Tài liệu môn học thực hành PLC

Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC GIỚI THIỆU MÔN HỌC Tên môn học : Thực hành tự động hóa PLC Mã số môn học : Số đơn vị học trình : (90 tiết) Môn học tiên : bố trí sau môn thực hành tự động điều khiển Tài liệu tham khảo : Sách báo : - Lê Hồi Quốc - Bộ điều khiển lập trình-vận hành ứng dụng - KHKT - 1999 - Hệ thống Simatic – Trung Tâm Việt Đức – Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật – 2003 - Tăng Văn Mùi – Điều khiển Logic lập trình –NXB Thống kê – 2003 - Giáo trình đo lường đại lượng không điện – Vụ THCN – 2003 Địa trang wed: - http://support.automation.siemens.com - http://w1.siemens.com/entry/cc/en/ - http://www marktechopto.com/engineering - http://www hyperphysics.com/engineering Mục đích môn học : - Giúp cho học viên hiểu rõ phương pháp lập trình bước thực việc lập trình điều khiển với PLC - Luyện tập kỹ kết nối từ PLC đến cấu chấp hành - Luyện tập kỹ tư logic, nhạy bén phán đoán & xử lý tình vận hành thuộc nhà máy điện & phần liên quan Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC Nội dung chi tiết : NỘI DUNG Trang Bài : Lý thuyết chung PLC khảo sát bàn thực hành PLC Bài : Sử dụng phần mền SEP7-MicroWin-V4.0 Bài : Ứng dụng điều khiển động điện DC/AC Bài : Điều khiển mô hình đèn giao thông Bài : Ứng dụng điều khiển mô hình khí nén Bài : Ứng dụng điều khiển mô hình băng chuyền Baøi : Điều khiển mô hình thang máy 12 Bài : Động bước phát xung tốc độ cao Bài : Encoders đếm tốc độ cao Bài 10 : Ngõ vào tương tự xử lý tín hiệu tương tự 12 Baøi 11 : Logo 12/24 RC 12 Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC BÀI : LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC - KHẢO SÁT BÀN THỰC HÀNH PLC I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Sau làm thí nghiệm này, sinh viên phải : - Vẽ sơ đồ mạch máy - Nhận biết CPU PLC S7-200 - Biết cấu tạo Bộ thưc hành PLC S7-200 - Biết nối dây thiết bị bàn thực hành - Cài đặt thông số cho cáp lập trình - Hiểu rõ thiết bị PLC S7-200 II VẬT TƯ - THIẾT BỊ - Bộ thiết bị thực tập PLC - Cáp lập trình - Dụng cụ đồ nghề loại (kìm, vít bake, đồng hồ đo VOM) - Dây nối, đầu nối III LÝ THUYẾT LIÊN QUAN Cấu trúc phần cứng : PLC S7–200 có loại CPU sau : CPU 212, CPU 214, CPU 216, CPU 221, CPU 222, CPU224 … Trong tài liệu trình bày cấu trúc chung họ S7 -200 có CPU 224 Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC Hình 1.1 Hình dáng PLC Các đèn báo CPU : - SF : đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng ( đèn đỏ ) - RUN : PLC chế độ làm việc ( đèn xanh ) - STOP : PLC chế độ dừng (đèn vàng ) - Ixx, Qxx: định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh ) Công tắc chọn chế độ làm việc : - RUN : cho phép PLC thực chương trình nhớ, PLC chuyển từ RUN qua STOP gặp cố - STOP : PLC dừng công việc thực chương trình - TERM : cho phép máy lập trình định chế độ làm việc PLC Dùng phần mềm điều chỉnh RUN, STOP Kết nối điều khiển : Loại DC /DC / DC : - Nguồn cung cấp 24 VDC - Đầu vào số 24 VDC - Đầu số 24 VDC, I max = 0,75A Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng 24VDC Nguồn vào nuôi tải Thực Hành - PLC 24VDC Nguồn vào nuôi tải 24VDC cung cấp cho PLC Rôle 24VDC 1M 1L 0.0 0.1 0.2 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 2M 0.4 0.5 0.6 2L 0.5 0.7 2M 0.6 1.0 0.7 1.0 1.1 1.1 1.2 1.3 Hình 1.2 Sơ đồ nối dây PLC loại AC/DC/rơle  N L 1.4 1.5 M L 24VDC Từ PLC cấp cho ngõ vào Loại AC /DC / Rơle: - Nguồn cung cấp : 85-264 VAC - Đầu vào số : 24 VAC - Đầu số : 5-30 VDC 5-250 VAC, I max = 2A Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC - Nguồn vào nuôi tải Thứ AC/DC 1L Nguồn vào nuôi tải Thứ AC/DC 0.0 0.1 0.2 0.3 1M 0.0 0.1 0.2 0.3  2L 0.4 0.5 0.4 0.5 0.6 0.6 0.7 2M Nguồn vào nuôi tải Thứ AC/DC  3L 0.7 1.0 1.0 1.1 1.2 1.3 85/264VAC Cung caáp cho PLC 1.0 N 1.4 1.5 M L L 24VDC từ PLC cấp cho ngõ vào Hình 1.3 sơ đồ nối dây PLC loại DC/DC/DC Kết nối PLC PC : Ghép nối PLC S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối PC/PPI với chuyển đổi RS 232 sang RS485 Gắn đầu cáp PC/PPI với cổng truyền thông chân PLC đầu nối với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 máy tính Bộ chuyển đổi từ RS232 sang 485 có hình dạng sau : PPI Muiti-Master Cap Cổng COM Cổng PPI Hình 1.4 sơ đồ nối cáp lập trình Trên PPI cáp có Swich Swich có mức Logic Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC Swich 1,2,3 : Chọn tốc độ Baud ( tốc độ truyền ) 123 110 111 000 001 010 011 100 101 : : : : : : : : : Kbaud 115.2K 57.6K 38.4K 19.2K 9.6K 4.8K 2.4K 1.2K Swich 4,8 : bỏ trống Swich : 1=PPI, = PPI/Freeport Swich : 1=Remote, 0=local Swich : Số bit truyền: =11 bit, 1=10 bit Các đèn treân PPI Multi Master Cable : Tx, Rx, PPI IV TRÌNH TỰ THỰC HÀNH GIỚI THIỆU VỀ S7-200: - Học sinh xem lại sơ đồ nối dây điều khiển tóm tắt giảng tự động điều khiển PLC - Giáo viên tóm tắt số nội dung phần cứng PLC S7 -200 liên quan đến thực hành KHẢO SÁT PHẦN CỨNG PLC S7-200 2.2 KHẢO SÁT BÀN THỰC HÀNH: - Không cấp nguồn thiết bị !!! - Học sinh quan sát thiết bị có bàn thực hành: Máy tính, Bộ thực hành PLC S7-200, thiết bị khác - Tìm hiểu cấu tạo cách kết nối dây thiết bị với Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng - Giải thích nguyên lý hoạ t động thiết bị - Vẽ lại sơ đồ nộp cho giáo viên Thực Hành - PLC 2.3 SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ THỰC HÀNH: - Cấp nguồn cho bàn thực hành - Khởi động máy tính - Bật nguồn cho Bộ thực hành PLC - Kiểm tra kêt nối PLC máy tính - Kiểm tra công tắc Input Ouput Bộ thực hành PLC Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC BÀI : SỬ DỤNG PHẦN MỀN SEP7-MICROWIN-V4.0 I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Sau làm thí nghiệm này, sinh viên phải : - Cài đặt phần mềm Step7 MicroWIN V4.0 - Sử dụng thành thạo phần mềm Step7 MicroWIN V4.0 - Sử dụng phần mềm S7-200 Simulator II VẬT TƯ - THIẾT BỊ - Bộ thiết bị thực tập PLC - Cáp lập trình - Dụng cụ đồ nghề loại (kìm, vít bake, đồng hồ đo VOM) - Dây nối, đầu nối III LÝ THUYẾT Cài chương trình Từ nguồn có sẵn máy tính xưởng thực hành Ta theo địa chứa file nguồn, nhấp đúp vào setup.exe Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC Màn hình thông báo Nhấp chuột vào OK, hình thông báo Nhấp chuột vào Next, thông báo Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 10 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Để quan sát ngõ vào I, ngõ Q ta nhấn e Đặt tên cho chương trình Chúng ta đặt tên cho chương trình tối đa 16 ký tự chữ hoa hay chữ thường ký tự đặc biệt f Đặt password cho chương trình Nếu muốn bảo vệ chương trình, không cho người khác chỉnh sửa, thay đổi ta đặt Password cho chương trình Password chương trình dài tối đa 10 ký tự chữ hoa từ A đến Z Lưu ý : Sau cài Password ta phải gỡ bỏ Để tạo password cho chương trình cần tiến hành theo bước sau Di chuyển trỏ đến mode Programming chọn PASSWORD cách nhấn Nhấn Chọn chế độ đặt Password cách nhấn OK Nhấn để chọn ký tự đặt Password Các hàm đặc biệt logo e Hàm On- Delay:Relay đóng chậm Giãn đồ xung ngõ ra/ vào Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 74 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC f Hàm Off – Delay :Relay mở chậm Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ / vào Hàm On / Off Delay: Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ vào / g Hàm Wing Relay: Rơle tự xóa ngõ Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ vào/ Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 75 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC h Asynchrnonous Generator Máy phát xung đồng bộ: Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ vào / i Starway lighting Switch: Công tắc chiếu sáng cầu thang tự động Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ vào / j Weekly Timer : Định thời hàng tuần Ký hiệu Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 76 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Nguyên tắc hoạt động - Mỗi Weekly Timer gồm có Cam có tên N01, N02, N03, chúng dùng để đặt thời gian mở (ngõ 1) thời gian tắt (ngõ 0) ngày tuần từ thứ hai chủ nhật ký hiệu hình đặt thông số MTWTFSS chữ viết tắt Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday - Ngõ Weekly Time =1 thời gian mở tắt với thời gian thực Đặt thời gian cho Weekly Timer k Yearly Timer: Định thời hàng năm: Ký hiệu Nguyên lý làm việc: - N0 dùng để cài đặt thông số cho lần ON / OFF hàng năm - Ngõ Q Set thời gian cài đặt với thời gian thực l Latching Relay: Chốt RS ( FF RS) Ký hiệu Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 77 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Dạng sóng ngõ Q phụ thuộc vào ngõ vào S R m Pulse Relay: Relay Xung ( Ngõ điều khiển xung ngõ vào ) Ký hiệu Giãn đồ xung ngõ Q phụ thuộc vào ngõ vào R, S n Up / down counter : Bộ đếm lên / xuống Ký hiệu Sử dụng logo !Soft V6.1 Để thuận tiện cho việc tìm hiểu phần mềm LOGO !Soft ta làm ví dụ sau Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 78 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC YÊU CẦU: Trong bãi đậu xe có nhiều lô để đậu xe, cổng vào bãi đậu xe có đèn đỏ đèn xanh Nếu bãi chưa đầy xe đèn xanh sáng đèn đỏ tắt (cho phép xe vào bãi), ngược lại bãi đầy xe tự động đèn xanh tắt đèn đỏ sáng (không cho xe vào bãi) Các xe vào bãi nhận biết cảm biến I1 đặt lối vào(ENTRY)ø, xe khỏi bãi nhận biết cảm biến I2 đặt lối ra(EXIT) với đếm tích hợp LOGO! xe vào bãi đậu xe(I1 tác động) đếm tăng lên giá trị xe khỏi bãi đậu xe(I2 tác động) đếm giảm giá trị Khi đếm đếm đến giá trị 20 tác động ngõ Q0 làm đèn xanh tắt đèn đỏ sáng Một nút nhấn I3 dùng để reset đếm Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 79 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG LOGO!Soft Comfort V5.0: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH LOGO!Soft Comfort V5.0: Khởi động LOGO!Soft Comfort V5.0: Chọn Star > Programs > Siemens LOGO!Soft > LOGO!Soft Comfort Màn hình LOGO!Soft Comfort V5.0 xuất hiện, để tạo tập tin mới, chọn File >New >Function block diagram (FBD) Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 80 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Màn hình sọan thảo LOGO!Soft Comfort Demo version xuất để bắt đầu viết chương trình Lấy khối chức LOGO!Soft Comfort V5.0 hình soạn thảo: Để lấy khối ngõ vào I Q hình ta nhấp chuột vào biểu tượng Contants/Conectors công cụ Tool nhấn F6, xuất khối cần sử dụng, chọn khối cần sử dụng sau nhấp chuột vùng soạn thảo  Nhấp chuột vào biểu tượng Input để chọn ngõ vào I1, I2, I3 đưa hình soạn thảo  Nhấp chuột vào biểu tượng Output để chọn ngõ Q1 đưa hình soạn thảo Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 81 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Để sử dụng khối chức như: AND, OR, NOT, … ta nhấp chuột vào biểu tượng Basic functions công cụ Tool nhấn F7, khối chức xuất hiện, chọn khối cần sử dụng sau nhấp chuột vùng soạn thảo  Nhấp chuột vào biểu tượng OR để chọn khối OR đưa hình soạn thảo Để sử dụng khối chức khác Timer, Counter, FlipFlop … nhấp chuột vào biểu tượng Special Functions công cụ Tool nhấn F8, khối chức xuất hiện, chọn khối cần sử dụng sau nhấp chuột trê n vùng soạn thảo  Nhấp chuột vào biểu tượng On-Delay để chọn khối On-Delay  Nhấp chuột vào biểu tượng Multiple function switch để chọn khối Multiple function switch  Nhấp chuột vào biểu tượng Latching Relay để chọn khối Latching Relay  Nhấp chuột vào biểu tượng Up/Down Counter để chọn khối Up/Down Counter Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 82 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Cuối ta có đầy đủ khối chức cần thiết để vẽ sơ đồ mạch hình dưới: Tiến hành xếp lại khối chức cho phù hợp , khối chức xếp xong sau: Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 83 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Nối dây hiệu chỉnh: Để nối dây cho khối,nhấp chuột vào biểu tượng Connect nhấn F5,sau tiến hành kết nối khối.Trong trình soạn thảo, để dịch chuyển đoạn dây nối theo ý muốn ta nhấp chuột vào biểu tượng Selection chọn đoạn dây cần dịch chuyển Sau nối dây ,ta sơ đồ hình bên dưới: Để sơ đồ rõ hơn, ta chọn biểu tượng công cụ Tool nhấn F11 để cắt dây chồng lên Sau sơ đồ mạch cắt xong: Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 84 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Cài đặt thông số cho Timer, Counter: Nhấp đúp chuột vào định thời On Delay, hộp thoại xuất để định thời gian,chọn đơn vị thời gian,xác nhận cách nhấp OK Tương tự bạn đặt thông số cho Counter Nhấp đúp chuột vào đếm Up/Down Counter Hộp thoại Up/Down Counter xuất hiện, chọn tham số đếm 20, xác nhận cách nhấp OK Tạo dòng ghi cho khối: Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 85 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Nhấp đúp chuột vào khối cần ghi chú, xuất hộp thoại với tên khối chức nó, chọn thẻ Comment, gõ nội dung ghi vào vùng soạn thảo nhấp OK để đóng hộp thoại Thao tác tương tự cho I1(Cam bien loi vao), I2(Cam bien loi ra), I3(Nut nhan Reset) Cuối ta có sơ đồ mạch hoàn chỉnh sau: Mô chương trình: Nhấp chuột vào biểu tượng Simulation công cụ Tool nhấn F3 để mô chương trình Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 86 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC Các công cụ mô ngõ vào I thể dạng công tắc đóng, mở cách nhấp chuột ngõ Q thể dạng tín hiệu đèn Lưu chương trình: Nhấp chọn File >Save As từ Menu Cửa sổ Save As xuất hiện: Chọn nơi lưu,đặt tên tập tin Nhấp chọn Save để lưu II TRÌNH TỰ THỰC HÀNH GIỚI THIỆU - Học sinh xem thêm tài liệu tham khảo LOGO - giáo viên trình bày số khái niệm phần cứng LOGO liên quan đến thực hành TẬP LỆNH - Học sinh xem thêm tài liệu tham khảo LOGO - giáo viên trình bày lệnh bả n dùng để lập trình cho LOGO KHẢO SÁT PHẦN CỨNG LOGO 12/24RC: KHẢO SÁT BÀN THỰC HÀNH: Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 87 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực hành - PLC - Không cấp nguồn thiết bị !!! - Học sinh quan sát thiết bị có bàn thực hành: Máy tính, Bộ thực hành LOGO, thiết bị khác - Tìm hiểu cấu tạo cách kết nối dây thiết bị với - Giải thích nguyên lý hoạt động thiết bị SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ THỰC HÀNH: - Cấp nguồn cho bàn thực hành - Khởi động máy tính - Bật nguồn cho Bộ thực hành LOGO - Kiểm tra kêt nối LOGO máy tính - Kiểm tra công tắc Input Ouput Bộ thực hành LOGO Học sinh thực số ví dụ lập trình cho LOGO giáo viên đưa PHẦN MỀM LẬP TRÌNH LOGO SOFT COMFORT: CÀI ĐẶT: Học sinh tìm hiểu cách cài đặt phần mềm SỬ DỤNG PHẦN MỀM: - Học sinh sử dụng phần mềm Logo Soft Comfort theo hướng dẫn giáo viên - Thực ví dụ giáo viên đưa Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang 88 ... Bật nguồn cho Bộ thực hành PLC - Kiểm tra kêt nối PLC máy tính - Kiểm tra công tắc Input Ouput Bộ thực hành PLC Giáo viên: Huỳnh Tấn Đệ Trang Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC BÀI : SỬ DỤNG... 23 Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC Phần mềm mô s7-200 Phần mềm mô S7-200 để mô hoạt động mạch PLC Nó thật thuận lợi cho việc học nhà cho sinh viên, hoạc sinh thực hành PLC Trình tự thực sau:... Đại Học Tôn Đức Thắng Thực Hành - PLC BÀI : LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC - KHẢO SÁT BÀN THỰC HÀNH PLC I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Sau làm thí nghiệm này, sinh viên phải : - Vẽ sơ đồ mạch máy - Nhận biết CPU PLC