Điều khiển lập trình PLC

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN -0O0 - Tài liệu giảng dạy: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC (SỬ DỤNG CHO BẬC CAO ĐẲNG) Giáo viên biên soạn: ĐÀO THỊ MỸ CHI Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ điện tử tin học ngày phát triển nâng cao xuất lao động cách đáng kể Đặc biệt đời linh kiện bán dẫn, vi xử lý áp dụng lĩnh vực sản xuất phục vụ đời sống người Các công việc nặng nhọc mà người thực sức lao động thay dần hệ thống tự động hóa Trên đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, tất nhà máy, xí nghiệp sản xuất tiến hành thay đổi thiết bị máy móc cũ kỹ, lạc hậu để chuyển sang sử dụng hệ thống máy móc đại có tính tự động hóa cao nhằm tăng suất lao động, rút ngắn thời gian sản xuất giảm dần mức tối đa lao động chân tay Trong q trình chuyển giao đó, thiết bị mẻ ứng dụng rộng lớn lĩnh vực điều khiển tự động, thiết bị điều khiển lập trình hay cịn gọi PLC (Programmable Logic Controller) Với lĩnh vực cần phải có lượng lớn cán kỹ thuật am hiểu Trước yêu cầu cấp thiết xã hội việc trang bị cho sinh viên kiến thức lĩnh vực nhiệm vụ hàng đầu trường kỹ thuật Trong bối cảnh việc biên soạn tài liệu điều khiển lập trình cho sinh viên học thực tập điều tất yếu Tài liệu giảng dạy tác giả biên soạn sở tham khảo nhiều nguồn tài liệu khác để phục vụ dạy học cho trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức, kiến thức thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp ý kiến q thầy cơ, bạn học sinh, sinh viên bạn đọc để giáo trình hồn thiện Mọi góp ý xin gửi Khoa Điện – Điện tử, trường Cao đẳng Công Nghệ Thủ Đức, khu B, lầu 1, số 53 Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Giáo viên biên soạn Đào Thị Mỹ Chi Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC MỤC LỤC Chương 1: Đại cương điều khiển lập trình ……………………………… 1.1 Tổng quan PLC 1.2 Cấu trúc hoạt động PLC 1.3 Phân loại PLC 1.4 So sánh PLC với hệ điều khiển khác 1.5 Phạm vi ứng dụng PLC 1.6 Thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC 1.7 Cấu trúc đặc tính PLC Siemens .11 1.8 Câu hỏi tập 12 Chương 2: GIỚI THIỆU PLC S7-200 13 2.1 Cấu trúc phần cứng 13 2.2 Hoạt động PLC 17 2.3 Cấu trúc nhớ .20 2.4 Phương pháp lập trình PLC S7-200 24 2.5 Câu hỏi tập 26 Chương 3: Kết nối PLC thiết bị ngoại vi 27 3.1 Phần mềm STEP 7-Micro/WIN3.2 27 3.2 Phần mềm mô S7-200 30 3.3 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi 36 3.4 Kiểm tra việc kết nối dây phần mềm 39 3.5 Câu hỏi tập 42 Chương 4: Tập lệnh PLC S7-200 43 4.1 Các lệnh .43 4.2 Counter Timer .50 4.3 Lệnh so sánh 54 4.4 Lệnh cổng logic .55 4.5 Lệnh di chuyển nội dung MOVE 58 4.6 Lệnh chuyển đổi liệu 61 Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 4.7 Lệnh tăng giảm đơn vị 66 4.8 Lệnh số học 70 4.9 Lệnh nhảy gọi chương trình 76 4.10 Truy cập đồng hồ thời gian thực 78 4.11 Câu hỏi tập 81 Chương 5: Cấu trúc chương trình PLC PLC S7-200 89 5.1 Cấu trúc kiểu lập trình 89 5.2 Cấu trúc kiểu lập trình Automat 92 5.3 Cấu trúc lập trình kiểu chương trình 94 5.4 Câu hỏi tập 95 Chương 6: Đấu nối viết chương trình điều khiển dùng PLC mạch ứng dụng điều khiển động 99 Bài 1: Giới thiệu thiết bị thực hành 99 Bài 2: Mạch mở máy động KĐB pha 103 Bài 3: Mạch điều khiển động KĐB pha quay thuận nghịch 106 Bài 4: Mạch điều khiển động KĐB pha chạy Y/ 110 Bài 5: Mạch điều khiển động KĐB pha chạy Y/ hai chiều quay 113 Bài 6: Mạch ĐK ĐC KĐB pha chạy tốc độ hai chiều quay 117 Bài 7: Mạch ĐK ĐC KĐB pha chạy 120 Bài 8: Mạch ĐK ĐC KĐB pha chạy theo yêu cầu 123 Bài 9: Mạch ĐK ĐC KĐB pha 126 Bài 10: Mạch ĐK đèn dùng nút nhấn 129 Bài 11: Mạch ĐK đèn dùng nút nhấn 132 Chương 7: Đấu nối viết chương trình điều khiển dùng PLC mạch ứng dụng công nghiệp 135 Bài 1: Mạch điều khiển đèn giao thông tự động 135 Bài 2: Mạch điều khiển đèn giao thông tự động tay 139 Bài 3: Mạch điều khiển chuông báo tiết học 143 Bài 4: Mạch điều khiển rót vật liệu vào bồn chứa 147 Bài 5: Mạch điều khiển máy trộn 152 Bài 6: Mạch điều khiển bể trộn sơn 157 Bài 7: Mạch điều khiển phân loại sản phẩm theo vật liệu 160 Bài 8: Mạch điều khiển động bước 164 Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chương 8: Bộ điều khiển LOGO! SIEMENS 167 8.1: Tổng quan LOGO! 167 8.2: Lập trình cho LOGO! 171 8.3: Lập trình trực tiếp LOGO! 184 8.4: Lập trình phần mềm LOGO! Soft-Comfort! 189 8.5: Bài tập 191 TÀI LIỆU THAM KHẢO 194 Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC Mục tiêu: Sau học xong người học có khả :  Kiến thức: Giải thích cấu trúc hoạt động PLC, trình bày loại PLC, so sánh PLC với hệ điều khiển khác nêu phạm vi ứng dụng PLC bước thiết kế hệ thống dùng PLC  Kỹ năng: Phân loại loại PLC vận dụng bước thiết kế dùng PLC  Thái độ: Có tác phong thái độ nghiêm túc học tập 1.1 TỔNG QUAN VỀ PLC: 1.1.1 Lịch sử phát triển: Thiết bị điều khiển lập trình (programmable controller) nhà thiết kế cho đời năm 1968 (Công ty General Motor - Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành hệ thống Vì nhà thiết kế bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, việc lập trình cho hệ thống cịn khó khăn, lúc khơng có thiết bị lập trình ngoại vi hổ trợ cho cơng việc lập trình Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đời vào năm 1969 Điều tạo phát triển thật cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ điển Qua trình vận hành, nhà thiết kế bước tạo tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn lập trình dùng giản đồ hình thang, ký hiệu LAD Trong năm đầu thập niên 1970, hệ thống PLC cịn có thêm khả khác, hỗ trợ thuật toán, vận hành với liệu cập nhật Mặt khác, phát triển hình dùng cho máy tính nên việc giao tiếp người điều khiển để lập trình cho hệ thống trở nên thuận tiện Sự phát triển hệ thống phần cứng phần mềm từ năm 1975 làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ với chức mở rộng: hệ thống ngõ vào/ra tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng nhớ chương trình tăng lên 128.000 từ nhớ (word of memory) Ngoài nhà thiết kế tạo kỹ thuật kết nối với hệ thống PLC riêng lẻ thành hệ thống PLC chung, tăng khả hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý hệ thống cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với chức phức tạp số lượng cổng ra/vào lớn Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Trong tương lai hệ thống PLC không giao tiếp với hệ thống khác thông qua CIM (Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển hệ thống: Robot, Cad/Cam… mà nhà thiết kế xây dựng loại PLC với chức điều khiển thông minh gọi siêu PLC (super PLC) 1.1.2 Đặc điểm PLC: PLC (Programmable Logic Controller) thiết bị điều khiển lập trình, cho phép thực linh họat thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình PLC sử dụng nhiều lập trình ứng dụng khác có lợi ích như: - PLC dễ dàng thay thay đổi chương trình điều khiển để thích ứng u cầu mà giữ nguyên thiết kế phần cứng, đầu nối dây… - PLC điều khiển nhiều chức khác từ thao tác đơn giản, lặp lại, liên tục đến thao tác đòi hỏi xác, phức tạp - PLC dễ dàng hiệu chỉnh xác cơng việc điều khiển xử lý nhanh chóng lệnh, từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm (Counter), định thời (time), chương trình (SBS) v.v… - Giao tiếp dễ dàng với thiết bị ngoại vi, modulee thiết bị phụ trợ hình hiển thị - Có khả chống nhiễu cơng nghiệp - Ngơn ngữ lập trình cho PLC đơn giản, dễ hiểu Với ưu điểm thiết bị PLC trở thành thiết bị việc điều khiển thiết bị công nghiệp 1.2 CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC: 1.2.1 Cấu trúc: Một hệ thống điều khiển lập trình phải gồm có hai phần: Khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit : CPU) hệ thống giao tiếp vào/ra (I/0) Hình 1.1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lập trình Khối xử lý trung tâm (CPU) gồm ba phần : Bộ xử lý, Hệ thống nhớ Hệ thống nguồn cung cấp Hình 1.2 mô tả thành phần CPU Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Hình 1.2 : Sơ đồ khối tổng quát CPU 1.2.2 Hoạt động PLC: Chuyeån liệu từ nhớ ảo điều khiển thiết bị ngoại vi Truyền thông tự kiểm tra lỗi Đọc liệu từ vào ( Read input ) 2.Thực chương trình ( Program excution ) Hình 1.3: Một vòng quét PLC PLC thực chương trình theo chu trình lặp, vịng lặp gọi vòng quét Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ ngõ vào (contact, sensor, relay ) vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt, chương trình thực lệnh kết thúc lệnh MEND Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thơng nội kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới ngõ Như vậy, thời điểm thực lệnh vào/ra, lệnh không trực tiếp làm việc với cổng vào/ra mà thông qua đệm ảo cổng vùng tham số Việc truyền thông đệm ảo với thiết bị ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra hệ thống cho dừng cơng việc khác, chương trình xử lý ngắt để thực lệnh trực tiếp với cổng vào/ra Thường việc thực thi vòng quét xảy với thời gian ngắn, vòng quét đơn (single scan) có thời gian thực từ 1ms tới 100ms Việc thực chu kỳ quét dài hay ngắn phụ thuộc vào độ dài chương trình mức độ giao tiếp PLC với thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…).Vi Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC xử lý đọc tín hiệu ngõ vào tín hiệu tác động với khoảng thời gian lớn chu kỳ qt vi xử lý coi khơng có tín hiệu Tuy nhiên thực tế sản xuất, thường hệ thống chấp hành hệ thống khí nên tốc độ qt đáp ứng chức dây chuyền sản xuất Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất nhà thiết kế thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, hệ thống thường áp dụng cho PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập xử lý lượng thông tin lớn - Ngõ vào: Ngõ vào thực ngõ vào có mạch điện chuyển đổi làm cho tín hiệu từ bên ngồi sau qua chuyển đổi có mức logic 0, mà vi xử lý nhận biết Như vậy, ngõ vào ảo dùng làm vùng nhớ Ta dùng ngõ vào thực để kết nối với tiếp điểm bên - Ngõ ra: PLC sử dụng hai giải pháp để xuất tín hiệu dùng Relay Transistor Relay với đặc điểm đóng ngắt chậm, tốn nhiều khơng gian làm cho kích thước PLC lớn Hình 1.4: Ngõ dùng Relay Transistor có hạn chế dịng điện ngõ ra, thường mắc theo dạng cực thu hở Hình 1.5: Ngõ dùng transistor 1.3 PHÂN LOẠI PLC: Đầ̀u tiên khả giá trị nhu cầu hệ thống giúp người sử dụng chọn loại PLC mà họ cần Nhu cầu hệ thống xem Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC nhu cầu ưu tiên, giúp người sử dụng biết cần loại PLC đặc trưng loại để dễ dàng lựa chọn Hình 1.6: Phân loại PLC Hình 1.6 cho ta “bậc thang” phân loại loại PLC việc sử dụng PLC cho phù hợp với hệ thống thực tế sản xuất Trong hình ta nhận thấy vùng chồng lên nhau, vùng người sử dụng thường phải sử dụng loại PLC đặc biệt như: số lượng cổng vào/ra (I/O) sử dụng vùng có số I/O thấp lại có tính đặc biệt PLC vùng có số lượng I/O cao Thường sử dụng loại PLC thuộc vùng chồng lấn nhằm tăng tính PLC đồng thời lại giảm thiểu số lượng I/O không cần thiết Các nhà thiết kế phân PLC thành loại sau: - Loại 1: Micro PLC (PLC siêu nhỏ) Micro PLC thường ứng dụng dây chuyền sản xuất nhỏ, ứng dụng trực tiếp thiết bị đơn lẻ (ví dụ: điều khiển băng tải nhỏ Các PLC thường lập trình lập trình cầm tay, vài micro PLC cịn có khả hoạt động với tín hiệu I/O tương tự (analog) Các tiêu chuẩu Micro PLC sau:  32 ngõ vào/ra  Sử dụng vi xử lý bit  Thường dùng thay rơle  Bộ nhớ có dung lượng 1K  Ngõ vào/ra tín hiệu số  Có timers counters  Thường lập trình lập trình cầm tay - Loại 2: PLC cỡ nhỏ (Small PLC) Small PLC thường dùng việc điều khiển hệ thống nhỏ (ví dụ: Điều khiển động cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ), chức PLC thường giới hạn việc thực chuổi mức logic, điều khiển thay rơle Các tiêu chuẩn small PLC sau: Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chú ý : Thơng số thời gian T phải  0.1 giây, T nhỏ giá trị đầu phát xung khơng có xung 8.2.3.7 On – Delay nhớ: Trg Khởi động thời gian On delay nhớ đầu vào Trg R input Reset thời gian cho On delay nhớ đặt đầu nhờ đầu vào R (R ưu tiên) Thông số T T thời gian sau đầu đóng (đầu chuyển từ lên 1) Nếu trạng thái đầu vào Trg thay đổi từ đến 1, thời gian thay đổi từ đến Thời gian Ta khởi động Khi Ta đạt đến thời gian T, đầu Q chuyển sang Nếu chuyển trạng thái khác vào Trg khơng có hiệu lực Ta Đầu thời gian Ta không tái khởi động không trạng thái đầu vào R lại chuyển sang 8.2.3.8 Bộ đếm thuận nghịch: Đầu vào R Ta đặt lại giá trị bên counter chuyển đầu thông qua đầu vào R (R ưu tiên trước Cnt) Đầu vào Cnt Bộ đếm số lần biến đổi từ trạng thái đến1 Cnt Các thay đổi từ trạng thái đến khơng tính Tần số đếm cực đại Hz Đầu vào Dir Bạn định hướng đếm nhờ đầu vào Dir: Dir = 0: đếm thuận Dir = 1: đếm nghịch Bộ đếm tính từ đến 9999 Trong trường hợp đếm tràn mức thấp, đếm dừng Thông số Par Nếu giá trị đếm bên lớn Par đầu chuyển trạng thái Par 9999 Cứ sườn dương Cnt (sườn lên) đếm tăng lên (Dir=0) giảm (Dir=1), giá trị đếm giá trị Par đầu (Q) chuyển sang Ta sử dụng đầu vào Reset để chuyển đếm Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 180 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 8.2.4 Khối (BN-Block name): Lúc ta đặt khối vào chương trình, LOGO! cho khối số, gọi khối Số khối xuất góc bên phải hình LOGO! dùng số khối để biểu biểu thị liên kết khối: Hình 8.11: Biểu diễn ký hiệu khối chương trình Di chuyển trỏ tới khối chương trình diễn sau: Đặt trỏ khối đầu vào có số khối (trong biểu đồ, đặt vị trí trỏ đầu vào thứ hai khối B01), nút ấn trỏ chuyển tới khối có số khối ghi (Khối B02 bểu đồ) Dùng số khối có tiện lợi sau: Có thể nối khối tới đầu vào khối số khối nó.Theo cách này, sử dụng kết logic tạm thời phép khác Nó giúp ta giảm thời gian cho việc phải vào vào lại giảm nhớ LOGO!, mạch trở nên rõ ràng dễ hiểu 8.2.5 Yêu cầu cho nhớ kích thước mạch: Một chương trình (hoặc biểu đồ mạch) có vấn đề cần quan tâm - Số khối kết nối - Bộ nhớ dùng Các khối chức chương trình yêu cầu nhớ LOGO! Tuỳ thuộc chức sử dụng, số vùng nhớ biến đổi Ý nghĩa Vùng nhớ  Vùng mà giá trị cuối lưu giữ (ví dụ giá trị giới hạn đếm)  Vùng mà giá trị thực lưu giữ (ví dụ giá trị đếm tại)  Vùng cho chức thời gian sử dụng  Vùng khối chức lưu giữ Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 181 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Bảng sau cho bạn nhìn tổng thể số nhớ phải có mà khối chức chiếm vùng nhớ Vùng nhớ     Các chức 0 On-Delay 1 1 Off-Delay 1 Relay xung 1 Clock Relay tự giữ 1 Phát xung đồng hồ 1 1 Bộ trễ nhớ 1 Bộ đếm 2 Bộ nhớ LOGO! 27 24 10 30 Chức 8.2.6 Tổng quan menu LOGO!: 8.2.6.1 Chế độ lập trình - Menu gồm :  Program (Chương trình )  PC/Card  Start (Khởi động) - Menu lập trình gồm :  Edit Prg (Soạn thảo chương trình)  Clear Prg (Xố chương trình)  Set Clock (Đặt đồng hồ) - Menu PC/Card:  PC  LOGO!  LOGO!  Card  Card  LOGO! Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 182 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 8.2.6.2 Chế độ đặt thơng số: Khi chương trình chạy, ta cần đặt lại thông số thời gian hệ thống, thời gian cho khối On, Off delay, Bộ đếm, Quá trình đặt lại thông số lưu trữ lại nhớ LOGO! Qui trình khởi động menu đặt thông số sau : ấn đồng thời tổ hợp phím ESC OK Trên hình menu:  Set Clock (Đặt đồng hồ hệ thống)  Set Param (Đặt tham số) 8.2.7 Biến đổi sơ đồ mạch thành khối LOGO!: Muốn tạo mạch LOGO! ta nối khối đầu nối tiếp với Ví dụ : Hình 8.12: Sơ đồ mạch điều khiển khởi động từ Để chuyển đổi từ mạch điện thành đoạn chương trình LOGO! phải tuân theo bước sau: B.1: Chọn cấu hình LOGO! B.2: Định nghĩa đầu vào, cho đối tượng mạch điện  S1 : dùng đầu vào I1  S2 : dùng đầu vào I2  S3 : dùng đầu vào I3  Q : dùng đầu Q1 B.3: Đấu nối vào LOGO! B.4: Viết chương trình (giả sử ta viết cho sơ đồ mạch trên)  Tại đầu Q1, công tắc S3 thường mở nối tiếp với phần tử khác mạch nối tiếp tương ứng với khối AND LOGO!  S1 S2 nối song song Mạch song song khối OR LOGO! Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 183 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC  Mạch LOGO! mơ tả đầy đủ Hình 8.13: Sơ đồ chuyển đổi theo LOGO! B.5: Đưa vào chương trình Để lập chương trình cho LOGO!, ta thực lập trình trực tiếp LOGO! lập trình máy tính sau nạp chương trình vào LOGO! qua cổng truyền thơng RS232 8.3 Lập trình trực tiếp LOGO!: 8.3.1 Chuyển sang chế độ lập trình (Programming Mode): Ta nối LOGO! đóng cơng tắc nguồn Dịng thơng báo hiển thị hình (trong trường hợp LOGO! chưa có chương trình) : “No Program” Chuyển LOGO! sang chế độ lập trình Để thực ta nhấn đồng thời phím ấn ,  OK Sau phím đó, menu LOGO! xuất : > Program PC/Card Start Phía trái dịng ta thấy ký hiệu “>” Ta bấm nút , để di chuyển dấu “>” lên xuống Di chuyển “>” tới ‘Program ” bấm OK LOGO! chuyển tới chế độ lập trình > Edit Prg Clear Prg Set Clock Tương tự, ta di chuyển dấu “>” cách sử dụng nút , Đặt dấu “>” vị trí “Edit Prg” bấm nút OK Khi LOGO! hiển thị cho ta đầu Q1 Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 184 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Hình 8.14: Hiển thị đầu 8.3.2 Ví dụ: Tải tiêu thụ S1 S2 cung cấp đóng qua Relay, tiếp điểm thường hở Relay đóng cho tải tiêu thụ Đ cắt sau thời gian trễ 20 phút Dưới sơ đồ mạch điện: Hình 8.15: Sơ đồ điều khiển tải (đèn) - Thực bước B.1-B.3 phần 8.2.7 - Soạn thảo chương trình : Ta nhập chương trình (từ đầu đầu vào) Trước tiên LOGO! hiển thị đầu ra: Hình 8.16: Hiển thị đầu Ký tự Q Q1 gạch chân Dấu gạch chân trỏ Con trỏ định rõ vị trí ta chương trình Ta di chuyển trỏ cách ấn mũi tên ,,  Bây ta bấm nút , trỏ di chuyển sang trái: Hình 8.17: Di chuyển trỏ Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 185 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Tại vị trí này, ta nhấn nút OK Con trỏ không xuất dấu gạch chân nữa; thay vào đó, xuất theo dạng khối đặc nhấp nháy Cùng lúc LOGO! cho ta danh sách để lựa chọn Chọn danh sách hàm đặc biệt (SF) cách ấn phím  hiển thị khối danh sách chức đặc biệt xuất sau ấn OK Khi ta chọn khối chức chức đặc biệt, trỏ đặt vị trí khối hiển thị dạng khối đặc Sử dụng nút   để chọn khối ta muốn (Trong mạch ta chọn khối Off-Delay) Hình 8.18: Chọn khối OFF-Delay Khối Off-Delay có đầu vào Đầu vào đầu vào Trigger Sử dụng khối đầu vào để khởi động Trong ví dụ , Off-Delay khởi động khối OR Đặt lại thời gian đầu nhờ đầu R (reset) đặt thời gian cho Off-Delay thông số T Sử dụng nút  để di chuyển trỏ đầu vào khối OffDelay, ấn OK Chọn chức Co ấn OK, chức Co, dùng nút   để chọn khối OR ấn OK Trong khối OR (B02) có sử dụng đầu vào, mạch ta cần đầu vào I1 (S1) I2 (S2), đầu vào thứ ta khơng dùng chọn “X” Sau thiết lập đủ số đầu vào cho khối OR, chương trình tự động chuyển đầu vào thứ (R) Off-Delay (B01), ta chọn Co “x” (không cần chức Reset) Đặt thời gian T cho Off - Delay :  Nếu trỏ khơng có bên T, di chuyển nhờ    Chuyển chế độ vào ấn OK LOGO! hiển thị cửa sổ thông báo sau : Hình 8.19: Cửa sổ nhập thơng số cho Off - Delay Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 186 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Con trỏ xuất vị trí đầu giá trị thời gian.Để thay đổi giá trị thời gian, ta dùng phím   để di chuyển trỏ tới vị trí khác nhau; dùng phím  để thay đổi giá trị Sau nhập xong ta ấn phím OK Trong ví dụ trên, thời gian để tắt tải 20 phút :  Di chuyển trỏ tới vị trí thứ :    Chọn ‘2’ :    Di chuyển trỏ tới vị trí thứ hai :    Chọn ‘0’ :    Di chuyển trỏ tới hàng đơn vị :    Chọn giá trị đơn vị tính phút (m) :   Sau viết xong chương trình, ta nhấn nút ESC để quay trở lại menu lập trình Nếu khơng quay trở lại menu lập trình, ta không nối hết dây cho LOGO! LOGO! hiển thị đánh dấu “?” điểm chương trình mà ta qn khơng nối tham số chưa đặt Ấn tiếp nút ESC để quay trở lại menu Di chuyển “>” tới menu “Start” cách ấn nút   Chấp nhận cho LOGO! chạy chương trình bấm OK LOGO! chuyển sang chế độ RUN Trong RUN LOGO! hiển thị trạng thái tín hiệu đầu vào, đầu thời gian hệ thống Hình 8.20: Kết LOGO! hoạt động chế độ RUN Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 187 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 8.3.3 Xố số khối có liên kết nhau: Giả sử muốn xố khối B01 B02 khỏi chương trình sau: Hình 8.21: Một chương trình điều khiển LOGO! Thực theo bước sau :  Đặt trỏ đầu vào Q1, tức B02  Bấm phím OK  Đặt dấu X (trong chức Co) thay cho khối B02 đầu Q1 Kết khối B02 bị xoá tất khối nối tới bị xố theo (tức khối B01) 8.3.4 Hiệu chỉnh lỗi đánh sai: Trong trình lập trình khơng thể tránh khỏi sai sót Vì vậy, có lỗi đánh sai xảy ra, ta sửa lại dễ  Khi chưa kết thúc việc nhập, sử dụng nút ESC để trở lại bước trước  Nếu kết thúc việc nhập, cần bắt đầu lại : - Chuyển trỏ tới vị trí có lỗi - Chuyển tới chế độ vào: OK - Nhập cách nối cho đầu vào Chỉ cần thay đổi khối khối khác khối có số đầu vào số đầu vào cũ Tuy nhiên, xố khối cũ để xen vào khối mà ta muốn 8.3.5 Xố chương trình Để xố chương trình ta tiến hành theo bước sau : B.1: Chuyển LOGO! tới chế độ lập trình cách : ấn tổ hợp phím ,  OK B.2: Di chuyển dấu “>” tới “Program ” phím  , sau bấm OK B.3: Di chuyển dấu “>” tới “Clear Prg” phím  , sau bấm OK B.4: Nếu đồng ý xố tồn chương trình di chuyển dấu “>” tới “YES” bấm OK Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 188 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 8.4 Lập trình phần mềm LOGO! Soft-Comfort: 8.4.1 Phần mềm LOGO! Soft-Comfort: LOGO!Soft phần mềm hãng SIEMENS viết Phần mềm cịn cho phép ta chạy mơ chương trình để kiểm tra độ xác chương trình trước nạp vào LOGO! Việc viết phần mềm đơn giản, chúng sử dụng biểu tượng trực quan công cụ để viết, ta cần kéo thả chúng kết nối chúng lại với 8.4.1.1 Chương trình LOGO!Soft-Comfort: Sau bật chương trình, hình máy tính hình vẽ đây: Hình 8.22: Màn hình soạn thảo phần mềm LOGO! 8.4.1.2 Giới thiệu chức chương trình LOGO!Soft: a Chức tạo kết nối (Co): Ta nhấp chuột vào biểu tượng nhấn phím F6, hình kiểu đầu vào/ra cho phép ta kết nối logic với nhau.Nhấp chuột vào biểu tượng mà ta cần đưa hình Hình 8.23: Thanh công cụ chức tạo kết nối Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 189 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC b Các hàm (GF): Ta nhấp chuột vào biểu tượng nhấn phím F7, hình liệt kê hàm logic cho phép ta kết nối logic với Nhấp chuột vào biểu tượng mà ta cần đưa hình Hình 8.24: Thanh cơng cụ chức hàm c Các hàm đặc biệt (SF): nhấn phím F8, hình liệt kê Ta nhấp chuột vào biểu tượng hàm đặc biệt cho phép ta kết nối logic với nhau.Nhấp chuột vào biểu tượng mà ta cần đưa hình Hình 8.25: Thanh cơng cụ chức hàm đặc biệt d Nối dây: Sau đưa đầu vào/ra, hàm logic bản, hàm đặcbiệt Ta tiến hành nối dây cho chúng cách nhấn vào biểu tượng ấn phím F5 e Chạy mơ phỏng: Khi ta viết xong chương trình, ta thử chạy trực tiếp máy tính nhấn mà khơng cần phải có LOGO! cách nhấn vào biểu tượng phím F3 Trên hình biểu tượng đầu vào I đầu M, Q thị trạng thái logic chúng Nếu đầu M Q mức logic đèn sáng Khi ta muốn tác động logic vào đầu vào ta nhấn chuột vào đầu vào tương ứng Hình 8.26: Thanh cơng cụ hiển thị tín hiệu vào Sau chương trình viết xong trình thử nghiệm mơ thành cơng ta tiến hành nạp chương trình vào LOGO! nhờ cáp truyền thơng chun dụng Qui trình nạp vào LOGO! sau: - Cắm cáp truyền thơng vào máy tính LOGO! - Cung cấp nguồn cho LOGO! Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 190 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - Chuyển LOGO! chế độ Stop - Chọn menu chọn chức PC < > LOGO! - Từ menu Tools chọn menu Options hình cửa sổ hình sau : Hình 8.27: Cửa sổ chọn menu Option - Nhấp chuột trái vào thư mục interface để chọn cổng truyền thơng, chương trình liệt kê cổng truyền thơng máy tính có sẵn, ta chọn cổng truyền thơng mà ta cắm vào máy tính Nếu ta chưa biết cổng truyền thông mà ta vừa cắm vào cổng số ta nhấn vào nút Automatic Detection để chương trình tự tìm cổng - Sau chọn cổng truyền thông xong ta ấn nút OK để đóng cửa sổ lại - Nếu ta muốn nạp chương trình từ máy tính vào LOGO! ta chương trình tự động download nhấn vào biểu tượng chương trình vào LOGO! 8.5 - Sau nạp xong chương trình, từ LOGO! ta nhấn nút ESC để kiểm tra chương trình ghi vào nhớ chưa - Trở menu chọn menu Start để chạy chương trình BÀI TẬP:  YÊU CẦU: Viết chương trình nhập chương trình Logo! Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 191 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Vẽ sơ đồ đấu nối Logo! Chạy chương trình vừa soạn  Đấu dây  Điều khiển mạch  Giải thích nguyên lý hoạt động mạch Câu 1: Yêu cầu công nghệ:  Nhấn On: Động hoạt động  Nhấn OFF: Động ngưng hoạt động Câu 2: Yêu cầu công nghệ:  Nhấn FOR: Động quay thuận  Nhấn OFF: Động ngưng hoạt động  Nhấn REV: Động quay nghịch  Nhấn OFF: Động ngưng hoạt động Câu 3: Yêu cầu công nghệ:  Nhấn MY: Động chạy chế độ sau 5s động chạy chế độ tam giác  Nhấn OFF: Động ngưng hoạt động Câu 4: Yêu cầu công nghệ:  Nhấn On1: Động hoạt động  Nhấn On2: Động hoạt động (động hoạt động động hoạt động)  Nhấn On3: Động hoạt động ( Động hoạt động động hoạt động  Nhấn OFF: Dừng toàn hệ thống Câu 5: Yêu cầu cơng nghệ: Sau người dẫn chương trình nêu xong câu hỏi, thí sinh nhấn nút phía trước mặt để dành quyền trả lời câu hỏi Ai nhấn trước quyền trả lời, chng kiêu giây sau thí sinh nhấn nút lúc đèn trước mặt thí sinh sáng lên Nó tắt người dẫn chương trình Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 192 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Câu 6: Yêu cầu công nghệ: Khi nút nhấn PB1 nhấn băng tải hộp bắt đầu chuyển động Khi phát có mặt hộp băng tải hộp dừng lại băng tải táo bắt đầu hoạt động Cảm biến táo đếm số lượng táo 10 băng tải táo dừng lại băng tải hộp bắt đầu chuyển động trở lại Chu kỳ lặp lặp lại nhấn nút dừng Câu 7: Yêu cầu công nghệ: - Chủ Nhật chuông không kêu - Từ 7h00’00” đến 7h00’10” chuông kêu báo vào học - Từ 9h00’00” đến 9h00’08” chuông kêu báo giải lao - Từ 9h15’00” đến 9h15’10” chuông kêu báo vào học - Từ 11h00’00” đến 11h00’20” chuông kêu báo học kết thúc Câu 8: Yêu cầu công nghệ:  Trường học hoạt động vào buổi sáng từ thứ đến thứ  Giờ vào học chuông kêu giây  Giờ nghỉ giải lao chuông kêu giây  Tiết 1: Từ 7h đến 7h45’  Tiết 2: Từ 7h50’ đến 8h35’  Tiết 3: Từ 8h45’ đến 9h30’  Tiết 4: Từ 9h45’ đến 10h30’  Tiết 5: Từ 10h35’ đến 11h20’  Tiết 6: Từ 11h30’ đến 12h15’ Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 193 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thế San, Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC, NXB Đà Nẵng, 2008 [2] Nguyễn Dỗn Phước, Tự động hóa với Simatic S7-200, NXB Nơng Nghiệp [3] Kỹ thuật điều khiển lập trình, Trung tâm Việt Đức Trường ĐHSPKT [4] Automatisieren mit sps - Guenter, Wellenreuther, Dieter Zastrow NXB Viweg Giáo viên biên soạn: Đào Thị Mỹ Chi Trang 194 ... 1969 Điều tạo phát triển thật cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ điển Qua trình. .. Chi ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC Mục tiêu: Sau học xong người học có khả :  Kiến thức: Giải thích cấu trúc hoạt động PLC, trình bày loại PLC, so sánh PLC với hệ điều khiển. .. vận hành, việc lập trình cho hệ thống cịn khó khăn, lúc khơng có thiết bị lập trình ngoại vi hổ trợ cho cơng việc lập trình Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay