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

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI GIÁO TRÌNH PLC NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NĂM 2020 Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun 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 Nghề: Điện công nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ CĐ, giáo trình PLC nâng cao giáo trình đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình đào tạo Nhà trường phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 150 Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường sử dụng cho phù hợp Rất mong nhận đóng góp ý kiến người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn chỉnh hoàn thiện sau thời gian sử dụng Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử MÔ ĐUN: PLC NÂNG CAO Mã mơ đun: MĐ 35 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: * Vị trí mơn học: Mơđun bố trí dạy cuối chương trình sau học xong mơn chun mơn kỹ thuật cảm biến, điện tử công suất, Vi xử lí, trang bị điện, lắp đặt điện điều khiển cơng nghiệp, PLC * Tính chất mơn học: Mơ đun PLC nâng cao mang tính tích hợp * Ý nghĩa mô đun: Là môn học bắt buộc * Vai trò mô đun: Sau học xong mơ đun này, người học kết nối dây PC - CPU thiết bị ngoại vi, nắm cấu hình phần cứng số loại PLC hãng khác, Viết chương trình, nạp trình để thực số toán ứng dụng đơn giản cơng nghiệp, Phân tích luận lý số chương trình, phát sai lỗi sửa chữa khắc phục Mục tiêu mô đun: * Về kiến thức: Trình bày cấu trúc phương thức hoạt động loại PLC theo nội dung học Mô tả cấu trúc phần hệ thống điều khiển: ngôn ngữ, liên kết, định thời loại PLC khác * Về kỹ năng: Viết chương trình cho loại PLC khác đạt yêu cầu kỹ thuật Thực kết nối PLC thiết bị ngoại vi * Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 2 15 12 Kiểm tra Bài 1: Vị trí, ứng dụng PLC cơng nghiệp 1.1 Các tốn điều khiển động 1.2 Các toán điều khiển q trình Bài 2: Điều khiển đèn giao thơng 2.1 Phân tích u cầu điều Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 20 16 15 12 Kiểm tra khiển 2.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 2.3 Lập bảng phân cơng ngõ vào 2.4 Vẽ sơ đồ kết nối 2.5 Viết chương trình cho PLC 2.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 2.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 2.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 3: Đếm sản phẩm 3.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 3.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 3.3 Lập bảng phân công ngõ vào 3.4 Vẽ sơ đồ kết nối 3.5 Viết chương trình cho PLC 3.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 3.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 3.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 4: Điều khiển máy trộn 4.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 4.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 4.3 Lập bảng phân công ngõ vào Nghề: Điện công nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 15 11 15 12 Kiểm tra 4.4 Vẽ sơ đồ kết nối 4.5 Viết chương trình cho PLC 4.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 4.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 4.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 5: Đo điện áp DC điều khiển ON/OFF 5.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 5.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 5.3 Lập bảng phân cơng ngõ vào 5.4 Vẽ sơ đồ kết nối 5.5 Viết chương trình cho PLC 5.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 5.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 5.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 6: Điều khiển nhiệt độ 6.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 6.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 6.3 Lập bảng phân cơng ngõ vào 6.4 Vẽ sơ đồ kết nối 6.5 Viết chương trình cho PLC 6.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 18 14 15 10 15 12 Kiểm tra 6.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 6.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 7: Điều khiển động SERVOMOTOR 7.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 7.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 7.3 Lập bảng phân cơng ngõ vào 7.4 Vẽ sơ đồ kết nối 7.5 Viết chương trình cho PLC 7.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 7.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 7.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 8: Điều khiển thang máy 8.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 8.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 8.3 Lập bảng phân cơng ngõ vào 8.4 Vẽ sơ đồ kết nối 8.5 Viết chương trình cho PLC 8.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 8.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 8.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 9: Màn hình cảm ứng Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 20 15 150 30 114 Kiểm tra 9.1 Giới thiệu hính cảm ứng 9.2 Kết nối hình cảm ứng với PC 9.3 Thiết kế giao diện cho hình cảm ứng 9.4 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 9.5 Viết chương trình cho PLC 9.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 9.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 9.8 Lưu chương trình, kết thúc Bài 10: Kết nối PLC với hình cảm ứng 10.1 Phân tích yêu cầu điều khiển 10.2 Kết nối hình cảm ứng với PC 10.3 Thiết kế giao diện cho hình cảm ứng 10 10.4 Các lệnh PLC sử dụng chương trình 10.5 Viết chương trình cho PLC 10.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 10.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành 10.8 Lưu chương trình, kết thúc Cộng: Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử BÀI 1: VỊ TRÍ, ỨNG DỤNG PLC TRONG CƠNG NGHIỆP Giới thiệu: - Việc kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi quan trọng Nó định đến việc PLC giao tiếp với thiết bị lập trình ( máy tính ) hệ thống điều khiển hoạt động theo yêu cầu thiết kế hay khơng Ngồi việc nối dây còn liên quan đến an toàn cho PLC hệ thống điều khiển Mục tiêu: - Trình bày cách kết nối PLC thiết bị ngoại vi - Kiểm tra nối dây phần mềm xác theo nội dung học - Thực cài đặt phần mềm ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung chính: 1.1 Các toán điều khiển động Trong ứng dụng công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp yêu cầu tự động hoá ngày tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng yêu cầu đó, với mục tiêu tăng suất lao động đường tăng mức độ tự động hóa trình thiết bị sản xuất nhằm mục đích tăng sản lượng, cải thiện chất lượng độ xác sản phẩm Tự động hóa sản xuất nhằm thay phần toàn thao tác vật lý công nhân vận hành máy thông qua hệ thống điều khiển Những hệ thống điều khiển điều khiển q trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần tác động nhiều người vận hành Điều đòi hỏi hệ thống điều khiển phải có khả khởi động, kiểm sốt, xử lý dừng q trình theo yêu cầu đo đếm giá trị xác định nhằm đạt kết mong muốn sản phẩm 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 khiển tạo thành từ thành phần: + Khối vào + Khối xử lý – điều khiển + Khối * Sơ đồ tổng quát điều khiển lập trình sau ( hình 1.1): Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Hình 1.1 Khối vào: ( bảng 1.1) Còn gọi giao tiếp ngõ vào có nhiệm vụ biến đổi đại lượng vật lý đầu vào ( từ tiếp điểm cảm biến, hay nút nhấn, điện trở đo sức căng….) thành mức tín hiệu số ON/OFF (digital) hay tín hiệu liên tực (analog) tùy theo chuyển đổn ngõ vào cấp vào cho khối xử lý trung tâm (CPU) Bộ chuyển đổi Đại lượng đo Đại lượng Công tắc (Switch) Sự dịch chuyển/ Điện áp nhị phân vị trí (ON/OFF) Cơng tắc hành trình (Limit Sự dịch chuyển/ Điện áp nhị phân switch) vị trí (ON/OFF) Bộ điều chỉnh nhiệt Nhiệt độ Điện áp nhị phân (Thermostat) (ON/OFF) Cặp nhiệt điện Nhiệt độ Điện áp thay đổi (Thermocouple) Nhiệt trở (Thermister) Nhiệt độ Trở kháng thay đổi Tế bào quang điện (Photo Ánh sáng Điện áp thay đổi (analog) cell) Tế bào tiệm cận (Proximity Sự diện Trở kháng thay đổi cell) đối tượng Điện trở đo sức căng (Strain Áp suất/ dịch Trở kháng thay đổi gage) chuyển Bảng 1.1 Bộ nhớ (Memory): - Lưu chương trình điều khiển lập trình người dùng liệu khác cờ, ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… Nội dung nhớ mã hóa dang mã nhị phân Nghề: Điện công nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử  Trang số hình giao diện Điều khiển hiển thị tốc độ (F4) Hoạt động chế độ tự động tay Hình : Bàn phím giả lập chọn giá trị tốc độ khuấy  Phần điều chỉnh tốc độ khuấy ta đặt tốc độ từ tới 1500 vịng/phút Nghề: Điện cơng nghiệp 94 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Trang số hình giao diện chức hiển thị giám sát toàn hệ thống làm việc 10.4 Các lệnh PLC sử dụng chương trình Nghề: Điện cơng nghiệp 95 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 96 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử 10.5 Viết chương trình cho PLC + Chương trình : Nghề: Điện cơng nghiệp 97 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 98 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Hình 15 : Chương trình PLC  Chương trình : Nghề: Điện cơng nghiệp 99 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 100 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 101 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 102 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 103 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 104 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện cơng nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 105 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Hình 16 : Chương trình PLC Cài đặt thơng số biến tần  Biến tần thiết lập chế độ điều khiển Analog tín hiệu số bên ngồi  Thơng số : + P0.01 = + P0.07 = + P5.01 =  Thao tác : + Nhấn PRG -> hình hiển thị P0 -> nhấn DATA -> hình hiển thị P0.00 Lựa chọn P0.01 phím tăng giảm bàn phím keypad đa giá trị thiết lập phím DATA -> Thốt nhấn phím PRG hình hiển thị giá trị tần số max nhấp nháy ( 50Hz ) + Nhấn PRG -> hình hiển thị P0 -> nhấn DATA -> hình hiển thị P0.00 Lựa chọn P0.07 phím tăng giảm bàn phím keypad đa giá trị thiết lập phím DATA -> Thốt nhấn phím PRG hình hiển thị giá trị tần số max nhấp nhát ( 50Hz ) + Nhấn PRG -> hình hiển thị P0 Lựa chọn P5 phím tăng giảm bàn phím keypad -> nhấn phím DATA -> hình hiển thị P5.00 Lựa chọn P5.01 phím tăng giảm bàn phím keypad đa giá trị thiết lập phím DATA -> Thốt nhấn phím PRG hình hiển thị giá trị tần số max nhấp nháy ( 50Hz ) + Để hiển thị tốc độ động ta nhấn SHIFT bàn phím keypad cho đèn Hz đèn V sáng hình hiển thị tốc độ động 10.6 Mơ chương trình, chạy thử sửa lỗi 10.7 Kết nối, nạp chương trình vận hành Nghề: Điện cơng nghiệp 106 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Nạp chương trình : 10.8 Lưu chương trình, kết thúc Nghề: Điện cơng nghiệp 107 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử Tài liệu tham khảo [1] Kỹ thuật điều khiển lập trình với Simatic S7 – 1200 Biên soạn: Châu chí Đức ( Trung tâm VIỆT – ĐỨC ) trường đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM [3] WWW.OMRON.COM [4] WWW.SIEMENS.COM [5].TS.Nguyễn Thị Phương Hà ,”Điều khiển tự động”nhà xuất khoa học kỹ thuật [6] “Automation with Micro PLC SIMATIC S7-200” Siemens, Germany [7] “Success_e.pdf” Siemens, Germany [8] “ A beginner’s guide to PLC” OMRON, Japan [9] Robert N.Bateson, “Introduction To Control System Technology” Maxwell Macmillan International Editions [10] “Statement List for S7-300 and S7-400 Programming” Siemens, Germany [11] “Automation with Micro PLC SIMATIC S7-200” Siemens, Germany [12] “S7-300 Programmable Siemens, Controller Installation and Hardware” Germany [13] “ A beginner’s guide to PLC” OMRON, Japan [14] Peter Rohner, “Automation With Programmable Logic Controllers” UNSW PRESS [15] “Textbook for Programmable guide” Mitsubishi Electric [16] “Programmable Controller Programming” NAIS, Matsushita Electric [17] Lê văn tiến dũng ,”hướng dẫn thực hành PLC mạng PLC”Đại học kỹ thuật công nghệ TP HCM Nghề: Điện công nghiệp 108 Giáo trình: PLC nâng cao ... Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 40 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử 3.3 Lập bảng phân công ngõ vào Nghề: Điện công nghiệp 41 Giáo trình: PLC. .. Khoa: Điện - Điện tử 4.2 Các lệnh PLC sử dụng chương trình Nghề: Điện cơng nghiệp 47 Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Nghề: Điện công nghiệp Khoa: Điện - Điện tử 48 Giáo trình: ... Nghề: Điện cơng nghiệp Giáo trình: PLC nâng cao Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi Khoa: Điện - Điện tử LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ CĐ, giáo trình