Đồ án Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200

¾ Mạng làm việc AS, MPI, PROFIBUS, DP. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 20 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân ¾ Đồng hồ thời gian thực: tích hợp sẵn. ¾ Các thành phần chính của S7_200 Micro PLC gồm: 1 S7_200 CPU hoặc có thêm các khối mở rộng tùy chọn. ¾ S7_200 CPU kết hợp CPU nguồn điện và các điểm xuất nhập rời rạc vào một thiết bị độc lập và nhỏ gọn. ¾ Các khối mở rộng EM (Expansim Modules). ¾ S7_200 CPU cung cấp một số nhất định các ngõ xuất /nhập thì ta sử dụng các khối EM. • Khối nhập số 8 kênh (8DI). • Khối xuất số 8 kênh (8DO). • Khối xuất nhập số 8 kênh (4DI+4DO). • Khối nhập analog 3 kênh (3AI). • Khối xuất nhập analog 4 kênh (3AI+1AO). • .CPU 224 tối đa 7 khối EM. 3.6.2 Phương pháp lập trình S7_200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. S7_200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh cuối trong một vòng. Một vòng như vậy được gọi là vòng quét. Một vòng quét (scan cycle) được bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào và sau đó thực hiện chương trình. Scan cycle kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo, S7_200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp. Cách lập trình cho S7_200 nói riêng và cho các PLC của Siemen nói chung dựa trên 2 phương pháp lập trình cơ bản: phương pháp hình thang (Ladder logic, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List, viết tắt là STL). Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại không phải mọi chương trình được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển được sang Lader Diagram LAD. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 21 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau: • Tiếp điểm: là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp điểm đó có thể là thường mở hoặc thường đóng. • Cuộn dây (coil): là biểu tượng mô tả các rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle. • Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ định thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp phải mắc đúng chiều dòng điện. Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây nóng, đường nguồn bên phải là dây trung hòa hay là đường trở về nguồn cung cấp (đường nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEP7-Micro/DOS hoặc STEP7-Micro/WIN). Dòng điện chạy từ bên trái qua các tiếp điểm đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. Định nghĩa về STL: phương pháp liệt kê lệnh Statement List (STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC. Định nghĩa về FBD: Function Block Diagram-sơ đồ khối chức năng: S0 S1 S2 S3 S4 Stack 0-bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp. Stack 1-bit thứ 2 của ngăn xếp. Stack 2-bit thứ 3 của ngăn xếp. Stack 3-bit thứ 4 của ngăn xếp. Stack 4-bit thứ 5 của ngăn xếp. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 22 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân S5 S6 S7 S8 Stack 5-bit thứ 6 của ngăn xếp. Stack 6-bit thứ 7 của ngăn xếp. Stack 7-bit thứ 8 của ngăn xếp. Stack 8-bit thứ 9 của ngăn xếp. Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng 9 bit của ngăn xếp logic của S7_200. Ngăn xếp logic là một khối 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu tiên và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gởi (hoặc được nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp thì ngăn xếp sẽ được kéo lên một bit. Ví dụ về Ladder Logic và Statement List LAD STL LD I0.0 = Q1.0 Hệ lệnh của S7_200 được chia làm ba nhóm: • Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập, không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp. • Các lệnh chỉ thực hện khi bit đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. • Các nhãn lệnh đánh dấu trong vị trí tập lệnh. 3.6.3 Các toán hạng giới hạn cho phép của CPU 214 Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của toán hạng của CPU 214. Truy nhập theo bit (địa chỉ byte, chỉ số bit) V (0.0 đến 4095.7) I (0.0 đến 7.7) Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 23 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 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) MB (0 đến 31) SMB (0 đến 85) AC (0 đến 3) Hằng số Truy nhập theo từ đơn (word) (địa chỉ byte cao) 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 (địa chỉ byte cao) VD (0 đến 4092) ID (0 đến 4) QD (0 đến 4) MD (0 đến 28) SMD (0 đến82) Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 24 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân AC (0 đến 3) HC (0 đến 2) Hằng số Các lệnh này có được giá trị tham chiếu từ vùng nhớ hoặc thanh ghi ảnh quá trình nếu dữ liệu là I sang Q. ¾ Tiếp điểm NO: thường hở, bị đóng khi bit bằng 1. ¾ Tiếp điểm NC: thường đóng, bị đóng khi bit bằng 0. • Trong LAD, các lệnh NO và NC được biểu diễn bằng các tiếp điểm. • Trong FBD, các lệnh NO được biểu diễn bằng các hộp AND, OR. Lệnh NC được biểu diễn bằng các hộp nhưng có đặt thêm ký hiệu phủ định ở đầu vào. • Trong STL, tiếp điểm NO được biểu diễn bằng các lệnh LOAD, AND và OR. Các lệnh này nạp vào LOAD, AND, OR với đỉnh Stack (ngăn xếp). Lệnh NC được biểu diễn bằng các lệnh LOAD NOT, AND NOT, OR NOT. Các lệnh này nạp vào phủ định bit, phủ định bit AND hoặc phủ định bit OR với đỉnh Stack (ngăn xếp). • Toán hạng có dạng [area identifier][byte address][bitaddress] với area indentifier có thể là I ,Q, M, SM, T, C, V, S, L. 3.6.4 Các lệnh tiếp điểm Boole Các tiếp điểm chuẩn (Standard Contacts) Các lệnh này có được giá trị tham chiếu từ vùng nhớ hoặc thanh ghi ảnh quá trình nếu kiểu dữ liệu là I hay Q. Ta có thể sử dụng tối đa 7 ngõ vào cho các hộp AND và các hộp OR. Tiếp điểm NO (Normally Open = bình thường hở) bị đóng khi bit bằng 1. Tiếp điểm NC (Normally Closed = bình thường đóng) bị đóng khi bit bằng 0. Trong LAD, các lệnh CO và NC được biểu diễn bằng các tiếp điểm. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 25 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Phép toán AND (VÀ logic) Mỗi thanh ngang (rung) hay mạng (network) trong sơ đồ hình thang biểu diễn một phép toán logic. Hình dưới đây minh họa phép toán AND, có 2 tiếp điểm và cuộn dây ra được đặt trong network 1, có các địa chỉ lần lượt là I0.0, I0.1 và Q0.0. Phép toán OR (HOẶC logic) Trong minh họa dưới đây, phép toán OR được sử dụng trong network 1. Ngõ ra Q0.1 bằng 1 khi ngõ vào I0.2 =1 hoặc ngõ vào I0.3 = 1, hoặc cả 2 ngõ vào bằng 1. Các tiếp điểm tức thời (Immediate contacts) Lệnh tiếp điểm tức thời dùng để lấy giá trị vào thật khi lệnh đang thực thi, nhưng nó không cập nhật thanh ghi ảnh quá trình, nghĩa là lấy giá trị hiện tại của bit. Ở dạng LAD thì lệnh này tương tự lệnh tiếp điểm chuẩn nhưng có thêm chữ I (Immediate = tức thời) ở bên trong tiếp điểm. 3.6.5 Các lệnh xuất Boole 3.6.5.1 Các lệnh xuất Boole gồm có các lệnh sau Xuất thông thường (qua ảnh quá trình). Xuất tức thời. Đặt, xóa một số bit (qua ảnh quá trình). Đặt, xóa một số bit tức thời. Xuất bit thông thường (Output) Khi thực thi lệnh xuất bit thì bit được cập nhật trong ảnh quá trình. Ở dạng LAD, khi thực thi lệnh xuất thì bit được đặt bằng giá trị logic có được ở luồng năng lượng (power flow). Ở dạng STL, lệnh xuát sao chép đỉnh Stack vào bit Trong LAD FBD STL = bit bit = Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 26 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Xuất bit tức thời (Output immediate) Khi thực thi lệnh xuất tức thời thì ngõ ra thật được cập nhật tức thời chứ không phải đợi đến cuối chu kỳ quét như xuất thông thường. Dạng lệnh như lệnh xuất thông thường, nhưng có thêm chữ I. Trong LAD : FBD : STL = I bit Set, Reset (N bits) Khi lệnh Set (đặt các bit lên 1) và Reset (xóa các bit về 0) được thực thi thì nó sẽ tác động đến N bits kể từ bit 1. Giá trị của n từ 1 đến 255. Khi toán hạng của Reset là T hay C thì bit Timer hay bit Counter bị xóa và giá trị hiện tại của timer /counter bị xóa. Trong LAD: FBD : STL S bit N R bit N Toán hạng bit có dạng: [area identifier][byte address] với area identifier có thể là I, Q, M, SM, T, C, V, S, L, toán hạng N là kiểu dữ liệu byte có dạng: VB, IB, QB, SMB, LB, AC, hằng *VD, *AC, *LD. Set, Reset (N bits) tức thời Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 27 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Tương tự với lệnh Set, Reset thông thường nhưng lúc này nó tác động tức thời đến các toán hạng. Giá trị số của N trong các lệnh này từ 1 đến 128. Dạng lệnh tương tự, nhưng lúc này có thêm chữ I. Giá trị mới được ghi vào cả ngõ ra thật và vị trí ở thanh ghi ảnh quá trình tương ứng (khác với Set, Reset thông thường chỉ ghi giá trị mới vào thanh ghi ảnh quá trình). 3.6.5.2 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt Lệnh NOT: Tiếp điểm Not thay đổi trạng thái của luồng năng lượng, nghĩa là khi 1 qua NOT sẽ là 0 và khi là 0 qua NOT sẽ là 1. Ở dạng LAD thì lệnh NOT tương tự tiếp điểm thường nhưng có chữ NOT bên trong. Ở dạng FBD thì có thêm ký hiệu dấu tròn ở trước ngõ vào Boole. Ở dạng STL thì lệnh NOT làm thay đổi giá trị ở đỉnh stack từ 0 sang 1 hoặc từ 1 sang 0. Lệnh phát hiện cạnh dương, cạnh âm (Positive, Negative Transition). Tiếp điểm chuyển tiếp dương (Positive transition) cho tạo ra logic 1 trong 1 chu kỳ khi có chuyển tiếp từ 0 sang 1. Tiếp điểm chuyển tiếp âm (Negative transition) cho tạo ra logic 1 trong 1 chu kỳ quét khi có chuyển tiếp từ 1 sang 0. Ở LAD và FBD ta thấy ký hiệu P chỉ phát hiện cạnh dương, ký hiệu N chỉ phát hiện cạnh âm. Lệnh phát hiện cạnh dương: Lệnh phát hiện cạnh âm: Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 28 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Ở dạng STL, sử dụng EU (Edge UP= cạnh lên)dùng phát hiện cạnh lên, ED (Edge Down= cạnh xuống) dùng phát hiện cạnh xuống. Khi có phát hiện đúng cạnh cần kiểm tra thì đỉnh của stack được đặt giá trị là 1 và nếu không phải thì có giá trị 0. 3.6.5.3 Các lệnh so sánh Trong STL: LD IN1, IN2. AIN1, IN2. OIN1,IN2. Toán tử so sánh op LAD FBD STL Bằng nhau Khác nhau Nhỏ hơn Nhỏ hơn hoặc bằng Lớn hơn Lớn hơn hoặc bằng == < <= > >= == < <= > >= = < <= > >= Kiểu dữ liệu type của 2 toán hạng: So sánh với kiểu dữ liệu LAD FBD STL Số nguyên (có dấu) I I W Word kép (có dấu) D D D Số thực (có dấu) R R R Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 29 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Byte B B B Các lệnh so sánh dạng STL tương đương với dạng FBD/ LAD chỉ có LAD còn 2 lệnh khác của STL: A và O chỉ thấy dạng kết hợp tương đương ở LAD/FBD. 3.6.5.4 Các lệnh gọi và nhảy chương trình con • Lệnh nhảy đến nhãn (jump to label). • LAD (JMP n thực hiện rẽ nhánh chương trình có nhãn đến chỗ có nhãn n (n:0 đến 255) • STL: JMP n • LBL n. • Lệnh gọi trình con và quay về từ trình con: • Các lệnh thực thi chương trình: • Lệnh FOR, NEXT. Lệnh FOR thực thi các lệnh giữa FOR và NEXT. Ta phải chỉ ra chữ số hoặc số đếm vòng lặp hiện hành INDX. Giá trị bắt đầu INIT và giá trị kết thúc FINAL. Lệnh NEXT đánh dấu kết thúc vòng lặp FOR và đặt đỉnh của Stack là 1. Các toán lệnh và kiểu dữ liệu của lệnh FOR/NEXT. Input/outp ut OPERANDS Data type s INDX VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,*VD,*AC,*LD INT INIT VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,AIW,CONSTANT*VD,*A C,*LD INT FINAL VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AC,AIW,CONSTANT,*VD,* AC,*LD INT Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 30 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Lệnh SCR (Sequence control Relay = Rơle điều khiển tuần tự) Lệnh thường tạo từ 3 lệnh SCR,SCRT, SCRE như sau: Lệnh Load Sequence Control Relay đánh dấu bắt đầu đoạn SCR. Khi bit S on thì luồng năng lượng cung cấp cho đoạn SCR. Đoạn SCR phải được kết thúc bằng lệnh SCRE. Lệnh Load Sequence Control Relay Transition (SCRT) nhận dạng bit SCR sẽ được cho phép (bit S kế sẽ được đặt lên 1) khi luồng năng lượng đến hộp Copil hay FBD thì bit S tham chiếu được cho lên 1 và bit S của lệnh LSCR bị trả về 0. Lệnh Load Sequence Control Relay End (SCRE) đánh dấu kết thúc đoạn SCR . Trong LAD và STL, các lệnh SCR dùng để tổ chức các tác vụ hoặc các bước thành các đoạn chượng trình tương đương. Các SCR cho phép phân đoạn logic chương trình điều khiển. 3.6.6 Các lệnh logic chuẩn Các lệnh chuẩn gồm có các lệnh về Timer (mạch định thời) và Counter (bộ đếm). Các lệnh điều khiển Timer: Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra. S7-200 với CPU 221, 222, 224,226 có 256 timer. Các loại Timer: - Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (on delay timer), ký hiệu TON. - Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive on delay timer) TONR. - Timer tạo thời gian tắt trễ (off delay timer), ký hiệu TOFF. Cả TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu đầu vào tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển từ 0 lên 1 là thời điểm kích timer. Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR không tự động Reset. Timer TON được dùng tạo thời gian trễ trong 1 khoảng thời gian. Timer TONR: thời gian trễ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian trễ khác nhau. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 31 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân TON và TONR có 3 độ phân giải khác nhau: 1ms, 10ms, 100ms. Thời gian trễ được tính bằng tích độ phân giải và giá trị đặt trước cho timer. Khi giá trị đặt trước bằng giá trị Reset timer thì bit của timer là 1 (ON). Cả TON và TONR đều tiếp tục đếm sau khi đạt đến giá trị đặt trước PT và chúng dừng đếm ở giá trị cực đại 32767. TOFF dùng để trì hoãn việc chuyển ngõ ra sang off sau 1 khoảng thời gian sau khi ngõ vào chuyển sang off. Khi ngõ vào chuyển sang ON thì bit ra của timer chuyển sang tức thời và giá trị hiện hành được đặt vào 0. Khi ngõ vào chuyển sang OFF thì timer đếm cho đến khi thời gian trôi qua đạt đến thời gian đặt trước ở PT thì bit của timer chuyển sang OFF và giá trị hiện hành ngừng đếm. Nếu ngõ vào OFF với thời gian đặt trước thì bit của timer vẫn giữ ON. Lệnh TOFF phải nhận 1 chuyển tiếp ON sang OFF mới bắt đầu đếm các lệnh: Trong LAD và FBD giống nhau: Trong STL: TON Txxx PT TONR Txxx PT TOFF Txxx PT Lệnh Reset (R) dùng để reset bất cứ timer nào. Timer TONR chỉ có thể bị reset bởi lệnh reset. Khi lệnh Reset thực hiện lúc đó: + bit của timer chuyển sang OFF. + giá trị hiện hành của timer bằng 0. Sau khi reset các timer TOF cần ngõ vào cho phép có chuyển tiếp từ ON sang OFF để chạy lại. 3.6.7 Các lệnh về Counter Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 32 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân S7-200 có 3 loại Counter (bộ đếm), bộ đếm lên (CTU), bộ đếm lên/ xuống (CTUD) và bộ đếm xuống (CTD). Lệnh Count up (CTU) đếm lên đến giá trị tối đa khi có cạnh lên ở ngõ vào đếm lên CU khi giá trị hiện hành (Cxxx) lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV thì bit của Counter (Cxxx) chuyển sang 1. Counter bị Reset khi ngõ vào Reset là 1 hoặc khi lệnh Reset được thực thi và giá trị đếm cực đại là 32767, và đếm xuống ở giá trị cực tiểu là - 32768 Lệnh Count Down Counter (CTD) đếm xuống từ giá trị đặt trước với các cạnh lên ở ngõ vào đếm xuống (CD). Khi giá trị hiện hành bằng 0 thì bit của Counter chuyển sang 1. Counter reset bit của counter (Cxxx) và nạp vào giá trị đặt trước PV khi ngõ vào nạp (LD) chuyển sang 1. Khi Reset Counter bằng lệnh Reset thì bit của Counter bị Reset và giá trị hiện hành của Counter bị đặt về 0. Các dãy đếm của counter: CXXX=C0 đến C255. Tìm hiểu các lệnh Counter: - Lệnh CTU đếm lên từ giá trị hiện hành của counter đó mỗi lần có cạnh lên ở ngõ vào CU. Counter bị reset khi ngõ vào reset là 1, hoặc khi lệnh Reset được thực hiện. Counter dừng đếm khi đạt đến giá trị cực đại (32767). - Lệnh CTUD đếm lên mỗi khi có cạnh lên ở ngõ vào CU và đếm xuống mỗi khi có cạnh lên ở ngõ vào CD. Counter bị reset khi ngõ vào reset là 1, hoặc khi lệnh Reset được thực thi. Khi đạt đến gía trị tối đa (32767) thì cạnh lên kế ở ngõ vào CU làm cho số đếm hiện hành chuyển sang giá trị cực tiểu (-32768). Khi đạt đến giá trị cực tiểu (-32768) thì cạnh lên kế ở ngõ vào CD làm cho số đếm hiện hành chuyển sang giá trị cực đại (32767). - Khi giá trị hiện hành lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước thì bit của Counter (C bit) chuyển sang 1, ngược lại thì bit của counter chuyển sang 0. 3.6.8 Các lệnh toán học số nguyên 3.6.8.1 Cộng số nguyên và trừ số nguyên Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 33 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Lệnh cộng và trừ số nguyên là cộng và trừ 2 số nguyên 16 bit và tạo ra kết quả 16 bit out. Ở dạng LAD và FBD: Cộng số nguyên: IN1 + IN2 = OUT Trừ số nguyên: IN1 - IN2 = OUT. Ở dạng STL: Cộng số nguyên : IN1 + OUT = OUT Trừ số nguyên: OUT – IN1 = OUT. 3.6.8.2 Cộng số nguyên kép và trừ số nguyên kép Lệnh cộng và trừ số nguyên kép là cộng và trừ 2 số nguyên 32 bit và tạo ra kết quả 32 bit (OUT). Tuy nhiên hộp sử dụng sẽ khác với LAD/FBD là cộng số nguyên kép sử dụng hộp ADD_DI và trừ số nguyên kép thì sử dụng hộp SUB_DI; còn dạng STL thì thay vì sử dụng +I và –I thì người ta sử dụng +D IN1, OUT và –D IN1, OUT. 3.6.8.3 Nhân số nguyên và chia số nguyên Lệnh nhân số nguyên (MUT_I): nhân 2 số nguyên 16 bit và tạo ra tích số 16 bit. Lệnh chia số nguyên (DIV_I): chia 2 số nguyên 16 bit và tạo ra thương số 16 bit. Ở dạng LAD và FBD thì: Nhân số nguyên: IN1 * IN2 = OUT. Chia số nguyên: IN1 / IN2 = OUT. Ở dạng STL: Nhân số nguyên : IN1 * OUT = OUT. Chia số nguyên : OUT / IN1 = OUT. 3.6.8.4 Nhân số nguyên kép và chia số nguyên kép Lệnh nhân số nguyên kép (MUL_DI) nhân hai số nguyên 32 bit và tạo ra tích số 32 bit. (Dạng STL là *D IN1, OUT). Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 34 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Lệnh chia số nguyên kép (DIV_DI) chia 2 số nguyên 32 bit và tạo ra thương số 32 bit. Không có phần dư. (Dạng STL là /D IN1, OUT). Bit tràn (SM1.1) sẽ đặt lên 1 nếu kết quả lớn hơn giá trị xuất 16 bit. Bit SM1.3 = 1 nếu chia cho 0 3.6.8.5 Các lệnh toán học số thực - Cộng số thực và trừ số thực Lệnh cộng số thực và trừ số thực: cộng và trừ 2 số thực 32 bit và kết quả số thực 32 bit (OUT). Ở dạng LAD và FBD thì: Cộng số thực (hộp ADD-R): IN1 + IN2 = OUT. Trừ số thực (hộp SUB-R) IN1 - IN2 = OUT. Ở dạng STL: Cộng số thực (+RIN1,OUT) : IN1 + OUT = OUT Trừ số thực (-RIN1,OUT) : OUT - IN1 = OUT. SM1.1=1 để chỉ tràn và các giá trị không hợp lệ. - Nhân số thực và chia số thực Lệnh nhân số thực: nhân 2 số thực 32 bit và kết quả là số thực 32 bit (OUT). Lệnh chia số thực: chia 2 số thực 32 bit và kết quả thương số là số thực 32 bit OUT. Ở dạng LAD và FBD thì: Nhân số thực (hộp MUL_R): IN1 * IN2 = OUT. Chia số thực (hộp DIV_R) : IN1 / IN2 = OUT. Ở dạng STL: Nhân số thực (*RIN1,OUT): IN1 * OUT = OUT. Chia số thực(/RIN1,OUT) : OUT / IN1 = OUT. SM1.1 = 1 để chỉ tràn và các giá trị không hợp lệ. SM1.3 = 1 chỉ chia cho không. 3.6.9 Lệnh tăng/ giảm (INC/DEC) nội dung của một byte/word/double word Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 35 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 36.9.1 Lệnh tăng byte thêm 1 và giảm byte bớt 1 Lệnh tăng byte (hoặc giảm byte) là cộng thêm 1 (hoặc giảm bớt 1) với byte nhập (IN) và đặt kết quả vào biến chỉ bởi OUT. Các lệnh này thuộc nhóm không dấu. Ở dạng LAD và FBD thì: * Tăng byte ( hộp INC_B) IN + 1 = OUT. * Giảm byte (hộp (DEC_B) IN – 1 = OUT Ở dạng STL : *Tăng byte (INCB OUT) OUT + 1 = OUT *Giảm byte (DECB OUT) OUT – 1 = OUT 3.6.9.2 Lệnh tăng word thêm 1 và giảm word bớt 1 Lệnh tăng word hoặc giảm word là cộng thêm 1 hoặc giảm bớt 1 với word nhập (IN) và đặt kết quả vào biến chỉ bởi OUT. Các lệnh này thuộc nhóm có dấu (nghĩa là 16#7FFF>16#8000) Ở dạng LAD và FBD thì : * Tăng word (hộp INC_W) : IN + 1 = OUT * Giảm word (hộp DEC_W): IN – 1 = OUT Ở dạng STL: *Tăng word (INCW OUT) : OUT + 1 = OUT *Giảm word (DECW OUT): OUT – 1 = OUT. 3.6.9.3 Lệnh tăng double word thêm 1 và giảm double word bớt 1 Lệnh tăng double word (hoặc giảm double word) là cộng thêm 1 (hoặc trừ đi 1) với double word nhập (IN) và đặt kết quả vào biến chỉ bởi OUT. Các lệnh này thuộc nhóm có dấu (nghĩa là 16#7FFFFFFF>16#8000000). Ở dạng LAD và FBD thì: * Tăng double word (hộp INC_DW): IN + 1 = OUT. * Giảm double word (DEC_DW): OUT – 1 = OUT. Ở dạng STL : * Tăng double word ( INCD OUT): OUT + 1 = OUT. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 36 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân * Giảm double word (DECD OUT): OUT – 1 = OUT. 3.6.10 Lệnh chuyển dữ liệu MOV, hoán đổi byte SWAP 3.6.10.1 Lệnh chuyển byte, chuyển word, chuyển double word và chuyển số thực Chuyển nội dung của toán hạng nhập (IN) vào toán hạng xuất (OUT). Nội dung của toán hạng nhập không bị thay đổi và 2 toán IN, OUT phải cùng kiểu dữ liệu và chiều dài. Dạng LAD/ FBD có chuyển byte (MOV-B), chuyển word (MOV-W), chuyển double word (MOV-DW) và chuyển số thực (MOV-R). Dạng STL: MOV IN< OUT. Với type =B(byte), W(word), D(double word) và R(Real). 3.6.10.2 Lệnh hoán đổi byte SWAP Lệnh SWAP hoán đổi byte cao với byte thấp của word ở IN. Ở dạng STL: SWAP IN 3.6.11 Sử dụng bộ đếm tốc độ cao Bộ đếm tốc độ cao được sử dụng để theo dõi và điều khiển các quá trình có tốc độ cao mà PLC không thể khống chế được do bị hạn chế về thời gian của vòng quét. Trong CPU 214 có 3 bộ đếm tốc độ cao được đánh số lần lượt là: HSC0, HSC1 và HSC2. Nguyên tắc hoạt động của bộ đếm tốc độ cao cũng tương tự như các bộ đếm thông thường khác, tức là đếm theo sườn lên của tín hiệu đầu vào. Số đếm được sẽ được hệ thống ghi nhớ vào một ô nhớ đặc biệt kiểu từ kép và được gọi là giá trị đếm tức thời ký hiệu là CV. Khi giá trị đếm tức thời bằng giá trị đặt trước thì bộ đếm phát ra một tín hiệu Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 37 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân báo ngắt. Giá trị đặt trước là một số nguyên 32 bit được lưu trong một ô nhớ kiểu từ kép, ký hiệu là PV. Chọn chế độ làm việc cho bộ đếm tốc độ cao bằng lệnh HDFE và chỉ có thể kích bộ đếm sau khi đã khai báo chế độ làm việc bằng lệnh HSC. Nguyên lý làm việc của bộ đếm tốc độ cao: HSC0: tần số đếm cực đại cho phép của HSC0 là 2 KHz. Bộ đếm HSC0 sử dụng một cổng vào là I0.0 và chỉ có một chế độ làm việc duy nhất là đếm tiến hoặc lùi các sườn lên của tín hiệu đầu vào tại ngõ vào I0.0. HSC0 sử dụng từ kép SMD38 để lưu giá trị đếm tức thời CV, giá trị đặt trước PV được ghi vào từ kép SMD42 (cả 2 giá trị PV và CV là những số nguyên 32 bit có dấu). Chiều đếm tiến/ lùi của HSC0 được qui định bởi trạng thái của bit 37.3 như sau: SMD37.3 = 0 đếm lùi theo sườn lên của I0.0. =1 đếm tiến theo sườn lên của I0.0. Các bước khai báo sử dụng HSC0 (nên thực hiện tại vòng quét đấu tiên): - Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMD37. - Xác định chế độ làm việc cho bộ đếm bằng lệnh HDEF (do HSC0 có một chế độ làm việc nên lệnh xác định sẽ : HDEF K0 K0). - Nạp giá trị tức thời ban đầu và giá trị đặt trước vào SMD38 và SMD42. - Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào/ra và kích tín hiệu báo ngắt HSC0 bằng lệnh ATCH. - Kích bộ đếm bằng lệnh HSC K0. HSC1: tần số đếm cực đại tại ngõ vào là 7KHz. HSC1 là một bộ đếm linh hoạt, sử dụng 4 đầu vào là 0.6, I0.7, I1.0 và I1.1 với 12 chế độ làm việc khác nhau. HSC1 sử dụng từ kép SMD48 để lưu giá trị đếm tức thời CV là những số nguyên 32 bit có dấu). Khác với HSC0, HSC1 có ba khả năng đếm: - Đếm tiến hoặc lùi theo sườn lên của I0.6 (chế độ 0,1,2,3,4,5). Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 38 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân - Đếm tiến theo sườn lên của I0.6 và lùi theo sườn lên của I0.7( chế độ 6,7,8). - Đếm tiến hoặc lùi số lần lệch giá trị logic giữa 2 cổng I0.6 và I0.7, tức là số lần phép tính logic XOR của I0.6 và I0.7 có kết quả là 1(chế độ 6,7,8). Chiều đếm (tiến hay lùi) trong chế độ 0, 1, 2 được quy định bởi bit SM47.3 như sau: SM47.3=0 đếm lùi theo sườn lên của I0.6. =1 đếm tiến theo sườn lên của I0.6. Và trong chế độ 3, 4, 5 được quy định bởi đầu vào I0.7 như sau: I0.7=0 đếm lùi theo sườn lên của I0.6. =1 đếm tiến theo sườn lên của I0.6. HSC1 có 2 tần số đếm. Trong các chế độ 0 - 8 tần số đếm bằng tần số thay đổi trạng thái tín hiệu đầu vào là 7KHz, riêng trong chế độ 9, 10, 11 tùy theo sự khai báo sử dụng mà tần số đếm có thể bằng hoặc có thể gấp 4 lần tần số biến thiên trạng thái kết quả phép tính XOR giữa I0.6 và I0.7. Do đó trong chế độ 9, 10, 11 tần số đếm cực đại cho phép của HSC1 sẽ là 28KHz. Cấu trúc byte SMB47 - được gọi là byte điều khiển của HSC1 như sau: SM47.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại I0.0 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11) SM47.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động tại I1.1 (chế độ 2,5,8,11) SM47.2 Tần số đếm của HSC1 (chế độ 9,10,11) SM47.3 Chiều đếm :0 - đếm lùi, 1 - đếm tiến SM47.4 Cho phép đổi chiều đếm: 0 - không cho phép, 1 - cho phép SM47.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: 0 - không cho phép, 1 - cho phép SM47.6 Cho phép sửa đổi giá trị tức thời: 0 - không cho phép, 1- cho phép SM47.7 1 - cho phép kích HSC1, 0 - cho phép hủy HSC1 3.6.11.1 Các bước khai báo sử dụng HSC1 (nên thực hiện tại vòng quét đầu tiên) - Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMB 47 (ví dụ 16#F8=248) - Xác định chế độ làm việc cho bộ đếm bằng lệnh HDF. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 39 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân - Nạp giá trị tức thời ban đầu vào SMD48 và giá trị đặt trước vào SMD52. - Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào/ ra và kích tín hiệu báo ngắt HSC0 bằng lệnh ATCH. - Kích bộ đếm bằng lệnh HSC. Khi sử dụng HSC1 cùng với chế độ ngắt vào/ ra, các tín hiệu báo ngắt sau đây sẽ được phát: - Báo ngắt khi CV = PV nếu tín hiệu báo ngắt kiểu 13 được khai báo. - Báo ngắt khi có tín hiệu báo thay đổi chiều đếm từ I0.7, nếu tín hiệu báo ngắt kiểu 14 được khai báo. - Báo ngắt khi HSC1 bị reset bởi I1.0, nếu tín hiệu báo ngắt kiểu 15 được khai báo. HSC2: HSC2 có nguyên lý làm việc giống như HSC1. HSC1 và HSC2 làm việc độc lập, không ảnh hưởng nhau. Các ngõ vào I0.6, I0.7, I1.0, I1.1 của HSC1 được thay thế bằng I1.2, I1.3, I1.4 và I1.5 trong HSC2. Cấu trúc byte SMB57 - được gọi là byte điều khiển của HSC2, như sau: SM57.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại I1.4 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11) SM57.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động tại I1.5 (chế độ 2,5,8,11) SM57.2 Tần số đếm của HSC2 (chế độ 9,10,11) SM57.3 Chiều đếm : 0 - đếm lùi, 1 - đếm tiến SM57.4 Cho phép đổi chiều đếm: 0 - không cho phép, 1 - cho phép SM57.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: 0 - không cho phép, 1- cho phép SM57.6 Cho phép sửa đổi giá trị tức thời: 0 - không cho phép, 1- cho phép SM57.7 1 - cho phép kích HSC2, 0 - cho phép hủy HSC2 HSC2 có 3 khả năng đếm giống như HSC1 và tần số đếm trong các chế độ cũng giống như HSC1. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 40 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 3.6.11.2 Thủ tục khai báo sử dụng bộ đếm tốc độ cao Khai báo sử dụng các bộ đếm HSC0, HSC1 và HSC2 nên được thực hiện tại vòng quét đầu tiên, khi mà bit SM0.1 có giá trị logic là 1. Thủ tục khai báo tốt nhất là một chương trình con và chương trình con đó được gọi bằng lệnh CALL trong vòng quét đầu . Các công việc của chương trình con khai báo sử dụng bộ đếm tốc độ cao bao gồm: * Nạp giá trị về kiểu hoạt động phù hợp cho byte điều khiển. Ví dụ như khi khai báo kiểu hoạt động cho HSC1 với: - Tín hiệu xóa ngoài tích cực khi có logic là 1 thì phải ghi 0 vào SM47.0. - Tín hiệu kích (start) ngoài tích cực khi có logic là 1 thì ghi 0 vào SM47.1 - Tần số đếm bằng tần số của tín hiệu vào thì ghi 0 vào SM47.2. - Đếm tiến theo sườn lên của tín hiệu vào thì ghi 1 vào SM47.3. - Cho phép đổi chiều đếm thì ghi 1 vào SM47.4. - Cho phép thay đổi giá trị đặt trước thì ghi 1 vào SM47.5. - Cho phép thay đổi giá trị đếm tức thời thì ghi 1 vào SM47.6. - Cho phép kích HSC1 thì ghi 1 vào SM47.7. * Xác định chế độ làm việc cho bộ đếm bằng lệnh HDEF. Ví dụ như muốn xác định chế độ làm việc số 3 cho HSC1 thì thực hiện lệnh sau trong STL: HDEF K1 K3 * Nạp giá trị đếm tức thời ban đầu và giá trị đặt trước. Ví dụ nạp giá trị đếm tức thời ban đầu là 0 và giá trị đặt trước là 3 cho HSC1 thì thực hiện lệnh sau trong STL. MOVD K0 SMS48 giá trị đếm tức thời ban đầu là 0. MOVD K3 SMD52 giá trị đặt trước là 3. *Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào/ ra và kích tín hiệu báo ngắt. Ví dụ như sử dụng HSC1 làm tín hiệu báo ngắt vào/ ra mã hiệu 13 (khi CV=PV) và mã hiệu 14 (khi đổi chiều đếm) với các chương trình xử lý ngắt tương ứng có nhãn là 0 và 1 thì thực hiện các lệnh sau trong STL: ATCH K0 K13 Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 41 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân ATCH K1 K14 *Kích bộ đếm với kiểu làm việc đã ghi trong byte điều khiển bằng lệnh HBS. Ví dụ như kích bộ đếm HBS theo SMB47 bằng cách thực hiện sau trong STL: HBS KL Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 42 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân CHƯƠNG 4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ IN KHĂN 4.1 Sơ lược về công nghệ in hoa In hoa là hình thức nhuộm màu từng phần trên mặt vải, khăn, chuyền hình ảnh, màu sắc hoa văn lên vải, khăn. Vải được ngấm ép dung dịnh thuốc nhuộm và các chất hòa tan lên mặt vải. In hoa cùng lúc in được nhiều màu trên mặt vải và lượng màu đưa trên mặt vải phải vừa đủ so với diện tích đã thiết kế, nếu ít quá không đủ ngấm, nếu dư sẽ nhòe không sắc nét. Vì vậy để thực hiện đưa màu lên vải phải pha thuốc nhuộm là dung dịch keo có độ nhớt vừa đủ giữ cho thuốc nhuộm nằm lại trên khuôn khi máy chạy. Hiện nay có 3 phương pháp thường dùng đó là : - In lưới bằng sợi tơ tổng hợp ở dạng phẳng (in lưới phẳng). - In trục đồng. - In lưới bằng ống kim loại ở dạng ống tròn (in lưới quay). Theo 3 phương pháp trên thì mỗi loại khuôn in và chất liệu làm khuôn khác nhau, và có những ưu điểm riêng. Khuôn lưới phẳng có thể in được những vết nhỏ li ti đến những kích thước lớn như tranh treo tường, trải bàn, xà rôngNhưng làm theo phương pháp thủ công thì sắc màu bị giới hạn, năng suất thấp và độ bền khuôn không cao. Khuôn in bằng trục đồng có độ bền cao, chịu lực ép mạnh nên độ thấm màu sâu,thích hợp in trên những loại vải dày, xốp. Nếu khuôn in được mạ Crôm sẽ chịu ma sát tốt, máy chạy tốc độ cao cho sản lượng lớn. Nhưng in trục đồng chỉ phù hợp với in những mẫu hoa trung bình, với kích thước chiều dài không lớn lắm. Khuôn in bằng ống kim loại (Nikel) rất nhẹ nên thích hợp in trên vải nhuộm và in được khổ rộng trên 2 mét. Khuôn được khắc hoa bằng phương pháp cảm quang như làm khuôn in trên lưới phẳng và tốc độ làm khuôn rất nhanh Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 43 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân so với trục đồng, thao tác nhẹ nhàng. Nhưng phải hạn chế đóng máy vì dễ gây tắc lỗ dưới do sản phẩm pigment có dùng chất tạo màng keo. 4.2 Giới thiệu quy trình in khăn dùng khuôn lưới Công nghệ in khăn bằng khuôn lưới gồm các khâu cơ bản sau: 4.2.1 Thiết kế mẫu vẽ kiểu Khi có mẫu hoa văn theo yêu cầu, ta tiến hành vẽ kiểu bằng máy vi tính hay vẽ tay. Sau đó tách màu chi tiết hoa văn thành các chi tiết riêng biệt gọi là phim mẫu. Khi ta chồng chất tất cả các chi tiết riêng này ta có mẫu hoa văn thiết kế. Sau khi có mẫu của từng màu ta tiến hành chụp các mẫu đó lên khuôn lưới (khuôn hoa). Nhờ các chi tiết này ta sẽ quyết định số khuôn lưới làm ra. Mỗi khuôn chỉ in được 1 màu. 4.2.2 Làm khung lưới Khung in : Nguyên liệu làm khung cần phải bảo đảm chắc, bền, nhẹ, không được cong vênh khi sấy hoặc trương nở khi rửa, không biến dạng trong quá trình sử dụng. Lưới làm khung là lưới PE có số mắt lưới MC 100-120/ inch, đường kính sợi lưới 1,5-2 lần bề rộng mắt lưới.Tùy theo vật liệu in nên chọn lưới có mật độ MC cao hay thấp.Ví dụ: in cần độ nét thì cần lưới có MC cao, trước khi làm khung phải kiểm tra sợi lưới không bị lỗi sợi, đều dọc và ngang.khuôn in thường có hình chữ nhật, kích thước khuôn in cần xác định theo kích thước của hình cần in. Hình mẫu nằm gọn trong khuôn in, mỗi bên bề ngang có thể chừa trống 5-6mm. Khi khung đã làm xong ta phải chuyển tải hoa văn lên khung lưới (chụp phim). Căng lưới làm khung:có thể dùng máy hoặc bàn căng cơ khí hay thủ công,định vị lưới lên khung có thể dùng keo dán cao phân tử (dùng cho khuôn nhôm) hoặc dùng nẹp gỗ (dùng cho khung gỗ). Lưới căng đều, phẳng đối với những khung cần độ nét cao. Tráng phủ dung dịch cảm quang lên lưới thật đều 2 mặt, sấy khô lưới ở nhiệt độ t=60OC với thời gian khoảng 20-30 phút. Khung sau khi sấy cần chụp phim ngay, khung sau khi quét cảm quang và sấy không được đưa ra ánh sáng mạnh. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 44 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 4.2.3 Định vị phim, định vị khung Đặt áp sát khung lên phim, phủ một lớp vải đen trên lưới. Có thể chèn vật nặng lên để lưới tiếp xúc sát. Bảng vẽ thao tác nên thực hiện trong ánh sáng đỏ. Bật đèn UV bàn chụp thời gian từ 4-5 phút. Ánh sáng sẽ qua bảng vẽ đập lên lưới. Tại những phần không bị cản bởi mực, chất cảm quang sẽ đóng rắn do tác dụng của ánh sáng. Sau khi tiến hành chụp cảm quang, khung lưới được rửa bằng nước. Tại những điểm không bị chiếu sáng, màng keo sẽ bị rửa trôi tạo thành những hình hoa văn. Sau đó sấy khô và dặm những chổ lỗi. Chiếu đèn UV thêm vài phút để đảm bảo nền keo bị đóng rắn, quét nước cứng và sấy khô. Tiếp tục thực hiện để hoàn thành bộ khung. 4.2.4 Dao gạt Dao gạt phải phù hợp với đường nét: nét mãnh, đầy nền mảng màu. Dao gạt làm bằng cao su được gắn lên thân dao bằng gỗ hay kim loại. Khi sử dụng cần lưu ý: góc nghiêng của dao không thay đổi trong suốt quá trình in và áp lực của dao đè lên mặt khuôn không thay đổi. 4.2.5 Hồ in Tùy thuộc điều kiện từng nhà máy mà có nhiều đơn hồ in khác nhau. +chuẩn bị hồ: - Alcoprint :chất hồ trương - Emul sifier:chất nhũ hóa bôi trơn - Fixer 450:chất tạo màng gắn màu - Xylen:dung môi tạo hệ nhũ - Sapamin:hồ mềm Ngoài ra có thể còn chất trợ khác +Quậy hồ: đầu tiên quậy hồ trương với một lượng nước qui định. Cho khuấy trong thùng có cánh khuấy tốc độ 800-1500v/ phút. Giai đoạn này rất quan trọng cần khuấy đủ thời gian, đầu tiên khuấy độ nhớt tăng cao sau đó giảm dần đến độ nhớt ổn định là đạt yêu cầu. - Cho tiếp các chất trợ khác vào quậy nhẹ, đều Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 45 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân - Màu được quậy tan riêng sau đó cho vào hồ quậy đều - Lọc lại hồ in Chuẩn bị keo cho băng tải: keo dán băng tải là loại PV tan trong nước, tùy từng loại khăn mà pha tỷ lệ khác nhau, nếu lượng keo nhiều có thể gây rạng nứt khăn, nếu ít có thể gây bung khăn. - Điều chỉnh lực ép của trục dẫn lên bề mặt băng tải phải đều - Kiểm tra lại đèn định vị. - Xem lại độ ổn định của máy in. 4.2.6 Thực hiện in 4.2.6.1 Định vị khung in - Chọn khung chuẩn để đặt đầu máy để có thể dễ dàng định vị các khung khác. - Định vị đèn để dán khăn theo khung chuẩn. - Cho in màu khung chuẩn và định các khung tiếp. - Định vị khung chuẩn sao cho định vị được các khung tếp theo. - Điều chỉnh định vị theo nguyên tắc quay và tịnh tiến khung. - Các khuôn màu đậm thường đặt sau các khuôn màu nhạt để tránh nhòe màu. - Các khung nét mãnh thường đặt trước. Việc định vị khung, màu và độ sắc nét đòi hỏi người thợ có khả năng nhận xét cao và qua quá trình trực tiếp làm việc. 4.2.6.2 Dao gạt - Màu nền nét to có thể ép gạt (gạt không bén lắm). - Màu nét nhỏ: dùng gạt bén. 4.2.6.3 In ( thường xuyên kiểm tra trong quá trình in) - Châm màu đúng theo khung in và tiến hành in. Khi châm màu không châm tại vị trí hoa văn. - Cần kiểm tra đường nét, mẫu mã trong quá trình in. Trong quá trình in, ta phải thường xuyên kiểm tra các lỗi gây ảnh hưởng đến chất lượng: Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 46 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân * Bít tắt lưới do hồ in: hồ in bị quánh lại do in chậm, nghỉ lâu. * Rửa khung in không sạch, bụi bong mất nét. * Hồ xuống ít, màu quá nhạt: do hồ in quá đặc, gạt cao su quá bén. * Hồ in xuống nhiều: do hồ loãng, dao gạt lục. * Màu in bị nhòe, hồ in loãng hoặc hư có cặn làm lan hình. * Hồ in xuống không đều: do dao gạt gắn không đều, băng tải không phẳng, khung bị căng vênh, lưới căng khung bị chùng. 4.2.6.4 Sấy Sau khi khăn được in xong ra khỏi băng chuyền mà còn ướt, chưa kết dính vào sợi bông vải của mặt khăn dễ làm cho mặt khăn bị lem luốc khi chồng xếp lên nhau hay chạm phải. Do đó phải sấy khô, thời gian cũng như nhiệt độ sẽ tạo gắn màu của Fixer đa tụ, tạo màng cho cao phân tử gắn màu. Khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau thì có thời gian sấy khác nhau. Nhiệt độ gắn màu: 140-150 0C sấy 1 phút. 120 0C sấy 4-5 phút . 110-120 0C sấy 5-10 phút . 100-110 0C sấy 10-20 phút. Quá trình sấy được thực hiện trong buồng sấy. Trong buồng sấy có đặt những thanh kim loại không gỉ di chuyển được từ đầu vào đến đầu ra nhờ các xích chuyền. 4.3 Thiết bị in 4. 3.1 Máy căng khung Là một hệ thống các khung và thanh thép lắp đặt cùng với các bộ phận khác tạo thành, có tác dụng căng lưới để dán lên khung. Máy có kích thước dài 2m, rộng 1,6-1,8m, cao 1m, có 4 hộp kín bên trong có lò xo dùng để căng khi có tác dụng của khí nén. Ngoài ra còn có 2 val dùng để căng bằng tay. Lưới căng được dán lên khung bằng 1 chất keo (với khuôn nhôm chụp) và được giữ trên máy 4 giờ. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 47 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 4.3.2 Máy chụp cảm quang Máy chụp cảm quang là một loại máy chuyên dùng chụp khuôn. Máy có cấu tạo gồm 3 phần chính: + Sườn máy được chế tạo bằng thép nâng đỡ một khối hình vuông dẹp có cạnh 1,1m*0,5m, trên là một tấm kính trong suốt dày 7-10mm. + Thùng máy: bên trong có đặt một hệ thống đèn huỳnh quang song song nhau gồm 24 bóng đèn công suất mỗi bóng 40W và dưới đó có 2 bóng đèn chiếu sáng với ánh sáng đỏ dùng để chiếu trong quá trình chụp. + Hệ thống khung phía trên: là một giá sắt giữ khuôn lưới di chuyển ngang dọc. Trên giá có thước và các gờ chặn để dịch chuyển dễ dàng khi chụp cho chính xác. 4.3.3 Máy in lưới Máy in lưới giữ vai trò quan trọng trong việc tạo ra số lượng và chất lượng sản phẩm. Nó gồm các phần: 4.3.3.1 Bệ in (bàn in) Có vai trò quan trọng trong việc bảo đảm cho hình ảnh hoa văn đạt độ nét, độ chính xác khi in. Bệ in là một cái bàn có mặt gỗ thật phẳng, có độ láng cao, không có chỗ lồi lõm. Trong quá trình in, băng chuyền sẽ tựa sát lên bề mặt in. Trên mặt bàn in, người ta rắc một loại bột để giảm ma sát khi băng chuyền di chuyển. 4.3.3.2 Băng chuyền Băng chuyền là một băng vải cao su bên trong có nhiều lớp sợi nylon xen lẫn cao su để chịu được lực căng và mềm dễ uốn cong khi băng chuyền di chuyển. Lớp trên cùng của băng chuyền có độ nhám thật mịn, được tráng một lớp keo mỏng bởi một trục lăn nằm trong bể keo ép lên khi máy in hoạt động, có chu kỳ ép được điều chỉnh cho phù hợp với kích thước của khăn. Cũng nhờ keo này mà khăn được giữ yên khi băng chuyền di chuyển cũng như không dính lên khuôn in khi khuôn in được nâng lên. + Hệ thống rửa băng chuyền: Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 48 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Được đặt mặt bên dưới băng chuyền, gồm 2 chổi lông nhựa nằm trong nước được điều khiển bằng một động cơ không đồng bộ có chiều quay ngược chiều di chuyển băng tải nhằm rửa sạch vết bẩn trên mặt băng chuyền. + Hệ thống sấy băng chuyền: Sau khi băng chuyền qua hệ thống rửa còn ướt, vì thế phải sấy khô trước khi chạy lên trên mặt bàn in. Hệ thống sấy gồm bộ gia nhiệt có thể là hệ thống ống hơi nóng, hoặc điện trở dốt nóng. Nhiệt độ được điều khiển bởi một đồng hồ nhiệt độ và đầu dò nhiệt độ để đóng mở khí val hơi hay cấp nguồn điện cho điện trở, hơi nóng này được thổi trực tiếp vào mặt băng chuyền bởi 2 quạt thổi. 4.3.3.3 Khung in Phía trên băng chuyền là khung in. Khung in của máy có các hàm để gắn khuôn lưới, có các đai ốc dịch chuyển được để định vị khung. Phía dưới khung in có gắn các pittông dầu hoặc khí nén để nâng hạ khung lên xuống. Dao gạt: là một công cụ để đẩy, gạt màu làm cho màu in thấm qua lưới in để in màu lên mặt khăn. Dao kẹp là một thanh nhôm dẹp định vị trên một ống tròn mặt ngoài có gắn một miếng cao su dài mỏng đặt nằm ngang khung in. Nó có thể di chuyển vừa lật qua, lại và chạy dọc theo khung in nhờ các van khí nén và động cơ gạt chạy hai chiều. Nó được giới hạn chiều dọc khung nhờ cảm biến giới hạn điều chỉnh được. 4.3.3.4 Đèn định vị Được gắn phía trên cao và trước đầu vào các khuôn in. Đó là một hệ thống đèn gồm 4 cái trở lên, công suất mỗi bóng 50W. Nó là các bóng đèn đốt tim có tim là sợi dây tóc thẳng dài được đặt trong ống hình trụ nhằm tạo ra ánh sáng là một đường thẳng mảnh. Phía đầu ống bên dưới có gắn một thấu kính hội tụ để tăng độ sắc nét và độ sáng khi chiếu vào băng chuyền. Để định vị ánh sáng trên băng chuyền theo ý muốn, thân các đèn có gắn các đai ốc điều chỉnh. Khi in cạnh biên của các khăn được đặt ngay theo các vạch sáng này trước khi băng tải di chuyển vào các khuôn in, nhờ vậy khăn được định vị nằm đúng vị trí tránh bị sai lệch khi in. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 49 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân 4.3.3.5 Buồng sấy Khăn ra khỏi máy in phải cho qua thiết bị sấy nhằm tạo màng Fixer tăng độ bền giặt. Buồng sấy là một thùng chỉ để trống ngõ vào và ngõ ra khăn. Các vách buồng sấy được cách nhiệt với bên ngoài để giảm tổn hao nhiệt. Bên trong thùng sấy có gắn các thanh kim loại không gỉ, để treo khăn sấy, các thanh di chuyển được nhờ các xích truyền động được kéo bởi một động cơ không đồng bộ có tốc độ thay đổi được do một inverter điều khiển. Trên nóc buồng sấy có gắn hai động cơ quạt hút nhằm làm cho luồng khí nóng di chuyển để sấy. Hệ thống nhiệt là các ống hơi nóng có các cánh tỏa nhiệt được đặt dưới đáy thùng sấy. Hệ thống nhiệt được điều khiển theo phương pháp gián đoạn bằng một thiết bị gồm đầu dò nhiệt độ PT100 và một đồng hồ kiểm soát nhiệt độ để đóng hoặc mở van hơi cấp nhiệt cho buồng sấy tùy theo nhiệt độ cần thiết. 4.3.3.6 Tủ điện điều khiển Bên trong có chứa các thiết bị điện như rơle, contactor, inverter, bộ điều khiển lập trình, các nút nhấn để điều khiển truyền động các động cơ, val gió theo chế độ chạy tự động hay bằng tay được chọn trước. 4.4 Nguyên tắc hoạt động của máy in 4.4.1 Nguyên tắc truyền động Truyền động của máy in nhờ vào các động cơ xoay chiều không đồng bộ. Khi có tín hiệu điều khiển tác động, các động cơ này sẽ hoạt động theo chương trình điều khiển. Băng chuyền được chuyển động bằng một động cơ xoay chiều được điều khiển bằng một bộ inverter, trên trục động cơ có gắn con lăn của cảm biến tốc độ (Rotary Encoder). Khi động cơ băng tải hoạt động, bộ cảm biến tốc độ sẽ làm việc đưa xung đếm vào PLC và PLC sẽ đưa tín hiệu dừng băng tải vào inverter. Hệ thống hãm động cơ bằng điện trở trong inverter cũng làm việc để dừng hẳn động cơ. Gạt màu chuyển động qua lại được là do một động cơ không đồng bộ chạy hai chiều và có tốc độ thay đổi. Khi động cơ chạy từ trái qua phải thì gạt cũng phải gạt từ trái qua phải. Dao gạt đổi chiều được là nhờ 2 van khí nén. Khi gạt chuyển động đến gần cuối Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 50 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân khung thì nhận được tín hiệu dừng từ cảm biến giới hạn gạt, động cơ được dừng và đổi chiều gạt. 4.4.2 Nguyên tắc hoạt động của máy in -Gắn khuôn lưới vào khung in, sau đó điều chỉnh chính xác khung in vào vị trí đặt khăn trên băng chuyền nhờ vào các vit điều chỉnh. Các khung tiếp theo cũng phải được cân chỉnh chính xác theo đúng vị trí trên khăn để các chi tiết in không bị lệch nhau. Băng chuyền cũng phải dừng thật chính xác theo vị trí ấn định. -Băng chuyền mang theo khăn cần in di chuyển đến khung in rồi dừng lại. -Khung in được hạ xuống sát mặt khăn. -Gạt được lật đúng chiều gạt và động cơ kéo gạt hoạt động. -Khung được nâng lên và băng chuyền tiếp tục di chuyển đến khung in thứ hai và hoạt động lại diễn ra tiếp tục như trên. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 51 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 52 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân No (Yes) Yes (No) No No Yes Yes Nguồn Start Auto Điều khiển Nâng khung Cảm biến Hạ khung Công tắc hành trình Băng chuyền Hand A B Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 53 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Hình 1.5: Lưu đồ giải thuật của qui trình in khăn No Yes Yes No Gạt tới Công tắc hành trình Stop Gạt lùi A A B Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 54 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Chương trình điều khiển PLC S 7-200: Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 55 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 56 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Trên đây là toàn bộ qui trình công nghệ in khăn với một mô hình hoàn chỉnh, đã được đưa vào sản xuất cụ thể tại nhà máy dệt của Tổng công ty dệt Phong Phú-TPHCM. Tuy nhiên vì điều kiện có hạn, không thể trực tiếp nhìn hay quan sát mô hình máy móc cũng như toàn bộ quá trình sản xuất cho ra sản phẩm trực tiếp; đồng thời vì tính phức tạp, quy mô của đồ án lớn nên phải nhiều người mới hoàn thành được phần cơ khí, công nghệ sản xuất để cho ra thành phẩm một cách hoàn chỉnh. Do vậy, với khả năng của một sinh viên ngành điện tự động sắp ra trường chưa có nhiều kinh nghiệm, trong thời gian ngắn ngủi -3 tháng và chỉ làm một mình , mặc dù hết sức cố gắng nhưng tôi cũng chỉ hoàn thành một vài quá trình hoạt động tiêu biểu của thành phẩm lớn về qui mô và công nghệ như thế. - Là sinh viên ngành điện nên tôi không tập trung quá nặng về phần cơ khí mà chú trọng vào phần công nghệ hoạt động sản xuất. Do đó bỏ qua những công đoạn cơ khí (không thuộc về chuyên môn) hay thủ công lặt vặt ( vốn là của những khâu khác). * Không thiết kế mẫu vẽ kiểu * Làm khung lưới: chỉ sử dụng vải lụa tượng trưng mà không dùng lưới PE thật. * Bỏ qua khâu định vị khung, định vị phim. * Không sử dụng hồ in. Bỏ qua công đoạn sấy. * Máy căng khung: cố định trực tiếp vải lên khung mà không sử dụng máy căng khung. * Bỏ qua máy chụp cảm quang. * Bệ in: sử dụng một tấm mica để làm bệ in. * Không sử dụng hệ thống rửa hay sấy băng chuyền. * Đèn định vị và buồng sấy cũng được bỏ qua. . Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 57 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Kết luận và hướng phát triển của đề tài: Trong thực tế, dây chuyền máy in hoa văn trên khăn vải đã được ứng dụng vào hoạt động sản xuất trong các nhà máy sợi, dệt may. Do vậy, với đồ án này chỉ là một nét khái quát chính, những công đoạn tiêu biểu về quá trình hoạt động và nguyên lý sản xuất. Dây chuyền in hoa văn khá lớn, không chỉ in một vài sản phẩm đơn lẻ với một hay hai khung in mà trong đó là cả một hệ thống in ấn với khoảng một chục khung in cùng lúc in nhiều màu trên một tấm vải có nhiều hoa văn. Sản phẩm sau khi được in xong phải có hệ thống sấy để đảm bảo độ bền màu theo thời gian và nhiệt độ. Đối với hệ thống in, ngoài những quá trình hoạt động như trong đồ án còn phải có công đoạn thiết kế mẫu vẽ kiểu bằng máy vi tính hay vẽ tay, hệ thống định vị phim, định vị khung, máy chụp cảm quang. Ngoài ra, trong quá trình thực hiện in phải có đèn định vị với hệ thống gồm 4 bóng đèn đốt tim trở lên. Sau khi thực hiện in ấn xong, cũng phải có hệ thống vệ sinh băng chuyền và hệ thống sấy băng chuyền cho khô trước khi chạy lên bàn inĐó là những khâu quan trọng trong dây chuyền in ấn trên vải không thể thiếu khi đi vào sản xuất. Đó cũng chính là những phần cần hoàn thiện và bổ sung thêm đối với đồ án tốt nghiệp này. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 58 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân TÀI LIỆU THAM KHẢO : 1.Giáo trình PLC Simatic S7-200 – Trung tâm ứng dụng công nghệ tin học và điều khiển CATIC – năm 2001 2. Điều khiển lập trình PLC- Mạng PLC – Th.S Lê Văn Tiến Dũng. Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 59 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Quy trình in khăn ứng dụng PLC S7-200 Trang 60 SVTH: Trần Quan Thái GVHD: Bùi Thanh Luân Hình phụ lục: Trang 59: 1. Mô hình đồ án máy in khăn. 2. Máy in khăn và tủ động lực. Trang 60: Mô hình sản phẩm máy in khăn ứng dụng trong thực tế.