Giáo trình Lập trình PLC cơ bản (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Lập trình PLC cơ bản cung cấp một số kiến thức như: Đại cương về điều khiển lập trình; Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC; Kết nối giữa PLC và thiết bị ngoại vi; Các phép toán nhị phân của PLC; Các phép toán số của PLC; Các bài tập ứng dụng trong điều khiển động cơ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.

Bài Các phép toán nhị phân PLC Mục tiêu: - Trình bày liên kết logic theo nội dung học - Trình bày lệnh ghi /xóa theo nội dung học - Trình bày nguyên lý làm việc Timer, Counter - Thực phép toán nhị phân PLC đạt yêu cầu kỹ thuật - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp 4.1 Các liên kết logic 4.1.1 Phép AND Bảng giá trị phép tốn AND Hình 4.1 bảng giá trị phép tốn AND 4.1.2 Phép OR Bảng giá trị phép toán OR: Hình 4.2 bảng giá trị phép tốn OR 48 4.1.3 Phép XOR Bảng giá trị phép tốn XOR: Hình 4.4 bảng giá trị phép toán XOR 4.1.4 Phép NOT: Bảng giá trị phép tốn NOT: Hình 4.5 bảng giá trị phép toán NOT Khi thực phép toán AND,OR hay XOR cho số có n bit bit có trọng số AND, OR hay XOR đôi VD1: 1001 And 1101 Kết 1001 VD2: 1001 Xor 1101 Kết 0100 Bài tập : Thực phép tính And,Or,Xor,Not số sau: 1100 0110 0010 0011 1100 1010 1011 0001  Các Tín hiệu kết nối với PLC: - Tín hiệu số: Là tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu có trị Đối với PLC Siemens: Mức 0: tương ứng với 0V hở mạch Mức 1: Tương ứng với 24V 49 Vd: Các tín hiệu từ nút nhấn ,từ cơng tắc hành trình… tín hiệu số Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA… Vd: Tín hiệu đọc từ Loadcell,từ cảm biến lưu lượng… Tín hiệu khác: Bao gồm tín hiệu giao tiếp với máy tính ,với cá c thiết bị ngoại vi khác giao thức khác giao thức S232,RS485,Modbus… 4.2 Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm 4.2.1 Lệnh Logic tiếp điểm: Các lệnh logic tiếp điểm làm việc với giá trị với thành phần sau Giá trị thể trạng thái tích cực giá trị thể trạng thái khơng tích cực Kết phép tốn logic giá trị gọi RLO (Result of Logic Operation) Một số thành phần logic Normally Open Contact (Address) Tiếp điểm thường hở (địa chỉ) Normally Closed Contact (Address) Tiếp điểm thường đóng (địa chỉ) Output Coil Ngõ Invert Power Flow Đảo giá trị Ngồi ra, cịn có thành phần dùng gán giá trị có điều kiện vào RLO sau: Set coil Gán giá trị cho ngõ Reset coil Gán giá trị cho ngõ Các thành phần nhận biết chuyển trạng thái RLO: Negative RLO Edge Detection Nhận sườn xuống RLO Positive RLO Edge Detection Nhận sườn lên RLO 50 4.2.2 Lệnh vào/ra: LOAD ( LD) : Tiếp điểm thường hở đóng giá trị logic hở giá trị logic Địa Dạng liệu Các vùng nhớ Bit Bool I, Q, M, SM, L, D, T, C + Dạng LAD: Tiếp điểm thường mở đóng I0.0 =1 + Dạng STL: LD I0.0 = Q0.0 LOAD NOT ( LDN) : Tiếp điểm thường đóng đóng có giá trị logic bit 0, mở có giá trị logic Địa Dạng liệu Các vùng nhớ Bit Bool I, Q, M, SM, L, D, T, C + Dạng LAD: Tiếp điểm thường đóng mở I0.0 =1 + Dạng STL: LD I0.0 = Q0.0 OUTPUT (=): Cuộn dây đầu kích thích có dịng điều khiển Địa Dạng liệu Các vùng nhớ Bit Bool I, Q, M, SM, L, D, T, C + Dạng LAD: Nếu I0.0 = Q0.0 lên (cuộn dây nối với ngõ Q0.0 có điện) 51 + Dạng STL: Giá trị logic I0.0 đưa vào bit ngăn xếp, bit chép vào bit ngõ Q0.0 LD I0.0 = Q0.0 4.2.3 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm: SET (S):Lệnh dùng để đóng điểm gián đoạn thiết kế Trong LAD, logic điều khiển dịng điện đóng cuộn dây đầu Khi dòng điều khiển đến cuộn dây cuộn dây đóng tiếp điểm Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit ngăn xếp đến điểm thiết kế Nếu bit có giá trị 1, lệnh S đóng tiếp điểm dãy tiếp điểm (giới hạn từ đến 255) Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi lệnh Địa Dạng liệu Các vùng nhớ Bit Bool I, Q, M, SM, L, D, T, C N Byte IB, QB, MB, VB, SMB, VB, LB, AC, constant, + Dạng LAD: Đóng mảng gồm n tiếp điểm kể từ địa S-bit, Toán hạng bao gồm I, Q, M, SM,T, C,V (bit) + Dạng STL: Ghi giá trị logic vào mảng gồm n bit kể từ địa S-bit LD I0.0S Q0.0 Ví dụ: RESET (R): Lệnh dùng để ngắt điểm gián đoạn thiết kế Trong LAD, logic điều khiển dòng điện ngắt cuộn dây đầu Khi dòng điều khiển đến 52 cuộn dây cn dây mở tiếp điểm Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit ngăn xếp đến điểm thiết kế Nếu bit có giá trị 1, lệnh R ngắt tiếp điểm dãy tiếp điểm (giới hạn từ đến 255) Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi lệnh Địa Dạng liệu Các vùng nhớ Bit Bool I, Q, M, SM, L, D, T, C N Byte IB, QB, MB, VB, SMB, VB, LB, AC, constant, + Dạng LAD: ngắt mảng gồm n tiếp điểm kể từ S-bit Nếu S-bit lại vào Timer Counter lệnh xố bit đầu Timer/ Counter Tốn hạng bao gồm I, Q, M, SM,T, C,V (bit) Dạng STL: xóa mảng gồm n bit kể từ địa S-bit Nếu S-bit lại vào Timer Counter lệnh xố bit đầu Timer/Counter LD I0.0 R Q0.0, 10 Ví dụ: a Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: Tiếp điểm đảo, tác động cạnh xuống, tácđộng cạnh lên: Có thể dùng lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát chuyển tiếp trạng thái xung (sườn xung) đảo lại trạng thái dòng cung cấp (giá trị đỉnh ngăn xếp) LAD sử dụng tiếp điểm đặc biệt để tác động vào dòng cung cấp Các tiếp điểm đặc biệt khơng có tốn hạng riêng chúng phải đặt chúng phía trước cuộn dây hộp đầu Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh sườn 53 trước sườn sau) có nhu cầu nhớ CPU 214 sử dụng nhiều 256 lệnh Ví dụ: Biểu đồ thời gian: Hình 4.6 giản đồ thời gian Tiếp điểm vùng nhớ đặc biệt: + SM0.1: Vịng qt tiếp điểm đóng, kể từ vịng qt thứ hai mở giữ ngun suốt trình họat động + SM0.0: Ngược lại với SM0.1, vịng qt mở từ vịng qt thứ hai trở đóng + SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kỳ phút + SM0.5: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kỳ 1s 54 4.3 Timer 4.3.1 Khái niệm timer Timer tạo thời gian trễ tín hiệu vào tín hiệu nên điều khiển thường gọi khâu trễ S7-200 từ CPU 214 trở lên có 128 Timer chia làm hai loại khác là: + Timer tạo thời gian trễ khơng có nhớ có nghĩa tín hiệu logic vào IN mức khơng Timer bị Reset Timer Tn Reset hai cách cho tín hiệu logic vào không dùng lệnh R Tn (trong STL) để Reset lại timer Tn Timer dùng để tạo thời gian trễ thời gian liên tục ký hiệu TON Timer tạo thời gian trễ có nhớ có nghĩa tín hiệu logic vào IN mức khơng Timer khơng chạy tín hiệu lên mức cao lại Timer lại tiếp tục chạy tiếp Timer Tn Reset cách dùng lệnh R Tn (trong STL) để Reset lại timer Tn Timer dùng để tạo thời gian trễ thời gian gián đoạn (trong nhiều khoảng thời gian khác nhau) ký hiệu TONR hai loại Timer chạy đến giá trị đặt trước PT tự dừng lại muốn cho hoạt động lại ta phải Reset Timer lại Timer có tính chất sau: + Các Timer điều điều khiển cổng vào giá trị đếm tức thời Giá trị đếm tức thời lưu ghi Byte ( gọi Tword) Timer xác định khoảng thời gian trễ kích Giá trị đếm tức thời Timer luôn so sánh với giá trị PT đặt trước + Ngoài ghi byte T-word lưu giá trị tức thời cịn có bit ký hiệu Tbit thị trạng thái logci đầu giá trị logic phụ thuộc vào kết so sánh giá trị đếm tức thời với giá trị đặt trước Khi giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước T-bit có giá trị logic ngược lại T-bit có giá trị logic khơng + Time có độ phân giải 1ms 10ms 100ms phân bố Timer CPU226 sau: 55 Độ phân giải Timer: Lệnh Độ phân giải CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 TON 1ms T32, T96 T32, T96 T32, T96 T32, T96 10ms T33T36 T33T36 T33T36 T33T36 T97T100 T97T100 T97T100 T97T100 T37T63 T37T63 T37T63 T37T63 100ms T101T255 T101T255 T101T255 T101T255 TONR 1ms 10ms 100ms T0,T64 T0,T64 T0,T64 T0,T64 T1T4 T1T4 T1T4 T1T4 T65T68 T65T68 T65T68 T65T68 T5T31 T5T31 T5T31 T5T31 T69T95 T69T95 T69T95 T69T95 4.3.2 Các lệnh điều khiển Timer Dạng lệnh L A D Mô tả chức lệnh Tn IN TON PT ms Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TON để tạo thời gian trể tính từ giá trị đầu vào IN kích Nếu giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước T-bit Tn: T32T63 T96T255 PT: VW,T,C,IW,QW, MW,SMW,AC, AIW,VD,*AC,const L A D Tn IN PT TONR ms Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TOR để tạo thời gian trễ tính từ giá trị đầu vào IN kích Nếu giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước T-bit Tn: T0T31, T64T95 PT:VW,T,C,IW,QW,W,SMW,AC, AIW,VD,*AC,const Ví dụ cách sử dụng Timer kiểu TON: 56 Hình 4.8 giản đồ thời gian timer Thời gian trễ T=PT*độ phân giải T37 = 50*100ms=5000ms = 5s Ví dụ cách sử dụng Timer kiểu TONR: 57  Cách nối dây mạch động lực đảo chiều động dùng khởi động từ kép: Hình 6.14 mạch động lực khởi động từ kép 6.2.3 Đấu nối thiết bị lập trình với PLC Cáp PC/PPI: Để truyền thơng PC PLC, nối cáp theo bước sau: - Bật DIP swich để chọn tốc độ truyền Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI 9600baud - Nối đầu RS – 232 (ghi PC) đến cổng truyền thơng máy tính (COM1 COM2), siết chặt Nối đầu cịn lại (RS – 485) đến cởng truyền thơng PLC, siết chặt Hình 6.15 kết nối mạch với máy tính 91 6.3 Bài tập ứng dụng 6.3.1 Mạch khởi động động a Mục đích yêu cầu Mục đích: Làm quen với thiết bị điều khiển Biết cách lập trình download xuống PLC Yêu cầu: Sau học học sinh viết chương trình PLC khởi động khơng đồng pha b phần thực hành * Yêu cầu công nghệ: Khởi động động không đồng pha Nhấn nút Start động hoạt động Nhấn nút Stop động dừng * Trình tự thực hành Vẽ giản đồ thời gian Hình 6.16 giản đồ thời gian 92 * Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu Địa Mô tả I0.0 Nút nhấn Dừng stop Q0.0 I0.1 Nút nhấn chạy start Contactor Điều K1 khiển động Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Hình 6.17 mạch động lực Hình 6.18 sơ đồ kết nối ngoại vi 93 Ký Hiệu *Viết chương trình điều khiển: * Chạy mơ chương trình: * kết nối PLC với thiết vị ngoại vi: * Kết nối thiết bị ngõ vào: Nối dây nút nhấn stop với ngõ vào I0.0 Nối dây nút nhấn start với ngõ vào I0.1 Nối dây đầu lại nút nhấn stop, start với nguồn +24 VDC Kết nối thiết bị ngõ ra: Nối dây điểm A1 công tắc tơ K1 với ngõ Q0.0 Nối dây chân 1L ngõ Q0.0 với cực lại nguồn 220 VAC Nối dây mạch động lực: hình vẽ BÀI TẬP THỰC HÀNH: u cầu cơng nghệ: Nhấn nút Start: động chạy, sau 3s động chạy, sau 5s động chạy Nhấn nút Stop: động dừng, sau 2s động dừng, sau 4s động dừng Yêu cầu thực hành: Vẽ giản đồ thời gian Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Viết chương trình điều khiển 6.3.2 Mạch đổi chiều quay a Mục đích – yêu cầu: Mục đích: Sử dụng lệnh PLC 94 Ứng dụng lệnh để viết chương trình điều khiển theo yêu cầu giáo viên Yêu cầu: Sau học học sinh viết chương trình PLC điều khiển động khơng đồng pha quay thuận nghịch gián tiếp, trực tiếp, có giới hạn hành trình b Phần thực hành: * Yêu cầu công nghệ: Điều khiển động không đồng pha quay thuận – nghịch gián tiếp + Nhấn nút MT: động khởi động quay thuận + Muốn đảo chiều quay: nhấn nút dừng D, sau nhấn nút MN để đảo chiều pha nguồn cấp cho động cơ, động đảo chiều quay + Khi có cố: nhấn nút D động ngừng hoạt động * Trình tự thực hành: Vẽ giản đồ thời gian: Hình 6.19 giản đồ thời gian * Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu Địa Mô tả Ký Hiệu I0.0 Nút nhấn Dừng D Q0.0 Contactor Chạy Thuận T I0.1 Nút nhấn thuận chạy MT Q0.1 Contactor Chạy Nghịch N I0.2 Nút nhấn nghịch chạy MN * Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 95 Hình 6.20 mạch động lực Hình 6.21 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi * Viết chương trình điều khiển: * Chạy mơ chương trình: 96 * kết nối PLC với thiết vị ngoại vi: Kết nối thiết bị ngõ vào: Nối dây nút nhấn D với ngõ vào I0.0 Nối dây nút nhấn MT với ngõ vào I0.1 Nối dây nút nhấn MN với ngõ vào I0.2 Nối dây đầu lại nút nhấn D, MT, MN với nguồn +24 VDC Kết nối thiết bị ngõ ra: Nối dây điểm A1 công tắc tơ T với ngõ Q0.0 Nối dây điểm A1 công tắc tơ N với ngõ Q0.1 Nối dây điểm A2 công tắc tơ T, N với nguồn 220 VAC Nối dây chân 1L ngõ Q0.0 Q0.1 với cực lại nguồn 220 VAC Nối dây mạch động lực: hình vẽ BÀI TẬP THỰC HÀNH: Yêu cầu cơng nghệ: Việc đóng mở cởng bảo vệ thực động không đồng pha Khi động quay thuận cổng mở ngược lại, việc chọn chế độ Auto / Man thực công tắc xoay Chế độ Man: Cổng mở đóng thực việc nhấn nút OPEN CLOSE giữ Khi buông tay động ngừng hoạt động (dừng việc đóng mở cởng) Chế độ Auto: + Nhấn nút OPEN: động khởi động quay thuận ( cổng mở ) đụng cơng tắc hành trình LS1 dừng + Nhấn nút CLOSE: động khởi động quay nghịch ( cổng đóng ) đụng cơng tắc hành trình LS2 dừng + Khi có cố: nhấn nút STOP động ngừng hoạt động Yêu cầu thực hành: 97 + Vẽ giản đồ thời gian + Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi + Viết chương trình điều khiển 6.3.3 Mạch điều khiển tốc độ a MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU: * Mục đích: Giúp học sinh biết cách điều khiển tốc độ động ba pha cách đổi số đơi cực Biết cách lập trình download xuống PLC * Yêu cầu: Sau học học sinh viết chương trình PLC mạch điều khiển tốc độ động ba pha cách đổi số đôi cực b PHẦN THỰC HÀNH: * Yêu cầu công nghệ: Nhấn nút ON1: động chạy tốc độ thấp ( đấu tam giác ) Nhấn nút ON2: động làm việc tốc độ cao ( đấu kép ) Đang làm việc tốc độ cao muốn chạy tốc độ thấp ta nhấn nút ON1 Nhấn nút stop động dừng * Trình tự thực hành: * Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Địa Mô tả I0.0 I0.1 Ngõ Ký Địa Hiệu Mô tả Ký Hiệu Nút nhấn chạy tốc ON1 Q0.0 độ thấp Contactor Chuẩn bị K1 Nút nhấn chạy tốc ON2 Q0.1 độ cao Cotactor Chạy K2 tốc độ thấp Q0.2 Contactor K3 Chạy tốc độ cao 98 * Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Hình 6.22 sơ đồ mạch động lực Hình 6.23 sơ đồ đấu nối tam giác 99 Hinình 6.24 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi * Viết chương trình điều khiển: 100 * Chạy mơ chương trình: * kết nối PLC với thiết vị ngoại vi: Kết nối thiết bị ngõ vào: Nối dây nút nhấn stop với ngõ vào I0.0 Nối dây nút nhấn start với ngõ vào I0.1 Nối dây đầu lại nút nhấn stop, start với nguồn +24 VDC Kết nối thiết bị ngõ ra: Nối dây điểm A1 công tắc tơ K1 với ngõ Q0.0 Nối dây chân 1L ngõ Q0.0 với cực lại nguồn 220 VAC BÀI TẬP THỰC HÀNH: Yêu cầu công nghệ: Dùng PLC điều khiển biến tầng để điều chỉnh tốc độ động Nhấn nút ON1: động chạy tốc độ thấp Nhấn nút ON2: động làm việc tốc độ cao Đang làm việc tốc độ cao muốn chạy tốc độ thấp ta nhấn nút ON1 Nhấn nút stop động dừng Yêu cầu thực hành: Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Viết chương trình điều khiển 6.3.4 Mạch mở máy sao/ tam giác a Mục đích – yêu cầu: * Mục đích: Giúp học sinh biết cách khởi động động ba pha cách đởi nối Sao_Tam giác Biết cách lập trình download xuống PLC * Yêu cầu: Sau học học sinh viết chương trình PLC mạch mở máy sao/ tam giác 101 b Phần thực hành: * Yêu cầu công nghệ: Nhấn nút ON1: động khởi động chế độ Sao Nhấn nút ON2: động làm việc chế độ Tam giác Đang làm việc chế độ tam giác muốn chạy chế độ ta nhấn nút ON1 Nhấn nút stop động dừng *Trình tự thực hành: Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu Địa Mô tả Ký Hiệu I0.0 Nút nhấn chạy ON1 Q0.0 Contactor Chuẩn bị K1 I0.1 Nút nhấn chạy tam ON2 giác Q0.1 Cotactor Chạy K2 Q0.2 Contactor K3 Chạy tam giác Vẽ sơ đồ kết nối thiết b Hình 6.25 sơ đồ mạch động lực 102 Hình 6.26 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi *Viết chương trình điều khiển: 103 *Chạy mơ chương trình: * kết nối PLC với thiết vị ngoại vi: Kết nối thiết bị ngõ vào: Nối dây nút nhấn stop với ngõ vào I0.0 Nối dây nút nhấn start với ngõ vào I0.1 Nối dây đầu lại nút nhấn stop, start với nguồn +24 VDC Kết nối thiết bị ngõ ra: Nối dây điểm A1 công tắc tơ K1 với ngõ Q0.0 Nối dây chân 1L ngõ Q0.0 với cực lại nguồn 220 VAC Nối dây mạch động lực: hình vẽ BÀI TẬP THỰC HÀNH: Yêu cầu công nghệ: Nhấn nút Start: động chạy, sau 3s động chạy, sau 5s động chạy Nhấn nút Stop: động dừng, sau 2s động dừng, sau 4s động dừng Yêu cầu thực hành: Vẽ giản đồ thời gian Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Viết chương trình điều khiển 104 Tài liệu tham khảo [1] Đề cương môđun/môn học nghề Sửa chữa thiết bị điện tử công nghiệp”, Dự án Giáo dục kỹ thuật Dạy nghề (VTEP), Tổng cục Dạy Nghề, Hà Nội, 2003 [2] Automatisieren mit sps - Guenter, Wellenreuther, Dieter Zastrow nxb Viweg [3].stuerung von – ELWE [4] Tự động hóa với simatic s7-200 Nguyễn Dỗn Phước nxb nơng nghiệp [5].Kỹ thuật điều khiển lập trình Trung tâm Việt Đức Trường ĐHSPKT 105 ... thái PLC qua Web Browser + Hỗ trợ PLC 22 2, 22 4, 22 6 22 6 XM (ver 1.1 trở lên)  Các chuẩn tương thích với CP 24 3-1 IT + CP 24 3-1 IT tương thích với chuẩn + S7 XPUT/XGET S7 READ/WRITE + S 7 -2 00 I/O... trước T-bit có giá trị logic ngược lại T-bit có giá trị logic khơng + Time có độ phân giải 1ms 10ms 100ms phân bố Timer CPU 226 sau: 55 Độ phân giải Timer: Lệnh Độ phân giải CPU 22 1 CPU 22 2 CPU 22 4... cơng tắc hành trình LS1 dừng + Nhấn nút CLOSE: động khởi động quay nghịch ( cơ? ?ng đóng ) đụng cơng tắc hành trình LS2 dừng + Khi có cố: nhấn nút STOP động ngừng hoạt động Yêu cầu thực hành: 97