(NB) Giáo trình Lập trình ứng dụng PLC là một trong những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mô đun Lập trình ứng dụng PLC. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logic. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung phần 1 giáo trình.
-1TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm -2LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng Trung cấp, giáo trình Lập trình ứng dụng PLC giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơ đun Lập trình ứng dụng PLC Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logic Nội dung giáo trình “ Lập trình ứng dụng PLC” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Giáo trình nội nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm công tác ngành đào tạo chuyên nghiệp Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận tham gia đóng góp ý kiến đồng nghiệp chuyên gia kỹ thuật đầu ngành Xin trân trọng cảm ơn !!! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ -3MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU - BÀI 1: LẬP TRÌNH CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU - Lập trình lệnh liên kết logic - 1.1 Các lệnh vào/ra lệnh tiếp điểm đặc biệt - 1.2 Trình tự thực - 13 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 19 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 19 Lập trình lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm - 21 2.1 Các lệnh lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm .- 21 2.1.1 Lệnh SET (S) RESET (R) - 21 2.1.2 Các nhớ - 22 2.1.3 Timer .- 24 2.1.4 Couter (Bộ đếm) - 32 2.2 Trình tự thực - 35 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 36 BÀI 2: LẬP TRÌNH CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC - 37 Lập trình lệnh chức truyền dẫn .- 38 1.1 Các lệnh chức truyền dẫn - 38 1.1.2 Truyền vùng nhớ liệu - 41 1.1.3 Chức dịch chuyển - 43 1.1.4 Lệnh dịch phải số nguyên - 44 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 45 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 46 Lập trình lệnh chức so sánh .- 49 2.1 Các lệnh chức so sánh - 49 2.2 Trình tự thực hiện: - 52 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 53 2.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 53 BÀI 3: LẬP TRÌNH VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC .- 56 Lập trình vận hành điều khiển mơ hình van điện từ hai cuộn dây - 56 - -41.1 Mơ hình van điện từ hai cuộn dây - 56 1.2 Trình tự thực - 58 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 58 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 59 Lập trình vận hành điều khiển hệ thống cung cấp khí nén - 60 2.1 Mơ hình hệ thống cung cấp khí nén - 60 2.2 Trình tự thực - 64 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 64 2.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 65 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 67 3.1 Mô hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 67 3.2 Trình tự thực - 69 3.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 70 3.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 70 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều gián tiếp động pha rô to lồng sóc - 70 4.1 Mô hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 70 4.2 Trình tự thực - 72 4.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 73 4.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 73 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động không đồng ba pha - 76 5.1 Mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động không đồng ba pha 5.1.1 Yêu cầu toán: - Khởi động hệ thống nút ấn S1, động cở chạy chế độ Sao.Sau 10s động tự động chuyển sang chế độ chạy Tam giác - Dừng động nút ấn S2, Có bảo vệ tải rơle nhiệt - 76 5.2 Trình tự thực - 78 5.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 79 5.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 79 6.1 Mơ hình điều khiển băng tải - 82 6.2 Trình tự thực - 85 6.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 86 - -56.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 86 BÀI 4: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ - 90 Lập trình điều khiển mơ hình di chuyển vật liệu quay ngang - 90 1.1 Mô hình di chuyển vật liệu quay ngang - 90 1.2 Trình tự thực - 96 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 97 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 98 Lập trình điều khiển mơ hình di chuyển vật liệu quay đứng - 98 2.1 Mô hình di chuyển vật liệu quay đứng - 98 2.2 Trình tự thực - 102 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục .- 102 2.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 104 - -6- GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Lập trình ứng dụng PLC Mã mơ đun: MĐ CĐT 21 Thời gian thực mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 27 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 55 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Là mơn học chun mơn nghề chương trình đạo tạo trình độ cao đẳng điện tử - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề II Mục tiêu mơ đun: * Về kiến thức: - Phân tích nguyên lý làm việc hệ điều khiển lập trình PLC so sánh ưu nhược điểm với hệ thống điều khiển khác - Lập bước lập trình, kết nối điều khiển mơ đun mơ hình PLC ứng dụng - Biết phịng tránh lỗi thường gặp lập trình, kết nối điều khiển chương trình PLC * Về kỹ năng: - Viết chương trình phần mềm PLC để điều khiển mơ hình PLC ứng dụng - Kết nối nạp chương trình từ máy tính đến mơ hình ứng dụng PLC - Vận hành mơ hình ứng dụng PLC sau nạp chương trình vào PLC - Phịng tránh sửa chữa lỗi thường gặp viết chương trình, nạp chương trình vận hành mơ hình ứng dụng PLC * Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh công nghiệp - Tự chịu trách nhiệm thực việc giao Nội dung môn học/mô đun: Thời gian (giờ) Số TT Tên mơ đun Bài 1: Lập trình tập lệnh Thực hành, thí nghiệm, Tổng Lý Kiểm số thuyết thảo luận, tập tra 25 17 -7liệu Bài 2: Lập trình phép tốn số PLC 10 Bài 3: Lập trình vận hành mơ hình 40 10 28 2 điều khiển PLC Bài 4: Lập trình điều khiển hệ thống điện tử 12 Thi kết thúc mô đun Cộng 90 22 60 -8- BÀI 1: LẬP TRÌNH CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU Mã mô đun: MĐ CĐT21 - Giới thiệu: Như biết, nước ta q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa Vì thế, tự động hóa sản xuất đóng vai trị quan trọng, tự động hóa giúp tăng suất, tăng độ xác tăng hiệu q trình sản xuất Để thực tự động hóa sản xuất, bên cạnh máy móc khí hay điện, dây chuyền sản xuất…v.v, cần thiết phải có điều khiển để điều khiển chúng.Trong đó, u cầu đó.điều khiển lập trình điều khiển đáp ứng Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả năng: + Kiến thức: - Phân tích cấu trúc lệnh liên kết logic lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm + Kỹ năng: - Lâp trình lệnh liên kết logic lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm theo yêu cầu kỹ thuật - Sửa lỗi thường gặp lập trình điều khiển - Kiểm tra xác điều kiện hoạt động thiết bị + Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh công nghiệp - Tự chịu trách nhiệm thực việc giao Nội dung: Lập trình lệnh liên kết logic 1.1 Các lệnh vào/ra lệnh tiếp điểm đặc biệt 1.1.1 Tiếp điểm thường mở(NO_Normally open contact) Ký hiệu: -9n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, T, C, D Lệnh dung để đặt công tắc logic thường mở vào chương trình, để kiểm tra trạng thái tín hiệu mức logic Khi kết phép toán logic RLO=1 (Result Of Logic Operation) Tiếp điểm đóng tức lên n x.y=1 n x.y=0 tiếp điểm mức Logic (RLO=0) Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc nối tiếp kết giống cổng Logic AND Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc song song kết giống cổng Logic OR Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau (ký hiệu”-“ nội dung bit không bị thay đổi, “x” nội dung bit bị thay đổi theo trạng thái: 1.1.2 Tiếp điểm thường đóng (NC_ Normally close contact) Ký hiệu: LAD FBD STL AN n x.y n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, T, C, D Lệnh dùng để đặt cơng tắc logic thường đóng vào chương trình, để kiểm tra trạng thái tín hiệu mức logic Khi kết phép tốn logic RLO=0(Result Of Logic Operation) Tiếp điểm mở tức xuống n x.y=1 Nếu n x.y=0 tiếp điểm lên mức Logic (RLO=1) Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc nối tiếp kết giống cổng Logic AND Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc song song kết giống cổng Logic OR Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau (ký hiệu”-“ nội dung bit không bị thay đổi, “x” nội dung bit bị thay đổi theo trạng thái: - 10 1.1.3 Cuộn dây ngõ (output coil) Ký hiệu: n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, D Chức lệnh giống cuộn dây mạch Rơle Lệnh khơng trì trạng thái mà có trạng thái giống ngõ vào lệnh Nghĩa là: - Nếu có tín hiệu chạy qua cuộn dây n x.y=1 - Nếu khơng có tín hiệu chạy qua cuộn dây n x.y=0 Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau: Ví dụ: Mạch điều khiển động hoạt động theo chu trình đóng ngắt Khi nhấn nút động chạy Nhấn nút khác động ngừng Sơ đồ mạch: Hoạt động mạch: Khi nhấn I0.0 ngõ Q4.0 có điện điều khiển động hoạt động, đồng thời tiếp điểm thường hở Q4.0 mắt song song với I0.0 giúp cho mạch trì hoạt động Khi nhấn nút nhấn I0.1 làm ngắt mạch ngõ ra, động ngừng hoạt động 1.1.4 Lệnh Not (Lệnh đảo tín hiệu _ invert power flow) Ký hiệu: - 41 Khi ngõ vào I0.0=1 lệnh MUL-I hoạt động, kết lệnh nhân MW0*MW2 xuất ngõ MW10 Nếu kết nằm vùng hoạt động số nguyên 16 bit Q4.0=1 * Lệnh chia số nguyên 16 bit - Ký hiệu: Hoạt động: Khi trạng thái ngõ vào EN=1 lệnh DIV-I hoạt động, giá trị IN1 chia giá trị IN2 kết gửi ngõ OUT Nếu kết vượt giới hạn cho phép số nguyên 16 bit bit OV OS lên ENO=0, nên chức khác mà nối với ngõ ENO khơng hoạt động - Ví dụ: Khi ngõ vào I0.0=1 lệnh DIV-I hoạt động, kết lệnh chiaMW0 MW2 xuất ngõ MW10 Nếu kết nằm vùng hoạt động số nguyên 16 bit Q4.0=1 1.1.2 Truyền vùng nhớ liệu * Lệnh MOVE - Ký hiệu: - 42 - Các ngõ vào/ra EN, ENO, IN, OUT biểu diễn toán hạng địa ngõ vào/ra sau: I, Q, M, L, D EN ngõ vào cho phép lệnh MOVE hoạt động (Enable Input) Loại liệu dạng BOOL ENO ngõ cho phép lệnh sau lệnh MOVE mà có nối với ngõ ENO hoạt động (Enable Output) Ngõ ENO có trạng thái với ngõ vào EN Loại liệu dạng BOOL IN ngõ vào biểu diễn địa nguồn (Source Address) Loại liệu có chiều dài 8, 16, 32 Bit OUT ngõ biểu diễn địa đích (Destination Address) Loại liệu có chiều dài 8, 16, 32 Bit Hoạt động lệnh MOVE: Ở dạng LAD/FBD ngõ vào EN kích hoạt giá trị ngõ vào IN chép tới địa ngõ OUT Ngõ ENO có trạng thái với ngõ EN Ở dạng STL lệnh nạp truyền liệu khơng phụ thuộc vào kết RLO Dữ liệu đuợc trao đổi nhờ tích luỹ (ACCU) Lệnh L (Load) ghi giá trị từ địa nguồn bên phải vào tích lũy ACCU1, nội dung ACCU1 chuyển vào tích luỹ ACCU2 Trường hợp giá trị chuyển vào tích luỹ có kích thước nhỏ 16 Bit (Double Word) chúng ghi vào tích luỹ theo thứ tự Byte thấp Word thấp đến Byte cao Word thấp đến Byte thấp Word cao đến Byte cao Word cao Những Bit trống ACCU ghi vào giá trị Lệnh T (Transfer) chép phần hoặt tất nội dung tích lũy ACCU1 đến địa cụ thể Lệnh T khơng ảnh hưởng đến tích luỹ ACCU2 * Sơ lược tích luỹ (ACCU): - Bộ tích luỹ nhớ phụ CPU dùng để trao đổi liệu địa khác phép tốn so sánh, tốn học S7-300 có tích luỹ ACCU1 - 43 ACCU2, có 32 Bit - ACCU1 ghi quan trọng CPU Khi lệnh nạp (Load) thi hành giá trị nạp ghi vào ACCU1 Khi lệnh truyền (transfer) thi hành đọc giá trị ACCU1, kết phép tính số học, lệnh thay (Shift) quay (Rotate)… ghi vào ACCU1 - ACCU2: Khi lệnh nạp thi hành, nội dung cũ ACCU1 trước tiên di chuyển sang ACCU2 ACCU1 xoá trước giá trị chuyển vào ACCU1 ACCU2 sử dụng cho lệnh so sánh, phép tính số, số học, lệnh dịch… - Ví dụ: Khi I0.0=1 lệnh MOVE thực Khi giá trị chứa Word nhớ MW10 chép đến Word khối liệu DB12 1.1.3 Chức dịch chuyển Hầu hết lệnh dịch lệnh xoay có ký hiệu tương tự Các lệnh tác động lện ghi trạg thái Ký hiệu chung (dạng LAD): EN ngõ vào cho phép lệnh dịch/xoay hoạt động (Enable Input) Biểu diễn toán hạng liệu dạng số nhị phân Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q, L,M, D ENO ngõ cho phép ngõ hoạt động (Enable Output) Ngõ ENO có trạng thái với ngõ vào EN Loại toán hạng liệu dạng số nhị phân Loại toán hạng địa dạng: I, Q, L, M, D - 44 IN: ngõ vào liệu cần dịch/xoay Biểu diễn toán hạng liệu dạng số nguyên, số nguyên kép, Word, Word kép Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q,L, M, D N: Biểu diễn số bit cần dịch/xoay Biểu diễn toán hạng liệu dạng Word Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q, L, M, D O/OUT: Là kết lệnh dịch/xoay Biểu diễn toán hạng liệu dạng số nguyên, số nguyên kép, Word, Word kép Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q,L, M, D Khi thựchiện lệnh dịch/xoay giá trị cần dịch/xoay đưa vào tích luỹ ACCU1 thực lệnh dịch/xoay, sau giá trị chuyển đến ngõ OUT 1.1.4 Lệnh dịch phải số nguyên - Ký hiệu: IN: ngõ vào liệu cần dịch Biểu diễn toán hạng liệu dạng số nguyên Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q, L, M, D N: Biểu diễn số bit cần dịch Biểu diễn toán hạng liệu dạng Word Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q, L, M, D Nếu N>=16 lệnh thực N=16 O/OUT: Là kết lệnh dịch Biểu diễn toán hạng liệu dạng số nguyên Biểu diễn toán hạng địa dạng: I, Q, L, M, D Hoạt động: Lệnh SHR-I hoạt động ngõ vào EN=1 Lệnh SHR-I thực dịch 16 bit sang bên phải, 16 bit cao cịn lại khơng sử dụng Ngõ vào N đặt số bit cần dịch Kết dịch lưu trữ vào địa ngõ OUT Khi lệnh thực ngõ ENO cho biết trạng thái bit cuối số bit bị dịch Các lệnh phụ thuộc vào ENO khác không thực trạng thái bit cuối số bit bị dịch - 45 Ví dụ: Lệnh SHR-I hoạt động ngõ vào I0.0=1 MW0 bị dịch phải số bit đặt trước ngõ vào N (MW2), kết ghi MW4 Q4.0 đặt lên 1.2 Trình tự thực 1.2.1 Điều kiện thực - Máy vi tính - Module PLC S7 300 - Giắc cắm, Cáp MPI kết nối máy tính mô đun PLC S7 – 300 - Phần mềm lập trình Step7-300 - Nguồn 220V cung cấp cho module PLC S7 – 300 1.2.2 Các bước thực hiện: Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm - Khai báo sai đầu vào/ra liệu - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Lập trình khơng với yêu cầu công nghệ đưa - Không kết nối máy tính với PLC Nguyên nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - Chọn đầu vào, đầu - Ghi sai đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - Kết nối sai dây - Kết nối dây PLC với thiết bị PLC với thiết bị - Chưa xác định Xác định yêu yêu cầu công nghệ cầu công nghệ đưa - Chọn sai loại cáp kết - Chọn loại nối cáp kết nối 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm - Khai báo sai đầu vào/ra liệu Nguyên nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - Chọn đầu vào, đầu - Ghi sai đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - 46 - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Kết nối sai dây PLC với thiết bị - Lập trình khơng với u cầu công nghệ đưa - Chưa xác định u cầu cơng nghệ - Khơng kết nối máy tính với PLC - Chọn sai loại cáp kết nối - Kết nối dây PLC với thiết bị Xác định yêu cầu công nghệ đưa - Chọn loại cáp kết nối 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan * Mạch điều khiển đèn giao thông Một nút giao thơng ngã tư, gồm có trục đèn điều khiển phương tiện giao thông cột đèn điều khiển người Ký hiệu tiếp điểm sau: Chương trình viết bit điều khiển đèn người điều khiển thông qua bit điều khiển phương tiện giao thơng, đó: - Đèn đỏ 1: Q0.7 lấy bit đảo Q0.6 - Đèn xanh 1: Q0.6 lấy bit Q0.0 điều khiển - Đèn đỏ 2: Q1.1 lấy bit đảo Q1.0 - Đèn xanh 2: Q1.0 lấy bit Q0.3 điều khiển Do đó, khơng vẽ bit điều khiển đèn người giản đồ thời gian - 47 Giản đồ thời gian chu kỳ đèn giao thơng: * Hướng dẫn: - Chương trình: - 48 - - 49 - Lập trình lệnh chức so sánh 2.1 Các lệnh chức so sánh Các phép so sánh sử dụng so sánh ==, , >, >=, < , IN2, IN1 >=IN2, IN1=IN2, IN1 IN2, IN1 >=IN2, IN1 IN2, IN1 >=IN2, IN1