Giáo trình PLC nâng cao (Nghề Điện công nghiệp Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRẦN VĂN NAM (Chủ biên) NGUYỄN VĂN SÁU – ĐẶNG ĐÌNH NHIÊN GIÁO TRÌNH PLC NÂNG CAO Nghề: Điện cơng nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2018 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “PLC NÂNG CAO” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện Công Nghiệp Đây môn học kỹ thuật chuyên ngành chương trình đào tạo nghề Điện Cơng Nghiệp trình độ Cao đẳng Nhóm biên soạn tham khảo tài liệu: “[1] Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic ứng dựng, NXB Khoa học kỹ thuật 2006 [2] Trần Thế San (biên dịch), Hướng dẫn thiết kế mạch lập tŕnh PLC, NXB Đà Nằng 2005 [3] Tăng Văn Mùi (biên dịch), Điều khiển logic lập trình PLC, NXB Thống kê 2006.”và nhiều tài liệu khác Mặc dù nhóm biên soạn có nhiều cố gắng khơng tránh thiếu sót Rất mong đồng nghiệp độc giả góp ý kiến để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018 Chủ biên: Trần Văn Nam MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : PLC NÂNG CAO Bài mở đầu Vị trí, ứng dụng PLC công nghiệp 11 1.1 Các toán điều khiển động 11 1.2 Các tốn điều khiển q trình 12 Bài Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự 19 1.1 PLC CPM2A 19 1.2 PLC S7-200 22 1.3 PLC S7-300 26 Bài Điều khiển động KĐB bap quay chiều có hãm trước lúc đảo chiều 32 2.1 PLC CPM2A 32 2.2 PLC S7-200 34 2.3 PLC S7-300 36 Bài Điều khiển đèn giao thông 38 3.1 Với PLC CPM2A 38 3.2 Với PLC S7-200 41 3.3 PLC S7-300 44 Bài Đếm sản phẩm 47 4.1 Với PLC CPM2A 47 4.2 PLC S7-200 49 4.3 PLC S7-300 51 Bài Điều khiển máy trộn 54 5.1 Với PLC CPM2A 54 5.2 Với PLC S7-200 57 5.3 Với PLC S7-300 60 Bài Đo điện áp DC điều khiển ON/OFF 64 6.1 PLC CPM2A 64 6.2 PLC S7-200 66 6.3 PLC S7-300 71 Bài Điều khiển nhiệt độ 74 7.1 PLC CPM2A 74 7.2 PLC S7-300 76 Bài Điều khiển động servo 81 8.1 PLC CPM2A 81 8.2 PLC S7-300 86 Bài Điều khiển thang máy 89 9.1 Với PLC CPM2A 89 8.2 Với PLC S7-200 92 8.3 PLC S7-300 95 Bài 10 Màn hình cảm biến 98 10.1 PLC CPM2A 98 10.2 PLC S7-200 112 10.3 PLC S7-300 121 Bài 11 Kết nối PLC với hình cảm biến 138 11.1 PLC CPM2A 138 11.2 PLC S7-200 138 11.3 PLC S7-300 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : PLC NÂNG CAO Mã mô đun: MĐ 28 Thời gian thực mô đun: 90 giờ; (LT: 29 giờ; TH: 55 giờ; KT: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun PLC nâng cao học sau môn học, mô đun: Kỹ thuật sở, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, truyền động điện PLC - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề II Mục tiêu mô đun - Về kiến thức: + Sử dụng loại PLC hãng OMRON SIEMENS + Có khả tự nghiên cứu để sử dụng loại PLC hãng khác + Vận hành hệ thống điều khiển dùng PLC có sẵn - Về kỹ năng: + Lắp đặt hệ thống điều khiển cỡ nhỏ dùng PLC đơn Màn hình cảm biến + Viết chương trình ứng dụng cỡ nhỏ cho PLC đơn Màn hình cảm biến theo yêu cầu thực tế - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo + Đảm bảo an toàn cho người thiết bị III Nội dung mô đun Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Trong Số TT Tên mô đun Bài mở đầu: Vị trí, ứng dụng PLC cơng nghiệp Tổng số 18 Lý thuyết Thực hành/ thực tập/thí nghiệm/ tập/thảo luận 9 Kiểm tra 2.1 PLC CPM2A 1 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Tập lệnh PLC CPM2A 2.1.3 Bài tập ứng dụng 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Giới thiệu chung 2.2.2 Tập lệnh PLC S7200 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Giới thiệu chung 2.3.2 Tập lệnh PLC S7300 2.3.3 Bài tập ứng dụng Bài 1: Điều khiển động khởi động 14 dừng theo trình tự 2.1 PLC CPM2A 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 Bài 2: Điều khiển đèn giao thông 10 2.1 PLC CPM2A 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 3: Đếm sản phẩm 10 2.1 PLC CPM2A 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 4: Điều khiển máy trộn 12 2.1 PLC CPM2A 2 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử Bài 5: Điều khiển thang máy 12 2.1 PLC CPM2A 3 2.1.1.Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 2.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử 2.3 PLC S7-300 2.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình 2.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 2.3.3 Lắp đặt nối dây cho Tiếp tục nhấnNext cho phép hèn thêm hình hiển thị thuộc tính Project: hình bảo vệ (u cầu Password để truy cập), hình thiết lập cho hệ thống… Lựa chọn thư viện có sẵn chương trình 127 Đặt tên Project tên người thiết kế NhấnFinishđể kết thúc việc khai báo cho Project 10.3.2 Viết chương trình cho s7-300 Ví dụ: Điều khiển giám sát bình trộn đơn giản có kết nối hình TP 177A với PLC S7 200 Tạo Project WinCC Flexible + Chọn thiết bị hiển thị TP 177A + Chọn thiết bị điều khiển PLC S7 200 + Chọn danh mục phép hiển thi hình Khai báo biến Biến khai báo định dạng biến liên kết với thiết bị điều khiển hay biến nội hình cơng nghiệp Các bước bao gồm: + Truy cập vùng khai báo biến + Khai báo biến: tên biến, dạng biến (biến liên kết hay biến nội tại), kiểu biến 128 Nếu biến dạng biến liên kết (là biến nhớ thiết bị điều khiển) ta phải khai báo rõ địa biến thiết bị điều khiển Khi thay đổi biến hình thiết bị điều khiển dẫn đến thay đổi giá trị vùng nhớ Tiến hành khai báo biến: TankLevel dạng biến liên kết, kiểu liệu Int có địa PLC VW0 Biến có tác dụng thay lưu giữ giá trị mức nhiên liệu bình trộn Biến Increase Decrease hai biến tăng giảm mức nhiên liệu bình Cả hai biến định dạng kiểu Bool có địa PLC M0.0 M0.1 Tiến hành thiết kế giao diện cho hình + Mở hình để thiết kế Vùng 1: Khu vực cho phép thiết kế giao diện cho hình 129 Vùng 2: Vùng hiển thị thuộc tính đối tượng lựa chọn Tồn thuộc tính đối tượng hiển thị đây: màu sắc, vị trí, kich thước, phơng chữ, kiện đối tượng… Tạo nút ấn điều khiển: nút ấn tăng liệu, nút ấn giảm liệu, nút khỏi chế độ chạy Runtime hình: Chọn vùng thư viện biểu tượng đơn giản WinCC Flexible  chọn nút ấn (Button) Kéo nút ấn vào vùng thiết kế giao diện, định dạng thuộc tính nút ấn: Thay đổi chữ hiển thị nút Lần lượt thay đổi tên nút thành: Increase, Decrease, Shut Down Khi ta có 130 Thêm biểu tượng bình trộn vào hình Vào thư viện WinCC  Graphic Symbol Factory 16 colors  Tanks  Chọn dạng bình trộn mong muốn Kéo biểu tượng lựa chọn đưa vào vùng thiết kế giao diện Thêm vùng hiển thị giá trị mức nhiên liệu bình Chọn biểu tượng thư viện  IO Field Đưa biểu tượng vào hình Điều chỉnh thơng số cho vùng vào liệu Định dạng vùng liệu vào Biến hiển thị TankLevel (giá tri TankLevel hiển thị vùng liệu này) Gia tri hiển thị nguyên giá trị lớn hiển thị 999 Định dạng cách hiển thị phong chữ cho vùng liệu Sau sửa đổi xong ta có hình giao diện: 131 Tạo chức cho nút điêu khiển Chọn nút điều khiển  chọn kiện xảy với nút ấn gọi hàm chức năng: Lựa chọn hàm gọi có kiện xảy Đối với nút ấn Increase Decrease ta chọn hàm IncreaseValue DecreaseValue, biến tác động TankLevel Sau lần có kiện nhấn nút tương ứng xảy giá trị biến TankLevel tăng/giảm hai đơn vị 132 Đối với nút ấn Shutdown ta lựa chọn hàm StopRunTime để dừng chế độ chạy RunTime 10.3.3 Lắp đặt nối dây cho s7-300 Nạp chương trình vận hành thử Đối với TP 177 để liên kết với PC cần sử dụng cáp MPI DP (dạng chuẩn Profibus) Thông thườngđều sử dụng cáp MPI Các bước tiến hànhđể liên kết với PC Thiết lập kết nối máy tính ChọnStart Simatic Step 7 Setting PC/PG Interface 133 Chọn cáp PC (MPI) để kết nốiProperties Thiết lập thông số tốc độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa có thểđiều khiển 134 Chọn dạng cổng truyền thơng kết nối với PC Tuỳ thuộc vào loại cáp MPI sử dụng cổng USB hay Com mà chọn cổng kết nối thích hợp Thiết lập cho TP 177 ChọnProject Tranfer Tranfer Setting Khi ta có hình cho phépđịnh dạng truyền thông cho TP177 135 Thiết lập hình Màn hình sau khởi động chế độ chờ với chế độ khác nhau: Nhấn Tranfer để kết nối với PC PLC Chọn Tranfer muốn Dowload chương trình từ máy tính xuống hình NhấnStart: Chạy chương trình điều khiển nạp vào NhấnControl Panel để thiết lập thông số cho hình Chọn MPI/DPđể thiết lập thơng số 136 (1) địa Bus truyền thông (2) tốc độ truyền thơng Có thể chọn: Tranfer sau thiết lập cho MPI/DP (1): khu vực truyền thông qua cổng nối tiếp (2): khu vực truyền thông với cáp MPI (3): Advanced: cho phép ta thiết lập cho cáp MPI/DP Thiết lập bảo mật cho chương trình: nhập Password vào khu vực để bảo mật cho hệ thống OP: khu vực cho phép thử nghiệmđộ nhạy cảmứng hình cách di trỏđể vị trí khác hình Tồn cửa sổ đóng đồng ý với thiết lập cách nhấn phím Download xuống hình Nhân nút Tranfer hình cơng nghiệp Tiến hành truy nhập vào cửa sổ Tranfer nhấn Tranfer 137 Bài 11 Kết nối PLC với hình cảm biến Mục tiêu - Kết nối PLC với hình cảm biến - Lập trình trao đối liệu PLC hình cảm biến - Sửa đổi giao diện chương trình cho phù hợp với yêu cầu ứng dụng - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư sáng tạo khoa học, đảm bảo an toàn 11.1 PLC CPM2A 11.1.1 Các lệnh PLC CPM2A sử dụng chương trình Xem 10 1.2 Viết chương trình cho PLC CPM2A Xét ví dụ điều khiển giám sát bình trộn đơn giản có kết nối hình 11.1.3 Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử (Xem 10) 11.2 PLC S7-200 11.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình Xem 10 11.2.2 Viết chương trình cho PLC S7-200 Xét ví dụ tạo message TD200 điều khiển theo yêu cầu sau: 138 - Khi bật CPU sang chế độ RUN message xuất - Nhấn F1 hiển thị message - Nhấn enter để nhập giá trị SETPOINT, sau nhấn enter để xác nhận giá trị nhập hiển thị message - Nhấn enter để xác nhận message đồng thời hiển thị message - Nhấn F2 hiển thị message - Nhấn F3 để tắt tất message 139 11.2.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-200 Nạp chương trình vận hành thử (Xem 10) 11.3 PLC S7-300 11.3.1 Các lệnh PLC S7-300 sử dụng chương trình Xem 10 11.3.2 Viết chương trình cho PLC S7-300 Chương trình điều khiển s7-300 cho điều khiển bình trộn hóa chất NETWORK LD M0.0 // Nút ấn tăng hình I0.0 // nút ấn tăng PLC EU LD EU INCW TankLevel NETWORK LD M0.1 // Nút ấn giảm hình I0.1 // nút ấn giảm PLC EU LD EU DECW TankLevel 11.3.3 Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 Nạp chương trình vận hành thử (Xem 10) 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Tăng Văn Mùi (biên dịch), Điều khiển logic lập trình PLC, NXB Thống kê, 2006 [2]- Trần Thế San (biên dịch), Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC, NXB Đà Nẵng, 2005 [3] Water and Gas / Korean University of Technology / Sang-Ho Lee / 2007 [4] Industrial Engine Manufacturing Automation / Kuhminsa / Chan-Sul Park / 2015 [5] General Control Practice / South Korea's Human Resource Development Service / SuHong O / 2012 [6]Water and Air Quality Practices / South Korea's Human Resource Development Service / Sang-Hwa Kim / 2012 [7]Korea HR / Human Resources Development Practice / Jae-Chul Gwon / 2012 [8] MELECTS PLC / Mitsubishi Company / 2015 141 ... liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình ? ?PLC NÂNG CAO? ?? dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện Công Nghiệp. .. nối PLC với hình cảm biến 138 11.1 PLC CPM2A 138 11.2 PLC S7-200 138 11.3 PLC S7-300 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : PLC NÂNG CAO. .. trình 2.1.2.Viết chương trình cho PLC CPM2A 2.1.3.Lắp đặt nối dây cho PLC CPM2A Nạp chương trình vận hành thử 2.2 PLC S7-200 2.2.1 Các lệnh PLC S7-200 sử dụng chương trình 2.2.2 Viết chương trình