Giáo trình Lập trình PLC (Nghề Tự động hoá công nghiệp Trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: LẬP TRÌNH PLC NGHỀ: TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm 2022 Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) 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 Hiện nay, giáo trình lập trình PLC có nhiều tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn tập thực hành biên soạn biên dịch nhiều tác giả, chuyên gia đầu ngành lập trình điều khiển PLC Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trình đào tạo nhà trường phải bám sát chương trình khung, giáo trình lập trình PLC biên soạn tham gia giảng viên trường Cao đẳng Cơ giới dựa sở tham khảo nguồn tài liệu khác để thực biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy PLC mô đun chuyên môn mang tính đặc trưng cao thuộc nghề Điện Cơng Nghiệp Sau học mơ đun này, học viên có đủ kiến thức kỹ để học tập tiếp mô đun PLC nâng cao, Chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun MĐ19 chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơ đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Ngồi ra, giáo trình sử dụng cho đào tạo ngắn hạn làm tài liệu tham khảo cho công nhân kỹ thuật, nhà quản lý người sử dụng nhân lực tham khảo Giáo trình mơ đun triển khai sau mơ đun Kỹ thuật số; Lập trình vi điều khiển; Kỹ thuật cảm biến Mô đun cung cấp kiến thức ngôn ngữ lập trình PLC trang bị kỹ lắp đặt điều khiển lập trình kỹ lập trình giải tốn điều khiển Trong trình biên soạn, thời gian, kinh nghiệm trình độ có hạn nên khó tránh thiếu sót, mong thầy độc giả nhận xét, đánh giá, bổ xung để tài liệu ngày hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2022 Tham gia biên soạn BÙI XIN Chủ biên ………… 3 ……… … MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG Lời giới thiệu Moddun PLC………… Mục lục chương trình……………… BÀI : ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC……… 12 1.1 Giới thiệu chung PLC………………………………………………….13 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật điều khiển………………………… 14 1.3 Ưu hệ thống điều khiển dùng PLC:…………………………… 16 1.4 Hạn chế điều khiển dùng PLC:……………………………………………17 1.5 Các ứng dụng PLC:………………………………………………… 17 1.6 Cấu trúc PLC .17 1.7 Thiết bị điều khiển lập trình PLC S7.200 20 1.8 Cấu trúc chương trình PLC s7.200 25 10 1.9 Kết nối PLC thiết bị ngoại vi……………………………… 29 11 Bài tập ……………………………………………………………… 35 12 BÀI : CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA PLC ……………………………36 13 2.1 Các liên kết logic…………………………………………………………37 14 2.2 Các lệnh ghi/xoá giá trị cho tiếp điểm……………………………………46 15 2.3 Timer…………………………………………………………………… 49 16 2.4 Counter .56 17 Bài tập 65 18 BÀI : CÁC CỜ NHỚ ĐẶC BIỆT PLC .66 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 3.1 Chức truyền dẫn 67 3.2 Chức so sánh…………………………………………………….70 3.3 Chức dịch chuyển ………………………………………………… 71 3.4 Chức chuyển đổi (Converter) ………………………………… 73 3.5 Chức toán học 75 3.6 Đồng hồ thời gian thực ………………………………………………… 80 Bài tập ………………………………………………………………… 81 BÀI 4: XỬ LÝ TÍN HIỆU ANALOG .83 4.1 Tín hiệu Analog………………………………………………………… 84 4.2 Biểu diễn giá trị Analog …………………………………………… 84 4.3 Kết nối ngõ vào/ra Analog……………………………………………….85 4.4 Hiệu chỉnh tín hiệu Analog …………………………………………… 86 4.5 Giới thiệu module Analog PLC S7-200………………………………88 Bài tập 93 33 BÀI : CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH 94 ( LẮP ĐẶT MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC ) 34 5.1 Giới thiệu 95 35 5.2 Cách kết nối dây .96 36 5.3 Các mô hình tập ứng dụng 97 37 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………125 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN Mã mơ đun: MĐ19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun PLC học sau mơn học, mô đun kỹ thuật sở, đặc biệt mô đun: Mạch điện; Điện tử bản, Trang bị điện - Tính chất : Mơ đun PLC mô đun chuyên môn nghề - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật logic điện tử nhanh chóng phát triển thay cho logic điện từ ưu điểm vượt trội Đó hệ điều khiển lập trình (PLC) Các hệ PLC hệ thống xử lý chuyển dùng cho tốn điều khiển q trình công nghệ hay sản xuất dịch vụ Trong tài liệu đề cập đến điều khiển lập trình S7 - 200 hãng Siemens sản xuất phổ biến thị trường Việt Nam Mô đun nhằm trang bị cho học viên trường dạy nghề kiến thức điều khiển lập trình, với kiến thức học viên áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất đời sống Mô đun sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho cán kỹ thuật, học viên ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Tự động hố cơng nghiệp Mục tiêu mơ đun: -Kiến thức: A1- Trình bày nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; A2- So sánh ưu nhược điểm với điều khiển có tiếp điểm lập trình cỡ nhỏ khác A3-Phân tích cấu tạo phần cứng nguyên tắc hoạt động phần mềm hệ điều khiển lập trình PLC -Kỹ năng: B1- Viết chương trình, nạp trình để thực số toán ứng dụng đơn giản cơng nghiệp B2- Phân tích số chương trình đơn giản, phát sai lỗi sửa chữa khắc phục - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chủ động, nghiêm túc học tập công việc C2 Giữ gìn vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo an tồn cho người thiết bị Chương trình khung nghề Tự động hố cơng nghiệp: M Thời gian học tập (giờ) MH/ Tên mô đun, môn học MĐ I Số tín Tổng số 12 255 94 148 13 Trong Thực Lý Kiểm hành/ thực tập/thí thuyết tra nghiệm/bài tập Các môn học chung/đại cương MH 01 Chính trị 30 15 13 MH 02 Pháp luật 15 MH 03 Giáo dục thể chất 30 24 MH 04 Giáo dục quốc phòng an ninh 45 21 21 MH 05 Tin học 45 15 29 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) 90 30 56 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành nghề 77 1668 468 1088 112 Môn học, mô đun sở 24 435 185 214 36 MH 07 Kỹ thuật an toàn lao động 30 21 MH 08 Nguyên lý máy - chi tiết máy 45 31 10 MH 09 Điện kỹ thuật 30 21 MH 10 Vẽ kỹ thuật 30 15 13 MĐ 11 Máy điện 90 35 49 MĐ 12 Điện 60 23 31 MĐ 13 Kỹ thuật điện tử 60 13 43 MĐ 14 AutoCAD 60 18 36 MĐ 15 Kỹ thuật nguội 30 19 Môn học, mô đun chuyên môn 53 1233 283 874 76 Kỹ thuật số 75 20 49 II II.1 II.2 MĐ 16 M Thời gian học tập (giờ) Tên mô đun, môn học MH/ MĐ Số tín Tổng số Trong Thực Lý Kiểm hành/ thực tập/thí thuyết tra nghiệm/bài tập MĐ 17 Kỹ thuật cảm biến 45 15 27 MĐ 18 Điện tử công suất 45 15 28 MĐ 19 PLC 90 26 56 MĐ 20 PLC nâng cao 60 10 42 MĐ 21 Trang bị điện 120 28 84 MĐ 22 Thiết bị hệ thống tự động 90 26 58 MĐ 23 Vi điều khiển 90 26 57 MĐ 24 Gia công khí máy cơng cụ 75 24 48 MĐ 25 Điều khiển khí nén - thủy lực 90 30 55 MĐ 26 Lắp đặt vận hành hệ thống điện tử 90 23 61 MĐ 27 Mạng truyền thông công nghiệp 75 25 46 MĐ 28 Thực tập tốt nghiệp 10 288 15 263 10 89 1923 562 1236 125 Tổng cộng 2.Chương trình chi tiết mơ đun: Số TT Tổng số Tên mô đun Đại cương PLC S7 – 200 Các lệnh PLC Các cờ nhớ đặc biệt PLC Xử lý tín hiệu vào Analog Các tập thực hành lắp đặt mơ hình điều khiển PLC Cộng: Điều kiện thực môn học: 15 20 15 10 30 90 Thời gian ( giờ) Lý Thực Kiểm thuyết hành, thí tra nghiệm, thảo luận, tập 10 10 5 23 26 56 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện, 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch điện nhà máy, xí nghiệp cơng Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Thường xuyên Định kỳ Phương pháp tổ chức Viết/ Thuyết trình Viết thực hành Hình thức kiểm tra Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo Tự luận/ Trắc nghiệm/ Trọng số 40% 60% Chuẩn đầu đánh giá Số cột Thời điểm A1, C1, C2 kiểm tra Sau 10 A2, B1, C1, C2 Sau 20 Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành thực hành Vấn đáp A1, A2, A3, B1, B2, thực hành C1, C2 mơ hình Sau 90 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc mô đun chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm mô đun tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần mô đun nhân với trọng số tương ứng Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực mô đun 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Tự động hố cơng nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mô đun tham dự kì thi lần sau 10