Giao trinh PLC cơ bản trung cấp

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHỆ HÀ TĨNH GIÁO TRÌNH Mơ đun: PLC CƠ BẢN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ (Ban hành theo định số /2014/QĐ-TCĐN,ngày tháng năm 2014 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Công nghệ Hà Tĩnh) Hà Tĩnh, năm 2014 Hà Tĩnh, năm 2014 LỜI GIỚI THIỆU Tự động hóa cơng nghiệp dân dụng ngày phát triển.Bộ não hệ thống tự động hóa điều khiển lập trình.Việc học tập nghiên cứu điều khiển lập trình vận hành dang nhu cầu cấp thiết học sinh,sinh viên ngành kỹ thuật Hiện tài liệu giảng dạy lập trình điều khiển lập trình có nhiều nhiên giáo trình viết chung chung,mang nặng tính lý thuyết chủ yếu dành cho đối tương sinh viên đại học.Quyển giáo trình đời với mục tiêu giúp cho đối tượng học sinh, sinh viên học nghề tiếp cận dễ dàng với điều khiển khả trình Tài liệu chia làm chương,giới thiệu kiến thức PLC họ S7-200 Siemens.Mỗi chương phần lý thuyết bổ sung thêm ví dụ minh họa tốn điều khiển thực tế giúp cho học sinh sinh viên nắm rõ loại PLC này.Dù cố gắng nhiên tài liệu tránh khỏi sai sót.Rất mong góp ý chân thành quý đọc giả để giúp tài liệu ngày hoàn thiện hơn.Mọi ý kiến góp ý xin gửi địa email dosinguyenbkdn@gmail.com.Xin chân thành cảm ơn Hà Tĩnh, ngày 01 tháng 10 năm 2014 Tham gia biên soạn Đỗ Sĩ Ngun- Chủ biên CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN : PLC CƠ BẢN Mã mơ đun: MĐ 22 I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MƠN HỌC: - Vị trí: Trước học mơ đun cần hồn thành mơn học sở mơ-đun chun mơn - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc II MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Kiến thức: Nắm rõ cấu tạo,hình dáng,thơng số kỹ thuật PLC S7-200 - Kỹ năng: + Sử dụng thành thạo phần mềm Step7 microwin,ngơn ngữ lập trình dạng LAD + Đấu nối thành thạo PLC với nguồn thiết bị ngoại vi + Thiết lập dự án nhỏ từ khâu lắp đặt viết chương trình chạy thử kiểm tra lỗi - Thái độ: Nghiêm túc,tơn trọng kỹ luật an tồn lao động,chủ động tìm Tòi nghiên cứu,sáng tạo III NỘI DUNG MƠN HỌC: Mã M22-01 M22-02 Tên TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI VÀ SỬ DỤNG PLC S7-200 Loại dạy Tích hợp Tích hợp Địa điểm Thời lượng Tổng số Xưởng thực hành Xưởng thực hành Lý thuyết Thực hành 5 Kiểm tra M22-03 PHẦN MỀM STEP7MCROWIN VÀ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH 10 Xưởng thực hành 25 18 Xưởng thực hành 5 22 15 Tích hợp Xưởng thực hành M22-04 CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN Tích hợp M22-05 SỬ DỤNG MƠ ĐUN ANALOG Tích hợp M22-06 THỰC HÀNH LẮP ĐẶT PLC S7-200 Tích hợp Xưởng thực hành MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN/MƠN HỌC: BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN Mục tiêu 1.1 Khái niệm chung điều khiển 1.2 Phân loại điều khiển 1.3 Bộ điều khiển lập trình PLC .8 1.4 Câu hỏi tập 12 BÀI 2: ĐẤU NỐI VÀ SỬ DỤNG PLC S7-200 13 Mục tiêu 13 2.1 Cấu trúc PLC S7-200 13 2.2 Đấu nối nguồn 15 2.3 Các vùng nhớ cách quy ước địa 17 2.4 Kết nối PLC S7-200 với máy tính 21 2.5.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 21 BÀI 3: PHẦN MỀM STEP7-MCROWIN VÀ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH .25 Mục tiêu 25 3.1 Giới thiệu phần mềm step7-mcrowin 25 3.1 Các bước thiết lập dự án 29 3.2 Ngơn ngữ lập trình 32 3.3.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 32 BÀI 4: CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN 34 Mục tiêu 34 4.1 Các lệnh xử lý bit 34 4.2 Timer .48 4.3 Counter 55 4.4 Lập trình điều khiển trình tự 60 4.5.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 66 BÀI 5: SỬ DỤNG MÔ ĐUN ANALOG EM 235 .70 Mục tiêu 70 5.1 Giới thiệu chung mô đun analog 70 5.2.Đấu nối mô đun analog EM 235 71 5.3.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 76 BÀI 6: THỰC HÀNH LẮP ĐẶT PLC S7-200 79 Mục tiêu 79 6.1 Khởi động động trực tiếp 79 6.2 Đảo chiều động có điều kiện 82 6.3.Khởi động đổi nối sao-tam giác .86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 BÀI TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN Mã Bài: MĐ 22-01 MỤC TIÊU: - Trình bày khái niệm điều khiển phân lọai điêù khiển - Phân biệt điều khiển nối cứng điều khiển khả trình - Kể tên loại PLC phổ biến thị trường 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN 1.1.1 Khái niệm Điều khiển có nhiệm vụ thực chức riêng máy móc hay thiết bị theo trình tự hoạt động định trước phụ thuộc vào trạng thái máy móc hay tín hiệu đầu vào Ví dụ: - Điều khiển bật tắt bóng đèn theo thời gian - Điều khiển khởi động động cơ,đảo chiều quay động - Điều khiển chuông báo - Các hệ thống điều khiển công nghiệp 1.1.2 Cấu trúc chương trình điều khiển Ngõ vào tín hiệu Xử lý liệu Ngõ tín hiệu Hình 1.1 Cấu trúc chương trình điều khiển Bao gồm phận hợp thành: - Ngõ vào tín hiệu:bao gồm tín hiệu từ cơng tắc hành trình ,nút nhấn,cảm biến,tín hiệu rơ le - Xử lý liệu:Có thể điều khiển có tiếp điểm rơ le trung gian,rơ le thời gian,công tác tơ trung gian,các mạch điện tử logic(như cổng AND,OR,XOR,NOT )hay các điều khiển lập trình PLC,hệ thống máy tính - Ngõ tín hiệu:tín hiệu điều khiển cấu chấp hành động cơ,van điện khí nén 1.2 PHÂN LOẠI ĐIỀU KHIỂN Trong kỹ thuật điều khiển tự động hóa,người ta chia làm hai loại điều khiển: điều khiển kết nối cứng điều khiển khả trình - Điều khiển nối cứng loại điều khiển mà chức đặt cố định(nối dây).Nếu muốn thay đổi chức điều khiển phải thay đổi kết nối dây.Điều khiển kết nối cứng thực rơ le trung gian,công tắc tơ trung gian,các timer có tiếp điểm,các mạch điện tử logic - Điều khiển khả trình loại điều khiển mà chức điều khiển chương trình lập trình sẵn.Nếu muốn thay đổi chức điều khiển cần viết lại chương trình điều khiển Điều khiển khả trình thực PLC hệ thống máy tính Ví dụ: Hình 1.2:Mạch điều khiển trình tự máy bơm sử dụng phương pháp nối cứng Hình 1.3:Sơ đồ điều khiển động bơm sử dụng PLC Qua hai ví dụ đơn giản ta thấy điều khiển khả trình có nhiều ưu điểm so với điều khiển kết nối cứng.Đó là: - Tiết kiệm tiếp điểm rơ le trung gian - Mạch điều khiển dễ dàng chuyển đổi phù hợp với u cầu cơng nghệ cách lập trình lại chương trình - Thi cơng lắp đặt đơn giản - Tính ổn định cao Ngày hệ thống điều khiển khả trình sử dụng rộng rãi lĩnh vực sản xuất cơng nghiệp dân dụng Ví dụ: - Hệ thốn g điều khiển thang máy - Hệ thống chiếu sáng tự động - Hệ thống băng chyền phân loại sản phẩm - Hệ thống an ninh tòa nhà - Các hệ thống sản xuất cơng nghiệp bia,xi măng,giấy,bao bì,sữa 1.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH PLC 1.3.1 Khái niệm PLC viết tắt Programmable Logic Control, thiết bị điều khiển Logic lập trình được, hay khả trình, cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình 1.3.2 Ứng dụng - Trong sản xuất cơng nghiệp,các hệ thống tự động hóa - Trong lĩnh vực sống chiếu sáng,thang máy,sản xuất nông nghiệp công nghệ cao - Trong lĩnh vực an ninh quốc phòng,hàng khơng ,vũ trụ Ví dụ: Hình 1.4 Hệ thống cán nguội Hình 1.5 Băng chuyền sản phẩm Hình 1.6 Hệ thống sản xuất tơ tự động 10 BÀI THỰC HÀNH LẮP ĐẶT PLC S7-200 80 Mã Bài: MĐ 22-06 MỤC TIÊU: - Lắp đặt đấu nối thành thạo PLC,mạch động lực,mạch điều khiển - Đảm bảo an toàn người thiết bị 6.1 KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ Cho sơ đồ mạch sau: Hình 6.1 Sơ đồ mạch động lực khởi động trực tiếp động Hình 6.2 Sơ đồ mạch diều khiển khởi động trực tiếp động 81 Hình 6.3 Sơ đồ đấu nối PLC Yêu cầu: - Đấu nối sơ đồ - Phân tích sơ đồ công nghệ - Lập bảng phân công vào - Viết chương trình chạy thử 82 6.2 ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ CÓ ĐIỀU KIỆN Cho sơ đồ mạch sau: 83 Hình 6.4 Sơ đồ mạch động lực đảo chiều động Hình 6.5 Sơ đồ mạch điều khiển đảo chiều động 84 Hình 6.6 Sơ đồ đấu nối PLC Yêu cầu: - Đấu nối sơ đồ - Phân tích sơ đồ cơng nghệ - Lập bảng phân công vào - Vẽ sơ đồ Graf cet - Viết chương trình chạy thử 85 86 87 6.3 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỔI NỐI SAO-TAM GIÁC Cho sơ đồ sau: 88 Hình 6.7 Sơ đồ mạch động lực khởi động đổi nối sao- tam giác Hình 6.8 Sơ đồ mạch điều khiển khởi động đổi nối sao-tam giác 89 Hình 6.9 Sơ đồ đấu nối PLC Yêu cầu: - Đấu nối sơ đồ - Phân tích sơ đồ công nghệ - Lập bảng phân công vào - Vẽ sơ đồ Graf cet - Viết chương trình chạy thử 90 91 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ths.Châu Chí Đức (2008), Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7-200, NXB Đại học quốc gia TPHCM [2] http://plcvietnam.com.vn 93 DANH SÁCH BAN BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH DẠY NGHỀ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP Tên giáo trình: PLC Tên nghề: Điện cơng nghiệp Ơng Đỗ Sĩ Nguyên Chủ biên DANH SÁCH HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU GIÁO TRÌNH DẠY NGHỀ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ông (bà) …… Ơng (bà) …… Chủ tịch Phó chủ tịch Thư ký Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên 94 ... DC,nguồn cấp cho ngõ vào DC,nguồn cấp cho ngõ DC - CPU 2xx AC/DC/RLY: Nguồn cấp cho CPU AC,nguồn cấp cho ngõ vào DC,ngõ rơ le cấp nguồn DC AC Nguồn cấp cho PLC nguồn chiều nguồn xoay chiều -... trình 3.2.2.1 Lập bảng phân cơng vào/ra Trong chức bấm vào biểu tượng để vào giao diện symbol table.Tại ta khai báo kí hiệu,địa chỉ,chú thích cho đầu vào Hình 3.8 Bảng phân cơng vào 3.2.2.2 Viết... nối nguồn cho PLC Trước sử dụng ta phải quan tâm xem mã PLC mà sử dụng vào chữ số kèm theo CPU.Ví dụ với mã số kèm theo CPU 2xx có sau: - CPU 2xx DC/DC/DC: Nguồn cấp cho CPU DC,nguồn cấp cho ngõ