Giáo trình PLC với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; Trình bày được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC; Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi, sửa chữa và khắc phục. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình.
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: PLC NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH & ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257/QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 07 năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN 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 LỜI GIỚI THIỆU Quyển giáo trình cung cấp cho người học nhữnh kiến thức lập trình PLC, lắp đặt mạch điện điều khiển dùng PLC Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh điều hòa khơng khí kiến thức, kỹ cần thiết để ứng dụng vào thực tế Ngồi ra, giáo trình tài liệu hữu ích cho muốn nghiên cứu, tìm hiểu PLC Tài liệu biên soạn với cố gắng thân, khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp quý đồng nghiệp, quý đọc giả để tơi chỉnh sửa giáo trình hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cô tổ môn Điện lạnh quý Thầy, Cô khoa Điện – Điện tử hỗ trợ, giúp đỡ để Tơi hồn thành giáo trình Sađéc, ngày 20 tháng 10 năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: Nguyễn Thanh Tùng I MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU I MỤC LỤC I BÀI : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC VÀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7200 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-200 BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN 2.1 Tổng quát điều khiển: 2.2 Điều khiển nối cứng điều khiển lập trình: 2.3 So sánh PLC với thiết bị điều khiển thông thường khác 2.4 Các ứng dụng PLC thực tế MÔ TẢ CẤU TẠO PLC S7-200 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7-200 11 4.1 Địa ngõ vào, ngõ PLC S7-200 12 4.2 Phần chữ vị trí kích thước ô nhớ 12 4.3 Phần số địa byte bit miền nhớ xác định 14 4.4 Cấu trúc nhớ PLC S7-200 15 XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH 16 5.1 Vòng quét chương trình 16 5.2 Cấu trúc chương trình PLC S7-200 16 5.3 Phương pháp lập trình 17 CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP 7MICROWIN 19 6.1 Những yêu cầu máy tính PC 19 6.2 Cài đặt phần mềm lập trình STEP 7- Micro/Win 32 19 BÀI 2: THỰC HIỆN CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC 21 CÁC LIÊN KẾT LOGIC 21 1.1 Các lệnh ngõ vào, ngõ lệnh tiếp điểm đặc biệt 21 I 1.2 Các lệnh liên kết logic 23 1.3 Liên kết cổng logic 25 1.4 Bài tập ứng dụng 27 CÁC LỆNH GHI, LỆNH XÓA GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM 30 2.1 Mạch nhớ SET (S) RESET (R) S7-200 30 2.2 Lệnh SET (S) RESET (R) S7-200 30 2.3 Ứng dụng dung lượng nhớ 32 RƠLE THỜI GIAN (TIMER) 33 3.1 Rơle thời gian (On - Delay Timer - TON) 34 3.2 Rơle thời gian (Off - Delay Timer - TOff) 36 3.3.Rơle thời gian (Retentive On - Delay Timer -TONR) 37 BỘ ĐẾM (COUNTER) 38 4.1 Bộ đếm lên (Counter up) 38 4.2 Bộ đếm lên - xuống (Counter up - down) 39 CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG 40 5.1 Điều khiển động quay chiều 40 5.2 Điều khiển đảo chiều quay động pha 42 5.3 Điều khiển động pha khởi động – tam giác 44 5.4 Điều khiển động hoạt động luân phiên 49 5.5 Điều khiển động hoạt động trình tự 51 BÀI 3: THỰC HIỆN CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC 54 CHỨC NĂNG TRUYỀN DẪN 54 1.1 Truyền Byte, Word, Doubleword 54 1.2 Truyền vùng nhớ liệu 55 CHỨC NĂNG SO SÁNH 56 ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC 58 CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG 59 4.1 Điều khiển hệ thống đèn giao thông 59 4.2 Điều khiển chuông báo học 62 II Điều khiển hệ thống đèn giao thông 64 Điều khiển chuông báo học 64 BÀI 4: LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7-200 66 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ QUAY MỘT CHIỀU 66 1.1 Viết download chương trình 66 1.2 Lắp đặt mạch điện 68 1.3 Đo kiểm tra vận hành 69 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐẢO CHIỀU QUAY 69 2.1 Viết download chương trình 69 2.2 Lắp đặt mạch điện 71 2.3 Đo kiểm tra vận hành 73 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG SAO – TAM GIÁC 73 3.1 Viết download chương trình 73 3.2 Lắp đặt mạch điện 76 3.3 Đo kiểm tra vận hành 78 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ HOẠT ĐỘNG THEO TRÌNH TỰ CÓ KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT 78 4.1 Viết download chương trình 78 4.2 Lắp đặt mạch điện 82 4.3 Đo kiểm tra vận hành 84 LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ HOẠT ĐỘNG LUÂN PHIÊN CÓ KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT 84 5.1 Viết download chương trình 84 5.2 Lắp đặt mạch điện 89 5.3 Đo kiểm tra vận hành 91 Lắp đặt tủ điện điều khiển động quay chiều 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 III Nội dung C-word, gọi giá trị đếm tức thời đếm, so sánh với giá trị đặt trước (giá trị tới hạn) đếm, ký hiệu PV (Preset value) Khi giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước đếm báo ngồi cách đặt giá trị logic vào bit đặt biệt nó, gọi C-bit Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ giá trị đặt trước giá trị logic Bộ đếm reset (0), ngõ vào đặt R cuả đóng mạnh (bằng 1) lệnh R (reset) thực với C-bit Khi đếm reset, C-word C-bit nhận giá trị Vùng địa đếm cho bảng hình Giá trị tới hạn giới hạn đếm đặt ngõ vào PV đưa số từ sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC Bộ đếm CTU viết LAD, STL giản đồ thời gian cho hình vẽ: 4.2 Bộ đếm lên - xuống (Counter up - down) Bộ đếm lên/xuống (CTUD) đếm lên gặp sườn lên xung vào cổng đếm lên, ký hiệu CU LAD Giá trị đếm đếm tăng sườn xung lên ngõ vào Giá trị tăng đến giá trị cao Bộ đếm dừng lại giá trị đếm đạt đến +32767 Bộ đếm CTUD đếm xuống gặp sườn lên xung vào cổng đếm xuống, ký hiệu CD LAD Giá trị đếm đếm giảm sườn xung lên ngõ vào CD Bộ đếm dừng lại, giá trị đếm đạt đến -32767 Nếu giá trị đếm tức thời >= giá trị đặt trước ngõ vào PV, C-bit có giá trị Cịn trường hợp khác C-bit có giá trị Giống đếm CTU, đếm CTUD đưa trạng thái khởi phát ban đầu cách: - Khi ngõ vào R có giá trị logic - Dùng lệnh R (reset) để reset C-bit đếm 39 Giá trị tới hạn giới hạn đếm đặt ngõ vào PV đưa số từ sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC Bộ đếm CTU viết LAD, STL giản đồ thời gian cho hình vẽ: I0.1 Up I0.2 Down I0.3 Reset 5 4 3 C48 (current) C48 (bit) Hình 2.20 Giản đồ xung CTU CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG 5.1 Điều khiển động quay chiều S0 S1 F1 S2 Than đá K1 F2 H0 40 Băng tải M 3~ Hình 2.21 Sơ đồ cơng nghệ băng tải Mô tả hoạt động: Công tắc S0 dùng để khởi động cho thiết bị đèn H0 báo chế độ làm việc Khi nhấn S1 động M1 khởi động kéo băng tải than đá thùng chứa vận chuyển theo băng tải Khi nhấn S2 băng tải dừng, cắt khỏi nguồn qua bảo vệ dòng F2 Bảng 2.10 Bảng xác lập ngõ vào/ra Xác định ngõ vào/ra Ký hiệu Địa Chú thích S0 I0.0 Cơng tắc thường mở S1 I0.1 Nút nhấn thường mở S2 I0.2 Nút nhấn thường đóng F2 I0.3 K1 Q0.0 Khởi động từ H0 Q0.1 Đèn báo Tiếp đóng điểm Hình 2.22 Sơ đồ kết nối PLC 41 thường - Chương trình điều khiển: 5.2 Điều khiển đảo chiều quay động pha - Mô tả hoạt động: Khi nhấn S2 – K1 có điện tự trì, động M1 quay thuận Khi nhấn S3, động đổi chiều quay Việc đổi chiều quay thực nhấn nút nhấn S1 Rơle nhiệt F3 dùng để bảo vệ tải cho động - Lập bảng địa vẽ sơ đồ nối dây PLC: Hình 2.23 Sơ đồ kết nối PLC 42 Bảng 2.11 Bảng xác lập ngõ vào/ra Xác định ngõ vào/ra Ký hiệu Địa Chú thích F3 I0.0 Bộ cắt dịng q tải S1 I0.1 Nút nhấn dừng động S2 I0.2 Nút nhấn điều khiển động quay thuận S3 I0.3 Nút nhấn điều khiển động quay nghịch K1 Q0.1 Công tắc tơ điều khiển động quay thuận K2 Q0.1 Công tắc tơ điều khiển động quay nghịch - Chương trình điều khiển: 43 5.3 Điều khiển động pha khởi động – tam giác - Mơ tả hoạt động: Khi nhấn S2, K1 có điện tự trì, đồng thời rơle thời gian K5 K3 có điện, động chạy phải chế độ nối Y Sau thời gian chỉnh định trước K3 bị hở mạch K4 có điện, động chạy phải chế độ tam giác Nhấn S1 động cắt khỏi nguồn điện Bây nhấn S3, K2 có điện, đồng thời K5 K3 có điện, động chạy trái chế độ nối Quá trình lập lại giống trường hợp Các khởi động từ K1 K2 khoá chéo lẫn 44 L1 380/220V 3/N/PE Hz L2 L3 PE F2 K1 K2 K4 F3 W1 V2 V1 U2 M U1 F3 K1 S1 K1 K5 K1 S3 K2 K1 K1 K2 W2 3~ M1 S2 K3 K4 K1 K2 K3 K4 H1 H2 H3 H4 K4 K2 K4 K3 K3 K4 K5 N Chạy phải Chạy trái Hình 2.24 Sơ đồ mạch động lực, mạch điều khiển - Lập bảng địa vẽ sơ đồ nối dây PLC: Bảng 2.12 Bảng xác lập ngõ vào/ra Xác định ngõ vào/ra Ký hiệu Địa Mô tả F3 I0.0 Bộ cắt dòng tải S1 I0.1 Nút nhấn thường đóng – cắt mạch 45 S2 I0.2 Nút nhấn thường mở – Chạy phải S3 I0.3 Nút nhấn thường mở – Chạy trái K1 Q0.0 Khởi động từ chạy phải K2 Q0.1 Khởi động từ chạy trái K3 Q0.2 Chạy Y K4 Q0.3 Chạy tam giác H1 Q0.4 Đèn báo chạy phải H2 Q0.5 Đèn báo chạy trái H3 Q0.6 Đèn báo chạy nối Y H4 Q0.7 Đèn báo chạy nối tam giác Nguồn cung cấp 24 V F4 S1 S2 S3 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I N P U T S P S O U T P U T Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 K2 K1 K1 K2 K4 K3 K3 K4 Q0.4 H1 Q0.5 H2 Q0.6 H3 Q0.7 H4 Hình 2.25 Sơ đồ kết nối PLC - Chương trình điều khiển: 46 47 48 5.4 Điều khiển động hoạt động luân phiên Hình 2.26 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Hình 2.25 Sơ đồ kết nối PLC Hình 2.27 Sơ đồ kết nối mạch động lực mạch điều khiển - Chương trình điều khiển: 49 50 5.5 Điều khiển động hoạt động trình tự - Nêu u cầu cơng nghệ: Hình 2.27 Hệ thống băng tải bảng điều khiển Yêu cầu: Hệ thống băng tải gồm động Khi khởi động nhấn START động chạy, sau giây tự động động chạy, giây kế tự động động chạy Tương ứng động chạy có đèn sáng Khi nhấn nút STOP (dừng) động thứ dừng trước, sau giây tự động động thứ dừng sau giây tự động động dừng hẳn MẠCH ĐỘNG LỰC: L1 L2 L3 L1 L2 KẾT NỐI PLC: L1 L3 CB1 CB2 CB3 K1 K2 K3 RN1 RN2 M1 L2 L3 RN3 M2 M3 Hình 2.28 Sơ đồ kết nối mạch động lực sơ đồ kêt nối PLC với thiết bị ngoại vi - Lập bảng xác lập vào ra: Bảng 2.11 Bảng xác lập ngõ vào/ra Kí hiệu Địa Giải thích START I0.0 Nút nhấn khởi động 51 STOP I0.1 Nút nhấn dừng K1 Q0.0 Ngõ điều khiển động kéo băng tải K2 Q0.1 Ngõ điều khiển động kéo băng tải K3 Q0.2 Ngõ điều khiển động kéo băng tải - Chương trình điều khiển: 52 Yêu cầu thực hiện: Điều khiển động quay chiều - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi mạch động lực - Viết chương trình điều khiển - Chạy mơ chương trình Điều khiển đảo chiều quay động pha - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi mạch động lực - Viết chương trình điều khiển - Chạy mơ chương trình Điều khiển động pha khởi động – tam giác - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi mạch động lực - Viết chương trình điều khiển - Chạy mơ chương trình Điều khiển động hoạt động luân phiên - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi mạch động lực - Viết chương trình điều khiển - Chạy mơ chương trình Điều khiển động hoạt động trình tự - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi mạch động lực - Viết chương trình điều khiển - Chạy mơ chương trình Câu hỏi ơn tập: Câu 1: Viết chương trình điều khiển cho hệ thống theo yêu cầu sau: Khi ấn nút nâng gàu nâng lên, đến giới hạn dừng lại 5s, sau tự động hạ xuống đến giới hạn dừng lại 10s, sau tự động nâng lên Khi gàu nâng lên 10 lần khơng nâng lên sau hạ xuống trở vị trí trình lặp lại 53 ... Quyển giáo trình cung cấp cho người học nhữnh kiến thức lập trình PLC, lắp đặt mạch điện điều khiển dùng PLC Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy lạnh điều hòa khơng khí kiến... - Tồn dung lượng nhớ khơng bị liệu 19 0 PLC bị điện 4 .1 Địa ngõ vào, ngõ PLC S 7-2 00 Địa ô nhớ S7 bao gồm hai phần: Phần chữ phần số Ví dụ: PIW 304 Phần chữ Phần số I 0.0 Phần chữ Phần số 4.2 Phần. .. chương trình 16 5.2 Cấu trúc chương trình PLC S 7-2 00 16 5.3 Phương pháp lập trình 17 CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM LẬP TRÌNH STEP 7MICROWIN 19 6 .1 Những yêu cầu máy