Giáo trình mô đun PLC nâng cao (Nghề Điện Công nghiệp Trình độ cao đẳng)

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: 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 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 Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm 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 động dừng theo trình tự Bài 2: Điều khiền động khơng 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 cô bạn học sinh- sinh viên để hoàn thiện sách Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 25 tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Đinh Hùng MỤC LỤC GIÁO TRÌNH LỜI GIỚI THIỆU BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG VÀ DỪNG THEO TRÌNH TỰ Yêu cầu công nghệ: Nhiệm vụ: 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 Yêu cầu: 21 Sơ đồ mạch động lực bảng điều khiển 21 Sơ đồ kết nối phần cứng 22 BÀI MƠ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG CHO MỘT NGÃ TƯ 29 1.Yêu cầu công nghệ: 29 Nhiệm vụ: 30 Lập trình điều khiển 30 BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN 37 1.Yêu cầu công nghệ: 37 Nhiệm vụ: 38 Lập trình điều khiển: 39 BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC 43 Yêu cầu công nghệ: 43 Nhiệm vụ: 44 Lập trình điều khiển: 44 BÀI 6: MÀN HÌNH CẢM BIẾN 50 1.Giới thiệu hình TP177A 50 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 Lập trình Màn hình cảm biến ( thực 6) 69 Trao đối liệu PLC hình cảm biến 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 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 phải học sau mô đun lắp đặt điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển Điện- khí nén lập trình PLC Mơ đun nên học cuối khóa học - Tính chất mơ đun: Là mơ đun tự chọn giúp người học nâng cao kỹ lập trình thực PLC có cấu hình cao II Mục tiêu mô đun: Sau học xong mơ 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: Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc 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 thơng 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: 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 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 Lập trình điều khiển: 3.1 Mạch động lực: L1 L2 L3 N PE F F2 F3 K1 K2 K3 ĐC1 ĐC2 ĐC3 3.2 Baûng trạng thái: Xác định ngõ vào/ Ký hiệu Toán hạng Mô tả STOP I0.0 Dừng hệ thống START I0.1 Khởi động hệ thống K1 K2 Q0.0 Q0.1 Contactor khống chế động Contactor khống chế động K3 Q0.2 Contactor khống chế động 3.3.Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi: STOP START I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 Q0.2 K1 RN1 K2 RN2 K3 RN3 P L C 24VDC COM IN COM OUT L N 3.4 Chương trình điều khiển: 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 Hộp thoại NEW Project xuất Nhấp Next để chương trình tiếp tục 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 Sau chọn CPU ta nhấp chuột vào Next, chọn chế độ làm việc LAD(ngơn ngữ lập trình dạng bậc thang) 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 + Chọn thiết bị điều khiển PLC S7 300 69 + 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 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 - Tiến hành thiết kế giao diện cho hình + Mở hình để thiết kế 70 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: viện biểu tượng đơn giản WinCC Flexible 71 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 viện WinCC  Graphic  Symbol Factory 16 colors  Tanks Chọn dạng bình trộn mong muốn ượng lựa chọn đưa vào vùng thiết kế giao diện ượng thư viện  IO Field 72 Đưa biểu tượng vào hình Điều chỉnh thơng 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 Hình Lựa chọn hàm chức 73 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 Trao đối liệu PLC hình cảm biến Hình 7 Hàm chức 74 - Cả PLC hình cơng nghiệp TP 177A nói riêng tất hình cơng nghiệp nói chung sử dụng công truyền thông 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 Hình 7.8 Cửa sổ chương trình để kết nối  Properties 75 Hình 7.9 Chọn cáp kết nối độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa điều khiển Hình 7.10 Thiết lập thông số 76 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  Tranfer Tranfer Setting 77 Hình 7.12 Cài đặt truyền thơng ta có hình cho phép định dạng truyền thơng cho TP177 Hình 7.13 Chọn kiểu truyền thơng + Thiết lập hình động chế độ chờ với chế độ khác nhau: 78 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  Chọn MPI/DP để thiết lập thông số 79  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  (2): khu vực truyền thông với cáp MPI 80  (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 ứng theo yêu cầu sau: Nhấn START băng tải thùng hoạt động đưa thùng rỗng vào vị trí (S2) Sau 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 81 thùng hoạt động trở lại chuyển thùng rỗng vào vị trí Băng tải táo hoạt động trở lại….q 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 - Nhấn ĐT1, ĐT2, ĐT3, ĐT4 để chọn tầng đến - Thang lên thang xuống đèn vàng nhấp nháy - Nhấn STOP thang dừng khẩng cấp, báo đèn đỏ 82 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 [3] Các tạp chí, tài liệu kỹ thuật có liên quan 83 ... 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. .. Vị trí mơ đun: Mô đun phải học sau mô đun lắp đặt điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến, Điều khiển Điện- khí nén lập trình PLC Mơ đun nên học cuối khóa học - Tính chất mơ đun: Là mơ đun tự chọn... 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