PLC NANG CAO NGHỀ ĐTCN

BÀI 1: KẾT NỐI DÂY GIỮA PLC VỚI CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi  Giới thiệu PLC S7-300: - Trong hệ thống sản xuất đại số lượng đối tượng điều khiển có số lượng lớn đa dạng hình thức Để tăng tính linh hoạt cho người ta chia PLC thành nhiều module (các khối chức năng) với CPU quản lý vùng nhớ lớn.( hình 1.1) - PLC S7-300 Siemens tuân theo nguyên này: Hình 1.1: Các khối chức S7-300 - - - - Các module chức S7-300: PS (Power Supply Module): nguồn cho S7-300 CPU: xử lý trung tâm SM (Signal Module): module tín hiệu có dạng + DI/DO (Digital Input/Digital Output): ngõ vào/ra dạng số + AI/AO (Analog Input/Analog Output): ngõ vào/ra dạng tương tự IM (Interface Module): khối giao tiếp mở rộng PLC FM (Function Module): module chức đặc biệt + Đếm (Counter) + Điều khiển vị trí (Positioning Module) + Điều khiển vịng kín (PID module) CP (Communication Processing module): module xử lý truyền thông + Kết nối điểm – điểm (point – point) + Profibus + Ethernet công nghiệp (Industrial Ethernet) DM (Dummy Module): Module giả lập dự phòng DM370 địa ngõ vào/ra 1.1 Kết nối với máy tính Sơ đồ kết nối máy tính với PLC ( hình 1.2) Hình 1.2 Sơ đồ kết nối máy tính với PLC Sơ đồ kết nối chi tiết máy tính với PLC SIMENS - Đối với thiết bị lập trình hãng SIMENS có cổng giao tiếp PPI kết nối trực tiếp với PLC thông qua sợi cáp Tuy nhiên máy tính cá nhân cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/PPI ( hình 1.3) Hình 1.3 Sơ đồ khối plc Mở nguồn cho PLC Chuyển sang trạng thái stop Đèn stop lên Chuyển cần gạt sang chế độ MRES giữ khoảng 3s để reset trước đổ Chuyển nút gạt vị trí stop đổ chương trình - Chương trình sau soạn thảo cần truyền xuống CPU Để làm điều này, ta nhấn chuột trái vào biểu tượng công cụ trả lời đầy đủ câu hỏi Chú ý nạp chương trình cần phải đặt CPU trạng thái Stop CPU trạng thái RUN-P a Xóa chương trình có sẵn CPU - Để thực việc nạp chương trình từ PC xuống CPU ta cần thực cơng việc xóa chương trình có sẵn CPU Đều ta thực bước sau: ( hình 1.4) + Đưa trạng thái CPU STOP: Từ hình Step 7, ta chọn lệnh: Hình 1.4 xóa chương trình plc b Giám sát hoạt động chương trình (hình 1.5) - Sau nạp chương trình soạn thảo xuống CPU lúc chương trình ghi vào nhớ CPU Khi ta tách rời PC CPU S7 mà chương trình hoạt động bình thường Để thực việc quan sát trình hoạt động chương trình CPU ta sử dụng chức giám sát chương trình cách nhấn vào biểu tượng công cụ Sau chọn chức giám sát chương trình hình xuất cửa sổ sau: - Tùy theo kiểu viết chương trình mà ta nhận khác kiểu hiển thị hình (Dưới sử dụng chương trình kiểu viết chương trình FBD) Hình 1.5 chương trình khối theo dạng FBD 1.2 Kết nối ngõ vào cho PLC:  Cảm biến: - Công dụng: Biến đại lượng vật lý sang tín hiệu điện để PLC xác định trạng thái trình điều khiển - Phân loại: - Các cảm biến logic (rời rạc): Được dùng để xác định tồn vật thể - ( Công tắc cơ, công tắc lưỡi gà, công tắc nhiệt, cảm biến quang, cảm biến điện dung, cảm biến điện cảm, cảm biến áp suất ) - Các cảm biến liên tục: Được dùng để đo đại lượng vật lý nhiệt độ, áp suất, tốc độ ( Cảm biến khoảng dịch chuyển, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất ) a Các cảm biến logic (rời rạc): - Công tắc cơ: trạng thái: Đóng mở ( hình 1.6) + Cơng tắc có tiếp điểm thường mở (NO), thường đóng (NC) + NO: Khi khơng có tín hiệu vào học: Mở, có tín hiệu vào học: Đóng + NC: Khi khơng có tín hiệu vào học: Đóng, có tín hiệu vào học: hình 1.6 kết nối công tắc theo mức logic - Công tắc giới hạn: Công dụng phát có mặt chi tiết chuyển động ( hình 1.7 ) Hình 1.7 cơng tắc hành trình  kết nối ngõ vào nút nhấn công tắc hành trình ( hình 1.8 ) Hình 1.8 kết nối tín hiệu ngõ vào plc - Cảm biến quang, Cảm biến điện dung, Cảm biến điện cảm: dùng để xác định có vật thể Có hai dạng cảm biến: kiểu NPN ( hình 1.9 ) kiểu PNP ( hình 1.10 ) Hình 1.9: kết nối ngõ vào cảm biến kiểu NPN Hình 1.10: kết nối ngõ vào cảm biến kiểu PNP b Các cảm biến liên tục - Bộ đo tốc độ góc: đo tốc độ quay trục động ( hình 1.11) Hình 1.11 - Cảm biến nhiệt độ + Các loại cảm biến nhiệt độ + Cảm biến nhiệt độ điện trở RTD (Resistive temperature detector) ( hình 1.12 ) + Nhiệt độ tăng => điện trở tăng Hình 1.12 + Cặp nhiệt điện ( hình 1.13 ) + Dải đo: -100 đến 2000 độ C Hình 1.13 1.3 Kết nối ngõ cho PLC: - Cơng dụng: Biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành hoạt động có cơng suất cao hơn, sau hoạt động điều khiển trình khác - Phân loại: + Thiết bị logic Solenoid Van Xi lanh + Thiết bị liên tục Động DC, AC Động bước … - kết nối ngõ ra: Hình 1.13: kết nối ngõ với chân com âm Hình 1.14: kết nối ngõ với chân com dương Kiểm tra việc nối dây phần mềm - Để viết chương trình điều khiển loại PLC phải sử dụng chương trình kèm Đa số phần mềm viết chương trình lập trình PLC đơn thảo chương trình điều khiển Tuy nhiên, phần mềm Step7 Manager dành cho PLC S7-300 & 400 phần mềm toàn diện gồm nhiều chức năng, khơng soạn thảo chương trình mà cịn giúp quản lí hoạt động PLC - Step7 Manager hỗ trợ chức sau: + Khai báo phần cứng cho trạm PLC thuộc họ S7-300/400 + Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-300/400 thủ tục truyền thông chúng + Soạn thảo cài đặt chương trình điều khiển cho nhiều trạm Quan sát việc thực chương trình điều khiển cho trạm PLC gỡ rối chương trình - Ngồi Step7 cịn có thư viện gồm đầy đủ hàm chuẩn hữu ích, phần trợ giúp online mạnh có khả trả lời câu hỏi người dùng cách sử dụng Step7, cú pháp lệnh lập trình, xây dựng cấu hình cứng trạm mạng gồm nhiều trạm PLC ( hình 1.15) + Trạng thái 3:Xy lanh co, băng tải dừng, cấu kẹt không hoạt động + Trạng thái 4:Cơ cấu dập hoạt động, băng tải dừng, xy lanh co + Sau quay trạng thái Trình tự thực hành: - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Allenbradley, hang simen viết chương trình 3.5 Thiết bị nâng hàng I MỤC ĐÍCH – U CẦU: Mục đích: - Giúp sinh viên biết cách thiết kế xử lý lỗi hệ thống PLC - Biết cách lập trình download xuống PLC Omron Yêu cầu: - Sau học học sinh làm quen với mơi trường lập trình PLC Omron, thiết kế, mơ hệ thống PLC đơn giản II PHẦN THỰC HÀNH: Yêu cầu cơng nghệ: - Gồm cần gạt vị trí: B lên A xuống, hành trình s1 giới hạn trên, hành trình s2 giới hạn Trên cần gạt có gắn nút nhấn điều khiển xe chạy thẳng Xe thiết kế cho tải trọng 1000kg, cần gạt qua trái xe rẽ phải, cần gạt qua phải xe rẽ trái Trình tự thực hành: 2.1 Quy định địa ngõ vào/ra: Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Ngõ vào Mô tả Nút ON HTS1 HTS2 Cần gạt vị trí B Cần gạt vị trí A 2.2 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Ngõ Mô tả Động chạy tới (K) Nâng lên(K1) Hạ xuống(K2) 2.3 Viết chương trình điều khiển: 2.4 Chạy mơ chương trình: III BÀI TẬP THỰC HÀNH: Đầu tiên cấu đưa phôi vào Khi ta mở cơng tắc nhấn nút piston A vào làm công việc kẹp chặt phôi Sau piston B vào uốn cong phơi lần đầu với góc 90 °, xong piston B lùi piston C vào thực uốn cong phôi lần hai với hình dáng giống cữ chặn, sau piston C lùi piston C lùi piston A lùi phơi lấy thực xong chu kỳ a) Sơ đồ kết nối khí nén (sơ đồ động lực) S1 S2 S3 Y1 Y2 S4 S5 Y3 S6 Y4 1 Trình tự thực hành: - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình 3.6 Thiết bị vơ nước chai I MỤC ĐÍCH – U CẦU: Mục đích: - Ứng dụng lệnh PLC để viết chương trình điều khiển theo yêu cầu giáo viên Yêu cầu: - Sau học học sinh viết chương trình PLC điều khiển hệ thống vô nước chai tự động II PHẦN THỰC HÀNH: u cầu cơng nghệ: - Mơ hình bao gồm: băng tải, xi lanh để nâng hạ cần rót nước, van solenoid, cảm biến nhận biết chai, cơng tắc hành trình - u cầu: Khi chai làm vệ sinh xong,được bỏ lên dây chuyền (băng tải ) - Nhấn phím bấm điều khiển ON băng tải hoặt động, đưa chai đến vị trí rót nước.Băng tải dừng (cảm biến nhận chai điều khiển băng tải dừng 2s) - Khi cần rót nước hạ xuống đến CTHT giới hạn dừng lại Van xả nước mở để rót nước vào chai Sau thới gian 3s van xả đóng lại Sau cần xả kéo lên đến GH Trên dừng lại Sau băng tải tiếp tục làm việc Trình tự thực hành: 2.1 Quy định địa ngõ vào/ra: Địa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Ngõ vào Mô tả Nút ON Nút OFF Cảm biến Hành trình Hành trình 2.3 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Ngõ Mơ tả Băng tải (K) Cần rót xuống (Y1) Cần rót lên (Y2) 2.4 Viết chương trình điều khiển: 2.5 Chạy mơ chương trình: III BÀI TẬP THỰC HÀNH: Lập trình PLC điều khiển dây chuyền sản xuất gồm động hoạt động sau: - Nhấn nút khởi động cho động Đ1 chạy, sau 5s cho phép vận hành Đ2 - Nhấn nút khởi động cho động Đ2 chạy, đồng thời lúc động Đ1 ngừng, sau 10s cho phép vận hành động Đ3 - Nhấn nút khởi động động Đ3 chạy đồng thời lúc động Đ2 ngừng - Nhấn nút dừng động chạy phải ngừng Yêu cầu thực hành: - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình 3.7 Thiết bị trộn hóa chất I MỤC ĐÍCH – U CẦU: Mục đích: - Ứng dụng lệnh PLC để viết chương trình điều khiển theo yêu cầu giáo viên Yêu cầu: - Sau học học sinh viết chương trình PLC điều khiển hệ thống trộn hóa chất II PHẦN THỰC HÀNH: u cầu cơng nghệ: - Mơ hình bao gồm: hai máy bơm để bơm hóa chất vào, máy bơm để hút hóa chất ra, động trộn hóa chất, van xả hóa chất, cảm biến báo hóa chất đầy, cảm biến báo hóa chất bồn hết - Yêu cầu: Lập trình PLC điều khiển bồn trộn hóa chất từ loại khác hoạt động sau: - Nhấn nút khởi động, bơm việc bơm loại hóa chất vào bồn trộn, hóa - chất đầy bơm ngưng máy trộn họat động vịng phút Khi trộn xong - van xả bơm họat động bơm hoá chất để sử dụng Khi sử dụng hết van xả bơm ngưng làm việc động thơi lúc bơm họat động trở lại cho chu kỳ Nếu q tình họat động có cố bấm nút dừng hệ thống dừng Trình tự thực hành: 2.1 Quy định địa ngõ vào/ra: Địa I0.0 I0.3 I0.1 I0.2 Ngõ vào Mô tả ON OFF Cảm biến báo đầy Cảm biến báo hết 2.3 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 2.4 Viết chương trình điều khiển: Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Ngõ Mô tả Bơm 1(K1) Bơm 2(K2) Máy trộn(K3) Bơm 3(K4) Van xả(Y) 2.5 Chạy mơ chương trình: III BÀI TẬP THỰC HÀNH: Bài 1: - Chương trình điều khiển máy trộn bê tông, theo yêu cầu sau: - Nhấn nút ON, van V1 mở 5s, V2 mở 10s V3 mở 15s cho vật liệu vào máy (V1 chứa nước, V2 chứa xi măng, V3 chứa cát) - Sau động Đ1 hoạt động 10s để trộn - Van V4 mở động Đ2 hoạt động bơm bê tơng ngồi - Khi hết bê tơng máy, bắt đầu qui trình - Nhấn nút OFF, dừng q trình trộn sau hết bê tơng máy - Nếu có cố nhấn nút E để dừng Bài 2: Chương trình điều khiển bồn trộn hóa chất theo yêu cầu sau: - Bảng điều khiển có nút nhấn: ON, OFF, M1, M2, RESET - Nếu nhấn nút ON bồn trộn hoạt động 30s - Nếu nhấn M1 bồn hoạt động 15s, bồn dừng - Nếu nhấn M2 bồn hoạt động 15s, bồn dừng - Khi trộn, van bồn bị hở phải báo chuông dừng trộn - Sau khắc phục cố, nhấn nút RESET để trả lại trạng thái bình thường - Nhấn nút OFF dừng hoạt động bồn trộn Yêu cầu thực hành: - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình ... với PLC ( hình 1.2) Hình 1.2 Sơ đồ kết nối máy tính với PLC Sơ đồ kết nối chi tiết máy tính với PLC SIMENS - Đối với thiết bị lập trình hãng SIMENS có cổng giao tiếp PPI kết nối trực tiếp với PLC. .. trình cho PLC, tức sau tồn soạn thảo biên dịch chuyển sang PLC Không thế, Step7 tạo khả quan sát việc thực chương trình PLC Muốn ta cần phải cần có thiết bị với giao diện kết nối PC với PLC để truyền... cứng chương trình cho PLC, tức sau tồn soạn thảo dịch sang PLC Khơng thế, Step7 cịn có khả quan sát việc thực chương trình PLC Muốn ta cần phải có giao diện ghép nối PC với PLC để truyền thông