(NB) Giáo trình PLC nâng cao cung cấp cho người học những kiến thức như: Vị trí, ứng dụng PLC trong công nghiệp; Điều khiển các động cơ khởi động và dừng theo trình tự; Điều khiển động cơ KĐB bap ha quay 2 chiều có hãm trước lúc đảo chiều; Điều khiển đèn giao thông;...Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình sau đây!
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRẦN VĂN NAM (Chủ biên) NGUYỄN VĂN SÁU – ĐẶNG ĐÌNH NHIÊN GIÁO TRÌNH PLC NÂNG CAO Nghề: Điện cơng nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2018 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “PLC NÂNG CAO” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện Công Nghiệp Đây môn học kỹ thuật chuyên ngành chương trình đào tạo nghề Điện Cơng Nghiệp trình độ Cao đẳng Nhóm biên soạn tham khảo tài liệu: “[1] Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic ứng dựng, NXB Khoa học kỹ thuật 2006 [2] Trần Thế San (biên dịch), Hướng dẫn thiết kế mạch lập tŕnh PLC, NXB Đà Nằng 2005 [3] Tăng Văn Mùi (biên dịch), Điều khiển logic lập trình PLC, NXB Thống kê 2006.”và nhiều tài liệu khác Mặc dù nhóm biên soạn có nhiều cố gắng khơng tránh thiếu sót Rất mong đồng nghiệp độc giả góp ý kiến để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018 Chủ biên: Trần Văn Nam MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : PLC NÂNG CAO Bài mở đầu Vị trí, ứng dụng PLC công nghiệp 11 1.1 Các toán điều khiển động 11 1.2 Các tốn điều khiển q trình 12 Bài Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự 19 1.1 PLC CPM2A 19 1.2 PLC S7-200 22 1.3 PLC S7-300 26 Bài Điều khiển động KĐB bap quay chiều có hãm trước lúc đảo chiều 32 2.1 PLC CPM2A 32 2.2 PLC S7-200 34 2.3 PLC S7-300 36 Bài Điều khiển đèn giao thông 38 3.1 Với PLC CPM2A 38 3.2 Với PLC S7-200 41 3.3 PLC S7-300 44 Bài Đếm sản phẩm 47 4.1 Với PLC CPM2A 47 4.2 PLC S7-200 49 4.3 PLC S7-300 51 Bài Điều khiển máy trộn 54 5.1 Với PLC CPM2A 54 5.2 Với PLC S7-200 57 5.3 Với PLC S7-300 60 Bài Đo điện áp DC điều khiển ON/OFF 64 6.1 PLC CPM2A 64 6.2 PLC S7-200 66 6.3 PLC S7-300 71 Bài Điều khiển nhiệt độ 74 7.1 PLC CPM2A 74 7.2 PLC S7-300 76 Bài Điều khiển động servo 81 8.1 PLC CPM2A 81 8.2 PLC S7-300 86 Bài Điều khiển thang máy 89 9.1 Với PLC CPM2A 89 8.2 Với PLC S7-200 92 8.3 PLC S7-300 95 Bài 10 Màn hình cảm biến 98 10.1 PLC CPM2A 98 10.2 PLC S7-200 112 10.3 PLC S7-300 121 Bài 11 Kết nối PLC với hình cảm biến 138 11.1 PLC CPM2A 138 11.2 PLC S7-200 138 11.3 PLC S7-300 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : PLC NÂNG CAO Mã mô đun: MĐ 28 Thời gian thực mô đun: 90 giờ; (LT: 29 giờ; TH: 55 giờ; KT: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun PLC nâng cao học sau môn học, mô đun: Kỹ thuật sở, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, truyền động điện PLC - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề II Mục tiêu mô đun - Về kiến thức: + Sử dụng loại PLC hãng OMRON SIEMENS + Có khả tự nghiên cứu để sử dụng loại PLC hãng khác + Vận hành hệ thống điều khiển dùng PLC có sẵn - Về kỹ năng: + Lắp đặt hệ thống điều khiển cỡ nhỏ dùng PLC đơn Màn hình cảm biến + Viết chương trình ứng dụng cỡ nhỏ cho PLC đơn Màn hình cảm biến theo yêu cầu thực tế - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo + Đảm bảo an toàn cho người thiết bị III Nội dung mô đun Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Trong Số TT Tên mô đun Bài mở đầu: Vị trí, ứng dụng PLC cơng nghiệp Tổng số 18 Lý thuyết Thực hành/ thực tập/thí nghiệm/ tập/thảo luận 9 Kiểm tra 2.1 PLC CPM2A 1 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Tập lệnh PLC CPM2A 2.1.3 Bài tập ứng dụng 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Giới thiệu chung 2.2.2 Tập lệnh PLC S7200 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Giới thiệu chung 2.3.2 Tập lệnh PLC S7300 2.3.3 Bài tập ứng dụng Bài 1: Điều khiển động khởi động 14 dừng theo trình tự 2.1 PLC CPM2A 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 Bài 2: Điều khiển đèn giao thông 10 2.1 PLC CPM2A 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 3: Đếm sản phẩm 10 2.1 PLC CPM2A 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 4: Điều khiển máy trộn 12 2.1 PLC CPM2A 2 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 5: Điều khiển thang máy 12 2.1 PLC CPM2A 3 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho Đặc tính kĩ thuật C200H-AD001 C200H-AD002 Số input Điện áp ngõ 1-5V 0-10V -10-10V Dòng ngõ 4-20mA Tổng trở ngõ 0,5Ω Độ xác 0,3% Tốc độ chuyển đổi 2,5ms max/input Dữ liệu chuyển đổi 12bit nhị phân 12bit nhị phân + mã bít áp (dịng) Tín hiệu ngõ maximum 15mV dạng áp 10mV Tín hiệu ngõ maximum Tùy dạng dòng Tùy Word I/O cần thiết 10 (vùng I/O đặc biệt) Kết nối ngoại vi Khối terminal 6.2 PLC S7-200 Đặc tính kỹ thuật: - Thời gian chuyển đổi ngắn - Không cần khuếch đại kết nối với cảm biến - Thực công việc phức tạp Các thông số: Số lượng ngõ vào : Số lượng ngõ :1 Tầm điện áp : -10V, 0-5V, +/-5V, +/-2,5V, … Thông số ngõ vào : 0-10V, 0-20 mA Thông số ngõ Độ phân giải : +/-10V, 0-20 mA : 12 bit/V 66 Conector Kích thước : 71.2 x 80 x 62mm Trọng lượng : 186 g Công suất tiêu thụ : W Định dạng ngõ ra: có dấu : -32000 đến 32000, không dấu: đến 32000 Kết nối: Modul mở rộng có đặc tính thiết kế giống CPU + Lắp đường ray DIN: modul lắp vào bên phải CPU thông qua bus (S7- 21x) cáp S7- 22x + Lắp trực tiếp: thơng qua cổng kết nối Modul Hình 6.3: Sơ đồ kết nối tín hiệu vào PLC CPM2A Điều chỉnh ngõ vào: Việc điều chỉnh có ảnh hưởng đến trạng thái thiết bị đo khuếch đại kênh ngõ vào bị ảnh hưởng theo Sự thay đổi giá trị thành phần mạch điện ngõ vào làm cho chuyển đổi Analog đa thành 67 phần có sai số nhỏ giá trị đọc kênh dù kết nối với tín hiệu ngõ vào Để thoả mãn đặc tính liệt kê Data Sheet, phận lọc ngõ vào phải kích hoạt Chọn chế độ 64 chế độ khác việc tính tốn giá trị trung bình Việc điều chỉnh tuân theo bước sau đây: Tắt nguồn Modul, chọn tầm ngõ vào thích hợp Cấp nguồn cho CPU Modul Để cho modul ổn định vịng 15 phút Sử dụng máy phát tín hiệu, nguồn áp nguồn dịng đặt tín hiệu có giá trị tới đầu nối ngõ vào Đọc giá trị thu cho CPU kênh ngõ vào thích hợp Điều chỉnh OFFSET máy đo điện 0, giá trị liệu dạng số mong muốn Kết nối giá trị toàn thang tới đầu nối ngõ vào Đọc liệu thu cho CPU Điều chỉnh GAIN máy đo điện 32000, giá trị liệu dạng số mong muốn Lặp lại chỉnh định OFFSET GAIN theo yêu cầu Hình 6.4: chỉnh định OFFSET GAIN theo yêu cầu PLC CPM2A Chỉnh định cho EM 235 Bảng A-4 trình bày cách chỉnh định cho EM 235 dùng công tắc DIP Công tắc từ đến dùng để chọn tầm cho ngõ vào chọn độ phân giải Tất ngõ vào phải có dạng tầm 68 Định dạng liệu ngõ vào (dạng word) EM 231 EM 235 Hình A -21 giới thiệu nơi giá trị 12 bit liệu đặt địa Word CPU Định dạng liệu ngõ (dạng word) EM 231 EM 235 Hình A -23 giới thiệu nơi giá trị 12 bit liệu đặt địa Word CPU 69 Để đọc tín hiệu tương tự ngõ vào ta sử dụng lệnh di chuyển liệu: Lệnh ghi liệu tương tự ngõ ra: Sơ đồ khối EM 235 Hình 6.5: Sơ đồ khối EM 235PLC CPM2A 70 Sơ đồ khối ngõ EM 235 Hình 6.6: Sơ đồ khối ngõ EM 235.PLC CPM2A Các ý cài đặt ngõ analog - Chắc chắn nguồn 24VDC cung cấp không bị nhiễu ổn định - Xác định modul - Dùng dây cảm biến ngắn - Sử dụng dây bọc giáp cho cảm biến dây dùng cho cảm biến - Tránh đặt dây tín hiệu song song với dây có lượng cao 6.3 PLC S7-300 AI (Analog intput): Modul mở rộng cổng vào analog Về chất chúng biến đổi tương tự số 12 bit (ADC), nghĩa tín hiệu tương tự chuyển thành tín hiệu số có độ dài 12 bit Số cổng vào analog mở rộng 2, tùy theo loại modul 71 Hình 6.7: PLC S7-300 AO (Analog output): Modul mở rộng cổng analog Về chất chúng biến đổi số tương tự (ADC) Số cổng analog mở rộng 2, tùy theo loại modul Hình 6.8: PLC S7-300 72 AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng cổng vào/ra analog Về chất chúng biến đổi số tương tự (ADC) Số cổng vào/ra analog mở rộng vào/2 vào/4 tùy theo loại modul Hình 6.7: PLC S7-300 73 Bài Điều khiển nhiệt độ Mục tiêu - Ghép nối loại Modul mở rộng với PLC CPM2A, PLC S7-200, PLC S7-300 - Lập trình loại PLC CPM2A, PLC S7-200, PLC S7-300 để điều khiển nhiệt độ nhiều kênh - Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự khác - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư sáng tạo khoa học, đảm bảo an toàn 7.1 PLC CPM2A 7.1.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình u cầu: Bồn nấu nước điều nhiệt tự động để cung cấp nước nóng cho lị sưởi thùng nước nóng cấp cho vịi nước nhà Các động bơm đóng mạch để bơm nước nóng từ bồn nấu nước đến hai hai hệ thống trên, tùy theo cảm biến nhiệt độ phòng nhiệt độ thùng nước nóng cho biết máy sưởi thùng nước nóng cần cấp nhiệt Tồn hệ thống điều khiển đồng hồ cho hệ thống vận hành khoảng thời gian định ngày Các lệnh sử dụng: B: Bit LOAD-LD IR, SR, AR, HR, TC, LR, TR B: Bit IR, SR, AR, HR, TC, LR LOADNOT-LDNOT B: Bit AND-AND IR, SR, AR, HR, TC, LR 74 ANDNOT-ANDNOT B: Bit IR, SR, AR, HR, TC, LR B: Bit OR-OR IR, SR, AR, HR, TC, LR B: Bit OUT-OUT IR, SR, AR, HR, TR, LR 7.1.2 Viết chương trình cho PLC CPM2A Phân cơng địa chỉ: Kí hiệu Phần tử Địa TH Tín hiệu từ đồng hồ (TH) 00000 CB1 Cảm biến nhiệt độ từ bồn nấu(CB1 T0) 00001 CB2 Cảm biến nhiệt độ phòng(CB2 T0) 00002 CB3 Cảm biến nhiệt độ thùng nước nóng (CB3 T0) 00003 K1 Bồn nấu nước (K1) 01000 K2 Hệ thống sưởi (K2) 01001 K3 Hệ thống nước nóng (K3) 01002 Chương trình điều khiển: 75 7.1.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Sơ đồ đấu dây: + 24V - TH COM 000.00 CB3 CB2 CB1 000.01 000.02 000.03 000.04 000.05 000.06 000.07 000.08 000.09 000.010 000.011 PLC OMRON COM 24V - 001.00 001.01 001.02 K1 K2 K2 001.03 001.04 001.05 001.06 001.07 + Hình 7.1: Sơ đồ kết nối tín hiệu vào PLC OMRON Nạp chương trình vận hành: (Xem 1) 7.2 PLC S7-300 7.2.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình u cầu cơng nghệ: Lập trình cho PLC S7-300 điều khiển hiển thị nhiệt độ lò theo yêu cầu sau: - Bật lò nút ấn ON, tắt lò nút ấn OFF - Thay đổi nhiệt độ lò nút ấn UP DOWN, nhiệt độ lò thay đổi phạm vi 200C-260C - Khi bật lị nhiệt độ ln 210C Các lệnh: - Bộ nhớ SR: Toán hạng địa bit I, Q, M, D, 76 - So sánh bằng: CMP = I Toán hạng IN1 Toán hạng IN2 Lnh s so sánh hai số nguyên nằm hai từ thấp ACC1 ACC2, số nguyên ACC1 với số nguyên ACC2 RLO=1, ngược lại RLO=0 - Counter: Trong đó: CU : BOOL tín hiệu đếm tiến CD : BOOL tín hiệu đếm lùi S : BOOL tín hiệu đặt PV : WORD giá trị đặt trước R : BOOL tín hiệu xoá CV : WORD Là giá trị đếm hệ đếm 16 CV_BCD: WORD giá trị đếm hệ đếm BCD Q : BOOL Là tín hiệu 7.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 Bảng địa vào/ra: 77 7.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 78 79 7.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Sơ đồ nối dây: Hình 7.2: Sơ đồ kết nối tín hiệu vào PLC OMRON Nạp chương trình vận hành: (Xem 1) 80 ... sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình ? ?PLC NÂNG CAO? ?? dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề. .. 11 2 10 .3 PLC S 7-3 00 12 1 Bài 11 Kết nối PLC với hình cảm biến 13 8 11 .1 PLC CPM2A 13 8 11 .2 PLC S 7-2 00 13 8 11 .3 PLC S 7-3 00 14 0 TÀI LIỆU... E- STOP I0 .1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1 .1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7 PLC S 7- 300 COM 24V - Q0.0 Q0 .1 Q0.2 KM1 KM2 KM3 Q0.3 I0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1