Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo quyết định số 546[.]
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo định số 546 ngày 11 tháng năm 2020) Năm 2020 TUYÊN BỐ BẢ N QUYỀ N 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 NĨI ĐẦ U Giáo trình Điều khiển lập trình biên soạn theo khung chương trình trung cấp nghề điện công nghiệp áp dụng cho đối tượng học sinh trung cấp nghề Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu Các kiến thức tồn giáo trình có mối liên hệ logic chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chương trình đào tạo học sinh, sinh viên cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình hiệu Khi biên soạn giáo trình, tác giả cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến môn học phù hợp với đối tượng sử dụng cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao Mặc dù có nhiều cố gắng chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận ý kiến đóng góp q thầy đồng nghiệp người sử dụng để giáo trình chúng tơi hồn chỉnh Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa Khoa Điện - Điện tử trường CAO ĐẲNG CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI MỤ C LỤ C TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ 1.1 TỔNG QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ: 1.1.1 Điều khiển nối cứng 1.1.2 Điều khiển lập trình 1.2 CẤU TRÚC CỦA BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ: 1.2.1 Sơ đồ khối cấu trúc lập trình cỡ nhỏ: 1.2.2 chức khối điều khiển lập trình cỡ nhỏ: 1.3 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH: 1.4 XỬ LÝ CHƯƠNG TRÌNH 12 1.4.1 vịng qt chương trình: 12 1.4.2 Cấu trúc chương trình Phương pháp lập trình: 13 1.5 CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM: 17 1.5.1 Giới thiệu phần mềm logo! soft comfort v2.0, v4.0, v5.0 17 1.5.2 Cách cài đặt, truy cập phần mềm v2.0, v4.0, v5.0 18 BÀI 2: CÁC LỆNH DÙNG TRONG BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ LOGO 20 2.1 CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN GF (GENERAL FUNTION) 20 2.1.1 Hàm OR (hoặc) 20 2.1.2 Hàm AND (và) 20 2.1.3 Hàm NOT (đảo) 20 2.1.4 Hàm NAND (VÀ – ĐẢO) 21 2.1.5 Hàm NOR (HOẶC – ĐẢO) 21 2.1.6 Hàm XOR (HOẶC – LOẠI TRỪ) 21 2.1.7 Bài tập thực hành: 22 2.2 CÁC CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT SF (SPECIAL FUNTIONS) 22 2.2.1 Timer 23 2.2.2 Counter 24 2.2.3 Analog 25 2.2.4 Các chức khác 26 BÀI 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ 32 BÀI 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG 34 BÀI 5: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHUÔNG TRƯỜNG HỌC 36 BÀI 6: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BƠM NƯỚC 38 BÀI 7: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BĂNG TẢI 40 BÀI 8: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GIÁM SÁT BÃI ĐẬU XE 42 BÀI 1: ĐẠ I CƯƠNG VỀ BỘ ĐIỀ U KHIỂ N LẬ P TRÌNH CỠ NHỎ Mục tiêu: - Trình bày cấu trúc nhiệm vụ khối chức lập trình cỡ nhỏ - Thực kết nối lập trình cỡ nhỏ thiết bị ngoại vi - Mô tả cấu trúc chương trình lập trình cỡ nhỏ - Cài đặt sử dụng phần mềm lập trình cho thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ - Phát huy kiến thức kĩ học để áp dụng phát triển tình thực tiễn Nội dung: 1.1 TỔNG QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ: PLC du nhập vào Việt nam 10 năm, trở thành khái niệm phổ cập lĩnh vực tự động hóa cơng nghiệp PLC phải cơng cụ hữu hiệu giúp đóng gói sản phẩm trí tuệ Việt Nam máy móc, hệ thống tự động hóa thương hiệu Việt? Khái niệm PLC khơng cịn bao hàm viết tắt Điều khiển Logic khả trình Các khả truyền thông, nhớ lớn tốc độ cao CPU đa biến PLC trở thành sản phẩm tự động hoá tiêu chuẩn PAC (Programmable Automation Controller) làm thay đổi mặt tự động hố cơng nghiệp lớp điều khiển Các Nano PLC (thí dụ LOGO! Siemens) tìm đường hướng tới thay rơ le, Micro PLC (thí dụ SIMATIC S7-200 Siemens) thâm nhập cách không hạn chế vào thị trường chế tạo máy Các PLC cỡ vừa lớn biến chuyển vào thị trường SCADA chiếm lĩnh thị trường DCS có ứng dụng đơn giản Người tiêu dùng quan tâm thích giải pháp ứng dụng chuyên nghiệp, chuyên dụng PLC, PLC sản phẩm tiêu chuẩn công nghiệp tiếng độ tin cậy cao PLC ngày bao gồm cơng nghệ máy tính phát triển cơng nghệ đóng góp vào chức PLC Trong kỹ thuật điều khiển tự động điều khiển chia làm loại là: + Điều khiển nối cứng + Điều khiển logic khả trình 1.1.1 ĐIỀU KHIỂN NỐI CỨNG: Trong điều khiển nối cứng, thành phần chuyển mạch như: Rơ le, contactor, công tắc, đèn báo v.v Được nối cố định với Toàn chức điều khiển, tiến hành chương trình xác định qua cách thức nối rơ le, công tắc v.v… với theo sơ đồ thiết kế Khi muốn thay đổi lại hệ thống phải nối lại dây cho hệ thống điều khiển nên hệ thống phức tạp việc làm địi hỏi phải tốn nhiều thời gian, chi phí nên hiệu đem lại không cao Trong công nghiệp ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật vào sản xuất nhu cầu tự động hóa ngày cao đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng đủ yêu cầu: * Dễ dàng thay đổi chức điều khiển dựa thiết bị cũ * Thiết bị điều khiển dễ dàng làm việc với liệu, số liệu * Kích thước vật lý gọn gàng dễ bảo quản, dễ sửa chữa * Hoàn tồn tin cậy mơi trường cơng nghiệp 1.1.2 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Bộ điều khiển lập trình PLC (Programable logic controller) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển thơng qua ngơn ngữ lập trình Với chương trình điều khiển PLC tạo cho trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán, số liệu trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Các chương trình điều khiển định nghĩa tiếp điểm, cảm biến sử dụng để từ kết hợp với hàm logic, thuật toán cuộn dây điều hành Trong q trình hoạt động tồn chương trình lưu vào nhớ tiến hành truy xuất trình làm việc 1.2 CẤ U TRÚC CỦ A BỘ LẬ P TRÌNH CỠ NHỎ : 1.2.1 Sơ đồ khối cấu trúc lập trình cỡ nhỏ: Một hệ thống điều khiển tạo thành từ thành phần: + Khối vào + Khối xử lý – điều khiển + Khối 1.2.2 chức khối điều khiển lập trình cỡ nhỏ: @ Khối vào: Để chuyển đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện, chương trình chuyển đổi là: Nút nhấn, cảm biến, công tắc V.V Và tùy theo chuyển đổi mà tín hiệu khỏi khối có dạng ON/OFF (binary) dạng liên tục (Analog) @ Khối xử lý: Khối thay người vận hành thực thao tác đảm bảo q trình hoạt động Từ thơng tin tín hiệu khối vào hệ thống điều khiển phải tạo tín hiệu cần thiết để đáp ứng yêu cầu điều khiển xác định phần xử lý Tín hiệu điều khiển thực theo cách: + Dùng mạch điện kết nối cứng + Dùng chương trình điều khiển @ Khối ra: Tín hiệu kết trình xử lý hệ thống điều khiển Các tín hiệu sử dụng để tạo hoạt động đáp ứng cho thiết bị ngõ Logo 230R 230RC dùng nguồn 115V hay 230V/50Hz hay 60Hz Điện áp thay đổi khoảng 85V đến 264V Ở 230V dịng điện tiêu thụ 26 mA Logo 24 24R dùng nguồn 24VDC Điện áp thay đổi khoảng 20,4V đến 28,8V Ở 24V Logo 24 có dịng tiêu thụ 30mA, Logo 24R có dòng tiêu thụ 62mA, cộng với dòng đầu tín hiệu x 0,3A (Logo 24 ngõ đựợc cấp dịng từ nguồn 24V nguồn ni) Logo 230R 230RC có ngõ vào mức "0" cơng tắc hở hay có điện áp =< 40VAC, ngõ mức "1" cơng tắc đóng hay có điện áp >= 79VAC Dòng điện ngõ vào lớn 0,24mA Thời gian thay đổi trạng thái từ "0" lên "1" hay từ "1" xuống "0" tối thiểu 50ms để logo nhận biết Logo 24 24R có ngõ vào mức '0" cơng tắc hở hay có điện áp =< 5VDC, ngõ vào mức "1" cơng tắc đóng hay có điện áp >= 15VDC Dòng điện ngõ vào tiêu chuẩn 3mA Thời gian thay đổi trạng thái từ "0" lên "1" hay từ "1" xuống "0" tối thiểu 50ms để Logo nhận biết Các loại logo 24R - 230RC có ngõ rơle, với tiếp điểm rơle cách ly với nguồn ngõ vào Tải ngõ đèn, rơ le trung gian, cơng tắc tơ dùng nguồn điện áp cấp cho tải khác Khi ngõ = "1" dịng điện cực đại qua tiếp điểm ngõ cho tải trở 10A tải cuộn dây 3A Đối với Logo 24 ngõ tranzistor Ngõ bảo vệ chống tải ngắn mạch Loại không cần nguồn nuôi riêng cho tải mà dùng chung với nguồn nuôi 24VDC Dòng điện cực đại ngõ 0.3A Trong hệ thống điều khiển kết nối phần cứng phân thành loại là: Kết nối phần cứng có tiếp điểm kết nối phần cứng khơng tiếp điểm Điều khiển nối cứng có tiếp điểm: Dùng thiết bị điện từ rơle, công tắc tơ kết hợp với cảm biến, bóng đèn, cơng tắc… Các khí cụ điện nối lại với theo mạch điện cụ thể để thực u cầu cơng nghệ định Ví dụ mạch điều khiển đảo chiều quay động Mạch giới hạn dòng khởi động hay mạch điều khiển nhiều động chạy dừng Hình 1.6: Điều khiển có tiếp điểm Điều khiển kết nối phần cứng khơng tiếp điểm: Dùng cổng logic bản, cổng logic đa hay rơ le (gọi chung IC số) kết hợp với cảm biến, bóng đèn, công tắc… Các IC số nối lại với theo sơ đồ logic cụ thể để thực yêu cầu công nghệ định Các mạch điều khiển nối phần cứng sử dụng linh kiện điện tử công suất SCR, Triac để thay công tắc tơ mạch động lực Điều khiển không tiếp điểm Trong hệ thống điều khiển kết nối phần cứng có tiếp điểm, linh kiện hay khí cụ điện nối cứng với Do muốn thay đổi lại nhiệm vụ điều khiển phải nối dây lại tồn mạch điện Với hệ thống phức tạp khơng hiệu tốn Phương pháp điều khiển kết nối phần cứng thực theo bước sau: Xác định yêu cầu công nghệ Thiết kế sơ đồ điều khiển Chọn phần tử mạch điện Ráp nối mạch, liên kết phần tử Chạy thử, kiểm tra 1.3 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH: 1.3.1 Địa ngõ vào/ra Địa ô nhớ logo bao gồm hai phần: Phần chữ phần số Ví dụ: Q1 I7 Phần chữ Phần số Phần chữ Phần số 1.3.2 Phần chữ vị trí kích thước nhớ M: Chỉ nhớ miền biến cờ có kích thước bit I: Chỉ nhớ có kích thước bit miền đệm ngõ vào số Q: Chỉ nhớ có kích thước bit miền đệm ngõ số T: Chỉ ô nhớ miền nhớ thời gian (Timer) C: Chỉ ô nhớ miền nhớ đếm (counter) 1.3.3 Phần số địa bit miền nhớ xác định: Nếu ô nhớ xác định thơng qua phần chữ có kích thước bit 1.3.4 Cấu Trúc nhớ Bộ nhớ Bo chia làm vùng: vùng nhớ chương trình, vùng nhớ liệu vùng nhớ thơng số Vùng nhớ chương trình, vùng nhớ thơng số phần vùng nhớ liệu chứa ROM điện EEPROM Đối với CPU cho phép cắm thêm khối nhớ mở rộng để chứa chương trình mà khơng cần đến thiết bị lập trình Phần sau mơ tả chi tiết vùng nhớ Vùng nhớ chương trình Vùng nhớ chương trình chứa thị điều khiển vi xử lý để thực yêu cầu điều khiển, chương trình ứng dụng sau soạn thảo nạp vào ROM tồn điện Vùng nhớ thông số Gồm ô nhớ chứa thông số cài đặt, mật khẩu, địa thiết bị điều khiển thông tin vùng trống sử dụng Nội dung vùng nhớ chứa ROM giống vùng chương trình Vùng nhớ liệu Vùng nhớ liệu nơi làm việc, vùng gồm địa để lưu trữ phép tính, lưu trữ tạm thời kết trung gian, chứa số sử dụng dẫn thông số điều chỉnh khác Ngồi vùng cịn có phần tử đối tượng như: Bộ định thời, đếm, đếm tốc độ cao ngõ và/ra analog Một phần tử vùng nhớ liệu chứa ROM, số thơng tin khác trì địên giống vùng nhớ chương trình Một phần khác chứa RAM, nội dung RAM trì khoảng thời gian định điện điện dung có độ rỉ thấp Logo modul logic đa hãng Simens Logo bao gồm phần sau: Hình dáng bên logo Các chức điều khiển: Bộ điều khiển vận hành hiển thị Phần mềm giao tiếp ... chức lập trình cỡ nhỏ - Thực kết nối lập trình cỡ nhỏ thiết bị ngoại vi - Mô tả cấu trúc chương trình lập trình cỡ nhỏ - Cài đặt sử dụng phần mềm lập trình cho thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ. .. TRÌNH CỠ NHỎ 1.1 TỔNG QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ: 1.1.1 Điều khiển nối cứng 1.1.2 Điều khiển lập trình 1.2 CẤU TRÚC CỦA BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ: ... 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ 32 BÀI 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG 34 BÀI 5: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHUÔNG TRƯỜNG HỌC 36 BÀI 6: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN