Giáo Trình Mô Đun PLC Căn Bản: Hướng Dẫn Lập Trình và Ứng Dụng

Giáo trình pcl căn bản nghề công nghệ kỹ thuật điện điện tử trung cấp cung cấp kiến thức thiết yếu cho sinh viên trong lĩnh vực này.

• Trường học: Trường Trung cấp Công nghệ và Du lịch Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện
• Đề tài: Giáo Trình PLC Căn Bản: Hướng Dẫn Lập Trình và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐỐI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
• 1.1. Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển
• 1.2. Giới thiệu về PLC
• 1.2.1. Sơ lược và lịch sử phát triển
• 1.2.2. Cấu trúc cơ bản và hoạt động của một PLC
• 1.2.3. Phân loại PLC
• 2. CHƯƠNG 2: CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM S7-300
• 2.1. Cài đặt phần mềm Step7
• 2.2. Giới thiệu phần mềm Step7
• 2.3. Các bước cài đặt phần mềm Step7
• 2.4. Phần thực hành: Sử dụng phần mềm Step7
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHÉP TOÁN NHÁ PHÂN
• 3.1. Các lệnh vào/ra tiếp điểm
• 3.2. Bit nhá trung gian
• 3.3. Phần thực hành
• 3.4. Các liên kết nhá phân, đổi số boolean
• 3.5. Phép toán AND
• 3.6. Phép toán OR
• 3.7. Phần thực hành
• 3.8. Lệnh Set/Reset
• 3.9. Lệnh Set/Reset một FlipFlop
• 3.10. Phần thực hành
• 3.11. Lệnh nhận biết cận tín hiệu
• 3.12. Nhận biết tín hiệu cận lên (Vi phân cận lên)
• 3.13. Nhận biết tín hiệu cận xuống (Vi phân cận xuống)
• 3.14. Phần thực hành
• 3.15. Lệnh nháy không điều kiện
• 3.16. Lệnh nháy có điều kiện
• 3.17. Phần thực hành
• 3.18. Bài tập ứng dụng
• 4. CHƯƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN SÁ HỌC
• 4.1. Timer trong PLC
• 4.2. Timer tạo xung không có nhá (Pulse Timer – SP)
• 4.3. Timer tạo xung có nhá (Extended Pulse Timer - SE)
• 4.4. Trễ theo sẵn lên không có nhá (On Delay Timer - SD)
• 4.5. Trễ theo sẵn lên có nhá (Latching On Delay Timer - SS)
• 4.6. Timer trễ theo sẵn xuống (Off Delay Timer - SF)
• 4.7. Phần thực hành
• 4.8. Bài tập ứng dụng
• 4.9. Nguyên lý làm việc của counter
• 4.10. Các loại bộ đếm trong PLC S7-300
• 4.11. Phần thực hành
• 4.12. Bài tập ứng dụng
• 4.13. Lệnh nạp và truyền dữ liệu
• 4.14. Cấu trúc lệnh move
• 4.15. Phần thực hành
• 4.16. Các lệnh so sánh
• 4.17. Phần thực hành
• 4.18. Các lệnh chuyển đổi dữ liệu
• 4.19. Bài tập áp dụng các phép toán số học
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC
• 5.1. Giới thiệu phần cứng kit thí nghiệm S7-300
• 5.2. Module ngõ vào số (Digital Input Module DI)
• 5.3. Module ngõ ra số (Digital Output Module DO)
• 5.4. Analog Input Module SM 331
• 5.5. Analog Output Module SM 332
• 5.6. Các khái niệm thử nghiệm
• 5.7. Phần thực hành
• 5.8. Cách kết nối dây cho hệ thống
• 5.9. Phần thực hành
• 5.10. Bài tập ứng dụng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình PLC Căn Bản Hướng Dẫn Lập Trình

Giáo trình PLC căn bản là tài liệu thiết yếu cho những ai muốn tìm hiểu về lập trình PLC. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành cụ thể. PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic lập trình, được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp. Việc nắm vững kiến thức về PLC sẽ giúp người học có thể áp dụng vào thực tiễn, từ đó nâng cao hiệu quả công việc.

1.1. Khái niệm và vai trò của PLC trong tự động hóa

PLC là thiết bị điều khiển tự động hóa, giúp quản lý và điều khiển các quy trình sản xuất. Nó thay thế các hệ thống điều khiển truyền thống như rơle, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả cao hơn.

1.2. Lợi ích của việc học lập trình PLC

Học lập trình PLC giúp người học có khả năng thiết kế và triển khai các hệ thống tự động hóa. Điều này không chỉ nâng cao kỹ năng cá nhân mà còn mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp trong ngành công nghiệp.

II. Các thách thức trong việc học lập trình PLC hiệu quả

Mặc dù việc học lập trình PLC mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng không thiếu những thách thức. Người học thường gặp khó khăn trong việc nắm bắt các khái niệm phức tạp và áp dụng chúng vào thực tế. Ngoài ra, việc thiếu tài liệu hướng dẫn cụ thể cũng là một vấn đề lớn.

2.1. Khó khăn trong việc tiếp cận tài liệu học tập

Nhiều tài liệu về PLC không bám sát chương trình giảng dạy, khiến người học khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin phù hợp.

2.2. Thiếu kinh nghiệm thực hành

Việc thiếu cơ hội thực hành trên thiết bị thực tế làm giảm khả năng áp dụng kiến thức vào công việc thực tế, dẫn đến sự tự tin thấp trong việc sử dụng PLC.

III. Phương pháp học lập trình PLC hiệu quả

Để vượt qua những thách thức trong việc học lập trình PLC, người học cần áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả. Việc kết hợp lý thuyết và thực hành sẽ giúp củng cố kiến thức và nâng cao kỹ năng.

3.1. Học qua các khóa học trực tuyến

Các khóa học trực tuyến cung cấp kiến thức từ cơ bản đến nâng cao về lập trình PLC, giúp người học dễ dàng tiếp cận và học tập theo tiến độ của riêng mình.

3.2. Thực hành trên thiết bị thực tế

Thực hành trên các thiết bị PLC thực tế giúp người học hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và ứng dụng của PLC trong công nghiệp.

IV. Ứng dụng thực tiễn của PLC trong công nghiệp

PLC được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như sản xuất, chế biến thực phẩm, và tự động hóa nhà máy. Việc hiểu rõ ứng dụng của PLC sẽ giúp người học có cái nhìn tổng quan về vai trò của nó trong ngành công nghiệp.

4.1. Ứng dụng trong dây chuyền sản xuất

PLC giúp tự động hóa các quy trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

4.2. Ứng dụng trong hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC để quản lý và điều khiển các thiết bị như băng tải, máy móc, và các thiết bị khác trong nhà máy.

V. Kết luận và tương lai của lập trình PLC

Lập trình PLC là một kỹ năng quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, việc nắm vững lập trình PLC sẽ giúp người học có nhiều cơ hội nghề nghiệp trong tương lai.

5.1. Xu hướng phát triển của PLC

PLC đang ngày càng được cải tiến với nhiều tính năng thông minh, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong điều khiển tự động.

5.2. Cơ hội nghề nghiệp trong lĩnh vực PLC

Nhu cầu về kỹ sư lập trình PLC ngày càng tăng, mở ra nhiều cơ hội việc làm cho những ai có kỹ năng và kiến thức vững vàng trong lĩnh vực này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Sä LAO ĐÞNG – TH¯¡NG BINH VÀ Xà HÞI HÀ NÞI TR¯âNG TRUNG CÂP CÔNG NGHà VÀ DU LàCH HÀ NÞI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: PCL CN BÀN NGHÂ: CÔNG NGHà KỸ THU¾T ĐIàN – ĐIàN TĀ TRÌNH ĐÞ: TRUNG CÂP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 32/QĐ-CNDL ngày 28 tháng 02 năm 2023 của Hiệu trưởng Trường Trung cấp Công nghệ và Du lịch Hà Nội ) Hà Nßi, nm 2023 GIàI THIàU PLC (Programmable Logic Control) là các thiÁt bá điÃu khiÅn logic lÁp trình đ°ÿc. Do có nhiÃu °u thÁ cÁ và kỹ thuÁt l¿n kinh tÁ nên PLC hián nay đang đ°ÿc dùng r¿t phá biÁn trong viác điÃu khiÅn các há tháng tự đßng trong các nhà máy, xí nghiáp và các āng dāng khác cÿa đßi sáng. Đó là lý do PLC đ°ÿc đ°a vào giÁng d¿y chính thāc trong ch°¢ng trình cÿa há Cao đẳng và trung c¿p nghÃ, chuyên ngành Đián công nghiáp, Kỹ thuÁt máy l¿nh và ĐiÃu hòa không khí. Hián nay, tài liáu và PLC không hiÁm, tuy nhiên các tài liáu này đ°ÿc biên so¿n vái nhiÃu māc đích khác nhau do đó cũng r¿t đa d¿ng.

Có những tài liáu thuÁn và lý thuyÁt, cũng có những tài liáu đi sâu vào viác h°áng d¿n ng°ßi hãc cách lÁp trình và mô phßng mßt sá bài tÁp āng dāng, bên c¿nh đó còn có các tài liáu có nßi dung r¿t bao quát, trình bày tÿ những kiÁn thāc hÁt sāc căn bÁn đÁn các nßi dung nâng cao v°ÿt ngoài khÁ năng hiÅu biÁt cÿa đái t°ÿng sinh viên cao đẳng và hãc sinh trung c¿p. Các tài liáu này đa phÁn đÃu không bám sát ch°¢ng trình chi tiÁt đang áp dāng t¿i tr°ßng nên trong quá trình giÁng d¿y, giáo viên th°ßng phÁi s°u tÁm nhiÃu ngußn tài liáu khác nhau và á mỗi tài liáu, giáo viên trích ra mßt vài nßi dung đÅ giÁng d¿y. Thực tr¿ng này làm cho c¿u trúc ch°¢ng trình môn hãc không mang tính khoa hãc và cũng t¿o nên sự không tháng nh¿t giữa các giáo viên cùng d¿y mßt môn hãc. Sau vài năm giÁng d¿y và nghiên cāu lĩnh vực PLC, tôi đã biên so¿n nên tÁp <Giáo trình PLC c¢ bÁn= vái chÿ đích nh° sau: - Hình thành mßt tài liáu mang tính tháng nh¿t và nßi dung và hình thāc cho môn hãc PLC.

- Tài liáu này có nßi dung bám sát ch°¢ng trình chi tiÁt đang áp dāng t¿i tr°ßng. - Các kiÁn thāc trong tài liáu đÁm bÁo tính chính xác, khoa hãc và đ°ÿc dißn đ¿t bằng ngôn tÿ dß hiÅu. - Nßi dung tài liáu rõ ràng, xúc tích, hình Ánh minh hãa dß hiÅu, giúp ng°ßi hãc có thÅ tự hãc tÁp, nghiên cāu thêm. Giáo trình này gßm các nßi dung chính sau: Bài 1: Đ¿i c°¢ng và điÃu khiÅn lÁp trình.

Bài 2: Cài đ¿t và sā dāng phÁn mÃm S7-300 Bài 3: Các phép toán nhá phân cÿa PLC. Bài 4: Các phép toán sá cÿa PLC Bài 5: KÁt nái há tháng điÃu khiÅn PLC Đây là giáo trình đ°ÿc biên so¿n dựa trên các tài liáu có sẳn và kiÁn thāc cÿa bÁn thân. Trong quá trình biên so¿n khó tránh khßi những thiÁu sót, r¿t mong đ°ÿc sự góp ý chân thành cÿa đßng nghiáp và các nhà chuyên môn nhằm giúp cho giáo trình đ°ÿc cÁp nhÁt, chßnh sāa đÅ ngày càng hoàn thián h¢n trong thßi gian tái. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 1 MĀC LĀC GIàI THIàU .2 CH¯¡NG TRÌNH MÔ ĐUN PLC C¡ BÀN .6 Bài 1: Đ¾I C¯¡NG V ĐIÂU KHIÄN LÀP TRÌNH.

CÃu trúc c¢ bÁn căa há tháng điÃu khiÅn. Tổng quan và các há tháng điÃu khiÅn. Giái thiáu và PLC. S¢ l°ÿc và lách sā phát triÅn:.

CÃu trúc c¢ bÁn và ho¿t đßng căa mßt PLC. Các tính nng căa PLC S7-300. CÃu trúc phÅn cứng PLC S7-300:. CÃu trúc bß nhá PLC S7-300: .24 Bài 2: CÀI Đ¾T VÀ SĀ DĀNG PHÀN MÂM S7-300.

Cài đ¿t phÅn mÃm Step7. Giái thiáu phÅn mÃm Step7. Các b°ác cài đ¿t phÅn mÃm Step7. PHÄN THĀC HÀNH:.

Sā dāng phÅn mÃm Step7:. Khåi đßng ch°¢ng trình t¿o project:. Cách 1: L°u Project m¿c đánh trong á C:/Program Files/&. Cách 2: L°u Project vào các ổ đĩa khác:.

ThiÁt l¿p phÅn cứng:. ViÁt ch°¢ng trình điÃu khiÅn:. Mô phßng ch°¢ng trình. Download ch°¢ng trình lên PLC.

PHÄN THĀC HÀNH .49 Bài 3: CÁC PHÉP TOÁN NHà PHÂN. Các lánh vào/ra tiÁp điÅm. Bit nhá trung gian:. PHÄN THĀC HÀNH:.

Các liên kÁt nhá phân, đ¿i sá boolean. Phép toán AND:. Phép toán OR:. PHÄN THĀC HÀNH.

Lánh Set/Reset. Lánh Set/Reset mßt FlipFlop:. PHÄN THĀC HÀNH. Lánh nh¿n biÁt c¿nh tín hiáu:.

Nh¿n biÁt tín hiáu c¿nh lên (Vi phân c¿nh lên) : .Nh¿n biÁt tín hiáu c¿nh xuáng (Vi phân c¿nh xuáng):. PHÄN THĀC HÀNH:. Lánh nhÁy không điÃu kián: .Lánh nhÁy có điÃu kián. PHÄN THĀC HÀNH: .Bài tÁp āng dāng .60 Bài 4: CÁC PHÉP TOÁN Sà HâC.

Timer trong PLC:. Timer t¿o xung không có nhá ( Pulse Timer – SP):. Timer t¿o xung có nhá (Extended Pulse Timer - SE). Trß theo s°ãn lên không có nhá ( On Delay Timer - SD).

Trß theo s°ãn lên có nhá ( Latching On Delay Timer - SS). Timer trß theo s°ãn xuáng ( Off Delay Timer - SF). PHÄN THĀC HÀNH:. Bài t¿p ứng dāng.

Nguyên lý làm viác căa counter:. Các lo¿i bß đÁm trong PLC S7-300: * UP COUNTER:. PHÄN THĀC HÀNH. Bài t¿p ứng dāng:.

Lánh n¿p và truyÃn dÿ liáu: .7: C¿u trúc lánh move. PHÄN THĀC HÀNH:. Các lánh so sánh:. PHÄN THĀC HÀNH:.

Các lánh chuyÅn đổi dÿ liáu:. Bài t¿p áp dāng các phép toán sá hãc: .76 Bài 5: KÀT NàI Hà THàNG ĐIÂU KHIÄN PLC. Giái thiáu phÅn cứng kit thí nghiám S7 – 300: .Module må rßng ngß vào sá (Digital Input Module (DI) .79 SM 321 DI 16 x DC24V/321 – 1BH02-0AA0):. Module må rßng ngß ra sá (Digital Output Module (DO).

Analog Input Module SM 331:. Analog Ouput Module SM 332:. Các khái phā trÿ cho thí nghiám. PHÄN THĀC HÀNH:.

Cách kÁt nái dây cho há tháng:. PHÄN THĀC HÀNH:. Bài t¿p ứng dāng: .82 TÀI LIàU THAM KHÀO .84 5 CH¯¡NG TRÌNH MÔ ĐUN PLC C¡ BÀN Tên mô đun: PLC C¡ BÀN Mã mô đun: MĐ 23 Thßi gian thực hián mô đun: 75 giß (Lý thuyÁt: 15 giß, thực hành, thí nghiám, thÁo luÁn: 56 giß, kiÅm tra: 4 giß). Và TRÍ, TÍNH CHÂT CĂA MÔ ĐUN 1.

Vá trí: Tr°ác khi hãc mô đun này cÁn hoàn thành các môn hãc, mô đun c¢ sá và các môn hãc, mô đun chuyên môn, mô đun này nên hãc cuái cùng trong khóa hãc. Tính ch¿t: Là mô đun kỹ thuÁt chuyên ngành, thußc các mô đun đào t¿o nghà bắt bußc. MĀC TIÊU CĂA MÔ ĐUN 1. Và kiÁn thāc: - Trình bày đ°ÿc nguyên lý há điÃu khiÅn lÁp trình PLC; So sánh các °u nh°ÿc điÅm vái bß điÃu khiÅn có tiÁp điÅm và các bß lÁp trình cá nhß khác.

- Phân tích đ°ÿc c¿u t¿o phÁn cāng và nguyên tắc ho¿t đßng cÿa phÁn mÃm trong há điÃu khiÅn lÁp trình PLC. Và kỹ năng: ViÁt thành th¿o các ch°¢ng trình điÃu khiÅn thông dāng trong công nghiáp, biÁt cách mô phßng ch°¢ng trình này trên phÁn mÃm, Download đ°ÿc ch°¢ng trình này và mô hình phÁn cāng, mô hình ho¿t đßng đúng. Và năng lực tự chÿ và trách nhiám: - Trong quá trình làm viác luôn đÁm bÁo tính cẩn thÁn, chính xác, đúng qui trình, đÁm bÁo an toàn cho ng°ßi và thiÁt bá. 6 Bài 1: Đ¾I C¯¡NG V ĐIÂU KHIÄN L¾P TRÌNH Māc tiêu căa bài: - Trình bày đ°ÿc các °u điÅm cÿa điÃu khiÅn lÁp trình so vái các lo¿i điÃu khiÅn khác và các āng dāng cÿa chúng trong thực tÁ.

- Trình bày đ°ÿc c¿u trúc và nhiám vā các khái chāc năng cÿa PLC. - Truy cÁp đ°ÿc các đáa chß các miÃn nhá trong PLC. CÃu trúc c¢ bÁn căa há tháng điÃu khiÅn. Tổng quan và các há tháng điÃu khiÅn.

Do yêu cÁu tự đßng hóa trong công nghiáp ngày càng tăng, đòi hßi sự đáp āng cÿa kỹ thuÁt điÃu khiÅn. ĐÅ giÁi quyÁt v¿n đà này, ta có hai cách: Dùng r¢le, khái đßng tÿ & ho¿c dùng ch°¢ng trình có nhá. Há điÃu khiÅn bằng r¢le và há điÃu khiÅn bằng lÁp trình có nhá khác nhau chÿ yÁu á phÁn xā lý: Thay vì dùng r¢le, tiÁp điÅm và dây nái thì trong ph°¢ng pháp lÁp trình có nhá, chúng đ°ÿc thay bằng các m¿ch đián tā. à há tháng điÃu khiÅn bằng r¢le đián, khi thay đái nhiám vā điÃu khiÅn ng°ßi ta phÁi thay đái m¿ch điÃu khiÅn bằng cách lắp l¿i m¿ch, thay đái phÁn tā mái.

Trong khi đó, đái vái há tháng điÃu khiÅn bằng lÁp trình có nhá, khi thay đái nhiám vā điÃu khiÅn ta chß cÁn thay đái ch°¢ng trình so¿n thÁo. Mßt há tháng điÃu khiÅn th°ßng luôn có ba thành phÁn c¢ bÁn là ngõ vào, bß điÃu khiÅn và tín hiáu ra, th°ßng có s¢ đß khái nh° sau: r(t) e(t) Bß điÃu khiÅn Đái t°ÿng Cht(t) CÁm biÁn Hình 1.1: S¢ đß khái cÿa mßt há tháng điÃu khiÅn - r(t): Ngß vào chuẩn. - Cht(t) : Ngß vào tÿ cÁm biÁn. - Đái t°ÿng : C¢ c¿u ch¿p hành.

- Bß điÃu khiÅn : Chāa ch°¢ng trình điÃu khiÅn há tháng - CÁm biÁn : L¿y tín hiáu đo cho bß điÃu khiÅn. Tín hiáu vào: Tín hiáu vào ( r(t), Cht(t)) đ°ÿc nhÁn tÿ nút nh¿n, bàn phím và các chuyÅn m¿ch. M¿t khác, đÅ đo, kiÅm tra chuyÅn đßng, áp su¿t, l°u l°ÿng ch¿t lßng. PLC phÁi nhÁn tín hiáu tÿ các cÁm biÁn.

Ví dā : tiÁp điÅm hành trình, cÁm biÁn quang đián. tín hiáu đ°a vào PLC có thÅ là tín hiáu sá (Digital) ho¿c tín hiáu t°¢ng tự (Analog). Các tín hiáu này đ°ÿc giao tiÁp vái PLC thông qua các Module nhÁn tín hiáu vào khác nhau DI (ngß vào sá ) ho¿c AI ( ngß vào t°¢ng tự). Hình d¿ng mßt sá thiÁt bá nhÁn tín hiáu vào đ°ÿc trình bày trong hình 1.2: Mßt sá thiÁt bá nhÁn tín hiáu vào 3.

Trong thực tÁ, bß điÃu khiÅn có r¿t nhiÃu lo¿i, đái vái há tháng điÃu khiÅn không dùng ch°¢ng trình có nhá thì bß điÃu khiÅn là các côngtắct¢, các lo¿i r¢le. Đái vái há tháng điÃu khiÅn dùng ch°¢ng trình có nhá, ta có các bß điÃu khiÅn thông dāng sau : a) Máy tính : - Đ°ÿc dùng trong những ch°¢ng trình phāc t¿p, đòi hßi đß chính xác cao. - Cáo giao dián thân thián. - Có thÅ l°u trữ ch°¢ng trình và dữ liáu vái dung l°ÿng lán b) Vi xā lý : - Đ°ÿc dùng trong những ch°¢ng trình có đß phāc t¿p không cao ( vì chß xā lý đ°ÿc 8 bits), đß chính xác th¿p.

- Giao dián không thân thián. - Không l°u trữ ho¿c chß l°u trữ vái dung l°ÿng r¿t ít. - Không bÃn trong môi tr°ßng công nghiáp.