Đang tải... (xem toàn văn)
PLC là viết tắt của tiếng Anh: Programmable Logic Controller là một bộ điều khiển logic lập trình được. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào.
THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 1 MỤC LỤC PHẦN 1: THỰC HÀNH LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC VỚI S7-200 & S7-300 Buổi thực hành số 1: Tiếp cận thiết bò, ngôn ngữ và hoàn chỉnh bài thực hành Buổi thực hành số 2: Thực hành các lệnh tiếp điểm xuất nhập, EU, ED, SET, RESET trên S7-200 Buổi thực hành số 3: Điều khiển Timer và Counter trên S7-200 Buổi thực hành số 4: Thực hành một số lệnh bit logic trên S7-300 Buổi thực hành số 5: Thực hành một số lệnh toán học, so sánh, chuyển đổi dữ liệu, xử lý dử liệu… Buổi thực hành số 6: Các bộ đònh thời trên S7-300 Buổi thực hành số 7: Các tác vụ đếm trên S7-300 Buổi thực hành số 8: Lập trình chương trình con PHẦN 2: THỰC HÀNH GIAO TIẾP GIỮA NGƯỜI VÀ MÁY (HMI) Buổi thực hành số 9: Các thuộc tính, sự kiện điều khiển, đối tượng điều khiển của Protool/Pro, giao tiếp giữa người và máy. Buổi thực hành số 10: Sự kiện chuyển động quá trình và xử lý bằng VBScript. PHẦN 3: THỰC HÀNH MẠNG PLC Buổi thực hành số 11: Đònh nghóa và xác lập mạng PROFIBUS-DP 1 Master và 2 Slaver, kiểm tra truyền thông mạng. Các bài toán điều khiển tuần tự của mỗi thành phần điều khiển. Buổi thực hành số 12: Nâng cấp mạng PROFIBUS-DP có chức năng HMI. Giám sát và điều khiển các I/O hiện có trên các thiết bò điều khiển chủ và tớ trong mạng. THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 2 BUỔI THỰC HÀNH SỐ 1 TIẾP CẬN THIẾT BỊ, NGÔN NGỮ VÀ HOÀN CHỈNH BÀI THỰC HÀNH 1. TIẾP CẬN THIẾT BỊ 1.1. Giới thiệu thiết bò • Module Standard CPU 200 & 300 • Digital Expanded Module • Analog Expanded Module • Communication Module 1.2. Kết nối thiết bò ngoại vi với CPU, Expanded Module 1.2.1. Các thiết bò vào ra số, tương tự được sử dụng trong khóa thực hành • Các loại tác động cơ • Các loại cảm biến số và tương tự • Các thiết bò chấp hành: valve, motor, relay. 1.2.2. Xác đònh các đặc trưng của đầu nối • Nguồn cung cấp, đặc tính • Khái niệm Bit, Byte, Word, Double Word; Gán đòa chỉ và tên gọi của biến vào ra 2. NGÔN NGỮ 2.1. Cú pháp, cấu trúc • Nắm rõ chu kỳ quét của chương trình, bản chất các lệnh, tham số, toán hạng và tổ chức các lệnh theo quá trình hoạt động của hệ thống. 2.2. Công cụ lập trình • Làm quen các chức năng phần mềm • Sử dụng các câu lệnh • Tải và đọc chương trình 2.3. Đònh nghóa cấu hình Nhà sản xuất thiết kế và chế tạo các loại CPU từ 300 trở lean với mục đích sử dụng cho các giải pháp mạng tích hợp hệ thống sản xuất tự động. Do đó để CPU làm việc và hiểu được các module tương tác với nó thì người dùng phải đònh nghóa cấu hình cứng cho chúng. Các bước đònh cấu hình phần cứng cho CPU S7-300 2.3.1. Sinh viên tự tạo cho bản thân một thư mục riêng biệt với MSSV với đường dẫn D:\TN_PLC\ . 2.3.2. Đònh nghóa cấu hình cứng S7-300 File New sử dụng Browse để chọn thư mục đã tạo, gõ tên file vào hộp thoại Name, Enter và xuất hiện khung cửa sổ làm việc của môi trường S7-300 có chứa file có tên mà chúng ta vừa tạo. Vào menu Insert Station SIMATIC 300 Station. Kích chuột vào ô dấu (+) của tên file, xuất hiện biểu tượng SIMATIC 300 và chọn chúng, biểu tượng Hardware bên cửa sổ phải của màn hình làm việc S7-300 xuất hiện. THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 3 Nhấn chuộc 2 lần vào Hardware thì xuất hiện cửa sổ đònh nghóa cấu hình cứng cho S7 –300. Kích vào dấu (+) của biểu tượng SIMATIC 300, sau đó kích vào dấu (+) của RACK 300 và chọn Rail. Kích vào dấu (+) của PS-300 và chọn PS 307 2A. Kích dấu (+) CPU-300, chọn CPU 315-2 DP, sau đó chọn 6ES7 315-2AF03- 0AB0. Kích dấu (+) SM-300 rồi kích DI/DO –300 chọn SM 323 DI16/DO16x24V/0.5A Kích dấu (+) SM-300 rồi kích AI/AO chọn SM334 AI4/AO2x8/8Bit. Kích dấu (+) SIMATIC 300, sau đó chọn biểu tượng Blocks và xuất hiện cửa sổ viết chương trình cho S7-300. Có thể lập trình theo Ladder. Chọn biểu tượng Download để tải chương trình xuống CPU S7-300. 2.3.3. Hiển thò trạng thái tín hiệu phụ thuộc chương trình : dùng để quan sát trạng thái hoạt động tín hiệu hiện hành của các toán hạng. Để thực hiện công việc này chúng ta vào menu Debug -> Monitor ( ở các dạng phương pháp lập trình). 3. HOÀN CHỈNH BÀI THỰC HÀNH Trình tự các bước thực hành được xây dựng logic trên cơ sở thiết kế và xây dựng một hệ thống điều khiển bằng PLC hoặc một hệ thống mạng PLC thực tiễn. Điều này giúp cho sinh viên đạt được kết quả tốt nhất khi tham gia vào quá trình công tác sau này. Mô tả một ví dụ mẫu về việc hoàn chỉnh bài thực hành. Phát biểu bài toán: Viết chương trình cho PLC điều khiển thiết bò khoan thủy lực của một đầu khoan tự động mô tả hình 1, với yêu cầu kỹ thuật như sau: Đưa chi tiết vào vò trí cần khoan, rồi ấn nút Drill Start, mũi khoan xoay, đầu khoan tònh tiến và khoan chi tiết. Đạt đủ chiều sâu khoan cần thiết (S4 tác động), đầu khoan tự động quay về và kết thúc một chu kỳ khoan THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 4 tại S3. Trong quá trình gia công nếu xảy ra sự cố ta ấn nút Home Back, đầu khoan tự động lui về. a) Bảng gán nhiệm vụ I/O b) Biểu đồ trạng thái c) Kết nối thiết bò ngoại vi với PLC d) Chương trình Hình 1 – Cơ cấu khoan Input (ngỏ vào) Output (ngỏ ra) Tên gọi Đòa chỉ Tên gọi Đòa chỉ Drill Start I0.0 Sol 1Y Q0.0 Home Back I0.1 S3 I0.2 S4 I0.3 I0.0 I0.1 Q0.0 Biểu đồ trạng thái theo thời gian I0.3 I0.2 M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 S3 Power Supply 24 VDC + - 1Y S4 Home Back Drill Start Network1: // Khi Drill Start là 1 thì 1Y được nhớ lên 1. A "Drill Start" A "S3" S "Solenoid 1Y" Network2: // S4 là 1 hoặc Home Back là 0 thì xóa 1Y O "S4" ON "Home Back" R "Solenoid 1Y" THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 5 BUỔI THỰC HÀNH SỐ 2 THỰC HÀNH CÁC LỆNH VỀ BIT LOGIC TRÊN S7-200 1. Mục đích. Giúp SV sử dụng thông thạo được các lệnh về tiếp điểm qua các mô hình thực. 2. Yêu cầu: • SV Chuẩn bò kiến thức trước cho buổi thực hành. • Tìm hiểu thiết bò ngoại vi đã lắp ráp trên mô hình. • Xác đònh các lỗ jack ứng với đòa chỉ quy đònh để kết nối thiết bò với PLC. 3. Thời lượng thực hành : 5 tiết 4. Nội dung các bước thực hiện ( phần dành cho Sinh viên): a. Nội dung : • Thực hành các lệnh tiếp điểm. • Thực hành các lệnh Set (S), Reset (R). • Thực hành các lệnh xét cạnh lên (EU), cạnh xuống (ED). b. Các bước thực hiện ở mỗi bài : • Thực hiện bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput). • Vẽ biểu đồ trạng thái của quá trình hoạt động hệ thống. • Lắp mô hình thí nghiệm (nếu có). • Trình bày chương trình ở dạng STL ( Statement List). 5. Kết luận & đánh giá (phần dành cho Giảng Viên hướng dẫn): THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 6 Bài 1: Đão chiều động cơ Viết chương trình điều khiển để đão chiều động cơ điện DC. Nhấn PB_CW để động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ, nhấn PB_CCW để động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ. Nhấn PB_STOP để dừng động cơ. Ghi chú : có sử dụng mô hình (Động cơ DC). Sinh viên phải thực hiện các phần sau: 1. Thực hiện bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput). Input (ngỏ vào) Output (ngỏ ra) Mô tả Đòa chỉ Mô tả Đòa chỉ 2. Vẽ biểu đồ trạng thái của quá trình hoat động hệ thống. 3. Vẽ sơ đồ kết nối thiết bò với PLC. Error! 4. Trình bày chương trình ở dạng STL ( Statement List) : THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 7 Bài 2: Hệ thống kẹp chặt và khoan chi tiết Viết chương trình điều khiển hệ thống khoan chi tiết với phôi được cấp bằng tay Sinh viên phải thực hiện các phần sau: 1. Thực hiện bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput). Input (ngỏ vào) Output (ngỏ ra) Mô tả Đòa chỉ Mô tả Đòa chỉ 2. Vẽ biểu đồ trạng thái của quá trình hoat động hệ thống. 3. Vẽ sơ đồ kết nối thiết bò với PLC. 4. Trình bày chương trình ở dạng STL ( Statement List) : S 1 S 2 S 3 S 4 1.0 2.0 Đồ gá kẹp Hình 2 – Nguyên lý làm việc của máy khoan 0 1 1 0 1 2 3 4 5 Bước thực hiện Piston 1.0 Piston 2.0 a. Sơ đồ nguyên lý b. Biểu đồ trạng thái THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 8 Bài 3: Viết chương trình điều khiển hệ thống khoan chi tiết với phôi được cấp tự động, hệ thống được mô tả ở hình 3. Nguyên lý làm việc của hệ thống khoan làm việc như sau: Phôi được chuyển bằng băng tải, đến ngay vò trí gia công thì S 0 tác động làm piston 1.0 được tác động bởi van 5/2/1 side sẽ nay chi tiết vào vò trí kẹp phôi và S 2 được tác động, piston 1.0 trở về vò trí ban đầu. Khi S 1 tác động, piston 2.0 dòch chuyển má kẹp đến kẹp chặt phôi từ S 3 -> S 4 , khi S 4 tác động thì piston 3.0 sẽ mang đầu khoan đi xuống để thực hiện gia công lỗ và đạt đến chiều sâu lỗ, tức là S 6 tác động thì piston 3.0 giật về, khi S 5 tác động thì piston 2.0 giật má kẹp về vò trí ban đầu để tháo chi tiết ra. Sinh viên phải thực hiện các phần sau: 1. Thực hiện bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput). Input (ngỏ vào) Output (ngỏ ra) Mô tả Đòa chỉ Mô tả Đòa chỉ S 3 S 4 S 6 S 5 2.0 3.0 Đồ gá kẹp S 2 S 1 S 0 1.0 Hình 3 – Cơ cấu khoan với phôi cấp tự động THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 9 2. Vẽ biểu đồ trạng thái của quá trình hoat động hệ thống. 3. Vẽ sơ đồ kết nối thiết bò với PLC. 4. Trình bày chương trình ở dạng STL ( Statement List) : THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC - MẠNG PLC 10 BUỔI THỰC HÀNH SỐ 3 THỰC HÀNH TIMER VÀ COUNTER TRÊN S7-200 1. Mục đích. Giúp SV hiểu được bản chất của Timer và sử dụng thông thạo được các lệnh về Timer. 2. Yêu cầu: • Chuẩn bò các thiết bò ngoại vi. • Xác đònh các lỗ jack ứng với đòa chỉ quy đònh để kết nối thiết bò với PLC. • Nắm vững các kiến thức lý thuyết về PLC và kỹ thuật số. 3. Thời lượng thực hành : 5 tiết 4. Nội dung các bước thực hiện ( phần dành cho Sinh viên): a. Nội dung : • Thực hành Timer loại TON, TOF. • Thực hành Timer loại có nhớ (TONR). • Thực hành các bô đếm: CU, CD, CUD b. Các bước thực hiện ở mỗi bài : • Thực hiện bảng gán nhiệm vụ I/0 (Input/Ouput). • Vẽ biểu đồ trạng thái của quá trình hoạt động hệ thống. • Lắp mô hình thí nghiệm (nếu có). • Trình bày chương trình ở dạng STL ( Statement List). 5. Kết luận & đánh giá (phần dành cho Giảng Viên hướng dẩn): . TRÌNH PLC - MẠNG PLC 13 Bài 6: Hệ thống điều khiển xe ra vào bãi xe Hệ thống điều khiển bãi đậu xe chứa tối đa là 12 chiếc mô tả hình 4. Mỗi lần xe vào, PLC. số lệnh toán học, lệnh chuyển đổi dữ liệu, lệnh truyền và nhận dữ liệu trên thanh ghi và thực hiện việc xử lý dữ liệu PLC S7-300. 2. Yêu cầu: • Chuẩn bò
