PLC NÂNG CAO - Nguồn: BCTECH

Bài học này hướng dẫn cách lập trình Win CC mô phỏng hoạt động của chương trình khiển lập trình PLC,nạp chương trình từ máy tính cho màn hình cảm biến, kết nối PLC với m[r]

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÀ RỊA- VŨNG TÀU

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

GIÁO TRÌNH

MƠ ĐUN: PLC NÂNG CAO

NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT)

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2020

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giảng viên sinh viên nghề Điện công nghiệp trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu PLC nâng cao

Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy học tập, lưu hành nội nhà trường nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo

1 LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình PLC NÂNG CAO tài liệu lưu hành nội Trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Bà Rịa- Vũng Tàu Tài liệu phục vụ cho mô đun PLC NÂNG CAO dành cho học sinh- sinh viên ngành Điện Công Nghiệp

Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa tài liệu giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy Giáo trình biên soạn ngắn gọn, tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho phù hợp với xu Giáo trình gồm bài, với nội dung chính:

Bài 1: Điều khiển động khởi độngvà dừng theo trình tự

Bài 2: Điều khiền động không đồng ba pha quay hai chiều có hãm trước lúc đảo chiều

Bài Mơ hình đèn giao thơng cho ngã tư Bài 4: Điều khiển máy trộn

Bài 5: Điều khiển động bước

Bài 6: Màn hình cảm biến

Bài 7: Kết nối PLC với hình cảm biến

Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy bạn học sinh- sinh viên để hoàn thiện sách

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 25 tháng năm 2020 Tham gia biên soạn

2

MỤC LỤC

GIÁO TRÌNH

LỜI GIỚI THIỆU

BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG

VÀ DỪNG THEO TRÌNH TỰ

1 Yêu cầu công nghệ:

2 Nhiệm vụ:

3 Lập trình điều khiển:

3.4 Chương trình điều khiển:

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VỚI S7- 300:

MÔ PHỎNG VỚI S7-300 15

BÀI 2: ĐẾM SẢN PHẨM 21

1 Yêu cầu: 21

2 Sơ đồ mạch động lực bảng điều khiển 21

4 Sơ đồ kết nối phần cứng 22

BÀI MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG CHO MỘT NGÃ TƯ 29

1.u cầu cơng nghệ: 29

2 Nhiệm vụ: 30

3 Lập trình điều khiển 30

BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN 37

1.Yêu cầu công nghệ: 37

2 Nhiệm vụ: 38

3 Lập trình điều khiển: 39

BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC 43

1 Yêu cầu công nghệ: 43

2 Nhiệm vụ: 44

3 Lập trình điều khiển: 44

BÀI 6: MÀN HÌNH CẢM BIẾN 50

1.Giới thiệu hình TP177A 50

2 Giới thiệu phần mềm lập trình WinCC flexilble 54

BÀI 7: KẾT NỐI PLC VỚI MÀN HÌNH CẢM BIẾN 67

1.Lập trình PLC S7-300 (Bài 1) 67

2 Lập trình Màn hình cảm biến ( thực 6) 69

3 Trao đối liệu PLC hình cảm biến 74

3 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN

(Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ–CĐKTCN ngày tháng năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu)

Tên mô đun: PLC Nâng Cao Mã mô đun: MĐ 24

Thời gian thực môn học: 75 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 55 giờ; Kiểm tra: giờ)

I Vị trí, tính chất mơ đun:

- Vị trí mô đun: Mô đun này phải học sau mô đun lắp đặt điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển Điện- khí nén lập trình PLC Mô đun nên học cuối khóa học

- Tính chất mơ đun: Là mô đun tự chọn giúp người học nâng cao kỹ lập trình thực PLC có cấu hình cao

II Mục tiêu mơ đun:

Sau học xong mô đun này, học viên có lực: - Về kiến thức:

+ Phân tích u cầu cơng nghệ hệ thống

+ Sử dụng lệnh phù hợp để lập trình điều khiển hệ thống + Lắp đặt vận hành hệ thống

- Về kỹ năng:

+ Lắp đặt điều khiển dùng PLC S7 – 300 (hoặc PLC tương đương: S7-1200, PLC CP1E…) điều khiển hệ thống

+ Kết nối thiết bị ngoại vi với PLC + Lắp đặt cấu chấp hành động + Lập trình PLC cho hệ thống hoạt động + Lập trình Win CC cho hình cảm biến

+ Kết nối hình cảm biến với PLC để điều khiển hệ thống + Kiểm tra thử nghiệm hệ thống hoạt động

- Về lục tự chủ trách nhiệm:

4

BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG

VÀ DỪNG THEO TRÌNH TỰ

Giới thiệu:

Bài học trình Bài cách lập trình điều khiển phần mềm PLC S7-300, truyền thông PLC máy tính Cách thực lập trình điều khiển động khởi động dừng vận dụng lệnh Input/Output, timer

Mục tiêu :

- Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 để điều khiển động khởi động dừng theo trình tự

- Lập trình cho loại PLC S7-300 để điều khiển động khởi động dừng theo trình tự

- Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự khác

Nội dung:

1 Yêu cầu công nghệ:

Khi nhấn START: Hệ thống động hoạt động từ động cuối dây chuyền đến động đầu dây chuyền cách 05 giây

Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động dừng từ động đầu dây chuyền đến động cuối dây chuyền cách 10 giây

Hệ thống có bảo vệ cố ngắn mạch, tải

2 Nhiệm vụ:

- Vẽ mạch động lực

- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra

- Vẽ sơ đồ nối dây PLC

- Viết chương trình PLC S7-300 theo ngơn ngữ LAD

- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình

5 3.2 Bảng trạng thái:

Xác định ngõ vào/

Ký hiệu Tốn hạng Mơ tả

STOP I0.0 Dừng hệ thống

START I0.1 Khởi động hệ thống

K1 Q0.0 Contactor khống chế động K2 Q0.1 Contactor khống chế động K3 Q0.2 Contactor khống chế động

F3 K3 F2 K2 K1 L1 L2 L3 N PE ĐC1 F 1

6 3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:

3.4 Chương trình điều khiển:

I0.0 I0.1 COM IN Q0.0 COM OUT 24VDC STOP K1

P

L

C

Q0.1 START

L N

K2 RN2

RN1

Q0.2 K3

7

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VỚI S7- 300:

Đầu tiên, ta khởi động S7-300, để khởi động S7-300 Ta nhấp chuột vo Start > All Programs > Simatic > SIMATIC Manager

Hình 1.1 Khởi động phần mềm

8 Hình 1.2 Hộp thoại New Project

Sau ta nhấp chuột vào Next, ta chọn CPU31 sau ta chọn Next để tiếp tục

Hình 1.3 Chọn loại CPU

9 Hình 1.4 Chọn dạng ngơn ngữ lập trình LAD

Nhấn Next sang bước Cửa sổ mở hình 1.5 Trong hộp thoại ta tiến hành đặt tên cho chương trình Project name

10 Hình 1.6 Chọn để vào giao diện để viết chương trình

Nhấp đúp vào OB1, hình làm việc mở Hình 1.7

11 Hình 1.8 Bắt đầu chọn lệnh để viết chương trình

Ta bắt đầu chọn ngõ vào sau:

Theo yêu cầu đề ta bắt đầu chọn ngõ vào thường đóng I0.3 cách nhấn vào biểu tượng công cụ ta nhấn phím F3 ta có kết sau:

Hình 1.9 Để đặt tên ta nhấn vào ??.? Hình 3.10

Hình 1.10

Gõ I0.3 vào ta

12 Tiếp theo chọn ngõ vào thường mở I0.4 cách nhấn vào biểu tượng công cụ ta nhấn phím F2 ta có kết sau:

Hình 1.12 Để đặt tên ta nhấn vào ??.? ta Hình 1.13

Hình 1.13

Hình 1.14 Gõ I0.4 vào ta

Ngõ vào Q0.5 ta làm tương tự

Hình 1.15

13 Hình 1.16

Bước ta lấy Timer T1 sau:

Vào View > Catalog nhấn Ctrl + K Hình 1.17

Hình 1.17

Cửa sổ Program elements xuất Ta nhấp vào dấu cộng (+) bên cạnh chữ Timer

Hình 1.18

Để lấy Timer ta nhấp đúp vào Timer Ở ta lấy Timer Off-delay Kết sau:

14 Tiến hành đặt tên cho Timer theo hình sau Nhấp vào ??? theo mũi tên hình 1.20

Hình 1.20

Nhập T1 vào ta có kết quảsau:

Hình 1.21

Đặt thời gian trễ cho Timer chân TV Hình 1.22

Hình 1.22

Để đặt giây ta nhập là: S5T#3S sau nhấn Enter ta được:

Hình 1.23

15 Hình 1.24

MƠ PHỎNG VỚI S7-300

Ta bắt đầu mô cách nhấp chuột vào (Simulation On/Off ) cửa sổ SIMATIC Manager để chạy mơ chương trình:

Chương trình mơ xuất Hình sau:

Trước hết ta nhấp chuột vào MRES để Reset nhớ ảo phần mơ Để nạp chương trình vào nhớ, lúc hộp thoại MRES(4050:6) xuất hỏi bạn có có muốn xố chương trình cũ hay khơng Ta nhấp chuột vào Yes để xố chương trình cũ nạp chương trình

16 Bắt đầu mô phỏng, ta chọn hình hiển thị mơ cách nhấn vào biểu tượng Monitor (on/off) để hiển thị mô Ta thấy hoạt động mạch

17 Để hiển thị trạng thái ngõ ta vào Insert > Input Variable

Các bít cịn lại ta thực tương tự nhấn phím F2, F3, F4, F11, F12, Ctrl + F12 Ta kết Hình sau:

Ta chọn nút RUN để chương trình hoạt động

18 Dựa vào nguyên lý hoạt động yêu cầu mạch điện để thực chạy mơ phỏng, kiểm tra chương trình

Kết thúc mô ta nhấp chuột vào STOP (Set CPU to Stop Mode) để dừng chương trình mơ

Download chương trình

- Để Download chương trình trước tiên ta phải thiết lập truyền thông cho hệ thống

19 - Khi ta có cửa sổ để thiết lập truyền thơng máy tính PLC

20 Sau thiết lập truyền thơng ta tiến hành Download để chạy

chương trình Để Download: chọn PLC > Download nhẫn vào biểu tượng Download công cụ

BÀI TẬP

Bài : Khi nhấn START: Hệ thống động hoạt động từ động cuối dây chuyền đến động đầu dây chuyền cách 05 giây

Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động dừng từ động đầu dây chuyền đến động cuối dây chuyền cách 10 giây

Bài : Khi nhấn START: Hệ thống động hoạt động từ động cuối dây chuyền đến động đầu dây chuyền cách 05 giây

Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động dừng từ động cuối dây chuyền đến động đầu dây chuyền cách 10 giây

21

BÀI 2: ĐẾM SẢN PHẨM

Giới thiệu:

Bài học trình Bài cách lập trình điều khiển phần mềm PLC S7-300, kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Thực lập trình điều khiển đếm xe bãi đậu xe vận dụng lệnh Set-Reset, timer, so sánh, đếm

Mục tiêu:

- Lắp đặt nối PLC S7-300 để ứng dụng vào việc đếm sản phẩm - Lập trình loại PLC S7-300 để đếm sản phẩm

- Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự khác

Nội dung: 1 Yêu cầu:

 Thiết kế mạch điều khiển, đếm xe ra, vào bãi xe có 10 chổ đậu xe

 Nếu bãi chưa đầy xe có đèn báo, có xe đến tự động mở cửa cho xe vào, đếm tăng số lượng xe bãi lên Khi khơng cịn tín hiệu xe vào sau khoảng thời gian chỉnh định, cửa tự động đóng lại

 Nếu bãi đầy xe có đèn báo khơng mở cửa cho xe vào

 Khi có tín hiệu xe tự động mở cửa đếm giảm số lượng xe bãi xuống Khi khơng cịn tín hiệu xe sau khoảng thời gian chỉnh định, cửa tự động đóng lại

 Nhấn Stop để dừng hệ thống kiểm tra

2 Sơ đồ mạch động lực bảng điều khiển

Hình 2.1 Sơ đồ mạch động lực bảng điều khiển CC: Cầu chì bảo vệ động

22 K1, K2: Các tiếp điểm Contacto

RN1, RN2: Rơle nhiệt ĐC1, ĐC2: Động

Stop: Nút nhấn dừng chương trình

Start: Nút nhấn khởi động chương trình, reset đếm Bảng trạng thái:

Tiếp điểm ngõ vào

Ký hiệu Địa Chú thích

In Out Stop Start RN HT_K1 HT_K2 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

Cảm biến xe vào Cảm biến xe vào Nút nhấn khởi động Nút nhấn dừng Rơ le nhiệt

Cơng tắc hành trình giới hạn mở cửa Cơng tắc hành trình giới hạn đóng cửa Tiếp điểm ngõ K1 K2 Đ1 Đ2 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4

CTT_ động quay thuận(mở cửa) CTT_ động quay ngược(đóng cửa) Đèn đỏ

Đèn xanh

4 Sơ đồ kết nối phần cứng

Chức phần tử:

 I0.1: Cảm biến nhận tín hiệu xe vào

 I0.2: Cảm biến nhận tín hiệu xe

23

 I0.3: Nút Stop, dừng chương trình reset đếm

 I0.4: Nút Start, khởi động chương trình

 I0.5: Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động

 I0.6: Cơng tắc hành trình giới hạn mở cửa

 I0.7: Cơng tắc hành trình giới hạn đóng cửa

 Q0.1: Cấp nguồn cho cuộn dây K1 để ĐC mở cửa cho xe qua

 Q0.2: Cấp nguồn cho cuộn dây K2 để ĐC đóng cửa

 Q0.3: Cấp nguồn cho đèn đỏ Đ1 báo hết chổ đậu xe

 Q0.4: Cấp nguồn cho đèn xanh Đ2 đèn báo chổ đậu xe

26 Để lấy Counter C1 ta vào Program elements > Counter > Bit ta nhấp chuột vào để chọn hình làm việc Hình 2.3

Hình 2.3

Sau ta có kết sau:

Hình 2.4

Đặt tên cho Counter ta thực tương tự

Để lấy bit so sánh ta vào Program elements > Comparator Hình 2.5

27 Hình 2.6

Ta lấy bít ngõ cách nhấp vào biểu tượng Toolbar nhấn Alt + F9 xuất hộp thoại Hình sau:

Hình 2.7

Sau nhập tên (ký hiệu) bít Trong CMP >=I (bit so 21 Qsánh) Hình sau:

Hình 2.8 Sau nhấn Enter cho kết Hình 1.31

Hình 2.9

28 Hình 10

6 Download chương trình từ máy tính đến PLC Kiểm tra, cấp nguồn vận hành

BÀI TẬP

Bài tập 1: Lập trình PLC điều khiển hai động làm việc theo yêu cầu sau:

Động Đ1 làm việc giây ngừng, sau đến động Đ2 tự động làm việc giây ngừng giây Động Đ2 lặp lại lần vậy, chu kỳ làm việc hai động lặp lại lần nghỉ

Muốn làm việc khởi động lại

Mạch có bảo vệ cố ngắn mạch, tải

Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC - S7-300 ,theo yêu cầu sau:

Nhấn START băng tải thùng hoạt động đưa thùng rỗng vào vị trí (S2) Sau

khi thùng vào vị trí, băng tải thùng dừng, băng tải táo hoạt động đưa táo

vào thùng (S1) đếm số lượng táo, táo thùng 10 băng tải

táo dừng, băng tải thùng hoạt động trở lại chuyển thùng rỗng vào vị trí Băng

tải táo hoạt động trở lại….quá trình lặp lại nhấn nút STOPS

dừng

Nhấn STOPS hệ thống dừng, động băng tải thùng động băng tải

táo bảo vệ tải

29

BÀI MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THƠNG CHO MỘT NGÃ TƯ

Giới thiệu:

Bài học trình Bài cách lập trình điều khiển phần mềm PLC S7-300, kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Thực lập trình điều khiển hệ thống đèn giao thông vận dụng lệnh Set-Reset, timer, so sánh, đếm

Mục tiêu:

- Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 để điều khiển mơ hình đèn giao thơng ngã tư - Lập trình cho loại PLC S7-300 để điều khiển mơ hình đèn giao thơng ngã tư - Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự Nội dung:

1.Yêu cầu công nghệ:

Lập trình PLC điều khiển đèn giao thơng cho ngã tư, với yêu cầu sau: - Đèn xanh sáng khoảng thời gian 25 giây

- Đèn vàng sáng khoảng thời gian giây - Đèn đỏ sáng khoảng thời gian 30 giây - Mạch cĩ bảo vệ cố ngắn mạch, tải * Sơ đồ công nghệ:

30

2 Nhiệm vụ:

- Vẽ mạch động lực

- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra - Vẽ sơ đồ nối dây PLC

- Viết chương trình PLC S7-200 theo ngơn ngữ LAD phần mềm STEP7-Microwin V3.2 V4.0

- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình S7-200, CPU 224 3 Lập trình điều khiển

3.1 Mạch động lực:

3.2 Bảng trạng thái:

Kí hiệu Địa Mô tả

ON I0.0 Khởi động hệ thống OFF I0.1 Dừng hệ thống

31 3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:

Bảng quy định địa Vào/Ra

I0.0 I0.1 COM IN Q0.0 COM OUT 24VDC ON

P

L

C

Q0.1 OF F

35 3.5 Download chương trình từ máy tính đến PLC

36 BÀI TẬP

Bài tập 1: Lập trình PLC điều khiển động khơng đồng xoay chiều pha rotor lồng sóc làm việc theo yêu cầu sau:

Khi nhấn FWD: Động quay thuận giây, dừng giây, quay ngược 10 giây, dừng giây, trình lặp lại lần dừng

Khi nhấn REV: Động quay ngược giây, dừng giây, quay thuận giây, dừng giây, trình lặp lại lần dừng

Khi nhấn nt OFF: Động dừng, xảy cố tải động dừng đèn báo cố nhấp nháy với tần số 5Hz

Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC điều khiển nhiệt độ lò nhiệt theo yêu cầu sau:

Khi nhấn START: Khởi động lò nhiệt, nhiệt độ lò l 1230C

Thay đổi nhiệt độ lò nhiệt cc nt UP, DOWN; nhiệt độ lò thay đổi phạm vi từ 1200C đến 1260C

37

BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN

Giới thiệu:

Bài học trình Bài cách lập trình điều khiển phần mềm PLC S7-300, kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Thực lập trình điều khiển Máy trộn vận dụng lệnh Set-Reset, timer, tác động xườn xuống

Mục tiêu:

- Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 để điều khiển máy trộn - Lập trình loại PLC S7-300 để điều khiển máy trộn

- Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự khác Nội dung:

1.Yêu cầu cơng nghệ:

Lập trình PLC điều khiển bồn trộn hóa chất từ hai loại hóa chất khác nhau, theo yêu cầu: - Khi nhấn START bơm bơm hoạt động để đưa hai loại hóa chất bồn chứa - Khi hóa chất bồn đầy bơm bơm tự động dừng, đồng thời động trộn hoạt động để trộn hóa chất

- Sau 10 giây, động trộn tự động dừng, đồng thời van điện mở bơm tự động hoạt động đưa sản phẩm

- Khi hóa chất bồn cạn, bơm tự động dừng van điện tự động đóng lại, đồng thời bơm bơm tự động hoạt động trở lại bắt đầu chu kỳ mới, trình lặp lại lần dừng ln

38 * Mô tả:

Hệ thống trộn hóa chất thực theo nguyên tắc sau:

- Khởi động hệ thống nút Start S1, dừng hệ thống nút Stop S2

- Hai chất lỏng bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A B Máy bơm hoạt động sau mở van 2s

- Hai cảm biến S3 S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình

Nếu sau khởi động 5s mà hai cảm biến khơng phát có chất lỏng chảy vào bình dừng chương trình báo đèn cố máy bơm bên ngồi Một cảm biến S5 báo bình chứa đầy dừng hai may bơm, sau máy bơm dừng 2s khóa van bơm

- Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng bình trộn bắt đầu cho phép động trộn hoạt động dừng trộn sau 10s chất lỏng bình đầy

- Sau chất lỏng bình trộn (động trộn ngừng hoạt động)

Chất lỏng bình xả ngồi nhờ van xả Khi chất lỏng xả hết cảm biến S7 tác động khóa van xả lại

- Q trình tự động lặp lại theo chu trình mơ tả Nếu chu trình thực mà nhấn nút dừng hệ thống thực hết chu trình dừng lại

2 Nhiệm vụ:

- Vẽ mạch động lực

- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra - Vẽ sơ đồ nối dây PLC - Viết chương trình

39 Quá trình hoạt động mơ tả theo giản đồ thời gian sau

3 Lập trình điều khiển: 3.1 Mạch động lực

40 3.3 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:

42 3.5 Download chương trình từ máy tính đến PLC

3.6 Kiểm tra, cấp nguồn vận hành

BÀI TẬP

Bài tập 1: Máy trộn hóa chất (Yêu cầu: nhấn Start, hệ thống hoạt động chu kỳ dừng)

Bài tập 2:

Điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm.

Lập trình PLC điều khiển kiểm sốt dây chuyền đóng hộp, với yêu cầu sau:

- Khi nhấn START dây chuyền hộp vận hành Khi cảm biến hộp phát dây chuyền hộp dừng lại, dây chuyền sản phẩm bắt đầu hoạt động Khi cảm biến sản phẩm phát đếm tăng lên Khi đếm đủ 10 sản phẩm dây chuyền sản phẩm dừng dây chuyền hộp lại bắt đầu chuyển động

43

BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC

Giới thiệu:

Bài học trình Bài cách lập trình điều khiển phần mềm PLC S7-300, kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Thực lập trình điều khiển Động bước PLC S7-300

Mục tiêu:

- Lắp đặt nối dây cho PLC S7-300 để điều động bước - Lập trình PLC S7-300 để điều động bước

- Sửa đổi kết nối phần cứng chương trình cho phù hợp với ứng dụng tương tự khác

Nội dung:

1

Yêu cầu c

ô

ng nghệ:

- Nhấn START cho phép hoạt động - Nhấn FOR: động quay thuận liên tục, - Nhấn REV: động quay ngược liên tục, - Nhấn STOP: dừng động

Phương pháp điều khiển

Phương pháp điều khiển pha

CuỘN CuỘN CUÔN CUÔN

1 0

0 0

0

44 Phương pháp điều khiển hai pha

CuỘN CuỘN CUÔN CUÔN

1 0

0 1

0 1

1 0

Nguyên tăc điều khiển động bước đơn cực:

Động bước đơn cực, ( động vĩnh cửu động hỗn hợp ) có 5,6 dây thường quấn sơ đồ Khi dùng, đầu nối trung tâm thường nối vào cực dương nguồn cấp, hai đầu lại mấu nối đất để đảo chiều từ trường tạo cuộn

2 Nhiệm vụ:

- Vẽ mạch động lực

- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra - Vẽ sơ đồ nối dây PLC - Viết chương trình

- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình 3 Lập trình điều khiển:

45 3.2 Sơ đồ kết PLC với thiết bị ngoại vi:

Bộ ứng dụng điều khiển động bước chia làm module: - Module điều khiển động bước

- Module hiển thị tần số xung Module điều khiển động bước

Thông số kỹ thuật

46 - Dòng định mức: 1.2A

- Có đĩa quay chia độ để thể bước dịch chuyển Các đầu vào /ra module

- Power: Nguồn cấp 24VDC - PUL: Đầu vào nhận xung từ PLC

- DIR: Đầu vào điều khiển chiều quay motor - /EN: Đầu vào dừng kích hoạt điều khiển động - GND: Mass chung

Module hiển thị tần số xung

Thông số kỹ thuật

- Điện áp làm việc: 220VAC

- Các tham số hiển thị: Tần số xung điều khiển - Xung ra: 4.5 ~ 24V

- Bộ hiển thị: Đồng hồ MP5W Các đầu vào /ra module - L, N: Nguồn cung cấp 220VAC - Pulse input: Xung đầu vào - Hold/Reset:

47 Q0.1

49 BÀI TẬP

Bài tập 1: Lập trình chương trình PLC S7-300 điều khiển động bước theo yêu cầu sau:

_ Khi nhấn FWD: Động quay theo chiều kim đồng hồ _ Khi nhấn REV: Động quay ngược chiều kim đồng hồ _ Khi nhấn STOPS: Động dừng

Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC S7-300 điều khiển động bước theo yêu cầu sau:

50

BÀI 6: MÀN HÌNH CẢM BIẾN

Giới thiệu:

Bài học giới thiệu hình cảm biến dùng hệ thống giám sát điều khiển lập trình PLC cách lập trình hình cảm biến hình Win CC

Mục tiêu:

- Biết thơng số, đặt tính kỹ thuật hình cảm biến

- Thiết kế giao diện cho hình cảm biến phù hợp với yêu cầu điều khiển - Mơ chương trình PLC Win CC

Nội dung:

1.Giới thiệu hình TP177A

Hình Màn hình cảm biến TP177A

1.1 Thông số kỹ thuật - Số hình: 250

- Độ phân giải : 320x240 pixels - Màu sắc : cấp độ màu xanh

51 1.2 Đặc tính kỹ thuật

1.3 Cấu tạo hình TP177A

- Mặt trước mặt cạnh bên hình

Hình 6.2: Mặt trước cạnh bên hình Khơng phải khe cắm thẻ nhớ

52 Hình 6.3: Mặt sau hình

1 Khơng phải khe cắm thẻ nhớ Nhãn thông số

3 DIP switch Tên giao tiếp - Cổng giao tiếp

Hình 6.4: Cổng giao tiếp Thiết bị gắn vào bệ máy để kết nối đẳng Khe cấp nguồn

1.3 Giao tiếp RS 422/485(IF 1B 1.4 Kết nối thiết bị

54 - Các thiết bị hãng khác:

(1): Ứng dụng kết nối điểm-điểm thông qua giao tiếp RS- 422/RS- 485 1.5 Thiết lập phần cứng cho hinh TP177

- Kết nối với CPU 313C-2DP thông qua giao tiếp RS-485 - Đặt phần cứng cho bảng

2 Giới thiệu phần mềm lập trình WinCC flexilble

- Đây phần mềm cho phép ta thiết kế giao diện cho hầu hết hình điều khiển Siemens

- Trong phần mềm có tích hợp sẵn công cụ để thiết kế hàm chức viết sẵn cho phép ta lập trình theo tốn khác u cầu cấu hình máy cài đặt WinCC flexible

- Hệ điều hành: Window XP SP1/SP2, Window 2000 - Chíp: ≥1Gb

- Độ phân giải: 1024x768 cao - Acrobat: 5.0 trở lên

- Độ trống ổ cài đặt: ≥ 1,5Gb

2.1 Khởi tạo Project WinCC flexible

55 2.2 Màn hình WinCC flexible

Hình 6.5: Màn hình cảm biến giao diện WinCC

- 1: Vùng quản lý Project, vùng chứa toàn hình, cài đăt, kết nối… Project

- 2: Màn hình hiển thị, vùng cho phép ta thiết kế lập trinh cho hình hiển thị

- 3: Thuộc tính đối tượng, ta chọn đối tượng hình thuộc tính chúng thị khu vực

56 Hình 6.6: Vùng quản lý hình hiển thị

Thay đổi thiết bị hiển thị (loại hình): Nhấn phải chuột vào Device_1

(Hình 3.2 )

+ Để chèn thêm hình vào Project tiến hành click đúp vào “Add Screen”

+ Hiển thị hình: để hiển thị hình tiến hành Click đúp vào hình

+ Thay đổi tên hình: nhấn phải chuột vào hình cần đổi tên chọn Rename để thay đổi tên

57 Hình 6.7: Quản lý biến truyền thơng

+ Tag: Cho phép khai báo biến

WinCC flexible hay biến kết nối với thiết bị điều khiển)

Địa

động

+ Connections: Khai báo kết nối hình thiết bị điều khiển: Đặt tên cho liên kết

điều khiển Định tốc độ truyền thông Định địa thiết bị

+ Cycle: Khai báo định dạng vịng qt chương trình ương trình tự động định dạng chuẩn tên thời gian cho vịng qt bản, ta thay đổi thời gian tạo thêm vịng qt

đúp vào dòng Điền tên vòng quét Định đơn vị vòng quét Định số lượng thời gian c Vùng quản lý cảnh báo:

58 Hình Quản lý cảnh báo

+ Analog Alarm: Khai báo cảnh báo dạng tương tự Đặt dòng cảnh báo xảy

(System)

điểm xuất cảnh báo: sườn lên tín hiệu (On rising edge), sườn xuống tín hiệu (On falling edge)

+ Discrete Alarm: khai báo cảnh báo dạng số Đặt dòng cảnh báo xảy

+ Setting : cài đặt thống số cho cảnh báo

Đặt số vị trí hàng đợi cho phép cảnh báo Đặt thời gian xuất cảnh báo lỗi hệ thống Đặt biểu tượng tương ứng với cảnh báo, lỗi…

59 + File  New  cửa sổ cho phép chọn loại hình sử dụng

Hình 6.8: Cửa sổ Device type

+ Click Ok để tạo Project Khi ta có Project để tiến

hành thiết kế

+ Hoặc ta sử dụng cách tạo Project mà hệ thống cho phép ta khai báo chi tiết yêu cầu hệ thống:

60 đầu thiết lập Project

Hình 6.9: Cửa sổ mở tạo project

61 Hình 6.10: Cửa sổ chọn thiết bị

T r o n g

đ ó : :

L ự a

62 Chọn thiết bị hiển thị, Click vào vùng lựa chọn xuất hình 6.11

2: Lựa chọn cáp kết nối

3: Lựa chọn thiết bị điều khiển

Nhấn Next cho phép ta thiết kế hiển thị cố định hình: Logo cơng ty, cảnh báo, giờ… Trên có lựa chọn để thay đổi vị trí hiển thị cố định

Hình 6.12: Nút chọn điều khiển

định dạng hình dạng Menu hình cây, số cành nhánh Menu ta tự lựa chọn Sau lựa chọn xong Menu hình tự tạo cho ta nút điều khiển để liên kết hình với

63 H

Hình 6.13: Chèn hình hiển thị viện có sẵn chương trình

64 Đặt tên Project tên người thiết kế

N h

Hình 6.15: Đặt tên Project ấn Finish để kết thúc việc khai báo cho Project 3.4 Một số hàm chức WinCC flexible

- Sau chèn thêm đối tượng vào hình, ngồi thuộc tính đối tượng WinCC flexible cịn cho ta kiện (Event) để viết lên đối tượng

- Các kiện chia làm nhiều nhóm tuỳ thuộc vào đối tượng ta sử dụng

- Trong kiện có nhiều hàm cho phép ta lựa chọn hàm để tác động có kiện xảy Các hàm hay sử dụng:

Các hàm tính toán (Calculator)

- DecreaseValue: Tăng giá trị biến + Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị

+ Value: giá trị giảm sau lần xuất kiện, giá trị số biến khác

- IncreaseValue: Giảm giá trị biến

+ Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị

65 thể số biến khác

- LinearScaling: hàm tuyến tính Hàm tính giá trị Y = (a*X)+b, với giá trị a b người lập trình tự chọn (có thể số biến) Khi giá trị Y tính theo hàm ứng với giá trị X đưa vào thời điểm xuất kiện

+ Nhập biến lưu giá trị Y + Nhập biến lưu giá trị X + Nhập biến số a, b

- InverseLinearScaling: hàm ngược Linear Scaling, giá trị X tính theo giá trị Y theo công thức: X= (Y-b)/a Các tham số hàm nhập tương tự hàm Linear Scaling - SetValue: Đặt giá trị cho biến xuất kiện

+ Tag(Out): lưu giá trị đặt vào xuất kiện

+ Value: giá trị đặt vào Tag xuất kiện, giá trị số biến

Các hàm làm việc với Bit (Edit Bit)

- InvertBit: Đảo giá trị Bit chứa biến khai báo xuất kiện - SetBit: Set biến khai báo lên xuất kiện

- ResetBit: Reset biến khai báo xuất kiện Hàm điều khiển hình (Screen)

- ActivateScreen: Gọi hình có tên khai báo xuất kiện + Screen name: Nhập tên hình cần hiển thị

+ Object number: Để mặc định

- ActivateScreenByNumber: Gọi hình có số thứ tự khai báo xuất kiện

+ Screen number: Nhập tên hình cần hiển thị + Object number: Để mặc định

- ActivatePreviousScreen: Gọi lại hình hiển thị trước Một số hàm chức khác

- StopRuntime: Dừng hoạt động Runtime có kiện xảy Hàm thường sử dụng muốn thoát khỏi chế độ chạy Runtime VD: tạo nút ấn với tác dụng thoát khỏi chế độ chạy Runtime hình

66

BÀI TẬP

Bài tập 1: Lập trình chương trình PLC S7-300 , Màn hình cảm ứng điều khiển dãy động dây chuyền sản xuất liên tục theo yêu cầu sau:

Khi nhấn START: băng tải M4 hoạt động giây băng tải M3 hoạt động, động băng tải M3 hoạt động giây băng tải M2 hoạt động, băng tải M2 hoạt động giây băng tải M1 hoạt động

Khi nhấn nút STOPS: băng tải M1 dừng 10 giây băng tải M2 dừng, động băng tải M2 dừng giây băng tải M3 dừng, băng tải M3 dừng 10 giây băng tải M4 dừng

Khi xảy cố tải hệ thống dừng, đèn báo cố nhấp nháy với tần số 2Hz

Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC S7-300 Màn hình cảm ứng điều khiển đèn giao thơng ngã tư theo yêu cầu sau:

- Đèn xanh sáng 08 giây - Đèn vàng sáng 02 giây - Đèn đỏ sáng 10 giây

67

BÀI 7: KẾT NỐI PLC VỚI MÀN HÌNH CẢM BIẾN

Giới thiệu:

Bài học hướng dẫn cách lập trình Win CC mơ hoạt động chương trình khiển lập trình PLC,nạp chương trình từ máy tính cho hình cảm biến, kết nối PLC với hình cảm biến

Mục tiêu:

- Kết nối PLC với hình cảm biến

- Lập trình trao đối liệu PLC hình cảm biến

- Sửa đổi giao diện chương trình cho phù hợp với yêu cầu ứng dụng Nội dung:

1.Lập trình PLC S7-300

(Bài 1)

1.1 Yêu cầu công nghệ:

Khi nhấn START: Hệ thống động hoạt động từ động cuối dây chuyền đến động đầu dây chuyền cách 05 giây

Khi nhấn nút STOP: Hệ thống động dừng từ động đầu dây chuyền đến động cuối dây chuyền cách 10 giây

Hệ thống có bảo vệ cố ngắn mạch, tải 1 Nhiệm vụ:

- Vẽ mạch động lực

- Lập bảng xác lập ngõ vào/ra - Vẽ sơ đồ nối dây PLC

- Viết chương trình PLC S7-300 theo ngôn ngữ LAD

- Kết nối thiết bị ngoại vi, download, vận hành chương trình 1.3 Lập trình điều khiển:

1.3.1 Mạch động lực:

1.3.2 Bảng trạng thái:

Xác định ngõ vào/

Ký hiệu Tốn hạng Mơ tả

F3 K 3 F2 K 2 K 1 L1 L2 L3 N P E ĐC1 F 1

ĐC2 ĐC

68

STOP I0.0 Dừng hệ thống

START I0.1 Khởi động hệ thống

K1 Q0.0 Contactor khống chế động K2 Q0.1 Contactor khống chế động K3 Q0.2 Contactor khống chế động 1.3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:

Chương trình Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự:

I0.0 I0.1 COM IN Q0.0 COM OUT 24VDC STOP K1

P

L

C

Q0.1 START

L N

K2 RN2

RN1

Q0.2 K3

69

2 Lập trình Màn hình cảm biến

( thực 6)

- Kết nối hình TP 177 với PLC S7 300 - Tạo Project WinCC Flexible + Chọn thiết bị hiển thị TP 177

70 + Chọn danh mục phép hiển thi hình

- Khai báo biến Biến khai báo định dạng biến liên kết với thiết bị điều khiển hay biến nội hình cơng nghiệp Các bước bao gồm: + Truy cập vùng khai báo biến

+ Khai báo biến: tên biến, dạng biến (biến liên kết hay biến nội tại), kiểu biến + Nếu biến dạng biến liên kết (là biến nhớ thiết bịđiều khiển) ta phải khai báo rõ địa biến thiết bị điều khiển Khi

đó thay đổi biến hình thiết bị điều khiển dẫn đến thay đổi giá trị vùng nhớ

+ Tiến hành khai báo biến:

địa PLC VW0 Biến có tác dụng thay lưu giữ giá trị mức nhiên liệu bình trộn

ăng giảm mức nhiên liệu bình Cả hai biến định dạng kiểu Bool có địa PLC M0.0 M0.1

71 Hình 7.1.Giao diện hình thiết kế

đối tượng lựa

chọn Tồn thuộc tính đối tượng hiển thị đây: màu sắc, vị trí, kich thước, phông chữ, kiện đối tượng…

+ Tạo nút ấn điều khiển: nút ấn tăng liệu, nút ấn giảm liệu, nút thoát khỏi chế độ chạy Runtime hình:

72 Hình 7.2.Hiển thị thiết kế

định dạng thuộc tính nút ấn: Thay đổi chữ hiển thị nút Lần lượt thay đổi tên nút thành: Increase, Decrease, Shut Down Khi ta có

Hình 7.3.Điều chỉnh thơng số Thêm biểu tượng bình trộn vào hình

ư viện WinCC  Graphic  Symbol Factory 16 colors  Tanks Chọn dạng bình trộn mong muốn

73 Đưa biểu tượng vào hình

Điều chỉnh thông số cho vùng vào liệu o Định dạng vùng liệu vào

o Biến hiển thị TankLevel (giá tri TankLevel hiển thị vùng liệu này)

o Giá trị hiển thị nguyên giá trị lớn hiển thị 999 o Định dạng cách hiển thị phông chữ cho vùng liệu

đổi xong ta có hình giao diện theo mong muốn: - Tạo chức cho nút điêu khiển

+ Chọn nút đ y với nút ấn gọi hàm chức năng:

Hình 4.Chọn kiểu tác động + Lựa chọn hàm gọi có kiện xảy

+ Đối với nút ấn Increase Decrease ta chọn hàm

74 Hình Hàm chức

IncreaseValue DecreaseValue, biến tác động TankLevel Sau lần có kiện nhấn nút tương ứng xảy giá trị biến TankLevel tăng/giảm hai đơn vị

+ Đối với nút ấn Shutdown ta lựa chọn hàm StopRunTime để dừng chế độ chạy RunTime

- Tiến hành Download xuống hình

- Kết nối mành hình với thiết bị điều khiển (PLC S7 200) - Lập trình với thiết bị điều khiển

+ Viết chương trình hoạt động với S7: Khi nút điều khiển hình cơng nghiệp (Increase Decrease) tác động thay đổi giá trị biến Đồng thời PLC có hai đầu vào ứng làm nhiệm vụ tăng giảm giá trị biến TankLevel

+ Chương trình điều khiển Tiến hành cho PLC hình hoạt động Khi ta điều kiển mức nhiên liệu bình từ hình điều khiển từ PLC

3 Trao đối liệu PLC hình cảm biến

75 - Cả PLC hình cơng nghiệp TP 177A nói riêng tất hình cơng nghiệp nói chung sử dụng cơng truyền thơng dạng chuẩn RS 485 Vì việc kết nối hình PLC đơn giản cần sử dụng cáp nối song song

- Đối với TP 177 để liên kết với PC ta cần sử dụng cáp MPI DP (dạng chuẩn Profibus)

- Thông thường sử dụng cáp MPI - Các bước tiến hành để liên kết với PC + Thiết lập kết nối máy tính

 Simatic Step 7 Setting PC/PG Interface

76 Hình 7.9 Chọn cáp kết nối

độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa điều khiển

77 với PC Tuỳ thuộc vào loại cáp MPI sử dụng cổng USB hay Com mà ta chọn cổng kết nối thích hợp

Hình 7.11 Chọn chuẩn kết nối + Thiết lập cho TP 177

78 Hình 7.12 Cài đặt truyền thơng

đó ta có hình cho phép định dạng truyền thơng cho TP177

Hình 7.13 Chọn kiểu truyền thông + Thiết lập hình

79 Hình 7.14 Màn hình chờ kết nối

Nhấn Tranfer để kết nối với PC PLC Ta chọn Tranfer muốn Dowload chương trình từ máy tính xuống hình

ương trình điều khiển nạp vào để thiết lập thơng số cho hình

Hình 7.15 Control panel

80



Hình 7.16 Truyền tải liệu

 (1) địa Bus truyền thông

 (2) tốc độ truyền thơng

 o Có thể chọn: Tranfer sau thiết lập cho MPI/DP

Hình 7.17: Thiết lập cáp MPI

 (1): khu vực truyền thông qua cổng nối tiếp

81

 (3): Advanced: cho phép ta thiết lập cho cáp MPI/DP

 o Thiết lập bảo mật cho chương trình: ta nhập Password vào

 khu vực để bảo mật cho hệ thống



Hình 7.18 Thiết lập bảo mật

OP: khu vực cho phép ta thử nghiệm độ nhạy cảm ứng hình cách di trỏ để vị trí khác hình

+ Tồn cửa sổ đóng đồng ý với thiết lập cách nhấn phím - Download xuống mà hình

+ Nhân nút Tranfer hình cơng nghiệp

+ Tiến hành truy nhập vào cửa sổ Tranfer nhấn Tranfer BÀI TẬP

Bài tập 1: Lập trình chương trình PLC S7-300 ,Màn hình cảm ứngtheo yêu cầu sau:

82 thùng hoạt động trở lại chuyển thùng rỗng vào vị trí Băng tải táo hoạt động trở lại….quá trình lặp lại nhấn nút STOPS dừng

Nhấn STOPS hệ thống dừng, động băng tải thùng động băng tải táo bảo vệ tải

Khi xảy tải, đèn báo cố nhấp nháy với tần số 5Hz

Bài tập 2: Lập trình chương trình PLC S7-300 , Màn hình cảm ứng điều khiển thang máy theo yêu cầu sau:

- Nhấn START thang máy có điện, chuẩn bị làm việc, báo đèn xanh - Nhấn GT1, GT2, GT3, GT4 để gọi thang đến tầng

83 TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trung tâm Việt Đức – Tài liệu thực hành PLC-S7 300 – Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

[2] Trần Thế San (biên dịch) - Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC– NXB Đà Nẵng– 2005