Giáo trình Lập trình PLC (Nghề: Điện tử công nghiệp) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

(NB) Giáo trình Lập trình PLC cung cấp cho người học những kiến thức như: Lập trình các tập lệnh của dữ liệu; Lập trình các phép toán số của PLC; Lập trình và vận hành mô hình điều khiển bằng PLC. Mời các bạn cùng tham khảo!

-1TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình 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 -2LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng Trung cấp, giáo trình Lập trình PLC giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơ đun Lập trình ứng dụng PLC Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logic Nội dung giáo trình “ Lập trình PLC” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Giáo trình nội nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm cơng tác ngành đào tạo chun nghiệp Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận tham gia đóng góp ý kiến đồng nghiệp chuyên gia kỹ thuật đầu ngành Xin trân trọng cảm ơn !!! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ -3MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU - BÀI 1: LẬP TRÌNH CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU - Lập trình lệnh liên kết logic - 1.1 Các lệnh vào/ra lệnh tiếp điểm đặc biệt - 1.2 Trình tự thực - 12 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 18 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 18 Lập trình lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm - 21 2.1 Các lệnh lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm - 21 2.2 Trình tự thực - 34 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 35 BÀI 2: LẬP TRÌNH CÁC PHÉP TỐN SỐ CỦA PLC - 37 Lập trình lệnh chức truyền dẫn - 37 1.1 Các lệnh chức truyền dẫn - 37 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 44 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 45 Lập trình lệnh chức so sánh - 48 2.1 Các lệnh chức so sánh - 48 2.2 Trình tự thực hiện: - 51 2.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 52 2.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 52 BÀI 3: LẬP TRÌNH VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC .- 55 Lập trình vận hành điều khiển mơ hình van điện từ hai cuộn dây - 55 1.1 Mơ hình van điện từ hai cuộn dây - 55 1.2 Trình tự thực - 57 1.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 57 1.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 58 Lập trình vận hành điều khiển hệ thống cung cấp khí nén - 59 2.1 Mơ hình hệ thống cung cấp khí nén - 59 2.2 Trình tự thực - 63 - -42.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 63 2.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 64 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 66 3.1 Mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 66 3.2 Trình tự thực - 68 3.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 69 3.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 69 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều gián tiếp động pha rơ to lồng sóc - 69 4.1 Mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động pha roto lồng sóc - 69 4.2 Trình tự thực - 71 4.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 72 4.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 72 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động không đồng ba pha - 75 5.1 Mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động khơng đồng ba pha 5.2 Trình tự thực - 77 5.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 78 5.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 78 6.1 Mơ hình điều khiển băng tải - 81 6.2 Trình tự thực - 84 6.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục - 85 6.4 Bài tập ứng dụng liên quan - 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 89 - -5- GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Lập trình PLC Mã mơ đun: MĐ ĐTCN 23 Thời gian thực mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 25 giờ; Thực hành: 59 giờ; Thi, kiểm tra 6) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Là mơn học chun mơn nghề chương trình đạo tạo trình độ cao đẳng điện tử - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề II Mục tiêu mô đun: * Về kiến thức: - Phân tích nguyên lý làm việc hệ điều khiển lập trình PLC so sánh ưu nhược điểm với hệ thống điều khiển khác - Lập bước lập trình, kết nối điều khiển mơ đun mơ hình PLC ứng dụng - Biết phịng tránh lỗi thường gặp lập trình, kết nối điều khiển chương trình PLC * Về kỹ năng: - Viết chương trình phần mềm PLC để điều khiển mơ hình PLC ứng dụng - Kết nối nạp chương trình từ máy tính đến mơ hình ứng dụng PLC - Vận hành mơ hình ứng dụng PLC sau nạp chương trình vào PLC - Phịng tránh sửa chữa lỗi thường gặp viết chương trình, nạp chương trình vận hành mơ hình ứng dụng PLC * Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh cơng nghiệp - Tự chịu trách nhiệm thực việc giao Nội dung môn học/mô đun: Thời gian (giờ) Số TT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Bài 1: Lập trình tập lệnh liệu 25 17 Kiểm tra -6- Bài 2: Lập trình phép toán số 23 15 11 27 PLC Bài 3: Lập trình vận hành mơ hình điều khiển PLC 40 Thi kết thúc mô đun Cộng 90 25 59 -7- BÀI 1: LẬP TRÌNH CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU Mã mô đun: MĐ ĐTCN23 - Giới thiệu: Như biết, nước ta trình cơng nghiệp hóa, đại hóa Vì thế, tự động hóa sản xuất đóng vai trị quan trọng, tự động hóa giúp tăng suất, tăng độ xác tăng hiệu q trình sản xuất Để thực tự động hóa sản xuất, bên cạnh máy móc khí hay điện, dây chuyền sản xuất…v.v, cần thiết phải có điều khiển để điều khiển chúng.Trong đó, yêu cầu đó.điều khiển lập trình điều khiển đáp ứng Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả năng: + Kiến thức: - Phân tích cấu trúc lệnh liên kết logic lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm + Kỹ năng: - Lâp trình lệnh liên kết logic lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm theo yêu cầu kỹ thuật - Sửa lỗi thường gặp lập trình điều khiển - Kiểm tra xác điều kiện hoạt động thiết bị + Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh cơng nghiệp - Tự chịu trách nhiệm thực việc giao Nội dung: Lập trình lệnh liên kết logic 1.1 Các lệnh vào/ra lệnh tiếp điểm đặc biệt 1.1.1 Tiếp điểm thường mở(NO_Normally open contact) Ký hiệu: -8n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, T, C, D Lệnh dung để đặt công tắc logic thường mở vào chương trình, để kiểm tra trạng thái tín hiệu mức logic Khi kết phép tốn logic RLO=1 (Result Of Logic Operation) Tiếp điểm đóng tức lên n x.y=1 n x.y=0 tiếp điểm mức Logic (RLO=0) Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc nối tiếp kết giống cổng Logic AND Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc song song kết giống cổng Logic OR Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau (ký hiệu”-“ nội dung bit không bị thay đổi, “x” nội dung bit bị thay đổi theo trạng thái: 1.1.2 Tiếp điểm thường đóng (NC_ Normally close contact) Ký hiệu: LAD FBD STL AN n x.y n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, T, C, D Lệnh dùng để đặt công tắc logic thường đóng vào chương trình, để kiểm tra trạng thái tín hiệu mức logic Khi kết phép toán logic RLO=0(Result Of Logic Operation) Tiếp điểm mở tức xuống n x.y=1 Nếu n x.y=0 tiếp điểm lên mức Logic (RLO=1) Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc nối tiếp kết giống cổng Logic AND Khi sử dụng tiếp điểm NO mắc song song kết giống cổng Logic OR Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau (ký hiệu”-“ nội dung bit không bị thay đổi, “x” nội dung bit bị thay đổi theo trạng thái: -91.1.3 Cuộn dây ngõ (output coil) Ký hiệu: n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, D Chức lệnh giống cuộn dây mạch Rơle Lệnh không trì trạng thái mà có trạng thái giống ngõ vào lệnh Nghĩa là: - Nếu có tín hiệu chạy qua cuộn dây n x.y=1 - Nếu khơng có tín hiệu chạy qua cuộn dây n x.y=0 Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau: Ví dụ: Mạch điều khiển động hoạt động theo chu trình đóng ngắt Khi nhấn nút động chạy Nhấn nút khác động ngừng Sơ đồ mạch: Hoạt động mạch: Khi nhấn I0.0 ngõ Q4.0 có điện điều khiển động hoạt động, đồng thời tiếp điểm thường hở Q4.0 mắt song song với I0.0 giúp cho mạch trì hoạt động Khi nhấn nút nhấn I0.1 làm ngắt mạch ngõ ra, động ngừng hoạt động 1.1.4 Lệnh Not (Lệnh đảo tín hiệu _ invert power flow) Ký hiệu: - 10 Lệnh NOT khơng có tốn hạng địa Nó có chức làm đảo trạng thái kết phép toán Logic (RLO) Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau: Ví dụ: Mạch đảo tín hiệu có sơ đồ sau: Hoạt động: Tín hiệu ngõ Q4.0=0 I0.0=1 Tín hiệu ngõ Q4.0=1 I0.0=0 1.1.5 Lệnh kết nối (connector) Ký hiệu: LAD FBD STL n: Biểu diễn toán hạng địa ngõ vào sau: I, Q, M, L, D Địa L sử dụng khai báo bảng khai báo khối Logic (OB,FC, FB) Kết nối phần tử trung gian dùng để lưu trữ RLO hành địa cụ thể, kết nối nối với phần tử khác lệnh kết nối chèn giống chèn tiếp điểm - Một kết nối không - Nối vào ray dẫn điện - Trực tiếp sau phân nhánh - Sử dụng điểm kết thúc nhánh - Có thể tạo kết nốiphủ định phần tử NOT Lệnh tác động lên ghi trạng thái sau: Ví dụ: - 75 - Lập trình vận hành mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động khơng đồng ba pha 5.1 Mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động không đồng ba pha 5.1.1 Yêu cầu toán: - Khởi động hệ thống nút ấn S1, động cở chạy chế độ Sao.Sau 10s động tự động chuyển sang chế độ chạy Tam giác - Dừng động nút ấn S2, Có bảo vệ tải rơle nhiệt 5.1.2 Sơ đồ mạch động lực 5.1.3 Thiết bị sử dụng mạch điều khiển - Rơlenhiệt F2 - nút mở máy - Công tắc tơ K1,K2,K3 - nút dừng 5.1.4 Bảng địa vào/ra - 76 - 5.1.5 Sơ đồ kết nối PLC 5.1.6 Chương trình điều khiển - 77 - 5.2 Trình tự thực 5.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu - Máy vi tính - Module PLC S7 300 - Giắc cắm - Cảm biến logic (nếu có) - Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành role trung gian) - Module Rơ le trung gian 24Vdc - Phần mềm lập trình S7-300 - 78 5.2.2.Trình tự thực Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm - Khai báo sai đầu vào/ra liệu - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Lập trình khơng với u cầu cơng nghệ đưa - Khơng kết nối máy tính với PLC Ngun nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - Chọn đầu vào, đầu - Ghi sai đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - Kết nối sai dây - Kết nối dây PLC với thiết bị PLC với thiết bị - Chưa xác định Xác định yêu yêu cầu công nghệ cầu công nghệ đưa - Chọn sai loại cáp kết - Chọn loại nối cáp kết nối 5.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm - Khai báo sai đầu vào/ra liệu - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Lập trình khơng với u cầu cơng nghệ đưa - Khơng kết nối máy tính với PLC Nguyên nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - Chọn đầu vào, đầu - Ghi sai đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - Kết nối sai dây - Kết nối dây PLC với thiết bị PLC với thiết bị - Chưa xác định Xác định yêu yêu cầu công nghệ cầu công nghệ đưa - Chọn sai loại cáp kết - Chọn loại nối cáp kết nối 5.4 Bài tập ứng dụng liên quan Bài tập: Lập trình điều khiển đổi nối Y/ động KĐB pha rôto lồng sóc có đảo chiều gián tiếp 5.4.1 Yêu cầu toán: - Nhấn nút mở thuận S1, động cở chạy chế độ Sao Sau 10s động cở tự động chuyển sang chế độ chạy Tam giác chế độ chạy thuận - 79 - Nhấn nút mở ngược S2, động cở chạy chế độ Sao Sau 10s động cở tự động chuyển sang chế độ chạy Tam giác chế độ chạy ngược - Dừng động cở nút ấn S3 - Có bảo vệ tải rơle nhiệt 5.4.2 Mạch động lực 5.4.3 Bảng địa vào/ra 5.4.4 Sơ đồ kết nối PLC - 80 - 5.4.5 Chương trình điều khiển - 81 Lập trình vận hành mơ hình điều khiển băng tải 6.1 Mơ hình điều khiển băng tải Lập trình điều khiển ba băng tải tay 6.1.1 Yêu cầu toán: - Hệ thống gồm băng tải( BT_1,BT_2,BT_3) chuyển sảm phẩm vào thùng Mỗi băng tải có nút khởi động Start nút dừng Stop - Qúa trình khởi động sau:Băng tải hoạt động trước, sau đến băng tải 2, cuối băng tải khởi động.Băng tải khởi động băng tải khởi động, băng tải khởi động khởi động băng tải - Qúa trình dừng ngược lại: Băng tải dừng băng tải dừng, băng tải dừng băng tải dừng - Hệ thống dừng ấn nút dừng - Có bảo vệ tải rơle nhiệt 6.1.2 Mạch động lực 6.1.3 Bảng địa vào/ra: - 82 - 6.1.4 Sơ đồ kết nối PLC 6.1.5 Chương trình điều khiển: - 83 - - 84 - 6.2 Trình tự thực 6.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu - Máy vi tính - Module PLC S7 300 - Giắc cắm - Cảm biến logic (nếu có) - Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành role trung gian) - Module Rơ le trung gian 24Vdc - Phần mềm lập trình S7-300 6.2.2.Trình tự thực Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm Nguyên nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - 85 - - Khai báo sai đầu vào/ra liệu - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Ghi sai đầu vào, đầu liệu phần mềm - Kết nối sai dây PLC với thiết bị - Lập trình khơng với u cầu cơng nghệ đưa - Chưa xác định yêu cầu cơng nghệ - Khơng kết nối máy tính với PLC - Chọn sai loại cáp kết nối - Chọn đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, đầu liệu phần mềm - Kết nối dây PLC với thiết bị Xác định yêu cầu công nghệ đưa - Chọn loại cáp kết nối 6.3 Những lỗi thường gặp, cách khắc phục Sai hỏng - Khai báo sai cấu hình phần cứng PLC S7 – 300 phần mềm - Khai báo sai đầu vào/ra liệu - Kết nối sai đầu vào/ liệu - Lập trình khơng với u cầu cơng nghệ đưa - Khơng kết nối máy tính với PLC Nguyên nhân Cách khắc phục - Chọn sai loại CPU - Chọn loại - Chọn sai đầu vào, đầu CPU - Chọn đầu vào, đầu - Ghi sai đầu vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - Kết nối sai dây - Kết nối dây PLC với thiết bị PLC với thiết bị - Chưa xác định Xác định yêu yêu cầu công nghệ cầu công nghệ đưa - Chọn sai loại cáp kết - Chọn loại nối cáp kết nối 6.4 Bài tập ứng dụng liên quan 6.4.1 Bài tốn: Lập trình điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm - Hệ thống gồm băng tải( BT_1,BT_2,BT_3) chuyển sảm phẩm vào thùng.Hệ thống khởi động nút ấn Start dừng nút ấn Stop - Qúa trình khởi động hệ thống sau: Ấn nút ấn Start băng tải chạy, sau 5s băng tải chạy, 5s sau băng tải chạy Các băng tải chuyển sản phẩm vào thùng Một cảm biến đếm sản phẩm, đủ 10 sản phẩm hệ thống dừng ( băng tải dừng ngay) - Để thực chu trình tiếp theo, người vận hành ấn nút Reset, sau ấn nút Start - 86 hệ thống hoạt động - Hệ thống ngừng ấn nút Stop - Có bảo vệ tải rơle nhiệt 6.4.2 Sơ đồ mạch động lực 6.4.3 Bảng địa vào/ra 6.4.4 Sơ đồ kết nối PLC - 87 - 6.4.5 Chương trình điều khiển - 88 - - 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tự động hoá với Simatic S7-200 Nhà xuất nơng nghiệp,1997- Dỗn Minh Phước, Phan Xn Minh 2.S5-95U phần mềm Step5 Giáo trình giảng dạy trung tâm đào tạo Simens tự động hoá trường ĐHBK Hà nội, 1997- Doãn Minh Phước, Phan Xuân Minh 3.SPS-Grundkurs, Volgel Buchverlag- Juergen Kaftan 4.Speicherprogrammierte Steuerungen Aufgaben mit Loesungen, EuropaFachbuchreihe 5.Tự động hoá với Simatic S7-300 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000-Doãn Minh Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà Hoài Quốc - Bộ điều khiển lập trình – vận hành ứng dụng - KHKT –1999 PTS Lê Hoài Quốc- Bộ điều khiển lập trình vận hành ứng dụng-Nhà xuất Khoa học kỹ thuật-1999 Nguyễn Thế Kiệt - Bài giảng PLC - CĐKN- 1995 Siemens – Simatic S7-300 Manual- siemens-1999 ... BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ -3 MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU - BÀI 1: LẬP TRÌNH CÁC TẬP LỆNH CỦA DỮ LIỆU - Lập trình lệnh.. .-2 LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng Trung cấp, giáo trình Lập trình PLC giáo trình mơ đun đào tạo chun ngành... vào, đầu - Ghi đầu vào, liệu phần đầu liệu mềm phần mềm - Kết nối sai dây - Kết nối dây - 45 PLC với thiết bị - Lập trình khơng với yêu cầu công nghệ đưa - Chưa xác định yêu cầu công nghệ - Không