Tổng hợp mạch logic tuần tự bằng phương pháp grafcet

TỔNG HỢP MẠCH LOGIC TUẦN TỰ BẰNG PHƯƠNG PHÁP GRAFCET BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 1 1. Khái niệm về Grafcet 1.1 Phương pháp GRAFCET Biểu diễn các quá trình công nghệ dưới dạng lưu đồ (graph) các trạng thái làm việc. Xây dựng các hàm logic điều khiển và sơ đồ điều khiển từ lưu đồ các trạng thái làm việc. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 2 0 1 i-1 i trạng thái làm việc i-1 tác nhân kích thích i trạng thái ban đầu Xác định trạng thái ban đầu tác nhân kích thích 1 tác nhân kích thích i-1 trạng thái làm việc i trạng thái làm việc 1 1. Khái niệm về Grafcet 1.2. Thành phần và các ký hiệu thường gặp trong Grafcet: - Trạng thái (Si) - Chuyển tiếp (ti) - Cung định hướng (ai) 1.3 Quy tắc hoạt động của Grafcet (Quy tắc vượt qua chuyển tiếp) Khi một chuyển tiếp được vượt qua sẽ: - Làm hoạt động trạng thái kế tiếp - Khử hoạt động của trạng thái đầu vào của chuyển tiếp BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 3 .i-1 i i+1 Tác động của Si-1 Tác động của Si Tác động của Si+1 ti-1 (Tác nhân kích thích vào ti-1) ti (Tác nhân kích thích vào ti) ti+1 (Tác nhân kích thích vào ti+1) 0 Trạng thái ban đầuXác định trạng thái ban đầu 1. Khái niệm về Grafcet 1.4 Grafcet và hàm logic tương ứng Trong đó: Si: Là tín hiệu ra của trạng thái thứ i ai: Là tác nhân kích thích vào chuyển tiếp ti : Là hàm đóng của trạng thái i : Là hàm cắt của trạng thái i BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 4 + iS - iS 1i - i 1iii SS SaS      i-1 i i+1 ti(ai) ti+1(ai+1) Si-1 Si Si+1 1. Khái niệm Grafcet 1.5 Chuyển sang mạch điện tương ứng - Mạch điện không tiếp điểm (Dùng phần tử RS Flip Flop) - Mạch điểm rơ le tiếp điểm BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 5 R S + iS - iS iS Si + iS - iS iS - iiii S).SS(S   2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet 2.1 Trình tự thiết kế theo phương pháp Grafcet BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 6 Lập G I Lập G II Xác định hàm điều khiển Xác định sơ đồ điều khiển Chọn sơ bộ thiết bị Mô tả chi tiết các trạng thái làm việc, chú thích đầy đủ các hành vi làm việc của công nghệ Là GI nhưng mô tả được thay thế bằng các thiết bị vừa chọn (mã hóa GI dùng biến logic )Chọn loại thiết bị và các biến logic tương ứng 2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet 2.2 Ví dụ 1: Công nghệ khoan 1 lỗ: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 7 a0 a1 A+ A- m Khoan được gắn trên một pít tông chuyển động lên xuống - Ban đầu mũi khoan ở vị trí a0 - Nhấn nút khởi động m. - Động cơ khoan chạy, pít tông chuyển động đi xuống (A+) - Sau khi đến vị trí a1 pít tông dừng lại và chuyển động đi lên. - Tới vị trí a0 pít tông dừng lại. Động cơ khoan dừng. - Nhấn m để tiếp tục chu trình. 2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 8 a0 a1 A+ A- m 1 2 Mũi khoan đi xuống Mũi khoan đi lên Đã ở cuối hành trình (a1) Đã ở đầu hành trình (a0) 0 trạng thái ban đầu Xác định trạng thái ban đầu (g) Đã qua trạng thái ban đầu (m) a. Lập Grafcet I 2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet b. Lập Grafcet II BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 9 1 2 S1=A+ S2=A- a1 a0 0 S0 g m c. Xác định hàm điều khiển                      02 112 21 01 10 200 SS SaS SS mSS SS SagS 2. Thiết kế theo phương pháp Grafcet d. Xây dựng sơ đồ điều khiển sử dụng rơ le tiếp điểm BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 10 S0 g a0 S1 S2 S2 S1 S0 m S0 S2 S1 a1 S1 S2 S0 3. Phân nhánh trong Grafcet 3.1 Phân kỳ “hoặc”: Ký hiệu: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 11 iii iii iii iiii SaS SaS SaS SSSS 33 22 11 321                i i+1 i+2 ai+1 i+3 ai+2 ai+3 Hàm logic: 3. Phân nhánh trong Grafcet 3.2 Hội tụ “hoặc” Ký hiệu: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 12 Hàm logic: i+4 i+1 i+2 ai+1 i+3 ai+2 ai+3 3322114 4321             iiiiiii iiii SaSaSaS SSSS 3. Phân nhánh trong Grafcet 3.3 Phân kỳ “và” Ký hiệu: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 13 Hàm logic: i i+1 i+2 ai+1 i+3 i1i3i2i1i 3i2i1ii S.aSSS S.S.SS + + + + + + + +++ === = 3. Phân nhánh trong Grafcet 3.4 Hội tụ “và” Ký hiệu: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 14 Hàm logic: i+4 i+1 i+2 ai+1 i+3 3i2i1i1i4i 4i3i2i1i S.S.S.aS SSSS ++++ + + ++++ = === Ví dụ 2 Ví dụ 2: Gắp vật từ vị trí A sang vị trí B BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 15 m a0 a1 b0 b1 A-A+ B- B+ A-A+ Hệ thống gồm hai pít tông, A đi lên đi xuống và B sang trái sang phải: Bước 1: Ban đầu cơ cấu gắp vật ở vị trí a0, b0 Bước 2: Nhấn nút khởi động m, pít tông A đi xuống (A+) gặp cảm biến a1 thì chuyển động đi lên gặp cảm biến a0 thì dừng lại. Bước 3: Pít tông B di chuyển sang trái gặp cảm biến b1 thì dừng lại. Pít tông A lặp lại bước 2. Bước 4: Pít tông B di chuyển sang phải gặp cảm biến b0 thì dừng lại. Lập Grafcet I BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 16 0 1 2 A+ (trạng thái đi xuống) trạng thái ban đầu Đã ở cuối hành trình đi xuống (a1) A- (trạng thái đi lên) Đã ở đầu hành trình đi xuống và đầu hành trình sang phải (m.a0.b0 ) Đã ở đầu hành trình đi xuống và đầu hành trình sang phải (a0.b0) 3 4 Đã ở đầu hành trình đi xuống và cuối hành trình sang phải (a0.b1) B+ (trạng thái sang phải) B- (trạng thái sang trái) Đã ở cuối hành trình sang phải (b1) Đã ở đầu hành trình sang phải (b0)  m a0 a1 b0 b1 A-A+ B- B+ A-A+ Lập Grafcet II BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 17 0 1 2 S1=A+ S0 g a1 S2=A- ma0b0 a0b0 3 4 a0b1 S3=B+ S4=B- b1 b0 10 400 SS SbgS     21 310001 SS SbS)bma(S = += - + 13 2003 SS SbaS     432 112 SSS SaS     04 2104 SS SbaS     Sơ đồ điều khiển dùng rơ le Sơ đồ điều khiển dùng rơ le tiếp điểm: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 18 b0 S0 g b0 S1 S4 S1 S0 ma0 S0 S2 S1 b1 S3 S2 a1 S1 S3 S1 S4 b0 S3 a0 S2 S1 S3 b1 S4 a0 S2 S0 S4 Bài tập về nhà Sử dụng phương pháp Grafcet thiết kế mạch điều khiển cho công nghệ như sau: BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA XNCN - VIỆN ĐIỆN 19 A B D C XV1 XV2 LV1 XV1 XV2 LV1