Giáo trình PLC với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được các khái niệm về điều khiển lập trình chính xác theo nội dung đã học; Trình bày được cấu trúc và phương thức hoạt động của các lệnh cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình!
BÀI THỰC HIỆN CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC Mã bài: MĐ 23- 03 Giới thiệu: - Hệ nhị phân (hay hệ đếm số 2) hệ đếm dùng hai ký tự để biểu đạt giá trị số, tổng số lũy thừa Hai ký tự thường Sử dụng hệ nhị phân lập trình PLC có ưu điểm dễ dàng thực hiện, tính tốn đơn giản 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 theo nội dung học - Thực phép toán nhị phân PLC đạt yêu cầu kỹ thuật - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh công nghiệp Nội dung bài: Các liên kết logic Mục tiêu: - Nắm vững phép liên kết logic - Phân biệt tín hiệu kết nối với PLC 1.1 Phép AND Bảng giá trị phép toán And: 52 1.2 Phép OR: Bảng giá trị phép toán OR: 1.3 Phép XOR: Bảng giá trị phép toán XOR: 1.4 Phép NOT: 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 53 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 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 RS232,RS485,Modbus… Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm Mục tiêu: - Biết lệnh logic tiếp điểm - Hiểu lệnh vào - Nắm vững lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm - Phân biệt tiếp điểm đặc biệt 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 toán 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 54 - Ngồi ra, c n 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 2.2 Lệnh vào/ra: - LOAD ( LD) : Tiếp điểm thường hở đóng giá trị logic hở giá trị logic Địa Bit Dạng liệu Bool Các vùng nhớ I, Q, M, SM, L, D, T, C + Dạng LAD: Tiếp điểm thường mở đóng I0.0 =1 + Dạng STL: LD I0.0 =Q 0.0 - LOAD NOT ( LDN) : Tiếp điểm thường đóng đóng có giá trị logic bit 0, mở có giá trị logic 55 Địa Bit Dạng liệu Bool Các vùng nhớ 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 d ng điều khiển Địa Bit Dạng liệu Bool Các vùng nhớ 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) + Dạng STL: Giá trị logic I0.0 đưa vào bit ngăn xếp, bit chép vào bit ngõ Q0.0 LD I0.0 = Q0.0 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 d ng điện đóng cuộn dây đầu Khi d ng điều khiển 56 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 Bit N Dạng liệu Bool Byte Các vùng nhớ I, Q, M, SM, L, D, T, C 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 I0.0 S Q0 Ví dụ: - RESET (R): Lệnh dùng để ngắt điểm gián đoạn thiết kế Trong LAD, logic điều khiển d ng điện ngắt cuộn dây đầu Khi d ng điều khiển đến 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 Bit N Dạng liệu Bool Byte Các vùng nhớ I, Q, M, SM, L, D, T, C IB, QB, MB, VB, SMB, VB, LB, AC, constant, 57 + 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 Toán 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: 2.4 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 d ng cung cấp (giá trị đỉnh ngăn xếp) LAD sử dụng tiếp điểm đặc biệt để tác động vào d ng 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 trước sườn sau) có nhu cầu nhớ CPU 214 sử dụng nhiều 256 lệnh Ví dụ: Biểu đồ thời gian: 58 - Tiếp điểm vùng nhớ đặc biệt: + SM0.1: V ng quét tiếp điểm đóng, kể từ v ng quét thứ hai mở giữ nguyên suốt trình họat động + SM0.0: Ngược lại với SM0.1, v ng quét mở từ v ng 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 Timer Mục tiêu: - Nắm tính chất Timer - Điều khiển Timer 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 ngh a 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 ngh a 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: 59 + 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 c n có bit ký hiệu T-bit 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: 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 T33T36 T33T36 T33T36 T33T36 T97T100 T97T100 T97T100 T97T100 100ms T37T63 T37T63 T37T63 T37T63 T101T255 T101T255 T101T255 T101T255 TONR 1ms T0,T64 T0,T64 T0,T64 T0,T64 10ms T1T4 T1T4 T1T4 T1T4 T65T68 T65T68 T65T68 T65T68 100ms T5T31 T5T31 T5T31 T5T31 T69T95 T69T95 T69T95 T69T95 Dạng lệnh L A D IN PT L A D 3.2 Các lệnh điều khiển Timer Mô tả chức lệnh Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TON để Tn tạo thời gian trể tính từ giá trị đầu TON vào IN kích Nếu giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước T-bit ms Tn: T32T63 T96T255 PT: VW,T,C,IW,QW, MW,SMW,AC, AIW,VD,*AC,const 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: T0T31, T64T95 60 PT:VW,T,C,IW,QW,W,SMW,AC, AIW,VD,*AC,const Ví dụ cách sử dụng Timer kiểu TON: Thời gian trễ T=PT*độ phân giải T37 = 50*100ms=5000ms = 5s Ví dụ cách sử dụng Timer kiểu TONR: 61 Yêu cầu: - Sau học học sinh viết chương trình PLC khởi động không đồng pha II 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 2.1 Vẽ giản đồ thời gian 2.2 Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Ngõ Địa Mô tả I0.0 Nút nhấn Dừng stop I0.1 Nút nhấn chạy start Ký Hiệu Địa Mô tả Ký Hiệu Q0.0 Contactor Điều khiển động K1 - Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 147 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 2.4 Viết chương trình điều khiển: 2.5 Chạy mơ chương trình: 148 2.6 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 c n 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 c n lại nguồn 220 VAC Nối dây mạch động lực: hình vẽ III 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 3.2 Mạch đổi chiều quay I MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU: Mục đích: - Sử dụng lệnh PLC - 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 không đồng pha quay thuận nghịch gián tiếp, trực tiếp, có giới hạn hành trình II 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 149 + Khi có cố: nhấn nút D động ngừng hoạt động Trình tự thực hành: 2.1 Vẽ giản đồ thời gian: 2.2 Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Địa Mô tả I0.0 Nút nhấn Dừng I0.1 I0.2 Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu D Q0.0 T Nút nhấn chạy thuận MT Q0.1 Contactor Chạy Thuận Contactor Chạy Nghịch Nút nhấn chạy nghịch MN Ký Hiệu N 2.3 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 150 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 2.4 Viết chương trình điều khiển: 2.5 Chạy mơ chương trình: 2.6 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 c n 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 Q0.0 151 - 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 c n lại nguồn 220 VAC Nối dây mạch động lực: hình vẽ III BÀI TẬP THỰC HÀNH: u cầu cơng nghệ: - Việc đóng mở cổng 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 cổng) 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: + Vẽ giản đồ thời gian + Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi + Viết chương trình điều khiển 3.3 Mạch điều khiển tốc độ I MỤC ĐÍCH – U CẦU: Mục đích: - Giúp học sinh biết cách điều khiển tốc độ động ba pha cách đổi số đôi 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 II PHẦN THỰC HÀNH: Yêu cầu công nghệ: 152 - 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: 2.1 Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Địa Mô tả I0.0 Nút nhấn chạy tốc độ thấp Nút nhấn chạy tốc độ cao I0.1 Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu ON1 Q0.0 K1 ON2 Q0.1 Contactor Chuẩn bị Cotactor Chạy tốc độ thấp Contactor Chạy tốc độ cao Ký Hiệu Q0.2 K2 K3 2.2 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 153 Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 2.4 Viết chương trình điều khiển: 154 2.5 Chạy mơ chương trình: 2.6 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 c n 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 c n lại nguồn 220 VAC III 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 155 - 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 3.4 Mạch mở máy sao/ tam giác I MỤC ĐÍCH – U CẦU: Mục đích: - Giúp học sinh biết cách khởi động động ba pha cách đổi 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 II 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: 2.1 Quy định địa ngõ vào/ra: Ngõ vào Địa Mô tả I0.0 Nút nhấn chạy I0.1 Ngõ Địa Mô tả Ký Hiệu ON1 Q0.0 K1 Nút nhấn chạy tam ON2 giác Q0.1 Contactor Chuẩn bị Cotactor Chạy Contactor Chạy tam giác Ký Hiệu Q0.2 K2 K3 156 - Vẽ sơ đồ kết nối thiết b Mạch động lực Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại v Viết chương trình điều khiển: 157 2.5 Chạy mơ chương trình: 2.6 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 c n 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 c n lại nguồn 220 VAC - Nối dây mạch động lực: hình vẽ III BÀI TẬP THỰC HÀNH: Yêu cầu công nghệ: - Nhấn nút Start: động chạy, sau 3s động chạy, sau 5s động chạy 158 - 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 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: Trình bày cách kết nối PLC thiết bị ngoại vi, nắm quy trình cơng nghệ số mơ hình: mạch khởi động động cơ, mạch đảo chiều quay động cơ, điều khiển tốc độ mạch mở máy sao/tam giác + Về kỹ năng: Thực lập trình cho PLC đạt yêu cầu kỹ thuật, Xử lý hư hỏng PLC đạt yêu cầu kỹ thuật, Thực thay hệ thống PLC đạt yêu cầu kỹ thuật + Về thái độ: Đảm bảo an toàn vệ sinh công nghiệp Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ thực hành + Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp 159 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 160 161 ... 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... 1) - Bốn nút S1, S2, S3 S4: thiết bị nhập - Các tiếp điểm K1, K2, K3 mối nối liên kết phần tử xử lý - Các khởi động từ H1, H2, H3 thiết bị xuất điều khiển - Hình 4 .2 Nếu thay đổi mạch điện tử phần. .. khiển PLC - Đối với phần cứng: Ta cần quan tâm đến kết nối phần từ nhập - phần từ xuất đối vói PLC - Phần mềm PLC làm thay nhiệm vụ khối xử lý - Giả sử nhiệm vụ điều khiển thay đổi sau: đóng 2/