TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: LẬP TRÌNH PLC CỠ NHỎ NGÀNH, NGHỀ: CN T ĐI N, ĐI N T TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐNĐT ngày… tháng…năm 2018 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2018 CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỞ NHỎ. 1 Tổng quát Trong quá trình thực hiện cơ khí hoá - hiện đại hoá các ngành công nghiệp nên việc yêu cầu tự động hoá các dây chuyền sản xuất ngày càng tăng. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể trong tự động hoá công nghiệp đòi hỏi tính chính xác cao nên trong kỹ thuật điều khiển có nhiều thay đổi về thiết bị cũng nhƣ thay đổi về phƣơng pháp điều khiển. Trong lĩnh vực điều khiển ngƣời ta có hai phƣơng pháp điều khiển là: phƣơng pháp điều khiển nối cứng và phƣơng pháp điều khiển lập trình đƣợc.
Phƣơng pháp điều khiển nối cứng: Trong các hệ thống điều khiển nối cứng ngƣời ta chia ra làm hai loại: nối cứng có tiếp điểm và nối cứng không tiếp điểm. Điều khiển nối cứng có tiếp điểm: là dùng các khí cụ điện nhƣ contactor, relay, kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn, các công tắc… các khí cụ này đƣợc nối lại với nhau thành một mạch điện cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. Ví dụ nhƣ: mạch điều khiển đổi chiều động cơ, mạch khởi động sao – tam giác, mạch điều khiển nhiều động cơ chạy tuần tự… Đối với nối cứng không tiếp điểm: là dùng các cổng logic cơ bản, các cổng logic đa chức năng hay các mạch tuần tự (gọi chung là IC số), kết hợp với các bộ cảm biến, đèn, công tắc… và chúng cũng đƣợc nối lại với nhau theo một sơ đồ logic cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định. Các mạch điều khiển nối cứng sử dụng các linh kiện điện tử công suất nhƣ SCR, Triac để thay thế các contactor trong mạch động lực.
Trong hệ thống điều khiển nối cứng, các linh kiện hay khí cụ điện đƣợc nối vĩnh viễn với nhau. Do đó khi muốn thay đổi lại nhiệm vụ điều khiển thì phải nối lại toàn bộ mạch điện. hi đó với các hệ thống phức tạp thì không hiệu quả và rất tốn kém. Phƣơng pháp điều khiển lập trình đƣợc: Đối với phƣơng pháp điều khiển lập trình này thì ta có thể sử dụng những phần mềm khác nhau với sự trợ giúp của máy tính hay các thiết bị có thể lập trình đƣợc trực tiếp trên thiết bị có kết nối thiết bị ngoại vi.
Ví dụ nhƣ: LOGO!, EASY, ZEN. SYSWIN, CX-PROGRAM… Chƣơng trình điều khiển đƣợc ghi trực tiếp vào bộ nhớ của bộ điều khiển hay một máy tính. Để thay đổi chƣơng trình điều khiển ta chỉ cần thay đổi nội dung bộ nhớ của bộ điều khiển, phần nối dây bên ngoài không bị ảnh hƣởng. Đây là ƣu điểm lớn nhất của bộ điều khiển lập trình đƣợc.
2 Các ứng dụng trong công nghiệp và trong dân dụng. Các bộ điều khiển lập trình loại nhỏ nhờ có nhiều ƣu điểm và các tính năng tích hợp bên trong nên nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong dân dụng nhƣ: Trong công nghiệp: Điều khiển động cơ. Hệ thống nhiệt. Trang 1 … Trong dân dụng: Chiếu sáng Bơm nƣớc Hệ thống báo động Tƣới tự động … Trang 2 3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm.
Một thiết bị bất kì nào thì cũng có ƣu điểm và nhƣợc điểm tuỳ theo loại mà số ƣu, nhƣợc điểm nhiều hay ít. Ƣu điểm: ích thƣớc nhỏ, gọn, nhẹ. Sử dụng nhiều cấp điện áp. Tiết kiệm không gian và thời gian.
Giá thành rẻ. Lập trình đƣợc trực tiếp trên thiết bị bằng các phím bấm và có màn hình giám sát. Nhƣợc điểm: Số ngõ vào, ra không nhiều nên không phù hợp cho điều khiển những yêu cầu điều khiển phức tạp. Ít chức năng tích hợp bên trong.
Bộ nhớ dung lƣợng nhỏ 4 Bộ điều khiển lập trình loại nhỏ logo! của hãng SIEMENS. Phân loại và kết cấu phần cứng. Logo! là bộ điều khiển lập trình loại nhỏ đa chức năng của siemens, đƣợc chế tạo với nhiều loại khác nhau để phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể. Do đó nó đƣợc sử dụng ở nhiều mức điện áp vào khác nhau nhƣ: 12VDC, 24VAC, 24VDC, 230VAC và có ngõ ra số và ngõ ra relay.
Logo! có các chức năng sau: Các chức năng thông dụng trong lập trình. Lọai có màn hình dùng cho vận hành và hiển thị. Bộ nguồn tích hợp bên trong. Cổng giao tiếp và cáp nối với PC.
Các chức năng cơ bản thông dụng nhƣ: các hàm thời gian, tạo xung, các chức năng On/Off… Các bộ định thời trong ngày, tuần, tháng, năm,. Các vùng nhớ trung gian. Các ngõ vào, ra có thể mở rộng tuỳ thuộc vào dạng logo!. Ý nghĩa các ký hiệu in trên vỏ : 12: Sử dụng điện áp 12VDC.
24: Sử dụng điện áp 24VDC, 24VAC. 230: Sử dụng điện áp 115/230VAC. R: Ngõ ra relay (không có R thì ngõ ra là transistor). O: hông có hiển thị L: Lọai dài, có số I/O gấp đôi loại cơ bản.
C: Có bộ định thời 7 ngày trong tuần. B11: ết nối đƣợc với mạng Asi. DM: Modul mở rộng tín hiệu I/O số (digital). AM: Modul mở rộng tín hiệu tƣơng tự (analog).
Các dạng logo! hiện có: LOGO! dạng chuẩn (cơ bản). Logo! dạng chuẩn có hai loại: dạng có hiển thị và dạng không hiển thị. Trang 3 Có 6 hoặc 8 ngõ vào và 4 ngõ ra. ích thƣớc 72 * 90 * 55 mm.
Có 19 chức năng tích hợp bên trong(6 hàm cơ bản, 13 hàm đặc biệt). Có đồng hồ bên trong, có thể lƣu dữ liệu trong 80 giờ sau khi mất nguồn. Có khả năng lập trình đƣợc tối đa 56 hàm. Có khả năng tích hợp.
Có 3 bộ đếm thời gian. Có 4 bộ chốt trạng thái. Có 2 đầu vào 1 Hz trên mỗi logo! 12RC, 24RC. Bảng thông số kỹ thuật.
Thông Logo! Logo! 24 Logo! Logo! số kỹ 12/24Rco 24RC 230RC thuật Logo! Logo! Logo! 12/24RC 24RCo 230RCo Số đầu 8 8 6 6 vào 2(0 – 2(0 – Số đầu 10V) 10V) vào liên tục Điện DC DC 24V AC 24V AC áp đầu 12/24V 20.8VDC C C 256VAC g giới max: max: max: max: hạn 4VDC 5VDC 5VDC 40VDC Tín min: min: min: min: hiệu '0' 8VDC 12VDC 12VDC 79VDC Tín hiệu '1' Dòng 1.05mA điện (12VDC) vào Số đầu 4 Relay 4 4 Relay 4 Relay ra Transisto r Dòng 10A cho 0.3A 10A cho 10A cho liên tục tải thuần tải thuần tải thuần trở trở trở 3A cho 3A cho 3A cho tải tảI cảm tải cảm cảm Bảo vệ Yêu cầu điện tử Yêu cầu Yêu cầu ngắn cầu chì (xấp xỉ cầu chì cầu chì bên mạch bên ngoài 1A) bên ngoài ngoài Trang 4 Tần số 2Hz cho 10Hz 2Hz cho 2Hz cho chuyển tải trở tải trở tải trở mạch 0.5Hz cho tải cảm cho tải tải cảm cảm Tổn 0.6w(230V ) ) Các 8/10 giờ 8/10 giờ 8/10 giờ đồng hồ bên trong/ duy trì nguồn Cáp 2*1.5mm2 nối Nhiệt 0 - +55oC độ môi trƣờng - 40 – 70oC Nhiệt độ lƣu kho Chống đến En 55011(giới hạn giá trị cấp B) nhiểu Cấp IP 20 bảo vệ Xác Theo VDE 0031, IEC 1131, UL, FM, CSA, nhận Lắp Trên thanh ray DIN mm rộng 4 khối đặt Kích 72*90*55mm thƣớc Trang 5 Hình 1.1 LOGO! Lọai ngắn LOGO! dạng dài (Loại L). Có 4 loại: 12RCL, 24L, 24RCL, 230RCL. ích thƣớc 126 * 90 * 55 mm. Có 19 chức năng tích hợp bên trong(6 hàm cơ bản, 13 hàm đặc biệt).
Có 12 ngõ vào và 8 ngõ ra. Có 4 bộ chốt trạng thái. Tích hợp bên trong kiểu duy trì nguồn trong 80 giờ khi mất nguồn cho logo! 12RCL, 24RCL, 230RCL. Có 2 đầu vào 1 Hz trên mỗi logo! 12RCL, 24RC, 24L.
Có 3 bộ đếm thời gian vận hành. hả năng nhớ đƣợc tích hợp sẵn. Ngoài ra chức năng phát xung cho phép ngƣời dùng đặt tỉ số giữa thời gian mức cao và thời gian mức thấp của xung. Ngƣời dùng muốn bảo vệ chƣơng trình khỏi bị sao chép thì dùng tính năng bảo vệ với card nhớ tùy chọn.
Dùng card màu đỏ giữ chƣơng trình điều khiển khỏi bị sao chép hoặc thay đổi. Dùng card màu vàng để sao chép chƣơng trình điều khiển nhanh chóng và dễ dàng. Bảng thông số kỹ thuật Thông Logo! Logo! Logo! Logo! số kỹ 12RC 24L 24RCL 230RCL thuật Số đầu 12 12 12 12 vào Điện DC 12V DC 24V DC 24V AC áp đầu 10.8VDC 85 – hoản C max: max: 256VAC Trang 6 g giới max: 5VDC 5VDC max: hạn 4VDC min: min: 40VDC Tín min: 12VDC 12VAC/D min: hiệu '0' 8VDC C 79VDC Tín hiệu '1' Dòng 1.5mA 5mA 5mA 2mA điện vào Số đầu 8 Relay 8 8 Relay 8 Relay ra TRansist or Dòng Trên 1 0.3A Trên 1 Trên 1 liên cực: cực: cực: tục 10A cho 10A cho 10A cho tải thuần tải thuần tải thuần trở trở trở 3A cho 3A cho tải 3A cho tải tải cảm cảm cảm Bảo vệ Yêu cầu điện tử Yêu cầu Yêu cầu ngắn cầu chì (xấp xỉ cầu chì cầu chì mạch bên 1A) bên ngoàI bên ngoài ngoài (lớn nhất (lớn nhất (lớn 16A) 16A) nhất 16A) Tần số 2Hz cho 10Hz 2Hz cho 2Hz cho chuyể tải trở tải trở tải trở n 0.5 Hz cho mạch cho tải tải cảm tải cảm cảm Tổn 1–2w 0.2w(230 V) Các 8/10 giờ 8/10 giờ 8/10 giờ đồng hồ bên trong/ duy trì nguồn Cáp 2*1.5mm2 Trang 7 nối Nhiệt 0 - +55oC độ môi trƣờng - 40 – 70oC Nhiệt độ lƣu kho Chống đến En 55011(giới hạn giá trị cấp B) nhiểu Cấp IP 20 bảo vệ Xác Theo VDE 0031, IEC 1131, UL, FM, CSA, phê chuẩn của hội tàu nhận thuỷ Lắp Trên thanh ray DIN mm rộng 4 khối đặt Kích 126*90*55mm thƣớc LOGO! Bus. Có 2 loại 24RCLB11, 230RCLB11 Có 19 chức năng tích hợp sẵn.
ích thƣớc 126* 90* 55mm. Có 3 bộ đếm thời gian làm việc. Có 12 ngõ vào và 8 ngõ ra. Tích hợp bên trong, lƣu trữ năng lƣợng trong 80 giờ trên logo! 24RCLB11, 230RCLB11.
Có 2 đầu vào 1 Hz trên mỗi logo! 24RCLB11, 230RCLB11. Logo! bus có giao tiếp Asi. Logo! có thể trao đổi thông tin qua mạng với bộ điều khiển cấp cao hơn nhƣ: Simatic S7 200. Logo! bus có thể chuyển sang hoạt động ở chế độ độc lập bất cứ lúc nào nếu mạng có lỗi, nó tự hoạt động.
Ngoài ra logo! bus có thêm 4 đầu ra ảo để thay đổi dữ liệu trên bus Asi(kết nối với các bộ cảm biến). Bảng thông số kỹ thuật Thông số kỹ Logo! 12RC Logo!