Xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy( NEW)

Mục lục Mục lục Chơng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy. I. Giới thiệu thang máy II. Phân loại thang máy 1. Phân loại theo chức năng 2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển 3. Phân loại theo tải trọng 4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời 5. Theo hệ thống vận hành III. Trang thiết bị cơ khí của thang máy 1. Tổng thể cơ khí thang máy 2. Thiết bị lắp đặt trong buồng máy 3. Thiết bị lắp trong giếng thang máy 4. Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy 5. Các thiết bị cố định trong giếng thang 5.1 Ray dẫn hớng 5.2 Giảm chấn 6. Cabin và các thiết bị liên quan 6.1 Khung cabin 6.2 Ngàm dẫn hớng 6.3 Hệ thống treo ca bin 6.4 Buồng cabin 6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng 7. Hệ thống cân bằng trong thang máy 7.1 Đối trọng 7.2 Xích và cáp cân bằng 7.3 Cáp nâng 7.4 Bộ kéo tời 8. Thiết bị an toàn cơ khí 8.1 Phanh hãm điện từ : 8.2 Phanh bảo hiểm : 9. Cảm biến vị trí IV. Hệ thống mạch điện của thang máy 1. Mạch động lực: 2. Mạch điều khiển: 3. Mạch tín hiệu: 4. Mạch chiếu sáng: 5. Mạch an toàn Chơng II: khảo sát đặc tính của thang máy và các yêu cầu điều khiển. a. Khảo sát đặc điểm của thang b. Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang máy c. Các hệ truyền động dùng trong thang máy d. Đặc điểm đặc trng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy e. ảnh hởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động thang máy f. Dừng chính xác buồng thang g. hệ biến tần động cơ và hệ thống điều khiển pLc 1. sơ đồ khối của hệ biến tần động cơ 2. Giới thiệu về biến tần 3g3mv của omron 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan về biến tần 3G3MV và chức năng hoạt động Chương III: xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy I. Phơng pháp mô tả mạch trình tự II. Tổng hợp mạch trình tự III. Xây dựng các khối chức năng chính của thang 1. Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó 2. bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang 3. Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang hạ) 4. Nâng hạ buồng thang 5. Điều khiển dừng buồng thang 6. Bài toán đóng mở cửa 7. Bài toán điều khiển đèn và quạt buồng thang 8. Bài toán xử lý các sự cố xảy ra đối với thang. IV. PLC 2.2 sơ đồ tổng quát của PLC. 2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU. 2.4 Vòng quét chơng trình 2.4 Kỹ thuật lập trình 2.5 Ngôn ngữ lập trình chơng IV: xây dựng mô hình mô phỏng thang máy I. Xác định các vấn đề sẽ mô phỏng II. Xây dựng kết cấu cho mô hình mô phỏng III. Xây dựng kế hoạch mô phỏng và kiểm nghiệm trên thực tế

pdf57 trang | Chia sẻ: banmai | Ngày: 01/03/2013 | Lượt xem: 1225 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy( NEW), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Öc cña thang m¸y lµ : tèc ®é di chuyÓn buång thang v [m/s], gia tèc a [m/s2 ] vµ ®é giËt ρ [m/s3 ]. Trªn h×nh 3.33 biÓu diÔn c¸c ®êng cong : qu·ng ®êng ®i cña thang m¸y S, tèc ®é v, gia tèc a, vµ ®é giËt theo hµm thêi gian t. Tõ biÓu thøc (3.20) ta rót ra nhËn xÐt r»ng : trÞ sè tèc ®é di chuyÓn buång thang quyÕt ®Þnh n¨ng suÊt cña thang m¸y, trÞ sè tèc ®é di chuyÓn ®Æc biÖt cã ý nghÜa quan träng ®èi víi thang m¸y trong c¸c nhµ cao tÇng. Nh÷ng thang m¸y tèc ®é cao (v > 3,5 m/s) phï hîp víi chiÒu cao n©ng lín, sè lÇn dõng ( )md Ýt. Trong trêng hîp nµy thêi gian khi t¨ng tèc vµ gi¶m tèc rÊt nhá so víi thêi gian di chuyÓn cña buång thang víi tèc ®é cao, trÞ sè tèc ®é trung b×nh cña thang m¸y gÇn ®¹t b»ng tèc ®é ®Þnh møc cña thang m¸y. MÆt kh¸c, cÇn ph¶i nhí r»ng, trÞ sè tèc ®é di chuyÓn cña buång thang tû lÖ thuËn víi gi¸ thµnh cña thang m¸y. NÕu t¨ng tèc ®é cña thang m¸y tõ v = 0,75 m/s lªn v = 3,5 m/s, gi¸ thµnh cña thang m¸y t¨ng lªn (4 ÷ 5) lÇn. Bëi vËy tuú thuéc vµo ®é cao c¶u nhµ mµ thang m¸y phôc vô ®Ó chän trÞ sè di chuyÓn cña thang m¸y phï hîp víi tèc ®é tèi u, ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ kü thuËt. TrÞ sè tèc ®é di chuyÓn trung b×nh cña thang m¸y cã thÓ t¨ng b»ng c¸ch gi¶m thêi gian t¨ng tèc vµ gi¶m tèc cña hÖ truyÒn ®éng thang m¸y, cã ý nghÜa lµ t¨ng gia tèc. Nhng khi buång thang di chuyÓn víi gia tèc qu¸ lín sÏ g©y ra c¶m gi¸c khã chÞu cho hµnh kh¸ch (chãng mÆt, cã c¶m gi¸c sî h·i vµ nghÑt thë v.v…). Bëi vËy, trÞ sè gia tèc ®îc chän tèi u lµ a ≤ 2 m/s2 . Mét ®¹i lîng kh¸c quyÕt ®Þnh sù di chuyÓn ªm cña buång thang lµ tèc ®é t¨ng cña gia tèc khi më m¸y vµ tèc ®é gi¶m cña gia tèc khi h·m m¸y. Nãi c¸ch kh¸c ®ã lµ ®é giËt ρ (®¹o hµm bËc nhÊt cña gia tèc td Sd td vd dt da 3 3 3 2 ===ρ ). Khi gia tèc a < 2m/s2 , trÞ sè ®é giËt cña tèc ®é tèi u lµ ρ < 20m/s3 . Svth: Do·n Hoµng Mai 27 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com BiÓu ®å lµm viÖc tèi u cña thang m¸y víi tèc ®é trung b×nh vµ tèc ®é cao ®îc biÓu diÔn trªn h×nh 3.33. BiÓu ®å nÇy cã thÓ ph©n thµnh 5 giai ®o¹n theo tÝnh chÊt thay ®æi tèc ®é di chuyÓn buång thang : t¨ng tèc, di chuyÓn víi tèc ®é æn ®Þnh, h·m xuèng tèc ®é thÊp, buång thang ®Õn tÇng vµ h·m dõng. BiÓu ®å tèi u (h×nh 3.33) sÏ ®¹t ®îc nÕu dïng hÖ truyÒn ®éng mét chiÒu hoÆc dïng hÖ biÕn tÇn - ®éng c¬ xoay chiÒu. NÕu dïng hÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc hai cÊp ®é, biÓu ®å lµm viÖc ®¹t gÇn víi biÓu ®å tèi u nh h×nh 3.33. §èi víi thang m¸y tèc ®é chem., biÓu ®å lµm viÖc cã 3 giai ®o¹n : thêi gian t¨ng tèc (më m¸y), di chuyÓn víi tèc ®é æn ®Þnh vµ h·m dõng. g. Dõng chÝnh x¸c buång thang Buång thang cña thang m¸y cÇn ph¶i dõng chÝnh x¸c so víi mÆt bµng cña sµn tÇng cÇn ®Õn sau khi h·m dõng. NÕu buång thang dõng kh«ng chÝnh x¸c sÏ g©y ra c¸c hiÖn tîng bÊt lîi sau : - §èi víi thang m¸y chë kh¸ch, lµm cho hµnh kh¸ch ra vµo buång thang khã kh¨n h¬n, t¨ng thßi gian ra, vµo dÉn ®Õn gi¶m n¨ng suÊt cña thang m¸y. - §èi víi thang m¸y chë hµng g©y khã kh¨n trong viÖc bèc vµ xÕp dì hµng hãa. Trong mét sè trêng hîp kh«ng thùc hiÖn ®îc viÖc bèc xÕp, dì hµng ho¸. §Ó kh¾c phôc hËu qu¶ ®ã, cã thÓ Ên nhÊp c¸c nót bÊm ®Õn tÇng (§T) l¾p trong buång thang ®Ó ®¹t ®é chÝnh x¸c denµg buång thang theo yªu cÇu, nhng nã sÏ dÉn ®Õn c¸c vÊn ®Ò kh«ng cã lîi sau : - Háng c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn. - G©y tæn thÊt n¨ng lîng trong hÖ truyÒn ®éng, nÕu dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc truyÒn ®éng thang m¸y sÏ dÉn ®Õn g©y ra sù ph¸t nãng cña ®«ng c¬ qu¸ giíi h¹n cho phÐp. - G©y háng c¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ cña thang m¸y. - T¨ng thêi gian tõ lóc phanh h·m t¸c ®éng cho ®Õn khi buång thang dõng h¼n. Svth: Do·n Hoµng Mai 28 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com §é dõng chÝnh x¸c cña buång thang ®îc ®¸nh gi¸ b»ng ®¹i lîng S∆ (h×nh 3.34). h×nh 3.34 a) S¬ ®å x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c khi dõng buång thang ; b) Sù phô thuéc cña ®é dõng chÝnh x¸c ∆ S cña buång thang vµo trÞ sè tèc ®é vµ gia tèc §êng sa mMAX 2/11 =− ; ®êng sa mMAX 2/22 =− ; ®êng sa mMAX 2/33 =− S∆ lµ mét nöa hiÖu sè cña hai qu·ng ®êng cu¶ buång thang trît ®I ®îc tõ khi phanh h·m ®iÖn tõ t¸c ®éng ®Õn khi buång thang dõng h¼n khi cã t¶i vµ kh«ng cã t¶i theo cïng mét híng di chuyÓn cña buång thang. C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ®é dõng chÝnh x¸c cña buång thang gåm : m«men do c¬ cÊu phanh h·m ®iÖn tõ sinh ra, m«men qu¸n tÝnh cña buång thang vµ t¶i träng, trÞ sè tèc ®é di chuyÓn buång thang khi b¾t ®Çu h·m dõng vµ mét sè yÕu tè phô kh¸c. Qu¸ tr×nh h·m dõng buång thang x¶y ra nh sau : Khi buång thang ®i gÇn ®Õn sµnm tÇng cÇn dõng, sÏ t¸c ®éng vµo c¶m biÕn vÞ trÝ (c«ng t¾c chuyÓn ®æi tÇng) ra lÖn dõng buång thang. C¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh trong s¬ ®å ®iÒu khiÓn thang m¸y (r¬le, c«ng t¾c t¬) cã thêi gian t¸c ®éng lµ ∆ t (qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña phÇn tö chÊp hµnh), trong qu·ng thêi gian ®ã, buång thang ®i ®îc qu·ng ®êng S’ cho ®Õn khi phanh h·m ®iÖn tõ t¸c ®éng lµ : Svth: Do·n Hoµng Mai 29 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com tvS ∆=' 0 [m] (2.7) Trong ®ã : v0 - trÞ sè ®é di chuyÓn c¶u buång thang khi b¾t ®Çu h·m, m/s. Sau khi phanh h·m ®iÖn tõ t¸c ®éng (m¸ phanh cña phanh h·m ®iÖn tõ Ðp chÆt vµo trôc ®éng c¬ truyÒn ®éng) lµ qu¸ tr×nh h·m dõng buång thang. Trong thêi gian nµt buång thang ®i ®îc mét qu·ng ®êng lµ 'S . ( )FF vmS cph ± = 2'' 2 0 [m] (2.8) Trong ®ã : m – lµ khèi lîng tÊt c¶ c¸c kh©u chuyÓn ®éng cña thang m¸y, kg ; F ph - lùc Ðp do c¬ cÊu phanh h·m ®iÖn tõ sinh ra (N) ; F c - lùc c¶n tÜnh do t¶i träng g©y ra (N). DÊu (+) hoÆc dÊu (-) trong biÓu thøc (3.29) tuú thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc buång thang : Khi h·m (+), khi chuyÓn ®éng (-). BiÓu thøc (3.29) cã thÓ viÕt ®íi d¹ng kh¸c nh sau : ( )MMi DJ S cph ± = 2 2'' 2 0ω [m] (2.9) Trong ®ã : J - m«men qu¸n tÝnh quy ®æi vÒ trôc ®éng c¬ truyÒn ®éng, kgm2 ; Mph, Mc -m«men do c¬ cÊu phanh h·m ®iÖn tõ sinh ra vµ m« men c¶n tÜnh do t¶i träng g©y ra , N.m ; ω 0 - tèc ®é gãc cña ®éng c¬ khi b¾t ®Çu h·m dõng, rad/s ; D - ®êng kÝnh cña puli kÐo c¸p , m; i - tû sè truyÒn. Qu·ng ®êng buång thang ®i ®îc tõ khi c¶m biÕn vÞ trÝ ra lÖnh dõng ®Õn khi buång thang dõng t¹i sµn tÇng dõng b»ng : [ ] ( )10.2 )(2 2 2 0 0 "' m i DJ t MMvSSS Cph ± +∆=+= ω Svth: Do·n Hoµng Mai 30 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com Bé c¶m biÕn vÞ trÝ ®îc ®Æt c¸ch sµn tÇng ë mét kho¶ng c¸ch nµo ®ã ®Ó hiÖu sè cña hai qu·ng ®êng cña buång thang ®i ®îc ®Çy t¶i vµ khi kh«ng t¶i chia ®«i thµnh hai phÇn b»ng nhau so víi møc cña sµn tÇng . Sai sè lín nhÊt ( ®é dõng kh«ng chÝnh x¸c lín nhÊt ) ®îc tÝnh theo biÓu thøc sau : [ ] ( )11.2 2 12 mSSSMAX − =∆ Trong ®ã : S1 - qu·ng ®êng trît nhá nhÊt cña buång thang ; S2 - qu·ng ®êng trît lín nhÊt cña buång thang ; Ph©n tÝch biÓu thøc (3.31) ta rót ra kÕt luËn : c¸c th«ng sè ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh x¸c khi dõng buång thang gåm : - J m« men qu¸n tÝnh cña c¸c phÇn tö chuyÓn ®éng cña buång thang . - t∆ qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña c¸c phÇn tö chÊp hµnh trong s¬ ®å ®iÒu khiÓn cña thang m¸y. - Mph ,MC m« men do c¬ cÊu phanh h·m ®iÖn tõ sinh ra vµ t¶i träng cña thang m¸y . §èi víi mét thang m¸y , ba th«ng sè trªn cã thÓ coi nh kh«ng ®æi Mét th«ng sè quan träng nhÊt ¶nh hëng ®Õn ®é dõng chÝnh x¸c cña buång thang lµ ®¹i lîng V0 (tèc ®é di chuyÓn cña buång thang khi b¾t ®Çu h·m dõng ). §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c dõng buång thang ®èi víi thang m¸y dõng, gi¶m tèc ®é di chuyÓn cña buång thang khi bé c¶m biÕn vÞ trÝ cho lÖnh dõng buång thang. §Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c dõng buång thang S∆ phô thuéc vµo tèc ®é V0 vµ gia tèc cña buång thang , cã thÓ kh¶o s¸t theo ®êng cong trªn h×nh 3.34b. §èi víi thang m¸y, ®é kh«ng chÝnh x¸c khi dõng buång thang cho phÐp lµ: mmSMAX 20≤∆ h. hÖ biÕn tÇn ®éng c¬ vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn pLc Svth: Do·n Hoµng Mai 31 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 1. s¬ ®å khèi cña hÖ biÕn tÇn ®éng c¬ 2. Giíi thiÖu vÒ biÕn tÇn 3g3mv cña omron 1.1 §Æt vÊn ®Ò. §Ó thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha mét c¸ch b»ng ph¼ng tuyÕn tÝnh trong ph¹m vi réng, cÇn nguån xoay chiÒu cã thÓ thay ®æi ®îc tÇn sè ngêi ta sö dông hÖ thèng biÕn tÇn. BiÕn tÇn 3G3MV ®¸p øng ®îc tiªu chuÈn ch©u ©u EC vµ UL/CUL cho viÖc lu hµnh trªn toµn thÕ giíi. V× vËy khi sö dông biÕn tÇn 3G3MV cña omron ®¶m b¶o ®îc sù lµm viÖc æn ®Þnh, møc ®é tin cËy cao, cho phÐp ph¹m vi ®iÒu chØnh réng, lµm viÖc an toµn.v.v. Svth: Do·n Hoµng Mai 32 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 PLC ®iÒu khiÓn trung t©m BiÕn tÇn BiÕn tÇn ®éng c¬ n©ng h¹ ®éng c¬ ®ãng më cöa c¸c c¶m biÕn ®Çu vµo Nguån dù phßng HÖ thèng r¬le HÖ thèng phô trî phanh §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 1.2 Tæng quan vÒ biÕn tÇn 3G3MV vµ chøc n¨ng ho¹t ®éng. H×nh 2.1: BiÕn tÇn 3G3MV BiÕn tÇn 3G3MV cã thÓ ho¹t ®éng ë chÕ ®é c¬ b¶n vµ cã c¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng cao cÊp. §èi víi c¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng c¬ b¶n ta ph¶i cµi ®Æt ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè cho nã nh lùa chän chÕ ®é ho¹t ®éng phï hîp, chÕ ®é ®iÒu khiÓn ®îc lùa chän lµ t¹i chç hay tõ xa ... Cßn ®èi víi c¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng cao cÊp ta cã thÓ ®Æt tÇn sè mang, ph¸t hiÖn qu¸ momen, bï momen vµ bï trît...  C¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng c¬ b¶n. - §Æt chÕ ®é ®iÒu khiÓn (n002). - §Æt chÕ ®é t¹i chç/tõ xa (n004 vµ n008). -Lùa chän lÖnh ho¹t ®éng. - §Æt tÇn sè chuÈn...  . C¸c chøc n¨ng ho¹t ®éng cao cÊp. - §Æt tÇn sè mang (n046). - Chøc n¨ng phanh h·m DC. - Chèng tôt tèc ®é. - Chøc n¨ng ph¸t hiÖn qu¸ momen. - Chøc n¨ng bï momen. - Chøc n¨ng bï trît. - §iÒu khiÓn tiÕt kiÖm n¨ng lîng. - TruyÒn th«ng. - Chøc n¨ng PID... . Svth: Do·n Hoµng Mai 33 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 2 2.1 i. ch¬ng III: x©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn thang m¸y I. Ph¬ng ph¸p m« t¶ m¹ch tr×nh tù Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p m« t¶ thêng ®îc dïng trong ph©n tÝch vµ tæng hîp m¹c tr×nh tù.§ã lµ c¸c ph¬ng ph¸p b¶ng chuyÓn tr¹ng th¸i,ph¬ng ph¸p ®å h×nh tr¹ng th¸i (®å h×nh Mealy vµ ®å h×nh Moore), ph¬ng ph¸p lu ®å nhng ta chØ xÐt ph¬ng ph¸p b¶ng chuyÓn tr¹ng th¸i lµ ®¬n gi¶n vµ dÔ xÐt nhÊt víi ph¬ng ph¸p nµy th× c¸c tr¹ng th¸i ®Çu ra cña ta sÏ ®îc tæ hîp bëi c¸c tr¹ng th¸i ®Çu vµo.Sau ®©y lµ néi dung cña ph- ¬ng ph¸p b¶ng chuyÓn tr¹ng th¸i Ph¬ng ph¸p nµy m« t¶ qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i díi h×nh thøc b¶ng. Trong b¶ng h×nh 1 díi bao gåm: - C¸c cét cña b¶ng ghi c¸c biÕn vµo vµ c¸c biÕn ra.C¸c tÝn hiÖu vµo lµ c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn( γβα ,, …) cã thÓ lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cña ngêi vËn hµnh ,cña thiÕt bÞ ch¬ng tr×nh hoÆc c¸c tÝn hiÖu ph¸t ra tõ c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ. - C¸c tÝn hiÖu ra (Y1,Y2…) lµ tÝn hiÖu kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ ghi ë cét ®Çu ra - C¸c hµng cña b¶ng ghi c¸c tr¹ng th¸i trong cña m¹ch (S1,S2,S3…). Sè hµng cña b¶ng chØ râ sè tr¹ng th¸i cña hÖ. - C¸c « giao nhau cña cét biÕn vµo vµ c¸c hµng tr¹ng th¸i sÏ ghi tr¹ng th¸i cña m¹ch.NÕu tr¹ng th¸i m¹ch kh«ng trïng víi tªn hµng th× ®ã lµ tr¹ng th¸i kh«ng æn ®Þnh. Svth: Do·n Hoµng Mai 34 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com - C¸c « giao nhau cña cét tÝn hiÖu ra vµ c¸c hµng tr¹ng th¸i sÏ ghi gi¸ trÞ tÝn hiÖu ra t¬ng øng. - ë b¶ng trªn h×nh 2 , γβα ,, lµ c¸c tÝn hiÖu vµo Y1, Y2 lµ c¸c tÝn hiÖu ra .HÖ cã 3 tr¹ng th¸i :S1 ( lµm viÖc ë tèc ®ä thÊp) ,S2 (®¶o chiÒu quay), S3(dõng m¸y). Mçi tr¹ng th¸i cña m¹ch cã thÓ diÔn ®¹t b»ng ng«n ng÷ vµ kÌm theo mét con sã ®Ó gäi tªn tr¹ng th¸i ®ã.VÝ dô ta xÐt tr¹ng th¸i S1 lóc nµy m¸y ho¹t ®éng ë tèc ®é thÊp .NÕu lóc nµy cho biÕn α t¸c ®éng th× m¸y vÉn lµm viÖc ë chÕ ®é thÊp (tr¹ng th¸i S1 lµ tr¹ng th¸i æn ®Þnh), nÕu cho biÕn β t¸c ®éng th× m¸y sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i S2, nh- ng tr¹ng th¸i S2 ghi ë hµng S1 lµ tr¹ng th¸i kh«ng æn ®Þnh -tr¹ng th¸i trung gian ,m¹ch ®ang chuÈn bÞ chuyÓn sang tr¹ng th¸i æn ®Þnh kh¸c ,nÕu cho biÕn γ t¸c ®éng th× m¹ch sÏ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i S1 sang tr¹ng th¸i S3(tr¹ng th¸i S3 kh«ng æn ®Þnh). C¸c biÕn ®Çu ra Y1, Y2 lóc nµy ®Òu b»ng 0. T¬ng tù nh vËy ta sÏ lý gi¶i c¸c tr¹ng th¸i kÕt qu¶ ë hµng 2, hµng 3. Khi b¶ng tr¹ng th¸i chuyÓn chØ cã mét tÝn hiÖu th× cã thÓ kh«ng dïng cét tÝn hiÖu ra, c¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu ra ®îc ghi lu«n vµo c¸c « tr¹ng th¸i chuyÓn (h×nh 3) Tr¹ng Th¸i tÝn hiÖu vµo tÝn hiÖu ra α β γ Y1 Y2 S1 S2 S3 H×nh 1 Tr¹ng th¸i tÝn hiÖu vµo TÝn hiÖu ra α β γ Y1 Y2 S1(tèc ®é thÊp) S1 S2 S3 0 0 S2(®¶o chiÒu quay) S1 S2 1 0 S3(ngng m¸y) S3 0 0 H×nh 2 Svth: Do·n Hoµng Mai 35 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com §iÒu quan träng nhÊt ë ®©y lµ ghi ®îc ®Çy ®ñ vµ ®óng c¸c tr¹ng th¸i ë trong cña c¸c « cña b¶ng.Cã hai c¸h thùc hiÖn c«ng viÖc nµy: • C¸ch 1 . Tríc hÕt dùa vµo c¸c d÷ liÖu bµi to¸n, c¸c hiÓu biÕt vÒ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ,tõ ®ã ghi c¸c tr¹ng th¸i hiÓn nhiªn cã. TiÕp theo c¸c tr¹ng th¸i chuyÓn râ rµng (c¸c tr¹ng th¸i nµy cã so ghi tr¹ng th¸i kh¸c víi c¸c thø tù c¸c hµng c¸c tr¹ng th¸i xuÊt ph¸t ), nÕu tr¹ng th¸i nµo kh«ng ch¾c ch¾n th× ®Ó trèng, sÏ bæ sung sau. • C¸ch 2. Ph©n tÝch xem xÐt tõng « ®Ó ®iÒn tr¹ng th¸i .ViÖc lµm nµy lµ logic, chÆt chÏ vµ râ rµng , tuy nhiªn nhiÒu khi ph©n tÝch kh«ng thÓ qu¸ chi ly ®Ó dÉn ®Õn kh¶ n¨ng ph©n biÖt gi÷a c¸c « cã tr¹ng th¸i gÇn nh nhau, do vËy rÊt khã ®iÒn ®Çy ®ñ c¸c «. BiÕn (V) Tr¹ng th¸i (S) α β γ S1 S2/1 S4/0 S4/0 S2 S4/1 S4/0 S4/1 S2 S4/1 S4/1 S4/1 S4 S4/1 S4/0 S4/0 S5 S4/0 S4/0 S4/0 H×nh 3 II. Tæng hîp m¹ch tr×nh tù Bµi to¸n tæng hîp m¹ch tr×nh tù lµ bµi to¸n khã, h¬n n÷a tï mét yªu cÇu ®Ò ra l¹i cã nhiÒu c¸ch gi¶i quyÕt kh¸c nhau , do vËy vÊn ®Ò chung ë ®©y lµ ph¶i dùa vµo mét chØ tiªu tèi u nµo ®ã, ®ång thêi ®Ó t×m ®îc lêi gi¶i tèi u th× ngoµi c¸c suy luËn to¸n häc logic ngêi thiÕt kÕ cßn ph¶i tËn dông c¸c kinh nghiÖm thùc tÕ rÊt phong phó vµ ®a d¹ng . ë ®©y chØ nªu ra mét sè bíc thùc chung vµ c¸c vÝ dô cô thÓ ®Ó minh ho¹ ph¬ng ph¸p tæng hîp m¹ch tr×nh tù. Tæng hîp theo b¶ng tr¹ng th¸i Svth: Do·n Hoµng Mai 36 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com Tr×nh tù cña c¸c bíc nh sau: a) Thµnh lËp b¶ng chuyÓn tr¹ng th¸i.Thùc chÊt ®©y lµ viÖc diÔn ®¹t c¸c yªu kü thuËt thµnh ký hiÖu kiÓu b¶ng b) Thµnh lËp b¶ng kÝch thÝch vµ b¶ng ®Çu ra c) T×m hµm logic tèi gi¶n vµ chon m¹ch Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p ®Ó tèi gi¶n b¶ng tr¹ng th¸i nhng ta dïng ph¬ng ph¸p tæng hîp b¶ng tr¹ng th¸i rót gän b»ng b¶ng cac-no . III. X©y dùng c¸c khèi chøc n¨ng chÝnh cña thang Tõ ph¬ng ph¸p tæng hîp b¶ng tr¹ng th¸i ta sÏ ®a ra c¸c ®Æc tÝnh cña thang m¸y vµ tõ ®ã tæng hîp ®îc tr¹ng th¸i ®Çu ra .Tõ c¸c ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i lËp ®ù¬c víi ®Çu vµo ta sÏ viÕt ch¬ng tr×nh lad cho thang.C¸c khèi chøc n¨ng chÝnh cña thang gåm cã: • X¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu phôc vô vµ lu gi÷ c¸c yªu cÇu ®ã • Bµi to¸n x¸c ®Þnh vÞ trÝ hiÖn t¹i cña buång thang • Bµi to¸n x¸c ®Þnh hµnh tr×nh hiÖn t¹i cña thang(®ang n©ng hay ®ang h¹) • N©ng-h¹ buång thang • §iÒu khiÓn dõng buång thang • Bµi to¸n ®ãng- më cöa buång thang • §iÒu khiÓn Qu¹t vµ ®Ìn trong thang • Sù cè (háng hãc thiÕt bÞ truyÒn ®éng,c¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ; c¸c c¶m biÕn(qu¸ hµnh tr×nh, qu¸ träng t¶i, sai hµnh tr×nh); sù cè nguån,...) §iÒu khiÓn thang m¸y chë ngêi (9 tÇng) ta sÏ ký hiÖu ®Ó tæ hîp vµ ®a ra ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cho ®¬n gi¶n. - Trong buång thang cã 9 nót ®Õn c¸c tÇng ( §T ) ®Ó lùa chän c¸c tÇng cÇn di chuyÓn tíi lÇn lît lµ (DT1,DT2,DT3,DT4,DT5,DT6,DT7,DT8,DT9) vµ 2 nót ®ãng më cöa cìng bøc lµ (§C, MC) . - Ngoµi buång thang trªn mçi tÇng cßn cã c¸c nót gäi tÇng 9 tÇng sÏ cã 16 nót gäi tÇng ( GT ).Ta sÏ ký hiÖu GTL(lµ nót gäi tÇng lªn ), GTX (lµ gäi tÇng xuèng). C¸c nót gäi tÇng lÇn lît lµ :GTL1 (Gäi tÇng ®i lªn ë tÇng 1), GTL2,GTL3,GTL4,GTL5,GTL6,GTL7,GTL8 vµ c¸c nót gäi tÇng xuèng GTX9 Svth: Do·n Hoµng Mai 37 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com (Gäi tÇng xuèng ë tÇng 9),GTX8,GTX7,GTX6,GTX6,GTX5,GTX4,GTX3,GTX2 . - C¸c nót §T, GT khi ®îc nhÊn tr¹ng th¸i ®ã sÏ ph¶i ®îc lu l¹i chê ®Õn khi ®îc xö lý. - C¸c yªu cÇu §T ,GT ®îc xö lý khi thang m¸y rçi hoÆc khi ®ang cïng hµnh tr×nh chuyÓn ®éng cña buång thang v× thang m¸y cña chóng ta lËp tr×nh u tiªn theo hµnh tr×nh. - Khi buång thang ®Õn tÇng yªu cÇu ,nã huû yªu cÇu ®· ®îc xö lý, dõng l¹i mét thêi gian ®Ó më cöa ®ãn tr¶ kh¸ch hoÆc cã thÓ l©u h¬n nÕu ®îc nhÊn nót cìng bøc.Sau ®ã nÕu cßn yªu cÇu nã tiÕp tôc ®îc xö lý nÕu kh«ng nã sÏ dõng t¹i vÞ trÝ tÇng nµy. • xö lý yªu cÇu cña c¸c tÇng • c¸c tÇng gièng nhau nªn ta chØ viÕt mét tÇng lµ cã thÓ suy ra c¸c tÇng kh¸c • díi ®©y lµ viÕt cho tÇng 2 1. X¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu phôc vô vµ lu gi÷ c¸c yªu cÇu ®ã C¸c yªu cÇu cña hµnh kh¸ch ph¶i ®îc xö lý khi thang m¸y ®ang ho¹t ®éng t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo. Bµi to¸n ®Æt ra lµ ph¶i lu ®îc tr¹ng th¸i yªu cÇu cña c¸c nót gäi tÇng trong buång thang còng nh nót ®Õn tÇng ë t¹i c¸c tÇng. Lu tÊt c¶ c¸c lÖnh n»m ngoµi kh«ng cho phÐp di chuyÓn ®Õn so víi lÖnh u tiªn nhÊt, ®ång thêi lu tÊt c¶ c¸c lÖnh kh«ng cïng hµnh tr×nh chÝnh (®îc x¸c ®Þnh lµ nhê biÕn trung gian ®ang n©ng hoÆc ®ang h¹), sau khi thùc hiÖn xong c¸c lÖnh chÝnh, thang m¸y sÏ quay trë l¹i thùc thi c¸c lÖnh ®· ®îc lu. 2. bµi to¸n x¸c ®Þnh vÞ trÝ hiÖn t¹i cña buång thang. VÞ trÝ hiÖn t¹i cña buång thang lµ ®iÒu kiÖn ®Çu vµo ®Ó x¸c ®Þnh ®îc r¬le tÇng. 3. Bµi to¸n x¸c ®Þnh hµnh tr×nh hiÖn t¹i cña buång thang(®ang n©ng hay ®ang h¹). Bµi to¸n sÏ lµ mét bíc trung gian ®Ó chóng ta xö lý lÖnh u tiªn theo hµnh tr×nh. NÕu tÝn hiÖu ®ang n©ng ®îc set th× tÊt c¶ c¸c lÖnh gäi theo chiÒu lªn sÏ ®îc u tiªn xö lý ®Õn khi hÕt mét hµnh tr×nh lªn vµ ngîc l¹i. 4. N©ng h¹ buång thang N©ng h¹ buång thang lµ tÝn hiÖu ®Çu ra ®a vµo biÕn tÇn ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬. 5. §iÒu khiÓn dõng buång thang Dõng buång thang chÝnh x¸c lµ rÊt quan träng bëi khi dõng thiÕu chÝnh x¸c cã thÓ g©y ra c¸c sù cè. NÕu dõng cã ®é sai lÖnh Ýt th× cã thÓ g©y ra sù di chuyÓn khã kh¨n Svth: Do·n Hoµng Mai 38 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com cho c¸c ph¬ng tiÖn xe ®Èy hµng vµo buång thang. NÕu thiÕu chÝnh x¸c nhiÒu cã thÓ g©y kÑt cöa kh«ng më ®îc cöa vµ g©y ra nhiÒu sù cè kh¸c. LÖnh dõng buång thang ®- îc dõng khi buång thang ®Õn ®óng vÞ trÝ tÇng cÇn ®Õn. C¸c ®iÒu kiÖn an toµn cña dõng buång thang gåm cã : c¸c cöa tÇng cha ®ãng, cöa buång thang cha ®ãng, tèc ®é qu¸ giíi h¹n cho phÐp hoÆc ®øt c¸p treo v.v… C¸c biÕn ®Çu vµo cña dõng thang gåm cã : c¸c c«ng t¾c tÇng t¹i c¸c tÇng vµ c¸c r¬ le tÇng. C¸c c«ng t¾c tÇng gåm cã CTT1, CTT2, CTT3, CTT4, CTT5, CTT6,CTT7, CTT8, CTT9, CTT10. Ta bè trÝ 10 c«ng t¾c tÇng cho thang m¸y 9 tÇng v× vËy chóng ta sÏ xÐt 2 c«ng t¾c tÇng lµ mét cÆp ®Ó x¸c ®Þnh buång thang ®ang ë tÇng nµo. VÝ dô khi thang m¸y ®ang ë tÇng 1 th× buång thang sÏ t¸c ®éng lªn 2 c«ng t¾c tÇng lµ (CTT1, CTT2) , buång thang ®ang ë tÇng 2 sÏ t¸c ®éng lªn 2 c«ng t¾c t©ng lµ (CTT2, CTT3) t- ¬ng tù víi c¸c tÇng kh¸c. C¸c R¬le tÇng (RLT) lµ biÕn trung gian ®Ó x¸c ®Þnh ®îc c¸c biÕn chän tÇng (ChänT) cÇn dõng. T¹i mçi tÇng còng sÏ cã t¬ng øng mét r¬le tÇng vµ mét biÕn chän tÇng. Víi thang m¸y cña ta sÏ cã c¸c biÕn nh sau: r¬le tÇng 1(RLT1), r¬le tÇng 2(RLT2), r¬le tÇng 3(RLT3) , r¬le tÇng 4(RLT4) , r¬le tÇng 5(RLT5) , r¬le tÇng 6(RLT6) , r¬le tÇng 7(RLT7) , r¬le tÇng 8(RLT8) , r¬le tÇng 9(RLT9). Tr¹ng th¸i chän tÇng gåm cã : chän tÇng 1(ChonT1), chän tÇng 2(ChonT2), chän tÇng 3(ChonT3), chän tÇng 4(ChonT4), chän tÇng 5(ChonT5), chän tÇng 6(ChonT6), chän tÇng 7(ChonT7), chän tÇng 8(ChonT8), chän tÇng 9(ChonT9). Lu ®å cña tr¹ng th¸i dõng : B¶ng tr¹ng th¸i cho bµi to¸n ®iÒu khiÓn dõng thang: ChänT CTT Dõng 1 1 1 Tõ b¶ng tr¹ng th¸i ta suy ra ph¬ng tr×nh logic cho dõng buång thang: Svth: Do·n Hoµng Mai 39 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 vÞ trÝ thang b»ng tÇng vµ ®óng víi yªu cÇu ­u tiªn Dõng buång thang Di chuyÓn buång thang No §ãng më cöa thang §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 10*9*99*8*88*7*7 7*6*66*5*55*4*4 4*3*33*2*22*1*1 * CTTCTTChonTCTTCTTChonTCTTCTTChonT CTTCTTChonTCTTCTTChonTCTTCTTChonT CTTCTTChonTCTTCTTChonTCTTCCTChonTDung CTTChonTDung +++ ++++ +++=⇒ = §Ó x¸c ®Þnh ®îc tr¹ng th¸i chän tÇng (ChonT) th× ph¶i qua mét sè bíc trung gian t¹o ra c¸c biÕn phô xö lý ®Çu vµo. Ta thªm biÕn trung gian r¬le tÇng (RLT) dïng ®Ó xö lý c¸c yªu cÇu cña hµnh kh¸ch khi thang m¸y ®ang ch¹y. Ta cã lu ®å x¸c ®Þnh r¬ le tÇng: B¶ng tr¹ng th¸i cho r¬le tÇng: C§T2 CGTL2 CGTX2 CTT2_1 CTT2_3 §N §H RLT2 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 Svth: Do·n Hoµng Mai 40 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 C§T CGTL CGTX CTT x_1 CTT x_3 §H §N Ph­¬ng tr×nh logic RLT C§T: cã ng­êi gäi trong buång thang. CGT x: cã ng­êi gäi tÇng lªn hoÆc xuèng CTT x_1,CTT x_3 : biÕn trung gian x¸c ®Þnh buång thang ®ang ë trªn cña tÇng cÇn dõng hay ë d­íi. §N,§H : biÕn trung gian x¸c ®Þnh thang ®ang n©ng hay ®ang h¹ ®Ó ­u tiªn xö lý theo hµnh tr×nh §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 *tæng hîp ph¬ng tr×nh l«gic ta ®îc kÕt qu¶ nh sau: )*3_21_2(**2*3*4 1*2*)*3_2**1_2( )*3_2*1_2(*22 DNCTTCTTDNGTXGTXGTX GTLGTLDHCTTDHDNCTT DHCTTDNCTTDTRLT ++ +++ ++= T¬ng tù vËy viÕt cho c¸c trêng hîp c¸c tÇng kh¸c: DHDNCTTGTLDNCTTDTRLT **1_1*1*1_1*11 += = = = = = += ++ +++ ++= 9 8 7 6 5 **3_4*4*3_4*44 )*3_31_3(3*4 )*3_3**1_3(*1*2*3 )*3_3*1_3(33 RLT RLT RLT RLT RLT DNDHCTTGTXDNCTTDTRLT DHCTTCTTDNGTXGTX DHCTTDHDNCTTGTLGTLGTL DHCTTDNCTTDTRLT 6. Bài to¸n ®ãng më cöa §ãng më cöa buång thang cho phÐp hµnh kh¸ch vµ hµng ho¸ cã thÓ di chuyÓn ra vµ vµo buång thang mét c¸ch hîp lý, an toµn khi thang m¸y ho¹t ®éng. Cô thÓ lµ khi buång thang ®ang n©ng hoÆc h¹ th× cöa buång thang kh«ng ®îc phÐp më ra g©y nguy hiÓm cho hµnh kh¸ch. Cöa buång thang ®îc më tù ®éng trong thêi gian quy ®Þnh khi thang m¸y dõng t¹i tÇng nµo ®ã sau ®ã tù ®éng ®ãng l¹i vµ cöa còng cã thÓ ®îc ®ãng më cìng bøc nhê nót ®ãng më cöa cìng bøc trong buång thang hoÆc khi cã yªu cÇu gäi tÇng cña chÝnh hµnh kh¸ch t¹i tÇng ®ã khi thang m¸y cha n©ng hoÆc h¹. HoÆc khi thang ®ang ®ãng th× gÆp chíng ng¹i vËt kh«ng thÓ ®ãng cöa thang. Lu ®å sau x¸c ®Þnh c¸c tr¹ng th¸i cña ®ãng më cöa: Svth: Do·n Hoµng Mai 41 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com §Ó ®iÒu khiÓn ®ãng më cöa ta cã c¸c tæ hîp biÕn ®Çu vµo gåm cã: - ®ãng cìng bøc(DCB) - Më cìng bøc(MCB) - C¶m biÕn vËt c¶n khi ®ãng cöa(CBVC) - Cã yªu cÇu cña tÇng ( yªu cÇu gäi tÇng vµ yªu cÇu ®Õn tÇng)(YCT) - Thêi gian ®Æt ®Ó ®ãng më cöa.(T) - C¶m biÕn hµnh tr×nh ®· më hÕt cöa(CBMC) - C¶m biÕn hµnh tr×nh ®· ®ãng hÕt cöa(CBDC) XÐt trêng hîp më cöa ta thÊy r»ng ®Ó tæ hîp biÕn ®Çu vµo cho ®Çu ra më cöa ta thÊy: Svth: Do·n Hoµng Mai 42 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 Dõng ®îi më 5 s §ãng cöa Ch¹m c¶m biÕn ®éng Xo¸ lÖnh Më cöa Cöa ch¹m c¶m biÕn ch­a No No LÖnh = VÞ trÝ §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com C¸c biÕn yªu cÇu tÇng(YCT),c¶m biÕn hµnh tr×nh ®ãng(CBDC),c¶m biÕn vËt c¶n(CBVC) ph¶i lu«n lu«n gi÷ ë tr¹ng th¸i cè ®Þnh.Nh vËy chØ cßn l¹i 2 biÕn lµ ®ãng cìng bøc(DCB),thêi gian(T) ta cÇn tæ hîp. B¶ng díi thÓ hiÖn sù tæ hîp c¸c tr¹ng th¸i ®Çu vµo ®Çu ra: DCB T CBT CBDC CBVC DC 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 Sau khi tæ hîp ta ®îc ph¬ng tr×nh logic cho tr¹ng th¸i ®ãng cöa(DC) lµ: ( ) )(*** )*(*** ****** TDCBCBVCCBTCBDCDC TTDCBCBVCCBTCBDCDC TDCBTDCBTDCBCBVCCBTCBDCDC +=⇒ +=⇒ ++= *víi trêng hîp tæ hîp cho më cöa th× c¸c biÕn tæ hîp ®Çu vµo t¬ng tù víi trêng hîp ®ãng cöa tuy nhiªn thªm biÕn yªu cÇu tÇng: - c¸c biÕn ®Çu vµo cña trêng hîp më cöa bao gåm - Më cìng bøc(MCB) - Thêi gian ®Ó cho phÐp më cöa(T) - C¶m biÕn tÇng(c¶m biÕn cho phÐp dõng chÝnh x¸c t¹i tÇng)(CBT). - C¶m biÕn hµnh tr×nh më hÕt cöa(CBMC). - Yªu cÇu cña tÇng(YCT) - C¶m biÕn vËt c¶n(CBVC) - trong c¸c biÕn ë trªn ta thÊy c¸c biÕn c¶m biÕn tÇng lu«n = 1 ,c¶m biÕn më hÕt cöa còng lu«n b»ng 0 v× nÕu c¶m biÕn më hÕt cöa =1 th× kh«ng cÇn më cöa,vµ c¶m biÕn vËt c¶n lu«n = 1 th× cöa míi ®îc më ra bëi nÕu c¶m biÕn vËt c¶n kh«ng cã th× cöa sÏ ®ãng .cßn l¹i 3 biÕn kia thay ®æi ta sÏ tæ hîp tr¹ng th¸i ®Çu vµo cho ®Çu ra më cöa.Díi ®©y lµ b¶ng tr¹ng th¸i tæ hîp: MCB T YCT CBT CBMC CBVC MC 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 Svth: Do·n Hoµng Mai 43 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 -tæ hîp ta ®îc ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i më cöa nh sau: ( )( )YCTTMCBCBVCCBMCCBTMC ++= *** 7. Bµi to¸n ®iÒu khiÓn ®Ìn vµ qu¹t buång thang. 8. Bµi to¸n xö lý c¸c sù cè x¶y ra ®èi víi thang. IV. PLC ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh (Programmable Logic Control), viÕt t¾t thµnh PLC, lµ lo¹i thiÕt bÞ cho phÐp thùc hiÖn linh ho¹t c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn sè th«ng qua mét ng«n ng÷ lËp tr×nh, thay cho viÖc ph¶i thÓ hiÖn thuËt to¸n ®ã b»ng m¹ch sè. Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh lµ ý tëng cña mét nhãm kü s h·ng General Motors vµo n¨m 1968 vµ hä ®· ®Ò ra c¸c chØ tiªu kü thuËt nh»m ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu ®iÒu khiÓn trong c«ng nghiÖp: • DÔ lËp tr×nh vµ dÔ thay ®æi ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, sö dông thÝch hîp trong nhµ m¸y. • CÊu tróc d¹ng module ®Ó dÔ dµng b¶o tr× vµ söa ch÷a. • Tin cËy h¬n trong m«i trêng s¶n xuÊt cña nhµ m¸y c«ng nghiÖp. • Dïng linh kiÖn b¸n dÉn nªn cã kÝch thíc nhá gän h¬n m¹ch role chøc n¨ng t¬ng ®¬ng. • Gi¸ thµnh cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh cao. §Æc trng cña kü thuËt PLC lµ viÖc sö dông vi m¹ch ®Ó xö lý th«ng tin. C¸c ghÐp nèi logic cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ®îc xö lý b»ng phÇn mÒm do ngêi sö dông lËp nªn vµ cµi ®Æt vµo. ChÝnh do ®Æc tÝnh nµy mµ ngêi sö dông cã thÓ gi¶i quyÕt nhiÒu bµi to¸n vÒ tù ®éng hãa kh¸c nhau trªn cïng mét bé ®iÒu khiÓn vµ hÇu nh kh«ng ph¶i biÕn ®æi g× ngoµi viÖc n¹p nh÷ng ch¬ng tr×nh kh¸c nhau. Nh vËy, víi ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong m×nh, PLC trë thµnh mét bé ®iÒu khiÓn sè nhá gän, dÔ thay ®æi thuËt to¸n vµ ®Æc biÖt dÔ trao ®æi th«ng tin víi m«i trêng xung quanh (víi c¸c PLC kh¸c hoÆc víi m¸y tÝnh). Toµn bé ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®îc lu nhí trong bé nhí cña PLC díi Svth: Do·n Hoµng Mai 44 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com d¹ng c¸c khèi ch¬ng tr×nh (khèi OB, FC hoÆc FB) vµ ®îc thùc hiÖn lÆp theo chu kú cña vßng quÐt (scan). §Ó thùc hiÖn mét ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tÊt nhiªn PLC ph¶i cã chøc n¨ng nh mét m¸y tÝnh nghÜa lµ ph¶i cã mét bé vi xö lý (CPU), mét hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí ®Ó lu ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, d÷ liÖu vµ ph¶i cã c¸c cæng vµo ra ®Ó giao tiÕp ®îc víi ®èi tîng ®iÒu khiÓn vµ ®Ó trao ®æi th«ng tin víi m«i trêng xung quanh. Bªn c¹nh ®ã ®Ó phôc vô bµi to¸n ®iÒu khiÓn sè, PLC cßn cÇn ph¶i cã thªm c¸c khèi chøc n¨ng ®Æc biÖt kh¸c nh lµ bé ®Õm (Counter), bé thêi gian (Timer) vµ c¸c khèi hµm chuyªn dông. Sù ra t¨ng nh÷ng øng dông PLC trong c«ng nghiÖp ®· thóc ®Èy c¸c nhµ s¶n xuÊt trªn thÕ giíi hoµn chØnh c¸c hä PLC víi møc ®é kh¸c nhau vÒ kh¶ n¨ng, tèc ®é xö lý vµ hiÖu xuÊt. C¸c hä PLC ph¸t triÓn tõ lo¹i lµm viÖc ®éc lËp, chØ víi 20 ngâ vµo/ra vµ dung lîng bé nhí ch¬ng tr×nh 500 bíc ®Õn c¸c module nh»m dÔ dµng më réng thªm kh¶ n¨ng vµ chøc n¨ng chuyªn dïng: • Xö lý tÝn hiÖu liªn tôc (Module Analog). • §iÒu khiÓn ®éng c¬ Servo, ®éng c¬ bíc. • TruyÒn th«ng. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña kü thuËt vi m¹ch, kü thuËt PLC ®· cã nh÷ng bíc tiÕn bé v- ît bËc. Cã thÓ nãi nÕu kh«ng cã kü thuËt PLC th× kh«ng cã tù ®éng hãa trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. 2.2 s¬ ®å tæng qu¸t cña PLC. HÇu hÕt c¸c hä PLC cña c¸c h·ng s¶n xuÊt trªn thÕ giíi ®Òu cã c¸c module chÝnh nh sau: - Bé xö lý trung t©m CPU: lµ bé n·o cña PLC, xö lý ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. - Bé vµo/ra (Input/Output Module): nhËn tÝn hiÖu vµo vµ göi tÝn hiÖu ra. - Bé nhí (Memory Module): dïng ®Ó chøa ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn d÷ liÖu. Svth: Do·n Hoµng Mai 45 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com H×nh 1.2 : Nguyªn lý chung vÒ cÊu tróc cña mét bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC. Th«ng thêng ®Ó t¨ng tÝnh mÒm dÎo trong øng dông thùc tÕ mµ ë ®ã phÇn lín c¸c ®èi tîng ®iÒu khiÓn cã sè tÝn hiÖu ®Çu vµo, ®Çu ra còng nh chñng lo¹i tÝn hiÖu vµo/ ra kh¸c nhau mµ c¸c bé ®iÒu khiÓn PLC ®îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng ho¸ vÒ cÊu h×nh. Chóng ®îc chia nhá thµnh c¸c module. Sè module ®îc sö dông nhiÒu hay Ýt tuú theo tõng bµi to¸n, song tèi thiÓu bao giê còng ph¶i cã mét module chÝnh lµ module CPU. C¸c module cßn l¹i lµ nh÷ng module nhËn/truyÒn tÝn hiÖu víi ®èi tîng ®iÒu khiÓn, c¸c module chøc n¨ng chuyªn dông nh PID, ®iÒu khiÓn ®éng c¬… Chóng ®îc gäi chung lµ module më réng. TÊt c¶ c¸c module ®îc g¸ trªn nh÷ng thanh ray (Rack) 2.2.1 Module CPU. Module CPU lµ lo¹i module cã chøa bé vi xö lý, hÖ ®iÒu hµnh, bé nhí, c¸c bé thêi gian, bé ®Õm , cæng truyÒn th«ng (RS485)… vµ cã thÓ cßn cã mét vµi cæng vµo/ra sè. C¸c cæng vµo/ra sè cã trªn module CPU ®îc gäi lµ cæng vµo ra onboard. Trong hä PLC S7-300 cã nhiÒu lo¹i module CPU kh¸c nhau. Nãi chung chóng ®îc ®Æt tªn theo bé vi xö lý cã trong nã nh module CPU312, CPU314, CPU315… Svth: Do·n Hoµng Mai 46 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com H×nh 1.3: Module CPU314. 2.2.2 Module më réng. C¸c module më réng ®îc chia thµnh 5 lo¹i chÝnh: 1) PS (Power supply): Module nguån nu«i. Cã 3 lo¹i 2A, 5A vµ 10A. 2) SM (Signal module): Module më réng cæng tÝn hiÖu vµo/ra, bao gåm: a) DI (Digital input): Module më réng c¸c cæng vµo sè. Sè c¸c cæng vµo sè më réng cã thÓ lµ 8, 16 hoÆc 32 tuú thuéc vµo tõng lo¹i module. b) DO (Digital output): Module më réng c¸c cæng ra sè. Sè c¸c cæng ra sè më réng cã thÓ lµ 8, 16 hoÆc 32 tuú thuéc vµo tõng lo¹i module. c) DI/DO (Digital input/Digital output): Module më réng c¸c cæng vµo/ra sè. Sè c¸c cæng vµo/ra sè më réng cã thÓ lµ 8 vµo/ 8 ra, 16 vµo/16 ra tuú thuéc vµo tõng lo¹i module. d) AI (Analog input): Module më réng c¸c cæng vµo t¬ng tù. VÒ b¶n chÊt chóng chÝnh lµ nh÷ng bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè 12 bits (AD), tøc lµ mçi tÝn hiÖu t¬ng tù ®îc chuyÓn thµnh mét tÝn hiÖu sè (nguyªn) cã ®é dµi12 bits. Sè c¸c cæng vµo t¬ng tù cã thÓ lµ 2, 4 hoÆc 8 tuú tõng lo¹i module. e) AO (Analog output): Module më réng c¸c cæng ra t¬ng tù. VÒ b¶n chÊt chóng chÝnh lµ nh÷ng bé chuyÓn ®æi sè t¬ng tù Svth: Do·n Hoµng Mai 47 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com (DA). Sè c¸c cæng vµo t¬ng tù cã thÓ lµ 2, hoÆc 4 tuú tõng lo¹i module. f) AI/AO (Analog input/Analog out):Module më réng c¸c cæng vµo/ra t¬ng tù. Sè c¸c cæng vµo/ra t¬ng tù cã thÓ lµ 4 ®Çu vµo/ 2 ra, hoÆc 4 vµo/4 ra tuú tõng lo¹i module. 3) IM (Interface module): Module ghÐp nèi. §ay lµ lo¹i module chuyªn dông cã nhiÖm vô nèi tõng nhãm c¸c module më réng l¹i víi nhau thµnh mét khèi vµ ®îc qu¶n lý chung bëi mét module CPU. Th«ng thêng c¸c module më réng ®îc g¸ liÒn víi nhau trªn mét thanh ®ì gäi lµ rack. Trªn mçi mét rack chØ cã thÓ g¸ ®îc nhiÒu nhÊt 8 module më réng (kh«ng kÓ module CPU, module nguån nu«i PS). Mét module CPU S7-300 cã thÓ lµm viÖc trùc tiÕp ®îc víi nhiÒu nhÊt 4 racks vµ c¸c rack nµy ph¶i ®îc nèi víi nhau b»ng module IM. 4) FM (Function module): Module cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn riªng, vÝ dô nh module ®iÒu khiÓn ®éng c¬ bíc, module ®iÒu khiÓn ®éng c¬ servo, module PID, module ®iÒu khiÓn vßng kÝn… 5) CP (Communication module): Module phôc vô truyÒn th«ng trong m¹ng gi÷a c¸c PLC víi m¸y tÝnh. 2.3 CÊu tróc bé nhí cña CPU. Bé nhí cña S7-300 ®îc chia lµm 3 miÒn chÝnh: 1) Vïng chøa ch¬ng tr×nh øng dông. Vïng nhí ch¬ng tr×nh ®îc chia thµnh 3 miÒn: • OB (Organisation block): MiÒn chøa ch¬ng tr×nh tæ chøc. • FC (Function): MiÒn chøa ch¬ng tr×nh con ®îc tæ chøc thµnh hµm cã biÕn h×nh thøc ®Ó trao ®æi d÷ liÖu víi ch¬ng tr×nh ®· gäi nã. • FB (Function block): MiÒn chøa ch¬ng tr×nh con, ®îc tæ chøc thµnh hµm vµ cã kh¶ n¨ng trao ®æi d÷ liÖu víi bÊt cø mét khèi ch¬ng tr×nh nµo kh¸c. C¸c d÷ liÖu nµy ph¶i ®îc x©y dùng thµnh mét khèi d÷ liÖu riªng (gäi lµ DB-Data block). Svth: Do·n Hoµng Mai 48 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 2) Vïng chøa tham sè cña hÖ ®iÒu hµnh vµ ch¬ng tr×nh øng dông, ®îc ph©n chia thµnh 7 miÒn kh¸c nhau, bao gåm: • I (Process image input): MiÒn bé ®Öm c¸c d÷ liÖu cæng vµo sè. Tríc khi b¾t ®Çu thùc hiÖn ch¬ng tr×nh, PLC sÏ ®äc gi¸ trÞ logic cña tÊt c¶ c¸c cæng ®Çu vµo vµ cÊt gi÷ chóng trong vïng nhí I. Th«ng thêng ch¬ng tr×nh øng dông kh«ng ®äc trùc tiÕp tr¹ng th¸i logic cña cæng vµo sè mµ chØ lÊy d÷ liÖu cña cæng vµo tõ bé ®Öm I. • Q (Process image output): MiÒn bé ®Öm c¸c d÷ liÖu cæng ra sè. KÕt thóc giai ®o¹n thùc hiÖn ch¬ng tr×nh, PLC sÏ chuyÓn gi¸ trÞ logic cña bé ®Öm Q tíi c¸c cæng ra sè. Th«ng thêng ch¬ng tr×nh kh«ng trùc tiÕp g¸n gi¸ trÞ tíi tËn cæng ra mµ chØ chuyÓn chóng vµo bé ®Öm Q. • M: MiÒn c¸c biÕn cê. Ch¬ng tr×nh øng dông sö dông vïng nhí nµy ®Ó lu gi÷ c¸c tham sè cÇn thiÕt vµ cã thÓ truy nhËp nã theo ®Þa chØ bit(M), byte(MB), tõ (MW) hay tõ kÐp (MD). • T: MiÒn nhí phôc vô bé thêi gian (Timer) bao gåm viÖc lu gi÷ gi¸ trÞ thêi gian ®Æt tríc(PV-Preset value), gi¸ trÞ ®Õm thêi gian tøc thêi(CV-Current value) còng nh gi¸ trÞ logic ®Çu ra cña thêi gian. • C: MiÒn nhí phôc vô bé ®Õm (Counter) bao gåm viÖc lu gi÷ gi¸ trÞ ®Æt tríc(PV-Preset value), gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi(CV-Current value) vµ gi¸ trÞ logic ®Çu ra cña bé ®Õm. • PI: MiÒn ®Þa chØ cæng vµo cña c¸c module t¬ng tù (I/O External input). C¸c gi¸ trÞ t¬ng tù t¹i cæng vµo cña module t¬ng tù sÏ ®îc module ®äc vµ chuyÓn tù ®éng theo nh÷ng ®Þa chØ. Ch¬ng tr×nh øng dông cã thÓ truy nhËp miÒn nhí PI theo tõng byte (PIB), tõng tõ (PIW) hoÆc theo tõng tõ kÐp (PID). Svth: Do·n Hoµng Mai 49 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com • PQ: MiÒn ®Þa chØ cæng ra cho c¸c module twong tù (I/O External output). C¸c gi¸ trÞ theo nh÷ng ®Þa chØ nµy sÏ ®îc module t¬ng tù chuyÓn tíi c¸c cæng ra t¬ng tù. Ch¬ng tr×nh øng dông cã thÓ truy nhËp miÒn nhí PQ theo tõng byte (PQB), tõng tõ (PQW) hoÆc tõng tõ kÐp (DBD). 3) Vïng chøa c¸c khèi d÷ liÖu, ®îc chia thµnh 2 lo¹i: • DB(Data block): MiÒn chøa c¸c d÷ liÖu ®îc tæ chøc thµnh khèi. KÝch thíc còng nh sè lîng khèi do ngêi sö dông quy ®Þnh, phï hîp víi tõng bµi to¸n ®iÒu khiÓn. Ch¬ng tr×nh cã thÓ truy nhËp miÒn nµy theo tõng bit (DXB), byte (DBB), tõ (DBW) hoÆc theo tõng tõ kÐp (DBD). • L (Local data block): MiÒn d÷ liÖu ®Þa ph¬ng,®îc c¸c khèi ch¬ng tr×nh OB, FC, FB tæ chøc vµ sö dông cho c¸c biÕn nh¸p tøc thêi vµ trao ®æi d÷ liÖu cña biÕn h×nh thøc víi nh÷ng khèi ch¬ng tr×nh ®· gäi nã. Néi dung cña mét sè d÷ liÖu trong miÒn nhí nµy sÏ bÞ xo¸ khi kÕt thóc ch¬ng tr×nh t¬ng øng trong OB, FC, FB. MiÒn nµy cã thÓ ®îc truy nhËp tõ ch¬ng tr×nh theo bit (L), byte(LB), tõ (LW) hoÆc tõ kÐp(LD). 2.4 Vßng quÐt ch¬ng tr×nh. PLC thùc hiÖn ch¬ng tr×nh theo chu kú lÆp. Mçi vßng lÆp ®îc gäi lµ vßng quÐt (scan). Mçi vßng quÐt ®îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n chuyÓn d÷ liÖu tõ c¸c cæng vµo sè tíi vïng bé ®Öm ¶o I, tiÕp theo lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch¬ng tr×nh. Trong tõng vßng quÐt, ch¬ng tr×nh ®îc thùc hiÖn tõ lÖnh ®Çu tiªn ®Õn lÖnh kÕt thóc cña khèi OB1 (Block end). Sau giai ®o¹n thùc hiÖn ch¬ng tr×nh lµ giai ®o¹n chuyÓn c¸c néi dung cña bé ®Öm ¶o Q tíi c¸c cæng ra sè. Vßng quÐt ®îc kÕt thóc b»ng giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm lçi. Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó PLC thùc hiÖn ®îc mét vßng quÐt gäi lµ thêi gian vßng quÐt (Scan time). Thêi gian vßng quÐt kh«ng cè ®Þnh, tøc lµ kh«ng ph¶i vßng quÐt nµo còng ®îc thùc hiÖn trong mét kho¶ng thêi gian nh nhau. Cã vßng quÐt ®îc thùc hiÖn lau, cã vßng quÐt ®îc thùc hiÖn nhanh tuú thuéc vµo sè lÖnh trong ch¬ng tr×nh ®îc thùc hiÖn, vµo khèi d÷ liÖu ®îc truyÒn th«ng… trong vßng quÐt ®ã. Svth: Do·n Hoµng Mai 50 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com Nh vËy gi÷a viÖc ®äc d÷ liÖu tõ ®èi tîng ®Ó xö lý, tÝnh to¸n vµ viÖc göi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tíi ®èi tîng cã mét kho¶ng thêi gian trÔ ®óng b»ng thêi gian vßng quÐt. Nãi c¸ch kh¸c, thêi gian vßng quÐt quyÕt ®Þnh tÝnh thêi gian thùc cña ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong PLC. Thêi gian vßng quÐt cµng ng¾n, tÝnh thêi gian thùc cña ch¬ng tr×nh cµng cao. 2.4 Kü thuËt lËp tr×nh. Ch¬ng tr×nh cho S7-300 ®îc lu trong bé nhí cña PLC ë vïng dµnh riªng cho ch¬ng tr×nh vµ cã thÓ ®îc lËp víi hai d¹ng cÊu tróc kh¸c nhau: • LËp tr×nh tuyÕn tÝnh (linear programming): Toµn bé ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn n»m trong mét khèi trong bé nhí. Lo¹i h×nh cÊu tróc tuyÕn tÝnh nµy phï hîp víi nh÷ng bµi to¸n tù ®éng nhá, kh«ng phøc t¹p. Khèi ®îc chän ph¶i lµ khèi OB1, lµ khèi mµ PLC lu«n quÐt vµ thùc hiÖn c¸c lÖnh trong nã thêng xuyªn, tõ lÖnh ®Çu tiªn ®Õn lÖnh cuèi cïng vµ quay l¹i lÖnh ®Çu tiªn. Khèi nµy®îc hÖ ®iÒu hµnh gäi theo chu kú lÆp víi kho¶ng thêi gian kh«ng c¸ch ®Òu nhau mµ phô thuéc vµo ®é dµi cña ch¬ng tr×nh. C¸c lo¹i khèi ch¬ng tr×nh kh¸c kh«ng tham gia trùc tiÕp vµo vßng quÐt. C¸c khèi OB kh¸c kh«ng tham gia vµo vßng quÐt mµ ®îc gäi b»ng nh÷ng tÝn hiÖu b¸o ng¾t. S7-300 cã nhiÒu lo¹i tÝn hiÖu b¸o ng¾t nh tÝn hiÖu b¸o ng¾t khi cã sù cè nguån nu«i, tÝn hiÖu b¸o ng¾t khi cã sù cè chËp m¹ch ë c¸c module më réng, tÝn hiÖu b¸o ng¾t theo chu kú thêi gian… vµ mçi lo¹i tÝn hiÖu b¸o ng¾t nh vËy còng chØ cã kh¶ n¨ng gäi mét lo¹i khèi OB nhÊt ®Þnh. Mçi khi xuÊt hiÖn mét tÝn hiÖu b¸o ng¾t hÖ thèng sÏ t¹m dõng c«ng viÖc ®ang thùc hiÖn l¹i, ch¼ng h¹n nh t¹m dõng viÖc thùc hiÖn ch- ¬ng tr×nh xö lý ng¾t trong c¸c khèi OB t¬ng øng. • LËp tr×nh cã cÊu tróc (structure programming): lµ kü thuËt cµi ®Æt thuËt to¸n ®iÒu khiÓn b»ng c¸ch chia nhá thµnh c¸c khèi ch¬ng tr×nh con FC hay FB víi mçi khèi thùc hiÖn mét nhiÖm vô cô thÓ cña bµi to¸n ®iÒu khiÓn chung vµ toµn bé c¸c khèi ch¬ng tr×nh nµy l¹i ®îc qu¶n lý mét c¸ch thèng nhÊt bëi khèi OB1. Trong OB1 cã c¸c lÖnh gäi nh÷ng khèi ch¬ng tr×nh con theo thø tù phï hîp víi bµi to¸n ®iÒu khiÓn ®Æt ra. Hoµn toµn t¬ng tù, mét nhiÖm vô ®iÒu khiÓn con cã thÓ cßn ®îc chia nhá thµnh nhiÒu nhiÖm vô nhá vµ cô thÓ h¬n n÷a, do ®ã mét khèi ch¬ng tr×nh con còng cã thÓ ®îc gäi tõ mét khèi ch¬ng tr×nh con kh¸c. Duy cã mét ®iÒu cÊm kþ ta Svth: Do·n Hoµng Mai 51 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com cÇn ph¶i tr¸nh lµ kh«ng bao giê mét khèi ch¬ng tr×nh con l¹i gäi ®Õn chÝnh nã. Ngoµi ra, do cã sù h¹n chÕ vÒ ng¨n xÕp cña c¸c module CPU nªn kh«ng ®îc tæ chøc ch¬ng tr×nh con gäi lång nhau qu¸ sè lÇn mµ module CPU ®îc sö dông cho phÐp. PLC S7-300 cã bèn lo¹i khèi c¬ b¶n: * Lo¹i khèi OB (Organization block): Khèi tæ chøc vµ qu¶n lý ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. Cã nhiÒu lo¹i khèi OB víi nh÷ng chøc n¨ng kh¸c nhau, chóng ®îc ph©n biÖt víi nhau b»ng mét sè nguyªn ®i sau nhãm ký tù OB, vÝ dô nh OB1, OB35, OB40… * Lo¹i khèi FC(Program block): Khèi ch¬ng tr×nh víi nh÷ng chøc n¨ng riªng gièng nh mét ch¬ng tr×nh con hoÆc mét hµm (ch¬ng tr×nh con cã biÕn h×nh thøc). Mét ch¬ng tr×nh øng dông cã thÓ cã nhiÒu khèi FC vµ c¸c khèi FC nµy ®îc ph©n biÖt víi nhau b»ng nh÷ng sè nguyªn sau nhãm ký tù FC. Ch¼ng h¹n nh FC1, FC2 … * Lo¹i khèi FB (Function block): Lµ lo¹i khèi FC ®Æc biÖt cã kh¶ n¨ng trao ®æi mét lîng d÷ liÖu lín víi c¸c khèi ch¬ng tr×nh kh¸c. C¸c d÷ liÖu nµy ph¶i ®îc tæ chøc thµnh khèi d÷ liÖu riªng cã tªn gäi lµ Data block. Mét ch¬ng tr×nh øng dông cã thÓ cã nhiÒu khèi FB vµ c¸c khèi FB nµy ®îc ph©n biÖt víi nhau b»ng mét sè nguyªn sau nhãm ký tù FB. Ch¼ng h¹n nh FB1, FB2 … *Lo¹i khèi DB (Data block): Khèi chøa c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn ch¬ng tr×nh. C¸c tham sè cña khèi do ngêi dïng tù ®Æt. Mét ch¬ng tr×nh øng dông cã thÓ cã nhiÒu khèi DB vµ c¸c khèi DB nµy ®îc ph©n biÖt víi nhau b»ng mét sè nguyªn sau nhãm ký tù DB. Ch¼ng h¹n nh DB1, DB2 … Ch¬ng tr×nh trong c¸c khèi ®îc liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c lÖnh gäi khèi, chuyÓn khèi. Xem nh÷ng phÇn ch¬ng tr×nh trong c¸c khèi nh lµ c¸c ch¬ng tr×nh con th× S7-300 cho phÐp gäi ch¬ng tr×nh con lång nhau, tøc lµ tõ ch¬ng tr×nh con nµy gäi mét ch¬ng tr×nh con kh¸c vµ tõ ch¬ng tr×nh con ®îc gäi l¹i gäi tíi mét ch¬ng tr×nh con thø 3 …. Sè c¸c lÖnh gäi lång nhau phô thuéc vµo tõng chñng lo¹i module CPU mµ ta sö dông. VÝ dô nh ®èi víi module CPU314 th× sè lÖnh gäi lång nhau nhiÒu nhÊt cã thÓ cho phÐp lµ 8. NÕusè lÇn gäi khèi lång nhau mµ vît qu¸ con sè giíi h¹n cho phÐp, PLC sÏ tù chuyÓn sang chÕ ®é STOP vµ ®Æt cê b¸o lçi. Svth: Do·n Hoµng Mai 52 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com H×nh 1.5: LËp tr×nh cã cÊu tróc. H×nh 1.6: Thùc hiÖn gäi khèi FC10. Nh vËy, khi thùc hiÖn lÖnh gäi mét khèi con, hÖ ®iÒu hµnh sÏ: • ChuyÓn khèi con ®îc gäi tõ vïng Load memory vµo vïng Work memory. • CÊp ph¸t cho khèi con mét phÇn bé nhí trong Work memory ®Ó lµm local block. CÊu tróc local block ®îc quy ®Þnh khi so¹n th¶o c¸c khèi. • TruyÒn c¸c tham trÞ tõ khèi mÑ cho biÕn h×nh thøc IN, IN-OUT cña local block. • Sau khi khèi con thùc hiÖn xong nhiÖm vô vµ ghi kÕt qu¶ díi d¹ng tham trÞ ®Çu ra cho biÕn OUT, IN-OUT cña local block, hÖ ®iÒu hµnh sÏ chuyÓn c¸c tham trÞ nµy cho khèi mÑ vµ gi¶i phãng khèi con cïng local block ra khái vïng Work memory. Svth: Do·n Hoµng Mai 53 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com 2.5 Ng«n ng÷ lËp tr×nh. C¸c lo¹i PLC nãi chung thêng cã nhiÒu ng«n ng÷ lËp tr×nh nh»m phôc vô c¸c ®èi tîng sö dông kh¸c nhau. PLC S7-300 cã ba ng«n ng÷ lËp tr×nh c¬ b¶n. §ã lµ: • Ng«n ng÷ “liÖt kª lÖnh”, ký hiÖu lµ STL (Statement list). §©y lµ d¹ng ng«n ng÷ lËp tr×nh th«ng thêng cña m¸y tÝnh. Mét ch¬ng tr×nh ®îc ghÐp bëi nhiÒu c©u lÖnh theo mét thuËt to¸n nhÊt ®Þnh, mçi lÖnh chiÕm mét hµng vµ ®Òu cã cÊu tróc chung “tªn lÖnh” + “to¸n h¹ng”. • Ng«n ng÷ “h×nh thang”, ký hiÖu lµ LAD (Ladder logic). §©y lµ d¹ng ng«n ng÷ ®å ho¹ thÝch hîp víi nh÷ng ngêi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn logic. • Ng«n ng÷ “h×nh khèi”, ký hiÖu lµ FBD (Function block diagram). §©y còng lµ kiÓu ng«n ng÷ ®å ho¹ dµnh cho ngêi cã thãi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn sè. Mét ch¬ng tr×nh viÕt trªn LAD hoÆc FBD cã thÓ chuyÓn sang ®îc d¹ng STL, nhng ngîc l¹i th× kh«ng. Trong STL cã nhiÒu lÖnh kh«ng cã trong LAD hay FBD. Step7 lµ mét phÇn mÒm hç trî: - Khai b¸o cÊu h×nh cøng cho mét tr¹m PLC thuéc hä Simatic S7-300/400. - X©y dùng cÊu h×nh m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC S7-300/400 còng nh thñ tôc truyÒn th«ng gi÷a chóng. - So¹n th¶o vµ cµi ®Æt ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho mét hoÆc nhiÒu tr¹m. - Quan s¸t viÖc thùc hiÖn ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong mét tr¹m PLC vµ gì rèi ch- ¬ng tr×nh. Ngoµi ra Step7 cßn cã c¶ mét th viÖn ®Çy ®ñ víi c¸c hµm chuÈn h÷u Ých, phÇn trî gióp online rÊt m¹nh cã kh¶ n¨ng tr¶ lêi mäi c©u hái cña ngêi sö dông vÒ c¸ch sö dông Step7, vÒ có ph¸p lÖnh trong lËp tr×nh, vÒ x©y dùng cÊu h×nh cøng cña mét tr¹m còng nh cña mét m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC … Svth: Do·n Hoµng Mai 54 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com V. ch¬ng IV: x©y dùng m« h×nh m« pháng thang m¸y I. X¸c ®Þnh c¸c vÊn ®Ò sÏ m« pháng v× trªn thùc tÕ cã ®Çy ®ñ c¸c thiÕt bÞ nªn ta cã thÓ x©y dùng bµi to¸n m« pháng víi ®Çy ®ñ c¸c chøc n¨ng cña thang m¸y.Nhng khi m« pháng trªn m« h×nh cña em víi ®iÒu kiÖn hiªn cã t¹i phßng thÝ nghiÖm vµ trªn thÞ trêng.M« h×nh thùc tÕ cña em cã thÓ kh«ng thÓ m« pháng ®îc hÕt c¸c tÝnh n¨ng cña thang.Mét sè c¸c thiÕt bÞ kh«ng gièng thiÕt bÞ thËt, c¸c c¶m biÕn ®îc thay thÕ t¬ng ®¬ng II. X©y dùng kÕt cÊu cho m« h×nh m« pháng III. X©y dùng kÕ ho¹ch m« pháng vµ kiÓm nghiÖm trªn thùc tÕ. Víi hÖ thèng lý thuyÕt ®· ®îc nghiªn cøu ë c¸c ch¬ng tríc, chóng ta ®· thiÕt lËp ®îc hÖ thèng thang m¸y trªn lý thuyÕt nhng cã mét ®iÓm lµ tÊt c¶ ®Òu chØ ®îc m« t¶ trªn lý thuyÕt vµ cha ®îc ®a vµo kiÓm nghiÖm. §Ó t¨ng thªm tÝnh s¸t thùc cña ®å ¸n vµ t¨ng thªm tÝnh thuyÕt phôc. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng ®iÓm chÝnh ®ã, em ®i vµo x©y dùng m« h×nh thang m¸y chë ngêi 4 tÇng ®¬n gi¶n ®îc ®¬n gi¶n ho¸ bít c¸c chøc n¨ng so víi c¸c tÝnh n¨ng x©y dùng ë trªn. MÆc dï kh«ng m« t¶ ®îc hÕt c¸c tÝnh n¨ng cña thang m¸y nhng nã còng phÇn nµo m« t¶ ®îc nh÷ng tÝnh n¨ng ®iÒu khiÎn buång thang. Víi m« h×nh nµy chóng ta cã thÓ vËn dông ph¬ng ph¸p tæng hîp c¸c hÖ ®iÒu khiÓn logic. CÊu tróc chi tiÕt cña m« h×nh ®îc m« t¶: Svth: Do·n Hoµng Mai 55 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com + Bªn trong buång thang cã 4 nót ®iÒu khiÓn ( t¹m gäi lµ c¸c nót yªu cÇu ®Õn tÇng - DT: DT1, DT2, DT3, DT4) vµ 4 ®Ìn t¬ng øng minh ho¹ cho tr¹ng th¸i yªu cÇu cña mçi nót Ên. + Bªn ngoµi buång thang cã 6 nót Ên vµ 6 ®Ìn t¬ng øng m« t¶ tr¹ng th¸i yªu cÇu cña 6 nót Ên ®ã : - TÇng 1 cã 1 nót Ên ®Ó yªu cÇu lªn c¸c tÇng trªn ( 1GTL), vµ cã 1 ®Ìn tr¹ng th¸i (DENL1) minh ho¹ cho yªu cÇu cña nót Ên : khi nót 1GTL ®îc nhÊn th× DENL1 sÏ s¸ng, ®Õn khi nµo buång thang dõng ë tÇng 1 th× DENL1 sÏ s¸ng nhÊp nh¸y, sau 1 kho¶ng thêi gian thiÕt lËp nã sÏ t¾t ®i. - TÇng 2 cã 2 nót Ên gäi tÇng (2GTL, 2GTX) vµ 2 ®Ìn tr¹ng th¸i. - TÇng 3 cã 2 nót Ên gäi tÇng (3GTL, 3GTX) vµ 2 ®Ìn tr¹ng th¸i. - TÇng 4 cã 1 nót Ên gäi tÇng (4GTX) vµ 1 ®Ìn tr¹ng th¸i. + C¬ cÊu truyÒn ®éng ®Ó n©ng, h¹ buång thang ë ®©y dïng 1 ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu vµ hép gi¶m tèc, buång thang ®îc kÐo bëi 1 c¸p g¾n ë puly trôc hép gi¶m tèc qua dßng däc g¾n trªn nãc cña c¬ cÊu. + Mét c¬ cÊu ®Ó ®ãng më cöa tÇng khi buång thang ®Õn tÇng cÇn phôc vô ( dïng 1 ®éng c¬ 1 chiÒu cã ®¶o chiÒu). + §Ó ®iÒu khiÓn cÊp ®iÖn cho 2 ®éng c¬ : 1 ®éng c¬ truyÒn ®éng n©ng - h¹ buång thang, vµ 1 ®éng c¬ ®Ó truyÒn ®éng ®ãng - më cöa tÇng, ë ®©y dïng 4 r¬le ®Ó ®iÒu khiÓn cho 2 ®éng c¬ øng víi 2 chiÒu chuyÓn ®éng(n©ng-h¹, ®ãng-më). + T¬ng øng trªn mçi tÇng cã g¾n 1 c«ng t¾c tÇng (c¶m biÕn tÇng) ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña buång thang. + Nguån ®iÖn sö dông cho m« h×nh : - Dïng nguån 5V DC hoÆc 12V DC cÊp cho 2 ®éng c¬ truyÒn ®éng (I <5A) - Dïng nguån 24V DC ®Ó cÊp cho c¸c c¶m biÕn tÇng, c¸c nót Ên yªu cÇu ®iÒu khiÓn. - C¸c ®Ìn tr¹ng th¸i ®îc ®iÒu khiÓn vµ nhËn trùc tiÕp tÝn hiÖu tõ PLC. Tõ m« h×nh ®· x©y dùng sinh viªn ®îc thùc tËp víi c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ sau: 1. C«ng nghÖ 1: 2. C«ng nghÖ 2. X©y dùng ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn thang m¸y chë ngêi 4 tÇng ®¬n gi¶n. - §iÒu khiÓn thang m¸y b»ng 4 nót ®Õn tÇng (DT1, DT2, DT3, DT4) ë trong buång thang vµ 4 nót gäi tÇng t¬ng øng trªn mçi tÇng (1GT,2GT, 3GT,4GT). Svth: Do·n Hoµng Mai 56 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44 §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com - Cã 4 c«ng t¾c tÇng bè trÝ ë 4 tÇng ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña buång thang. - Minh ho¹ tr¹ng th¸i ®îc chän cña c¸c nót yªu cÇu b»ng c¸c ®Ìn t¬ng øng. - C¸c nót yªu cÇu ®iÒu khiÓn (DT vµ GT) cã thÓ ®îc chän liªn tiÕp vµ ®îc lu gi÷, khi ®ã chóng ®îc xö lý u tiªn theo hµnh tr×nh. - Khi buång thang ®îc ®iÒu khiÓn ®Õn tÇng yªu cÇu nã sÏ dõng l¹i trong vßng 5s, lóc nµy ®Ìn b¸o rt¹ng th¸i t¹i tÇng ®ã còng s¸ng nhÊp nh¸y. Sau 5s ®Ìn sÏ t¾t, nÕu cßn yªu cÇu ®Õn c¸c tÇng kh¸c th× thang m¸y tiÕp tôc, cßn nÕu kh«ng nã sÏ dõng l¹i t¹i vÞ trÝ ®ã. 3. C«ng nghÖ 3. X©y dùng ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn thang m¸y chë ngêi 4 tÇng ®¬n gi¶n. - §iÒu khiÓn thang m¸y b»ng 4 nót DT trong buång thang vµ 4 nót GT t¹i mçi tÇng. Cã 4 c«ng t¾c tÇng bè trÝ t¹i mçi tÇng. - C¸c yªu cÇu ®iÒu khiÓn cã thÓ ®îc lùa chän liªn tiÕp, minh ho¹ b»ng ®Ìn tr¹ng th¸i s¸ng. C¸c yªu cÇu nµy sÏ ®îc xö lý u tiªn theo hµnh tr×nh ®ang chuyÓn ®éng. Khi buång thang di chuyÓn tíi tÇng yªu cÇu, cöa buång thang sÏ më ra ®ång thêi ®Ìn tr¹ng th¸i sÏ s¸ng nhÊp nh¸y, sau kho¶ng 5s cöa buång thang ®ãng l¹i, ®Ìn tr¹ng th¸i t¾t. NÕu cßn yªu cÇu ®iÒu khiÓn th× buång thang tiÕp tôc ®îc ®iÒu khiÓn, nÕu kh«ng nã sÏ dõng t¹i vÞ trÝ tÇng ®ã. 4. C«ng nghÖ 4. X©y dùng ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn thang m¸y chë ngêi 4 tÇng ®¬n gi¶n. - §iÒu khiÓn thang m¸y b»ng 4 nót DT (DT1, DT2,DT3,DT4) trong buång thang vµ 6 nót GT (1GTL, 2GTL, 2GTX, 3GTL, 3GTX, 4GTX) t¹i c¸c cöa tÇng. Cã 4 c¶m biÕn tÇng bè trÝ t¹i c¸c tÇng ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña buång thang. - Khi nhÊn c¸c nót DT hoÆc GT , c¸c yªu cÇu nµy sÏ ®îc lu gi÷ vµ sÏ ®îc xö lý u tiªn theo hµnh tr×nh. - Khi buång thang tíi tÇng yªu cÇu, nã huû yªu cÇu ®· ®îc xö lý, dõng l¹i trong kho¶ng 5s, lóc nµy ®Ìn tr¹ng th¸i nhÊp nh¸y víi tÇn sè 0,5Hz. Sau kho¶ng thêi gian nµy ®Ìn tr¹ng th¸i t¾t, nÕu cßn yªu cÇu nã tiÕp tôc xö lý, nÕu kh«ng nã sÏ dõng l¹i t¹i vÞ trÝ tÇng ®ã. Svth: Do·n Hoµng Mai 57 Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfthiet_ke_va_mo_phong_thang_may_voi_plc_s7_300_6377.pdf