I. Nghiên cứu và xây dựng bài tập ứng dụng cho modul thí nghiệm PLC cơ bản
Nghiên cứu và xây dựng bài tập ứng dụng cho modul thí nghiệm PLC cơ bản là một công trình khoa học quan trọng, nhằm cung cấp tài liệu thực hành cho sinh viên ngành kỹ thuật điện và tự động hóa. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích và chọn lọc các mạch điện cơ bản, đồng thời xây dựng các bài tập thực hành phù hợp với nội dung môn học. PLC cơ bản (Programmable Logic Controller) là một thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, và việc nghiên cứu này giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng lập trình PLC.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là phân tích và chọn lọc các mạch điện cơ bản, đồng thời xây dựng các bài tập thực hành phù hợp với nội dung môn học Thí nghiệm TBĐ ĐT trong máy công nghiệp. Nghiên cứu cũng hướng đến việc cung cấp bộ thí nghiệm PLC cơ bản cho sinh viên ngành Chế tạo máy và Kỹ thuật Công nghiệp, giúp họ nắm vững kiến thức và kỹ năng lập trình PLC.
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính là PLC S7-200, một thiết bị điều khiển lập trình phổ biến trong công nghiệp. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu cấu trúc, tính năng của PLC S7-200, cũng như khảo sát các thí nghiệm hiện có để xây dựng các bài tập ứng dụng phù hợp. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc thiết kế các thí nghiệm mới dựa trên nhu cầu thực tế của sinh viên.
II. Tổng quan về PLC S7 200
PLC S7-200 là một thiết bị điều khiển lập trình được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó được thiết kế với các tính năng như dễ lập trình, ổn định trong môi trường công nghiệp, và có khả năng mở rộng thông qua các modul bổ sung. PLC S7-200 cũng có khả năng giao tiếp với các thiết bị thông minh khác, giúp tăng hiệu suất và chất lượng của hệ thống điều khiển.
2.1. Cấu trúc cơ bản của PLC S7 200
Cấu trúc cơ bản của PLC S7-200 bao gồm CPU, bộ nhớ, các cổng vào/ra, và các modul mở rộng. CPU 226 của PLC S7-200 có 24 cổng vào và 16 cổng ra, với khả năng mở rộng lên đến 128 cổng vào/ra. Bộ nhớ chương trình của PLC S7-200 là 24KB, đủ để lưu trữ các chương trình phức tạp. Ngoài ra, PLC S7-200 còn hỗ trợ điều khiển PID và có thể giao tiếp với các thiết bị khác thông qua các cổng truyền thông.
2.2. Chế độ làm việc của PLC S7 200
PLC S7-200 hoạt động theo chế độ quét (scan), trong đó mỗi vòng quét bao gồm các bước đọc dữ liệu từ cổng vào, thực hiện chương trình, và truyền dữ liệu ra cổng ra. Chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc (MEND). PLC S7-200 cũng có các chế độ làm việc như RUN, STOP, và chế độ ngắt, giúp linh hoạt trong việc điều khiển các quá trình công nghiệp.
III. Xây dựng bài tập ứng dụng cho modul thí nghiệm PLC cơ bản
Việc xây dựng các bài tập ứng dụng cho modul thí nghiệm PLC cơ bản được thực hiện dựa trên các yêu cầu thực tế của sinh viên và nhu cầu của ngành công nghiệp. Các bài tập được thiết kế để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách lập trình và vận hành PLC trong các hệ thống điều khiển. Các bài tập bao gồm các tình huống thực tế như điều khiển động cơ, hệ thống đèn giao thông, và hệ thống trộn sơn.
3.1. Bài tập điều khiển động cơ
Một trong các bài tập ứng dụng là điều khiển động cơ theo trình tự thời gian. Ví dụ, khi nhấn nút Start, động cơ A chạy trước, sau đó động cơ B và C lần lượt chạy theo thời gian định trước. Khi nhấn nút Stop, các động cơ sẽ dừng theo trình tự ngược lại. Bài tập này giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách lập trình điều khiển tuần tự các thiết bị trong hệ thống công nghiệp.
3.2. Bài tập điều khiển hệ thống đèn giao thông
Bài tập điều khiển hệ thống đèn giao thông yêu cầu sinh viên lập trình để điều khiển các đèn xanh, vàng, đỏ theo thời gian định trước. Ví dụ, đèn xanh sáng trong 60 giây, đèn vàng sáng trong 10 giây, và đèn đỏ sáng trong 70 giây. Bài tập này giúp sinh viên nắm vững kỹ năng lập trình PLC và hiểu rõ hơn về cách điều khiển các hệ thống phức tạp.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu và xây dựng bài tập ứng dụng cho modul thí nghiệm PLC cơ bản đã đạt được những kết quả đáng kể, cung cấp bộ bài tập thực hành phù hợp cho sinh viên ngành Chế tạo máy và Kỹ thuật Công nghiệp. Các bài tập được thiết kế dựa trên các tình huống thực tế, giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng lập trình PLC. Nghiên cứu cũng đề xuất việc tiếp tục phát triển các bài tập ứng dụng mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp.
4.1. Kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu bao gồm bộ bài tập thực hành PLC cơ bản dành cho sinh viên, cùng với các tài liệu hướng dẫn chi tiết. Các bài tập được thiết kế để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách lập trình và vận hành PLC trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. Nghiên cứu cũng đã tạo ra bộ thí nghiệm PLC cơ bản, được sử dụng trong phòng thí nghiệm của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.
4.2. Kiến nghị
Để tiếp tục phát triển nghiên cứu, cần xây dựng thêm các bài tập ứng dụng mới, đặc biệt là các bài tập liên quan đến các hệ thống điều khiển phức tạp hơn. Ngoài ra, cần tăng cường việc đào tạo và hướng dẫn sinh viên sử dụng các công cụ lập trình PLC hiện đại, giúp họ sẵn sàng đáp ứng các yêu cầu của ngành công nghiệp trong tương lai.
