Đang tải... (xem toàn văn)
1. Mục tiêu: Sau khi hoàn thành modul này, người học có khả năng: Mô tả cấu tạo PLC, ứng dụng PLC trong công nghiệp. Thiết kế được một hệ thống điều khiển tự động đơn giản sử dụng PLC. Viết được chương trình cho PLC S7300 để giải quyết các bài toán công nghệ tự động theo chuẩn IEC611313. Có khả năng tự nghiên cứu để sử dụng được các loại PLC khác Modul này giúp người học phát triển năng lực: Khảo sát, phân tích, tính toán, tổng hợp các mạch xử lý tín hiệu điều khiển trong hệ thống điều khiển tự động. Phân tích, thiết kế, lựa chọn và đặt hàng các thiết bị điều khiển công nghiệp. Có khả năng làm việc độc lập và làm việc theo nhóm. 2. Điều kiện tiên quyết: Đã học các môn học mô đun Kỹ thuật số, Kỹ thuật Điện, Máy Điện, Thủy lựcKhí nén
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Tên Modul: Điều khiển lập trình PLC Mã số: IA04-3 Số tín chỉ: 3 Trình độ: Cho sinh viên năm thứ 3 Biên soạn: Phạm Thanh Tùng Phiên bản: 20081005 1. Mục tiêu: Sau khi hoàn thành modul này, người học có khả năng: - Mô tả cấu tạo PLC, ứng dụng PLC trong công nghiệp. - Thiết kế được một hệ thống điều khiển tự động đơn giản sử dụng PLC. - Viết được chương trình cho PLC S7-300 để giải quyết các bài toán công nghệ tự động theo chuẩn IEC61131-3. - Có khả năng tự nghiên cứu để sử dụng được các loại PLC khác Modul này giúp người học phát triển năng lực: - Khảo sát, phân tích, tính toán, tổng hợp các mạch xử lý tín hiệu điều khiển trong hệ thống điều khiển tự động. - Phân tích, thiết kế, lựa chọn và đặt hàng các thiết bị điều khiển công nghiệp. - Có khả năng làm việc độc lập và làm việc theo nhóm. 2. Điều kiện tiên quyết: Đã học các môn học/ mô đun Kỹ thuật số, Kỹ thuật Điện, Máy Điện, Thủy lực-Khí nén 3. Mô tả modul: Mô đun này giới thiệu tổng quan về PLC, lịch sử phát triển, cấu trúc, ứng dụng trong công nghiệp của các loại PLC. Đồng thời trình bày về cấu trúc phần cứng, bộ nhớ và cấu trúc chương trình của PLC nói chung. Nội dung chính của học phần nhằm mục đích giúp sinh viên thiết kế và lập trình điều khiển cho một hệ thống tự động hóa có sử dụng PLC. Mô đun đê cập đến việc xử lý cả hai loại tín hiệu số và tương tự. Các câu lệnh giảng dạy trong học phần sẽ tập trung vào một loại PLC sử dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay là PLC S7-300 của Siemens với 3 loại ngôn ngữ FBD, STL, LAD. Khoa Điện - Điện tử.(IA04-3) Hưng Yên, 05/2008 1 4. Nội dung modul TT Chủ đề Nội dung Tài liệu Phương pháp Giáo viên Thời gian * Giáo trình chính: Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC - 2008 * Sách tham khảo: Phan Xuân Minh- Tự động hóa với SIMATIC S7- 300 - Đại học Bách Khoa - 1999. Thuyết trình, trực quan kết hợp giải thích, thảo luận nhóm, Tự nghiên cứu theo hướng dẫn. Phạm Thanh Tùng. Đặng Quang Đồng Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 3tiết Làm bài tập: 6giờ * Giáo trình chính: Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC – 2008. * Sách tham khảo: Nguyễn Xuân Công-Lập trình PLC S7-300- Trường ĐHSPKT Hưng Yên-2000 * Phan Xuân Minh- Tự động hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa - 1999. Đàm thoại nêu vấn đề, Seminar, trực quan và giải thích kết hợp đàm thoại tái hiện. Phạm Thanh Tùng. Đặng Quang Đồng Học lý thuyết: 6tiết Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1. Khái niệm về PLC. 1.2. Cấu trúc PLC. 1 Giới thiệu tổng quan về PLC 1.3. Cơ sở phát triển của PLC. 1.4. Đặc điểm và ứng dụng PLC trong công nghiệp. Bài tập cơ bản số 1: Xây dựng sơ đồ khối một hệ thống điều khiển sử dụng PLC Chương 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ CẤU TRÚC VÙNG NHỚ PLC 2.1. Hệ thống mã hiệu 2.2. Phân loại các tín hiệu vào/ra. 2.3. Kiểu dữ liệu. 2 Kiểu dữ liệu và cấu trúc vùng nhớ PLC 2.4. Cấu trúc vùng nhớ và các phương pháp truy nhập vùng nhớ. 2.5. Cấu trúc chương trình. 2.6. Vòng quét chương trình. Chương 3. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC TT Chủ đề 3 Thiết bị phần cứng của hệ thống PLC Nội dung Tài liệu * Giáo trình chính: Khoa 3.1. Các loại modul của PLC. Điện_ Điện tử - Đại học 3.2. Kết nối các thành phần trong hệ thống PLC SPKT Hưng Yên - Bài giảng 3.2. Giới thiệu phần mềm Simatic Lập trình PLC – 2008. 3.3. Thiết lập cấu hình phần cứng và xác định * Sách tham khảo: Nguyễn địa chỉ các modul tín hiệu vào/ra. Xuân Công-Lập trình PLC 3.4. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các modul. S7-300- Trường ĐHSPKT Bài tập cơ bản số 2: Sử dụng các tài liệu kỹ Hưng Yên-2000 thuật (catalogue, manual…) để lựa chọn các * Phan Xuân Minh- Tự động thiết bị phù hợp cho bài tập số 1. hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa - 1999. Phương pháp Giáo viên Đàm thoại nêu vấn đề, Seminar, trực quan và giải thích kết hợp đàm thoại tái hiện. Phạm Thanh Tùng. Đặng Quang Đồng Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 3tiết Hướng dẫn thực hành: 3giờ Tự nghiên cứu làm bài tập: 6giờ Thời gian Đàm thoại nêu vấn đề, Seminar, trực quan và giải thích kết hợp đàm thoại tái hiện. Phạm Thanh Tùng. Đặng Quang Đồng Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 12tiết Hướng dẫn thực hành: 21giờ Tự nghiên cứu làm bài tập: 36giờ Chương 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 4 Ngôn ngữ lập trình 4.1. Các ngôn ngữ lập trình. 4.2. Các câu lệnh tiếp điểm. 4.3. Các câu lệnh so sánh và chuyển dữ liệu Bài tập cơ bản số 3: Điều khiển động cơ. 4.4. Bộ Timer 4.5. Bộ Counter Bài tập cơ bản số 4: Điều khiển máy ép khí nén 4.6. Các câu lệnh ghi dịch 4.7. Các câu lệnh chuyển đổi kiểu dữ liệu * Giáo trình chính: Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC – 2008. * Sách tham khảo: Nguyễn Xuân Công-Lập trình PLC S7-300- Trường ĐHSPKT Hưng Yên-2000 * Phan Xuân Minh- Tự động hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa – 1999. TT Chủ đề Nội dung 4.8. Các câu lệnh xử lý toán học Bài tập cơ bản số 5: Điều khiển băng tải Tài liệu Phương pháp Giáo viên Đàm thoại nêu vấn đề, Seminar, trực quan và giải thích kết hợp đàm thoại tái hiện. Phạm Thanh Tùng. Đặng Quang Đồng Thời gian Siemens- S7-300 – Manual -2003 4.9. Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển sử dụng PLC Chương 5. CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ. 5.1. Chương trình con FB, FC. 5.2. Xử lý tín hiệu tương tự. 5.3. Giám sát và xử lý lỗi trực tuyến 5 Chương trình con và xử lý tín hiệu tương tự Bài tập cơ bản số 6: Điều khiển và hiển thị nhiệt độ. * Giáo trình chính: Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC – 2008. * Sách tham khảo: Nguyễn Xuân Công-Lập trình PLC S7-300- Trường ĐHSPKT Hưng Yên-2000 * Phan Xuân Minh- Tự động hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa – 1999. Siemens- S7-300 – Manual -2003 Học lý thuyết và bài tập dẫn dắt: 3tiết. Hướng dẫn làm thực hanh: 6giờ Tự nghiên cứu làm bài tập: 12giờ 5. Tài liệu học tập Giáo trình: [1] Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC – 2008. Tài liệu tham khảo: [2] - Siemens - Manual - 1999. ( tiếng Đức, Anh ) [3]- Phan Xuân Minh - Tự động hoá với S7- 200 - ĐH Bách Khoa- 1999 [4] - Phan Xuân Minh - Tự động hoá với S7- 300 - ĐH Bách Khoa. [5] – Các Website trên internet (www.ad.siemens.com; www.scada.com). 6. Học liệu: - Giáo trình chính, Sách tham khảo, máy tính, Projector, phấn bảng. - Phòng thực hành FACT, Cơ điện tử cơ bản và trang thiết bị. 7. Đánh giá: - Sẽ có 6 bài tập cơ bản trong chương trình, sinh viên phải hoàn thành 6 bài tập này với kết quả trên 5 điểm mới đủ điều kiện dự thi. - Sinh viên làm một bài tập lớn và thi kết thúc học phần, kết quả được tính như sau: Bài tập lớn (1 bài ) : 40% Thi hết học phần: 60% 8. Kế hoạch học tập: 8.1 Tiến độ thực hiện: Lý thuyết: 3 tiết/tuần. Thí nghiệm: 8h/ngày * 5 ngày 8.2 Thời gian Lý thuyết Trên lớp (tiết) 30 (học: 27; kiểm tra: 3) Thực hành Tự học (giờ) 60 Trên lớp (giờ) 30 Tổng cộng Tự học (giờ) 30 Trên lớp: 30 tiết + 30 giờ; Tự học: 90 giờ 8.3 Kế hoạch chi tiết Bài Nội dung Mục tiêu Hoạt động giáo viên TG (tiết) Hoạt động sinh viên TG (giờ) Điều kiện thực hiện Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC - Mô tả được hệ thống điều khiển sử 1.2. Cấu trúc PLC. dụng PLC. 1.3. Cơ sở phát triển của PLC. - Nhận biết được vị 1.4. Đặc điểm và ứng dụng trí, vai trò của PLC PLC trong công nghiệp. trong công nghiệp. Bài tập cơ bản số 1: Xây dựng sơ đồ khối một hệ thống điều khiển ứng dụng có PLC 1.1. Khái niệm về PLC. 1 - Trình bày (Giảng giải, phân tích). - Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp...) - Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm 3tiết - Nghe giảng - Ghi chép, thảo luận nhóm - Phản hồi kết quả - Rút ra các nhận xét 3tiết Phòng học lý thuyết (máy chiếu Projecter. giấy A0 và bút dạ) Chương 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ CẤU TRÚC VÙNG NHỚ PLC 2.1. Hệ thống mã hiệu. 2.2. Phân loại các tín hiệu vào/ra. - Mô tả được cấu trúc - Trình bày (Giảng giải, bộ nhớ PLC. phân tích). - Truy nhập được vào - Hướng dẫn thảo luận - Nghe giảng - Làm việc trong nhóm (thảo Phòng học lý thuyết (máy chiếu 2.3. Kiểu dữ liệu. 2 2.4. Cấu trúc vùng nhớ và các phương pháp truy nhập vùng nhớ. 2.5. Cấu trúc chương trình. vùng nhớ dữ liệu PLC. - Mô tả được cấu trúc chương trình và vòng quét PLC nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp...) - Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm 6tiết 2.6. Vòng quét. luận). - Làm việc theo yêu cầu của giảng viên - Phản hồi kết quả - Tổng hợp thông tin báo cáo... 6tiết Projecter. giấy A0 và bút dạ) Chương 3. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC 3.1. Các loại modul của PLC. 3.2. Kết nối các thành phần trong hệ thống PLC 3 3.3. Giới thiệu phần mềm Simatic 3.4. Thiết lập cấu hình phần cứng và xác định địa chỉ các modul tín hiệu vào/ra. 3.5. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các modul. Bài tập cơ bản số 2: Sử dụng các tài liệu kỹ thuật (catalogue, manual…) để lựa chọn các thiết bị phù hợp cho bài tập số 1. - Mô tả được các loại mô đun trong hệ thống điều khiển PLC. - Thiết kế được phần cứng hệ thống điều khiển PLC. - Làm việc với cataloge để lựa chọn thiết bị và đặt hàng - Hướng dẫn, giải thích - Thúc đẩy, tư vấn, trợ giúp sinh viên - Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm. - Kết luận 3tiết + 3giờ - Đàm thoại, trao đổi thông tin - Ghi chép, làm bài tập - Phản hồi kết quả - Nhận xét, đưa ra các kết luận 3tiết + 3giờ Phòng học thực hành (Catalogue/ PLC, máy tính...) 3 giờ Chương 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 4.1. Các ngôn ngữ lập. 4.2. Các câu lệnh tiếp điểm 4.3. Các câu lệnh so sánh và chuyển dữ liệu 4 Bài tập cơ bản số 3: Điều khiển động cơ. 4.4. Bộ Timer 4.5. Bộ Counter Bài tập cơ bản số 4: Điều khiển máy ép khí nén - Mô tả được chức năng các câu lệnh - Tính toán, thiết kế được các hệ thống điều khiển theo yêu cầu. - Rèn luyện tư duy lập trình, khả năng làm việc nhóm. - Rèn luyện kỹ năng thực hành sử dụng thiết bị. - Trình bày (Giảng giải, phân tích). - Hướng dẫn thảo luận nhóm (Tư vấn, thúc đẩy, trợ giúp...) - Đánh giá kết quả làm việc của cá nhân, nhóm 4.6. Các câu lệnh ghi dịch 4.7. Các câu lệnh chuyển đổi kiểu dữ liệu - Nghe giảng - Làm việc trong nhóm (thảo luận). - Làm việc theo 12tiết yêu cầu của + giảng viên 21giờ - Phản hồi kết quả - Tổng hợp thông tin báo cáo... 12tiết + 21giờ Phòng học thực hành (Catalogue/ PLC, máy tính...) 4.8. Các câu lệnh xử lý toán học Bài tập cơ bản số 5: Điều khiển băng tải Chương 5. CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ. 5.1. Chương trình con FB, FC. 5.2. Xử lý tín hiệu tương. 5 5.3. Giám sát và xử lý lỗi trực tuyến - Rèn luyện kỹ năng thực hành (sử dụng các dụng cụ đo lường, lắp ráp mạch điện, …) - Phát phiếu bài tập, hướng dẫn - Phân nhóm thí nghiệm - Trao đổi thông tin - Đánh giá, nhận xét kết 3tiết + 6giờ - Làm việc nhóm - Thực hiện thí nghiệm theo 3tiết phiếu hướng dẫn + - Hoàn thành báo 6giờ Phòng học thực hành (Catalogue/ PLC, máy tính...) Bài tập cơ bản số 6: Điều khiển nhiệt độ - So sánh được các vấn đề giữa lý thuyết và thực nghiệm 8.3. Hướng dẫn bố trí thời khóa biểu. Học tại phòng học lý thuyết: 12 tiết. Học tại phòng học thực hành: 45 giờ. Thi tại phòng học lý thuyết: 3 tiết. quả cá nhân, nhóm. cáo thí nghiệm