Giáo trình PLC (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

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 Hình 4.9 Sơ đồ kết nối mạch động lực 4.1.3 Viết chương trình download 80 81 Sau viết xong chương trình ta tiến hành chạy mơ để kiểm tra lại chương trìng viết Nếu chương trình đáp ứng với u cầu cơng nghệ tiến hành download đến PLC, cịn chương trình chưa đáp ứng với u cầu cơng nghê tiến hành chỉnh sửa hoàn chỉnh 4.2 Lắp đặt mạch điện 4.2.1 Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Bảng 4.11 Trình tự kết nối PLC với thiết bị ngoại vi TT Trình tự kết nối Cấp nguồn nuôi 24VDC vào chân L+ M Liên kết nguồn +24VDC vào đầu nút S1, S2, S3, RN1, RN2, T, P Liên kết điểm cuối S1 với địa I0.0 PLC Liên kết điểm cuối S2 với địa I0.1 PLC Liên kết điểm cuối S3 với địa I0.2 PLC 82 Ghi Liên kết điểm cuối RN1 với địa I0.4 PLC Liên kết điểm cuối RN2 với địa I0.5 PLC Liên kết điểm cuối T với địa I0.6 PLC Liên kết điểm cuối P với địa I0.7 PLC 10 Liên kết ngõ Q0.0 đến cuộn dây R1 11 Liên kết ngõ Q0.1 đến tiếp điểm thường đóng R3 cuộn dây R2 12 Liên kết ngõ Q0.2 đến tiếp điểm thường đóng R2 cuộn dây R3 13 Liên kết ngõ Q0.3 đến cuộn dây R4 14 Liên kết ngõ Q0.4 đến cuộn dây R5 15 Liên kết ngõ Q0.5 đến cuộn dây R6 16 Liên kết tất điểm cuối cuộn R1, R2, R3, R4, R5,R6 với nguồn M (0VDC) Dựa vào bảng địa sơ đồ nối dây để kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 4.2.2 Kết nối mạch điều khiển Bảng 4.12 Trình tự kết nối dây mạch điều khiển TT Trình tự kết nối Đấu nối từ phía sau CB đến đầu tiếp điểm R1, R2, R3, R4, R5, R6 Liên kết từ cuối tiếp điểm R1 – cuộn dây công tắc tơ K Liên kết từ cuối tiếp điểm R2 – tiếp điểm thường đóng KD – cuộn dây KS Liên kết từ cuối tiếp điểm R3 – tiếp điểm thường đóng KS – cuộn dây KD 83 Ghi Liên kết từ cuối tiếp điểm R4 – cuộn dây công tắc tơ K2 Liên kết từ cuối thường mở R5 – đèn D1 Liên kết từ cuối thường mở R6 – đèn D2 Liên kết tất điểm cuối cuộn dây K, KS, KD, K2, D1, D2 với điểm cuối cịn lại CB (với dây trung tính) 4.2.3 Kết nối mạch động lực Bảng 4.13 Trình tự kết nối dây mạch động lực Trình tự kết nối Ghi TT Đấu nối từ phía sau CB3PH đến đầu tiếp điểm động lực K đến đầu tiếp điểm động lực KD theo thứ tự pha từ trái qua phải Đấu nối cuối tiếp điểm động lực công tắc tơ K đến RN – đầu dây U1-V1-W1 động Kết nối từ tiếp điểm KD đến KS theo thứ tự đấu vào đầu lại động theo thứ tự: W2-U2-V2 Đấu nối từ phía sau CB3PH đến đầu tiếp điểm động lực K2 – đến RN2 – đến động M2 4.3 Đo kiểm tra vận hành - Đo kiểm tra lại nguồn pha - Đo kiểm tra mạch điều kiển - Đo kiểm tra mạch động lực - Đóng điện vận hành LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỢNG CƠ HOẠT ĐỢNG LN PHIÊN CĨ KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỢ, ÁP SUẤT 5.1 Viết download chương trình 1.1.1 u cầu cơng nghệ 84 Có động hoạt động hệ thống, động M1 hoạt động động M2 ngưng ngược lại Có chế độ điều khiển: - Cơng tắc SW chế độ AUTO: + Hệ thống hoạt động tự động: Nhấn ON đông M1 hoạt động, đạt nhiệt độ chỉnh định động M1 dừng Khi nhiệt độ đến giá trị ngưỡng cao giới hạn lúc động M2 hoạt động Quá trình tiếp diễn + Nhấn OFF động dừng - Công tắc SW chế độ Man: + Nhấn ON1 động hoạt động + Nhấn ON động hoạt động + Nhấn OFF động dừng - Có đèn báo hiệu động hoạt dộng 1.1.2 Sơ đồ kết nối - Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Hình 4.10 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Sơ đồ kết nối mạch động lực mạch điều khiển 85 Hình 4.11 Sơ đồ kết nối mạch điều khiển mạch động lực 1.1.3 Viết chương trình download 86 87 88 Sau viết xong chương trình ta tiến hành chạy mơ để kiểm tra lại chương trìng viết Nếu chương trình đáp ứng với u cầu cơng nghệ tiến hành download đến PLC, cịn chương trình chưa đáp ứng với u cầu cơng nghê tiến hành chỉnh sửa hồn chỉnh 5.2 Lắp đặt mạch điện 5.2.1 Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Bảng 4.14 Trình tự kết nối PLC với thiết bị ngoại vi tt Trình tự kết nối Cấp nguồn nuôi 24VDC vào chân L+ M Liên kết nguồn +24VDC vào đầu nút S1, S2, S3, SW, RN1, RN2, T, P 89 Ghi Liên kết điểm cuối S1 với địa I0.0 PLC Liên kết điểm cuối S2 với địa I0.1 PLC Liên kết điểm cuối S3 với địa I0.2 PLC Liên kết điểm cuối SW với địa I0.3 PLC Liên kết điểm cuối RN1 với địa I0.4 PLC Liên kết điểm cuối RN2 với địa I0.5 PLC Liên kết điểm cuối T với địa I0.6 PLC 10 Liên kết điểm cuối P với địa I0.7 PLC 11 Liên kết ngõ Q0.0 đến cuộn dây R1 12 Liên kết ngõ Q0.1 đến cuộn dây R2 13 Liên kết ngõ Q0.2 đến cuộn dây R3 14 Liên kết ngõ Q0.3 đến cuộn dây R4 15 Liên kết tất điểm cuối cuộn R1, R2, R3, R4 với nguồn M (0VDC) Dựa vào bảng địa sơ đồ nối dây để kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 5.2.2 Kết nối mạch điều khiển Bảng 4.15 Trình tự kết nối dây mạch điều khiển tt Trình tự kết nối Đấu nối từ phía sau CB đến đầu tiếp điểm R1, R2, R3, R4, R5, R6 Liên kết từ cuối tiếp điểm R1 – cuộn dây công tắc tơ K1 Liên kết từ cuối tiếp điểm R2 cuộn dây K2 90 Ghi Liên kết từ cuối thường mở R3 – đèn D1 Liên kết từ cuối thường mở R4 – đèn D2 Liên kết tất điểm cuối cuộn dây K1, K2, D1, D2 với điểm cuối lại CB (với dây trung tính) 5.2.3 Kết nối mạch động lực Bảng 4.16 Trình tự kết nối dây mạch động lực Trình tự kết nối tt Đấu nối từ phía sau CB3PH đến đầu tiếp điểm động lực K1 đến đầu tiếp điểm động lực K2 Đấu nối cuối tiếp điểm động lực công tắc tơ K1 đến RN1 – đầu dây U1-V1-W1 động M1 Đấu nối cuối tiếp điểm động lực công tắc tơ K1 đến RN2 – đầu dây U1-V1-W1 động M2 Ghi 5.3 Đo kiểm tra vận hành - Đo kiểm tra lại nguồn pha - Đo kiểm tra mạch điều kiển - Đo kiểm tra mạch động lực - Đóng điện vận hành Lắp đặt tủ điện điều khiển động quay chiều - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi, sơ đồ mạch điều khiển sơ đồ mạch động lực - Viết chương trình download - Kết nối plc với thiết bị ngoại vi - Kết nối mạch điều khiển - Kết nối mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành 91 lắp đặt tủ điện điều khiển đảo chiều quay - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi, sơ đồ mạch điều khiển sơ đồ mạch động lực - Viết chương trình download - Kết nối plc với thiết bị ngoại vi - Kết nối mạch điều khiển - Kết nối mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành lắp đặt tủ điện điều khiển động khởi động – tam giác - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi, sơ đồ mạch điều khiển sơ đồ mạch động lực - Viết chương trình download - Kết nối plc với thiết bị ngoại vi - Kết nối mạch điều khiển - Kết nối mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành lắp đặt tủ điện điều khiển động hoạt động theo trình tự có khống chế nhiệt độ, áp suất - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi, sơ đồ mạch điều khiển sơ đồ mạch động lực - Viết chương trình download - Kết nối plc với thiết bị ngoại vi - Kết nối mạch điều khiển - Kết nối mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành lắp đặt tủ điện điều khiển động hoạt động luân phiên có khống chế nhiệt độ, áp suất - Vẽ sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi, sơ đồ mạch điều khiển sơ đồ mạch động lực - Viết chương trình download 92 - Kết nối plc với thiết bị ngoại vi - Kết nối mạch điều khiển - Kết nối mạch động lực - Đo kiểm tra vận hành 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Thuần (2006), Điều khiển logic ứng dựng NXB Khoa học kỹ thuật [2] Trần Thế San (biên dịch), (2005).Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC NXB Đà Nằng [3] Tăng Văn Mùi (biên dịch), (2006), Điều khiển logic lập trình PLC NXB Thống kê 94 ... 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... 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. .. đầu máy hay thiết bị Một hệ thống gọi hệ thống điều khiển Trong kỹ thuật tự động điều khiển, điều khiển chia làm loại: - Điều khiển nối cứng - Điều khiển logic khả trình (PLC) Một hệ thống điều