UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN Bình Định, năm 2018 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu Lắp đặt, lập trình PLC ứng dụng cho nghề Điện công nghiệp cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về lắp đặt mạch điện trong lĩnh vực điện công nghiệp, lập trình điều khiển thiết bị bằng PLC trong hệ thống điện công nghiệp. Trên cơ sở đó có được những hiểu biết cần thiết để lắp đặt vận hành, bảo quản và sữa chữa các thiết bị điện; đây là mô đun cơ sở làm nền tảng để học viên học tập mô đun vận hành hệ thống PLC.
Ngoài ra, mô đun này cũng nhằm cung cấp cho người học khả năng phân tích, lựa chọn và thiết kế một số mạch tự động điều khiển trong hệ thống cơ điện tử. Trên cơ sở phân tích nêu trên, tài liệu được biên soạn bao gồm các nội dung sau: Bài 1: Giới thiệu PLC và phần mềm lập trình Bài 2: Lập trình, điều khiển sử dụng các lệnh cơ bản Bài 3: Lập trình, điều khiển sử dụng Timer và Counter Bài 4: Lập trình, điều khiển mô hình thang máy xây dựng Bài 5: Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống trộn sơn Bài 6: Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống đóng hộp táo Bài 7: Lập trình, điều khiển mô hình xe chuyển nguyên liệu Tài liệu bao gồm những vấn đề cơ bản và cần thiết nhất cho người đọc nhằm bổ sung kiến thức và rèn luyện kỹ năng nghề, được biên soạn dựa trên cơ sở các giáo trình dạy nghề của Bộ đã ban hành cùng với những kinh nghiệm giảng dạy của nhiều giáo viên trong trường. Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong độc giả đóng góp ý kiến để tài liệu được hoàn thiện hơn., ngày……tháng……năm……… Tác giả Nguyễn Minh Nhất 3 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 MỤC LỤC 3 Bài 1. Giới thiệu PLC và phần mềm lập trình 6 1.
Giới thiệu chung về PLC và bài toán điều khiển 6 1. Khái quát chung về PLC. So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác. Các ứng dụng của PLC trong thực tế.
Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC S7-200 8 1. Địa chỉ các ngõ vào/ra. Cấu trúc bộ nhớ của PLC. Cài đặt và sử dụng phần mềm STEP 7 – MicroWin 13 1.
Kiến thức liên quan. Trình tự thực hiện. Lập trình, điều khiển sử dụng các lệnh cơ bản 22 2. Các lệnh liên kết cơ bản 22 2.
Các tiếp điểm đặc biệt 23 2. Lệnh Set và Reset trong PLC 24 2. Phương pháp kết nối PLC và các thiết bị ngoại vi 25 2. Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi.
Phương pháp kiểm tra việc kết nối dây bằng phần mềm. Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, quay một chiều 35 2. Kiến thức liên quan. Trình tự thực hiện.
Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, đảo chiều quay gián tiếp 43 2. Kiến thức liên quan. Trình tự thực hiện. Lập trình, điều khiển sử dụng Timer và Counter 49 3.
Lập trình, điều khiển sử dụng Timer 49 3. Các loại Timer trong PLC. Lập trình, điều khiển ứng dụng Timer. Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động sao làm việc tam giác 56 3.
Kiến thức liên quan. Trình tự thực hiện. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập. Lập trình, điều khiển sử dụng bộ đếm Counter 61 4 3.
Các loại Counter trong PLC. Lập trình, điều khiển ứng dụng Counter. Lập trình, điều khiển hệ thống băng tải đếm sản phẩm 69 3. Kiến thức liên quan.
Trình tự thực hiện. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập. Lập trình, điều khiển mô hình thang máy xây dựng 76 4. Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ 76 4.
Lắp đặt và nối dây 77 4. Lập trình điều khiển 79 4. Vận hành và kiểm tra 83 Bài 5. Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống trộn sơn 85 5.
Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ 85 5. Lắp đặt và nối dây 86 5. Lập trình điều khiển 88 5. Vận hành và kiểm tra 91 Bài 6.
Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống đóng hộp táo 94 6. Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ 94 6. Lắp đặt và nối dây 95 6. Lập trình điều khiển 97 6.
Vận hành và kiểm tra 101 Bài 7. Lập trình, điều khiển mô hình xe chuyển nguyên liệu 103 7. Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ 103 7. Lắp đặt và nối dây 105 7.
Lập trình điều khiển 106 7. Vận hành và kiểm tra 110 Tài liệu tham khảo 112 5 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lắp đặt, lập trình PLC Mã mô đun: MĐ 20 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (LT: 30; TH: 58; KT: 02) Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: mô đun này được giảng dạy sau khi học xong các môn đun: máy điện; lắp đặt, sửa chữa mạch điện máy công nghiệp; lắp đặt bộ lập trình cỡ nhỏ. - Tính chất: là mô đun chuyên ngành đào tạo nghề Điện công nghiệp, trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng về lập trình PLC. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày được tổng quan về bộ 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 sử dụng đươc phần mềm điều khiển lập trình PLC; + Kết nối và truyền dữ liệu được giữa PLC và máy tính.
- 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 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 lỗi sai và sửa chữa khắc phục. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tác phong công nghiệp, chủ động trong công việc; + Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung của mô đun: Thời gian (giờ) Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra 1 Bài 1: Giới thiệu PLC và phần mềm lập trình 09 06 03 0 Bài 2: Lập trình, điều khiển sử dụng các lệnh 2 21 06 15 0 cơ bản Bài 3: Lập trình, điều khiển sử dụng Timer và 3 27 06 20 01 Counter Bài 4: Lập trình, điều khiển mô hình thang 4 08 03 05 0 máy xây dựng Bài 5: Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống 5 08 03 05 0 trộn sơn Bài 6: Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống 6 08 03 05 0 đóng hộp sản phẩm Bài 7: Lập trình, điều khiển mô hình xe 7 09 03 05 01 chuyển nguyên liệu Cộng 90 30 58 02 6 BÀI 1. GIỚI THIỆU PLC VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH Mã bài: MĐ 20 – 01 Thời gian: 09 giờ (LT: 02; TH: 02; Tự học: 05) Giới thiệu: PLC là bộ điều khiển lập trình (Programable Logic Controller) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua các ngôn ngữ lập trình.
Với chương trình điều khiển của PLC đã tạo cho nó trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán, các số liệu và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Ngày nay, việc sử dụng PLC trong các nhà máy, xí nghiệp hay dân dụng đã trở nên phổ biến, vì thế việc tìm hiểu và sử dụng PLC là một bộ điều khiển lập trình không thể thiếu đối với sinh viên ngành Điện công nghiệp, đặc biệt là những sinh viên yêu thích lĩnh vực tự động hóa. Mục tiêu: Sau khi học xong bài này, học sinh có khả năng: - Trình bày được khái niệm và đặc điểm của PLC; - Phân tích được các dạng bài toán điều khiển và giải bài toán điều khiển; - Trình bày được các ưu điểm của điều khiển lập trình so với các loại điều khiển khác và các ứng dụng của chúng trong thực tế; - Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC; - Cài đặt, sử dụng được phần mềm STEP 7 – MicroWin 4.0; - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học. Giới thiệu chung về PLC và bài toán điều khiển 1.
Khái quát chung về PLC PLC là bộ điều khiển lập trình (Programable Logic Controller) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua các ngôn ngữ lập trình. Với chương trình điều khiển của PLC đã tạo cho nó trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán, các số liệu và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các hệ thống điều khiển bằng Relay, Contactor thông thường. Ta hãy thử so sánh ưu khuyết điểm của hai hệ thống trên: Hệ thống điều khiển thông thường: - Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn và relay trên bảng điều khiển.
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế, lắp đặt. - Tốc độ hoạt động chậm. - Công suất tiêu thụ lớn. - Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ, tốn nhiều thời gian.
-Khó bảo quản và sửa đổi. Hệ thống điều khiển bằng PLC: - Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn. 7 - Công suất tiêu thụ ít hơn. - Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn nhờ phần mềm điều khiển bằng máy tính.
- Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn. - Bảo trì và bảo quản dễ dàng hơn. - Độ bền và độ tin cậy vận hành cao. - Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
- Có thiết bị chống nhiễu. - Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu. - Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện các lệnh tuần tự của nó. - Các module rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết.