ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI BÙI VĂN CÔNG (Chủ biên) NGUYỄN ANH DŨNG – TẠ VĂN BẰNG GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Lập trình PLC cơ bản được biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của Giảng viên, Sinh viên trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội. Nội dung giáo trình mang tính lôgic về kiến thức của toàn bộ chương trình đào tạo, đồng thời hướng tới mục tiêu hình thành và phát triển năng lực thực hiện hoạt động nghề nghiệp cho người học. Dạy học tích hợp được lựa chọn trong giáo trình nhằm tạo ra các tình huống liên kết tri thức các môn học, đó là cơ hội phát triển các năng lực của sinh viên. Khi xây dựng các tình huống vận dụng kiến thức người học sẽ phát huy được năng lực tự lực, phát triển tư duy sáng tạo (kiến thức, kỹ năng, và thái độ nghề nghiệp).
Giáo trình được trình bày với 6 bài, đi từ lý thuyết cơ sở đến thực hành những kiến thức cơ bản. Đặc biệt trong nội dung giáo trình đã giới thiệu được những nội dung thực hành cơ bản của lĩnh vực Lập trình PLC, đi từ các kiến thức cơ bản của mô đun lập trình PLC. Mặc dù nhóm biên soạn đã cố gắng phát triển giáo trình sao cho phù hợp và hiệu quả nhất với sinh viên cao đẳng nghề Cơ điện tử, nhưng chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc và đồng nghiệp để giáo trình hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày.năm 2019 Chủ biên: Bùi Văn Công 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN. 7 Đại cương về điều khiển lập trìnhThời gian. Tổng quát về điều khiển.
Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình. So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác. Các ứng dụng của PLC trong thực tế. 13 Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC.Cấu trúc của một PLC .Thiết bị điều khiển lập trình PLC.
Địa chỉ đầu vào ra. Cấu trúc bộ nhớ của. Xử lý chương trình. 22 Kết nối giữa PLC và thiết bị ngoại vi.
Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm. Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC. 48 Các phép toán nhị phân của PLC.
Các liên kết logic. Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm. 62 Các phép toán số của PLC. Chức năng truyền dẫn.
Chức năng so sánh. Chức năng dịch chuyển. Chức năng chuyển đổi. Chức năng toán học.
84 Các bài tập ứng dụng trong điều khiển động cơ. Cách kết nối dây. Bài tập ứng dụng. 92 Tài liệu tham khảo.
105 3 GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN Tên mô đun: Lập trình PLC cơ bản Mã số mô đun: MĐ 25 Thời gian của mô đun: 90 giờ ( LT: 15 giờ ; TH: 72 giờ; KT: 3 giờ ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: Vị trí : - Mô đun được bố trí dạy cuối chương trình sau khi học xong các môn chuyên môn như điện tử công suất, Kỹ thuật xung – số, kỹ thuật cảm biến, trang bị điện, lắp đặt và điều khiển thiết bị điện công nghiệp. Tính chất : - Là mô đun chuyên môn nghề. Mục tiêu của mô đun: Kiến thức: - Trình bày được các khái niệm về điều khiển lập trình chính xác theo nội dung đã học - Trình bày được cấu trúc và phương thức hoạt động của các lệnh cơ bản Kỹ năng: - Thực hiện lập trình các bài tập ứng dụng dùng PLC đạt các yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ - Kết nối mạch điện theo yêu cầu công nghệ - Năng lực tự chủ, trách nhiệm: - Vận dụng được những kiến thức của môn học để tiếp thu các môn học, mô- đun chuyên nghề.
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp 4 III. Nội dung mô đun: 1.Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian Thời gian Thực hành/ thực TT Tên chương, mục Tổng Lý tập/thí Kiểm số thuyết nghiệm/ tra bài tập/thảo luận 1 Bài 1:Đại cương về điều khiển lập 4 4 0 trình 1. Tổng quan về điều khiển 1. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình 1.
So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác 1. Các ứng dụng của PLC trong thực tế Kiểm tra 2 Bài 2:Cấu trúc và phương thức hoạt 12 1 11 động của một PLC 2. Cấu trúc của một PLC 2. Thiết bị điều khiển lập trình PLC 2.
Địa chỉ các ngõ vào/ ra 2. Cấu trúc bộ nhớ của PLC 2. Xử lý chương trình Kiểm tra 3 Bài 3:Kết nối giữa PLC và thiết bị 12 1 10 1 5 ngoại vi 3. Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi 3.
Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm 3. Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC Kiểm tra 4 Bài 4:Các phép toán nhị phân của PLC 20 2 17 1 4. Các liên kết logic 4. Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm 4.
Counter Kiểm tra 5 Bài 5:Các phép toán số của PLC 12 6 5 1 5. Chức năng truyền dẫn 5. Chức năng so sánh 5. Chức năng dịch chuyển 5.
Chức năng chuyển đổi 5. Chức năng toán học 6 Bài 6:Các bài tập ứng dụng trong 30 1 29 điều khiển động cơ 6. Cách kết nối dây 6. Bài tập ứng dụng 6.1 Mạch khởi động động cơ 6.2 Mạch đổi chiều quay 6.3 Mạch điều khiển tốc độ 6.4 Mạch mở máy sao/ tam giác Cộng 90 15 72 3 6 Bài 1 Đại cương về điều khiển lập trìnhThời gian Mục tiêu - Phát biểu được khái niệm về điều khiển lập trình theo nội dung đã học - So sánh ưu nhược điểm của điều khiển lập trình với các hình thưc điều khiển khác theo nội dung đã học.
- Trình bày được các ứng dụng của PLC trong thực tế theo nội dung đã học. - Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp 1. Tổng quát về điều khiển Trong ứng dụng các công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng được những yêu cầu đó, với mục tiêu tăng năng suất lao động bằng con đường tăng mức độ tự động hóa các quá trình và thiết bị sản xuất nhằm mục đích tăng sản lượng, cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản phẩm. Tự động hóa trong sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của công nhân vận hành máy thông qua hệ thống điều khiển.
Những hệ thống điều khiển này có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần sự tác động nhiều của người vận hành. Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển phải có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng một quá trình theo yêu cầu hoặc đo đếm các giá trị đã được xác định nhằm đạt được kết quả mong muốn ở sản phẩm đầu ra của máy hay thiết bị. Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống điều khiển. Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại: + Điều khiển nối cứng + Điều khiển logic khả trình ( PLC) Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần: + Khối vào + Khối xử lý – điều khiển + Khối ra * Sơ đồ tổng quát của điều khiển lập trình như sau ( hình 1.1 sơ đồ tổng quan điều khiển lập trình 1.Khối vào: ( bảng 1.1) Còn được gọi là giao tiếp ngõ vào có nhiệm vụ biến đổi các đại lượng vật lý đầu vào ( từ các tiếp điểm của cảm biến, hay các nút nhấn, điện trở đo sức căng….) thành các mức tín hiệu số ON/OFF (digital) hay tín hiệu liên tực (analog) tùy theo bộ chuyển đổn ngõ vào và cấp vào cho khối xử lý trung tâm (CPU).1 Bộ chuyển đổi Đại lượng đo Đại lượng ra Công tắc (Switch) Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân (ON/OFF) Công tắc hành trình (Limit Sự dịch chuyển/ vị Điện áp nhị phân switch) trí (ON/OFF) Bộ điều chỉnh nhiệt Nhiệt độ Điện áp nhị phân (Thermostat) (ON/OFF) Cặp nhiệt điện Nhiệt độ Điện áp thay đổi (Thermocouple) Nhiệt trở (Thermister) Nhiệt độ Trở kháng thay đổi Tế bào quang điện (Photo Ánh sáng Điện áp thay đổi (analog) cell) Tế bào tiệm cận (Proximity Sự hiện diện của Trở kháng thay đổi cell) đối tượng Điện trở đo sức căng (Strain Áp suất/ sự dịch Trở kháng thay đổi gage) chuyển 8 1.Bộ nhớ (Memory Lưu chương trình điều khiển được lập trình bởi người dùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… Nội dung các bộ nhớ đã được mã hóa dưới dang mã nhị phân.Khối xử lý – điều khiển: Là khối xử lý trung tâm (CPU) thay thế người vận hành thực hiện các thao tác đảm bảo quá trình hoạt động.
Từ thông tin tín hiệu vào hệ thống điều khiển tuần tự thực thi các lệnh trong chương trình lưu trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và đưa kết quả xuất hoặc điều khiển cho phần giao diện đầu ra ( output) như: cuộn dây, mô tơ….Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo 2 cách: + Dùng mạch điện nối kết cứng + Dùng chương trình điều khiển d. Khối ra: ( bảng 1.2) Còn được gọi là phần giao diện đầu ra. Tín hiệu ra là kết quả của quá trình xử lý của hệ thống điều khiển. Lúc này tín hiệu ngõ vào được biến đổi thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngoài như: đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số- tương tự….2 Thiết bị ở ngõ ra Đại lượng ra Đại lượng tác động Động cơ điện Chuyển động quay Điện Xy lanh- Piston Chuyển động thẳng/áp lực Dầu ép/ khí ép Solenoid Chuyển động thẳng/áp Điện lực Lò xấy/ lò cấp nhiệt Nhiệt Điện Van Tiết diện cửa van thay đổi Điện/dầu ép/khí ép Rơle Tiếp điểm điện/ chuyển Điện động vật lý có giới hạn 1.
Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình. Điều khiển nối cứng. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống 9 này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống .