Giáo trình mô đun hệ thống PLC nghề Lắp đặt thiết bị điện - Trường Cao đẳng Dầu khí (2020)

Giáo trình nghiên cứu hệ thống plc nghề lắp đặt thiết bị điện trình độ cao đẳng, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật.

• Tác giả: ThS. Bùi Minh Thảo
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Lắp Đặt Thiết Bị Điện
• Đề tài: Giáo Trình Hệ Thống PLC
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC
• 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
• 1.2. CÁC HÃNG VÀ HỌ PLC
• 1.3. ỨNG DỤNG PLC
• 2. BÀI 2: CẤU TRÚC CỦA PLC
• 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI CẤU TRÚC CỦA PLC
• 2.2. MÔ-ĐUN CPU
• 2.3. MÔ-ĐUN INTERFACE MÔ-ĐUN (IM)
• 2.4. MÔ-ĐUN TÍN HIỆU SIGNAL MÔ-ĐUNS (SM)
• 2.5. MÔ-ĐUN CHỨC NĂNG: FUNCTION MÔ-ĐUN (FM)
• 2.6. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG MẠNG PLC
• 2.7. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM VÀ KHAI BÁO PHẦN CỨNG
• 2.8. BÀI TẬP ÁP DỤNG
• 3. BÀI 3: LẬP TRÌNH PLC
• 3.1. CÁC TẬP LỆNH VỀ BIT LOGIC
• 3.2. CÁC TẬP LỆNH VỀ TIMER
• 3.3. CÁC TẬP LỆNH VỀ COUNTER
• 3.4. CÁC TẬP LỆNH SỐ HỌC
• 4. BÀI 4: ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
• 4.1. ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG
• 4.2. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHÍ NÉN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Hệ Thống PLC Cho Nghề Lắp Đặt Thiết Bị Điện

Giáo trình Hệ thống PLC là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành lắp đặt thiết bị điện. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về PLC, giúp sinh viên hiểu rõ về cấu trúc và ứng dụng của hệ thống điều khiển tự động. Việc nắm vững nội dung giáo trình sẽ giúp sinh viên có nền tảng vững chắc trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.

1.1. Ứng dụng của Hệ Thống PLC trong Ngành Điện

Hệ thống PLC được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điều khiển dây chuyền sản xuất, hệ thống nâng vận chuyển và điều khiển bơm. Việc sử dụng PLC giúp tăng hiệu suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất.

1.2. Lợi ích của Việc Học Giáo Trình Hệ Thống PLC

Học giáo trình này giúp sinh viên phát triển kỹ năng lập trình và kết nối thiết bị ngoại vi với PLC. Điều này không chỉ nâng cao khả năng làm việc mà còn mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp trong ngành công nghiệp tự động hóa.

II. Thách Thức Trong Việc Lắp Đặt Thiết Bị Điện Với Hệ Thống PLC

Việc lắp đặt thiết bị điện với hệ thống PLC gặp nhiều thách thức như sự phức tạp trong cấu trúc hệ thống và yêu cầu về kỹ thuật cao. Sinh viên cần phải nắm vững kiến thức lý thuyết và thực hành để vượt qua những khó khăn này.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Kết Nối Thiết Bị Ngoại Vi

Kết nối thiết bị ngoại vi với PLC đòi hỏi kiến thức sâu về các loại thiết bị và cách thức hoạt động của chúng. Việc này có thể gây khó khăn cho sinh viên nếu không được hướng dẫn đầy đủ.

2.2. Thách Thức Trong Lập Trình PLC

Lập trình PLC yêu cầu sinh viên phải hiểu rõ các tập lệnh và cách thức hoạt động của chúng. Việc này có thể gây khó khăn cho những người mới bắt đầu, nhưng với sự hướng dẫn đúng đắn, sinh viên có thể nhanh chóng nắm bắt.

III. Phương Pháp Học Tập Hiệu Quả Với Giáo Trình Hệ Thống PLC

Để học tập hiệu quả với giáo trình Hệ thống PLC, sinh viên cần áp dụng các phương pháp học tập tích cực. Việc thực hành thường xuyên và tham gia thảo luận nhóm sẽ giúp củng cố kiến thức và kỹ năng.

3.1. Thực Hành Thường Xuyên Để Nâng Cao Kỹ Năng

Thực hành là một phần quan trọng trong quá trình học. Sinh viên nên tham gia các buổi thực hành để áp dụng lý thuyết vào thực tế, từ đó nâng cao kỹ năng lập trình và kết nối thiết bị.

3.2. Thảo Luận Nhóm Để Chia Sẻ Kiến Thức

Thảo luận nhóm giúp sinh viên chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm. Việc này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn tạo cơ hội để học hỏi từ những người khác.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống PLC Trong Ngành Điện

Hệ thống PLC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ sản xuất công nghiệp đến điều khiển hệ thống tự động. Việc hiểu rõ ứng dụng thực tiễn của PLC sẽ giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về ngành nghề.

4.1. Ứng Dụng Trong Dây Chuyền Sản Xuất

PLC được sử dụng để điều khiển dây chuyền sản xuất, giúp tăng hiệu suất và giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất. Điều này cho thấy tầm quan trọng của PLC trong ngành công nghiệp.

4.2. Ứng Dụng Trong Hệ Thống Điều Khiển Tự Động

Hệ thống PLC cũng được ứng dụng trong các hệ thống điều khiển tự động như điều khiển đèn giao thông và quản lý bãi đậu xe. Việc này giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong các hệ thống này.

V. Kết Luận Về Giáo Trình Hệ Thống PLC Cho Nghề Lắp Đặt Thiết Bị Điện

Giáo trình Hệ thống PLC là tài liệu thiết yếu cho sinh viên ngành lắp đặt thiết bị điện. Việc nắm vững nội dung giáo trình sẽ giúp sinh viên có nền tảng vững chắc và sẵn sàng cho sự nghiệp trong ngành tự động hóa.

5.1. Tương Lai Của Ngành Lắp Đặt Thiết Bị Điện

Ngành lắp đặt thiết bị điện đang phát triển mạnh mẽ với sự gia tăng của công nghệ tự động hóa. Sinh viên cần chuẩn bị tốt để đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.2. Vai Trò Của PLC Trong Tương Lai Ngành Điện

PLC sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành điện, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong các hệ thống điều khiển. Việc học tập và nghiên cứu về PLC là cần thiết cho sự phát triển nghề nghiệp.

Nội dung chính

GIỚI THIỆU HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN HỆ THỐNG PLC (TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ)

---

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Mô đun: Hệ thống PLC (Mã mô đun: TĐH19MĐ16) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng cho các nghề Lắp đặt thiết bị điện và Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH). Tài liệu do Hội đồng biên soạn thuộc Bộ môn Tự động hóa – Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) thực hiện, với sự tham gia của ThS. Bùi Minh Thảo (Chủ biên), cùng các giảng viên Nguyễn Thái Bảo và Ngô Trí Tùng. Giáo trình được ban hành chính thức theo Quyết định số 187/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020.

Trong chương trình đào tạo tổng thể gồm 86 tín chỉ (2025 giờ), mô đun PLC có thời lượng 3 tín chỉ (tương đương 75 giờ đào tạo, bao gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 3 giờ kiểm tra). Mô đun giữ vị trí kiến thức chuyên môn cốt lõi, được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các học phần nền tảng như Kỹ thuật số, Mạch điện cơ bản, Khí cụ điện và Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén.

Về chuẩn đầu ra, giáo trình được thiết kế nhằm trang bị:

• Kiến thức (A1): Trình bày nguyên lý, cấu tạo của PLC, phân tích sơ đồ hệ thống điều khiển tự động và lựa chọn thiết bị ngoại vi phù hợp.
• Kỹ năng (B1): Thiết lập cấu hình phần cứng, đấu nối ngoại vi, lập trình giải thuật trên phần mềm chuyên dụng và vận hành mô phỏng.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy định an toàn điện, rèn luyện tính chính xác, cẩn trọng và ý thức bảo quản trang thiết bị kỹ thuật.

Cấu trúc giáo trình gồm 04 bài học chính, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết phần cứng và các bài tập ứng dụng công nghiệp thực tế.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai theo tiến trình từ cấu tạo phần cứng, công cụ phần mềm đến kỹ thuật lập trình và ứng dụng tích hợp hệ thống:

• Bài 1: Giới thiệu chung về PLC: Trình bày nền tảng kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XNOR) và mạch tổ hợp. Nêu bối cảnh ra đời của PLC từ năm 1968-1969 trong công nghiệp ô tô nhằm thay thế hệ thống rơ le cồng kềnh. Giới thiệu các dòng PLC Siemens: Logo, S7-200, S7-1200, S7-300/400 cùng các lĩnh vực ứng dụng công nghiệp như đóng gói, dây chuyền lắp ráp, xử lý hóa chất, xi măng, thủy tinh, thang máy và bãi đậu xe tự động.
• Bài 2: Cấu trúc của PLC: Phân tích chi tiết sơ đồ khối hệ thống phần cứng PLC Siemens S7-300 gồm: mô-đun nguồn PS307 (dòng 2A, 5A, 10A); các dòng CPU (312IFM, 312C, 313, 314, 315-2DP, 316-2DP, 318-2); mô-đun ghép nối IM (IM360, IM361, IM365); mô-đun tín hiệu vào/ra số và tương tự SM (SM321, SM322, SM323, SM331, SM332, SM334); mô-đun chức năng FM (FM350-1/2, FM351, FM352, FM355) và mô-đun truyền thông CP. Quy định cấu trúc thanh rack (tối đa 8 mô-đun mở rộng bên phải CPU) và nguyên tắc định địa chỉ cho ngõ vào/ra số (Ix.y, Qx.y), tương tự (PIW, PQW) và biến nhớ (Mx.y).
• Bài 3: Lập trình PLC: Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIMATIC Step 7 V5.5 để cấu hình phần cứng (Hardware Configuration), thiết lập hệ thống đa trạm (Trạm 1 đến Trạm 4) kết nối mạng LAN và tích hợp màn hình HMI (HMI 1, HMI 2). Trình bày các kiểu dữ liệu (Boolean, Byte, Word, Int, Double Word); cấu trúc bộ nhớ CPU (vùng chương trình OB, FB, FC; vùng dữ liệu DB, L; vùng đệm ngoại vi PI/PQ, biến nhớ M, Timer T, Counter C); khái niệm vòng quét (scan cycle) và hai phương pháp lập trình (tuyến tính trong khối OB1 hoặc cấu trúc qua FB/FC). Chi tiết các tập lệnh bit logic (tiếp điểm NO/NC, Output, NOT, Set/Reset, khối RS, vi phân xung cạnh lên P/POS và cạnh xuống N/NEG), tập lệnh Timer (S_PULSE, S_PEXT, S_ODT, S_ODTS, S_OFFDT), Counter (S_CU, S_CD, S_CUD), các lệnh so sánh số nguyên và các lệnh số học (ADD_I, SUB_I, MUL_I, DIV_I).
• Bài 4: Ứng dụng PLC điều khiển hệ thống: Triển khai các bài toán điều khiển tự động hóa thực tế: hệ thống đèn giao thông (lập bảng địa chỉ, thang điểm đánh giá) và hệ thống điều khiển khí nén công nghiệp (cấu tạo xy lanh tác động kép, cơ cấu chấp hành tịnh tiến/quay, van điện từ 3/2 và 5/2 loại duy trì hoặc không duy trì, sơ đồ hành trình bước cho mô hình in nhãn và khoan lỗ chi tiết bán tự động).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết về:

• Đại số logic Boole và phân tích mạch số tổ hợp.
• Nguyên lý kiến trúc điều khiển khả trình theo dạng mô-đun (modular architecture) và truyền thông công nghiệp (MPI, Profibus-DP, Ethernet/LAN).
• Chu trình quét tuần tự của vi xử lý công nghiệp (đọc ngõ vào -> thực thi chương trình -> cập nhật ngõ ra).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ thuật phần cứng: Nhận dạng mô-đun, gá lắp rack, phân chia slot, đấu nối cảm biến, nút nhấn và cơ cấu chấp hành vào các cổng I/O của PLC.
• Kỹ thuật phần mềm: Khai báo cấu hình phần cứng trạm, cấu hình địa chỉ mạng trên phần mềm Simatic Step 7 V5.5, thiết lập bảng ký hiệu (symbols list).
• Kỹ năng phân tích và thuật toán: Đọc và vẽ giản đồ xung thời gian cho Timer/Counter, thiết lập sơ đồ hành trình bước cho các chu trình chuyển động khí nén.
• Kỹ năng thực hành: Viết mã lệnh Ladder, biên dịch, tải chương trình (download), chẩn đoán lỗi phần cứng và giám sát trạng thái hoạt động trực tuyến.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình định hướng áp dụng phương pháp dạy học tích cực, tích hợp giữa lý thuyết và thực hành, lấy người học làm trung tâm thông qua các hình thức diễn giảng, vấn đáp và dạy học giải quyết vấn đề (Problem-Based Learning).

• Môi trường thực hành: Sinh viên làm việc tại phòng học chuyên môn hóa/phòng thực hành điện - điện tử tích hợp hệ thống PLC, trang bị máy tính có cài đặt phần mềm SIMATIC Step 7 V5.5, phần mềm mô phỏng khí nén/thủy lực, bàn thực hành PLC S7-300, các bộ mô hình đèn giao thông, cơ cấu khí nén, đồng hồ vạn năng VOM và dụng cụ đấu nối (kìm tuốt dây, dây kết nối chuyên dụng).
• Bài tập và tình huống ứng dụng: Nội dung thực hành được thiết kế theo bài toán kỹ thuật từ cơ bản đến phức tạp: cấu hình mạng LAN cho 4 trạm PLC S7-300 và 2 màn hình HMI; viết chương trình bật/tắt thiết bị bằng một nút nhấn; điều khiển động cơ quay thuận nghịch; điều khiển chu trình đèn giao thông; điều khiển hệ thống in nhãn và khoan lỗ tự động theo sơ đồ hành trình bước khí nén.
• Phương pháp đánh giá:
  • Kiểm tra thường xuyên: Thực hiện 02 bài thông qua hình thức vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết dưới 30 phút hoặc đánh giá thao tác thực hành.
  • Kiểm tra định kỳ: Gồm 03 bài (01 bài lý thuyết thời lượng 45-60 phút; 02 bài thực hành viết chương trình và đấu nối phần cứng với thời lượng 45-60 phút và 60-120 phút).
  • Thi kết thúc mô đun: Kết hợp hai phần độc lập gồm lý thuyết trắc nghiệm (45-60 phút) và thực hành trực tiếp trên thiết bị (60-120 phút).
• Quy định tự học và chuyên cần: Sinh viên bắt buộc phải nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp, tham gia làm việc nhóm (từ 8-10 người) để giải quyết chủ đề thảo luận được giao. Sinh viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng lý thuyết; nếu vắng quá 30% số tiết lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi và phải học lại mô đun. Trong suốt quá trình thực hành, sinh viên phải sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ cá nhân (giày cách điện, găng tay cách điện) và tuân thủ nghiêm ngặt quy tắc an toàn điện.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp với các đặc điểm:

• Hệ thống hóa thiết bị công nghiệp tiêu chuẩn: Giáo trình tập trung sâu vào cấu trúc phần cứng của dòng PLC Siemens Simatic S7-300 – một trong những dòng PLC module phổ biến trong các nhà máy sản xuất và trạm vận hành công nghiệp. Cấu hình phần cứng được mô tả chi tiết từ cấp độ rack, slot đến từng mã mô-đun chuyên dụng (DI/DO, AI/AO, FM, IM, CP).
• Tích hợp truyền thông công nghiệp và giám sát HMI: Không chỉ dừng lại ở điều khiển đơn trạm độc lập, tài liệu xây dựng cấu hình hệ thống mạng hoàn chỉnh kết nối đa trạm PLC (4 trạm) qua giao thức mạng LAN, truyền thông MPI (tốc độ 187.5 kbps đến 12 Mbps), mạng Profibus-DP (tốc độ lên đến 12 Mbps) và liên kết với 2 giao diện người - máy (HMI).
• Gắn liền điều khiển logic với hệ thống chấp hành khí nén: Giáo trình thiết lập mối liên kết giữa giải thuật phần mềm và các thiết bị trường cơ điện - khí nén như van điện từ 3/2, van 5/2, xy lanh tác động kép, cơ cấu chấp hành tịnh tiến và quay thông qua sơ đồ mạch khí nén và sơ đồ hành trình bước.
• Tính chuẩn xác từ nguồn tài liệu đối sánh: Nội dung được biên soạn dựa trên các tài liệu chuyên ngành uy tín trong nước và quốc tế, bao gồm:
  • Thiết kế mạch và lập trình PLC – Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Phương (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2016).
  • Bộ điều khiển logic khả trình PLC và ứng dụng – Nguyễn Văn Khang (NXB Bách Khoa Hà Nội, 2016).
  • Giáo trình quốc tế Module PLC - Instrumentation Level 4 (Third Edition) – Tổ chức NCCER (NXB Pearson, Hoa Kỳ, 2016).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Giáo trình được biên soạn với mục tiêu phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo nghề và kỹ thuật:

• Sinh viên: Học sinh, sinh viên hệ Cao đẳng nghề Lắp đặt thiết bị điện (mô đun TĐH19MĐ16) và nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa tại Trường Cao đẳng Dầu khí cũng như các trường đào tạo kỹ thuật có chương trình tương đương.
• Yêu cầu điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở gồm Kỹ thuật số, Mạch điện cơ bản (KTĐ19MH32), Mạch điện (KTĐ19MĐ31), An toàn điện (KTĐ19MH1), Khí cụ điện (KTĐ19MĐ15) và Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn để thiết kế giáo án lý thuyết, giáo án tích hợp, thiết lập phiếu hướng dẫn học tập, phiếu đánh giá kỹ năng thực hành và biên soạn ngân hàng đề kiểm tra định kỳ, đề thi kết thúc mô đun.
• Kỹ thuật viên và người tự học: Tài liệu hỗ trợ kỹ thuật viên vận hành, bảo dưỡng hệ thống điều khiển tự động hóa trong các cơ sở sản xuất công nghiệp và doanh nghiệp ngành dầu khí tra cứu tập lệnh S7-300 và kỹ thuật xử lý sự cố kết nối ngoại vi.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình phù hợp với sinh viên hệ Cao đẳng thuộc khối ngành Kỹ thuật điện, Điện tự động hóa, Sửa chữa thiết bị tự động hóa, cùng các kỹ thuật viên vận hành và bảo trì hệ thống điều khiển trong các nhà máy công nghiệp.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần trang bị kiến thức cơ sở về đại số logic, các cổng số cơ bản, nguyên lý hoạt động của khí cụ điện (rơ le, công tắc tơ, nút nhấn, cảm biến), kiến thức về mạch điện và nguyên lý truyền động điều khiển khí nén - thủy lực.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu lý thuyết điều khiển khác là gì?

Tài liệu tập trung vào kỹ năng thực hành nghề nghiệp: hướng dẫn cụ thể từ thao tác khai báo phần cứng trạm trên phần mềm Step 7 V5.5, thiết lập truyền thông mạng LAN/HMI đến kỹ thuật lập trình giải quyết các bài toán cơ cấu chấp hành khí nén thực tế theo sơ đồ hành trình bước.

4. Làm sao để tự học và tiếp thu mô đun này hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc trước lý thuyết từng bài, sử dụng phần mềm SIMATIC Step 7 và phần mềm mô phỏng PLC/khí nén để lập trình và kiểm tra giải thuật, vẽ giản đồ xung thời gian của Timer/Counter trước khi nạp chương trình vào phần cứng thực tế.

5. Có những tài liệu và học liệu nào bổ trợ kèm theo giáo trình?

Đi kèm với giáo trình là phiếu đánh giá thực hành, phiếu học tập, phần mềm SIMATIC Step 7 V5.5, phần mềm mô phỏng hệ thống PLC và khí nén, cùng danh mục tài liệu tham khảo của NXB Bách Khoa Hà Nội, NXB Khoa học và Kỹ thuật và NXB Pearson.

---

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Mô đun: Hệ thống PLC (Trường Cao đẳng Dầu khí, 2020) cung cấp cấu trúc kiến thức hoàn chỉnh về điều khiển logic khả trình, kết hợp chặt chẽ giữa cơ sở lý thuyết số, kiến trúc phần cứng Siemens S7-300, phần mềm SIMATIC Step 7 V5.5 và các ứng dụng điều khiển khí nén công nghiệp.

Lộ trình học tập được định hình khoa học: bắt đầu từ việc nắm vững cấu trúc cổng logic và phân loại mô-đun phần cứng, tiến tới thành thạo các tập lệnh lập trình và kỹ thuật định địa chỉ, cuối cùng là thiết kế, đấu nối và vận hành hệ thống điều khiển tự động hóa tích hợp đa trạm. Kết hợp cùng các tài liệu tham khảo chuẩn mực từ NXB Bách Khoa Hà Nội và Pearson (Hoa Kỳ), giáo trình là tài liệu đào tạo chuyên môn chuẩn hóa cho sinh viên khối ngành kỹ thuật điện - tự động hóa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG PLC NGHỀ: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 187/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) Trang 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. Trang 2 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình PLC là một trong những tài liệu phục vụ việc giảng dạy cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao đẳng Nghề Dầu khí. Để tiếp thu được nội dung, kiến thức trình bày trong giáo trình học sinh, sinh viên cần trang bị những kiến thức lý thuyết về PLC, kỹ thuật số và một số vấn đề liên quan.

Giáo trình hệ thống PLC gồm 4 bài, có những bài thực hành để củng cố lại kiến thức lý thuyết, kỹ năng viết chương trình, sửa lỗi, nhận biết và kết nối được thiết bị ngoại vi với PLC Nội dung của giáo trình gồm 04 bài: Bài 1: Giới thiệu chung về PLC Bài 2: Cấu trúc của PLC Bài 3: Lập trình PLC Bài 4: Ứng dụng của PLC điều khiển hệ thống Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến các các đồng nghiệp bộ môn Tự Động Hóa đã giúp tác giả hoàn thiện giáo trình này. Tuy đã nỗ lực nhiều, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để lần ban hành tiếp theo được hoàn thiện hơn. Bà Rịa, Vũng Tàu, tháng 06 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: ThS.

Bùi Minh Thảo 3. Nguyễn Thái Bảo 4. Ngô Trí Tùng Trang 3 MỤC LỤC TRANG BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC. GIỚI THIỆU CHUNG.

CÁC HÃNG VÀ HỌ PLC. ỨNG DỤNG PLC .18 BÀI 2: CẤU TRÚC CỦA PLC. SƠ ĐỒ KHỐI CẤU TRÚC CỦA PLC. MÔ-ĐUN CPU.

MÔ-ĐUN INTERFACE MÔ-ĐUN (IM). MÔ-ĐUN TÍN HIỆU SIGNAL MÔ-ĐUNS (SM). MÔ-ĐUN CHỨC NĂNG: FUNCTION MÔ-ĐUN (FM). CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG MẠNG PLC.

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM VÀ KHAI BÁO PHẦN CỨNG 30 3. BÀI TẬP ÁP DỤNG.38 BÀI 3: LẬP TRÌNH PLC. CÁC TẬP LỆNH VỀ BIT LOGIC:. CÁC TẬP LỆNH VỀ TIMER:.

CÁC TẬP LỆNH VỀ COUNTER:. CÁC TẬP LỆNH SỐ HỌC:.54 BÀI 4: ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG. ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHÍ NÉN .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

72 Trang 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRANG Hình 1. Sơ đồ khối cấu trúc PLC. Kết nối các module mở rộng cho PLC. Bảng định địa chỉ mặc định của PLC.

Bố trí trên bề mặc CPU. Mô-đun IM. Mô hình kết nối mạng LAN PLC. Mở phần mềm.

Chọn đường dẫn lưu 1 project. Chọn folder lưu 1 project. Tạo1 project mới. Insert 1 trạm loại PLC S7-300.

Bước 1 tạo phần cứng. Bước 2 tạo phần cứng. Bước 3 tạo phần cứng các trạm. Phần cứng trạm 1.

Phần cứng trạm 2. Phần cứng trạm 3. Phần cứng trạm 4. Thông số HMI 1.

Thiết lập địa chỉ màn hinh HMI 1. Giao diện màn hinh HMI 1. Thông số HMI 2. Thiết lập địa chỉ màn hinh HMI 2.

Sơ đồ tổng thể mạng LAN PLC, màn hình HMI. Lệnh thường đóng và thường mở. Ngõ ra output. Cấu trúc lệnh NOT.

Cấu trúc lệnh Set và Reset. Khối Set/Reset. Lệnh Set/Reset. Lệnh cạnh lên và xuống.

Ngỏ ra cạnh lên và xuống. Cấu trúc lệnh dùng cạnh xuống. Sơ đồ kết nối thiết bị ngoại vi với PLC. Cách đặt symbols.

Kết nối ngoại vi với PLC. Cách viết chương trình PLC. Cấu trúc lệnh NEG. Cấu trúc lệnh POS.

Ký hiệu timer S_PULSE. Giản đồ xung timer S_PULSE. Sơ đồ tổng thể mạng LAN PLC, màn hình HMI. Giản đồ xung timer S_PEXT.

Ký hiệu timer S_ODT. Giản đồ xung timer S_ODT. Ký hiệu timer S_ODTS. Giản đồ xung timer S_ODTS.

Ký hiệu timer S_OFFDT. Giản đồ xung timer S_OFDT. Ký hiệu lệnh counter UP. Ký hiệu lệnh counter DOWN.

Ký hiệu lệnh counter UP_DOWN. Ký hiệu lệnh so sánh bằng 2 số Integer. Ký hiệu lệnh so sánh khác nhau 2 số Integer. Ký hiệu lệnh so sánh 2 số lớn hơn Integer.

Ký hiệu lệnh so sánh 2 số nhỏ hơn Integer. Ký hiệu lệnh so sánh 2 số lớn hơn hoặc bằng Integer. Ký hiệu lệnh so sánh 2 số nhỏ hơn hoặc bằng Integer. Ký hiệu lệnh số học.

Thông số lệnh cộng số học. Ví dụ về chức năng lệnh cộng số học. Thông số lệnh trừ số học. Ví dụ về chức năng của lệnh SUB_I.

Thông số lệnh nhân số học. Ví dụ về chức năng của lệnh MUL_I. Thông số lệnh chia số học lấy số nguyên. Chức năng lệnh DIV_I.

Thông số lệnh chia số học lấy số dư. Mô hình đồ họa mô phỏng hệ thống điều khiển đèn giao thông. Xy lanh tác động kép. Cơ cấu chấp hành chuyển động tịnh tiến.

Cơ cấu chấp hành chuyển động quay. Van điện từ 3/2 không duy trì. Van điện từ 5/2 không duy trì. Van điện từ 3/2 duy trì.

Van điện từ 5/2 duy trì. Mô hình hệ thống in nhãn bán tự động. Sơ đồ hành trình bước. Sơ đồ mạch khí nén .65 Trang 7 DANH MỤC CÁC BẢNG TRANG Bảng 4.

Bảng trạng thái khối Set/Reset. Định địa chỉ các ngõ vào ra bài điều khiển đèn giao thông. Bảng thang điểm chấm bài đèn giao thông. Định địa chỉ các ngõ vào ra bài in nhãn chi tiết bán tự động.

Bảng vật tư thiết bị bài khoan lỗ chi tiết bán tự động .67 Trang 8 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN PLC 1. Tên mô đun: PLC 2. Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học kỹ thuật số, điện tử cơ bản, khí cụ điện, hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén. tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức cơ bản về cấu trúc và ứng dụng của PLC, đồng thời trang bị kỹ năng lập trình cho những ứng dụng cụ thể.

Ý nghĩa và vai trò của mô đun: đây là môn cơ sở ngành 4. Mục tiêu mô đun: 4. Về kiến thức: A1. Trình bày được nguyên lý, cấu tạo của PLC và sơ đồ của hệ thống điều khiển PLC.

Giải thích được các vấn đề về điều khiển tự động hóa trong công nghiệp. Nhận biết và lựa chọn được các thiết bị ngoại vi để kết nối với hệ thống PLC.Về kỹ năng: B1. Phân tích được hệ thống điều khiển dùng PLC. Kết nối được thiết bị ngoại vi với PLC.

Thiết lập được phần cứng của PLC. Viết được chương trình điều khiển dùng PLC. Sử dụng được các phần mềm liên quan đến PLC: phần mềm lập trinh, mô phỏng 4. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1.

Trung thực trong kiểm tra, thi và nghiêm túc trong học tập. Chủ động, sáng tạo, phối hợp tốt phương pháp làm việc theo nhóm và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập. Vệ sinh, giữ gìn và bảo quản thiết bị. Nội dung mô đun: 5.

Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực hành/ Kiểm tra Mã Tên môn học, mô đun tín Tổng thực tập/ MH/MĐ/HP Lý chỉ số thí nghiệm/ thuyết LT TH bài tập/ thảo luận Các môn học chung/đại I 21 435 157 255 15 8 cương Trang 9 Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực hành/ Kiểm tra Mã Tên môn học, mô đun tín Tổng thực tập/ MH/MĐ/HP Lý chỉ số thí nghiệm/ thuyết LT TH bài tập/ thảo luận MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 MHCB19MH04 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 MHCB19MH06 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Giáo dục quốc phòng và MHCB19MH08 4 75 36 35 2 2 An ninh MHCB19MH10 Tin học 3 75 15 58 0 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 0 Các môn học, mô đun II 65 1590 444 1068 31 47 chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 16 300 163 121 12 4 ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 KTĐ19MH32 Mạch điện cơ bản 2 30 28 0 2 0 KTĐ19MH1 An toàn điện 2 30 28 0 2 0 KTĐ19MĐ31 Mạch điện 3 60 28 29 2 1 KTĐ19MĐ66 Vẽ điện chuyên ngành 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MH64 Vật liệu điện 2 30 28 0 2 0 KTĐ19MĐ15 Khí cụ điện 3 75 14 58 1 2 Môn học, mô đun II.2 chuyên môn ngành, 49 1290 281 947 19 43 nghề KTĐ19MĐ50 Thực tập điện cơ bản 1 3 75 14 58 1 2 KTĐ19MĐ14 Đo lường điện 3 75 14 58 1 2 KTĐ19MĐ57 Trang bị điện 1 5 120 28 87 2 3 KTĐ19MĐ58 Trang bị điện 2 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MĐ35 Máy điện cơ sở 3 60 28 29 2 1 TĐH19MĐ16 PLC 3 75 14 58 1 2 KTĐ19MĐ24 Lắp đặt dây điện trong nhà 4 90 28 58 2 2 Lắp đặt thiết bị điện chiếu KTĐ19MĐ27 4 90 28 58 2 2 sáng Lắp đặt thiết bị đo lường KTĐ19MĐ29 4 90 28 58 2 2 điện KTĐ19MĐ26 Lắp đặt thiết bị bảo vệ 3 75 14 58 1 2 Lắp đặt thiết bị điện dân KTĐ19MĐ28 4 90 28 54 2 6 dụng Lắp đặt hệ thống điều hòa KTĐ19MĐ25 4 90 28 58 2 2 không khí KTĐ19MĐ55 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 KTĐ19MĐ21 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 0 129 0 6 Tổng cộng 86 2025 601 1323 46 55 Trang 10 5. Chương trình Mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số TT Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Giới thiệu chung về PLC 3 3 0 2 Bài 2: Cấu trúc của PLC. 15 5 10 0 0 3 Bài 3: Lập trình PLC 12 2 10 0 0 4 Bài 4: Tập lệnh PLC S7-300 15 4 9 1 1 5 Bài 5: Ứng dụng PLC 30 0 28 0 2 Cộng 75 14 57 1 3 6. Điều kiện thực hiện mô đun 6.

Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học tích hợp PLC 6. Phòng học lý thuyết: đáp ứng phòng học chuẩn 6. Phòng thực hành: Có mô hình mô phỏng hệ thống PLC 6.