Giáo trình lắp đặt vận hành hệ thống cơ điện tử (nghề điện tử công nghiệp trình độ cao đẳng)

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 Lắp đặt vận hành hệ thống điện tử mô đun sở của nghề Điện tử công nghiệp biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp hệ Cao đẳng Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu, học có thí dụ tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình có và cập nhật kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 gồm có: Bài MĐ32-01: Tổng quan PLC S7-1500 Bài MĐ32-02: Giới thiệu HMI Bài MĐ32-03: Lắp đặt, vận hành trạm điện tử - trạm cấp đế Bài MĐ32-04: Lắp đặt, vận hành trạm điện tử - trạm cấp vịng bi Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiến thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học củng cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Rất mong nhận đóng góp ý kiến người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện sau thời gian sử dụng Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Bùi Chí Thanh Đỗ Hữu Hậu MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500 .8 Tổng quan PLC S7–1500 1.1 Giới thiệu PLC S7-1500 .8 1.2 Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN .9 1.3 Kết nối 11 Ngơn ngữ lập trình LAD cho PLC 12 2.1 Ngơn ngữ lập trình LAD .12 2.2 Tập lệnh PLC S7-1500 13 Phần mềm TIA Portal 18 3.1 Phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic 18 3.2 Giao diện phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic 18 3.3 Nạp chương trình xuống PLC .19 3.4 Giao tiếp máy tính PLC 20 Thực hành 20 BÀI 2: GIỚI THIỆU VỀ HMI 26 Tổng quan HMI 26 1.1 Cấu tạo HMI 26 1.2 Các thông số HMI 27 Phân loại HMI 27 2.1 HMI truyền thống .27 2.2 HMI đại .27 2.3 Vị trí HMI hệ thống tự động hoá đại 28 Thực hành thiết kế giao diện HMI đơn giản phần mềm TIA Portal 29 BÀI 3: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH TRẠM CƠ ĐIỆN TỬ - TRẠM CẤP ĐẾ 38 Lập kế hoạch lắp ráp phần tử 38 Các phần tử trạm .38 2.1 Trạm cấp đế .38 2.2 Trạm cấp đế .40 Lắp ráp kết nối phần tử .45 3.1 Lắp ráp khung mơ hình 45 3.2 Lắp ráp cụm mơ hình vào khung 48 Vận hành trạm cấp đế .48 4.1 Vận hành trạm cấp đế chế độ tự động 48 4.2 Vận hành trạm cấp đế chế độ thủ công 50 4.3 Thực hành viết chương trình điều khiển thành phần độc lập trạm 52 BÀI 4: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH TRẠM CƠ ĐIỆN TỬ - TRẠM CẤP .55 VÒNG BI 55 Lập kế hoạch lắp ráp phần tử 55 Các phần tử trạm .55 2.1 Cụm nút nhấn 55 2.2 Cụm băng tải hồi 55 2.3 Cụm bánh 56 2.4 Cụm cấp vòng bi 56 2.5 Cụm bàn 57 3 Lắp ráp kết nối phần tử .57 3.1 Lắp ráp khung mơ hình 57 3.2 Lắp ráp cụm mơ hình vào khung 59 Vận hành trạm cấp vòng bi 60 4.1 Vận hành trạm cấp vòng bi chế độ tự động 60 4.2 Vận hành trạm cấp đế chế độ thủ công 62 4.3 Thực hành viết chương trình điều khiển thành phần độc lập trạm 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: LẮP ĐẶT VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Mã mơ đun: MĐ32 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí học sau mơn học, mô đun kỹ thuật sở mô đun chuyên môn nghề PLC bản, PLC nâng cao, Kỹ thuật cảm biến, điều khiển điện khí nén - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Là mô đun chuyên môn nghề tổng hợp ứng dụng PLC, cảm biến, mạng truyền thông vào hệ thống điện tử Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Xác định bước cần thiết để thực công việc lắp đặt, đấu nối cho hệ thống điện tử điều khiển PLC; - Kỹ năng: + Tháo lắp cảm biến phận/phần tử hệ thống điện tử, thay hiệu chỉnh phần tử; + Lắp ráp công tắc tơ động cho ứng dụng điều khiển PLC; + Lắp ráp đấu nối cho PLC hệ thống điện tử theo tiêu chuẩn công nghiệp sử dụng kết nối; + Nạp chương trình PLC thử nghiệm, vận hành hệ thống điện tử; + Khắc phục lỗi phần tử khí, điện phần mềm hệ thống điện tử; - Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp biện pháp an tồn; - Có tư tác phong cơng nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả làm việc độc lập khả phối hợp làm việc nhóm trình học tập sản xuất Nội dung mô đun Thời gian (giờ) Lý Thực STT thuyết hành, thí Tên mơ đun Kiểm Tổng nghiệm, tra thảo luận, tập Bài 1: Tổng quan PLC S7-1500 4 Tổng quan PLC S7–1500 1 1.1 Giới thiệu PLC S7-1500 1.2 Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN 1.3 Kết nối Ngôn ngữ lập trình LAD cho PLC 2 2.1 Ngơn ngữ lập trình LAD 2.2 Tập lệnh PLC S7-1500 Phần mềm TIA Portal 1 3.1 Phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic 3.2 Giao diện phần mềm lập trình Simatic TIA Portal Step7 Basic 3.3 Nạp chương trình xuống PLC 3.4 Giao tiếp máy tính PLC Thực hành Bài 2: Giới thiệu HMI Tổng quan HMI 1.1 Cấu tạo HMI 1.2 Các thông số HMI Phân loại HMI 2.1 HMI truyền thống 2.2 HMI đại 2.3 Vị trí HMI hệ thống tự động hoá đại Thực hành thiết kế giao diện HMI đơn giản phần mềm TIA Portal Kiểm tra Bài 3: Lắp đặt, vận hành trạm điện tử - trạm cấp đế Lập kế hoạch lắp ráp phần tử Các phần tử trạm 2.1 Trạm cấp đế 2.2 Trạm cấp đế Lắp ráp kết nối phần tử 3.1 Lắp ráp khung mơ hình 3.2 Lắp ráp cụm mơ hình vào khung Vận hành trạm cấp đế 4.1 Vận hành trạm cấp đế chế độ tự động 4.2 Vận hành trạm cấp đế chế độ thủ công 4.3 Thực hành viết chương trình điều khiển thành phần độc lập trạm Kiểm tra Bài 4: Lắp đặt, vận hành trạm điện tử - trạm cấp vòng bi Lập kế hoạch lắp ráp phần tử Các phần tử trạm 2.1 Cụm nút nhấn 2.2 Cụm băng tải hồi 2.3 Cụm bánh 2.4 Cụm cấp vòng bi 2.5 Cụm bàn 2 1 20 10 4 2 2 1 24 12 11 1 Lắp ráp kết nối phần tử 3.1 Lắp ráp khung mơ hình 3.2 Lắp ráp cụm mơ hình vào khung Vận hành trạm cấp vòng bi 4.1 Vận hành trạm cấp vòng bi chế độ tự động 4.2 Vận hành trạm cấp đế chế độ thủ công 4.3 Thực hành viết chương trình điều khiển thành phần độc lập trạm Kiểm tra Cộng 8 60 30 27 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500 Mã bài: MĐ32-01 Giới thiệu: Dòng sản phẩm PLC SIMATIC S7-1500 Siemens thiết kế theo dạng module với nhiều loại CPU khác phù hợp cho nhiều cấp hiệu suất khác Dãy sản phẩm rộng lớn với module tín hiệu vào ra, module công nghệ dành cho chức đặc biệt đếm, module điều khiển tập trung hay điều khiển phân tán sử dụng truyền thông giao tiếp thiết bị nhà máy SIMATIC S7-1500 với cấp bảo vệ IP20 thiết kế để lắp đặt tủ điều khiển Mục tiêu: - Xác định bước cần thiết để thực công việc lắp đặt, đấu nối cho hệ thống điện tử điều khiển PLC; - Lập trình chương trình PLC đơn giản sử dụng phần mềm TIA Portal; - Nạp chương trình PLC thử nghiệm vận hành; - Chủ động, sáng tạo, nghiêm túc học tập sản xuất Nội dung Tổng quan PLC S7–1500 1.1 Giới thiệu PLC S7-1500 Các dòng CPU dòng điều khiển SIMATIC S7-1500 điều khiển hệ SIEMENS cốt mốc quan trọng tự động hóa S7-1500 với nhiều tính cải tiến cho tối ưu hóa hoạt động, dễ dàng sử dụng hoạt động S71500 dịng PLC hồn hảo cho hệ thống tự động  Mạnh mẽ hơn: - Hiệu suất hệ thống cao thời gian đáp ứng ngắn chất lượng điều khiển cao - Tích hợp cơng nghệ điều khiển vị trí - Tích hợp chức bảo mật cao  Hiệu hơn: - Cải tiến thiết kế, dễ dàng việc sử dụng kiểm tra hệ thống - Tích hợp chuẩn đoán lỗi hệ thống, tự động hiển thị hình - TIA Portal giúp cho việc lập trình hiệu giảm giá thành sản phẩm  Tính mới: - Bus kết nối module tốc độ cao giúp xử lý tín hiệu nhanh - cổng truyền thơng Ethernet với IP - Vẽ đồ thị (Trace): giúp việc chuẩn đoán ứng dụng Motion biến tần xác - Chức điều khiển trục tốc độ tích hợp - Chức điều khiển PID (version 2.0) - Nhiều cấp bảo mật cho chương trình - Màn hình hiển thị trạng thái CPU module chuẩn đoán lỗi 1.2 Cấu trúc S7-1500/CPU 1511-1 PN Hình 1.1: Hình dáng thực tế S7-1500/CPU 1511-1 PN S7-1500/CPU 1511-1 PN dòng CPU tiêu chuẩn cho ứng dụng nhỏ trung bình, có địa IP cổng giao tiếp PROFINET Bộ nhớ làm việc dòng CPU lên tới 1.15MB với thời gian xử lý bit nhanh khoảng 60ns Hình 1.2: Mặt trước CPU 1511-1 PN ① LEDs báo trạng thái CPU, ② Màn hình ③ Các nút nhấn điều khiển Hình 1.3: Chốt để khóa CPU ① ③ ⑤ ⑦ ⑨ Hình 1.4: Mặt bảng điều khiển CPU 1511-1 PN LEDs báo trạng thái CPU ② Cổng kết nối với hình Thẻ nhớ SIMATIC ④ Công tắc chọn chế độ LEDs cho cổng giao tiếp PROFINET X1 ⑥ Địa MAC PROFINET cổng giao tiếp (X1) với cổng ⑧ Đầu conector để cấp nguồn 24VDC Ốc vít để bắt xuống rail Hình 1.5: Mặt sau CPU 1511-1 PN 10