ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BẮC NINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP BẮC NINH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: MĐ 08 - CẤU HÌNH VÀ LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA NGÀNH: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP (TIÊU CHUẨN ĐỨC) TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 417/QĐ-CĐCN ngày 22 tháng 8 năm 2023 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh) Bắc Ninh - 2023 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Cấu hình và lập trình cho hệ thống tự động hóa” được biên soạn bởi các Giảng viên của Khoa Điện - Điện tử trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh. Trên cơ sở Chương trình đào tạo ngành Điện tử công nghiệp tiêu chuẩn Đức trình độ cao đẳng của Trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh, dưới sự góp ý của đồng nghiệp, tham khảo ý kiến của các Giảng viên có kinh nghiệm của các trường trọng điểm, các Giảng viên biên soạn có nhiều kinh nghiệm giảng dạy mô đun này thực hiện biên soạn giáo trình “Cấu hình và lập trình cho hệ thống tự động hóa” phục vụ cho công tác giảng dạy.
Mô đun này được thiết kế gồm 4 bài : Bài 1. Giao tiếp công việc, giao tiếp kỹ thuật và định hướng khách hàng Bài 2: Lập kế hoạch và điều khiển quá trình làm việc Bài 3: Cài đặt và kiểm tra các bộ điều khiển (PLC và VPS) Bài 4: Kiểm tra và đánh giá kết quả công việc để hạn chế lỗi về chất lượng Mặc dù nhóm tác giả đã hết sức cố gắng, song sai sót là khó tránh. Nhóm tác giả rất mong nhận được các ý kiến phê bình, nhận xét của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Bắc Ninh, ngày … tháng … năm 2023 Tham gia biên soạn Th.s Nguyễn Đức Hạnh - Chủ biên Th.s Nguyễn Đình Vui - Thành viên Th.s Nguyễn Thị Thu - Thành viên 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Cấu hình và lập trình cho hệ thống tự động hóa Mã số mô đun: MĐ 08 Thời gian: 320 Giờ Lý thuyết: 60 giờ Thực hành: 249 giờ Kiểm tra: 11 giờ I.
Vị trí tính chất của mô đun Vị trí: Là mô đun chuyên môn sau khi học xong mô đun 7 “Lắp đặt và kiểm tra các bộ điều khiển khí nén, điện-khí nén, thủy lực và điện-thủy lực” Tính chất: Mô-đun đào tạo theo định hướng thực hành. Trong mô-đun đào tạo này, kiến thức và kỹ năng của sinh viên về kỹ thuật điều khiển lập trình (PLC), kỹ thuật điều khiển lập tuyến (VPS) và công nghệ truyền thông được làm sâu sắc thêm để tìm hiểu và làm quen với các mạng công nghiệp phức tạp. Việc truyền thông trong các mạng có tầm quan trọng sống còn khi tự động hóa các quá trình sản xuất công nghiệp liên tục được tăng tốc. Mạng công nghiệp ngày càng nhanh chóng đáp ứng các yêu cầu mới, được chứng minh qua các giải pháp sáng tạo.
Ngoài các yêu cầu kỹ thuật về truyền thông trong các mạng, các yêu cầu cao cũng được đưa ra về quy định an toàn lao động, sức khỏe và bảo vệ môi trường, đó là những quy định mà sinh viên cần tuân thủ. Nội dung học tập từ các mô đun đào tạo đã học trước đó được vận dụng, tích hợp và củng cố. Mục tiêu mô đun Kiến thức - Làm quen và hiểu được các mạng công nghiệp phức tạp - Lựa chọn được biện pháp an toàn phù hợp Kỹ năng: - Lập trình được bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và kỹ thuật điều khiển lập tuyến (VPS) - Lắp đặt và áp dụng được các biện pháp an toàn và thiết bị bảo vệ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Tích cực, chủ động trong quá trình học tập 3 III. Nội dung mô đun: 1.
Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian (Giờ) Thực hành/ TT Nội dung dạy học Tổng Lý Thí nghiệm/ Kiểm thuyết Thảo luận/ tra Bài tập 1 Bài 1. Giao tiếp công việc, giao tiếp kỹ 24 8 15 1 thuật và định hướng khách hàng 2 Bài 2. Lập kế hoạch và điều khiển quá 32 4 27 1 trình làm việc 3 Bài 3. Cài đặt và kiểm tra các bộ điều 248 44 196 8 khiển (PLC và VPS) 4 Bài 4.
Kiểm tra và đánh giá kết quả 16 4 11 1 công việc để hạn chế lỗi về chất lượng Tổng 320 60 249 11 4 Bài 1: Giao tiếp công việc, giao tiếp kỹ thuật và định hướng khách hàng Thời gian: 24 giờ (Lý thuyết: 8; Thực hành: 15; Kiểm tra: 1) 1. Mục tiêu: - Sinh viên tìm hiểu được phương pháp thu thập thông tin. - Sinh viên có thể lấy từ hướng dẫn sử dụng, tạp chí chuyên ngành và tài liệu công ty. Hoạt động truyền thông và định hướng khách hàng 2.
Biết và sử dụng sách hướng dẫn, tạp chí chuyên ngành và tài liệu công ty a. Vài nét về sự phát triển của khí nén Ứng dụng của khí nén đã có từ thời trước công nguyên, tuy nhiên sự phát triển của khoa học thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu. còn thiếu cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Mãi cho đến thế kỹ 17, các nhà kỹ sư chế tạo người Đức Ott Von Guerike (1602 - 1686), nhà toán học người Pháp Blaise Pascal (1623 - 1662), cũng như các nhà vật lý người Pháp Dennis Papin (1647 - 1712) đã xây dựng nên nền tảng cỏ bản ứng dụng khí nén.
Trong thế kỹ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt được phát minh, như phanh bằng khí nén (1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861). Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dẫy núi Alpes ở Thụy Sĩ (1857) lần đầu tiên người ta sử dụng khí nén với công suất lớn. Vào năm 70 của thế kỹ 19 xuất hiện ở Pari một trung tâm sử dụng khí nén lớn với công suất 7350kW. Khí nén được vận chuyển tới nơi tiêu thụ trong đường ống với đường kính 500mm và dài nhiều km.
Tại đó khí nén được nung nóng lên nhiệt độ 50 𝐶đến 1500 𝐶 để tăng công suất truyền động của động cơ, các thiết bị búa hơi. Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện vai trò sử dụng năng lượng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà sử dụng điện sẽ không an toàn. Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ với vận tốc lới như: búa hơi, dụng cụ đập, tán đinh.nhất là các dụng cụ,đồ 5 gá kẹp chặt trong các máy.
Thời gian sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc ứng dụng năng lượng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ. Với những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén được sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, sự kết hợp khí nén với điện - điện tử là nhân tố quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai. Hãng FESTO của (Đức) có những chương trình phát chuyển rất đa rạng, không những phục vụ trong công nghiệp, mà còn phục vụ cho phương tiện dạy học. Trong những thập niên 50 và 60 của thế kỷ 20, kỹ thuật tự động hóa quá trình sản xuất đã được phát triển mạnh mẽ; cùng với quá trình đó, kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong tự động hóa, hệ thống tự động hóa bắng khí nén thuộc về loại hệ thống chuyển mạch (switching systems) tự động do vậy trước khi trình bầy về kỹ thuật tư động hóa trong hệ thống điều khiển bằng khí nén, điện - khí nén, một số kiến thức cơ bản liên quan sẽ được đề cập dưới đây: b. Giới thiệu về các hệ thống điều khiển chuyển mạch tự động Các hệ thống chuyển mạch (hình dưới) tự động bao gồm trong đó hai loại chính: Các hệ thống kết hợp (combinational systems) Các hệ thống tuần tự (sequencial systems) bao gồm hệ thống đồng bộ và không đồng bộ. Các hệ thống tuần tự (sequencial systems) bao gồm hệ thống đồng bộ và không đồng bộ 6 Hình 1. Các loại hệ thống chuyển mạch c.
Các hệ thống chuyển mạch kết hợp Trong các hệ thống chuyển mạch kết hợp hay hệ thống mạch logic kết hợp, các tín hiệu ra (outputs) nhị phân luôn chỉ là hàm của các tín hiệu vào (inputs) hiện tại. Ví dụ: Các cổng logic đặc trưng cho các hệ thống kết hợp, trong đó các tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào trạng thái kết hợp của các tín hiệu vào hiện tại. Các hệ thống chuyển mạch tuần tự Khác với các hệ thống chuyển mạch kết hợp, trong các hệ thống chuyển mạch tuần tự, một số hoặc tất cả các tín hiệu ra phụ thuộc vào các tín hiệu vào trước đó có nghĩa nó phục thuộc vào “quá khứ” của hệ thống này. Do vậy, hệ thống tuần tự phải sử dụng các flip - flop, các phần tử nhớ các trạng thái trước đó.
Các hệ thống chuyển mạch tuần tự được chia nhỏ làm hai loại hệ thống đồng bộ và hệ thống không đồng bộ. Hệ thống không đồng bộ hoạt động trên cơ sở sự kiện. điều này có nghĩa là một bước hoạt động nào đó xẩy ra chỉ khi một bước hoạt động trước của hệ thống đã được hoàn tất. Các hệ thống đồng bộ là hệ thống hoạt động trên cơ sở thời gian.
Ở các hệ thống này, người ta sử dụng một đồng hồ tạo ra xung, mục đích để ra các xung với chu kỳ nhất định, mà mỗi xung này được kích hoạt các bước tiếp theo. Cấu tạo của hệ thống chuyển mạch tuần tự Hình trên thể hiện cấu tạo chung của một hệ thống chuyển mạch tuần tự trong đó bao gồm cả hệ thống kết hợp (logic); trong các tín hiệu xi và zj lần lượt là các tín hiệu vào ra của hệ thống, các phần tử nhớ flip-flop đóng vai trò ghi nhớ các trạng thái “quá khứ” trước đó, chúng bao gồm các hàm kích hoạt Sk và Rk (tín hiệu điều khiển flip-flop) và các biến trạng thái yk va y’k (tín hiệu ra flip-flop).