Giáo trình PLC cơ bản (nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGUYỆT (Chủ biên) NGUYỄN ĐỨC NAM – NGUYỄN VĂN SÁU GIÁO TRÌNH PLC CƠ BẢN Nghề: Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI GIỚI THIỆU PLC mô đun chun mơn chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Việc học tập tốt mơn học sở, tiền đề để lập trình điều khiển hệ thống lạnh công nghiệp Giáo trình mơn học gồm với thời lượng 90 Giáo trình đề cập tới kiến thức điều khiển lập trình PLC, để học sinh sinh viên hiểu phương pháp cách thức lập trình tốn phạm vi nghề Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hoàn thiện Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Chủ biên: Nguyễn Thị Nguyệt MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Bài Giới thiệu chung PLC toán điều khiển 1.1 Giới thiệu chung PLC 1.2 Bài toán điều khiển 1.3 Ứng dụng hệ thống điều khiển PLC: 12 Bài Đại cương điều khiển lập trình 13 2.1 Tổng quát PLC 13 2.2 PLC Q03UDV hãng Mitsubishi 27 2.3 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi 38 Bài Các phép toán nhị phân PLC 40 3.1 Các liên kết logic 40 3.2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm (SET, RST) 49 3.3 Lệnh Timer (OUT T, OUTH T, OUT ST, OUTH ST) 52 3.4 Lệnh đếm (Counter) 60 Bài Các phép toán số PLC 67 4.1 Chức truyền dẫn 67 4.2 Lệnh so sánh (=, >, =, =TP2 đưa thành phần TP1 vào BT trước, M1-On, ngược lại TP1 11 đèn làm việc chế độ Từ 11 -> 14 đèn làm việc chế độ Từ 14 -> 17 đèn làm việc chế độ Từ 17 -> 19 đèn làm việc chế độ Từ 19 -> 22 đèn làm việc chế độ Từ 22 -> ngày hôm sau đèn làm việc chế độ Chế độ 1: Xanh 10 giây, đỏ 20 giây, vàng Chế độ 2: Xanh 20 giây, đỏ 30 giây, vàng 10 Chế độ 3: Đèn vàng nhấp nháy sáng 10 giây, tắt 10 giây 83 Bài Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC 5.1 Lập trình điều khiển động có đảo chiều quay 5.1.1 Yêu cầu điều khiển Điều khiển đảo chiều quay động khơng đồng ba pha có u cầu sau: - Ấn nút S1 động quay thuận; - Ấn nút S2 động quay ngược; - Ấn nút S3 động dừng; - Có bảo vệ tải cho động rơle nhiệt 5.1.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào TT Ký hiệu Địa Ghi S1 X0 Nút ấn thường mở điều khiển quay thuận S2 X1 Nút ấn thường mở điều khiển quay ngược S3 X2 Nút ấn thường đóng điều khiển dừng OL X3 Tiếp điểm thường đóng Rơ lle nhiệt K1 Y0 Cuộn hút Contactor điều khiển quay thuận K2 Y1 Cuộn hút Contactor điều khiển quay ngược b Kết nôi dây đầu vào 84 c Kết nối đầu 5.1.3 Chương trình điều khiển a Đảo chiều gián tiếp b Đảo chiều trực tiếp c Đảo chiều dùng timer Yêu cầu điều khiển: Ấn nút S1 động quay thuận, sau giây chuyển sang quay ngược Ấn nút S3 dừng động Có bảo vệ tải cho động rơ le nhiệt 85 5.2 Lập trình điều khiển đếm sản phẩm 5.2.1 Yêu cầu điều khiển - Ấn nút S1 băng tải vận chuyển sản phẩm hoạt động, cảm biến đếm 10 sản phẩm băng tải dừng lại đèn báo giây - Ấn nút S2 băng tải dừng thời điểm 5.2.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào TT Ký hiệu Địa Ghi S1 X0 Nút ấn thường mở điều khiển khởi động S2 X1 Nút ấn thường đóng điều khiển dừng CB X2 Cảm biến quang để đếm sản phẩm OL X3 Tiếp điểm thường đóng Rơ le nhiệt K1 Y0 Cuộn hút Contactor điều khiển băng tải b Kết nôi dây đầu vào c Kết nối đầu 86 5.2.3 Chương trình điều khiển 5.3 Lập trình điều khiển đèn giao thơng 5.3.1 u cầu điều khiển Hệ thống đèn giao thông ngã tư hoạt động theo nguyên tắc sau: - Ấn nút S1 hệ thống hoạt động, ấn nút S2 hệ thống dừng - Các đèn báo mô tả theo giản đồ thời gian hình vẽ Hình 5.1 Đèn giao thông ngã tư 87 5.3.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào TT Ký hiệu Địa Ghi S1 X0 Nút ấn NO điều khiển khởi động hệ thống S2 X1 Nút ấn NC điều khiển dừng hệ thống X1 Y0 Đèn xanh ô tô V1 Y1 Đèn vàng ô tô Đ1 Y2 Đèn đỏ ô tô XB Y3 Đèn xanh ĐB Y4 Đèn đỏ X2 Y5 Đèn xanh ô tô x2 V2 Y6 Đèn vàng ô tô 10 Đ2 Y7 Đèn đỏ ô tô 11 XB Y8 Đèn xanh 12 ĐB Y9 Đèn đỏ b Kết nôi dây đầu vào c Kết nối đầu 88 5.3.3 Chương trình điều khiển 5.4 Lập trình điều khiển xe chuyển nhiên liệu 5.4.1 u cầu điều khiển Cho mơ hình xe chuyển nhiên liệu hình vẽ: Hình 5.2 Mơ hình xe chuyển nhiên liệu 89 Mô tả: Xe vận chuyển nguyên liệu hoạt động sau: Xe thực thông qua công tắc chuyển chế độ: - Chế độ tự động - Chế độ bước Vị trí bản: xe vị trí cơng tắc hành trình End (xe chưa làm đầy)  Chế độ tự động: Khi xe vị trí cơng tắc chọn chế độ đặt chế độ tự động, nhấn nút khởi động van xả K1 mở, vật liệu đổ vào xe, cảm biến Fill dùng để nhận biết xe đổ đầy Khi xe đầy van xả K1 điện xe chạy hướng B sau thời gian ổn định 5s, xe dừng lại B (trạm nhận nguyên liệu) chạm công tắc hành trình S2 Xy lanh thủy lực thiết bị xả điều khiển chắn xe mở vật liệu rót vào bồn chứa Khi xe xả hết vật liệu cảm biến S4 phát tín hiệu 1, pít tơng thủy lực thiết bị xả điện, chắn trở vị trí cũ, xe dừng 5s sau chạy hướng A chu kỳ hoạt động lặp lại Nếu chu kỳ hoạt động mà nút “dừng” ấn trình tiếp tục xe trở vị trí (xe rỗng trạm nhận nguyên liệu) dừng hẳn  Chế độ bước: Ở bước thực phải thơng qua nút ấn “Start” Ví dụ: Khi ấn “start” xe vị trí van xả mở, xe đầy S3 tác động, van xả đóng lại Nếu tiếp tục ấn “Start” xe chạy hướng B 5.4.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào Ký hiệu Địa Chú thích Start X0 Khởi động hệ thống, thường hở End X1 Công tắc hành trình trạm xả, thường đóng Fill X2 Cảm biến báo xe rỗng, thường đóng End X3 Cơng tắc hành trình trạm nạp, thường đóng Fill X4 Cảm biến báo đầy, thường hở Stop X5 Dừng, thường đóng Step X6 Chế độ bước, thường hở 90 Auto X7 Chế độ tự động, thường hở Dir_A Y0 Xe chạy hướng A Dir_B Y1 Xe chạy hướng B K1 Y2 Van xả nguyên liệu K2 Y3 Van thủy lực b Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) c Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) 5.4.3 Chương trình điều khiển (Yêu cầu người học tự viết) 5.5 Lập trình điều khiển trộn liệu 5.5.1 Yêu cầu điều khiển Hình 5.3 Mơ hình trộn ngun liệu Mơ tả: Khi nhấn nút nhấn Start bơm bơm hoạt động để bơm loại sơn vào bình Khi sơn đầy bình (cảm biến mức cao tác động) bơm bơm dừng đồng thời máy trộn hoạt động để trộn loại sơn với Máy trộn hoạt động vòng 30s dừng lại Hỗn hợp sơn lúc đưa khỏi bình chứa cách mở van xả bơm hoạt động Khi hết sơn bình (cảm biến mức thấp tác động) van xả khóa lại bơm ngừng hoạt động Hệ thống quay trở lại chu trình 10 lần dừng Nhấn nút nhấn dừng hệ thống gặp cố để dừng hệ thống thời điểm 91 5.5.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào Ký hiệu Địa Ghi S1 X0 Nút ấn NO điều khiển khởi động hệ thống S2 X1 Nút ấn NC điều khiển dừng hệ thống CB thap X2 Cảm biến thấp CB cao X3 Cảm biến cao Bơm Y0 Điều khiển bơm Bơm Y1 Điều khiển bơm MT Y2 Điều khiển máy trộn Van Y3 Điều khiển van Bơm Y4 Điều khiển bơm TT b Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) c Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) 5.5.3 Chương trình điều khiển (Yêu cầu người học tự viết) 5.6 Lập trình điều khiển hệ thống nâng hàng 5.6.1 Yêu cầu điều khiển Hình 5.4 Hệ thống nâng hàng 92 Thiết bị nâng hàng hoạt động sau: Hàng hóa đặt bàn lăn Bàn nâng vị trí giới hạn ấn nút khởi động “ON”, băng tải bàn nâng hoạt động, đồng thời chắn hạ xuống (sử dụng khí nén) khoảng 2s để hàng hóa đưa sang bàn nâng Sau chắn trở vị trí cũ Khi hàng hóa đến vị trí cuối bàn nâng (S2), băng tải dừng Khởi động từ K1 động M1 có điện kéo bàn nâng lên Khi đến giới hạn bàn nâng dừng lại Băng tải bắt đầu chuyển động đưa hàng sang bàn lăn Khi hàng đến cơng tắc hành trình S5 băng tải dừng Khởi động từ K2 động M1 có điện hạ bàn nâng xuống, đến giới hạn dừng Quá trình lại bắt đầu ấn nút dừng “OFF” 5.6.2 Nối dây PLC với thiết bị ngoại vi a Bảng địa vào (Yêu cầu người học tự viết) b Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) c Kết nối dây đầu vào: (Yêu cầu người học tự vẽ sơ đồ) 5.6.3 Chương trình điều khiển (Yêu cầu người học tự viết) 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Văn Hà: Tự động hóa với Simatic s7_300, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Trung tâm Việt - Đức: Kỹ thuật điều khiển lập trình, Trung tâm Việt - Đức Guenter – Wellenreuther – Dieter Zastrow: Automaticsieren mit SPS Theorie und Phraxsis, Viweg Đại học cơng nghiệp Hà Nội: Giáo trình Mạng truyền thông công nghiệp, Dự án Tăng cường Năng lực đào tạo giáo viên kỹ thuật dạy nghề trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Mitsubishi: Tài liệu hướng dẫn sử dụng PLC dòng Q 94 ... THIỆU PLC mô đun chuyên mơn chương trình đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Việc học tập tốt mơn học sở, tiền đề để lập trình điều khiển hệ thống lạnh. .. tiến trình điều khiển, tiến trình lưu vào nhớ nên gọi ? ?Điều khiển lập trình có nhớ” Trong kỹ thuật tự động điều khiển, điều khiển chia làm loại: - Điều khiển Rơle - Điều khiển lập trình (PLC) Khi... hệ điều khiển lập trình có nhớ Bộ điều khiển lập trình PLC (bộ điều khiển logic khả trình) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển thơng qua ngơn ngữ lập trình Với chương trình