ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG THEO VỊ TRÍ SỬ DỤNG PLC

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN DẠY HỌC THEO DỰ ÁN TÊN DỰ ÁN: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG THEO VỊ TRÍ SỬ DỤNG PLC Allen Bradley Micro 850 MÔN HỌC ÁP DỤNG: THỰC TẬP ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Giảng Viên: Nguyễn Tấn Đời doint@hcmute.edu.vn TPHCM, THÁNG 09 NĂM 2020 Page - 1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG: Bộ kit thực tập PLC Allen Bradley Micro 850 dự án BUILD-IT tài trợ bao gồm PLC, HMI va biến tần kết nối với qua mạng truyền thông EtherNet 1.1 PLC Allen Bradley Micro 850 2080-LC50-48QWB Thông số kỹ thuật: - Nguốn cung cấp: 24VDC - Số lượng I/O: 48 (28 inputs, 20 output) + Input: 24 VDC/VAC + Output: Relay + Có thể mở rộng 132 I/O thông qua module mở rộng - Đọc xung tốc độ cao: HSC đếm xung 100kHz - Cổng giao tiếp: USB loại B, RS232/RS485, RJ-45 Ethernet/IP - Phần mềm lập trình: Connected Components Workbench - Nhiệt độ hoạt động: -20…65oC (-4…149oF) - Kích thước: 90 x 238 x 80 mm 1.2 Biến tần PowerFlex 525 Thông số biến tần Power Flex 525 Cat No 25B-A4P8N104 Công suất 0.75 kW/1.0 HP Input Giới hạn điện áp AC Output Giới hạn điện áp AC Dịng điện trì Dịng điện tải 60 giây pha, 200-240V, 47-63 Hz 170 – 264 V pha, 0-600 Hz 0-230 V 4.8 A 7.2 A Dòng điện ngắn mạch 100KA Page - 1.3 HMI Panelview 800 Page - KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Yêu cầu chung: Môn TT Điều Khiển Lập Trình giảng dạy 90 tiết thực hành SV học trực tiếp KIT thực hành phòng thực hành 16 tuần Mỗi Mơ hình bố trí từ đến SV Mỗi lớp cần Mơ hình, qui mơ 12 đến 24 SV Lịch trình cụ thể bao gồm: - Tuần 1-2: GV giới thiệu chung Mơ hình, Phần mềm Phần cứng PLC, Tập lệnh PLC, Cảm biến Cơ cấu chấp hành Các nội dung phục vụ cho việc thực dự án tuần sau - Tuần 3-4 (Dự án 1): Khảo sát phần cứng mơ hình, nối dây PLC thiết bị mơ hình, Download, Upload phần cứng, thử nghiệm lệnh - Tuần 5-6 (Dự án 2): Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị số mơ hình - Tuần 7-8 (Dự án 3): Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị tương tự, đọc xung tốc độ cao mô hình Tuần 9-10 (Dự án 4): Lập trình PLC điều khiển Inverter - Tuần 11-12 (Dự án 5): Điều khiển Giám sát hoạt động mơ hình HMI Tuần 13-14: Mỗi nhóm trình bày, vận hành trả lời câu hỏi GV SV - nhóm khác mơ hình nhóm thực Tuần 15: đánh giá cá nhân - Từ tuần đến 15 có số buổi Online vào buổi tối Hiệu quả: - SV làm việc thật mơ hình thực tế Các SV nhóm phải phối hợp với để đảm bảo mơ hình nhóm vận hành theo u cầu GV đặt - SV hiểu rỏ thiết bị, sử dụng thành thạo thiết bị, biết ứng dụng thật thiết bị thực tế Phương pháp học theo dự án tạo cảm hứng cho SV q trình thực hành Khó khăn: - Phải có đủ mơ hình theo tiêu chuẩn để nhóm thực dự án - GV phải làm việc liên tục với SV để giải vấn đề thực yêu - cầu dự án Sự đồng thuận tất GV nhóm môn học thay đổi phương pháp giảng dạy - GV phải có đủ kiến thức kinh nghiệm thực tế để giúp SV giải vấn đề phát sinh trình thực dự án Page - TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ: Mơn TT ĐKLT đánh giá qua cột điểm thành phần: - Điểm làm việc theo nhóm: 50%, đánh giá qua nội dung thực mơ hình Thời gian từ tuần đến tuần 12 - Điểm cá nhân thực hiện: 50%, đánh giá sau nhóm hồn chỉnh mơ hình Thời gian từ tuần 13 đến tuần 14 Các tiêu chí đánh giá cụ thể sau: (chính xác đến 0.5đ) (i) Đánh giá khả làm việc theo nhóm: Điểm 2.5đ 2.5 5đ 7.5đ 7.5 10đ Tiêu chí Dự án 1: Khảo sát phần cứng, nối dây thiết bị mơ hình Làm việc nhóm Phối hợp chưa đạt Phối hợp thời gian ngắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu Vệ sinh An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Vẽ sơ đồ nối dây Sơ đồ thiếu Vẽ thiết bị Vẽ thiết bị phức tạp Vẽ sơ đồ đầy đủ Kỹ nối dây thiết bị Nối dây chưa đủ Đúng thiết bị Đúng thiết bị phức tạp Nối dây đầy đủ, an toàn, đẹp Cấp điện mơ hình Có cấp điện Thiết bị có điện Thiết bị phức tạp có điện Tất thiết bị có điện TỔNG (qui đổi Max 10đ) Dự án 2: Lập trình PLC điều khiển thiết bị số Làm việc nhóm Phối hợp chưa đạt Chỉ phối hợp thời gian ngắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu Vệ sinh An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Sử dụng phần mềm Chưa đạt Cấu hình thiết bị Download Upload Thành thạo Kỹ lập trình Chỉ sử dụng lệnh Thiết kế lưu đồ điều khiển Thiết kế lưu đồ điều khiển lập trình Lập trình thành thạo lệnh điều khiển số Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển riêng lẻ thiết bị Điều khiển kết hợp thiết bị Điều khiển yêu cầu TỔNG (qui đổi Max 10đ) Dự án 3: Làm việc nhóm Lập trình PLC điều khiển thiết bị tương tự Phối hợp chưa đạt Chỉ phối hợp thời gian ngắn Page - Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu Điểm Vệ sinh An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Sử dụng phần mềm Chưa đạt Cấu hình thiết bị Download Upload Thành thạo Kỹ lập trình Chỉ sử dụng lệnh Thiết kế lưu đồ điều khiển Thiết kế lưu đồ điều khiển lập trình lệnh tương tự Lập trình thành thạo lệnh điều khiển số tương tự Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển riêng lẻ thiết bị Điều khiển kết hợp thiết bị Điều khiển yêu cầu TỔNG (qui đổi Max 10đ) Dự án 4: Lập trình PLC điều khiển Inverter Làm việc nhóm Phối hợp chưa đạt Chỉ phối hợp thời gian ngắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu Vệ sinh An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Sử dụng phần mềm Chưa đạt Cấu hình thiết bị Download Upload Thành thạo Kỹ lập trình Thiết kế lưu đồ điều khiển Sử dụng lệnh chuyên dụng Lập trình giao tiếp PLC thiết bị chuyên dụng Lập trình thành thạo lệnh điều khiển Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển chạy dừng thiết bị Điều khiển tốc độ vị trí thiết bị Điều khiển yêu cầu TỔNG (qui đổi Max 10đ) Dự án 5: Điều khiển Giám sát mơ hình HMI Làm việc nhóm Phối hợp chưa đạt Chỉ phối hợp thời gian ngắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu Vệ sinh An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Thiết kế giao diện Đơn giản Chỉ có thiết bị Có thiết bị cơng cụ khác chưa đủ Đủ thành phần theo yêu cầu hệ thống Giao tiếp PLC Có giao tiếp Giao tiếp tag thiết bị số Giao tiếp tag thiết bị số tương tự Giao tiếp đủ thành phần theo yêu cầu Điều khiển Giám sát Hiệu ứng đơn giản Có hiệu ứng thiết bị vào/ Có hiệu ứng công cụ khác chưa đủ Đủ hiệu ứng Đủ công cụ TỔNG (qui đổi Max 10đ) TỔNG ĐIỂM LÀM VIỆC NHÓM (Max 50đ): Page - (ii) Đánh giá làm việc cá nhân: (chính xác đến 0.5đ) Điểm 2.5đ 2.5 5đ 7.5đ 7.5 10đ Tiêu chí Kỹ nối dây Đúng nguyên lý Đúng nguyên lý thao tác Đúng nguyên lý, thao tác, an toàn Thành thạo, an toàn, đẹp Kỹ lập trình Thiết kế lưu đồ Sử dụng phần mềm Sử dụng lệnh Điều khiển thiết bị yêu cầu Kỹ thiết kế giao diện Thiết kế giao diện Giao tiếp PLC Giám sát hoạt động thiết bị Điều khiển giám sát thiết bị Giải thích hoạt động hệ thống Chưa rỏ Hoạt động thiết bị Hoạt động thiết bị phức tạp Đầy đủ hoạt động thiết bị Trả lời câu hỏi Dưới 25% câu hỏi Từ 25% đến 50% Từ 50% đến 75% Từ 75% đến 100% TỔNG ĐIỂM LÀM VIỆC CÁ NHÂN (Max 50đ): NỘI DUNG CHUẨN BỊ: GV phải cung cấp cho SV tài liệu mô tả qui trình vận hành hệ thống Để thực yêu cầu dự án, SV cần chuẩn bị nội dung sau: - Ứng dụng PLC thực tế - Qui trình làm việc hệ thống thực tế liên quan đến mơ hình - Cấu trúc hoạt động PLC Allen Bradley Micro 850 - Tập lệnh PLC Micro 850 - Phần mềm lập trình mơ CCW - Cấu tạo hoạt động loại cảm biến cấu chấp hành Page - Điểm CÁC BƯỚC THỰC HIỆN: Tuần 1-2: GV trình bày vấn đề sau đây: - Ứng dụng PLC thực tế - Phần cứng tập lệnh PLC Micro 850 - Phần mềm lập trình CCW - Giới thiệu chung mơ hình phịng thực hành - Qui trình vận hành mơ hình - Hướng dẫn bước thực cho dự án Để thực Dự án, SV cần thực theo bước sau: - Xác định yêu cầu dự án - Rút kinh nghiệm dự án trước (nếu có), lập bảng xác định nội dung cần làm, phân chia công việc thành viên nhóm, xác định kết cần đạt - Thực dự án theo hướng dẫn GV - Báo cáo kết đạt TRONG CÁC DỰ ÁN TIẾP THEO, GV PHẢI LN GĨP Ý, TƯ VẤN CHO SV THỰC HIỆN DỰ ÁN, KỊP THỜI XỬ LÝ SỰ CỐ NẾU CÓ Tuần 3-4: - Thực Dự án – Khảo sát mơ hình hệ thống Yêu cầu: 1) Nhận biết thiết bị mơ hình 2) Vẽ sơ đồ bố trí thiết bị 3) Đọc hiểu tài liệu thông số thiết bị 4) Vẽ sơ đồ nối dây PLC thiết bị 5) Đo kiểm tra, cấp nguồn cho thiết bị 6) Sử dụng phần mềm CCW 7) Thử nghiệm chương trình - Biên làm việc: SV dành khoảng 30 phút đầu lập biên thảo luận, phân chia công việc cho thành viên nhóm theo yêu cầu dự án - Thực Dự án 1: Page - 1) Khảo sát chung mơ hình hệ thống 2) Sử dụng VOM đo kiểm tra nối dây thiết bị 3) Nhận dạng thiết bị mơ hình 4) Thảo luận nguyên lý kết nối thiết bị 5) Cấu hình giao tiếp PLC máy tính 6) Download/ Upload phần cứng, phần mềm 7) Viết chương trình sử dụng lệnh - Báo cáo kết đạt được: 1) Lập bảng mô tả chức thiết bị hệ thống 2) Vẽ sơ đồ bố trí thiết bị 3) Vẽ sơ đồ nguyên lý 4) Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống 5) Giải thích giao tiếp PLC máy tính qua phần mềm CCW 6) Kết thực chương trình sử dụng lệnh Tuần 5-6: - Thực Dự án – Điều khiển thiết bị số mơ hình Yêu cầu: 1) Nhận biết thiết bị số mơ hình 2) Nối dây thiết bị số với ngõ vào/ PLC 3) Sử dụng phần mềm CCW 4) Sử dụng lệnh điều khiển thiết bị số hoạt động - Rút kinh nghiệm Dự án 1: Thảo luận số vấn đề xảy thực Dự án - Biên làm việc: SV dành khoảng 30 phút đầu lập biên thảo luận, phân chia công việc cho thành viên nhóm theo yêu cầu dự án - Thực Dự án 2: 1) Nối dây PLC thiết bị: nút nhấn, cảm biến, rơ le trung gian, đèn báo 2) Cấp điện cho mơ hình hệ thống 3) Cấu hình giao tiếp PLC máy tính 4) Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị số 5) Sử dụng Micro850 Simulator thực mơ chương trình Page - - Báo cáo kết đạt được: 1) Liệt kê thiết bị số có mơ hình 2) Vẽ sơ đồ nối dây thiết bị số PLC 3) Vẽ lưu đồ điều khiển 4) Mô tả hoạt động thiết bị theo kết lập trình Tuần 7-8: - Thực Dự án – Điều khiển thiết bị tương tự mơ hình u cầu: 1) Nhận biết thiết bị số tương tự mơ hình 2) Nối dây thiết bị số, tương tự với ngõ vào/ PLC 3) Sử dụng phần mềm CCW 4) Sử dụng lệnh hàm xử lý Analog điều khiển thiết bị số tương tự hoạt động - Rút kinh nghiệm Dự án 2: Thảo luận số vấn đề xảy thực Dự án - Biên làm việc: SV dành khoảng 30 phút đầu lập biên thảo luận, phân chia cơng việc cho thành viên nhóm theo yêu cầu dự án - Thực Dự án 3: 1) Dùng VOM đo kiểm tra thiết bị số tương tự 2) Nối dây thiết bị: nút nhấn, cảm biến, rơ le trung gian, đèn báo, biến trở 3) Cấp điện cho mơ hình hệ thống 4) Cấu hình giao tiếp PLC máy tính 5) Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị số tương tự 6) Sử dụng Tool Micro850 Simulator thực mơ chương trình - Báo cáo kết đạt được: 1) Liệt kê thiết bị số tương tự có mơ hình 2) Vẽ sơ đồ nối dây thiết bị số, tương tự PLC 3) Vẽ lưu đồ điều khiển 4) Mô tả hoạt động thiết bị theo kết lập trình Tuần 9-10: Thực Dự án – Điều khiển Inverter Page - 10 - Yêu cầu: 1) Nhận biết thiết bị nối với Inverter mô hình 2) Cài đặt vận hành Inverter 3) Nối dây Inverter với ngõ vào/ PLC 4) Sử dụng phần mềm CCW 5) Sử dụng lệnh đếm xung tốc độ cao điều khiển Inverter - Rút kinh nghiệm Dự án 3: Thảo luận số vấn đề xảy thực Dự án - Biên làm việc: SV dành khoảng 30 phút đầu lập biên thảo luận, phân chia công việc cho thành viên nhóm theo yêu cầu dự án - Thực Dự án 4: 1) Cài đặt tham số Inverter 2) Nối dây Inverter với ngõ vào/ PLC 3) Nối dây Encoder với PLC 4) Cấp điện cho mô hình hệ thống 5) Cấu hình giao tiếp PLC máy tính 6) Lập trình PLC đọc xung tốc độ cao Encoder để điều khiển Inverter - Báo cáo kết đạt được: 1) Liệt kê ngõ vào/ra Inverter 2) Vẽ sơ đồ nối dây Inverter với ngõ vào/ PLC 3) Giải thích thơng số Encoder 4) Nối dây Encoder với PLC 5) Vẽ lưu đồ điều khiển 6) Mô tả hoạt động vit-me theo kết lập trình Tuần 12-13: - Thực Dự án – Điều khiển Giám sát hệ thống HMI Yêu cầu: 1) Thiết kế giao diện hệ thống HMI 2) Cấu hình giao tiếp PLC giao diện HMI 3) Đặt thuộc tính, hiệu ứng cho thiết bị giao diện HMI 4) Lập trình cho PLC điều khiển giám sát hệ thống HMI Page - 11 - Rút kinh nghiệm Dự án 4: Thảo luận số vấn đề xảy thực Dự án - Biên làm việc SV dành khoảng 30 phút đầu lập biên thảo luận, phân chia công việc cho thành viên nhóm theo yêu cầu dự án - Thực Dự án 5: 1) Dùng VOM đo kiểm tra toàn thiết bị mơ hình hệ thống 2) Nối dây thiết bị với ngõ vào/ PLC 3) Cấp điện cho mơ hình hệ thống 4) Cấu hình giao tiếp PLC máy tính 5) Thiết kế giao diện SCADA cho hệ thống 6) Đặt thuộc tính cho thiết bị giao diện SCADA 7) Lập trình PLC điều khiển giám sát hoạt động hệ thống 8) Sử dụng Tool Simulator thực mơ chương trình - Báo cáo kết đạt được: Mỗi nhóm thực giao diện HMI hệ thống, GV dựa vào kết thiết kế giao diện HMI đặt câu hỏi trực tiếp thành viên nhóm để đánh giá hoạt động dự án Tuần 13-14: - Các nhóm báo cáo kết thực tồn hệ thống Mỗi nhóm SV phải vận hành, điều khiển giám sát toàn hoạt động hệ thống nhóm mình, trình bày, giải thích hoạt động, tượng xảy trình vận hành hệ thống - GV SV nhóm khác đặt câu hỏi truy vấn thành viên nhóm báo cáo - GV dựa vào trình báo cáo trả lời để đánh giá thành viên nhóm Tuần 15: Đánh giá cá nhân GV thực kiểm tra đánh giá cá nhân SV kiến thức, kỹ năng, thái độ, thao tác phần cứng phần mềm hệ thống Page - 12