UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: PLC CƠ BẢN NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257 /QĐ-TCĐN-ĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 MỤC LỤC ĐỀ MỤC Trang 1. Giới thiệu mô đun 7 4. Sơ đồ mối liên hệ giữa mô đun và môn học 9 5. Các hình thức học tập chính 10 6.
Đại cương về điều khiển lập trình 11 1.1 Tổng quát về điều khiển 11 1.2 Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình 12 1.3 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác 13 1.4 Các ứng dụng của PLC trong thực tế 15 7. Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC.1 Cấu trúc của một PLC 16 2.2 Thiết bị điều khiển lập trình S7 - 200 19 2.3 Địa chỉ các ngõ vào / ra 20 2.4 Cấu trúc bộ nhớ của S7 – 200 21 2.5 Xử lý chương trình 23 8. Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi 27 3.1 Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi 27 3. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm 35 3.3 Cài đặt và sử dụng phần mềm Step 7-Micro/win 3.
Các phép toán nhị phân của PLC 39 4.1 Các liên kết logic 39 4.2 Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm 49 4.5 Các bài tập ứng dụng 71 10. Các phép toán số của PLC 81 5.1 Chức năng truyền dẫn 81 5.2 Chức năng so sánh 83 5.3 Chức năng dịch chuyển 85 5.4 Chức năng chuyển đổi 86 5.5 Chức năng toán học 89 11. Xử lý tín hiệu analog 98 6.2 Biểu diễn các giá trị analog 98 6.3 Kết nối các ngõ vào / ra analog 99 6.4 Hiệu chỉnh tín hiệu analog 101 6.5 Giới thiệu về mô đun analog PLC S7 200 103 12. PLC của các hãng khác 107 7.1 PLC của hãng Omron 107 7.2 PLC của hãng Mitsubishi 111 7.3 PLC của hãng Siemens (trung bình và lớn) 114 7.
Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC 117 8.2 Cách kết nối dây 118 8.3 Tóm tắt các mô hình và bài tập ứng dụng 119 14. Tài liệu tham khảo 165 2 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun: Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển. Trong các xí nghiệp hiện nay có nhiều hệ thống máy sản xuất sử dụng các bộ điều khiển lập trình. Trên thế giới có nhiều hãng sản xuất các bộ điều khiển lập trình khác nhau như các hãng: Siemens, Omron, Telemecanique, Allen Bredlay,.Về cơ bản chúng đều có các tính năng tương tự, do đó tài liệu này chỉ đề cập sâu đến bộ điều khiển lập trình lọai nhỏ S7 – 200, đang được sử dụng nhiều ở Việt Nam.
Mô đun kỹ thuật điều khiển lập trình cơ bản (PLC cơ bản) là một mô đun chuyên môn của học viên ngành sửa chữa thiết bị điện công nghiệp. Mô đun này nhằm trang bị cho học viên các trường công nhân kỹ thuật và các trung tâm dạy nghề những kiến thức về điều khiển lập trình, với các kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Mô đun này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các ngành khác quan tâm đến lĩnh vực này. Mục tiêu của mô đun Sau khi hoàn tất mô đun này, học viên có năng lực: Trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; So sánh các ưu nhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm và các bộ lập trình cỡ nhỏ khác.
Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC. Thực hiện kết nối dây giữa PC - CPU và thiết bị ngoại vi. Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. Lắp đặt, sửa chữa phần động lực cho các mạch điều khiển sử dụng PLC.
Phân tích luận lý một số chương trình đơn giản. Lắp ráp các mạch bảo vệ và tín hiệu trong các hệ thống điều khiển nói trên. Thực hiện được các ứng dụng cơ bản trong dân dụng và công nghiệp. Mục tiêu thực hiện của mô đun Học xong mô đun này, học viên có năng lực: Trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; So sánh các ưu nhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm và các bộ lập trình cỡ nhỏ khác theo nội dung trong bài.
Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC. Thực hiện kết nối dây giữa PC - CPU và thiết bị ngoại vi theo các tiêu chuẩn của kỹ thuật điện. Phân tích chính xác luận lý một số chương trình đơn giản. Lắp ráp thành thạo các mạch bảo vệ và tín hiệu trong các hệ thống điều khiển nói trên đảm bảo kỹ thuật và an toàn.
Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp theo yêu cầu. Nội dung chính của mô đun: Mô đun PLC cơ bản gồm các nội dung chính sau: Bài 1. Đại cương về điều khiển lập trình. Cấu trúc và phương thức họat động của một PLC.
Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngọai vi. Các phép toán nhị phân của PLC. Các phép toán số của PLC. Xử lý tín hiệu analog.
PLC của các hãng khác. Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC. 4 s¬ ®å mèi liªn hÖ gi÷a c¸c m«-®un vµ m«n häc trong ch¬ng tr×nh m¸y ®IÖn -17 cung cÊp ®IÖn 1 - 19 vÏ kt c¬ khÝ- 10 q -d©y m¸y ®IÖn -18 trang bÞ ®Ön 2 - 26 kü thuËt nguéi - 12 trang bÞ ®IÖn 1 - 21 §ÇU VµO kü thuËt ®IÖn - 08 Plc c¬ b¶n -27 §ÇU RA kü thuËt sè - 25 vËt liÖu ®IÖn -13 k-thuËt c¶m biÕn - 24 Thùc tËp s¶n suÊt C¸c m«n häc chung khÝ cô ®IÖn - 14 ®IÖn tö øng dông - 23 ChÝnh trÞ - 01 ®o lêng ®IÖn 1 - 16 kt l¾p ®Æt ®IÖn - 20 PH¸P LUËT - 02 vÏ ®IÖn - 11 THÓ CHÊT - 03 t-h trang bÞ ®IÖn 1 - 22 ®IÖn tö c¬ b¶n - 09 Q. phßNG - 04 thiÕt bÞ ®IÖn gd - 15 TIN HäC - 05 ANH V¡N - 06 Mét m«-®un bæ trî Ghi chú: Kỹ thuật điều khiển lập trình cơ bản (PLC cơ bản) là mô đun chuyên môn của ngành sửa chữa thiết bị điện công nghiệp.
Trước khi học mô đun này học viên phải hoàn tất mô đun trang bị điện 1, kỹ thuật số, kỹ thuật Atl® - 07 cảm biến, vi tính .hoặc qua kiểm tra đầu vào. Mọi học viên phải học và đạt kết quả chấp nhận được đối với các bài kiểm tra đánh giá và thi kết thúc như đã đặt ra trong chương trình đào tạo. 5 CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN 1. Học lý thuyết tại phòng học chuyên dùng.
Học thực hành tại xưởng. Tự học ở nhà và tham quan thực tế. Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun. Yêu cầu về kiến thức: Cấu trúc và hoạt động của một PLC; Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi, an toàn cho PLC.
Các phép toán nhị phân của PLC. Các phép toán số của PLC. Xử lý tín hiệu analog và Các họ PLC khác. Yêu cầu về kỹ năng Sử dụng thành thạo các thiết bị huấn luyện và các mô hình, học cụ trong phòng PLC.
Kết nối thành thạo PLC và các thiết bị ngọai vi. Thực hiện các bài toán theo lập trình tuyến tính, lập trình theo cấu trúc. Thử trên máy thực. Sử dụng thành thạo chương trình mô phỏng.
Kiểm tra/xác định hư hỏng nếu có. Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. Công cụ đánh giá Lý thuyết: - Sử dụng ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm. - Ngân hàng đáp án để tạo bộ đề thi.
Thực hành: - Thực hiện các bài tập trên thiết bị lập trình - Thực hiện các bài tập trên mô hình thực tập Bảng tiêu chí đánh giá Thời gian qui định Sản phẩm đánh giá: Các bài kiểm tra, bài thi, bài thực hành. Phương pháp đánh giá: - Có thể đánh giá theo quá trình. Yêu cầu về thái độ Nghiêm túc, tích cực, chủ động trong học tập. Chấp hành nghiêm chỉnh nội qui của xưởng.
6 Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1. Tổng quát về điều khiển: Trong ứng dụng các công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp, mục tiêu tăng năng suất lao động được giải quyết 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 xử lý Hình 1.1 : Các thành phần trong hệ thống điều khiển +Khối vào: Để chuyển đổi các đại lượng vật lý thành các tín hiệu điện, các bộ chuyển đổi có thể là các nút nhấn, cảm biến, điện trở đo sức căng.v… và tùy theo bộ chuyển đổi mà tín hiệu ra khỏi khối vào có dạng ON/OFF (Binary) hoặc dạng liên tục (Analog).