩy nhanh hơn. Dạng nhũ tƣơng thì tẩy sạch hơn vì nó không bị
nhỏ giọt và bám dính lâu hơn, nhất là trên những vật hình trụ hay khi làm việc với
bề mặt thẳng đứng.
Về cơ bản thì có một số điểm lƣu ý về an toàn khi sử dụng chất tẩy sơn
nhƣng không thể thay thế đƣợc bản hƣớng dẫn của nhà sản xuất đối với từng sản
phẩm, điều quan trọng là bạn phải đọc lƣu ý đƣợc in trên nhãn của mỗi sản phẩm.
1.3. CẤU TẠO HỆ THỐNG TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG.
1.3.0. Bồn chứa sơn.
- Hình trụ tròn.
- Ba bồn chứa màu sơn cơ bản : xanh - đỏ - vàng, dung tích các bồn 1 m3
.
- Bồn chứa chính để trộn sơn, dung tích 50 lít.
1.3.1. Bình trộn sơn.
1.3.2. Động cơ bơm.
- Sử dụng máy bơm sơn APP-2504.
- Lƣu lƣợng: 6 lít/phút.
- Áp suất mô tơ khí: 20 - 100psi.
- Đƣờng kính môtơ khí : 85 mm.
- Phạm vi nhiệt độ: 4,4 – 70o
C.
- Trọng lƣợng: 20kg.
- Xuất xứ : Đài Loan.
Hình 1.1: Máy bơm sơn APP-2504.
1.3.3. Động cơ trộn.
- Động cơ xoay chiều 220V – 50Hz
- Công suất 90W
Hình 1.2: Động cơ trộn.
1.3.4. C m biến mức.
- Loại cảm biến báo mức kiểu điện dung SA SERIES.
- Nguyên lý ho t động:Cảm biến đo mức kiểu điện dung hoạt động dựa vào nguyên
lý “Cảm ứng điện dụng”, khi cảm biến mức này đƣợc đặt trên một bồn chứa,
nó sẽ hình thành một trạng thái tụ điện giữa các điện cực và thành bồn chứa.
Điện dung của tụ điện này thay đổi tỷ lệ thuận với sự thay đổi mức trong
bồn chứa. Qua nhiều mạch chia thanh, cộng hƣởng… tín hiệu đầu ra sẽ đƣợc
chuyển thành dạng tiếp điểm, dòng 4~20mA, điện áp… tùy thuộc vào nhu
cầu sử dụng.
- Tính năng:
 Không chứa các bộ phần dịch chuyển, cảm biến sẽ không bị ảnh
hƣởng bởi ma sát, do đó phù hợp với đo mức cho cả chất lỏng và chất
rắn.
 Đa dạng Model, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau
 Nhiệt độ làm việc: -20 ~ 200°C, Max. 800°C.
 Độ nhạy: 10pf, 20pf và 40pf, có thể điều chỉnh đƣợc.
 Thiết kế thêm tính năng điều chỉnh độ trễ, cho phép khoảng điều
chỉnh từ 0 ~ 6 giây.
 Điện áp làm việc: 110V/220VAC hoặc 24VDC.
 Tùy chọn đầu ra: NPN transistor, 5A/250VAC and 5A/240VAC
SPDT contact.
 Kiểu kết nối: kiểu ren 1" NPT, hoặc theo yêu cầu của khách hàng.
 Cấp bảo vệ: IP65 hoặc phòng nổ explosion-proof.
Hình 1.3: Cảm biến mức SA SERIES.
1.3.5. C m biến hồng ngo i.
- Cảm biến hồng ngoại SN-E18-B03N1để phát hiện có thùng đựng sơn.
- Tính năng:
 SN-E18-B03N1 chứa cảm biến tia hồng ngoại để sử dụng sự phản
chiếu tín hiệu hồng ngoại, tín hiệu hồng ngoại này là sự phản hồi của
tia hồng ngoại với những vật thể ở gần hay ở xa. Cƣờng độ ánh sáng
hồng ngoại giữa tín hiệu thu và phát có thể điều chỉnh đƣợc để phù
hợp với từng ứng dụng. Tín hiệu phát tia hồng ngoại gặp vật thể cản
sẽ phản chiếu lại đầu thu, đầu thu hồng ngoại nhƣ là 1 transistor NPN
khi có tia hồng ngoại phản về thì sẽ mở transistor.
 Nguồn cấp từ 6V-36V, dòng tiêu thụ ít < 300mA.
 Khoảng cách phát hiện vật lên tới 30cm, có thể điều chỉnh đƣợc.
 Kích thƣớc nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt.
 Độ chính xác cao, không thấm nƣớc, chống ăn mòn.
Hình 1.4: Cảm biến hồng ngoại SN-E18-B03N1.
1.3.6. Van đóng mở.
- Hệ thống van đóng mở bằng tay tại các đƣờng ống.
- Sử dụng van điện từ 2W 160-15 NC để lấy sơn từ bồn chính.
 Điện áp điều khiển 380VAC/220VAC/110VAC/24VAC.
 Vật liệu làm thân van là đồng thau.
 Nhiệt độ môi trƣờng làm việc: -5 đến 80o
C.
 Áp suất chịu đƣợc tối đa 1Mpa.
 Kiểu hoạt động : Tác động trực tiếp, NC (thƣờng đóng).
Hình 1.5: Van điện từ 2W 160-15 NC.
1.3.7. Rơ le.
- Dùng rơle trung gian Omron LY2N DC24 để đóng, ngắt động cơ bơm.
 Số cực: 2 cực.
 Điện áp cuộn dây: 24VDC.
 Thời gian đóng, ngắt: 25ms.
 Tần số hoạt động: 1800 lần/giờ.
 Tuổi thọ đóng, ngắt trung bình: 500 nghìn lần.
 Nhiệt độ môi trƣờng làm việc: -25o
C đến 70o
C.
 Điện trở cách điện: 100M Ω.
Hình 1.6: Rơ le trung gian Omron LY2N DC24.
1.3.8. Đèn báo tr ng thái.
- Sử dụng đèn màu xanh dƣơng để báo đang trong quá trình trộn.
- Sử dụng đèn màu đỏ để báo dừng quá trình trộn.
- Sử dụng đèn màu xanh lá cây để báo đầy sơn ở mỗi bồn chứa.
- Sử dụng đèn màu vàng để báo hết sơn ở mỗi bồn chứa.
Hình 1.7: Đèn báo trạng thái.
CHƢƠNG 2.
TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 200.
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG.
Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy
móc công nghiệp …, ngƣời ta thực hiện kết nối các linh kiện rời (rơle, timer,
contactor …) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều
khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do giá thành
cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó. Từ thực tế đó việc
tìm ra một hệ thống điều khiển đáp ứng đƣợc các yêu cầu nhƣ: giá thành hạ, dễ thi
công, sửa chữa, chất lƣợng làm việc ổn định, lịnh hoạt trong qua trình điều khiển,
lầ điều tất yếu. Hệ thống điều khiển logic có thể lập trình đƣợc PLC ra đời đã giải
quyết đƣợc các vấn đề trên.
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập
trình đƣợc (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic
thông qua một ngôn ngữ lập trình. Ngƣời sử dụng có thể lập trình để thực hiện một
loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này đƣợc kích hoạt bởi tác nhân kích thích
(ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ nhƣ thời gian định thì
hay các sự kiện đƣợc đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực
tế. PLC hoạt động theo phƣơng 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 theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC
có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC nhƣ
Siemens, Omron, Mitsubishi Electric, Allen-Bradley, Honeywell…
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đƣợc những nhà thiết kế cho ra đời
năm 1968 (công ty General Moto – Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn
giản và cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp rất nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ
thống. Vì vậy các nhà thiết kế đã từng bƣớc cải tiến để giúp hệ thống đơn giản, gọn
nhẹ, dễ vận hành, nhƣng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này
không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay
(programable controller handle) đầu tiên đƣợc ra đời vào năm 1969. Trong giai
đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ
thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành,
các nhà thiết kế đã từng bƣớc tạo ra đƣợc một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu
chuẩn đó là: dạng lập trình giản đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên
1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuât toán
hỗ trợ, vận hành với các dữ liệu cập nhật. Do sự phát triển của loại màn hình dùng
cho máy tính, nên việc giao tiếp giữa ngƣời điều khiển lâp trình và thiết bị điều
khiển càng trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết
nối với các PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng điều khiển
của từng PLC riêng lẻ. Tốc độ xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lƣợng
cổng vào/ra lớn.
Một PLC có đầy đủ các chức năng nhƣ: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi
và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển khác nhau. Hoạt động của
PLC hoàn toàn phụ thuộc vào trƣơng trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín
hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.
Ngƣời ta chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học.
- Kích thƣớc nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
- Dung lƣợng bộ nhớ lớn để có thể chứa đƣợc những chƣơng trình phức
tạp.
- Hoàn toàn tin cậy trong môi trƣờng công nghiệp.
- Có thể kết nối đƣợc với nhau và với các thiết bị khác nhƣ: máy tính, nối
mạng, các modul mở rộng.
- Giá cả có thể cạnh tranh đƣợc.
- Dễ dàng thay đổi chƣơng trình điều khiển bằng máy lập trình cầm tay
hoặc máy tính cá nhân.
PLC cho phép ngƣời điều khiển không mất nhiều thời gian nối dây phức tạp
khi cần thay đổi chƣơng trình điều khiển, chỉ cần lập chƣơng trình mới thay cho
chƣơng trình cũ. Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông
dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đƣa ra hàng
loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiên đủ để đáp ứng các yêu cầu khác
nhau của ngƣời sử dụng. Để đánh giá một bộ PLC ngƣời ta dựa vào 2 tiêu chuẩn
chính: dung lƣợng bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó. Ngoài ra còn có các chức
năng khác nhƣ: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở
rộng số ngõ vào/ra.
Những ƣu điểm khi sử dụng bộ điều khiển PLC:
- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic nhƣ kiểu dùng rơle.
- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chƣơng trình điều
khiển.
- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống.
- Có nhiều chức năng điều khiển khác nhau.
- Tốc độ xử lý cao, công suất tiêu thụ nhỏ.
- Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Có khả năng mở rộng số lƣợng đầu vào/ra khi nối thêm các khối vào/ra
chức năng.
- Giá thành có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu của ngƣời sử dụng.
Nhờ những ƣu thế trên, PLC hiện nay đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong các
ngành công nghiệp, máy nông nghiệp, thiết bị y tế …vv. Sử dụng trong các hệ
thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất lƣợng sản
phẩm, giảm tiêu hao năng lƣợng, nâng cao độ an toàn tin cậy trong quá trình vận
hành.
Bộ điều khiển lập trình S7-200 của Siemens thích hợp cho các ứng dụng
điều khiển từ đơn giản đến phức tạp. Có tích hợp thời gian thực. Có thể mở rộng
vào/ra số, vào/ ra tƣơng tự. Dễ dàng kết nối tới các thiết bị giao diện nhƣ PC, HMI,
Số lƣợng modul đa dạng tạo nên các cấu hình phong phú phù hợp với nhiều ứng
dụng.
CPU S7-200 của SIEMENS thuộc dòng Micro Programmable Logic
Controler, với những đặc điểm sau:
- Kích thƣớc nhỏ - giá thành nhỏ - sức mạnh lớn.
- Đáp ứng đƣợc những ứng dụng điều khiển tự động từ cho các máy đơn
lẻ đến các dây chuyền sản xuất.
- Có thể hoạt động độc lập hay kết nối mạng trong một hệ thống lớn.
- Dễ dàng kết nối tới các thiết bị giao diện nhƣ PC, HMI.
- Số lƣợng modul đa dạng tạo nên các cấu hình phong phú phù hợp với
nhiều ứng dụng.
Các tính năng của PLC S7-200:
- Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong
phạm vi hẹp.
- Có nhiều loại CPU.
- Có nhiều Module mở rộng.
- Có thể mở rộng đến 7 Module.
- Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau.
- Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus.
- Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.
- Không quy định rãnh cắm
- Phần mềm điều khiển riêng.
- Tích hợp CPU, I/O, nguồn cung cấp vào một Module.
- Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.
2.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG.
PLC Step 7 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC hỗn
hợp vừa đơn khối vừa đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ
bản sau đó có thể ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, Có các module
mở rộng tiêu chuẩn, những module ngoài này bao gồm những đơn vị chức năng mà
có thể tổ hợp lại cho phù hợp với từng nhiệm vụ cụ thể.
Hình 2.1: PLC S7-200 CPU 224 AC/DC/Relay
2.2.1. Cấu trúc đơn vị cơ b n.
Đơn vị cơ bản của PLC S7-200 (CPU 214)
Hình 2.2: Hình khối mặt trƣớc của PLC S7-200 (CPU 214).
Trong đó:
1. Chân cắm cổng ra
2. Chân cắm cổng vào.
3. Các đèn trạng thái:
 SF (đèn đỏ): báo hiệu hệ thống bị hỏng.
 RUN (đèn xanh): chỉ định rằng PLC đang ở chế độ làm việc.
 STOP (đèn vàng): chỉ định PLC đang ở chế độ dừng.
4. Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời ở cổng vào.
5. Cổng truyền thông.
6. Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời ở cổng ra.
7. Công tắc.
Công tắc chọn chế độ làm việc có 3 vị trí:
 RUN: cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ. PLC
sẽ tự chuyển về trạng thái STOP khi máy có sự cố hoặc trong
chƣơng trình có lệnh STOP, do đó khi chạy nên quan sát trạng
thái thực của PLC theo đèn báo.
 STOP: cƣỡng bức PLC dừng công việc đang thực hiện, chuyển
về trạng thái nghỉ. Ở chế độ này PLC cho phép hiệu chỉnh lại
chƣơng trình hoặc nạp một chƣơng trình mới.
 TERM: cho phép PLC tự quyết định một chế độ làm việc (do
ngƣời lập trình tự quyết định).
Chỉnh định tƣơng tự: núm điều chỉnh tƣơng tự đặt dƣới lắp đạy cạnh cổng
ra, núm điều chỉnh tƣơng tự cho phép điều chỉnh tín hiệu tƣơng tự, góc quay đƣợc
2700
.
Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: nguồn pin đƣợc tự động chuyển sang trạng thái
tích cực khi dung lƣợng nhớ bị cạn kiệt và nó thay thế để dữ liệu không bị mất.
Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với
phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các
PLC khác. Tốc độ chuyền dữ liệu cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 boud. Các
chân của cổng truyền thông là:
1, 5. Nối đất.
1. Điện áp 24v DC
3, 8. Truyền nhận dữ liệu.
4, 9. Không sử dụng.
6. Điện áp 5v DC (điện trở trong
100Ω).
7. điện áp 24v DC (120mA).
Hình 2.3: Cổng truyền
thông trên PLC S7-200.
2.2.2. Các Module của PLC.
 Module nguồn (PS).
Có chức năng chuyển từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều để cung
cấp cho CPU, các module mở rộng và các thiết bị cảm biến. Điện áp xoay chiều
(AC 220v hoặc 110v), điện áp một chiều (DC 24v hoặc 12v).
 Module CPU.
Có chức năng lƣu trữ hệ điều hành, lƣu trữ chƣơng trình ứng dụng, là nơi
diễn ra quá trình tính toán xử lý thông tin theo thuật toán điều khiển đã đƣợc cài
đặt bởi ngƣời lập trình. Nguồn nuôi chính của CPU là điện áp một chiều, ngoài ra
còn có nguồn pin. Trong module CPU còn có thẻ nhớ dùng để lƣu trữ chƣơng trình
ứng dụng đề phòng trƣờng hợp chƣơng trình ứng dụng trong CPU bị mất hoặc bị
lỗi, thẻ nhớ có thể có nhiều dung lƣợng khác nhau.
Cấu trúc của CPU:
1. Khối trung tâm: là nơi lƣu trữ hệ
điều hành, nơi diễn ra quá trình tính
toán xử lý thông tin
2. Nơi lƣu trữ chƣơng trình ứng
dụng.
3. Khối các bộ thời gian.
4. Các bộ đếm.
5. Các bít, cờ báo trạng thái.
6. Bộ đệm vào ra (giành cho các
module số).
7. Khối quản lý các vào ra trên CPU.
8. Quản lý ngắt và đếm tốc độ cao
Hình 2.4: Sơ đồ khối cấu trúc CPU
PLC S7-200.
9. Quản lý ghép nối.
10. BUS nội bộ.
 Các module mở rộng.
Khi quá trình tự động hóa đòi hỏi số lƣợng đầu vào và đầu ra nhiều hơn số
lƣợng sẵn có trên đơn vị cơ bản hoặc khi cần những chức năng đặc biệt thì có thể
mở rộng đơn vị cơ bản bằng cách gá thêm các module ngoài. Tối đa có thể gá thêm
bẩy module vào ra qua bẩy vị trí sẵn có trên Panen về phía phải. Địa chỉ của các vị
trí của module đƣợc xác định băng kiểu vào ra và vị trí module trong rãnh, bao
gồm có các module cùng kiểu. Ví dụ một module cổng ra không thể gán địa chỉ
module cổng vào, cũng nhƣ module tƣơng tự không thể gán địa chỉ nhƣ module số
và ngƣợc lại.
Module tín hiệu (SM).
- Tín hiệu vào số (DI): có chức năng tiếp nhận tín hiệu vào từ các
cảm biến, ngƣời vận hành…vv. Dạng tín hiệu vào là tín hiệu logic
(“0” logic: không có tín hiệu vào; “1” logic: có tín hiệu vào). Tín
hiệu vào có thể là điện áp hoặc dòng điện nhƣng chủ yếu sử dụng
điện áp (điện áp xoay chiều AC 110/220v hoặc điện áp một chiều
DC 24v).
- Tín hiệu ra số (DO): có chức năng tạo tín hiệu ra để gửi đén cơ
cấu điều khiển và chấp hành. Dạng tín hiệu ra là tín hiệu logic
(“0” và “1” logic). Tín hiệu ra có thể là điện áp hoặc dòng điện
nhƣng chủ yếu sử dụng điện áp (điện áp xoay chiều AC 110/220v
hoặc điện áp một chiều DC 24/12v).
- Tín hiệu vào tƣơng tự (AI): tiếp nhận tín hiệu vào tƣơng tự (liên
tục) từ cấc cảm biến hoặc từ ngƣời vận hành. Tín hiệu vào có thể
là tín hiệu điện áp hay dòng điện một chiều. Mức tín hiệu nhƣ sau:
đối với điện áp từ 0 ÷ 5v, 0 ÷10v, 0 ÷ 1000mv, -5v ÷ +5v; đối với
dòng điện từ 0 ÷ 20mA, 4 ÷ 20mA. Thông thƣờng tín hiệu vào là
tín hiệu vào là tín hiệu dòng điện vì có thể truyền đi xa còn điện
áp thì bị sụt áp khi truyền đi xa.
- Tín hiệu ra tƣơng tự (AO): có chức năng xuất ra các tín hiệu tƣơng
tự để gửi tới cơ cấu chấp hành. Tín hiệu ra có thể là điện áp hoăc
dòng điện một chiều.
Các module số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tƣơng ứng với số
đầu vào ra của module. Cách gán địa chỉ đƣợc thực hiện nhƣ ví dụ sau:
CPU214
Module 0
(4 vào, 4
ra)
Module 1
(8 vào)
Module 2
analog
(3 vào, 1
ra)
Module 3
(8 ra)
Module 4
analog
(3 vào,1
ra)
I0.0 Q0.0
I0.1 Q0.1
I0.2 Q0.2
I0.3 Q0.3
I0.4 Q0.4
I0.5 Q0.5
I0.6 Q0.6
I0.7 Q0.7
I1.0 Q1.0
I1.1 Q1.1
I1.1 I1.2
I1.4 I1.5
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
Q2.0
Q2.1
Q2.2
Q2.3
I3.0
I3.1
I3.2
I3.3
I3.4
I3.5
I3.6
I3.7
AIW0
AIW2
AIW3
AIW4
AQW0
Q3.0
Q3.1
Q3.2
Q3.3
Q3.4
Q3.5
Q3.6
Q3.7
AIW8
AIW10
AIW12
AQW4
Địa chỉ các module mở rộng.
 Module truyền thông (IM): có chức năng kết nối truyền thông giữa các
trạm PLC với nhau hoặc giữa PLC với các kiểu mạng (LAN, WAN, …)
hoặc giữa các thanh day của một trạm PLC hoặc giữa PLC với các trạm
phân tán.
 Module chức năng: các module đảm nhận những chức năng riêng biệt ví
dụ nhƣ điều khiển mò, điều khiển nhiệt độ, điều khiển động cơ bƣớc,
điều khiển PID, đếm tốc độ cao, …vv. Để sử dụng các module chức
năng phải có phần mềm giành cho nó.
2.2.3. Thông số.
 Với CPU 212:
- 8 cổng vào và 6 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 2 module bao
gồm cả module analog.
- Tổng số cổng vào và ra cực đại là 64 vào/64 ra.
- 512 từ đơn (1 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi không đổi để lƣu
chƣơng trình (vùng nhớ giao diện với EFROM).
- 512 tứ đơn lƣu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi thuộc miền
không đổi.
- 64 bộ thòi gian trễ (times) trong đó: 2 bộ 1ms, 8 bộ 10ms và 54 bộ
100ms.
- 64 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
- 368 bít nhớ đặc biệt để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
- Các chế độ ngắt và sử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông,ngắt theo
sƣờn lên hoăc xuống, ngắt thời gian, ngắt tốc độ cao và ngắt truyền
xung.
- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liêu trong khoảng thời gian 50h
khi PLC bị mất nguồn cung cấp.
 Với CPU 214:
- Có 14 cổng vào và 10 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 7 module
bao gồm cả module analog.
- Tổng số cổng vào và ra cực đại là 64 vào/64 ra.
- 2048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi không đổi để lƣu
chƣơng trình (vùng nhớ giao diện với EFROM).
- 2048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi để ghi dữ liệu, trong
đó có 512 từ đầu thuộc miền không đổi.
- 128 bộ thời gian (times) chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau:
4 bộ 1ms, 16 bộ 10ms và 108 bộ 100ms.
- 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm
lùi.
- 688 bít nhớ đặc biệt để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
- Các chế độ ngắt và sử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông,ngắt theo
sƣờn lên hoăc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và
ngắt truyền xung.
- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz
- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
- 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự
- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liêu trong khoảng thời gian 190h
khi PLC bị mất nguồn cung cấp.
2.3. CẤU TRÖC BỘ NHỚ.
Bộ nhớ của PLC S7-200 đƣợc chia thành 4 vùng: vùng chƣơng trình, vùng
tham số, vùng dữ liệu và vùng đối tƣợng.
2.3.1. Vùng chƣơng trình.
Là vùng nhớ dùng để lƣu giữ các lệnh chƣơng trình, vùng này thuộc kiểu
không đổi (non-volatile) đọc/ghi đƣợc.
2.3.2. Vùng tham số.
Vùng tham số lƣu giữ các tham số nhƣ: từ khóa, địa chỉ trạm…, vùng này
thuộc vùng không đổi đọc/ghi đƣợc.
2.3.3. Vùng dữ liệu.
Là vùng cất giữ các dữ liệu của chƣơng trình bao gồm kết quả các phép tính,
các hàm số của chƣơng trình, có thể đọc/ghi đƣợc. Vùng này có thể truy cập đƣợc
theo bit, byte. Vùng dữ liệu đƣợc phân chia thành năm vùng khác nhau: vùng
giành cho biến, vùng giành cho đầu vào (I), vùng giành cho đầu ra (O), vùng nhớ
trong (M), vùng nhớ trong dữ liệu đặc biệt (SM).
Kích thƣớc của các miền nhớ này phụ thuộc vào chủng loại CPU. Tất cả các
miền này đều có thể truy cập theo từng bit, byte, theo từ đơn hoặc từ kép. Địa chỉ
truy cập đƣợc quy ƣớc nhƣ sau:
 Truy cập theo từng bit:
Công thức: Tên miền + địa chỉ byte.chỉ số bit
Trong đó:
- Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM
- Địa chỉ byte phụ thuộc vào chủng loại CPU
- Chỉ số bit: 0 ÷ 7
Ví dụ: V125.0 là địa chỉ bit số 0 của byte 125 thuộc miền V.
 Truy câp theo từng byte:
Công thức: Tên miền + B và địa chỉ byte
Trong đó:
- Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM
- Địa chỉ byte phụ thuộc vào chủng loại CPU
- B: byte
Ví dụ: VB150 là địa chỉ byte 150 thuộc miền V.
 Truy cập theo từ đơn:
Công thức: Tên miền + W và địa chỉ byte cao của từ.
Trong đó:
- Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM
- W: word
Ví dụ: VW150 là địa chỉ từ đơn gồm hai byte 150 và 151 thuộc miền V,
trong đó byte 150 có vai trò byte cao của từ.
 Truy cập theo từ kép:
Công thức: Tên miền + D và địa chỉ byte cao của từ.
Trong đó:
- Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM
- D: double word
Ví dụ: VD150 là địa chỉ từ kép gồm bốn byte 150, 151, 152, 153 thuộc
miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte cao, 153 có vai trò là byte
thấp của từ kép.
Các toán hạng giới hạn cho của CPU 214:
Phƣơng pháp truy nhập Giới hạn cho phép của toán hạng của
CPU 214
Truy nhập theo bit V: từ (0.0 đến 4095.7)
I: (0.0 đến 7.7)
Q: (0.0 đến 7.7)
M: (0.0 đến 31.7)
SM: (0.0 đến 85.7)
T: (0.0 đến 7.7)
C: (0.0 đến 7.7)
Truy nhập theo byte VB: (0 đến 4095)
IB: (0 đến 7)
QB: (0 đến 7)
MB: (0 đến 31)
SMB: (0 đến 85)
AC: (0 đến 3)
Hằng số
Truy nhập theo từ đơn VW : (0 đến 4094)
T : (0 đến 127)
C : (0 đến 127)
IW : (0 đến 6)
QW : (0 đến 6)
MW : (0 đến 30)
SMW : (0 đến 84)
AC : (0 đến 3)
AIW : (0 đến 30)
AQW : (0 đến 30)
Hằng số
Truy nhập theo từ kép VD: (0 đến 4092)
ID: (0 đến 4)
QD: (0 đến4)
MD: (0 đến 28)
SMD: (0 đến 82)
AC: (0 đến 3)
HC: (0 đến 2)
Hằng số
2.3.4. Vùng đối tƣợng.
Vùng đối tƣợng dùng để lƣu trữ dữ liệu cho các đối tƣợng lập trình nhƣ các
giá trị tức thời, giá trị đặt trƣớc của bộ đếm hay bộ thời gian. Dữ liệu kiểu đối
tƣợng bao gồm các thanh ghi của bộ thời gian, bộ đếm, các bộ đếm cao tốc, bộ
đệm tƣơng tự và các thanh ghi AC. Kiểu dữ liệu đối tƣợng bị hạn chế rất nhiều vì
các dữ liệu kiểu đối tƣợng chỉ đƣợc ghi theo mục đích cần sử dụng của đối tƣợng
đó.
2.4. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA CPU.
CPU của PLC làm việc theo nguyên tắc vòng quét (chu trình lặp). Một vòng
quét của PLC S7-200 đƣợc chia thành 4 giai đoạn:
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của CPU PLC S7-200.
 Giai đoạn 1: là giai đoạn chuyển dữ liệu từ cổng vật lý vào trong bộ đệm
ảo (bộ đệm đầu vào)
 Giai đoạn 2: là giai đoạn thực hiện chƣơng trình, chƣơng trình sẽ đƣợc
thực hiện từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng.
 Giai đoạn 3: là giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo (bộ đệm đầu ra) ra
các cổng vật lý.
 Giai đoạn 4: truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.
Thời gian của mỗi chu kỳ quét có thể không giống nhau, nó phụ thuộc vào
lƣợng thông tin phải xử lý trong chu kỳ quét đó. Nếu thông tin nhiều thì thời gian
quét lớn và ngƣợc lại. Về mặt nguyên tắc chƣơng trình ứng dụng càng nhiều
chƣơng trình con và chƣơng trình ngắt thì thời gian quét càng lớn và điều này làm
giảm thời gian thực của hệ thống.
2.5. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC S7-200.
PLC S7-200 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản là: LAD, FBD và STL.
LAD (Ladder logic) là ngôn ngữ lập trình dạng hình thang hay là ngôn ngữ
đồ họa. Thành phần cơ bản của LAD tƣơng tự nhƣ thành phần cơ bản của điều
khiển rơle: có tiếp điểm thƣờng mở, tiếp điểm thƣờng đóng, cuộn dây đầu ra, các
hàm chức năng (thời gian, đếm).
STL (Statement list) là ngôn ngữ lập trình thông thƣờng của máy tính, thể
hiện chƣơng trình dƣới dạng các câu lệnh. Một chƣơng trình đƣợc ghép bởi nhiều
câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu
trúc chung là “tên lệnh” + “toán hạng”.
FBD (Function Block Diagram) là ngôn ngữ đồ họa thích hợp với ngƣời
quen thiết kế mạch điều khiển số. Việc chuyển đổi giữa ba ngôn ngữ LAD, FBD và
STL là hoàn toàn tự động.
Các lệnh vào/ra:
Lệnh Kí hiệu Mô tả Toán hạng
Tiếp điểm
thƣờng mở
Tiếp điểm thƣờng mở đƣợc
đóng nếu giá trị logic là 1
I, Q, M,
SM, L, D,
T, C
Tiếp điểm
thƣờng
đóng
Tiếp điểm thƣờng đóng đƣợc
mở nếu giá trị logic là 1
I, Q, M,
SM, L, D,
T, C
Cuộn dây
đầu ra
Cuộn dây đầu ra đƣợc kích
thích khi đƣợc cấp dòng điều
khiển.
I, Q, M,
SM, L, D,
T, C
Lệnh SET
Đặt địa chỉ lên giá trị logic 1
n: là số bit đƣợc lên logic 1
kể từ địa chỉ bit.
I, Q, M,
SM, T, S,
V
Lệnh
RESET
Đặt địa chỉ về giá trị logic 0
n: là số bit đƣợc đặt về logic
0 kể từ địa chỉ bit.
I, Q, M,
SM, T, S,
V
Các lệnh làm việc với tiếp điểm theo đại số Boolean cho phép tạo ra sơ đồ điều
khiển logic không có nhớ.
Trong LAD lệnh này đƣợc biểu diễn thông qua cấu trúc mạch mắc nối tiếp hoặc
song song các tiếp điểm thƣờng đóng hay thƣờng mở.
 Lệnh thực hiện các thuật toán:
Lệnh Kí hiệu Mô tả
Lệnh INV
(INV_W, INV_DW)
Khi chân EN có giá trị logic 1 thì
nội dung của IN sẽ đƣợc thực hiện
với thuật toán Invert và ghi vào
OUT
Lệnh
AND
(WAND_W, WAND_DW)
Khi chân EN có giá trị logic 1 thì
nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực
hiện bằng phép toán AND với nội
dung của IN2 và ghi vào OUT
Lệnh OR
(WOR_W, WOR_DW)
Khi chân EN có giá trị logic 1 thì
nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực
hiện bằng phép toán OR với nội
dung của IN2 và ghi vào OUT
Lệnh
XOR
(WXOR_W, WXOR_DW)
Khi chân EN có giá trị logic 1 thì
nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực
hiện bằng phép toán XOR với nội
dung của IN2 và ghi vào OUT
 Lệnh so sánh:
 Trong ngôn ngữ LAD của PLC S7-200 có thể so sánh các phép nhƣ sau:
Lệnh Ký hiệu Mô tả
Toán hạng (IN1,
IN2)
So sánh bằng
(= =I, = =D, =
=R)
Tiếp điểm sẽ
đóng lại (có giá
trị logic 1) nếu
phép toán so
sánh đƣợc thỏa
mãn IN1 = IN2
V, I, C, Q, M, SM,
AC, const
Lớn hơn hoặc
bằng (> =I, > =D, >
=R)
Tiếp điểm sẽ
đóng lại (có giá
trị logic 1) nếu
phép toán so
sánh đƣợc thỏa
mãn IN1 > =
IN2
V, I, C, Q, M, SM,
AC, const
Nhỏ hơn hoặc
bằng (< =I, < =D,
<=R)
Tiếp điểm sẽ
đóng lại (có giá
trị logic 1) nếu
phép toán so
sánh đƣợc thỏa
mãn IN1 < =
IN2
V, I, C, Q, M, SM,
AC, const
 Bộ thời gian (Timer):
Bộ thời gian có chức năng tạo thời gian trễ giữa tín hiệu đầu ra với tín hiệu
đầu vào.
Nguyên lý: khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng thời gian trễ mong
muốn thì bộ timer có giá trị logic 1.
Có hai loại bộ thời gian là: bộ thời gian không có nhớ (TON) và bộ thời gian
có nhớ (TONR) trạng thái đầu vào. Độ phân giải của bộ timer là thời gian cập nhật
giá trị đếm tức thời, trong PLC S7-200 có 3 loại độ phân giải: 1ms, 10ms, 100ms.
Số lƣợng bộ thời gian phụ thuộc vào chủng loại CPU.
Timer Độ phân giải Giá trị max CPU 212 CPU 214
TON
1ms 32,767s T32 T32, T96
10ms 327,67s T33 – T36
T33 – T36/
T97 – T100
100ms 3276,7s T37 – T63
T37 – T63/
T101 – T127
TONR
1ms 32,767s T0 T0, T64
10ms 327,67s T1 – T4
T1 – T4/ T65
– T68
100ms 3276,7s T5 – T36
T5 – T31/
T69 – T95
Lệnh:
Ký hiệu Toán hạng
TON
IN: V, T, C, I, Q, M, SM
PT: VW, T, C, IW, QW,
MW, SMW, AC, AIW,
const
TONR
IN: V, T, C, I, Q, M, SM
PT: VW, T, C, IW, QW,
MW, SMW, AC, AIW,
const
Thời gian trễ mong muốn = giá trị độ phân giải * giá trị đặt (PT).
Với bộ TON có hai cách để reset đó là cho đầu vào về 0 hoặc dùng lệnh
RESET. Còn với bộ TONR thì chỉ có một cách để reset đó là dùng lệnh RESET.
 Bộ đếm (Counters):
Thực hiện chức năng đếm các sƣờn xung. Gồm có hai loại bộ đếm là đếm
tiến và đếm tiến lùi.
Nguyên tắc hoạt động: khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt
PV thì bộ đếm có giá trị logic 1. Khi chân reset R có giá trị logic 1 thì bộ đếm đƣợc
reset. Giá trị đếm lùi đƣợc thực hiện từ giá trị đếm tức thời.
Giá trị đếm: đếm tiến CTU (từ 0 đến 32767); đếm tiến lùi CTUD (từ -32768 đến
32767)
Lệnh:
Đếm tiến Đếm tiến lùi
CU: đếm tiến; CD: đếm lùi; R: reset; PV: giá trị đặt
PV: word (VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const)
Các lệnh số học:
Lệnh Ký hiệu Mô tả Toán hạng
Lệnh
cộng
“ADD_DI”,
“ADD_R”
Thực hiện với số nguyên I,
số nguyên kép DI, số thực
R.
Khi chân EN có gia trị logic
1 thì nội dung của IN1 và
IN2 sẽ thực hiện phép cộng
với nhau và ghi kết quả vào
OUT
IN1, IN2: VW,
T, C, IW, QW,
MW, SMW,
AC, const.
OUT: VW, T,
C, IW, QW,
MW, SMW,
AC
Lệnh
trừ
“SUB_DI”,
“SUB_R”
Thực hiện với số nguyên I,
số nguyên kép DI, số thực
R.
Khi chân EN có gia trị logic
1 thì nội dung của IN1 và
IN2 sẽ thực hiện phép trừ
cho nhau (IN1-IN2) và ghi
kết quả vào OUT
IN1, IN2: VW,
T, C, IW, QW,
MW, SMW,
AC, const.
OUT: VW, T,
C, IW, QW,
MW, SMW,
AC
Lệnh
nhân
“MUL_R”
Thực hiện với số nguyên I
và số thực R.
Khi chân EN có giá trị logic
1 thì nội dung của IN1 và
IN2 sẽ thực hiện phép nhân
với nhau và ghi kết quả vào
OUT
IN1, IN2: VW,
T, C, IW, QW,
MW, SMW,
AC, const.
OUT: VD, ID,
QD, MD,
SMD, AC.
Lệnh
chia
“DIV_R”
Thực hiện với số nguyên I
và số thực R.
Khi chân EN có gia trị logic
1 thì nội dung của IN1 và
IN2 sẽ thực hiện phép chia
với nhau (IN1/IN2) và ghi
kết quả vào OUT
IN1, IN2: VW,
T, C, IW, QW,
MW, SMW,
AC, const.
OUT: VD, ID,
QD, MD,
SMD, AC.
Lệnh
căn bậc
2
Khi chân EN có gia trị logic
1 thì nội dung của IN1 sẽ
đƣợc căn bậc hai va ghi kết
quả vào OUT
IN: VD, ID,
QD, MD,
SMD, AC,
const.
 Các lệnh tăng giảm 1 đơn vị và lệnh đảo giá trị thanh ghi:
Lệnh Ký hiệu Mô tả Toán hạng
Lệnh tăng
một đơn
vị
Lệnh thực hiện với byte
B, từ đơn W, từ kép
DW.
Khi chân EN có giá trị
logic 1 thì nội dung đi
vào chân IN sẽ đƣợc
tăng lên 1 đơn vị và ghi
IN: VW, T, C,
IW, QW, MW,
SMW, AC,
const.
OUT: VW, T,
C, IW, QW,
MW, SMW,
ra OUT. AC.
Lệnh
giảm một
đơn vị
Lệnh thực hiện với byte
B, từ đơn W, từ kép
DW.
Khi chân EN có giá trị
logic 1 thì nội dung đi
vào chân IN sẽ đƣợc
giảm đi 1 đơn vị và ghi
ra OUT.
IN: VW, T, C,
IW, QW, MW,
SMW, AC,
const.
OUT: VW, T,
C, IW, QW,
MW, SMW,
AC.
Lệnh đảo
giá trị
Lệnh thực hiện với byte
B, từ đơn W, từ kép
DW.
Khi chân EN có giá trị
logic 1 thì nội dung đi
vào chân IN sẽ đƣợc
đảo giá trị từng bit và
ghi ra OUT.
IN: VW, T, C,
IW, QW, MW,
SMW, AC,
const.
OUT: VW, T,
C, IW, QW,
MW, SMW,
AC.
 Lệnh di chuyển nội dung ô nhớ:
Lệnh di chuyển nội dung ô nhớ đƣợc thực hiện với: nội dung của một byte
(MOV_B), của một từ (MOV_W), của một từ kép (MOV_DW), của một số thực
(MOV_R).
Lệnh di chuyển
nội dung của
một byte
Khi chân EN thỏa
mãn logic 1 thì dữ
liệu từ chân IN sẽ
đƣợc chuyển sang
OUT.
IN: VB, IB, MB,
QB, SMB, AC,
const.
OUT: VB, IB, MB,
QB, SMB, AC,
const.
Tƣơng tự với từ đơn, từ kép và số thực.
Sử dụng để đọc các đầu vào tƣơng tự hoặc ghi các đầu ra tƣơng tự, để sao chép dữ
liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác.
 Lệnh thời gian thực(Real Time Clock - RTC):
Đồng hồ thời gian thực bao gồm: ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây, ngày
trong tuần. khi cài dặt thời gian thực cho PLC có hai cách: trực tiếp từ PC và
gián tiếp từ ngƣời lập trình. Với phƣơng pháp gián tiếp từ ngƣời lập trình,
các thông số nhập cho đồng hồ thời gian thực phải ở dạng số BCD.
- Lệnh đọc thời gian thực (READ_RTC): Lệnh đọc đồng hồ thời gian
thực là lệnh đọc thời gian và ngày tháng hiện hành từ đồng hồ và đƣa
chúng vào bộ đệm 8 byte bắt đầu tại địa chỉ T.
Bit EN: bit cho phép đọc thời gian thực.
T (8 byte): VB, IB, QB, MB, SB, LB, *AC,
*VD, *LD. Đƣợc định dạng nhƣ sau:
T (byte) Giá trị (định dạng BCD)
0 (năm) 0 – 99
1 (tháng) 0 – 12
2 (ngày) 0 – 31
3 (giờ) 0 – 23
4 (phút) 0 – 59
5 (giây) 0 – 59
6 (00) 00
7 (ngày trong
tuần)
1 – 7; 1: Sunday
- Lệnh SET_RTC: là lệnh ghi thời gian và ngày tháng hiện hành đến
đồng hồ bắt đầu tại bộ đệm 8 byte ở địa chỉ T. Khi chân EN có giá trị
logic 1 thì thời gian thực sẽ đƣợc set lại thông qua T. Các định dạng
byte T hoàn toàn giống nhƣ trên.
 Các tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt:
- SM0.0: Vòng quét đầu tiên thì mở nhƣng từ vòng quét thứ 2 trở đi
thì đóng.
- SM0.1: Ngƣợc lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng,
kể từ vòng quét thứ 2 thì mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình
hoạt động.
- SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 phút.
 Các lệnh chuyển đổi (convert)
Lệnh Ký hiệu Mô tả
BCD thành
INTEGER
Chuyển đổi giá trị BCD ở chân IN thành
giá trị INTEGER và đƣa kết quả ra OUT.
Giá trị ở chân IN nằm trong khoảng 0 đến
9999 BCD
INTEGER
thành BCD
Chuyển đổi giá trị INTEGER ở chân IN
thành giá trị BCD và đƣa kết quả ra OUT.
Giá trị ở chân IN nằm trong khoảng 0 đến
9999 INTEGER
DOUBLE
INTEGER
thành
INTEGER
Chuyển đổi giá trị số DI 32 bit ở chân IN
thành giá trị I 16 bit và đƣa kết quả ra
OUT.
INTEGER
thành
DOUBLE
INTEGER
Chuyển đổi giá trị số I 16 bit ở chân IN
thành giá trị DI 32 bit và đƣa kết quả ra
OUT.
DOUBLE
INTEGER
thành REAL
Chuyển đổi giá tri số INTEGER có dấu
32 bit ở chân IN thành giá trị số thực
32bit và đƣa kết quả ra OUT
INTEGER
thành BYTE
Chuyển đổi giá trị số I ở chân IN thành
giá trị byte và đƣa kết quả ra OUT.
BYTE thành
INTEGER
Chuyển đổi giá trị byte ở chân IN thành
giá trị số I và đƣa kết quả ra OUT.
- Lệnh SEGMENT: là lệnh xuất LED 7 đoạn với nội dung và cấu trúc
nhƣ sau.
Ký hiệu:
2.6. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP7.
Để thiết kế chƣơng trình điều khiển trộn sơn bằng PLC S7-200 ta dùng phần
mềm STEP7 Microwin V4. Sau khi cài đặt phần mềm, trên màn hình desktop sẽ
xuất hiện biểu tƣợng của STEP7.
Hình 2.6: Biểu tƣợng của STEP7.
Đồng thời trong menu Start của Windows cung có thƣ mục Simatic với tất
cả các tên của những thành phần liên quan.
Cấu trúc cửa sổ lập trình của STEP7 Microwin nhƣ sau:
Hình 2.7: Của sổ lập trình của phần mềm lập trình V4.0 STEP 7 Microwin.
Vùng soạn thảo chứa một chƣơng trình, đƣợc chia thành từng Network. Các
thông số nhập đƣợc kiểm tra lỗi cú pháp. Nội dung cửa sổ “ Program Block” tùy
thuộc ngôn ngữ lập trình đã lựa chọn. Có thể nhấn đúp vào phần tử lập trình cần
thiết trong danh sách để chèn chúng vào chƣơng trình soạn thảo, cũng có thể chèn
các phần tử cần thiết bằng cách nhấn và nhả chuột.
Các công cụ thƣờng sử dụng:
- New (File Menu): tạo mới một chƣơng trình soạn thảo.
- Open (File Menu): mở một chƣơng trình đã soạn thảo.
- Cut, Copy, Paste (Edit Menu): cắt, sao chép và dán.
- Download (PLC Menu): tải xuống chƣơng trình điều khiển.
- Network (Insert): chèn network mới.
- Program Elements (Insert): mở cửa sổ các phần tử lập trình
Các phần tử lập trình thƣờng dùng (ngôn ngữ LAD):
 Các lệnh logic tiếp điểm  Các lệnh so sánh
2.7. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG PLC S7 – 200.
S7 – 200 Simulator 2.0 Ing English là một trong những phần mềm dùng để
mô phỏng hoạt động của PLC sau khi đƣợc nạp chƣơng trình. Chúng ta có thể mô
phỏng chƣơng trình đã viết bằng cách sử dụng phần mềm này mà không cần đến
PLC thật. Để thực hiện mô phỏng, ta chỉ cần thực thi file S7 – 200.exe, sau khi
khởi động ta đƣợc giao diện nhƣ sau:
 Các loại Counter  Các loại Timers
Hình 2.8: Giao diện phần mềm S7-200 Simulator 2.0 English.
Trình tự thực hiện khi mô phỏng một chƣơng trình điều khiển:
- Viết chƣơng trình bằng phần mềm Step 7 Microwin.
- Biên dịch chƣơng trình: File/Export.
- Đặt tên tập tin và chọn Save (*.awl).
- Khởi động phần mềm mô phỏng S7-200.exe.
- Chọn loại CPU: Configuration /CPU Type/Chọn loại CPU cần mô
phỏng.
- Mở File cần mô phỏng: Program/Load Program/ Chọn Accept/Chọn
file *.awl.
- Chạy mô phỏng: PLC / Run hoặc biểu tƣợng Run trên thanh
công cụ.
- Thay đổi trạng thái ngõ vào bằng các công tắc trên bảng điều khiển
màu xanh.
- Quan sát các đèn báo trạng thái ngõ vào ra trên PLC.
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
CHƢƠNG 3.
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRỘN SƠN
BẰNG PLC S7-200
3.1. YÊU CẦU.
Để pha trộn đƣợc một màu sơn nào đó chúng ta phải tìm hiểu kỹ thuật về
pha chế màu,tức phải nắm bắt đƣợc tỷ lệ giữa các màu cơ bản là bao nhiêu phần
trăm (%). Vì vậy ta có các yêu cầu sau:
- Các sơn để pha phải có màu chuẩn.
- Hỗn hợp phải đƣợc khuấy trộn đều đặn.
- Sơn cần đƣợc trộn theo tỷ lệ nhất định.
3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
Nhấn nút Start (I0.0) để khởi động hệ thống, chọn chế chế độ hoạt động bằng
tay ( I0.2 = 1) hoặc chế độ tự động ( I0.2 = 0). Khi chọn chế độ tự động, phải chọn
màu cần pha (tỷ lệ 3:2:1 hoặc tỷ lệ 3:4:5) thông qua nút nhấn ( I2.1÷I2.2 ),Sau khi
chọn màu cần pha, bơm ba loại sơn xanh dƣơng – đỏ - vàng vào bình chứa. Sơn
xanh dƣơng sẽ bơm vào bồn chính bằng máy bơm đƣợc đƣợc điều khiển qua Q0.0
trong khoảng thời gian T1, sơn đỏ sẽ bơm vào bồn chính bằng máy bơm đƣợc
đƣợc điều khiển qua Q0.2 trong khoảng thời gian T2, sơn vàng sẽ bơm vào bồn
chính bằng máy bơm đƣợc đƣợc điều khiển qua Q0.3 trong khoảng thời gian T3.
Các bơm ngừng đƣa sơn vào bình khi đã đủ khoảng thời gian định sẵn hoặc bình
chứa đạt mức cực đại (I0.3= 1) và bắt đầu quá trình trộn. Quá trình này đƣợc điều
khiển bởi động cơ trộn, thời gian trộn cần thiết là trộn 3s dừng 2s, đƣợc thực hiện 3
lần. Sau khi trộn xong, sản phẩm đƣợc rót thông qua van (Q0.4). Kết thúc quá trình
là khi băng tải đƣa lọ sơn đã đƣợc rót về cuối băng tải. Mỗi quá trình trộn đƣợc 5
lít sơn theo yêu cầu.
3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO PLC.
Hình 3.1: Mạch cấp nguồn cho PLC.
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý đấu dây cho PLC CPU 224 AC/DC/Relay.
3.4. LƢU ĐỒ THUẬT GIẢI.
3.4.1. Chƣơng trình chính ( MAIN).
1
0
START
AUTO-MAN
AUTO
MAN
STOP
BLUE
END
3.4.2. Chƣơng trình con điều khiển chọn màu.
1
1
AUTO
Trộn theo tỷ
lệ 3:2:1
Công tắc
chế độ 2
Trộn theo tỷ
lệ 3:4:5
0
Công tắc
chế độ 1
3.4.3. Chƣơng trình con trộn sơn tự động.
3.4.4. Chƣơng trình rót sơn.
Màu cần trộn
Khởi tạo bộ định thời
TON T38
Khởi động động cơ bơm
1,2,3
Mở van để rót
Khởi động quá trình
trộn
Dừng động cơ bơm khi
sơn trong bồn chính
đầy hoặc hết thời
gian bơm lập trình
Khởi động quá trình
rót
S
Phát hiện
có thùng
đựng
Băng tải
Khởi động động cơ
băng tải
Dừng băng tải khi hộp sơn tới
vị trí để rót hoặc hộp sơn tới
Cảm biến cb_6 phát hiện thùng
sơn đã tới vị trí cần rót và
Đ
Báo động
3.5. CÁC ĐẦU VÀO/RA PLC.
B ng 3.2: Các đầu vào/ra của PLC
STT Ký hiệu Địa chỉ Ghi chú
1 Start I0.0 Khởi động hệ thống
2 Stop I0.1 Dừng hệ thống
3 Auto_Man I0.2 Tự động – Bằng tay
4 Cb1 I0.3 Cảm biến thùng sơn đỏ
5 Cb2 I0.4 Cảm biến thùng sơn vàng
6 Cb3 I0.5 Cảm biến thùng sơn xanh
7 Max I0.6 Cảm biến Max
8 Min I0.7 Cảm biến Min
9 Cb6 I1.0 Phát hiện hộp sơn tới vị trí rót
10 Cb7 I1.1 Hộp sơn đã tới vị trí cần lấy ra
11 Cb8 I1.2 Phát hiện sơn đƣợc rót đủ
12 Dk_bom1 I1.3 Điều khiển bơm 1
13 Dk_bom2 I1.4 Điều khiển bơm 2
14 Dk_bom3 I1.5 Điều khiển bơm 3
15 Dk_dc_tron I1.6 Điều khiển động cơ trộn
16 Dk_van I1.7 Điều khiển van
17 Dk_bangtai I2.0 Điều khiển băng tải
18 Tron1 I2.1 Trộn theo tỷ lệ 3:2:1
19 Tron2 I2.2 Trộn theo tỷ lệ 3:4:5
20 Bom1 Q0.1 Bơm 1 hoạt động
21 Bom2 Q0.2 Bơm 2 hoạt động
22 Bom3 Q0.3 Bơm 3 hoạt động
23 van Q0.4
Van thƣờng đóng, mở van = 1, đóng
van = 0
24 Bang_tai Q0.5 Băng tải hoạt động
25 Lay_sp_ra Q0.6 Đèn + loa báo lấy sản phẩm ra
3.6. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN.
Kích đúp vào biểu tƣợng Step7 Microwin trên màn hình desktop hoặc vào
Start => All Program File => Simatic => Step7 Microwin.
Hình 3.4: Của sổ giao diện của phần mềm lập trình.
Click vào File => Save để save file. Ở của sổ hiện ra đặt tên cho chƣơng
trình vào ô file name, chọn đƣờng dẫn để lƣu file ở ô Save in, sau đó nhấn Save để
lƣu lại. Từ giao diện chƣơng trình click vào Symbol Table để đặt tên cho các biến.
Click vào Program Block, từ khối lệnh click đúp vào các biểu tƣợng mong
muốn để thiết kế chƣơng trình.
3.6.1: CHƢƠNG TRÌNH CHÍNH
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
3.6.2 : CHƢƠNG TRÌNH TRỘN SƠN BẰNG TAY
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
3.6.3 : CHƢƠNG TRÌNH TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG (AUTO)
3.6.4: CHẾ ĐỘ TẠO MÀU 1
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
3.6.5: CHẾ ĐỘ TẠO MÀU 2
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
3.6.6: CHẾ ĐỘ TRỘN SƠN
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
3.6.7 CHẾ ĐỘ RÓT SƠN
Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200
KẾT LUẬN
Sau thời gian làm đồ án dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của thầy TS. Nguyễn Trọng
Thắng, sự giúp đỡ của các bạn và sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành xong đồ
án tốt nghiệp của mình. Đồ án gồm có những nội dung nhƣ sau:
Giới thiệu về lịch sử phát triển của ngành sơn, cấu trúc, nguyên tắc hoạt động
của một hệ thống trộn sơn.
Trình bày khái quát về sự hình thành và phát triển của PLC, các ƣu điểm của
PLC so với các hệ thống điều khiển khác. Trình bày cấu trúc phần cứng, ngôn ngữ
lập trình của PLC S7 – 200. Giới thiệu về phần mềm lập trình STEP7 Microwin.
Thực hiện thiết kế chƣơng trình điều khiển hệ thống trộn sơn sử dụng PLC S7-
200 đƣợc viết bằng phần mềm Step7 Microwin V4.0.
Đồ án này đã giúp em hiểu và biết cách ứng dụng PLC vào thực tế, ngoài ra nó
còn giúp em bổ xung kiến thức về lập trình và một số kỹ năng khác. Tuy nhiên do
thời gian nghiên cứu còn hạn chế và kiến thức có hạn nên vẫn còn nhiều thiếu sót,
rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô để em có thể bổ xung thêm kiến thức
hiện có của mình. Em xin chân thành cảm ơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sách tham kh o
1. Nguyễn Trọng Thuần (2004), Điều khiển logic và ứng dụng, NXB Khoa
học kỹ thuật.
2. Nguyễn Doãn Phƣớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà (2000), Tự động hóa
với Simatic S7 – 200, NXB Khoa học kỹ thuật.
3. Châu Chí Đức, Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC Simatic S7-200.
Tài liệu trên internet
1. https://www.google.com.vn
2. http://tailieu.vn
3. http://tailieu.hpu.edu.vn
4. http://plcvietnam.com.vn
5. http://tisonpaint.vn
6. http://icolor.vn

More Related Content

PDF
Đề tài: Mô hình chăm sóc heo tự động có điều khiển và giám sát
PDF
Đề tài: Bộ PID điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp
PDF
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT
PPTX
Ứng dụng logic mờ trong bài toán điều khiển
DOCX
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOT
PDF
Đề tài: Xây dựng bộ PID điều khiển mức nước trong bể chứa, HAY
PDF
Đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đ
PDF
Đề tài: Hệ thống định mức và chiết rót chai tự động, HAY, 9đ
Đề tài: Mô hình chăm sóc heo tự động có điều khiển và giám sát
Đề tài: Bộ PID điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT
Ứng dụng logic mờ trong bài toán điều khiển
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển bơm nước sử dụng PLC, HOT
Đề tài: Xây dựng bộ PID điều khiển mức nước trong bể chứa, HAY
Đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đ
Đề tài: Hệ thống định mức và chiết rót chai tự động, HAY, 9đ

What's hot (20)

DOCX
Luận văn: Ứng dụng lập trình điều khiển thiết bị qua wifi, HOT
PDF
Luận văn: Thiết kế hệ thống tưới cây tự động, HAY
DOC
Đề tài: Hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động
PDF
Đề tài: Nghiên cứu nhà máy điện gió Phương Mai – Bình Định, HAY
PDF
Đề tài: Xây dựng Website hỗ trợ đăng ký xét tuyển đại học, HOT
PDF
Đề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắc
PDF
Đồ án Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC s7 - 1200
PDF
Đề tài: Hệ thống phân loại cà chua theo màu sắc, HAY, 9đ
PDF
Hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC
PDF
Đề tài: Điều khiển cửa tự động sử dụng hệ vi điều khiển, HAY, 9đ
PDF
Ứng dụng mạng nơ-ron trong nhận dạng và điều khiển.pdf
DOC
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
DOC
Đề tài: Nghiên cứu và tiến hành thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động
PDF
Đề tài: Hệ thống Iot phục vụ cho nông nghiệp ứng dụng Gateway
DOC
đồ áN tốt nghiệp (1) laser
PDF
Xác suất thống kê - Đào Hữu Hồ
PDF
Giáo trình Kỹ thuật cảm biến.pdf
PDF
Cảm biến gia tốc
PDF
Đề tài: Hệ thống giám sát nông nghiệp bằng công nghệ Iot, HAY
PDF
Đề tài: Thiết kế công tắc điều khiển từ xa không dây, HAY
Luận văn: Ứng dụng lập trình điều khiển thiết bị qua wifi, HOT
Luận văn: Thiết kế hệ thống tưới cây tự động, HAY
Đề tài: Hệ thống giám sát quá trình chiết rót và đóng nắp chai tự động
Đề tài: Nghiên cứu nhà máy điện gió Phương Mai – Bình Định, HAY
Đề tài: Xây dựng Website hỗ trợ đăng ký xét tuyển đại học, HOT
Đề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắc
Đồ án Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC s7 - 1200
Đề tài: Hệ thống phân loại cà chua theo màu sắc, HAY, 9đ
Hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC
Đề tài: Điều khiển cửa tự động sử dụng hệ vi điều khiển, HAY, 9đ
Ứng dụng mạng nơ-ron trong nhận dạng và điều khiển.pdf
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
Đề tài: Nghiên cứu và tiến hành thiết kế mô hình hệ thống tưới tự động
Đề tài: Hệ thống Iot phục vụ cho nông nghiệp ứng dụng Gateway
đồ áN tốt nghiệp (1) laser
Xác suất thống kê - Đào Hữu Hồ
Giáo trình Kỹ thuật cảm biến.pdf
Cảm biến gia tốc
Đề tài: Hệ thống giám sát nông nghiệp bằng công nghệ Iot, HAY
Đề tài: Thiết kế công tắc điều khiển từ xa không dây, HAY
Ad

Similar to Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200 (20)

PDF
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn nhiên liệu, HAY
PDF
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn nhiên liệu, HOT
PDF
Đề tài: Trạm biến áp 110KV Tràng Duệ và thiết kế hệ thống chống sét
PDF
Đề tài: Thiết kế hệ thống chống sét cho trạm biến áp 110KV, HOT
PDF
Đề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứa
PDF
Đề tài: Hệ thống điện tử công suất cho hệ thống tuabin gió, HOT
PDF
Đề tài: Hệ thống điều khiển quá trình khoan 2 giai đoạn ứng dụng
PDF
Đề tài: Hệ thống điều khiển quá trình khoan 2 giai đoạn, HAY
PDF
Thiết kế và xây dựng bộ pid để điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp ...
PDF
Đề tài: Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo, HOT
PDF
Đề tài: Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo
PDF
Đồ án tốt nghiệp Thực hiện tổng quan hệ thống điện tử công suất cho hệ thống ...
PDF
Thiết kế, chế tạo bộ điều chỉnh pid cho phép điều chỉnh các hệ số khuyếch đại...
PDF
Điều chỉnh loại PID cho phép điều chỉnh các hệ số khuyếch đại, HAY
PDF
Đề tài: Thiết kế mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC
PDF
Đề tài: Chế tạo mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC
PDF
Luận văn: Thiết kế mạch điều khiển cân bằng công suất, HAY
PDF
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng bộ điều khiển PLC thiết kế và xây dựng cho hệ thống...
PDF
Đồ án Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển cân bằng công suất tác dụng trong h...
PDF
Máy 3 bậc tự do sử dụng trong dây truyền phân loại sản phẩm, HOT
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn nhiên liệu, HAY
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển trạm trộn nhiên liệu, HOT
Đề tài: Trạm biến áp 110KV Tràng Duệ và thiết kế hệ thống chống sét
Đề tài: Thiết kế hệ thống chống sét cho trạm biến áp 110KV, HOT
Đề tài: Thiết kế điều khiển tự động hệ thống nhiều bơm lên bể chứa
Đề tài: Hệ thống điện tử công suất cho hệ thống tuabin gió, HOT
Đề tài: Hệ thống điều khiển quá trình khoan 2 giai đoạn ứng dụng
Đề tài: Hệ thống điều khiển quá trình khoan 2 giai đoạn, HAY
Thiết kế và xây dựng bộ pid để điều khiển mức nước trong bể chứa công nghiệp ...
Đề tài: Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo, HOT
Đề tài: Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo
Đồ án tốt nghiệp Thực hiện tổng quan hệ thống điện tử công suất cho hệ thống ...
Thiết kế, chế tạo bộ điều chỉnh pid cho phép điều chỉnh các hệ số khuyếch đại...
Điều chỉnh loại PID cho phép điều chỉnh các hệ số khuyếch đại, HAY
Đề tài: Thiết kế mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC
Đề tài: Chế tạo mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC
Luận văn: Thiết kế mạch điều khiển cân bằng công suất, HAY
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng bộ điều khiển PLC thiết kế và xây dựng cho hệ thống...
Đồ án Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển cân bằng công suất tác dụng trong h...
Máy 3 bậc tự do sử dụng trong dây truyền phân loại sản phẩm, HOT
Ad

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

DOCX
200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểm
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhất
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhất
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểm
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhất
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhất
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏi
DOCX
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểm
DOCX
danh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhua
DOCX
Kinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay Nhất
DOCX
Kho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểm
DOCX
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại học
DOCX
Kho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tử
DOCX
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
DOCX
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu Học
DOCX
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhất
DOCX
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểm
DOCX
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin Học
DOCX
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập Khẩu
200 de tai khoa luạn tot nghiep nganh tam ly hoc
Danh sách 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành khách sạn,10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngân hàng, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ngữ văn, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ ô tô, 10 điểm
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục mầm non, mới nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ quản trị rủi ro, hay nhất
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tài chính ngân hàng, từ sinh viên giỏi
Danh sách 200 đề tài luận văn thạc sĩ tiêm chủng mở rộng, 10 điểm
danh sach 200 de tai luan van thac si ve rac nhua
Kinh Nghiệm Chọn 200 Đề Tài Tiểu Luận Chuyên Viên Chính Trị Hay Nhất
Kho 200 Đề Tài Bài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Kế Toán, 9 điểm
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Ngành Thủy Sản, từ các trường đại học
Kho 200 đề tài luận văn ngành thương mại điện tử
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Giáo Dục Tiểu Học
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành luật, hay nhất
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành quản trị văn phòng, 9 điểm
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Sư Phạm Tin Học
Kho 200 Đề Tài Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành Xuất Nhập Khẩu

Recently uploaded (20)

PDF
Cơ bản về matlab simulink cho người mới bắt đầu
DOCX
Chủ nghĩa xã hội khoa học - Đề Cương Cuối Kỳ.docx
PPT
danh-sach-lien-ket_Cấu trúc dữ liệu và giải thuậ.ppt
DOCX
Ôn tập Văn học phương đông tài liệu tham khảo
PDF
BÀI GIẢNG CƠ SỞ SINH HỌC NGƯỜI - KHOA SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC ĐỒNG ...
PDF
ki_nang_tu_van_ca_nhan_ve_lua_chon_va_phat_trien_nghe_final_130806_1.pdf
PDF
SÁNG KIẾN “NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỰ RÈN LUYỆN KỸ NĂNG MỀM CHO HỌC S...
PDF
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 12 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
PDF
GIẢI PHÁP NÂNG CAO CÔNG TÁC CHỦ NHIỆM QUA CÁC TIẾT SINH HOẠT THEO CHỦ ĐỀ NHẰ...
DOCX
Ôn tập văn học phương đông thi giữa kì ..
PDF
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 11 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
PPT
Bai 42 Su chay thanh dong cua chat long va chat khi Dinh luat Becnuli.ppt
PDF
SÁNG KIẾN “MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH THAM GIA CUỘC THI KHOA HỌC K...
PPTX
Bai 28 Cau tao chat Thuyet dong hoc phan tu chat khi.pptx
PPTX
chương-1.-vấn-đề-lý-luận-về-luật-quốc-tế.pptx
PPTX
Slide chương 3 môn thẩm định tài chính dự án
PDF
bo-trac-nghiem-toan-11 dành cho cả năm học
PDF
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 10 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
PDF
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 10 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
PDF
BÀI TẬP TEST FOR UNIT TIẾNG ANH LỚP 6 GLOBAL SUCCESS CẢ NĂM THEO TỪNG ĐƠN VỊ ...
Cơ bản về matlab simulink cho người mới bắt đầu
Chủ nghĩa xã hội khoa học - Đề Cương Cuối Kỳ.docx
danh-sach-lien-ket_Cấu trúc dữ liệu và giải thuậ.ppt
Ôn tập Văn học phương đông tài liệu tham khảo
BÀI GIẢNG CƠ SỞ SINH HỌC NGƯỜI - KHOA SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC ĐỒNG ...
ki_nang_tu_van_ca_nhan_ve_lua_chon_va_phat_trien_nghe_final_130806_1.pdf
SÁNG KIẾN “NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỰ RÈN LUYỆN KỸ NĂNG MỀM CHO HỌC S...
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 12 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
GIẢI PHÁP NÂNG CAO CÔNG TÁC CHỦ NHIỆM QUA CÁC TIẾT SINH HOẠT THEO CHỦ ĐỀ NHẰ...
Ôn tập văn học phương đông thi giữa kì ..
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 11 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
Bai 42 Su chay thanh dong cua chat long va chat khi Dinh luat Becnuli.ppt
SÁNG KIẾN “MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH THAM GIA CUỘC THI KHOA HỌC K...
Bai 28 Cau tao chat Thuyet dong hoc phan tu chat khi.pptx
chương-1.-vấn-đề-lý-luận-về-luật-quốc-tế.pptx
Slide chương 3 môn thẩm định tài chính dự án
bo-trac-nghiem-toan-11 dành cho cả năm học
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 10 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
CHUYÊN ĐỀ DẠY THÊM HÓA HỌC LỚP 10 CẢ NĂM THEO FORM THI MỚI BGD - CÓ ÔN TẬP + ...
BÀI TẬP TEST FOR UNIT TIẾNG ANH LỚP 6 GLOBAL SUCCESS CẢ NĂM THEO TỪNG ĐƠN VỊ ...

Đề tài: Hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200

  • 1. BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2016
  • 2. BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BƠM VÀ TRỘN LIỆU SỬ DỤNG PLC S7-200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên:Phạm Văn Duy Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Thắng HẢI PHÕNG-2016
  • 3. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC ----------------o0o----------------- BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Văn Duy – mã SV: 1112102004 Lớp : ĐC1501 - Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp. Tên đề tài: Thiết kế lập trình hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200 .
  • 4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................... 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................... 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:....................................................................................... .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................
  • 5. CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ 1. Họ và tên : Nguyễn Trọng Thắng Học hàm, học vị : Tiến sĩ Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn : Toàn bộ đồ án Ngƣời hƣớng dẫn thứ 2. Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày......tháng.....năm 2016. Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày……tháng……năm 2016. Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N. Sinh viên Phạm Văn Duy Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán bộ hƣớng dẫn ĐT.T.N TS. Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngày......tháng.......năm 2016 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
  • 6. PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lƣợng các bản vẽ...) ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày…..tháng……năm 2016 Cán bộ hƣớng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên)
  • 7. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày……tháng…….năm 2016 Ngƣời chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên)
  • 8. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1 TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TRỘN SƠN ........................................................ 2 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. .......................................................................... 2 1.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU. .............. 9 1.3. CẤU TẠO HỆ THỐNG TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG. .................................. 16 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 200. ................................................................... 25 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG. ............................................................................ 25 2.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG. ..................................................................... 29 2.3. CẤU TRÖC BỘ NHỚ. ............................................................................ 38 2.4. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA CPU. ................................................ 42 2.5. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC S7-200. ....................................... 43 2.6. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP7. ......................................................... 55 2.7. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG PLC S7 – 200................................ 58 CHƢƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRỘN SƠN ................................. 60 BẰNG PLC S7-200 ......................................................................................... 60 3.1. YÊU CẦU. ............................................................................................... 60 3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. ................................................................. 60 3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO PLC. ................................................................ 61 3.4. LƢU ĐỒ THUẬT GIẢI............................................................................61 3.5. CÁC ĐẦU VÀO/RA PLC. ...................................................................... 65 3.6. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. .......................................................... 68 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................86
  • 9. LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, đất nƣớc ta bƣớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tƣ vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lƣợng cao. Một trong những phƣơng án đầu tƣ vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang đƣợc sử dung rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Để điều khiển hệ thống trộn sơn ta có nhiều cách khác nhau nhƣ dùng rơle thời gian, dùng vi điều khiển...vv. Với những ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: giá thành hạ, dễ thi công lắp đặt, dễ sửa chữa, chất lƣợng làm việc ổn định linh hoạt… , nên hiện nay PLC (Program Logic Control – thiết bị điều khiển lập trình đƣợc) đƣợc sử dụng rất rộng rãi để điều khiển hệ thống trộn sơn. Xuất phát từ tình hình thực tế trên và ham muốn hiểu biết về PLC, em xin chọn đề tài làm tốt nghiệp: “: Thiết kế lập trình hệ thống tự động bơm và trộn liệu sử dụng plc S7-200” do TS. Nguyễn Trọng Thắng hƣớng dẫn. Đề tài gồm ba chƣơng với nội dung cơ bản nhƣ sau: Chƣơng 1. Tìm hiều về hệ thống trộn sơn. Chƣơng 2. Tổng quan về PLC S7 – 200. Chƣơng 3. Thiết kế, xây dựng hệ thống điều khiển trộn sơn bằng PLC S7 – 200.
  • 10. CHƢƠNG 1. TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TRỘN SƠN 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. 1.1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn thế giới. Sơn (hoặc có thể gọi là chất phủ bề mặt) đƣợc dùng để trang trí mỹ thuật hoặc bảo vệ các bề mặt vật liệu cần sơn. Sơn đã đƣợc loài ngƣời cổ xƣa chế biến từ các vật liệu thiên nhiên sẵn có để tạo các bức tranh trên nền đá ở nhiều hang động nhằm ghi lại hình ảnh sinh hoạt cuộc sống thƣờng ngày mà ngành khảo cổ học thế giới đã xác định đƣợc niên đại cách đây khoảng 25.000 năm. Ai Cập đã biết chế tạo sơn mỹ thuật từ năm 300 – 600 trƣớc công nguyên Hy Lạp và La Mã đã chế tạo sơn dầu béo vừa có tác dụng trang trí vừa có tính chất bảo vệ các bề mặt cần sơn trong thời kỳ năm 600 trƣớc công nguyên đến năm 400 sau công nguyên và mãi đến thế kỷ 13 sau công nguyên các nƣớc khác của Châu Âu mới biết đến công nghệ sơn này và đến cuối thế kỷ 18 mới bắt đầu có các nhà sản xuất sơn chuyên nghiệp do yêu cầu về sơn tăng mạnh. Cuộc cách mạng kỹ thuật của thế giới đã tác động thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp sơn từ thế kỷ 18 nhƣng chất lƣợng sơn bảo vệ và trang trí vẫn chƣa cao vì nguyên liệu chế tạo sơn đi từ các loại dầu nhựa thiên nhiên và các loại bột màu vô cơ có chất lƣợng thấp. Ngành công nghiệp sơn chỉ có thể phát triển nhảy vọt khi xuất hiện trên thị trƣờng các loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn cùng với các loại bột màu hữu cơ chất lƣợng cao và nhất là sự xuất hiện của sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO2) là loại bột màu chủ đạo, phản ánh sự phát triển của công nghiệp sơn màu. Các mốc phát triển công nghiệp sơn (đƣợc khởi đầu từ thế kỷ 20 đến cuối thế kỷ 20) có thể đƣợc phản ánh nhƣ sau: - Năm 1923: nhựa Nitrocellulose, alkyd - Năm 1924: Bột màu TiO2
  • 11. - Năm 1928: Nhựa Phenol tan trong dầu béo - Năm 1930: Nhựa Amino Urea Formaldehyde - Năm 1933: Nhựa Vinyl Clorua đồng trùng hợp - Năm 1934: Nhựa nhũ tƣơng trong gốc dầu - Năm 1936: Nhựa Acrylic nhiệt rắn - Năm 1937: Nhựa Polyurethan - Năm 1939: Nhựa Amino melamin Formaldehyde - Năm 1944: Sơn gốc Silicone - Năm 1947: Nhựa Epoxy - Năm 1950: Nhựa PVA và Acrylic laquer - Năm 1955: Sơn bột tĩnh điện - Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhựa latex - Năm 1960: Sơn công nghiệp gốc nƣớc - Năm 1962: Sơn điện di kiểu Anode - Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV - Năm 1971: Sơn điện di kiểu catode 1.1.2 Lịch sử phát triển ngành sơn Việt Nam. Ở Việt Nam, cha ông ta từ gần 400 năm trƣớc đã biết dùng sơn ta từ cây sơn mọc tự nhiên chế biến thành sơn trang trí và bảo vệ cho chất lƣợng gỗ của các pho tƣợng thờ, các tấm hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ này chất lƣợng hầu nhƣ không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn đƣợc coi là nguyên liệu chất lƣợng cao dùng cho ngành tranh sơn mài đƣợc ƣa chuộng cả trong và ngoài nƣớc hoặc một số loại dầu béo nhƣ: dầu chẩu và dầu lai hoặc nhựa thông từ cây thông ba lá mọc tự nhiên tại Việt Nam, từ lâu đã đƣợc ngƣời dân chế biến thành dầu bóng (clear – varnish) gọi nôm na là “quang dầu” dùng trang trí và bảo vệ cho “nón lá” hoặc “đồ gỗ”, nội ngoại thất. Tuy nhiên, việc sử dụng sơn nói trên chỉ mang tính chất tự phát từ nhu cầu đời sống thƣờng ngày, đến năm 1913 - 1914 ở Việt Nam mới xuất hiện một xƣởng sơn dầu ở Hải Phòng do ngƣời Pháp mở mang nhãn hiệu TESTUDO , tiếp sau đó
  • 12. vài năm hãng sơn Việt Nam đầu tiên “Công ty sơn Nguyễn Sơn Hà” đƣợc thành lập và tiếp theo có các hãng sơn ở Hà Nội là Thăng Long, Gecko. Trong đó cần chú ý là loại sơn RESISTANCO của hãng sơn Nguyễn Sơn Hà rất đƣợc ngƣời tiêu dùng trong và ngoài nƣớc ƣa chuộng, đây có thể nói là hãng sơn đầu tiên lớn nhất tại Việt Nam lúc ấy và còn để lại giấu ấn lịch sử tới ngày nay là Công ty cổ phần sơn Hải Phòng phát triển từ mảnh đất mang tên Xí nghiệp sơn Phú Hà (hậu duệ sau này của ông Nguyễn Sơn Hà). Vì vậy có thể nói rằng: ông Nguyễn Sơn Hà chính là ông tổ ngành sơn Việt Nam. Ngành sơn Việt Nam sau khi đạt đƣợc sự phát triển ổn định từ khi thành lập, giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2007 là quá trình phát triển với tốc độ cao cùng với sự tăng trƣởng không ngừng của nền kinh tế Việt Nam với các đặc điểm phát triển nhƣ sau: Phát triển mạnh về sản lƣợng và chủng loại sơn: Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn, tăng trƣởng trung bình 25%/năm, sơn tàu biển, bảo vệ, sơn công nghiệp ngày càng phát triển theo yêu cầu thị trƣờng (xem bảng số liệu các năm 1995 đến 2007 về phát triển thị trƣờng sơn Việt Nam do Hiệp hội sơn và mực in Việt Nam – VPIA công bố). Đến năm 2007 đã có mặt tại Việt Nam hầu hết các hãng sơn lớn của thế giới dƣới hình thức đầu tƣ 100% vốn nƣớc ngoài hoặc gia công hợp tác sản xuất với các công ty Sơn Việt Nam. Bên cạnh đó, nhiều công ty Sơn Việt Nam (dạng cổ phần hoặc tƣ nhân 100% vốn Việt Nam cũng mạnh dạn mở rộng hoặc xây mới nhà máy, đầu tƣ thiết bị công nghệ mới, nâng cao chất lƣợng sản phẩm sơn cạnh tranh thị trƣờng theo yêu cầu ngƣời tiêu thụ. Có thể nói sự phát triển với tốc độ cao về sản lƣợng công nghệ mới và nâng cao chất lƣợng sản phẩm đã tạo ra bức tranh ngoạn mục của phát triển ngành sơn Việt Nam trong giai đoạn này. Sự phân chia thị trƣờng các loại sơn tại Việt Nam đến năm 2007 đã đạt mức quân bình kiểu “tám lạng nửa cân” giữa các thƣơng hiệu lớn không phân biệt “nƣớc ngoài” hay “nội địa” có thể kể ra nhƣ sau:
  • 13. Về sơn trang trí: 4 ORANGES - AKZO (ICI) DECORATIVE – NIPPON – KOVA – TISON BẠCH TUYẾT – SƠN TỔNG HỢP… Về sơn tàu biển và bảo vệ: INTERPAINTS – SƠN HẢI PHÕNG – SƠN JOTUN – SƠN Á ĐÔNG – SƠN HẢI ÂU… Về sơn đồ gỗ: AKZO INDUSTRY COATINGS – ĐẠI HƢNG – VALSPA SHERWIN WILLIAMS – ĐẠI KIỀU – HÓA KEO BÌNH THẠNH – XUÂN AN –DUY HOÀNG … Về sơn bột: AKZO CHANG CHENG – JOTUN- ĐẠI PHÖ – TÂN NAM PHÁT – Á ĐÔNG – SƠN TỔNG HỢP HÀ NỘI Về sơn coil (tấm lợp): Á ĐÔNG – AKZO INDUSTRY COATINGS – PPG COATINGS – BECKER – KCC YUNGCHI… Về các loại sơn khác (ví dụ: Sơn ô tô OEM, sơn sàn, sơn kẻ đƣờng, sơn can, sơn plastic…) các thƣơng hiệu: Sơn tổng hợp Hà Nội, Nippon, PPG, KOVA, Sơn Hải Phòng… Dòng sản phẩm với công nghệ mới nhất của thế giới và khu vực là sơn trang trí gốc nƣớc sử dụng bột dioxit titan (TiO2) nano chất lƣợng cao đã đƣợc nhiều hãng sơn tại Việt Nam sản xuất bán ở thị trƣờng hoặc các loại sơn công nghiệp gốc nƣớc từ Epoxy, Polyurethan chất lƣợng cao cũng đã đƣợc sản xuất bán ra thị trƣờng theo xu hƣớng sản phẩm thân thiện môi trƣờng. Tuy nhiên, số lƣợng yêu cầu sử dụng chƣa nhiều do giá sản phẩm còn cao. Số lƣợng nhà sản xuất sơn bắt đầu tăng trƣởng mạnh: năm 2002 có 60 doanh nghiệp – năm 2004: 120 doanh nghiệp – năm 2006: 168 doanh nghiệp – năm 2008: 187 doanh nghiệp – năm 2009 (theo số thống kê cập nhật chƣa đƣợc kiểm tra): khoảng 250 doanh nghiệp. Nhận xét chung về thị phần và phân chia thị phần sơn Việt Nam thấy rằng: + Cho đến năm 2008 các doanh nghiệp có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài (khoảng hơn 30 doang nghiệp) vẫn chiếm 60% thị phần, 40% còn lại là phần các doanh nghiệp Việt Nam.
  • 14. + Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn về thể tích (64 – 66%) tổng sản lƣợng nhƣng lại có giá trị thấp, ứng với (41 – 45%) về trị giá. Với đặc điểm phát triển tốc độ cao trong giai đoạn này có mức tăng trƣởng trung bình 15 – 20% năm, số lƣợng Doanh nghiệp sản xuất sơn ngày càng gia tăng Việt Nam trở thành “điểm nóng” thu hút đầu tƣ của các nƣớc trong khu vực và quốc tế vào ngành công nghiệp sơn. Hiệp hội ngành nghề sơn - mực in Việt Nam (tên giao dịch VPIA) đƣợc thành lập 25/4/2008 từ tổ chức tiền thân là phân hội sơn - mực in thuộc Hội hóa học – Tp.Hồ Chí Minh. Ngay năm đầu tiên thành lập, tính đến 21/4/2009 VPIA đã quy tụ 112 Hội viên Doanh nghiệp có liên quan đến ngành nghề (trong số 71 Hội viên là doanh nghiệp sản xuất có: 54 doanh nghiệp sản xuất sơn, 10 doanh nghiệp sản xuất mực in, 7 doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu và thiết bị sản xuất sơn) VPIA là thành viên chính thức của tổ chức APIC (Hội đồng quốc tế sơn Châu Á) gồm 17 Hiệp hội sơn các nƣớc trong khu vực. Hiện nay, trong bối cảnh khủng hoảng kinh tế toàn cầu VPIA đang bƣớc đầu hội nhập vào con đƣờng hoạt động chuyên nghiệp, với nhận định của các chuyên gia kinh tế có uy tín của thế giới, nền kinh tế Việt Nam sẽ sớm phục hồi và có thể gữ mức tăng trƣởng trên 3% năm 2009. 1.1.3 Lịch sử phát triển ngành sơn H i Ph ng. Hoá học là một ngành có rất nhiều ứng dụng cả trong cuộc sống cũng nhƣ trong nền sản xuất kinh tế quốc dân. Nhƣng sinh viên ngày nay lại chƣa thực sự có những hiểu biết rõ ràng và cụ thể về vai trò của công nghệ hoá học, những hiểu biết của sinh viên chỉ là trên lí thuyết mà giữa lí thuyết và thực tế lại có nhiều sự khác nhau. Với chuyến đi thực tế tại nhà máy Sơn Hải Phòng đã giúp cho các sinh viên có những hiểu biết cụ thể hơn về nền sản xuất, việc ứng dụng các công nghệ vào trong quy trình sản xuất. Sơn là một sản phẩm có tầm quan trọng rất lớn trong nền kinh tế quốc dân. Không có một nghành nào là không sử dụng sản phẩm từ sơn nhƣ: tàu biển, công trình biển, công trình công nghiệp nặng, giao thông, cầu thép, sơn bột tĩnh điện,
  • 15. trang trí, xây dựng , dân dụng …Và công nghệ hoá học có rất nhiều ứng dụng trong quy trình sản xuất sơn. Với sự ra đời của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng ngày 25 tháng 1 năm 1960 (đƣợc cổ phần hoá từ ngày 30 tháng 1 năm 2004) đã làm cho nền kinh tế quốc dân của nƣớc ta có nhiều sự phát triển vƣợt bậc. Hiện nay công ty Sơn Hải Phỏng là sự tổ hợp của ba công ty cổ phần: 1. Công ty Vico: Chuyên Sản xuất các sản phẩm bột giặt ,chất tẩy rửa ... chất lƣợng cao. 2. Công ty Vilaco: Sản xuất các sản phẩm hoá mỹ phẩm cao cấp. 3. Công ty SiviCo: Sản xuất các sản phẩm sơn giao thông nhiệt dẻo phản quang, bao bì... chất lƣợng cao. Địa điểm thăm quan của Công ty CP Sơn Hải Phòng là cơ sở sản xuất sơn, cong ty là một trong những doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp sơn tại Việt Nam và khu vực, không ngừng đổi mới phát triển công nghệ nhằm thoả mãn nhu cầu của khách hàng ở mức tốt nhất. Điều này đƣợc đánh giá bằng một loạt các phần thƣởng cao quí đƣợc nhà nƣớc phong tặng cũng nhƣ chứng chỉ, chứng nhận mà doanh nghiệp đã đƣợc các tổ chức uy tín nhất trong nƣớc và quốc tế công nhận trong suốt hơn 45 năm qua: nhƣ Huân chƣơng Độc lập hạng Hai & Ba, giải vàng Chất lƣợng Việt Nam 1998, hàng Việt Nam Chất lƣợng cao do ngƣời tiêu dùng bình chọn (1998 - 2004), một trong 10 doanh nghiệp hàng đầu của thành phố Hải Phòng 2001-2005, bốn năm liền (1999-2002) đƣợc nhận cờ thi đua xuất sắc của Chính phủ, Danh hiệu hàng VN chất lƣợng cao do ngƣời tiêu dùng bình chọn năm 2006, … Với một bề dày kinh nghiệm và đƣợc chuyển giao công nghệ sản xuất sơn tàu biển cao cấp theo Li xăng của hãng CMP là hãng sơn tàu biển số 1 tại Nhật Bản và là 1 trong 6 hãng sơn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực trên với kinh nghiệm sản xuất sơn gần 1 thế kỷ phục vụ cho ngành công nghiệp đóng và sửa chữa tàu biển và công trình biển tại Nhật Bản và trên toàn thế giới.Với đội ngũ kỹ sƣ công
  • 16. nghệ đƣợc đào tạo chuyên ngành tại nƣớc ngoài và trong nƣớc dày dặn kinh nghiệm, đội ngũ công nhân lành nghề. Với hơn 40 năm kinh nghiệm sản xuất sơn tàu biển, áp dụng các thành tựu mới nhất trong nƣớc và quốc tế về công nghệ sản xuất sơn tàu biển. Với công nghệ tiên tiến, dây chuyền hiện đại, sản phẩm chất lƣợng cao và hài hoà với môi trƣờng và kinh nghiệm phục vụ sơn cho hàng nghìn lƣợt tàu trong và ngoài nƣớc, trong đó có tàu trọng tải lớn tới 175.000 tấn sửa chữa tại nhà máy sửa chữa tàu biển Hyundai Vinashin và giàn khoan dầu khí ngoài biển. Công ty Cổ phần Sơn Hải Phòng tự hào đƣợc đánh giá là nhà sản xuất sơn hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp sơn phục vụ cho tàu biển và công trình biển tại Việt Nam. Bên cạnh đó là kinh nghiệm phục vụ hàng loạt các công trình, dự án công nghiệp quốc gia, cùng với dich vụ tƣ vấn, hƣớng dẫn và giám sát kỹ thuật, bảo hành sẽ mang lại cho công trình chất lƣợng cao nhất. Ngày nay công ty đang đẩy mạnh sản xuất theo chiến lƣợc phát triển là: Tập trung phát triển sơn tàu biển, sông trình biển và công nghiệp nặng và sơn giao thông chất lƣợng đạt tiêu chuẩn quốc tế và liên tục cải tiến đổi mới hài hoà với môi trƣờng. 1.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU. 1.2.1 SƠN: 1.2.1.1. Khái niệm sơn: Sơn là loại vật liệu dùng để bảo vệ và trang trí bề mặt, sau khi khô tạo một lớp màng rắn, liên kết bám dính tốt trên bề mặt đƣợc sơn. Sơn có thành phần chính bao gồm: bột màu, bột phụ trợ, chất tạo màng, dung môi và một số chất phụ gia. Hiện nay thì một số sơn hiện đại thì lại không sử dụng dung môi nhƣ: + Sơn bột, vật liệu trải đƣờng nhiệt dẻo. + Thành phần chất tạo màng có tác dụng pha loãng. 1.2.1.2. Phân lo i sơn
  • 17. Hiện nay có nhiều cách phân loại sơn khác nhau, nhƣng dù là cách phân loại nhƣ thế nào thì bản chất chính của sơn hầu nhƣ không thay đổi, sự khác nhau của chúng chỉ ở một số điểm. a. Theo bản chất của chất tạo màng: - Sơn dầu, sơn Alkyd. - Sơn Epoxy. - Sơn polyurethane. - Sơn cao su clo hoá, acrylic. - Sơn vô cơ. - Các loại khác: silicon,melamin, ure,stỉren. b. Theo chức năng: - Sơn lót (primers, anti-corosive paints). - Sơn bả (matit, sealers). - Sơn lớp trung gian (undercoats). - Sơn phủ (finish coats). c. Theo kết cấu. - Sơn dung môi. - Sơn hàm rắn cao – hight solid – (Sơn bột, sơn nóng chảy, hàm lƣợng chát bay hơi thấp). - Sơn nƣớc. - Sơn “high built”: độ chống chảy cao, có thể thi công đƣợc lớp dày. d. Theo công dụng: - Sơn chịu hoá chất. - Sơn chống rỉ. - Sơn chống hà - Sơn trang trí, mỹ thuật. - Sơn có tính năng đặc biệt: chống trƣợt, chống thấm… e. Các cách phân loại khác: - Theo lĩnh vực: tàu biển, công nghiệp, xây dựng, giao thông, sơn ôtô …
  • 18. - Theo bản chất hoá học: khô hoá học, khô vật lí, sơn nhiệt rắn, khô tự nhiên, sơn sấy, đóng rắn UV, đóng rắn bằng electron… - Theo đóng gói: một thành phần, nhiều thành phần… 1.2.2. CHẤT TẠO MÀNG: Là thành phần chính trong sơn, có tác dụng là liên kết các thành phần trong sơn với nhau, qua đó tạo cho sơn một độ bám dính của màng sơn lên bề mặt vật liệu. Tạo những đặc tính của màng sơn: cơ lý, hoá học, chịu thời tiết, chống rỉ, chịu nhiệt… Nguồn gốc của chất tạo màng bao gồm từ thiên nhiên, từ tổng hợp mà ra. + Nhựa thiên nhiên: dầu lanh, dầu chuẩn, dầu đỗ tƣơng… + Nhựa tổng hợp: nhựa alkyd, epoxy, PU. Chất tạo màng có nhiều loại khác nhau: + Loại nhiệt dẻo: (Khô vật lí) Là loại mà khi quá trình khô xảy ra thì dung môi sẽ bị bay hơi ra khỏi màng sơn. Và khi màng sơn khô thì không có sự biến đổi về mặt hoá học và có thể hoà tan trở lại. Ví dụ nhƣ: Nhựa Cellulose, Vinyl, cao su clo hoá… + Loại nhiệt rắn: (Khô hoá học) Đây là loại mà khi quá trình khô xảy ra thì có phản ứng hoá học xảy ra trong màng sơn, các phản ứng xảy ra có thể là phản ứng oxy hoá, phản ứng trùng hợp, hay là một số tƣơng tác hoá học…Khi màng sơn khô không hoà tan trở lại. Ví dụ nhƣ: Nhựa Epoxy, Ankyd, Polyurethan…Yêu cầu kĩ thuật và nâng cao chất lƣợng. Yêu cầu: Sơn tạo thành phải đạt đƣợc những yêu cầu tối thiểu nhƣ: - Tạo đƣợc màng mỏng trên bề mặt vật liệu. - Dễ thi công khi pha thành dung dịch. - Sức căng bề mặt nhỏ để màng sơn dễ dàn đều. - Độ bền cơ học cao. - Độ bền thời tiết cao, chịu tia tử ngoại, chống đƣợc sự thay đổi màu sắc của bột màu.
  • 19. Và một số yêu cầu khác nhƣ khả năng chống thấm, chịu nhiệt, chống rỉ… trƣớc những biến động của thời tiết, biến tính chất tạo màng. Mục đích: nâng cao tính năng của nhựa tạo màng. Phƣơng pháp tạo biến tính chất màng có hai phƣơng pháp chính đó là biến tính vật lí và hoá học. - Biến tính vật lí là phƣơng pháp phối trộn thêm một số thành phần khác để tang tính năng của nhựa. - Biến tính hoá học là phƣơng pháp trùng hợp để tạo thành mạng không gian cho nhựa. 1.3. BỘT MÀU VÀ BỘT PHỤ TR 1.2.3.1. Bột màu Có thành phần chính là các hợp chất hoá học( nhƣ oxit, muối…) và chúng có thể có nguồn gốc từ các chất vô cơ hay là những chất hữu cơ. Bột màu có tác dụng tạo màu cho sơn theo những yêu cầu mà ngƣời tiêu dùng cần. Ngoài tác dụng tạo màu thì bột màu còn có một số tính năng khác nhƣ khả năng chống rỉ, thụ động hoá… 1.3.2.2. Yêu cầu kĩ thuật 1.2.3.4. Bột màu - Bột màu phải có màu sắc phải bền đẹp. - Không bị hoà tan trong nƣớc và trong một số dung môi khác. - Có độ phủ độ mịn cao, độ thấm dầu thích hợp. - Có cấu tạo phù hợp và có khả năng phân tán tốt trong CTM, không có tác dụng phụ. 1.2.3.5. Bột phụ trợ: - Tạo cho màng sơn có những tích chất đặc biệt nhƣ về độ cứng, độ đàn hồi và khả năng không thấm nƣớc… - Không có khả năng tạo độ phủ hoặc độ phủ là rất kém. - Giảm giá thành sản phẩm và các loại bột phụ trợ chủ yếu đƣợc dùng trong công nghiệp sơn hiện nay là: talc, bải, cacbonat… 1.2.4. DUNG MÔI:
  • 20. 1.2.4.2. Yêu cầu về dung môi: Dung môi đƣợc sử dụng trong quy trình sản xuất sơn phải có đƣợc những yêu cầu tối thiểu nhƣ: - Khả năng hoà tan tốt chất tạo màng. - Tốc độ bay hơi thấp. - Trung tính. - Ít độc hại, khó cháy nổ. - Giá thành thấp, dễ kiếm 1.2.4.3. Phân lo i: Có nhiều cách phân loại khác nhau, và cách phân loại tuỳ thuộc vào đặc điểm mà ta xét: Loại hydrocacbon: + Mạch thẳng: Mine + Vòng thơm: Xylen, toluen, benzene + Loại mạch vòng khác:Solv Loại rƣợu: chứa nhóm –OH: Methanol, butanol… Loại ete:PGMO Loại este : butyl axetat, ethyl axetat … Loại tạp chức: Ethyl cellosove, Butyl cellosove…
  • 21. 1.2.4.5. An toàn khi sử dụng. Trong quá trình tiếp xúc với dung môi ta cần phải chú ý các điểm sau: - Tránh tiếp xúc trực tiếp lên da và mắt. - Không mở nắp thùng phuy đựng các dung môi bằng các dụng cụ kim loại. - Đeo khẩu trang làm việc với dung môi. - Cấm lửa tuyệt đối khi làm việc với dung môi. - Tuân thủ quy trình công nghệ khi sản xuất. 1.2.5. PHỤ GIA. 1.2.5.1. Khái quát Chất phụ là những vi chất trong thành phần của sơn, tuy vậy nhƣng nó lại không thể thiếu đƣợc trong thành phần của sơn, vì nó có rất nhiều tác dụng quan trong nhƣ: - Cải thiện, nâng cao tính năng của màng sơn - Tạo ra những tích chất đặc biệt trong sơn. Ví dụ: chất tạo vân trong sơn vân búa, chống tia cực tím, chất làm mờ… 1.2.5.2. Phân lo i Có nhiều cách phân loại khác nhau về chất phụ gia nhƣ: - Phụ gia làm khô - Phụ gia phân tán - Phụ gia chống tạo bọt, tăng sức căng bề mặt - Phụ gia chống tạo màng, chịu thời tiết … - Phụ gia chống lắng, chống chảy, hoá dẻo - Phụ gia dàn đều bề mặt, tạo vân… 1.2.6. SẢN XUẤT SƠN. Dung môi tẩy sơn cơ bản hay chất cạo sơn là những dung môi dùng để cạo bỏ lớp sơn cũ. Chúng không phải là một hóa chất duy nhất mà là sự trộn lẫn của nhiều chất khác nhau, mỗi chất có một tác dụng riêng. Các thành phần hoạt hóa thƣờng là một chất đƣợc gọi là metylen clorua. Một số sản pẩm có chứa các thành
  • 22. phần hoạt hóa khác với metylen clorua, nhƣng chúng không hiệu quả lắm trong việc ăn mòn, làm giộp và gây tróc lớp sơn cũ. Một số hóa chất khác trong chất tẩy sơn có tác dụng tăng nhanh quá trình làm bong, và làm chậm quá trình bay hơi của dung môi, và đóng vai trò nhƣ một tác nhân làm giày dung môi (giữ cho dung môi bay hơi chậm hơn). Chất tẩy sơn tiêu biểu có hai loại, dạng lỏng và dạng nhũ tƣơng. Nhìn chung thì dạng lỏng sẽ tẩy nhanh hơn. Dạng nhũ tƣơng thì tẩy sạch hơn vì nó không bị nhỏ giọt và bám dính lâu hơn, nhất là trên những vật hình trụ hay khi làm việc với bề mặt thẳng đứng. Về cơ bản thì có một số điểm lƣu ý về an toàn khi sử dụng chất tẩy sơn nhƣng không thể thay thế đƣợc bản hƣớng dẫn của nhà sản xuất đối với từng sản phẩm, điều quan trọng là bạn phải đọc lƣu ý đƣợc in trên nhãn của mỗi sản phẩm. 1.3. CẤU TẠO HỆ THỐNG TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG. 1.3.0. Bồn chứa sơn. - Hình trụ tròn. - Ba bồn chứa màu sơn cơ bản : xanh - đỏ - vàng, dung tích các bồn 1 m3 . - Bồn chứa chính để trộn sơn, dung tích 50 lít. 1.3.1. Bình trộn sơn.
  • 23. 1.3.2. Động cơ bơm. - Sử dụng máy bơm sơn APP-2504. - Lƣu lƣợng: 6 lít/phút. - Áp suất mô tơ khí: 20 - 100psi. - Đƣờng kính môtơ khí : 85 mm. - Phạm vi nhiệt độ: 4,4 – 70o C. - Trọng lƣợng: 20kg. - Xuất xứ : Đài Loan.
  • 24. Hình 1.1: Máy bơm sơn APP-2504. 1.3.3. Động cơ trộn. - Động cơ xoay chiều 220V – 50Hz - Công suất 90W
  • 25. Hình 1.2: Động cơ trộn. 1.3.4. C m biến mức. - Loại cảm biến báo mức kiểu điện dung SA SERIES. - Nguyên lý ho t động:Cảm biến đo mức kiểu điện dung hoạt động dựa vào nguyên lý “Cảm ứng điện dụng”, khi cảm biến mức này đƣợc đặt trên một bồn chứa, nó sẽ hình thành một trạng thái tụ điện giữa các điện cực và thành bồn chứa. Điện dung của tụ điện này thay đổi tỷ lệ thuận với sự thay đổi mức trong bồn chứa. Qua nhiều mạch chia thanh, cộng hƣởng… tín hiệu đầu ra sẽ đƣợc chuyển thành dạng tiếp điểm, dòng 4~20mA, điện áp… tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng. - Tính năng:  Không chứa các bộ phần dịch chuyển, cảm biến sẽ không bị ảnh hƣởng bởi ma sát, do đó phù hợp với đo mức cho cả chất lỏng và chất rắn.  Đa dạng Model, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau
  • 26.  Nhiệt độ làm việc: -20 ~ 200°C, Max. 800°C.  Độ nhạy: 10pf, 20pf và 40pf, có thể điều chỉnh đƣợc.  Thiết kế thêm tính năng điều chỉnh độ trễ, cho phép khoảng điều chỉnh từ 0 ~ 6 giây.  Điện áp làm việc: 110V/220VAC hoặc 24VDC.  Tùy chọn đầu ra: NPN transistor, 5A/250VAC and 5A/240VAC SPDT contact.  Kiểu kết nối: kiểu ren 1" NPT, hoặc theo yêu cầu của khách hàng.  Cấp bảo vệ: IP65 hoặc phòng nổ explosion-proof. Hình 1.3: Cảm biến mức SA SERIES. 1.3.5. C m biến hồng ngo i. - Cảm biến hồng ngoại SN-E18-B03N1để phát hiện có thùng đựng sơn. - Tính năng:  SN-E18-B03N1 chứa cảm biến tia hồng ngoại để sử dụng sự phản chiếu tín hiệu hồng ngoại, tín hiệu hồng ngoại này là sự phản hồi của tia hồng ngoại với những vật thể ở gần hay ở xa. Cƣờng độ ánh sáng hồng ngoại giữa tín hiệu thu và phát có thể điều chỉnh đƣợc để phù hợp với từng ứng dụng. Tín hiệu phát tia hồng ngoại gặp vật thể cản
  • 27. sẽ phản chiếu lại đầu thu, đầu thu hồng ngoại nhƣ là 1 transistor NPN khi có tia hồng ngoại phản về thì sẽ mở transistor.  Nguồn cấp từ 6V-36V, dòng tiêu thụ ít < 300mA.  Khoảng cách phát hiện vật lên tới 30cm, có thể điều chỉnh đƣợc.  Kích thƣớc nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt.  Độ chính xác cao, không thấm nƣớc, chống ăn mòn. Hình 1.4: Cảm biến hồng ngoại SN-E18-B03N1. 1.3.6. Van đóng mở. - Hệ thống van đóng mở bằng tay tại các đƣờng ống. - Sử dụng van điện từ 2W 160-15 NC để lấy sơn từ bồn chính.  Điện áp điều khiển 380VAC/220VAC/110VAC/24VAC.  Vật liệu làm thân van là đồng thau.  Nhiệt độ môi trƣờng làm việc: -5 đến 80o C.  Áp suất chịu đƣợc tối đa 1Mpa.  Kiểu hoạt động : Tác động trực tiếp, NC (thƣờng đóng).
  • 28. Hình 1.5: Van điện từ 2W 160-15 NC. 1.3.7. Rơ le. - Dùng rơle trung gian Omron LY2N DC24 để đóng, ngắt động cơ bơm.  Số cực: 2 cực.  Điện áp cuộn dây: 24VDC.  Thời gian đóng, ngắt: 25ms.  Tần số hoạt động: 1800 lần/giờ.  Tuổi thọ đóng, ngắt trung bình: 500 nghìn lần.  Nhiệt độ môi trƣờng làm việc: -25o C đến 70o C.  Điện trở cách điện: 100M Ω. Hình 1.6: Rơ le trung gian Omron LY2N DC24.
  • 29. 1.3.8. Đèn báo tr ng thái. - Sử dụng đèn màu xanh dƣơng để báo đang trong quá trình trộn. - Sử dụng đèn màu đỏ để báo dừng quá trình trộn. - Sử dụng đèn màu xanh lá cây để báo đầy sơn ở mỗi bồn chứa. - Sử dụng đèn màu vàng để báo hết sơn ở mỗi bồn chứa. Hình 1.7: Đèn báo trạng thái.
  • 30. CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 200. 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp …, ngƣời ta thực hiện kết nối các linh kiện rời (rơle, timer, contactor …) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó. Từ thực tế đó việc tìm ra một hệ thống điều khiển đáp ứng đƣợc các yêu cầu nhƣ: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lƣợng làm việc ổn định, lịnh hoạt trong qua trình điều khiển, lầ điều tất yếu. Hệ thống điều khiển logic có thể lập trình đƣợc PLC ra đời đã giải quyết đƣợc các vấn đề trên. PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình đƣợc (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Ngƣời sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này đƣợc kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ nhƣ thời gian định thì hay các sự kiện đƣợc đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo phƣơng 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 theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC nhƣ Siemens, Omron, Mitsubishi Electric, Allen-Bradley, Honeywell… Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đƣợc những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Moto – Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp rất nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế đã từng bƣớc cải tiến để giúp hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhƣng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
  • 31. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (programable controller handle) đầu tiên đƣợc ra đời vào năm 1969. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bƣớc tạo ra đƣợc một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trình giản đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuât toán hỗ trợ, vận hành với các dữ liệu cập nhật. Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính, nên việc giao tiếp giữa ngƣời điều khiển lâp trình và thiết bị điều khiển càng trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng điều khiển của từng PLC riêng lẻ. Tốc độ xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lƣợng cổng vào/ra lớn. Một PLC có đầy đủ các chức năng nhƣ: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển khác nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào trƣơng trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra. Ngƣời ta chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau: - Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học. - Kích thƣớc nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa. - Dung lƣợng bộ nhớ lớn để có thể chứa đƣợc những chƣơng trình phức tạp. - Hoàn toàn tin cậy trong môi trƣờng công nghiệp. - Có thể kết nối đƣợc với nhau và với các thiết bị khác nhƣ: máy tính, nối mạng, các modul mở rộng. - Giá cả có thể cạnh tranh đƣợc.
  • 32. - Dễ dàng thay đổi chƣơng trình điều khiển bằng máy lập trình cầm tay hoặc máy tính cá nhân. PLC cho phép ngƣời điều khiển không mất nhiều thời gian nối dây phức tạp khi cần thay đổi chƣơng trình điều khiển, chỉ cần lập chƣơng trình mới thay cho chƣơng trình cũ. Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đƣa ra hàng loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiên đủ để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của ngƣời sử dụng. Để đánh giá một bộ PLC ngƣời ta dựa vào 2 tiêu chuẩn chính: dung lƣợng bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó. Ngoài ra còn có các chức năng khác nhƣ: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra. Những ƣu điểm khi sử dụng bộ điều khiển PLC: - Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic nhƣ kiểu dùng rơle. - Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chƣơng trình điều khiển. - Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống. - Có nhiều chức năng điều khiển khác nhau. - Tốc độ xử lý cao, công suất tiêu thụ nhỏ. - Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt. - Có khả năng mở rộng số lƣợng đầu vào/ra khi nối thêm các khối vào/ra chức năng. - Giá thành có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu của ngƣời sử dụng. Nhờ những ƣu thế trên, PLC hiện nay đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp, máy nông nghiệp, thiết bị y tế …vv. Sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất lƣợng sản phẩm, giảm tiêu hao năng lƣợng, nâng cao độ an toàn tin cậy trong quá trình vận hành.
  • 33. Bộ điều khiển lập trình S7-200 của Siemens thích hợp cho các ứng dụng điều khiển từ đơn giản đến phức tạp. Có tích hợp thời gian thực. Có thể mở rộng vào/ra số, vào/ ra tƣơng tự. Dễ dàng kết nối tới các thiết bị giao diện nhƣ PC, HMI, Số lƣợng modul đa dạng tạo nên các cấu hình phong phú phù hợp với nhiều ứng dụng. CPU S7-200 của SIEMENS thuộc dòng Micro Programmable Logic Controler, với những đặc điểm sau: - Kích thƣớc nhỏ - giá thành nhỏ - sức mạnh lớn. - Đáp ứng đƣợc những ứng dụng điều khiển tự động từ cho các máy đơn lẻ đến các dây chuyền sản xuất. - Có thể hoạt động độc lập hay kết nối mạng trong một hệ thống lớn. - Dễ dàng kết nối tới các thiết bị giao diện nhƣ PC, HMI. - Số lƣợng modul đa dạng tạo nên các cấu hình phong phú phù hợp với nhiều ứng dụng. Các tính năng của PLC S7-200: - Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi hẹp. - Có nhiều loại CPU. - Có nhiều Module mở rộng. - Có thể mở rộng đến 7 Module. - Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau. - Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus. - Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module. - Không quy định rãnh cắm - Phần mềm điều khiển riêng. - Tích hợp CPU, I/O, nguồn cung cấp vào một Module. - Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp. 2.2. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG.
  • 34. PLC Step 7 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC hỗn hợp vừa đơn khối vừa đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản sau đó có thể ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, Có các module mở rộng tiêu chuẩn, những module ngoài này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể tổ hợp lại cho phù hợp với từng nhiệm vụ cụ thể. Hình 2.1: PLC S7-200 CPU 224 AC/DC/Relay 2.2.1. Cấu trúc đơn vị cơ b n. Đơn vị cơ bản của PLC S7-200 (CPU 214) Hình 2.2: Hình khối mặt trƣớc của PLC S7-200 (CPU 214). Trong đó:
  • 35. 1. Chân cắm cổng ra 2. Chân cắm cổng vào. 3. Các đèn trạng thái:  SF (đèn đỏ): báo hiệu hệ thống bị hỏng.  RUN (đèn xanh): chỉ định rằng PLC đang ở chế độ làm việc.  STOP (đèn vàng): chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. 4. Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời ở cổng vào. 5. Cổng truyền thông. 6. Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời ở cổng ra. 7. Công tắc. Công tắc chọn chế độ làm việc có 3 vị trí:  RUN: cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ. PLC sẽ tự chuyển về trạng thái STOP khi máy có sự cố hoặc trong chƣơng trình có lệnh STOP, do đó khi chạy nên quan sát trạng thái thực của PLC theo đèn báo.  STOP: cƣỡng bức PLC dừng công việc đang thực hiện, chuyển về trạng thái nghỉ. Ở chế độ này PLC cho phép hiệu chỉnh lại chƣơng trình hoặc nạp một chƣơng trình mới.  TERM: cho phép PLC tự quyết định một chế độ làm việc (do ngƣời lập trình tự quyết định). Chỉnh định tƣơng tự: núm điều chỉnh tƣơng tự đặt dƣới lắp đạy cạnh cổng ra, núm điều chỉnh tƣơng tự cho phép điều chỉnh tín hiệu tƣơng tự, góc quay đƣợc 2700 . Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: nguồn pin đƣợc tự động chuyển sang trạng thái tích cực khi dung lƣợng nhớ bị cạn kiệt và nó thay thế để dữ liệu không bị mất.
  • 36. Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các PLC khác. Tốc độ chuyền dữ liệu cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 boud. Các chân của cổng truyền thông là: 1, 5. Nối đất. 1. Điện áp 24v DC 3, 8. Truyền nhận dữ liệu. 4, 9. Không sử dụng. 6. Điện áp 5v DC (điện trở trong 100Ω). 7. điện áp 24v DC (120mA). Hình 2.3: Cổng truyền thông trên PLC S7-200. 2.2.2. Các Module của PLC.  Module nguồn (PS). Có chức năng chuyển từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều để cung cấp cho CPU, các module mở rộng và các thiết bị cảm biến. Điện áp xoay chiều (AC 220v hoặc 110v), điện áp một chiều (DC 24v hoặc 12v).  Module CPU. Có chức năng lƣu trữ hệ điều hành, lƣu trữ chƣơng trình ứng dụng, là nơi diễn ra quá trình tính toán xử lý thông tin theo thuật toán điều khiển đã đƣợc cài đặt bởi ngƣời lập trình. Nguồn nuôi chính của CPU là điện áp một chiều, ngoài ra còn có nguồn pin. Trong module CPU còn có thẻ nhớ dùng để lƣu trữ chƣơng trình ứng dụng đề phòng trƣờng hợp chƣơng trình ứng dụng trong CPU bị mất hoặc bị lỗi, thẻ nhớ có thể có nhiều dung lƣợng khác nhau. Cấu trúc của CPU:
  • 37. 1. Khối trung tâm: là nơi lƣu trữ hệ điều hành, nơi diễn ra quá trình tính toán xử lý thông tin 2. Nơi lƣu trữ chƣơng trình ứng dụng. 3. Khối các bộ thời gian. 4. Các bộ đếm. 5. Các bít, cờ báo trạng thái. 6. Bộ đệm vào ra (giành cho các module số). 7. Khối quản lý các vào ra trên CPU. 8. Quản lý ngắt và đếm tốc độ cao Hình 2.4: Sơ đồ khối cấu trúc CPU PLC S7-200. 9. Quản lý ghép nối. 10. BUS nội bộ.  Các module mở rộng. Khi quá trình tự động hóa đòi hỏi số lƣợng đầu vào và đầu ra nhiều hơn số lƣợng sẵn có trên đơn vị cơ bản hoặc khi cần những chức năng đặc biệt thì có thể mở rộng đơn vị cơ bản bằng cách gá thêm các module ngoài. Tối đa có thể gá thêm bẩy module vào ra qua bẩy vị trí sẵn có trên Panen về phía phải. Địa chỉ của các vị trí của module đƣợc xác định băng kiểu vào ra và vị trí module trong rãnh, bao gồm có các module cùng kiểu. Ví dụ một module cổng ra không thể gán địa chỉ module cổng vào, cũng nhƣ module tƣơng tự không thể gán địa chỉ nhƣ module số và ngƣợc lại.
  • 38. Module tín hiệu (SM). - Tín hiệu vào số (DI): có chức năng tiếp nhận tín hiệu vào từ các cảm biến, ngƣời vận hành…vv. Dạng tín hiệu vào là tín hiệu logic (“0” logic: không có tín hiệu vào; “1” logic: có tín hiệu vào). Tín hiệu vào có thể là điện áp hoặc dòng điện nhƣng chủ yếu sử dụng điện áp (điện áp xoay chiều AC 110/220v hoặc điện áp một chiều DC 24v). - Tín hiệu ra số (DO): có chức năng tạo tín hiệu ra để gửi đén cơ cấu điều khiển và chấp hành. Dạng tín hiệu ra là tín hiệu logic (“0” và “1” logic). Tín hiệu ra có thể là điện áp hoặc dòng điện nhƣng chủ yếu sử dụng điện áp (điện áp xoay chiều AC 110/220v hoặc điện áp một chiều DC 24/12v). - Tín hiệu vào tƣơng tự (AI): tiếp nhận tín hiệu vào tƣơng tự (liên tục) từ cấc cảm biến hoặc từ ngƣời vận hành. Tín hiệu vào có thể là tín hiệu điện áp hay dòng điện một chiều. Mức tín hiệu nhƣ sau: đối với điện áp từ 0 ÷ 5v, 0 ÷10v, 0 ÷ 1000mv, -5v ÷ +5v; đối với dòng điện từ 0 ÷ 20mA, 4 ÷ 20mA. Thông thƣờng tín hiệu vào là tín hiệu vào là tín hiệu dòng điện vì có thể truyền đi xa còn điện áp thì bị sụt áp khi truyền đi xa. - Tín hiệu ra tƣơng tự (AO): có chức năng xuất ra các tín hiệu tƣơng tự để gửi tới cơ cấu chấp hành. Tín hiệu ra có thể là điện áp hoăc dòng điện một chiều.
  • 39. Các module số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tƣơng ứng với số đầu vào ra của module. Cách gán địa chỉ đƣợc thực hiện nhƣ ví dụ sau: CPU214 Module 0 (4 vào, 4 ra) Module 1 (8 vào) Module 2 analog (3 vào, 1 ra) Module 3 (8 ra) Module 4 analog (3 vào,1 ra) I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.1 I1.2 I1.4 I1.5 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIW0 AIW2 AIW3 AIW4 AQW0 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 AIW8 AIW10 AIW12 AQW4
  • 40. Địa chỉ các module mở rộng.  Module truyền thông (IM): có chức năng kết nối truyền thông giữa các trạm PLC với nhau hoặc giữa PLC với các kiểu mạng (LAN, WAN, …) hoặc giữa các thanh day của một trạm PLC hoặc giữa PLC với các trạm phân tán.  Module chức năng: các module đảm nhận những chức năng riêng biệt ví dụ nhƣ điều khiển mò, điều khiển nhiệt độ, điều khiển động cơ bƣớc, điều khiển PID, đếm tốc độ cao, …vv. Để sử dụng các module chức năng phải có phần mềm giành cho nó. 2.2.3. Thông số.  Với CPU 212: - 8 cổng vào và 6 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 2 module bao gồm cả module analog. - Tổng số cổng vào và ra cực đại là 64 vào/64 ra. - 512 từ đơn (1 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi không đổi để lƣu chƣơng trình (vùng nhớ giao diện với EFROM). - 512 tứ đơn lƣu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi thuộc miền không đổi. - 64 bộ thòi gian trễ (times) trong đó: 2 bộ 1ms, 8 bộ 10ms và 54 bộ 100ms. - 64 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi. - 368 bít nhớ đặc biệt để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. - Các chế độ ngắt và sử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông,ngắt theo sƣờn lên hoăc xuống, ngắt thời gian, ngắt tốc độ cao và ngắt truyền xung.
  • 41. - Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liêu trong khoảng thời gian 50h khi PLC bị mất nguồn cung cấp.  Với CPU 214: - Có 14 cổng vào và 10 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 7 module bao gồm cả module analog. - Tổng số cổng vào và ra cực đại là 64 vào/64 ra. - 2048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi không đổi để lƣu chƣơng trình (vùng nhớ giao diện với EFROM). - 2048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi để ghi dữ liệu, trong đó có 512 từ đầu thuộc miền không đổi. - 128 bộ thời gian (times) chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 bộ 1ms, 16 bộ 10ms và 108 bộ 100ms. - 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi. - 688 bít nhớ đặc biệt để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. - Các chế độ ngắt và sử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông,ngắt theo sƣờn lên hoăc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung. - 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz - 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM. - 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự - Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liêu trong khoảng thời gian 190h khi PLC bị mất nguồn cung cấp. 2.3. CẤU TRÖC BỘ NHỚ. Bộ nhớ của PLC S7-200 đƣợc chia thành 4 vùng: vùng chƣơng trình, vùng tham số, vùng dữ liệu và vùng đối tƣợng.
  • 42. 2.3.1. Vùng chƣơng trình. Là vùng nhớ dùng để lƣu giữ các lệnh chƣơng trình, vùng này thuộc kiểu không đổi (non-volatile) đọc/ghi đƣợc. 2.3.2. Vùng tham số. Vùng tham số lƣu giữ các tham số nhƣ: từ khóa, địa chỉ trạm…, vùng này thuộc vùng không đổi đọc/ghi đƣợc. 2.3.3. Vùng dữ liệu. Là vùng cất giữ các dữ liệu của chƣơng trình bao gồm kết quả các phép tính, các hàm số của chƣơng trình, có thể đọc/ghi đƣợc. Vùng này có thể truy cập đƣợc theo bit, byte. Vùng dữ liệu đƣợc phân chia thành năm vùng khác nhau: vùng giành cho biến, vùng giành cho đầu vào (I), vùng giành cho đầu ra (O), vùng nhớ trong (M), vùng nhớ trong dữ liệu đặc biệt (SM). Kích thƣớc của các miền nhớ này phụ thuộc vào chủng loại CPU. Tất cả các miền này đều có thể truy cập theo từng bit, byte, theo từ đơn hoặc từ kép. Địa chỉ truy cập đƣợc quy ƣớc nhƣ sau:  Truy cập theo từng bit: Công thức: Tên miền + địa chỉ byte.chỉ số bit Trong đó: - Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM - Địa chỉ byte phụ thuộc vào chủng loại CPU - Chỉ số bit: 0 ÷ 7 Ví dụ: V125.0 là địa chỉ bit số 0 của byte 125 thuộc miền V.  Truy câp theo từng byte: Công thức: Tên miền + B và địa chỉ byte Trong đó:
  • 43. - Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM - Địa chỉ byte phụ thuộc vào chủng loại CPU - B: byte Ví dụ: VB150 là địa chỉ byte 150 thuộc miền V.  Truy cập theo từ đơn: Công thức: Tên miền + W và địa chỉ byte cao của từ. Trong đó: - Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM - W: word Ví dụ: VW150 là địa chỉ từ đơn gồm hai byte 150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte cao của từ.  Truy cập theo từ kép: Công thức: Tên miền + D và địa chỉ byte cao của từ. Trong đó: - Tên miền có thể là : V, I, Q, M, SM - D: double word Ví dụ: VD150 là địa chỉ từ kép gồm bốn byte 150, 151, 152, 153 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte cao, 153 có vai trò là byte thấp của từ kép.
  • 44. Các toán hạng giới hạn cho của CPU 214: Phƣơng pháp truy nhập Giới hạn cho phép của toán hạng của CPU 214 Truy nhập theo bit V: từ (0.0 đến 4095.7) I: (0.0 đến 7.7) Q: (0.0 đến 7.7) M: (0.0 đến 31.7) SM: (0.0 đến 85.7) T: (0.0 đến 7.7) C: (0.0 đến 7.7) Truy nhập theo byte VB: (0 đến 4095) IB: (0 đến 7) QB: (0 đến 7) MB: (0 đến 31) SMB: (0 đến 85) AC: (0 đến 3) Hằng số Truy nhập theo từ đơn VW : (0 đến 4094) T : (0 đến 127) C : (0 đến 127) IW : (0 đến 6) QW : (0 đến 6) MW : (0 đến 30) SMW : (0 đến 84)
  • 45. AC : (0 đến 3) AIW : (0 đến 30) AQW : (0 đến 30) Hằng số Truy nhập theo từ kép VD: (0 đến 4092) ID: (0 đến 4) QD: (0 đến4) MD: (0 đến 28) SMD: (0 đến 82) AC: (0 đến 3) HC: (0 đến 2) Hằng số 2.3.4. Vùng đối tƣợng. Vùng đối tƣợng dùng để lƣu trữ dữ liệu cho các đối tƣợng lập trình nhƣ các giá trị tức thời, giá trị đặt trƣớc của bộ đếm hay bộ thời gian. Dữ liệu kiểu đối tƣợng bao gồm các thanh ghi của bộ thời gian, bộ đếm, các bộ đếm cao tốc, bộ đệm tƣơng tự và các thanh ghi AC. Kiểu dữ liệu đối tƣợng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tƣợng chỉ đƣợc ghi theo mục đích cần sử dụng của đối tƣợng đó. 2.4. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA CPU. CPU của PLC làm việc theo nguyên tắc vòng quét (chu trình lặp). Một vòng quét của PLC S7-200 đƣợc chia thành 4 giai đoạn:
  • 46. Hình 2.5: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của CPU PLC S7-200.  Giai đoạn 1: là giai đoạn chuyển dữ liệu từ cổng vật lý vào trong bộ đệm ảo (bộ đệm đầu vào)  Giai đoạn 2: là giai đoạn thực hiện chƣơng trình, chƣơng trình sẽ đƣợc thực hiện từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng.  Giai đoạn 3: là giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo (bộ đệm đầu ra) ra các cổng vật lý.  Giai đoạn 4: truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Thời gian của mỗi chu kỳ quét có thể không giống nhau, nó phụ thuộc vào lƣợng thông tin phải xử lý trong chu kỳ quét đó. Nếu thông tin nhiều thì thời gian quét lớn và ngƣợc lại. Về mặt nguyên tắc chƣơng trình ứng dụng càng nhiều chƣơng trình con và chƣơng trình ngắt thì thời gian quét càng lớn và điều này làm giảm thời gian thực của hệ thống. 2.5. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA PLC S7-200. PLC S7-200 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản là: LAD, FBD và STL. LAD (Ladder logic) là ngôn ngữ lập trình dạng hình thang hay là ngôn ngữ đồ họa. Thành phần cơ bản của LAD tƣơng tự nhƣ thành phần cơ bản của điều
  • 47. khiển rơle: có tiếp điểm thƣờng mở, tiếp điểm thƣờng đóng, cuộn dây đầu ra, các hàm chức năng (thời gian, đếm). STL (Statement list) là ngôn ngữ lập trình thông thƣờng của máy tính, thể hiện chƣơng trình dƣới dạng các câu lệnh. Một chƣơng trình đƣợc ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là “tên lệnh” + “toán hạng”. FBD (Function Block Diagram) là ngôn ngữ đồ họa thích hợp với ngƣời quen thiết kế mạch điều khiển số. Việc chuyển đổi giữa ba ngôn ngữ LAD, FBD và STL là hoàn toàn tự động. Các lệnh vào/ra: Lệnh Kí hiệu Mô tả Toán hạng Tiếp điểm thƣờng mở Tiếp điểm thƣờng mở đƣợc đóng nếu giá trị logic là 1 I, Q, M, SM, L, D, T, C Tiếp điểm thƣờng đóng Tiếp điểm thƣờng đóng đƣợc mở nếu giá trị logic là 1 I, Q, M, SM, L, D, T, C Cuộn dây đầu ra Cuộn dây đầu ra đƣợc kích thích khi đƣợc cấp dòng điều khiển. I, Q, M, SM, L, D, T, C Lệnh SET Đặt địa chỉ lên giá trị logic 1 n: là số bit đƣợc lên logic 1 kể từ địa chỉ bit. I, Q, M, SM, T, S, V Lệnh RESET Đặt địa chỉ về giá trị logic 0 n: là số bit đƣợc đặt về logic 0 kể từ địa chỉ bit. I, Q, M, SM, T, S, V
  • 48. Các lệnh làm việc với tiếp điểm theo đại số Boolean cho phép tạo ra sơ đồ điều khiển logic không có nhớ. Trong LAD lệnh này đƣợc biểu diễn thông qua cấu trúc mạch mắc nối tiếp hoặc song song các tiếp điểm thƣờng đóng hay thƣờng mở.  Lệnh thực hiện các thuật toán: Lệnh Kí hiệu Mô tả Lệnh INV (INV_W, INV_DW) Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung của IN sẽ đƣợc thực hiện với thuật toán Invert và ghi vào OUT Lệnh AND (WAND_W, WAND_DW) Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực hiện bằng phép toán AND với nội dung của IN2 và ghi vào OUT Lệnh OR (WOR_W, WOR_DW) Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực hiện bằng phép toán OR với nội dung của IN2 và ghi vào OUT Lệnh XOR (WXOR_W, WXOR_DW) Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung của IN1 sẽ đƣợc thực hiện bằng phép toán XOR với nội dung của IN2 và ghi vào OUT
  • 49.  Lệnh so sánh:  Trong ngôn ngữ LAD của PLC S7-200 có thể so sánh các phép nhƣ sau: Lệnh Ký hiệu Mô tả Toán hạng (IN1, IN2) So sánh bằng (= =I, = =D, = =R) Tiếp điểm sẽ đóng lại (có giá trị logic 1) nếu phép toán so sánh đƣợc thỏa mãn IN1 = IN2 V, I, C, Q, M, SM, AC, const Lớn hơn hoặc bằng (> =I, > =D, > =R) Tiếp điểm sẽ đóng lại (có giá trị logic 1) nếu phép toán so sánh đƣợc thỏa mãn IN1 > = IN2 V, I, C, Q, M, SM, AC, const Nhỏ hơn hoặc bằng (< =I, < =D, <=R) Tiếp điểm sẽ đóng lại (có giá trị logic 1) nếu phép toán so sánh đƣợc thỏa mãn IN1 < = IN2 V, I, C, Q, M, SM, AC, const
  • 50.  Bộ thời gian (Timer): Bộ thời gian có chức năng tạo thời gian trễ giữa tín hiệu đầu ra với tín hiệu đầu vào. Nguyên lý: khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng thời gian trễ mong muốn thì bộ timer có giá trị logic 1. Có hai loại bộ thời gian là: bộ thời gian không có nhớ (TON) và bộ thời gian có nhớ (TONR) trạng thái đầu vào. Độ phân giải của bộ timer là thời gian cập nhật giá trị đếm tức thời, trong PLC S7-200 có 3 loại độ phân giải: 1ms, 10ms, 100ms. Số lƣợng bộ thời gian phụ thuộc vào chủng loại CPU. Timer Độ phân giải Giá trị max CPU 212 CPU 214 TON 1ms 32,767s T32 T32, T96 10ms 327,67s T33 – T36 T33 – T36/ T97 – T100 100ms 3276,7s T37 – T63 T37 – T63/ T101 – T127 TONR 1ms 32,767s T0 T0, T64 10ms 327,67s T1 – T4 T1 – T4/ T65 – T68 100ms 3276,7s T5 – T36 T5 – T31/ T69 – T95
  • 51. Lệnh: Ký hiệu Toán hạng TON IN: V, T, C, I, Q, M, SM PT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, const TONR IN: V, T, C, I, Q, M, SM PT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, const Thời gian trễ mong muốn = giá trị độ phân giải * giá trị đặt (PT). Với bộ TON có hai cách để reset đó là cho đầu vào về 0 hoặc dùng lệnh RESET. Còn với bộ TONR thì chỉ có một cách để reset đó là dùng lệnh RESET.  Bộ đếm (Counters): Thực hiện chức năng đếm các sƣờn xung. Gồm có hai loại bộ đếm là đếm tiến và đếm tiến lùi. Nguyên tắc hoạt động: khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV thì bộ đếm có giá trị logic 1. Khi chân reset R có giá trị logic 1 thì bộ đếm đƣợc reset. Giá trị đếm lùi đƣợc thực hiện từ giá trị đếm tức thời. Giá trị đếm: đếm tiến CTU (từ 0 đến 32767); đếm tiến lùi CTUD (từ -32768 đến 32767)
  • 52. Lệnh: Đếm tiến Đếm tiến lùi CU: đếm tiến; CD: đếm lùi; R: reset; PV: giá trị đặt PV: word (VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const) Các lệnh số học: Lệnh Ký hiệu Mô tả Toán hạng Lệnh cộng “ADD_DI”, “ADD_R” Thực hiện với số nguyên I, số nguyên kép DI, số thực R. Khi chân EN có gia trị logic 1 thì nội dung của IN1 và IN2 sẽ thực hiện phép cộng với nhau và ghi kết quả vào OUT IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC Lệnh trừ “SUB_DI”, “SUB_R” Thực hiện với số nguyên I, số nguyên kép DI, số thực R. Khi chân EN có gia trị logic 1 thì nội dung của IN1 và IN2 sẽ thực hiện phép trừ cho nhau (IN1-IN2) và ghi kết quả vào OUT IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC
  • 53. Lệnh nhân “MUL_R” Thực hiện với số nguyên I và số thực R. Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung của IN1 và IN2 sẽ thực hiện phép nhân với nhau và ghi kết quả vào OUT IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VD, ID, QD, MD, SMD, AC. Lệnh chia “DIV_R” Thực hiện với số nguyên I và số thực R. Khi chân EN có gia trị logic 1 thì nội dung của IN1 và IN2 sẽ thực hiện phép chia với nhau (IN1/IN2) và ghi kết quả vào OUT IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VD, ID, QD, MD, SMD, AC. Lệnh căn bậc 2 Khi chân EN có gia trị logic 1 thì nội dung của IN1 sẽ đƣợc căn bậc hai va ghi kết quả vào OUT IN: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, const.  Các lệnh tăng giảm 1 đơn vị và lệnh đảo giá trị thanh ghi: Lệnh Ký hiệu Mô tả Toán hạng Lệnh tăng một đơn vị Lệnh thực hiện với byte B, từ đơn W, từ kép DW. Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung đi vào chân IN sẽ đƣợc tăng lên 1 đơn vị và ghi IN: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW,
  • 54. ra OUT. AC. Lệnh giảm một đơn vị Lệnh thực hiện với byte B, từ đơn W, từ kép DW. Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung đi vào chân IN sẽ đƣợc giảm đi 1 đơn vị và ghi ra OUT. IN: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC. Lệnh đảo giá trị Lệnh thực hiện với byte B, từ đơn W, từ kép DW. Khi chân EN có giá trị logic 1 thì nội dung đi vào chân IN sẽ đƣợc đảo giá trị từng bit và ghi ra OUT. IN: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, const. OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC.  Lệnh di chuyển nội dung ô nhớ: Lệnh di chuyển nội dung ô nhớ đƣợc thực hiện với: nội dung của một byte (MOV_B), của một từ (MOV_W), của một từ kép (MOV_DW), của một số thực (MOV_R). Lệnh di chuyển nội dung của một byte Khi chân EN thỏa mãn logic 1 thì dữ liệu từ chân IN sẽ đƣợc chuyển sang OUT. IN: VB, IB, MB, QB, SMB, AC, const. OUT: VB, IB, MB, QB, SMB, AC, const.
  • 55. Tƣơng tự với từ đơn, từ kép và số thực. Sử dụng để đọc các đầu vào tƣơng tự hoặc ghi các đầu ra tƣơng tự, để sao chép dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác.  Lệnh thời gian thực(Real Time Clock - RTC): Đồng hồ thời gian thực bao gồm: ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây, ngày trong tuần. khi cài dặt thời gian thực cho PLC có hai cách: trực tiếp từ PC và gián tiếp từ ngƣời lập trình. Với phƣơng pháp gián tiếp từ ngƣời lập trình, các thông số nhập cho đồng hồ thời gian thực phải ở dạng số BCD. - Lệnh đọc thời gian thực (READ_RTC): Lệnh đọc đồng hồ thời gian thực là lệnh đọc thời gian và ngày tháng hiện hành từ đồng hồ và đƣa chúng vào bộ đệm 8 byte bắt đầu tại địa chỉ T. Bit EN: bit cho phép đọc thời gian thực. T (8 byte): VB, IB, QB, MB, SB, LB, *AC, *VD, *LD. Đƣợc định dạng nhƣ sau: T (byte) Giá trị (định dạng BCD) 0 (năm) 0 – 99 1 (tháng) 0 – 12 2 (ngày) 0 – 31 3 (giờ) 0 – 23
  • 56. 4 (phút) 0 – 59 5 (giây) 0 – 59 6 (00) 00 7 (ngày trong tuần) 1 – 7; 1: Sunday - Lệnh SET_RTC: là lệnh ghi thời gian và ngày tháng hiện hành đến đồng hồ bắt đầu tại bộ đệm 8 byte ở địa chỉ T. Khi chân EN có giá trị logic 1 thì thời gian thực sẽ đƣợc set lại thông qua T. Các định dạng byte T hoàn toàn giống nhƣ trên.  Các tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt: - SM0.0: Vòng quét đầu tiên thì mở nhƣng từ vòng quét thứ 2 trở đi thì đóng. - SM0.1: Ngƣợc lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từ vòng quét thứ 2 thì mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình hoạt động. - SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 phút.  Các lệnh chuyển đổi (convert) Lệnh Ký hiệu Mô tả BCD thành INTEGER Chuyển đổi giá trị BCD ở chân IN thành giá trị INTEGER và đƣa kết quả ra OUT. Giá trị ở chân IN nằm trong khoảng 0 đến 9999 BCD INTEGER thành BCD Chuyển đổi giá trị INTEGER ở chân IN thành giá trị BCD và đƣa kết quả ra OUT. Giá trị ở chân IN nằm trong khoảng 0 đến 9999 INTEGER
  • 57. DOUBLE INTEGER thành INTEGER Chuyển đổi giá trị số DI 32 bit ở chân IN thành giá trị I 16 bit và đƣa kết quả ra OUT. INTEGER thành DOUBLE INTEGER Chuyển đổi giá trị số I 16 bit ở chân IN thành giá trị DI 32 bit và đƣa kết quả ra OUT. DOUBLE INTEGER thành REAL Chuyển đổi giá tri số INTEGER có dấu 32 bit ở chân IN thành giá trị số thực 32bit và đƣa kết quả ra OUT INTEGER thành BYTE Chuyển đổi giá trị số I ở chân IN thành giá trị byte và đƣa kết quả ra OUT. BYTE thành INTEGER Chuyển đổi giá trị byte ở chân IN thành giá trị số I và đƣa kết quả ra OUT. - Lệnh SEGMENT: là lệnh xuất LED 7 đoạn với nội dung và cấu trúc nhƣ sau. Ký hiệu:
  • 58. 2.6. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP7. Để thiết kế chƣơng trình điều khiển trộn sơn bằng PLC S7-200 ta dùng phần mềm STEP7 Microwin V4. Sau khi cài đặt phần mềm, trên màn hình desktop sẽ xuất hiện biểu tƣợng của STEP7. Hình 2.6: Biểu tƣợng của STEP7. Đồng thời trong menu Start của Windows cung có thƣ mục Simatic với tất cả các tên của những thành phần liên quan. Cấu trúc cửa sổ lập trình của STEP7 Microwin nhƣ sau:
  • 59. Hình 2.7: Của sổ lập trình của phần mềm lập trình V4.0 STEP 7 Microwin. Vùng soạn thảo chứa một chƣơng trình, đƣợc chia thành từng Network. Các thông số nhập đƣợc kiểm tra lỗi cú pháp. Nội dung cửa sổ “ Program Block” tùy thuộc ngôn ngữ lập trình đã lựa chọn. Có thể nhấn đúp vào phần tử lập trình cần thiết trong danh sách để chèn chúng vào chƣơng trình soạn thảo, cũng có thể chèn các phần tử cần thiết bằng cách nhấn và nhả chuột. Các công cụ thƣờng sử dụng: - New (File Menu): tạo mới một chƣơng trình soạn thảo. - Open (File Menu): mở một chƣơng trình đã soạn thảo. - Cut, Copy, Paste (Edit Menu): cắt, sao chép và dán. - Download (PLC Menu): tải xuống chƣơng trình điều khiển. - Network (Insert): chèn network mới. - Program Elements (Insert): mở cửa sổ các phần tử lập trình Các phần tử lập trình thƣờng dùng (ngôn ngữ LAD):  Các lệnh logic tiếp điểm  Các lệnh so sánh
  • 60. 2.7. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG PLC S7 – 200. S7 – 200 Simulator 2.0 Ing English là một trong những phần mềm dùng để mô phỏng hoạt động của PLC sau khi đƣợc nạp chƣơng trình. Chúng ta có thể mô phỏng chƣơng trình đã viết bằng cách sử dụng phần mềm này mà không cần đến PLC thật. Để thực hiện mô phỏng, ta chỉ cần thực thi file S7 – 200.exe, sau khi khởi động ta đƣợc giao diện nhƣ sau:  Các loại Counter  Các loại Timers
  • 61. Hình 2.8: Giao diện phần mềm S7-200 Simulator 2.0 English. Trình tự thực hiện khi mô phỏng một chƣơng trình điều khiển: - Viết chƣơng trình bằng phần mềm Step 7 Microwin. - Biên dịch chƣơng trình: File/Export. - Đặt tên tập tin và chọn Save (*.awl). - Khởi động phần mềm mô phỏng S7-200.exe. - Chọn loại CPU: Configuration /CPU Type/Chọn loại CPU cần mô phỏng. - Mở File cần mô phỏng: Program/Load Program/ Chọn Accept/Chọn file *.awl. - Chạy mô phỏng: PLC / Run hoặc biểu tƣợng Run trên thanh công cụ. - Thay đổi trạng thái ngõ vào bằng các công tắc trên bảng điều khiển màu xanh. - Quan sát các đèn báo trạng thái ngõ vào ra trên PLC.
  • 63. CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRỘN SƠN BẰNG PLC S7-200 3.1. YÊU CẦU. Để pha trộn đƣợc một màu sơn nào đó chúng ta phải tìm hiểu kỹ thuật về pha chế màu,tức phải nắm bắt đƣợc tỷ lệ giữa các màu cơ bản là bao nhiêu phần trăm (%). Vì vậy ta có các yêu cầu sau: - Các sơn để pha phải có màu chuẩn. - Hỗn hợp phải đƣợc khuấy trộn đều đặn. - Sơn cần đƣợc trộn theo tỷ lệ nhất định. 3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. Nhấn nút Start (I0.0) để khởi động hệ thống, chọn chế chế độ hoạt động bằng tay ( I0.2 = 1) hoặc chế độ tự động ( I0.2 = 0). Khi chọn chế độ tự động, phải chọn màu cần pha (tỷ lệ 3:2:1 hoặc tỷ lệ 3:4:5) thông qua nút nhấn ( I2.1÷I2.2 ),Sau khi chọn màu cần pha, bơm ba loại sơn xanh dƣơng – đỏ - vàng vào bình chứa. Sơn xanh dƣơng sẽ bơm vào bồn chính bằng máy bơm đƣợc đƣợc điều khiển qua Q0.0 trong khoảng thời gian T1, sơn đỏ sẽ bơm vào bồn chính bằng máy bơm đƣợc đƣợc điều khiển qua Q0.2 trong khoảng thời gian T2, sơn vàng sẽ bơm vào bồn chính bằng máy bơm đƣợc đƣợc điều khiển qua Q0.3 trong khoảng thời gian T3. Các bơm ngừng đƣa sơn vào bình khi đã đủ khoảng thời gian định sẵn hoặc bình chứa đạt mức cực đại (I0.3= 1) và bắt đầu quá trình trộn. Quá trình này đƣợc điều khiển bởi động cơ trộn, thời gian trộn cần thiết là trộn 3s dừng 2s, đƣợc thực hiện 3 lần. Sau khi trộn xong, sản phẩm đƣợc rót thông qua van (Q0.4). Kết thúc quá trình là khi băng tải đƣa lọ sơn đã đƣợc rót về cuối băng tải. Mỗi quá trình trộn đƣợc 5 lít sơn theo yêu cầu.
  • 64. 3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO PLC. Hình 3.1: Mạch cấp nguồn cho PLC. Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý đấu dây cho PLC CPU 224 AC/DC/Relay.
  • 65. 3.4. LƢU ĐỒ THUẬT GIẢI. 3.4.1. Chƣơng trình chính ( MAIN). 1 0 START AUTO-MAN AUTO MAN STOP BLUE END
  • 66. 3.4.2. Chƣơng trình con điều khiển chọn màu. 1 1 AUTO Trộn theo tỷ lệ 3:2:1 Công tắc chế độ 2 Trộn theo tỷ lệ 3:4:5 0 Công tắc chế độ 1
  • 67. 3.4.3. Chƣơng trình con trộn sơn tự động. 3.4.4. Chƣơng trình rót sơn. Màu cần trộn Khởi tạo bộ định thời TON T38 Khởi động động cơ bơm 1,2,3 Mở van để rót Khởi động quá trình trộn Dừng động cơ bơm khi sơn trong bồn chính đầy hoặc hết thời gian bơm lập trình Khởi động quá trình rót S Phát hiện có thùng đựng Băng tải Khởi động động cơ băng tải Dừng băng tải khi hộp sơn tới vị trí để rót hoặc hộp sơn tới Cảm biến cb_6 phát hiện thùng sơn đã tới vị trí cần rót và Đ Báo động
  • 68. 3.5. CÁC ĐẦU VÀO/RA PLC. B ng 3.2: Các đầu vào/ra của PLC STT Ký hiệu Địa chỉ Ghi chú 1 Start I0.0 Khởi động hệ thống 2 Stop I0.1 Dừng hệ thống 3 Auto_Man I0.2 Tự động – Bằng tay 4 Cb1 I0.3 Cảm biến thùng sơn đỏ 5 Cb2 I0.4 Cảm biến thùng sơn vàng 6 Cb3 I0.5 Cảm biến thùng sơn xanh 7 Max I0.6 Cảm biến Max 8 Min I0.7 Cảm biến Min 9 Cb6 I1.0 Phát hiện hộp sơn tới vị trí rót 10 Cb7 I1.1 Hộp sơn đã tới vị trí cần lấy ra 11 Cb8 I1.2 Phát hiện sơn đƣợc rót đủ 12 Dk_bom1 I1.3 Điều khiển bơm 1 13 Dk_bom2 I1.4 Điều khiển bơm 2 14 Dk_bom3 I1.5 Điều khiển bơm 3 15 Dk_dc_tron I1.6 Điều khiển động cơ trộn
  • 69. 16 Dk_van I1.7 Điều khiển van 17 Dk_bangtai I2.0 Điều khiển băng tải 18 Tron1 I2.1 Trộn theo tỷ lệ 3:2:1 19 Tron2 I2.2 Trộn theo tỷ lệ 3:4:5 20 Bom1 Q0.1 Bơm 1 hoạt động 21 Bom2 Q0.2 Bơm 2 hoạt động 22 Bom3 Q0.3 Bơm 3 hoạt động 23 van Q0.4 Van thƣờng đóng, mở van = 1, đóng van = 0 24 Bang_tai Q0.5 Băng tải hoạt động 25 Lay_sp_ra Q0.6 Đèn + loa báo lấy sản phẩm ra
  • 70. 3.6. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. Kích đúp vào biểu tƣợng Step7 Microwin trên màn hình desktop hoặc vào Start => All Program File => Simatic => Step7 Microwin. Hình 3.4: Của sổ giao diện của phần mềm lập trình. Click vào File => Save để save file. Ở của sổ hiện ra đặt tên cho chƣơng trình vào ô file name, chọn đƣờng dẫn để lƣu file ở ô Save in, sau đó nhấn Save để lƣu lại. Từ giao diện chƣơng trình click vào Symbol Table để đặt tên cho các biến. Click vào Program Block, từ khối lệnh click đúp vào các biểu tƣợng mong muốn để thiết kế chƣơng trình.
  • 73. 3.6.2 : CHƢƠNG TRÌNH TRỘN SƠN BẰNG TAY
  • 75. 3.6.3 : CHƢƠNG TRÌNH TRỘN SƠN TỰ ĐỘNG (AUTO) 3.6.4: CHẾ ĐỘ TẠO MÀU 1
  • 79. 3.6.5: CHẾ ĐỘ TẠO MÀU 2
  • 82. 3.6.6: CHẾ ĐỘ TRỘN SƠN
  • 85. 3.6.7 CHẾ ĐỘ RÓT SƠN
  • 87. KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của thầy TS. Nguyễn Trọng Thắng, sự giúp đỡ của các bạn và sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án gồm có những nội dung nhƣ sau: Giới thiệu về lịch sử phát triển của ngành sơn, cấu trúc, nguyên tắc hoạt động của một hệ thống trộn sơn. Trình bày khái quát về sự hình thành và phát triển của PLC, các ƣu điểm của PLC so với các hệ thống điều khiển khác. Trình bày cấu trúc phần cứng, ngôn ngữ lập trình của PLC S7 – 200. Giới thiệu về phần mềm lập trình STEP7 Microwin. Thực hiện thiết kế chƣơng trình điều khiển hệ thống trộn sơn sử dụng PLC S7- 200 đƣợc viết bằng phần mềm Step7 Microwin V4.0. Đồ án này đã giúp em hiểu và biết cách ứng dụng PLC vào thực tế, ngoài ra nó còn giúp em bổ xung kiến thức về lập trình và một số kỹ năng khác. Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu còn hạn chế và kiến thức có hạn nên vẫn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô để em có thể bổ xung thêm kiến thức hiện có của mình. Em xin chân thành cảm ơn.
  • 88. TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham kh o 1. Nguyễn Trọng Thuần (2004), Điều khiển logic và ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật. 2. Nguyễn Doãn Phƣớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà (2000), Tự động hóa với Simatic S7 – 200, NXB Khoa học kỹ thuật. 3. Châu Chí Đức, Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC Simatic S7-200. Tài liệu trên internet 1. https://www.google.com.vn 2. http://tailieu.vn 3. http://tailieu.hpu.edu.vn 4. http://plcvietnam.com.vn 5. http://tisonpaint.vn 6. http://icolor.vn