Giáo trình chuyên đề Tự động hóa (Trình độ Cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI GIÁO TRÌNH CHUYÊN ĐỀ TỰ ĐỢNG HĨA TRÌNH ĐỢ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo định số 546 ngày 11 tháng năm 2020) NĂM 2020 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 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Mơ đun CHUN ĐỀ TỰ ĐỢNG HỐ giáo trình mơ đun đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình đào tạo nghề Điện công nghiệp Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy lợi ban hành Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với 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 gồm có: Bài 1: Giới thiệu chung hãng khác thuộc đối tượng nghiên cứu Bài 2: Tìm hiểu đối tượng nghiên cứu Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học công 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 Đồng Nai, ngày… tháng năm…… MÔ ĐUN: CHUYÊN ĐỀ TỰ ĐỢNG HĨA Vị trí, tính chất mơ đun : - Vị trí: Trước học mơ đun cần hồn thành mơ đun sở, đặc biệt mô đun: Tin học bản; Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, Truyền động điện, PLC bản, PLC nâng cao - Tính chất: Là mơ đun đào tạo bắt buộc II Mục tiêu mô đun: Kiến thức: - Sử dụng thiết bị thuộc đối tượng nghiên cứu - Có khả tự nghiên cứu sử dụng thiết bị hãng khác Kỹ năng: - Đọc, hiểu catalog đối tượng nghiên cứu - Đấu nối chế độ làm việc cụ thể - Cài đặt thông số - Ứng dụng thiết bị vào thực tế - Lắp đặt hệ thống điều khiển đơn giản - Khắc phục lỗi thường gặp Năng lực tụ chủ trách nhiệm: - Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tác phong công nghiệp Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Thực hành, thí nghiệm, Lý thuyết thảo luận, tập I Nội dung thực hiện: Bài 1: Giới thiệu chung hãng khác thuộc đối tượng nghiên cứu 1.1 Chức 1.2 Ưu, nhược điểm 1.3 Ứng dụng Bài 2: Tìm hiểu đối tượng nghiên cứu 30 26 Kiểm tra Thời gian (giờ) STT Tên mô đun Tổng số Thực hành, Lý thí nghiệm, thuyết thảo luận, tập Kiểm tra 2.1 Thông số kỹ thuật 2.2 Các chế độ hoạt động 2.3 Kết nối ngoại vi 2.4 Cài đặt thông số 2.5 Vận hành khắc phục lỗi thường gặp II Nội dung báo cáo: Báo cáo cơng việc hồn thành chuyên đề 4 III Nhận xét, Đánh giá kết thực hiên 4 Cộng: 45 15 28 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG CÁC HÃNG KHÁC NHAU TḤC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Mục tiêu: - Trình bày khái niệm đặc điểm đối tượng nghiên cứu - Trình bày cấu trúc nhiệm vụ khối chức - Trình bày ưu, nhược điểm so với loại điều khiển khác ứng dụng chúng thực tế - Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động sáng tạo Nội dung chính: 1.1 Chức 1.1.1 PLC hãng Omron - Bộ điều khiển lập trình CPM1A ( hình 2.1) hãng Omron nằm chuỗi thiết bị cung cấp hãng, giúp cho doanh nghiệp giải toán từ đến phức tạp Một CPM1A thông thường tương tự loại PLC loại bao gồm gồm: nguồn, CPU, Port I/O, modul I/O đặc biệt … Hình 2.1 - Để có PLC hồn chỉnh ta phải lắp ráp modul lại với Việc kết nối thực đơn giản cho phép thay dễ dàng Các modul mở rộng bao gồm hệ thống kết nối analog I/O, hệ thống cảm biến truyền thông công nghiệp Một CPMA1 có đặc điểm sau: + 10, 20, 30 40 ngõ vào I/O CPUs + Mở rộng tối đa 100 I/O + Mở rộng cổng giao tiếp + Tín hiệu ngõ vào dạng DC + Cho phép mở rộng modul analog + Cho phép kết nối modul cảm biến nhiệt độ ngõ vào + Nguồn cung cấp 24V DC + Ngõ dạng relay hay transistor + Chuẩn UL,CSA,CE Cấu hình ghép nối Modul truyền thơng ( hình 2.2): Hình 2.2: Kiểu kết nối truyền thông modul mở rộng Thông tin chung: Cấu hình CPU CPM1A ( bảng 2.1): Bảng 2.1: tổng số ngõ thiết kế CPM1A + Nguồn cung cấp: tuỳ theo loại CPU mà ta dùng nguồn AC từ 100V-240V nguồn DC 24V + Chân nối đất bảo vệ (đối với loại CPU dùng nguồn AC): để bảo vệ an toàn cho người sử dụng + Nguồn cung cấp cho ngõ vào: nguồn 24V DC dùng để cung cấp điện áp cho thiết bị đầu vào (đối với loại CPU dùng nguồn AC ) + Các ngõ vào: để liên kết CPU với thiết bị ngõ vào + Các ngõ ra: để liên kết CPU với thiết bị ngõ + Các đèn báo chế độ làm việc CPU: đèn báo cho biết chế độ làm việc hành PLC + Đèn báo trạng thái ngõ vào: ngõ vào trạng thái ON đèn báo tương ứng sáng + Đèn báo trạng thái ngõ ra: đèn báo trạng thái ngõ vào sáng ngõ trạng thái ON + Cổng điều khiển tín hiệu Analog: sử dụng tín hiệu vào tín hiệu Analog, lưu giữ vào vùng nhớ IR250 IR251 + Cổng giao tiếp với thiết bị ngoại vi: liên kết PLC với thiết bị lập trình: máy tính chủ, thiết bị lập trình cầm tay + Cổng giao tiếp RS-232C: liên kết PLC với thiết bị lập trình (ngoại trừ thiết bị lập trình cầm tay máy tính chủ) + Cơng tắc truyền thơng: công tắc, chọn để sử dụng hai cổng Peripheral cổng RS-232C để liên kết với thiết bị lập trình + Bộ Acquy + Phần mở rộng: kết nối CPU PLC với khối mở rộng I/O khối mở rộng nói chung ( Analog I/O Unit, Temporature Senson Unit ), kết nối modul mở rộng ( bảng 2.2) Đèn báo Trạng thái Y nghĩa PWR Bật PLC cấp nguồn (Màu xanh) Tắt PLC chưa cấp nguồn RUN Bật PLC hoạt động chế độ RUN (Màu xanh) chế độ MONITOR Tắt PLC chế độ PROGRAM bị lỗi COMM Nhấp nháy Dữ liệu chuyển vào CPU (Màu vàng) thông qua cổng Peipheral cổng RS232C Tắt Dữ liệu không chuyển vào CPU thông qua cổng Peripheral cổng RS232C ERR/ALARM Bật Xuất lỗi (PLC ngừng hoạt động ) (Màu đỏ) Tắt Đèn báo hoạt động bình thường Bảng 2.2: Trạng thái đèn báo CPM1A Các thành phần modul mở rộng CPM1A: ( bảng 2.3) Modul I/O Analog thực việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để giao tiếp CPU với thiết bị tương tự máy phát sóng cảm biến, dụng cụ đo thiết bị điều khiển khác Modul I/O Analog có khoảng thay đổi tín hiệu điện áp từ 0-10V từ 0-5V (đối với Analog Input) từ -10-10V (Analog Out Put) Một CPU kết nối với tối đa không modul mở rộng Chú ý modul mở rộng kết nối nguồn cấp DC chân 30 40 Dữ liệu biến đổi lưu trữ vùng phân bổ words Analog I/O Unit sử dụng lệnh đọc nội dung Words ngã vào Một chức khác xử lý giá trị trung bình tất liệu ngõ ổn định Nó cịn có chức phát dây dẫn bị đứt tầm ngõ vào đặt khoảng 4-20mA, từ 1-5 V + Các đầu nối khối Analog I/O: kết nối với thiết bị tương tự nhập xuất + Cáp kết nối phần mở rộng: kết nối Analog I/O Unit với cổng mở rộng CPU khối mở rộng khác + Cổng mở rộng: Kết nối cổng mở rộng I/O Unit với khối mở rộng khác (Analog I/O Unit, Temperature Senson Unit Compo Bus/S I/O Link Unit) Một CPU kết nối tối đa khối mở rộng ( bảng 2.4)) Bảng 2.4: thông tin modul mở rộng Phần mềm quản lý hỗ trợ CPM1A: - Giống sản phẩm loại Omron cung cấp thiết bị nạp điều khiển dùng tay ( hình 2.3) máy tính Cab kết nối chuẩn C200H-CN222 thiết bị điều khiển lập trình kèm theo Hình 2.3a: Thiết bị lập trình tay C200H Hình 2.3b: cab truyền thơng C200H - Chương trình CX-Programmer Jr phần mềm lập trình cho phép lập trình quản lý giảm bớt số tính câu lệnh - Chương trình CX-Programmer chương trình quản lý đầy đủ hỗ trợ lập trình quản lý tất PLC Omron Truyền thông liên kết chủ: - Bộ điều khiển CPM1A có chức máy chủ quản lý tín hiệu điều khiển vào truyền thơng quản lý máy tính Một Hình 15 : Chương trình PLC  Chương trình : Hình 16 : Chương trình PLC Cài đặt thông 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 2.5 Vận hành khắc phục lỗi thường gặp Hệ thống điều khiển chế độ hiển thị với trang giao diện Chế độ tự động: B1: Ở hỡnh chọn chế độ điều khiển ta nhấn nỳt chọn màu xanh mục chế độ tự động, đốn bỏo chế độ tự động chuyển trạng thỏi (hỡnh 2) B2: Chuyển sang tang số (Điều khiển hiển thị tốc độ) trang cú nhiệm vụ điều khiển hiển thị tốc độ khuấy , lưu lượng bơm dung dịch 1, lưu lượng bơm dung dịch cỏch nhấn phớm cứng F4 (Hỡnh 5) Điều chỉnh tốc độ khuấy cỏch chạm vào ụ giỏ trị tốc độ hiển thị hỡnh xuất bàn phớm giả lập ta chọn giỏ trị tốc độ khuấy, chọn xong giỏ trị ta nhấn phớm cú biểu tượng Enter (Hỡnh 6) B3 : Chuyển sang hỡnh chớnh thro dừi giỏm sỏt (Hỡnh 1) cỏch nhấn phớm cứng F6 B4 : Nhấn nỳt E-Stop màu đỏ để hệ thống dừng làm việc (Hỡnh 2) nhấn phớm cứng F1 để chuyển trang Chế độ tay : B1 : Ở hỡnh chọn chế độ điều khiển nhấn nỳt chọn màu xanh mục chế độ tay, đốn bỏi chế độ tay chuyển trạng thỏi (Hỡnh 2) B2 : Chuyển sang trang số (Chế độ điều khiển tay 1) trang cú nhiệm vụ điều khiển mở cỏc van điện từ tắt bật tự động động khuấy, sang trang cỏch nhấn phớm cứng F2 (Hỡnh 3) B3 : chuyển sang trang số (chế độ điều khiển tay 2) trang cú nhiệm vụ điều khiển bật tắt cỏc bơm, cỏc bơm chịu giưới hạn cỏc bỏo mức, sang trang cỏch nhấn phớm cứng F3 (Hỡnh 4) B4 :Chuyển sang trang số (Điều khiển hiển thị tốc độ) trang cú nhiệm vụ điều khiển tốc độ khuấy hiển thị tốc độ khuấy, lưu lượng bơm dung dịch 1, lưu lượng bơm dung dịch cỏch nhấn phớm cứng F4 (Hỡnh 5) Điều chỉnh tốc độ khuấy cỏch chạm ụ giỏ trị tốc độ hiển thị hỡnh xuất bàn phớm giả lập ta chọn giỏ trị tốc độ khuấy, chọn xong giỏ trị ta nhấn phớm cú biểu tượng Enter (Hỡnh 6) B6 : Nhấn nỳt E-Stop màu đỏ để hệ thống dừng làm việc (hỡnh 2) nhấn phớm cứng F1 để chuyển trang + Hình ảnh trang giao diện hình : trang giao diện tơng ứng với phím cứng F1, F2, F3 F4, F6 Hình : Lựa chọn chế độ điều khiển ( nút nhấn F1)  Trang số hình giao diện ( Hình ) Lựa chọn chế độ điều khiển (F1) Có nút nhấn màu xanh chọn chế độ làm việc nút nhấn màu đỏ hệ thống dừng làm việc  Các đèn báo chế độ màu trắng cha chọn chế độ, màu đỏ chọn chế độ  Các nút F2, F3, F4, F6 nút chuyển sang trang khác Hình : Chế độ điều khiển tay  Trang số hình giao diện ( Hình ) Chế độ điều khiển tay (F2) Hoạt động chọn chế độ điều khiển bàng tay trang (Hình 2) Hình : Chế độ điều khiển tay  Trang số hình giao diện ( Hình ) Chế độ điều khiển tay (F3) Hoạt động chọn chế độ điều khiển tay trang (Hình 2) Hình : Điều khiển hiển thị tốc độ  Trang số hình giao diện ( Hình ) 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 Hình : Màn hình giao diện (F6)  Trang số hình giao diện (Hình 6) chức hiển thị giám sát tồn hệ thống làm việc  Phím nguồn màu đỏ có chức đa hình chế độ Reset dung II NỘI DUNG BÁO CÁO: BÁO CÁO CÔNG VIỆC ĐÃ HOÀN THÀNH CHUYÊN ĐỀ Mục tiêu: - Trình bày nội dung đối tượng nghiên cứu - Rèn luyện kỹ thuyết trình - Bảo vệ thành thực - Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động sáng tạo Nội dung: 1.1 Trình bày tổng quan đối tượng nghiên cứu 1.2 Trình bày chế độ hoạt động 1.3 Kết nối ngoại vi 1.4 Cài đặt thông số 1.5 Vận hành khắc phục lỗi thường gặp III Nhận xét, Đánh giá kết thực hiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Hiếu – Tự động hóa Simatic S7-1200 – NXB Khoa học kĩ thuật – 2015 [2] Siemens – S7-1200 Programmable controller - System Manual – Siemens – 2012 [3] Tủ sách Nhất nghệ tinh - Chuyên ngành Cơ điện tử - Nhà xuất trẻ - 2017 [4] Trần Thế San – Khí nén Thủy lực – NXB Khoa học kĩ thuật - 2012 ... cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Mơ đun CHUN ĐỀ TỰ ĐỢNG HỐ giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp Trường Cao đẳng Cơ giới Thủy... 20s/tháng 20 °C Độ xác thời gian Quét chương trình Nguồn 1770-XYC Va chạm vận hành 30 g gia tốc cao suốt 11 ±1 ms Va chạm không 50 g gia tốc cao suốt 11 ±1 ms vận hành Độ giao động g 10…500 Hz... Trong PC đóng vai trị phụ việc thiết lập chế độ hoạt động hệ thống - Ta dùng hình điều khiển (PT) thay cho bảng điều khiển máy hay dây chuyền tự động phức tạp Hơn nữa, PT cịn có nhiều chức đặt