ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGUYỆT (Chủ biên) NGUYỄN ĐỨC NAM – NGUYỄN VĂN SÁU GIÁO TRÌNH PLC CƠ BẢN Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU PLC cơ bản là mô đun chuyên môn trong chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí. Việc học tập tốt môn học này là cơ sở, tiền đề để lập trình điều khiển các hệ thống lạnh trong công nghiệp. Giáo trình của môn học gồm 5 bài với thời lượng 90 giờ. Giáo trình đã đề cập tới những kiến thức cơ bản nhất của điều khiển lập trình PLC, để học sinh sinh viên có thể hiểu được các phương pháp và cách thức lập trình các bài toán cơ bản trong phạm vi của nghề.
Mặc dù đã hết sức cố gắng, song sai sót là khó tránh. Tác giả rất mong nhận được các ý kiến phê bình, nhận xét của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Chủ biên: Nguyễn Thị Nguyệt 1 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU. 1 Bài 1 Giới thiệu chung về PLC và bài toán điều khiển.1 Giới thiệu chung về PLC .2 Bài toán điều khiển .3 Ứng dụng của hệ thống điều khiển PLC:.
12 Bài 2 Đại cương về điều khiển lập trình.1 Tổng quát về một PLC .2 PLC Q03UDV của hãng Mitsubishi .3 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi. 38 Bài 3 Các phép toán nhị phân của PLC .1 Các liên kết logic .2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm (SET, RST). 60 Bài 4 Các phép toán số của PLC .1 Chức năng truyền dẫn.2 Lệnh so sánh (=, >, <, <>, >=, <=) .3 Chức năng chuyển đổi (Converter) .4 Các lệnh xử lý toán học .5 Lệnh đồng hồ thời gian thực. 75 Bài 5 Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC .1 Lập trình điều khiển động cơ có đảo chiều quay .2 Lập trình điều khiển đếm sản phẩm .3 Lập trình điều khiển đèn giao thông .4 Lập trình điều khiển xe chuyển nhiên liệu .5 Lập trình điều khiển trộn liệu .6 Lập trình điều khiển hệ thống nâng hàng.
92 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 94 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: PLC CƠ BẢN Mã mô đun: MĐ 18 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành/ thực tập/thí nghiệm/ bài tập/thảo luận: 57 giờ; Kiểm tra: 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, Trang bị điện. - Tính chất: Là mô đun bắt buộc.
Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày các khái niệm về điều khiển lập trình chính xác theo nội dung đã học và cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC chính xác theo nội dung đã học; - Về kỹ năng: + Kết nối thành thạo phần cứng của PLC - PC với thiết bị ngoại vi. + Lập trình được chương trình để thực hiện một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. + Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi và sửa chữa khắc phục. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tác phong công nghiệp.
Nội dung mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: 3 Thời gian (giờ) Trong đó Số Tên các bài trong mô Thực hành/ TT đun Tổng số Lý thực tập/thí Kiểm thuyết nghiệm/ bài tra tập/thảo luận 1 Bài 1: Giới thiệu chung 1 1 về PLC và bài toán điều khiển 1. Giới thiệu chung về 0. Bài toán điều khiển 0.5 2 Bài 2: Đại cương về điều 4 3 1 khiển lập trình 2.Tổng quát về một PLC 1 1 2.
Kết nối dây giữa PLC 1 1 và các thiết bị ngoại vi 2. Cài đặt và sử dụng 2 1 1 phần mềm GX Work2 3 Bài 3: Các phép toán nhị 20 9 10 1 phân của PLC 3. Các liên kết logic 2 1 1 3. Các lệnh ghi/xóa giá 2 1 1 trị cho tiếp điểm 3.
Bài tập ứng dụng 10 3 6 1 4 Bài 4: Các phép toán số 20 9 10 1 của PLC 4. Chức năng truyền dẫn 4 1 3 4. Chức năng so sánh 4 1 3 4 4. Chức năng chuyển 4 2 2 đổi (Converter) 4.
Chức năng toán học 3 2 1 4. Đồng hồ thời gian 5 3 1 1 thực 4 Bài 5: Lập trình điều 45 8 36 1 khiển bằng PLC 5. Lập trình điều khiển 4 0.5 động cơ có đảo chiều quay 5. Lập trình điều khiển 4 0.5 hệ thống cân và cấp liệu 5.
Lập trình điều khiển 5 1 4 đếm sản phẩm 5. Lập trình điều khiển 5 1 4 đèn giao thông 5. Lập trình điều khiển 5 1 4 xe chuyển nhiên liệu 5. Lập trình điều khiển 5 1 4 trộn liệu 5.
Lập trình điều khiển 5 1 4 cầu trục 5. Lập trình điều khiển 5 1 4 hệ thống nâng hàng 5. Lập trình điều khiển 7 1 5 1 biến tần Cộng 90 30 57 3 5 Bài 1 Giới thiệu chung về PLC và bài toán điều khiển 1.1 Giới thiệu chung về PLC 1.1 Định nghĩa Bộ điều khiển logic có thể thể lập trình được (Programable Logic Controller) là một thiết bị có thể xem như là có thể coi như là một máy tính công nghiệp với một cấu trúc được thiết kế đặc biệt bao gồm cả khối điều khiển trung tâm (Main CPU) và mạch giao tiếp với các thiết bị trường (Các đầu vào/ra nối với các thiết bị chấp hành) trên cùng một Module để thức hiện các chức năng điều khiển. PLC có khả năng thực hiện các lệnh như: Các lệnh tuần tự, định thời, đếm, xử lí dữ liệu và truyền thông để điều khiển hoạt động của các máy gia công công nghiệp và điều khiển các quá trình sản xuất.
Ứng dụng của PLC 1.2 Lịch sử phát triển Ý tưởng về bộ điều khiển logic có khả năng lập trình được các kĩ sư của hãng General Motors đưa ra đầu tiên vào năm 1968 với mục đích để giảm giá thành cho các hệ thống điều khiển bằng role. Đặc biệt bộ điều khiển logic lập trình được yêu cầu phải nhỏ gọn, có khả năng xử lí linh hoạt như máy tính, có khả năng làm việc lâu dài trong môi trường công nghiệp, có khả năng lập trình và bảo dưỡng bởi các kĩ sư, các kĩ thuật viên của các nhà máy, có khả năng tái sử dụng. Hơn nữa hệ thống điều khiển dùng bộ điều khiển logic lập trình được phải giảm được thời gian dừng máy và có khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai. Một số đặc tính của PLC: - Hệ thống điều khiển dùng PLC có giá thành có thể so sánh được với hệ thống điều khiển dùng role; 6 - PLC phải có khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp; - Dễ dàng thay thế các đầu vào/ ra; - PLC phải được thiết kế dạng Module, dẽ dàng tháo rời thuận tiện cho việc thay thế và sửa chữa; - Có khả năng tái sử dụng; - Phương pháp lập trình phải đơn giản; Ngày nay với cùng với sự phát triển của công nghệ, các bộ điều khiển logic lập trình được cũng không ngừng phát triển ngày càng được nâng cấp cả về thiết kế và tính năng cả về phần cứng và phần mềm.
Một số đặc điểm của PLC ngày nay: - Thời gian chu kì quét nhanh hơn nhờ việc sử dụng công nghệ mới; - Số lượng đầu vào ra nhiều hơn; - Giao diện vào ra được mở rộng tiêu biểu như giao diện PID, Network, Canbus, Fieldbus…; - Nâng cao khả năng truyền thông; - Cung cấp công cụ lập trình hướng đối tượng với nhiều ngôn ngữ khác nhau; - Tập lệnh nhiều hơn; - Ngôn ngữ bậc cao như Basic, C cũng được sử dụng để viết chương trình cho một số loại PLC để việc lập trình linh hoạt hơn khi thực hiện truyền thông với các thiêt bị ngoại vi và xử lí dữ liệu; - Có thể xử lí dữ liệu dạng số thực; Trong tương lai cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông, thông qua mạng truyền thông công nghiệp, PLC kết nối với PLC và kết nối với máy tính tạo thành một hệ thống sản xuất tích hợp, sự kết nối đó giúp năng cao khả năng tự động hóa trong các hệ thống sản xuất và dễ dàng chia sẻ tài nguyên với các hệ thống điều khiển khác như: Hệ thống điều khiển số NC (numerical controls), Robots, CAD/CAM, các máy tính cá nhân, các hệ thống thông tin quản lý… Các công nghệ mới được sử dụng trong PLC đã nâng cao khả năng hoạt động của các hệ thống giao tiếp vào ra, GUI (Graphic User Interfaces), giao tiếp giữa người và máy (HMI). Sự phát triển của các hệ thống giao tiếp này cho phép truyền thông PLC với các thiết bị, phần cứng và phần mềm thông minh như: hệ thống vào ra logic mờ. Việc nâng cao tính năng phần mềm sẽ cung cấp khả năng 7 kết nối tốt hơn giữa các loại thiết bị khác nhau, sử dụng cùng một chuẩn truyền thông thông qua hệ thống mạng. Các lệnh nâng cao của PLC ngày nay đã giúp cho các bộ điều khiển logic lập trình được trở nên thông minh hơn và nâng cao năng lự hoạt động của hệ thống.
Khái niệm hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufaturing System) sẽ làm thay đổi triết lý điều khiển. Tuy nhiên trong tương lai thì PLC vẫn sẽ là bộ điều khiển được sử dụng hầu khắp các nhà máy nhưng phương pháp điều khiển sẽ thay đổi chuyển từ điều khiển tập chung sang điều khiển phân tán một cách “Thông minh”. Khi đó PLC “Cỡ lớn” được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu tính toán phức tạp, quản lý mạng truyền thông và giám sát các PLC “nhỏ hơn”, các bộ điều khiển trực tiếp các máy gia công.2 Bài toán điều khiển Tự động hóa trong sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của người 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.
