Giáo trình PLC cơ bản này nhằm trang bị cho học viên các trường dạy nghề những kiến thức về điều khiển lập trình, với những kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Mô đun này cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo phần 1 giáo trình dưới đây.
ỦY BÂN NHÂN DÂN QUẬN TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ ĐƠNG SÀI GỊN GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: PLC NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 382b/QĐ-TCN ngày 09 tháng năm 2019 Hiệu trưởng Trường trung cấp nghề Đơng Sài Gịn) Quận 9, năm 2019 MỤC LỤC Mục lục Chương trình đạo tạo mơn PLC Bài mở đầu: Giới thiệu chung PLC toán điều khiển Bài 1: Đại cương điều khiển lập trình Bài 2: Các phép toán nhị phân PLC Bài 3: Các phép toán số PLC Bài 4: Xử lý tín hiệu analog Bài 5: PLC hãng khác Bài 6: Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC 10 Tài liệu tham khảo 3 12 14 44 80 101 114 125 151 TÊN MƠ ĐUN: PLC CƠ BẢN Mã số mơ đun: MĐ27 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mô đun: Mô đun PLC học sau môn học, mô đun: Kỹ thuật sở, chuyên môn Là mô đun chuyên môn nghề Mô đun nhằm trang bị cho học viên trường dạy nghề kiến thức điều khiển lập trình, với kiến thức học viên áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất đời sống Mô đun sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho cán kỹ thuật, học viên ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển Mục tiêu mơ đun: - Trình bày nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; So sánh ưu nhược điểm với điều khiển có tiếp điểm lập trình cở nhỏ khác - Phân tích cấu tạo phần cứng nguyên tắc hoạt động phần mềm hệ điều khiển lập trình PLC - Thực phương pháp kết nối dây PC - CPU thiết bị ngoại vi - Thực số tốn ứng dụng đơn giản cơng nghiệp - Kết nối thành thạo phần cứng PLC - PC với thiết bị ngoại vi - Viết lập chương trình để thực số tốn ứng dụng đơn giản cơng nghiệp - Phân tích số chương trình đơn giản, phát sai lỗi sửa chữa khắc phục - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị thực tập Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Số Tên mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* Bài mở đầu: Giới thiệu chung 2 PLC toán điều khiển Đại cương điều khiển lập 2 trình Các phép tốn nhị phân 12 PLC Các phép toán số PLC 12 6 Xử lý tín hiệu Analog 10 PLC hãng khác Lắp đặt mơ hình điều khiển 30 20 PLC Cộng: 75 30 42 BÀI MỞ ĐẦU Giới thiệu: Ngày khoa học kỹ thuật ngày phát triển Trong xí nghiệp có nhiều hệ thống sản xuất sử dụng điều khiển lập trình Trên giới có nhiều hãng sản xuất điều khiển lập trình khác như: Siemens, Omron, Telemecanique, Allen Bredlay,… Về bản, chúng có tính tương tự, đó, tài liệu đề cập đến loại PLC thông dụng dùng nhiều Việt Nam Modul kỹ thuật điều khiển lập trình (PLC bản) modul chuyên môn học viên ngành sửa chữa thiết bị điện công nghiệp Modul nhằm trang bị cho học viên trường công nhân kỹ thuật, trung cấp cao đẳng, trung tâm dạy nghề kiến thức lĩnh vực điều khiển lập trình, với kiến thức này, học viên áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất đời sống Modul làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật, học viên ngành khác quan tâm đến lĩnh vực Mục tiêu: - Trình bày khái niệm và đặc điểm của PLC - Phân tích các dạng toán điều khiển giải tốn điều khiển - Rèn luyện đức tính tích cực, chủ đợng và sáng tạo Nội dung chính: Giới thiệu chung PLC Trong thực tiễn, ngành tự động hóa (TĐH) ln có vai trị đặc biệt lĩnh vực sản xuất như: điều khiển nhà máy thủy điện, nhiệt điện, nhà máy chế biến lọc dầu, nhà máy hóa chất Ngồi ra, TĐH áp dụng hầu hết dây chuyền sản xuất tự động, cụ thể sản xuất công nghiệp nhẹ; công nghiệp tàu thủy; công nghiệp chế tạo lắp ráp ô tô, xe máy; khai thác khoáng sản luyện kim; chế tạo máy; lĩnh vực y tế chăm sóc sức khỏe cộng đồng… Cùng với phát triển ngành điện - điện tử - tin học, “Tự động công nghiệp” ngày đóng góp phần quan trọng kinh tế Việt Nam Với xuất nhiều tập đoàn tên tuổi lĩnh điện, điện tử, tự động làm cho thị trường thiết bị tự động ngày trở đa dạng hóa vực nên PLC – thiết bị điều khiển logic lập trình, du nhập vào Việt nam 10 năm trở thành khái niệm phổ cập lĩnh vực tự động hóa cơng nghiệp Thị trường PLC ln coi thị trường bền vững nhất, với mức tăng trưởng 4,6% liên tục từ 2003 đến 2008, ngày phát triển Thậm chí khái niệm PLC dã khơng cịn bao hàm chữ viết tắt “Điều khiển logic khả trình nữa” Khả truyền thơng, nhớ lớn tốc độ cao CPU biến PLC trở thành sản phẩm tự động hóa tiêu chuẩn Một thiên đường với PAC (Program Automation Controller) làm thay đổi mặt tự động hóa cơng nghiệp lớp điều khiển Bài Đại cương điều khiển lập trình Mục tiêu: - Trình bày ưu điểm điều khiển lập trình so với loại điều khiển khác ứng dụng chúng thực tế - Trình bày cấu trúc nhiệm vụ khối chức PLC - Thực kết nối PLC thiết bị ngoại vi - Lắp đặt thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật - Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận cơng việc Nội dung chính: Cấu trúc PLC Mục tiêu: - Trình bày chức năng, nguyên lý hoạt động, cấu trúc, thành phần PLC PLC loại thiết bị cho phép thực hện linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực thuật tốn mạch số Như vậy, với chương trình này, PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán, đặc biệt, dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC, với máy tính, thiết bị ngoại vi khác ) Toàn chương trình điều khiển lưu nhớ nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC, FB) thực lặp theo chu kỳ vịng qt (Scan) Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có chức máy tính, nghĩa phải có xử lý (CPU), điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu, Ngồi ra, PLC cịn phải có cổng vào/ra để giao tiếp đối tượng điều khiển để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC cịn cần phải có thêm khối chức đặc biệt khác như: đếm (counter), định thời (timer) khối hàm chuyên dụng khác PLC thiết kế sẵn thành chưa cố định với nhiệm vụ Tất cổng logic bản, chức nhớ, timer, counter, nhà sản xuất tích hợp PLC kết nối với chương trình cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể Có nhiều thiết bị điều khiển phân biệt với qua chức sau: - Các ngõ vào/ra - Dung lượng nhớ - Bộ đếm (counter) - Bộ định thời (timer) - Bít nhớ - Các khối chức đặc biệt - Tốc độ xử lý - Loại xử lý chương trình Các thiết bị điều khiển lớn lắp thành module riêng Đối với thiết bị điều khiển nhỏ, chúng lắp đặt chung Các điều khiển có số lượng ngõ vào/ra cho trước cố định Thiết bị điều khiển cung cấp tín hiệu tín hiệu từ cảm biến phận ngõ vào thiết bị tự động Tín hiệu xử lý tiếp tục thơng qua chương trình điều khiển đặt nhớ chương trình Kết xử lý đưa phận ngõ thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển dạng tín hiệu Cấu trúc PLC mơ tả hình vẽ sau: Bộ nhớ chương trình Bộ đệm vào Khối vi xử lý trung tâm + hệ điều hành Timer Bộ nhớ chương Bít cờ Bus PLC Cổng ngắt đếm tốc độ cao Quản lý ghép nối Cổng vào Onboard Hình 1.1: Cấu trúc PLC Thơng tin xử lý PLC lưu trữ nhớ Mỗi phần tử vi mạch nhớ chứa bit liệu Bít liệu (data binary digital) chữ số nhị phân, hai giá trị Tuy nhiên vi mạch nhớ thường tổ chức thành nhóm để chứa bít liệu Mỗi chuỗi bít liệu gọi byte Mỗi mạch nhớ byte (byte nhớ), xác nhận số gọi địa (address) Byte nhớ đầu tiền có địa Dữ liệu chứa byte nhớ gọi nội dung Địa byte nhớ cố định byte nhớ PLC có địa riêng Địa byte nhớ khác khác nhau, nội dung chứa bute nhớ đại lượng thay đổi Nội dung byte nhớ liệu lưu trữ tức thời nhớ Để lưu giữ liệu mà byte nhớ khơng thể chứa hết được, PLC cho phép cặp 2byte nhớ cạnh xem xét đơn vị nhớ gọi từ đơn (word) Địa thấp byte nhớ dùng làm địa từ đơn Ví dụ 1: Từ đơn có địa byte nhớ có địa với địa byte cao địa byte thấp.a IB2 IB3 IWW2 IW2 từ đơn có địa IB2 byte có địa IB3 byte có địa Trong trường hợp liệu cần lưu trữ mà từ đơn chứa hết được, PLC cho phép ghép 4byte liền xem xét đơn vị nhớ gọi từ kép (double word) Địa thấp byte nhớ địa từ kép Ví dụ 2: từ kép có địa 100 byte nhớ từ kép có địa 100,101,102,103, 103 địa byte thấp, 100 địa byte cao MW100 MW100 MW100 MW100 DW100 Trong PLC, xử lý trung tâm thực số thao tác như: - Đọc nội dung vùng nhớ (bit, byte, word, double word) - Ghi liệu vào vùng nhớ (bit, byte, word, double word) Trong thao tác đọc, nội dung ban đầu vùng nhớ không thay đổi mà lấy liệu để xử lý Trong thao tác ghi, liệu ghi vào trở thành nội dung vùng nhớ liệu ban đầu bị Có hai loại nhớ CPU PLC: - RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ đọc ghi - ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ đọc * Bộ nhớ RAM: Có số lượng nhớ xác định Mỗi nhớ có dung lượng nhớ cố định tiếp nhận lượng thông tin định Các ô nhớ ký hiệu địa riêng Bộ nhớ chứa chương trình sửa đổi caccs liệu, kết tạm thời q trình tính tốn, lập trình 10 Out VD, ID, QD, MD, Real SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC 1.2 Truyền vùng nhớ liệu Phép truyền Block Move Byte, Block Move Word, Block Move Doubleword thực truyền số lượng Byte (N) có địa Byte đầu ngõ vào IN sang vùng nhớ có địa ngõ OUT N số lượng Byte có giới hạn từ đến 255 Bảng giới hạn vùng toán hạng dạng liệu hợp lệ Block Move Inputs/Output Toán hạng Byte IN, OUT VB, IB, QB, MB, Byte SB, SMB, Dạng liệu LB, *VD, *AC, *LD N VB, IB, QB, MB, Byte SB, AC, SMB, LB, Constant, *VD, *AC, *LD Word IN VW, IW, QW, Word MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, *VD, *LD, *AC IN VB, IB, QB, MB, Byte SB, AC, SMB, LB, Constant, *VD, *LD, *AC OUT VW, IW, QW, Word MW, SW, SMW, 75 LW, T, C, AQW, *VD, *LD, *AC DoubleWord IN, OUT VD, ID, QD, MD, Doubleword SD, SMD, LD, *VD, *AC, *LD N VB, IB, QB, MB, Byte SB, SMB, AC, LB, Constant, *VD, *AC, *LD Ví dụ truyền mảng liệu BLKMOVE: Mảng liệu thứ gồm byte (N=4) thuộc vùng nhớ V có địa đầu từ VB0 truyền đến vùng nhớ V có địa đầu từ VB100 (mảng 2) Dữ liệu mảng không đổi 76 Chức so sánh Mục tiêu: Trình bày lệnh so sánh PLC Các phép so sánh sử dụng ==, , >, >=, IN2 IN1>=IN2, IN1 < IN2 IN1 IN2 IN1>=IN2, IN1 < IN2 IN1 IN2 IN1>=IN2, IN1 < IN2 IN1 IN2 IN1>=IN2, IN1 < IN2 IN1