Giáo trình PLC nâng cao cung cấp cho người học những kiến thức như: Giới thiệu chung về PLC; Lập chương trình cho CPM2A; Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi; Các bài tập vận dung. Mời các bạn cùng tham khảo!
``BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: PLC nâng cao NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/ CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh Phúc, năm 2018 MỤC LỤC Chương Giới thiệu chung PLC 1.1 Giới thiệu chung PLC 1.2 Tổng quan CPM2A Chương Lập chương trình cho CPM2A 42 2.1 Tổ chức chương trình 42 2.2 Các chế độ hoạt động 47 2.3 Các lệnh lập trình 69 Chương Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 73 3.1 Ghép nối PCL với thiết bị laaoj trình tay 73 3.2 Ghép nối PLC với máy tính 74 3.3 Ghép nối PLC với tín hiệu vào/ra 85 3.4 Phần mềm lập trình 86 Chương Các tập vận dung 89 4.1 Trò chơi đường lên đỉnh Olympia 89 4.2 Điều khiển đèn giao thông 92 4.3 Đóng mở gara tự động 93 4.4 Điều khiển dây truyền đóng hộp sản phẩm 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .115 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: PLC NÂNG CAO Mã mô đun: MĐCC14020071 Thời gian thực mô đun: 45 (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 28 giờ: Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí mơ đun: Mơ đun học sau mơ đun: PLC - Tính chất mơ đun: Là mô đun thuộc môn chuyên ngành/ nghề bắt buộc II Mục tiêu mô đun + Kiến thức: Mô đun trang bị cho sinh viên kiến thức phần cứng lệnh lập trình sử dụng PLC CPM2A + K¯ n¯ng: Th¯c hi¯n ¯¯¯c m¯t s¯ b¯i tốn ¯ng d¯ng PLC cơng nghi¯p + Về lực tự chủ trách nhiệm: Dự lớp đầy đủ theo quy định, rèn luyện tác phong công nghiệp, biết cách làm việc nhóm III Nội dung mơ đun 1.Nội dung tổng quát phân bổ thời gian Thời gian (giờ) S TT Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết Chương Giới thiệu chung PLC 1.1 Giới thiệu chung PLC 1.2 Tổng quan CPM2A 2 Chương Lập chương trình cho CPM2A 2.1 Tổ chức chương trình 2.2 Các chế độ hoạt động 2.3 Các lệnh lập trình 10 Chương Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi 3 Thực hành, thí Kiểm nghiệm, tra thảo luận, tập 3.1 Ghép nối PCL với thiết bị lập trình tay 3.2 Ghép nối PLC với máy tính 3.3 Ghép nối PLC với tín hiệu vào/ra 3.4 Phần mềm lập trình Chương Các tập vận dung 30 28 28 4.1 Trò chơi đường lên đỉnh Olypia 4.2 Điều khiển đèn giao thong 4.3 Đóng mở gara tự động 4.4 Điều khiển dây truyền đóng hộp sản phẩm Cộng 45 15 Chương Giới thiệu chung PLC Giới thiệu: - Việc kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi quan trọng Nó định đến việc PLC giao tiếp với thiết bị lập trình ( máy tính ) hệ thống điều khiển hoạt động theo yêu cầu thiết kế hay khơng Ngồi việc nối dây cịn liên quan đến an toàn cho PLC hệ thống điều khiển Mục tiêu: + Kiến thức: Trang bị cho sinh viên khái niệm điều khiển logic lập trình + Kỹ năng: Nhận biết phần cứng CPM2A + Thái độ: Yêu nghề, cần cù, tỷ mỉ 1.1 Giới thiệu chung PLC † 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 1.2 Tổng quan CPM2A 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 † 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 101 - Nhấn nút Khởi động băng tải chạy, nhấn nút Dừng băng tải dừng Nếu sản phẩm loại ngắn đưa vào khay B1 Nếu sản phẩm loại dài đưa vào khay B2 Nhấn nút Khởi động băng tải chạy, nhấn nút Dừng băng tải dừng S1 tác động-dừng băng tải, + S2 tác động, S3 không tác động xylanh P đẩy sản phẩm vào khay B1 + S2 S3 tác động, tiếp tục chạy băng tải để đưa sản phẩm vào khay B2 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Viết chương trình điều khiển: 102 Chạy mơ chương trình: 103 - 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 - Giúp sinh viên biết cách thiết kế xử lý lỗi hệ thống PLC - Biết cách lập trình download xuống PLC Omron - 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 104 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 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 2.3 Viết chương trình điều khiển: Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Ngõ Mô tả Động chạy tới (K) Nâng lên(K1) Hạ xuống(K2) 105 106 107 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 phôi lấy thực xong chu kỳ 108 a) Sơ đồ kết nối khí nén (sơ đồ động lực) S1 S2 S3 Y1 Y2 S4 S5 Y3 S6 Y4 1 - Sau học học sinh viết chương trình PLC điều khiển hệ thống vơ nước chai tự động - 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) 109 - 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 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 Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Ngõ Mơ tả Băng tải (K) Cần rót xuống (Y1) Cần rót lên (Y2) Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: Viết chương trình điều khiển: 110 111 - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình - 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 112 cho chu kỳ Nếu q tình họat động có cố bấm nút dừng hệ thống dừng 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 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 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) 113 114 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề cương môđun/môn học nghề Sửa chữa thiết bị điện tử công nghiệp”, Dự án Giáo dục kỹ thuật Dạy nghề (VTEP), Tổng cục Dạy Nghề, Hà Nội, 2003 Automatisieren mit sps - Guenter, Wellenreuther, Dieter Zastrow nxb Viweg Stuerung von - ELWE Tự động hóa với simatic s7-200 Nguyễn Dỗn Phước nxb nơng nghiệp 5.Kỹ thuật điều khiển lập trình Trung tâm Việt Đức Trường ĐHSPKT ... vùng nhớ lớn.( hình 1.1) - PLC S 7-3 00 Siemens tuân theo nguyên này: Hình 1.1: Các khối chức S 7-3 00 - - - - Các module chức S 7-3 00: PS (Power Supply Module): nguồn cho S 7-3 00 CPU: xử lý trung tâm... viết chương trình FBD) Hình 1.5 chương trình khối theo dạng FBD † 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... nhiều trạm PLC S 7-3 00/400 thủ tục truyền thông chúng - Soạn thảo cài đặt chương trình điều khiển cho nhiều trạm - Giám sát việc thực chương trình điều khiển trạm PLC gỡ rối chương trình 43 - Ngồi