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]
(1)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
(2)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
(3)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
(4)
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
(5)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:
(6)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
(7)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
(8)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
(9)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
(10)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
(11)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
(12)10 Hình 1.6 Chọn để vào giao diện để viết chương trình
Nhấp đúp vào OB1, hình làm việc mở Hình 1.7
(13)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
(14)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
(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:
(16)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
(17)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
(18)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
(19)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
(20)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
(21)19 - Khi ta có cửa sổ để thiết lập truyền thơng máy tính PLC
(22)
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
(23)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
(24)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
(25)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)(27)(28)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
(29)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
(30)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
(31)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:
(32)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
(33)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
(34)(35)(36)(37)35 3.5 Download chương trình từ máy tính đến PLC
(38)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
(39)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
(40)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
(41)39 Quá trình hoạt động mơ tả theo giản đồ thời gian sau
3 Lập trình điều khiển: 3.1 Mạch động lực
(42)40 3.3 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi:
(43)(44)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
(45)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 công 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
(46)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:
(47)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
(48)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:
(49)47 Q0.1
(50)(51)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:
(52)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
(53)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
(54)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
(55)(56)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
(57)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
(58)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
(59)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:
(60)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…
(61)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:
(62)60 đầu thiết lập Project
Hình 6.9: Cửa sổ mở tạo project
(63)61 Hình 6.10: Cửa sổ chọn thiết bị
T r o n g
đ ó : :
L ự a
(64)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
(65)63 H
Hình 6.13: Chèn hình hiển thị viện có sẵn chương trình
(66)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
(67)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
(68)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
(69)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
(70)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
(71)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
(72)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
(73)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:
(74)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
(75)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
(76)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
(77)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
(78)76 Hình 7.9 Chọn cáp kết nối
độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa điều khiển
(79)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
(80)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
(81)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
(82)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
(83)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:
(84)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
(85)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