1 TUYÊN 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 LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ CĐN TCN, giáo trình Mơ đun PLC nâng cao giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 gồm có: Bài M33-01: Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Bài M33-02: PLC hãng khác Bài M33-03: Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học công nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường sử dụng cho phù hợp Rất mong nhận đóng góp ý kiến người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn chỉnh hoàn thiện sau thời gian sử dụng Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn Chủ biên TS Lê Văn Hiền KS Trương Thanh Inh KS Trần Đức Long ThS Nguyễn Hùng Khánh MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MÔ ĐUN ĐÀO TẠO PLC NÂNG CAO Bài 1: Kết nối dây PLC với thiết bị ngoại vi Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi 1.1 Kết nối với máy tính 1.2 Kết nối ngõ vào cho PLC: 11 1.3 Kết nối ngõ cho PLC: 15 Kiểm tra việc nối dây phần mềm 16 Cài đặt sử dụng phần mềm ứng dụng .22 3.1 CÀI ĐẶT STEP7 – MANAGER .45 3.2 SỬ DỤNG STEP7 – MANAGER 49 Bài 2: PLC hãng khác 76 PLC hãng Omron 76 1.1 Các PLC họ CPM1A 76 1.2 Các CPU họ C200H : 83 1.3.Các PLC loại micro: 88 1.4 PLC Loại Mini: CQM1/CQM1H 93 1.5.Các PLC họ CS1: 100 PLC hãng Mitsubishi 102 2.1 PLC Loại cực nhỏ loại Alpha 102 2.2 PLC Loại FXO & FXOS: .104 2.3 PLC loại FXON, FX, FX2C, FX2N 105 PLC Của hãng Simen ( Trung bình lớn ) 109 3.1 Các PLC họ S7300: ( hình 2.21) 109 3.2 Các PLC họ S7 400 114 4.Hãng Allenbradley .118 4.1 Các PLC System Controller( hình 2.23): 118 4.2 Loại Pico Controllers 131 Hãng Telêmcanique .137 5.1 PLC Loại XPS MF 137 5.2 PLC Loại XPS MF 142 5.3 PLC Loại XPS MF .145 Bài 3: Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC .148 Giới thiệu .148 Cách kết nối dây 151 Tóm tắt mơ hình tập ứng dụng 155 3.1 Mơ hình thang máy xây dựng 155 3.2 Mơ hình động Y-∆ 159 3.3 Mơ hình xe chuyển nhiên liệu .162 3.4 Đo chiều dài xắp xếp vật liệu 168 3.5 Thiết bị nâng hàng 172 3.6 Thiết bị vô nước chai 178 3.7 Thiết bị trộn hóa chất 182 TÀI LIỆU THAM KHẢO 189 MƠ ĐUN PLC NÂNG CAO Mã mơ đun: MĐ 33 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơn học: * Vị trí mơn học: Mơđun bố trí dạy cuối chương trình sau học xong môn chuyên môn kỹ thuật cảm biến, điện tử cơng suất, Vi xử lí, trang bị điện, lắp đặt điện điều khiển công nghiệp, PLC * Tính chất mơn học: Mơ đun PLC nâng cao mang tính tích hợp * Ý nghĩa mô đun: Là môn học bắt buộc * Vai trò mô đun: Sau học xong mô đun này, người học kết nối dây PC - CPU thiết bị ngoại vi, nắm cấu hình phần cứng số loại PLC hãng khác, Viết chương trình, nạp trình để thực số tốn ứng dụng đơn giản cơng nghiệp, Phân tích luận lý số chương trình, phát sai lỗi sửa chữa khắc phục Mục tiêu mơ đun: * Về kiến thức: Trình bày cấu trúc phương thức hoạt động loại PLC theo nội dung học Mô tả cấu trúc phần hệ thống điều khiển: ngơn ngữ, liên kết, định thời loại PLC khác * Về kỹ năng: Viết chương trình cho loại PLC khác đạt yêu cầu kỹ thuật Thực kết nối PLC thiết bị ngoại vi * Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung mô đun: Mã 33-01 Tên mô đun Kết nối dây PLC với thiết bị ngoại vi Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Kiểm tra việc nối dây phần mềm Cài đặt sử dụng phần mềm Thời gian Tổng Lý Thực số thuyết hành 16 13 0,7 3,3 0,6 3,4 0,7 6,3 Kiểm tra 33-02 33-03 lập trình cho PLC PLC hãng khác PLC hãng Omron PLC hãng Mitsubishi PLC Của hãng Simen ( Trung bình lớn ) Hãng Allenbradley Hãng Telêmcanique Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC Giới thiệu Cách kết nối dây Tóm tắt mơ hình tập ứng dụng Tổng cộng: 24 4 1 19 4 0,5 0,5 3,5 3,5 80 24 52 1 73 22 51 120 30 84 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính vào thực hành BÀI KẾT NỐI DÂY GIỮA PLC VỚI CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Mã bài: MĐ 33 - 01 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 còn liên quan đến an toàn cho PLC hệ thống điều khiển Mục tiêu: - Trình bày cách kết nối PLC thiết bị ngoại vi - Kiểm tra nối dây phần mềm xác theo nội dung học - Thực cài đặt phần mềm ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung chính: Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Mục tiêu: - Hiểu module chức S7-300 - Cách kết nối PLC với 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 vòng 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 10 - 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: 169 - 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) 170 2.3 Viết chương trình điều khiển: 171 172 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 cơng việc kẹp chặt phơi Sau piston B vào uốn cong phôi lần đầu với góc 90 , xong piston B lùi piston C vào thực uốn cong phôi lần hai với hình dáng giống 173 cữ chặn, sau piston C lùi piston C lùi piston A lùi phôi 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 174 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 Đại Q0.0 Q0.1 Q0.2 Ngõ Mơ tả Băng tải (K) Cần rót xuống (Y1) Cần rót lên (Y2) 175 2.3 Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị: 2.4 Viết chương trình điều khiển: 176 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: 177 - 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 – YÊU 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: Yêu cầu công 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 - u 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 178 - chất đầy bơm ngưng máy trộn họat động vòng 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 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) 179 180 181 2.5 Chạy mô chương trình: III BÀI TẬP THỰC HÀNH: Bài 1: - Chương trình điều khiển máy trộn bê tơng, theo u 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 tông máy, bắt đầu qui trình - Nhấn nút OFF, dừng 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: 182 - Vẽ mạch động lực sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi - Dùng PLC hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình  YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: Trình bày cách kết nối PLC thiết bị ngoại vi, nắm quy trình cơng nghệ số mơ hình: thang máy xây dựng, Mơ hình động Y-∆, Mơ hình xe chuyển nhiên liệu, Đo chiều dài xắp xếp vật liệu, Thiết bị nâng hàng, Thiết bị vô nước chai, Thiết bị trộn hóa chất + Về kỹ năng: Thực lập trình cho PLC đạt yêu cầu kỹ thuật, Xử lý hư hỏng PLC đạt yêu cầu kỹ thuật, Thực thay hệ thống PLC đạt yêu cầu kỹ thuật + Về thái độ: Đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ thực hành + Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp 183 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 ... thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ CĐN TCN, giáo trình Mơ đun PLC nâng cao giáo trình mơ đun đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ... gian đào tạo 120 gồm có: Bài M33-01: Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Bài M33-02: PLC hãng khác Bài M33-03: Lắp đặt mơ hình điều khiển PLC Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa... PC /PLC - Hiểu rõ cách thiết lập thông số giao diện 17 - 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