MỤC LỤC Trang MỤC LỤC .1 DANH MỤC HÌNH .4 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN .8 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC .1 Các hệ thống điều khiển .2 Khái niệm chung về PLC .1 Khái niệm về PLC.2 Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển dùng PLC .3 Chu kỳ quét của PLC: .4 Các ngôn ngữ lập trình của PLC .3 Một số kiến thức cơ bản phục vụ lập trình .2 Định dạng bộ nhớ.3 Các kiểu dữ liệu .16 Bài tập cuối bài 1 .18 BÀI 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-200 CPU-224 CỦA SIEMENS .1 Các thông số kỹ thuật chính của PLC S7-200 CPU-224 .2 Cổng truyền thông .3 Công tắc chọn chế độ hoạt động .4 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ .2 Sơ đồ đấu nối phần cứng của PLC S7 200 CPU 224 .1 Sơ đồ đấu nối phần cứng.2 Kết nối PLC với thiết bị lập trình .3 Cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-200 CPU-224 .1 Cấu trúc bộ nhớ .2 Cách truy cập bộ nhớ dữ liệu của PLC S7-200 CPU-224 .4 Phần mềm lập trình Step7 MicroWin V4.1 Phương pháp lập trình .2 Lập trình với Step7 MicroWin V4.26 Bài tập cuối bài 2 .32 BÀI 3: GIỚI THIỆU TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200 CPU-224 .1 Lệnh vào/ra, ghi/xóa .2 Lệnh logic các tiếp điểm .7 AndB - AndW - AndDW .3 Bộ định thời TON.4 Lệnh so sánh .1 So sánh bằng .2 So sánh nhỏ hơn hoặc bằng .3 So sánh lớn hơn hoặc bằng .5 Bộ đếm CTU và CTUD.6 Lệnh dịch chuyển dữ liệu .7 Đồng hồ thời gian thực .61 Bài tập cuối bài 3 .63 BÀI 4: LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC S7-200 CPU-224 .1 Ứng dụng lệnh vào ra ghi xóa .1 Điều khiển đảo chiều động cơ bằng nút ấn .2 Điều khiển động cơ sử dụng nút ấn .3 Điều khiển đèn báo sử dụng công tắc và nút ấn .2 Ứng dụng lệnh logic các tiếp điểm .1 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 1 .2 Điều khiển thang máy xây dựng .3 Điều khiển đóng mở cửa bằng nút ấn .3 Ứng dụng bộ định thời TON .1 Điều khiển sự di chuyển của thiết bị nâng .2 Điều khiển băng chuyền .3 Mạch xác định ưu tiên.4 Điều khiển motor của băng chuyền .4 Ứng dụng lệnh so sánh .1 Điều khiển khởi động và dừng tuần tự dãy động cơ .2 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 2 .3 Điều khiển đảo chiều kết hợp khởi động sao – tam giác động cơ 3 pha .5 Ứng dụng bộ đếm CTU và CTUD .1 Điều khiển tăng giảm số động cơ hoạt động .2 Điều khiển hệ thống đóng gói trái cây .3 Điều khiển hệ thống hoạt động nhiều chế độ sử dụng 1 nút ấn .4 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 3 .5 Phân loại sản phẩm theo độ dài .6 Ứng dụng lệnh dịch chuyển dữ liệu .1 Điều khiển dãy động cơ sử dụng lệnh nạp MOV .2 Điều khiển lò sấy .3 Điều khiển dãy đèn sử dụng lệnh dịch .4 Điều khiển dãy đèn sử dụng lệnh xoay .7 Ứng dụng đồng hồ thời gian thực .1 Điều khiển đóng mở hệ thống điện tự động theo thời gian thực .2 Điều khiển báo chuông trường học theo thời gian thực .3 Điều khiển đèn giao thông theo thời gian thực .105 Bài tập cuối bài 4 .108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .116 3 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát một hệ điều khiển.2: Ví dụ về hệ thống cơ điện.3: Ví dụ về hệ thống điện tử.4: Ví dụ về hệ thống sử dụng vi xử lý, vi điều khiển.5: Ví dụ về hệ thống sử dụng máy tính.6: Ví dụ về hệ thống sử dụng PLC.7 Cấu trúc chung một hệ thống điều khiển dùng PLC.8: Một số các thiết bị PLC của Siemens.9: Một số các thiết bị ngõ vào thông dụng.10: Một số các thiết bị ngõ ra thông dụng.11: Chu kỳ quét của CPU.12: Các ngôn ngữ lập trình thông dụng của PLC.13: Kiểu dữ liệu thời gian DT.2: Sơ đồ chân của cổng truyền thông.3: Sơ đồ nối dây PLC S7-200 CPU-224 DC/DC/DC.4: Sơ đồ nối dây PLC S7-200 CPU-224 AC/DC/Relay.5: Cách kết nối PLC với thiết bị lập trình.6: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200.7: Cách truy cập theo bit.8: Cách truy cập theo byte.9: Cách truy cập theo word.10: Cách truy cập theo double word.11: Giới hạn vùng dữ liệu của S7-200 CPU-224.12: Thực hiện chương trình theo vòng quét trong PLC S7-200.13: Giao diện phần mềm lập trình.14: Phương pháp kết nối truyền thông.15: Phương pháp lập trình.16: Lưu trữ chương trình.17: Nạp chương trình.18: Vận hành chương trình.2: Giản đồ thời gian ví dụ 1.4: Giản đồ thời gian ví dụ 2.5: Ví dụ lệnh Set.6: Giản đồ thời gian lệnh Set.7: Ví dụ lệnh Reset.8: Ví dụ lệnh EU.9: Giản đồ thời gian lệnh EU.10: Ví dụ lệnh ED.11: Giản đồ thời gian lệnh ED.12: Ví dụ lệnh AND.13: Giản đồ thời gian lệnh AND.14: Ví dụ lệnh AND NOT.15: Giản đồ thời gian lệnh AND NOT.16: Ví dụ lệnh OR.17: Giản đồ thời gian lệnh OR.18: Ví dụ lệnh OR NOT.19: Giản đồ thời gian lệnh OR NOT.20: Ví dụ lệnh AND LOAD.21: Ví dụ lệnh OR LOAD.22: Ví dụ lệnh logic.23: Kết quả ví dụ lệnh logic.24: Phân loại TON.25: Giản đồ thời gian TON.26: Giản đồ thời gian TONR.27: Ví dụ lệnh so sánh.28: Ví dụ lệnh CTU.29: Giản đồ thời gian lệnh CTU.30: Ví dụ lệnh CTUD.31: Giản đồ thời gian lệnh CTUD.32: Ví dụ lệnh MOV.33: Ví dụ lệnh MOV.34: Kết quả lệnh Rotate.35: Kết quả lệnh Shift.36: Dữ liệu Real Time của PLC S7-200 CPU-224.37: Ví dụ lệnh Real Time.1: Cấu trúc hệ thống điều khiển đảo chiều động cơ.2: Chương trình điều khiển đảo chiều động cơ.3: Mạch tự giữ.4: Chương trình điều khiển động cơ sử dụng nút ấn.5: Sơ đồ và nguyên lý hoạt động mạch đảo chiều giới hạn hành trình 1.6: Sơ đồ và nguyên lý hoạt động thang máy xây dựng.7: Chương trình điều khiển thang máy xây dựng.8: Sơ đồ mạch điều khiển đóng mở cửa bằng nút ấn.9: Chương trình điều khiển đóng mở cửa bằng nút ấn.10: Cấu trúc mạch điều khiển sự di chuyển của thiết bị nâng.11: Chương trình điều khiển sự di chuyển của thiết bị nâng.12: Cấu trúc mạch điều khiển băng chuyền.13: Giản đồ thời gian mạch điều khiển băng chuyền.14: Chương trình điều khiển băng chuyền.15: Sơ đồ mạch xác định ưu tiên.16: Cấu trúc hệ thống mạch xác định ưu tiên.17: Chương trình mạch xác định ưu tiên.18: Sơ đồ mạch điều khiển motor của băng chuyền.19: Chương trình mạch điều khiển motor của băng chuyền.20: Sơ đồ mạch điều khiển dãy động cơ.21: Chương trình điều khiển dãy động cơ.22: Sơ đồ mạch đảo chiều giới hạn hành trình 2.23: Sơ đồ mạch đảo chiều kết hợp khởi động sao – tam giác.24: Chương trình điều khiển đảo chiều kết hợp khởi động sao – tam giác.25: Cấu trúc mạch tăng giảm số động cơ hoạt động.26: Chương trình điều khiển tăng giảm số động cơ hoạt động.27: Sơ đồ điều khiển hệ thống đóng gói trái cây.28: Chương trình điều khiển hệ thống đóng gói trái cây.29: Sơ đồ điều khiển đèn nhiều chế độ.30: Chương trình điều khiển đèn nhiều chế độ.31: Sơ đồ và nguyên lý hoạt động mạch đảo chiều GHHT 3.32: Chương trình mạch điều khiển đảo chiều GHHT 3.33: Sơ đồ mạch phân loại sản phẩm theo độ dài.34: Chương trình mạch điều khiển dãy động cơ dùng lệnh MOV.35: Chương trình điều khiển đèn sử dụng lệnh xoay.36: Chương trình điều khiển HTĐ theo thời gian thực.37: Chương trình điều khiển báo chuông.38: Giản đồ thời gian đèn giao thông.39: Chương trình điều khiển đèn giao thông.107 7 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: PLC cơ bản Mã số mô đun: ĐT051513 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học xong các mô đun như: Điện tử công suất, Vi xử lí. - Tính chất: Là mô đun bắt buộc. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Cung cấp cho người học những kiến thức và kỹ năng cơ bản về thiết bị điều khiển lập trình PLC; là nền tảng để người học tiếp xúc với các yêu cầu điều khiển tự động phức tạp hơn trong sản xuất thực tế. Mục tiêu mô đun: Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng: - Về kiến thức: + 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 khác.
+ Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC. - Về kỹ năng: + Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. + Kết nối thành thạo phần cứng của PLC - PC với thiết bị ngoại vi. + Viết được chương trình, nạp trình để thực hiện được 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: + Rèn luyện khả năng tư duy trong thiết kế, lập trình PLC. + Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tác phong công nghiệp. Nội dung của mô đun: 8 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 1.1 Các hệ thống điều khiển Một cách tổng quát, hệ điều khiển là tập hợp các thiết bị và các nhóm thiết bị điện tử được thiết lập để bảo đảm tính ổn định, tính chính xác và thay đổi dễ dàng một tiến trình hay một hoạt động sản xuất.
Nó có dạng bất kỳ nào đó và có thể có tầm hoạt động khác nhau, từ bộ phận công suất lớn đến máy móc bán dẫn. Do sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, các tiến trình điều khiển phức tạp đã được thực hiện với những hệ điều khiển có tính tự động cao. Những hệ này có thể là bộ điều khiển logic lập trình được (Programmable Logic Controller_PLC) và có thể có một máy tính chủ. Sự giao tiếp với các thiết bị ngoại vi (bảng thao tác, động cơ, cảm biến, switch, solenoid…) có thể có trong mạng, cho phép hệ điều khiển trong phạm vi rộng với tính mềm dẻo lớn.
Mỗi bộ phận đơn trong hệ điều khiển giữ một vai trò quan trọng bất kể kích cỡ của nó.1, PLC sẽ không hiểu được những gì xảy ra chung quanh nó nếu không có cảm biến. Nó cũng không thể nào kích hoạt được bất kỳ một hoạt động cơ học nào nếu không có một motor. Và nếu cần, một máy tính chủ phải được bố trí để đồng ra lệnh cho các tác vụ riêng biệt. Process Control Network Computer Area Host Computer Touch Panel PLC Touch Panel Control Components Limit Switch Sensor Motor Solenoid Lights Buzzer Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát một hệ điều khiển.2 Khái niệm chung về PLC 1.1 Khái niệm về PLC PLC được viết tắt từ Programmable Logic Controller (bộ điều khiển logic lập trình được).