Ngày nay, việc sử dụng PLC trong các nhà máy, xí nghiệp hay dân dụng đã trởnên phổ biến, vì thế việc tìm hiểu và sử dụng PLC là một bộ điều khiển lập trình khôngthể thiếu đối với sinh vi
Giới thiệu chung về PLC S7-200
Giới thiệu chung về PLC và bài toán điều khiển
1.1.1 Khái quát chung về PLC
PLC (Bộ điều khiển lập trình) là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua ngôn ngữ lập trình, giúp dễ dàng thay đổi thuật toán và số liệu So với các thiết bị điều khiển thông thường khác, PLC nổi bật với khả năng nhỏ gọn và khả năng trao đổi thông tin hiệu quả với môi trường xung quanh.
Hiện nay, hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần thay thế các hệ thống điều khiển truyền thống như Relay và Contactor Việc so sánh ưu nhược điểm của hai hệ thống này cho thấy PLC mang lại nhiều lợi ích vượt trội, bao gồm khả năng lập trình linh hoạt, tính chính xác cao và khả năng mở rộng dễ dàng Trong khi đó, hệ thống Relay và Contactor vẫn có những ưu điểm riêng, như chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn và độ tin cậy trong các ứng dụng đơn giản.
Hệ thống điều khiển thông thường:
- Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn và relay trên bảng điều khiển.
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế, lắp đặt.
- Tốc độ hoạt động chậm.
- Công suất tiêu thụ lớn.
- Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ, tốn nhiều thời gian.
-Khó bảo quản và sửa đổi.
Hệ thống điều khiển bằng PLC:
- Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn.
- Công suất tiêu thụ ít hơn.
- Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn nhờ phần mềm điều khiển bằng máy tính.
- Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn.
- Bảo trì và bảo quản dễ dàng hơn.
- Độ bền và độ tin cậy vận hành cao.
- Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
- Có thiết bị chống nhiễu.
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện các lệnh tuần tự của nó.
- Các module rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết.
PLC nổi bật với nhiều ưu điểm so với các thiết bị điều khiển thông thường, bao gồm khả năng linh hoạt trong việc thêm hoặc thay đổi lệnh theo yêu cầu công nghệ Việc chỉ cần điều chỉnh chương trình cho thấy tính năng điều khiển linh động của PLC Dưới đây là bảng tóm tắt để so sánh PLC với các hệ thống khác.
Chỉ tiêu so sánh Rơ-le Mạch số Máy tính PLC
Giá thành từng chức năng Khá thấp Thấp Cao Thấp
Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn
Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh
Khả năng chống nhiễu Xuất sắc Tốt Khá tốt Tốt
Lắp đặt Mất thời gian thiết kế và lắp đặt
Mất thời gian thiết kế Mất nhiều thời gian lập trình
Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác vụ phức tạp Không Có Có Có
Dễ thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản
Công tác bảo trì Kém- có quá nhiều công tắc Kém- nếu IC được hàn
Kém- có rất nhiều mạch điện tử chuyên dùng
PLC là bộ điều khiển công nghiệp phổ biến nhờ vào các mô-đun được tiêu chuẩn hoá, với những đặc điểm nổi bật về phần cứng và phần mềm.
1.1.3 Các ứng dụng của PLC trong thực tế
PLC có những đặc điểm nổi bật trong điều khiển, vì vậy nó được sử dụng phổ biến trong các giải pháp tự động hóa công nghiệp ở nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Điều khiển thang máy, thiết bị nâng, hạ hàng.
- Điều khiển các quy trình sản xuất: đóng gói bao bì, xi măng, bia…v.v
- Tự động hoá các hệ thống dịch vụ: trạm xăng, trạm rửa xe ôtô, máy bơm nước, máy bán nước tự động…v.v
- Tự động hoá các máy công cụ: lò sấy, xi mạ…v.v
Không phải mọi hệ thống điều khiển đều sử dụng PLC; việc lựa chọn phương án điều khiển phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể và các yếu tố kinh tế Bộ điều khiển lập trình PLC S7-200 có cấu trúc đặc biệt, đáp ứng nhu cầu đa dạng trong các ứng dụng công nghiệp.
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) là một thiết bị linh hoạt cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, thay vì sử dụng mạch số Với chương trình điều khiển, PLC trở thành một bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi và dễ dàng trao đổi thông tin với các PLC khác hoặc máy tính Toàn bộ chương trình được lưu trữ dưới dạng các khối chương trình trong bộ nhớ của PLC và thực hiện lặp theo chu kỳ quét Để thực hiện chương trình điều khiển, PLC cần có chức năng như một máy tính, bao gồm bộ vi xử lý (CPU), bộ điều hành, bộ nhớ để lưu trữ chương trình và dữ liệu, cùng với các cổng vào/ra để giao tiếp với các đối tượng điều khiển và môi trường xung quanh.
Để phục vụ cho việc điều khiển số, PLC cần bổ sung các khối chức năng đặc biệt như bộ đếm (Counter) và bộ thời gian (Timer), cùng với các khối hàm chuyên dụng khác.
Thiết bị logic khả trình được lắp đặt thành bộ và chưa có nhiệm vụ cụ thể ban đầu Tất cả các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter được tích hợp và kết nối qua chương trình để thực hiện nhiệm vụ điều khiển cụ thể Các thiết bị điều khiển này được phân biệt dựa trên các chức năng khác nhau.
- Các ngõ vào và ra
- Các chức năng đặc biệt
- Loại xử lý chương trình.
Các thiết bị điều khiển lớn thường được lắp đặt thành các modul riêng biệt, trong khi các thiết bị điều khiển nhỏ được gộp lại trong một bộ Những bộ điều khiển này có số lượng ngõ vào và ra cố định, được xác định trước.
Thiết bị điều khiển nhận tín hiệu từ các cảm biến ở ngõ vào, sau đó xử lý tín hiệu này thông qua chương trình điều khiển trong bộ nhớ Kết quả xử lý được truyền đến ngõ ra của thiết bị để điều khiển đối tượng hoặc khâu điều khiển dưới dạng tín hiệu.
Thông tin trong PLC được lưu trữ trong bộ nhớ, với mỗi phần tử vi mạch nhớ chứa 1 bit dữ liệu, có giá trị 0 hoặc 1 Các vi mạch nhớ thường được tổ chức thành nhóm 8 bit, gọi là một byte, với mỗi byte có một địa chỉ cố định, bắt đầu từ 0 Nội dung của byte nhớ là dữ liệu tạm thời được lưu trữ và có thể thay đổi Để lưu trữ dữ liệu lớn hơn, PLC cho phép kết hợp hai byte nhớ liền kề thành một đơn vị nhớ gọi là từ đơn (Word), với địa chỉ thấp hơn trong hai byte được sử dụng làm địa chỉ của từ đơn.
Khi dữ liệu cần lưu trữ vượt quá khả năng của một từ đơn, PLC cho phép kết hợp 4 byte liên tiếp thành một đơn vị nhớ gọi là từ kép (Double Word) Địa chỉ thấp nhất trong 4 byte này được xem là địa chỉ của từ kép.
Trong PLC bộ xử lý trung tâm có thể thực hiện một số thao tác như:
- Đọc nội dung các vùng nhớ (bit, byte, word, double word)
- Ghi dữ liệu vào vùng nhớ (bit, byte, word, double word)
Trong thao tác đọc, nội dung ban đầu của vùng nhớ không thay đổi mà chỉ lấy bản sao của dữ liệu để xử lý.
Trong thao tác ghi, dữ liệu được ghi vào trở thành nội dung của vùng nhớ và dữ liệu ban đầu bị mất đi.
Có hai loại bộ nhớ trong CPU của PLC:
- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ có thể đọc và ghi
- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc
Bộ nhớ RAM bao gồm một số lượng ô nhớ xác định, mỗi ô có dung lượng cố định và chỉ tiếp nhận một lượng thông tin nhất định Các ô nhớ này được đánh dấu bằng các địa chỉ riêng biệt và chứa các chương trình đã sửa đổi hoặc dữ liệu, kết quả tạm thời trong quá trình tính toán và lập trình Một đặc điểm quan trọng của bộ nhớ RAM là nội dung trong các ô nhớ sẽ bị mất khi nguồn điện bị ngắt.
Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC S7-200
- Điều khiển và kiểm tra các chức năng hoạt động của CPU (hệ điều hành).
- Dịch ngôn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy.
- Khi bị mất nguồn điện, bộ nhớ ROM vẫn giữ nguyên nội dung của nó và không bao giờ bị mất.
Bộ xử lý trung tâm:
Bộ xử lý trung tâm (CPU) là thành phần chính điều khiển và quản lý mọi hoạt động bên trong PLC Thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/ra được trao đổi qua hệ thống Bus dưới sự điều khiển của CPU Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock với tần số chuẩn, thường là 1 hoặc 8 MHz, tùy thuộc vào loại bộ xử lý Tần số xung clock này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và đảm bảo sự đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống.
Sau khi khởi động, hệ điều hành sẽ thiết lập lại các counter, timer và bit nhớ với thuộc tính không lưu trữ (non-retentive) về giá trị 0 Để thực hiện chương trình, hệ điều hành sẽ đọc từng dòng lệnh từ đầu đến cuối và thực hiện theo từng câu lệnh đã được lập trình.
Các memory bit là các phần tử nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu.
Bộ đệm là một vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ các trạng thái tín hiệu ở các ngõ vào ra nhị phân.
Accumulator là một bộ nhớ trung gian mà qua nó timer hay counter được nạp vào hay thực hiện các phép toán số học.
Timer và counter cũng là các vùng nhớ, hệ điều hành ghi nhớ các giá trị đếm trong nó.
Bộ nhớ chương trình, hệ điều hành và các modul ngoại vi được kết nối với PLC thông qua Bus nối, bao gồm các dây dẫn để trao đổi dữ liệu Hệ điều hành có nhiệm vụ tổ chức việc truyền dữ liệu trên các dây dẫn này.
1.2.1 Địa chỉ các ngõ vào/ra Địa chỉ ô nhớ trong S7 bao gồm hai phần: Phần chữ và phần số.
Phần chữ Phần số Phần chữ Phần số
Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ:
M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bit
MB: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte (8 bit).
MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 byte (16 bit).
MD: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 byte (32 bit).
I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ vào số.
IB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ vào số.
IW: Chỉ ô nhớ kích thước là 2 byte (1 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số.
ID: Chỉ ô nhớ kích thước là 4 byte (2 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số.
Q: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ ra số.
QB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số.
QW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số.
QD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số.
T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer).
C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (counter)
PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự.
PIW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự.
PID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự.
PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự.
PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự.
PQD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự.
PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự.
DBX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block).
DBB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block).
DBW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block).
DBD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block).
DBx.DBX: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB Ví d ụ: DB3.DBX1.5
DBx.DBB: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB Ví d ụ: DB4.DBB1.
DBx.DBW: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB Ví d ụ: DB5.DBW1.
DBx.DBD: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB Ví d ụ: DB5.DBD1.
DIX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block).
DIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block).
DIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block).
DID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block).
Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định:
Khi ô nhớ được xác định có kích thước 1 bit, địa chỉ sẽ bao gồm số byte và thứ tự bit trong byte, phân tách bằng dấu chấm Ví dụ: I 0.0 chỉ đến bit 0 của byte 0 trong vùng nhớ bộ đệm ngõ vào số PII.
Q 4.1: Chỉ bit 1 của byte 4 của miền nhớ bộ đệm ngõ ra số PIQ.
M 10.5: Chỉ bit 5 của byte 10 trong miền các bi ến cờ M.
Khi ô nhớ được xác định là byte, từ hoặc từ kép, phần số sẽ đại diện cho địa chỉ của byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó.
Ví dụ: DIB 15: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte (byte 15) trong khối DB đã được mở bằng lệnh OPN DI.
DIW 18: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ gồm 2 byte 18 và 19 trong khối DB đã được mở bằng lệnh OPN DB.
DB2.DBW15: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte 15 và 16 trong khối dữ liệu DB2.
M 105: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ gồm 4 byte 105, 106, 107, 108 trong miền nhớ các biến cờ M.
1.2.2 Cấu trúc bộ nhớ của PLC
Bộ nhớ của S7-200 được chia thành ba vùng chính: vùng nhớ chương trình, vùng nhớ dữ liệu và vùng nhớ thông số Vùng nhớ chương trình và vùng nhớ thông số, cùng với một phần vùng nhớ dữ liệu, được lưu trữ trong ROM điện EEPROM CPU của S7-200 hỗ trợ cắm thêm khối nhớ mở rộng để lưu trữ chương trình mà không cần thiết bị lập trình Dưới đây là mô tả chi tiết về các vùng nhớ này.
Vùng nhớ chương trình lưu trữ các chỉ thị điều khiển vi xử lý nhằm thực hiện các yêu cầu điều khiển Sau khi hoàn thành soạn thảo, chương trình ứng dụng được nạp vào ROM và vẫn duy trì hoạt động ngay cả khi mất điện.
Bộ nhớ bao gồm các ô lưu trữ thông số cài đặt, mật khẩu, địa chỉ thiết bị điều khiển và thông tin về các vùng trống có thể sử dụng Nội dung này được lưu trữ trong ROM, tương tự như cách mà chương trình được chứa.
Vùng nhớ dữ liệu là khu vực lưu trữ các phép tính, kết quả trung gian và hằng số cho các chỉ dẫn và thông số điều chỉnh Nó bao gồm các phần tử như bộ định thời, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các ngõ vào/ra analog Một phần của vùng nhớ dữ liệu được lưu trữ trong ROM, giúp duy trì hằng số và thông tin ngay cả khi mất điện, tương tự như vùng nhớ chương trình Phần còn lại được lưu trong RAM, với nội dung được bảo toàn trong một thời gian nhất định khi mất điện nhờ vào điện dung có độ rỉ thấp.
Vùng dữ liệu bao gồm các ô biến, vùng đệm cho các ngõ vào/ra, vùng nhớ trong và vùng nhớ đặc biệt Phạm vi nhớ rất linh hoạt, cho phép đọc và ghi trên toàn bộ vùng nhớ, ngoại trừ một số ô nhớ đặc biệt chỉ cho phép đọc Các dạng dữ liệu có thể sử dụng trong vùng này bao gồm bit, byte, word và double word.
Cài đặt và sử dụng phần mềm STEP 7 – MicroWin
Những yêu cầu đối với máy tính
STEP 7-Micro/WIN là một phần mềm lập trình cho họ PLC S7-200 Hiện phiên bản đang được sử dụng là STEP 7-Micro/Win V4.0 Service Pack 9.
Máy tính cá nhân PC, muốn cài đặt được phần mềm STEP 7-micro/WIN phải thỏa mãn những yêu cầu sau đây:
- Microsoft Windows 2000 Service Pack 3 hoặc cao hơn, Windows XP Home, hoặc Windows XP Professional.
- Có ít nhất 350 MB ổ đĩa cứng còn trống
- Sử dụng chế độ cài đặt font chữ nhỏ độ phân giải màn hình tối thiểu là 1024x768 pixels.
Nếu bạn chưa có cáp kết nối máy tính với PLC S7-200, bạn vẫn có thể soạn thảo chương trình ở chế độ offline và kiểm tra hoạt động của nó bằng phần mềm mô phỏng Để thiết lập truyền thông với S7-200, bạn cần một trong các phần cứng tương ứng.
- PC/PPI Cable kết nối CPU S7-200 với PC qua cổng USB
- PC/PPI Cable kết nối CPU S7-200 với PC qua cổng RS232 (COM1 hoặc COM2)
- CP card (Communications processor) và cáp MPI (multipoint interface).
- CP243-1 hoặc CP243-1 IT Ethernet
Cài đặt và các lỗi thường gặp khi cài đặt phần mềm STEP 7 – MicroWin
Thực hiện theo các bước sau:
1 Đóng tất cả các ứng dụng
2 Chèn đĩa CD STEP 7-Micro/Win vào ổ đĩa CD-Rom Chương trình sẽ được tự động cài đặt Ta cũng có thể khởi động chương trình cài đặt bằng cách nhấp đúp chuột vào file “Setup.exe|” trên CD.
3 Sau đó sẽ nhận được dần dần từng bước các chỉ dẫn thao tác tiếp theo trên màn hình và hoàn thành công việc cài đặt.
4 Khi cài đặt xong, hộp thoại “set PG/PC Interface” tự động xuất hiện Kích
5 Ta cần khởi động lại máy để hoàn tất việc cài đặt.
Sau khi cài đặt phần mềm STEP 7 Micro/WIN, bạn có thể bắt đầu soạn thảo chương trình bằng cách nhấp đúp vào biểu tượng STEP 7 MicroWIN trên màn hình.
Khi cài đặt phiên bản STEP 7-Micro/WIN V4.0 Service Pack 9, bạn cần phải gỡ cài đặt phiên bản cũ trước Sau khi tải về, hãy nhấp đúp vào file STEP7-MicroWIN_V40_SP9.exe và làm theo hướng dẫn để hoàn tất quá trình cài đặt.
Bước 1: Uninstall phiên bản STEP 7-Micro/WIN V4.0 bằng công cụ “control panel” trong Window (menu Start > settings > control panel > add or remove program).
Bước 2: Khởi động lại máy tính
Bước 3: Cài đặt STEP 7-Micro/WIN V4.0 Service Pack (SP9) bằng cách nhấp đúp chuột vào file STEP7-MicroWIN_V40_SP9.exe.
Các thanh công cụ của phần mềm STEP 7 – MicroWin
Để mở chương trình STEP 7 Micro/WIN, bạn có thể nhấp đúp vào biểu tượng STEP 7 Micro/WIN trên màn hình desktop hoặc truy cập qua menu Start > SIMATIC > STEP 7 MicroWIN V4.0 Giao diện của chương trình sẽ hiển thị ngay sau đó.
Vùng soạn thảoThanh công cụ
Vùng soạn thảo chương trình
Vùng soạn thảo chương trình bao gồm chương trình và bảng khai báo biến cục bộ của khối chương trình đang mở Chương trình con (SUB) và chương trình ngắt (INT) được hiển thị ở cuối cửa sổ soạn thảo Cửa sổ màn hình soạn thảo sẽ mở ra tương ứng với mục được nhấp chuột.
Cây lệnh cung cấp danh sách tất cả các đối tượng trong dự án cùng với các lệnh để lập trình điều khiển Người dùng có thể dễ dàng sử dụng phương pháp kéo và thả để thêm từng lệnh vào chương trình hoặc nhấp đúp chuột vào lệnh mong muốn để chèn vào vị trí con trỏ trong màn hình soạn thảo.
Thanh chức năng chứa một hóm các biểu tượng để truy cập các đặc điểm chương trình khác nhau của STEP 7 Micro/WIN.
Nhắp đúp chuột vào biểu tượng này để mở ra cửa sổ soạn thảo các chương trình ứng dụng (OB1, SUB hoặc INT)
Bảng ký hiệu cho phép người dùng mô tả địa chỉ trong chương trình bằng các tên gọi dễ nhớ, giúp việc đọc hiểu chương trình trở nên dễ dàng hơn và giảm thiểu sai sót do sử dụng địa chỉ trùng lặp.
Tên gợi nhớ Địa chỉ tuyệt đối Chú thích
Bảng trạng thái cho phép người dùng theo dõi tình trạng các ngõ vào và điều chỉnh trạng thái từng ngõ ra Người dùng có thể sử dụng bảng trạng thái để kiểm tra kết nối phần cứng và xem nội dung các vùng nhớ một cách hiệu quả.
+ Cột Address: Cho phép nhập địa chỉ các biến hay vùng nhớ
+ Cột Format: Cho phép chọn dạng dữ liệu của địa chỉ
+ Cột Current Value: Hiển thị giá trị hiện hành của địa chỉ
+ Cột New Value: Cho phép thay đổi trạng thái ngõ ra hay nội dung vùng nhớ
Sử dụng Data Block để dự trữ dữ liệu cho các biến trong vùng nhớ V, cho phép tạo ra nhiều Data Block khác nhau với tên gọi tương ứng với dữ liệu của chương trình.
* System Block : Đây là khối chức năng hệ thống, khi mở System Block chúng ta có thể cài đặt các chức năng như:
- Communication ports: Chọn các thông số truyền thông với thiết bị khác như máy tính hay CPU khác.
- Retentive Ranges: Chọn các vùng nhớ và địa chỉ sẽ có thuộc tính retentive
- Output Tables: Cho phép thiết lập cấu hình trạng thái ON và OFF của mỗi ngõ ra số khi CPU chuyển từ trạng thái Run sang Stop.
Bộ lọc đầu vào cho phép người dùng tùy chọn thời gian trễ cho một hoặc tất cả các ngõ vào số, với khoảng thời gian từ 0.2ms đến 12.8ms Mục đích chính của tính năng này là giảm thiểu nhiễu trong quá trình kết nối dây ngõ vào, đảm bảo tín hiệu đầu vào ổn định và chính xác hơn.
Pulse Catch Bits cho phép thiết lập một ngõ vào để ghi lại sự chuyển đổi trạng thái tín hiệu nhanh chóng Khi có sự chuyển đổi, giá trị ngõ vào sẽ được lưu giữ cho đến khi được đọc bởi chu kỳ quét của PLC.
Background Time cho phép người dùng thiết lập thời gian mà PLC sẽ dành cho các hoạt động nền trong chế độ RUN Tính năng này chủ yếu được sử dụng để điều khiển ảnh hưởng của chu kỳ quét trong quá trình xử lý trạng thái và khi thực hiện các hoạt động soạn thảo runtime.
- EM Confuguration: Các module intelligent và địa chỉ cấu hình tương ứng được định nghĩa trong dự án Thường thì STEP 7-Micro/WIN wizard đặt các địa chỉ này.
- Configure LED: LED SF/DIAG (System Fault/Diagnostic) có thể được chọn sáng khi thực hiện chức năng cưỡng bức (Force) hoặc xảy ra lỗi vào/ra (I/O).
- Increase Memory: Tăng bộ nhớ chương trình bằng cách không cho soạn thảo ở chế độ RUN Đối với bộ nhớ Dữ liệu thì không thể.
- Password: Cho phép đặt mật khẩu để bảo vệ chương trình.
Bảng tham chiếu cung cấp thông tin về các địa chỉ vùng nhớ đã được sử dụng trong chương trình, bao gồm các đơn vị như Byte, bit, word, DWord, timer và counter Nó cũng chỉ rõ vị trí và chức năng của từng địa chỉ trong hệ thống.
Bảng cross reference được trình bày ở hình 6.2 cho phép người dùng nhấp đúp vào địa chỉ trong cột Element để mở cửa sổ chương trình tương ứng Tính năng này giúp người dùng dễ dàng kiểm tra và chỉnh sửa địa chỉ khi cần thiết.
* Communication: và Set PG/PC
Lập trình, điều khiển sử dụng các lệnh cơ bản
Các lệnh liên kết cơ bản
Phép toán AND được áp dụng khi cần kiểm soát trạng thái của hai hoặc nhiều tín hiệu xảy ra đồng thời để thực hiện một nhiệm vụ điều khiển cụ thể.
Ví dụ: Đèn H1 sẽ sáng nếu đồng thời cả 2 công tắc S1 và S2 ở trạng thái đóng mạch Đèn tắt khi 1 trong 2 công tắc hở mạch.
Hình: Liên kết AND: a) Sơ đồ mạch điện, b) Nối dây với ngõ vào/ra PLC
+ Lập bảng ký hiệu mô tả tên và địa chỉ của biến (soạn thảo bằng cách mở mục Symbol Table trong phần mềm soạn thảo):
Phép toán OR được áp dụng khi một trong hai hoặc nhiều tín hiệu đáp ứng điều kiện yêu cầu điều khiển, từ đó thực hiện một nhiệm vụ điều khiển cụ thể.
Trong ví dụ này, có hai công tắc S3 và S4 đều là loại thường hở Chương trình được thiết kế để đèn H2 sáng lên khi ít nhất một trong hai công tắc đóng lại Ngược lại, đèn sẽ tắt khi cả hai công tắc đều ở trạng thái mở.
Hình: Liên kết OR: a) Sơ đồ mạch điện, b) Nối dây với ngõ vào/ra PLC,
+ Lập bảng ký hiệu mô tả tên và địa chỉ của biến (soạn thảo bằng cách mở mục Symbol Table trong phần mềm soạn thảo):
Các tiếp điểm đặc biệt
Các bit nhớ SM (Special memory bits) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp chức năng trạng thái và điều khiển, đồng thời truyền thông tin giữa S7-200 và chương trình Những bit nhớ này có thể được sử dụng dưới dạng bits, bytes, words và double words Phần này sẽ tập trung vào các bit trạng thái của SMB0.
SMB0 chứa tám bit trạng thái và được cập nhật ở mỗi chu kỳ quét của S7-200. Đây là các bit nhớ chỉ đọc.
SM0.0 Bit luôn luôn có trạng thái 1
SM0.1 Bit có trạng thái 1 ở vòng quét đầu tiên của chương trình
SM0.2 Bit báo dữ liệu bị thất lạc (0: dữ liệu còn đủ, 1: dữ liệu bị thất lạc).
SM0.3 Bit báo PLC được đóng nguồn (1: ở vòng quét đầu tiên, 0: ở các vòng quét còn lại).
SM0.4 Bit tạo ra xung có chu kỳ 1 phút (0: trong 30s đầu, 1 trong 30s sau).
SM0.5 Bit tao xung có chu kỳ 1s (tần số 1 Hz) (0: trong 0,5s đầu; 1 trong 0,5 s sau).
SM0.6 Bit lên 1 ở một vòng quét và xuống 0 ở vòng quét tiếp theo Nó được sử dụng để làm ngõ vào của bộ đếm vòng quét.
SM0.7 Bit báo vị trí của công tắc chọn chế độ làm việc của PLC (0:
Lệnh Set và Reset trong PLC
Trong sơ đồ hình thang, trạng thái của các cuộn dây ra được xác định bởi các quan hệ logic điều khiển dòng tín hiệu, với giá trị đặt là 1 và xoá là 0 Khi dòng tín hiệu đến cuộn dây, các lệnh sẽ kích hoạt hoặc tắt một hoặc nhiều ngõ ra tương ứng.
Trong bảng liệt kê lệnh, giá trị của đỉnh ngăn xếp được truyền đến các ngõ ra tương ứng, với khả năng đặt và xoá các ngõ ra từ 1 đến 255 khi đỉnh ngăn xếp bằng 1 Nội dung ngăn không thay đổi bởi các lệnh này Cả hai dạng sơ đồ hình thang và liệt kê chỉ thị đều cho phép truy xuất trực tiếp ngõ ra Giá trị ngõ ra trong toán hạng được ghi đồng thời vào bộ đệm và ngõ ra vật lý, trong khi các lệnh gián tiếp chỉ ghi vào bộ đệm.
Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng LAD
Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng STL
Ví dụ: Mô tả việc thực hiện lệnh S (Set) và R (Reset) trong LAD và STL
Phương pháp kết nối PLC và các thiết bị ngoại vi
2.4.1 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi
Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi là yếu tố quyết định khả năng giao tiếp của PLC với máy tính và đảm bảo hệ thống điều khiển hoạt động đúng yêu cầu thiết kế Hơn nữa, việc nối dây còn ảnh hưởng đến an toàn cho cả PLC và hệ thống điều khiển.
Giới thiệu CPU 224 và cách kết nối với thiết bị ngoại vi
Sơ đồ bề mặt của bộ điều khiển lập trình S7-200 CPU 224 được cho như hình dưới.
Để bộ điều khiển lập trình S7-200 CPU 224 hoạt động hiệu quả, người sử dụng cần kết nối PLC với nguồn cung cấp và các thiết bị ngoại vi qua các ngõ vào ra Để nạp chương trình vào CPU, người dùng phải soạn thảo chương trình bằng thiết bị lập trình hoặc máy tính với phần mềm tương ứng, sau đó có thể nạp trực tiếp vào CPU hoặc sao chép vào thẻ nhớ để gắn vào rãnh cắm trên CPU Thông thường, trong quá trình lập trình và kiểm tra hoạt động, thiết bị lập trình hoặc máy tính cá nhân sẽ được kết nối trực tiếp với PLC Do đó, để hệ thống điều khiển bằng PLC hoạt động và lập trình hiệu quả, việc kết nối PLC với máy tính và các ngõ vào ra với thiết bị ngoại vi là rất cần thiết.
Để kết nối với các thiết bị lập trình Siemens có cổng PPI, người dùng có thể kết nối trực tiếp với PLC bằng một sợi cáp Tuy nhiên, để kết nối với máy tính cá nhân, cần sử dụng cáp chuyển đổi PC/PPI Có hai loại cáp chuyển đổi phổ biến là cáp RS-232/PPI Multi-Master và cáp USB/PPI Multi-Master.
* Cáp RS-232/PPI multi-master:
Hình dáng của cáp và công tắc chọn chế độ truyền được cho ở hình sau.
Hình: Hình dáng cáp RS-232/PPI và các chuyển mạch trên cáp.
Tốc độ truyền giữa máy tính và CPU quyết định vị trí đặt các công tắc 1, 2, 3 Đối với CPU 22x, tốc độ truyền thường được thiết lập là 9,6 KBaud, tương ứng với việc đặt công tắc 123 theo thứ tự 010.
Công tắc 7 cần được điều chỉnh theo chế độ truyền thông 10 Bit hoặc 11 Bit Khi kết nối với máy tính, công tắc 7 nên được đặt ở vị trí 0 để chọn chế độ truyền thông 11 Bit.
The switch 6 on the RS-232/PPI Multi-Master cable is essential for connecting the RS-232 communication port of a modem to the S7-200 CPU For standard connections to a computer, switch 6 should be set to the Data Communications Equipment (DCE) position.
0) Khi kết nối cáp PC/PPI với một modem thì port RS-232 của cáp PC/PPI được đặt ở vị trí Data Terminal Equipment (DTE) (công tắc 6 ở vị trí 1).
Công tắc 5 có vai trò quan trọng trong việc thiết lập cáp RS-232/PPI Multi-Master, cho phép thay thế cáp PC/PPI hoặc chuyển sang chế độ Freeport khi được đặt ở vị trí 0 Đối với kết nối PPI (master) thông thường với phần mềm STEP 7 Micro/Win 3.2 SP4 hoặc phiên bản cao hơn, công tắc 5 cần được đặt ở vị trí 1.
Sơ đồ nối cáp RS-232/PPI Multi-Master giữa máy tính và CPU S7-200 với tốc độ truyền 9,6 Kbaud được cho như hình sau.
Hình: Kết nối máy tính với CPU S7-200 RS-232/PPI Multi-Master
* Cáp USB/PPI multi-master:
Hình dáng của cáp được cho ở hình dưới.
Hình: Hình dáng cáp USB/PPI.
Cách kết nối cáp USB/PPI Multi-Master tương tự như cáp RS-232/PPI Multi-Master Để sử dụng, cần phần mềm STEP 7-Micro/WIN 3.2 Service Pack 4 hoặc phiên bản cao hơn Cáp này chỉ tương thích với CPU22x trở lên Lưu ý rằng cáp USB không hỗ trợ truyền thông Freeport và không thể tải cấu hình màn hình TP070 từ phần mềm TP Designer.
Nối nguồn cung cấp cho CPU
Tùy thuộc vào loại và họ PLC, CPU có thể là khối riêng lẻ hoặc tích hợp sẵn các ngõ vào, ngõ ra cùng với một số chức năng đặc biệt Đặc biệt, hầu hết các PLC thuộc họ S7-200 được thiết kế với các khâu vào, khâu ra và CPU trong cùng một vỏ hộp, tuy nhiên, nguồn cung cấp cho các khâu này hoàn toàn độc lập với nhau.
85 264 VAC, f = 47 63 Hz Một chiều: 20,4 28,8 VDC a Cấp nguồn cho CPU 2xx loại DC/DC/DC; b Cấp nguồn cho CPU 2xx loại AC/DC/RLY
Để nhận biết việc cấp nguồn cho CPU, chúng ta cần dựa vào các chữ số đi kèm theo CPU Các mã số kèm theo CPU thường bắt đầu bằng 2xx, cho thấy thông tin quan trọng về nguồn cung cấp cho CPU.
• CPU 2xx DC/DC/DC: Nguồn cấp cho CPU là DC, nguồn cho ngõ vào là DC, nguồn cấp cho ngõ ra là DC.
• CPU 2xx AC/DC/Relay: Nguồn cấp cho CPU là AC, nguồn cho ngõ vào là DC, ngõ ra là Relay có thể cấp nguồn là DC hoặc AC.
Kết nối vào/ra số với ngoại vi
Các ngõ vào và ra của PLC rất quan trọng cho việc điều khiển và giám sát quá trình Chúng được chia thành hai loại chính: số (Digital) và tương tự (Analog) Trong hầu hết các ứng dụng, ngõ vào/ra số được sử dụng phổ biến hơn Bài viết này sẽ tập trung vào việc kết nối các ngõ vào/ra số với các thiết bị ngoại vi, trong khi ngõ vào/ra tương tự sẽ được trình bày chi tiết trong chương sau.
Bộ điều khiển lập trình S7-200 của Siemens cung cấp nhiều loại CPU với điện áp khác nhau cho các ngõ vào ra Tùy thuộc vào từng loại CPU, cách nối dây cũng sẽ khác nhau Để thực hiện việc nối dây chính xác, người dùng có thể tham khảo sổ tay hướng dẫn kèm theo từ nhà sản xuất.
Kết nối các ngõ vào số với ngoại vi
Các ngõ vào của PLC có thể được thiết kế riêng lẻ, kết hợp với ngõ ra trong một khối, hoặc tích hợp trên khối CPU Dù ở hình thức nào, các ngõ vào đều cần nguồn điện riêng với điện áp phù hợp Cần chú ý rằng trong khối ngõ vào hoặc ngõ vào tích hợp trên CPU, có thể có các nhóm nguồn độc lập Do đó, việc cấp nguồn cho các nhóm này cần được thực hiện cẩn thận Nguồn cung cấp cho các khối vào của S7-200 cần được xác định rõ ràng.
Xoay chiều: 15 35 VAC, f = 47 63 Hz; dòng cần thiết nhỏ nhất 4mA
79 135 VAC, f = 47 63 Hz; dòng cần thiết nhỏ nhất 4mA Một chiều: 15 30 VDC; dòng cần thiết nhỏ nhất 4mA
Sơ đồ mạch điện bên trong của một số ngõ vào được cho như hình. a) b)
Hình: a) Mạch điện của 1 ngõ vào số sử dụng nguồn cung cấp DC b) Mạch điện của 1 ngõ vào số sử dụng nguồn cung cấp AC
Tùy theo yêu cầu mà có thể quyết định sử dụng loại ngõ vào nào.
- Điện áp DC thường thấp do đó an toàn hơn.
- Đáp ứng ngõ vào DC rất nhanh.
- Điện áp DC có thể được kết nối với nhiều phần tử trong hệ thống điện. + Ngõ vào AC:
Để nhận biết ngõ vào AC, cần có thời gian nhất định Cụ thể, với điện áp có tần số 50 Hz, thời gian yêu cầu là 1/50 giây.
- Tín hiệu AC ít bị nhiễu hơn tín hiệu DC, vì vậy chúng thích hợp với khoảng cách lớn và môi trường nhiễu (từ).
- Nguồn AC kinh tế hơn.
Tín hiệu AC là thành phần quan trọng trong các thiết bị tự động hiện nay, thường được sử dụng để kết nối với các ngõ vào số Mỗi ngõ vào thường được liên kết với một bộ tạo tín hiệu nhị phân như nút nhấn, công tắc hoặc cảm biến tiếp cận, ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt Hình ảnh minh họa dưới đây thể hiện cách kết nối dây giữa các ngõ vào PLC và các bộ tạo tín hiệu nhị phân khác nhau.
Cần lưu ý đến các loại cảm biến khi kết nối với các ngõ vào PLC.
Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, quay một chiều
Điều khiển khởi động trực tiếp động cơ KĐB 3 pha là bài thực hành đầu tiên giúp sinh viên làm quen với việc lưu trữ bài tập, gán địa chỉ, lập trình trên PLC, tải chương trình từ PC đến PLC và thực hiện nối dây.
Nhấn nút Mở (M) để khởi động động cơ và Dừng (D) để tắt động cơ Khi động cơ hoạt động, nếu Rơle nhiệt kích hoạt, động cơ sẽ ngừng và hệ thống dừng hoạt động Để khôi phục hoạt động, cần nhấn M sau khi Reset Rơle nhiệt, đưa hệ thống trở về trạng thái ban đầu.
- Mạch Trang bị điện điều khiển khởi động trực tiếp động cơ KĐB 3 pha được trình bày ở hình dưới.
Hình: Mạch Động lực và Điều khiển khởi động trực tiếp ĐC KĐB 3P
Sử dụng các tiếp điểm thường mở và thường đóng, cùng với cuộn hút tương ứng trong phần mềm Step 7 MicroWin 4.0, bạn có thể vẽ lại mạch điều khiển khởi động trực tiếp cho động cơ KĐB 3 pha Chương trình điều khiển trên PLC sẽ được thiết kế theo dạng như hình minh họa.
Hình: Chương trình điều khiển trên PLC
Rơle nhiệt (Overload Relay) là thiết bị điện tự động có khả năng đóng cắt tiếp điểm nhờ hiện tượng co dãn của các thanh kim loại khi nhiệt độ tăng Thiết bị này thường được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi tình trạng quá tải Trong ngành công nghiệp, rơle nhiệt thường được lắp đặt cùng với công tắc tơ để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Hình: Chi tiết rơ le nhiệt
1- Núm điều chỉnh cấp độ bảo vệ (Ví dụ từ 4 – 6 Ampe)
4 – Nút Reset ở chế độ bằng tay (H) và tự động (A)
Hình: Các thành phần chính của Rơle nhiệt Bảng hoạt động của các tiếp điểm tùy theo chức năng của Rơle nhiệt
- Kết nối Rơle nhiệt với PLC:
Rơle được lắp đặt giữa Contactor và Động cơ để bảo vệ động cơ, thường có 1 cặp tiếp điểm thường đóng (NC) và thường mở (NO) Để đảm bảo tín hiệu điều khiển nhanh chóng, chúng ta sử dụng tiếp điểm thường đóng (NC 95-96) Khi động cơ gặp sự cố, Rơle nhiệt sẽ tác động và mở tiếp điểm này, giúp bảo vệ động cơ hiệu quả.
Khi sử dụng tiếp điểm thường đóng của Rơle nhiệt kết nối với PLC, ta sẽ có các sơ đồ sau:
Sơ đồ các ngõ Vào/Ra PLC Sơ đồ điều khiển Sơ đồ động lực
Mô phỏng rơle nhiệt là giải pháp hiệu quả khi cần bảo vệ thiết bị điện nhưng không có rơle nhiệt thực tế Chúng ta có thể sử dụng một tiếp điểm thường đóng để thay thế, giúp đơn giản hóa việc nối dây Các sơ đồ lắp đặt và chương trình điều khiển vẫn giữ nguyên như khi sử dụng rơle nhiệt thật, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Lưu chương trình là bước quan trọng đầu tiên khi lập trình trên Step 7 MicroWin 4.0 Hành động này giúp đảm bảo rằng chương trình luôn được lưu trữ và cập nhật thường xuyên, từ đó giảm thiểu nguy cơ mất dữ liệu do sự cố máy tính.
Phân tích các yêu cầu về an toàn nơi làm việc:
Hoạt động Nguy cơ xảy ra mất an toàn Biện pháp kiểm soát Người kiểm soát rủi ro Nối dây ngõ vào ra
PLC Đấu nối ngược nguồn cho PLC và các ngõ vào/ra
Kiểm tra kỹ sơ đồ nối dây PLC
Xác định đúng nguồn cung cấp và các cực nguồn DC
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên kiểm tra trước khi lắp đặt
Nối dây điều khiển và động lực cho động cơ
Xác định sai nguồn cung cấp cho mạch điều khiển
Xác định đúng điện áp cung cấp cho mạch điều khiển Xác định điện áp nguồn điện
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên kiểm tra trước khi lắp đặt
Ngắn mạch do chạm chập trên trạm nối dây
Thay các tiếp điểm bị lỏng Vặn các tiếp tiếp đủ lực để không bị lỏng dây Đảm bảo tối đa 2 dây trong 1 tiếp điểm Đi dây gọn gàng
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên chú ý thao tác
Để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, người vận hành cần tránh bị điện giật bằng cách kiểm tra kỹ lưỡng mạch điện trước khi bắt đầu Ngoài ra, khu vực làm việc cần được giữ vệ sinh sạch sẽ, và chỉ cho phép một người thao tác tại một thời điểm để giảm thiểu rủi ro.
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên chú ý trước khi vận hành
Bước 1:Phân tích yêu cầu và gán địa chỉ
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn phương án viết chương trình điều khiển và một số chú ý trước khi lắp đặt và nối dây cho PLC:
- Sử dụng các tiếp điểm đường đóng và thường mở liên kết với nhau
- Có thể chọn nhanh các tiếp điểm bằng cách nhấn phím tắt F4, chọn cuộn hút bằng cách phím tắt F6, chọn hàm bằng phím F9
- Tiếp điểm Rơle nhiệt là tiếp điểm thường đóng
Gán địa chỉ các ngõ vào/ra PLC:
Ngõ vào Ngõ ra Địa chỉ Ký hiệu Chức năng Địa chỉ Ký hiệu Chức năng
I0.0 M Nút mở Q0.0 DC Động cơ
Bước 2:Lắp đặt và nối dây cho PLC S7-200
Sơ đồ các ngõ Vào/Ra PLC Sơ đồ điều khiển Sơ đồ động lực Bước 3:Viết chương trình cho PLC S7-200
Bảng khai báo các địa chỉ vào/ra PLC
Chương trình lập trình trên phần mềm Step7 MicroWin 4.0
Tải chương trình từ PC -> PLC
Bước 4:Kiểm tra và vận hành
Kiểm tra trước khi vận hành:
- Vệ sinh khu vực làm việc trước khi kiểm tra và vận hành
- Sử dụng VOM kiểm tra thông mạch lần lượt mạch ngõ vào/ra PLC, mạch điều khiển và mạch động lực.
Để kiểm tra hoạt động của chương trình PLC, chỉ cần bật nguồn điện DC 24V và kiểm tra các ngõ vào/ra Điều này đảm bảo rằng các ngõ vào được kết nối đúng yêu cầu.
- Bật nguồn mạch điều khiển, tác động các ngõ vào và kiểm mạch điều khiển hoạt động đúng yêu cầu.
- Bật nguồn mạch động lực, tác động các ngõ vào và kiểm tra hệ thống hoạt động đúng yêu cầu.
- Kiểm tra hệ thống hoạt động lần 2 để đảm bảo hệ thống về trạng thái ban đầu sau khi kết thúc vận hành.
- Nhấn nút mở (M), động cơ (DC) làm việc Nhấn dừng (D), động cơ (DC) dừng.
- Nhấn nút mở (M), động cơ (DC) làm việc Tác động Rơle nhiệt, động cơ (DC) dừng, mạch điện bị khóa.
- Nhấn nút mở (M), động cơ (DC) không làm việc Nhấn nút dừng (D) sau đó nhấn mở (M), động cơ vẫn không làm việc Tác động để Reset Rơle nhiệt (RN).
- Nhấn nút mở (M), động cơ (DC) làm việc Nhấn dừng (D), động cơ (DC) dừng.
- Người học thực hiện các bước lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, quay một chiều;
- Người học thực hiện đầy đủ các bước theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện vận hành và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 60 phút;
- Đảm bảo vận hành và kiểm tra các ngõ ra hoạt động đúng yêu cầu.
Tên các bước công việc Chuẩn bị Yêu cầu kỹ thuật Chú ý
Bước 1: Phân tích yêu cầu điều khiển Yêu cầu điều khiển mạch điện khởi động trực tiếp động cơ KĐB 3 pha
Số lượng các ngõ vào/ra
Một số lưu ý đặc biệt
Phân tích chính xác yêu cầu điều khiển Xác định đúng số lượng các ngõ vào/ra
Bước 2: Gán địa chỉ Số ngõ vào/ra theo yêu cầu điều khiển Gán địa chỉ đầy đủ, dễ nhớ Sắp xếp địa chỉ phù hợp, dễ nhớ
Bước 3: Đấu dây Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC
Sơ đồ động lực Đấu dây đúng sơ đồ, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Đấu dây đúng yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ
Chú ý điện áp sử dụng cho PLC (24V DC) và điện áp vận hành mạch điện (220V AC) Đi dây gọn gàng
An toàn về điện và cơ khí
Bước 4: Lập trình Gán địa chỉ trong phần mềm Step 7 MicroWin 4.0 Nhập chương trình điều khiển vào phần mềm
Nhập chương trình đúng theo địa chỉ đã khai báo trên PLC
Bước 5: Tải chương trình vào
Cáp kết nối Máy tính đã viết chương trình
Mô hình đã nối dây Đúng địa chỉ truyền thông Chú ý cáp kết nối chắc chắn Một số lỗi thường gặp
An toàn cho người và thiết bị
Bước 6: Kiểm tra – vận hành Kiểm tra trước khi vận hành Quy trình vận hành mạch điện
Kiểm tra điện áp 24V DC, điện áp mạch điều khiển, động lực
Vận hành đúng trình tự
An toàn cho người và thiết bị
Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, đảo chiều quay gián tiếp
Để điều khiển động cơ, nhấn nút Mở thuận (MT) để động cơ quay thuận và nhấn Dừng (D) để dừng hoạt động Tương tự, nhấn nút Mở ngược (MN) để động cơ quay ngược và nhấn Dừng (D) để dừng Lưu ý rằng khi động cơ quay thuận, nút Mở ngược sẽ không có tác dụng và ngược lại Nếu trong quá trình hoạt động, Rơle nhiệt tác động, động cơ sẽ dừng và hệ thống ngừng hoạt động cho đến khi Reset Rơle nhiệt, khi đó bạn có thể nhấn MT hoặc MN để khôi phục hoạt động của động cơ.
Phân tích các yêu cầu về an toàn nơi làm việc:
Hoạt động Nguy cơ xảy ra mất an toàn Biện pháp kiểm soát Người kiểm soát rủi ro Nối dây ngõ vào ra
PLC Đấu nối ngược nguồn cho PLC và các ngõ vào/ra
Kiểm tra kỹ sơ đồ nối dây PLC
Xác định đúng nguồn cung cấp và các cực nguồn DC
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên kiểm tra trước khi lắp đặt
Nối dây điều khiển và động lực cho động cơ
Xác định sai nguồn cung cấp cho mạch điều khiển
Xác định đúng điện áp cung cấp cho mạch điều khiển Xác định điện áp nguồn điện
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên kiểm tra trước khi lắp đặt
Ngắn mạch do chạm chập trên trạm nối dây
Thay các tiếp điểm bị lỏng Vặn các tiếp tiếp đủ lực để không bị lỏng dây Đảm bảo tối đa 2 dây trong 1 tiếp điểm Đi dây gọn gàng
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên chú ý thao tác
Để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, người vận hành cần tránh bị điện giật bằng cách kiểm tra kỹ lưỡng mạch điện trước khi bắt đầu Ngoài ra, khu vực làm việc cần được vệ sinh sạch sẽ và chỉ cho phép một người thao tác tại một thời điểm để giảm thiểu rủi ro.
Giáo viên nhắc nhở sinh viên
Sinh viên chú ý trước khi vận hành
Bước 1:Phân tích yêu cầu và gán địa chỉ
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn phương án viết chương trình điều khiển và một số chú ý trước khi lắp đặt và nối dây cho PLC:
- Sử dụng các tiếp điểm đường đóng và thường mở liên kết với nhau
- Mỗi ngõ ra nên được lập trình ở cácNetworkkhác nhau
- Khóa lẫn Contactor KT và KN
- Khóa lẫn Quay thuận và Quay ngược trong chương trình PLC
- Có thể chọn nhanh các tiếp điểm bằng cách nhấn phím tắt F4, chọn cuộn hút bằng cách phím tắt F6, chọn hàm bằng phím F9
- Tiếp điểm Rơle nhiệt là tiếp điểm thường đóng
Gán địa chỉ các ngõ vào/ra PLC:
Ngõ vào Ngõ ra Địa chỉ Ký hiệu Chức năng Địa chỉ Ký hiệu Chức năng
I0.0 MT Mở thuận Q0.0 QT Quay thuận
I0.1 MN Mở ngược Q0.1 QN Quay ngược
Bước 2:Lắp đặt và nối dây cho PLC S7-200
Sơ đồ các ngõ Vào/Ra PLC Sơ đồ điều khiển Sơ đồ động lực Bước 3:Viết chương trình cho PLC S7-200
Bảng khai báo các địa chỉ vào/ra PLC
Chương trình lập trình trên phần mềm Step7 MicroWin 4.0
Tải chương trình từ PC -> PLC
Bước 4:Kiểm tra và vận hành
Kiểm tra trước khi vận hành:
- Vệ sinh khu vực làm việc trước khi kiểm tra và vận hành
- Sử dụng VOM kiểm tra thông mạch lần lượt mạch ngõ vào/ra PLC, mạch điều khiển và mạch động lực.
Để kiểm tra hoạt động của chương trình PLC, hãy chỉ bật nguồn điện DC 24V và điều khiển các ngõ vào/ra Điều này giúp đảm bảo rằng các ngõ vào được kết nối đúng yêu cầu, từ đó xác nhận tính chính xác trong quá trình vận hành.
- Bật nguồn mạch điều khiển, tác động các ngõ vào và kiểm mạch điều khiển hoạt động đúng yêu cầu.
- Bật nguồn mạch động lực, tác động các ngõ vào và kiểm tra hệ thống hoạt động đúng yêu cầu.
- Kiểm tra hệ thống hoạt động lần 2 để đảm bảo hệ thống về trạng thái ban đầu sau khi kết thúc vận hành.
- Nhấn nút mở thuận (MT), động cơ quay thuận Nhấn nút mở ngược động cơ vẫn quay thuận, nhấn nút dừng (D), động cơ dừng.
- Nhấn nút mở ngược (MT), động cơ quay ngược Nhấn nút mở thuận động cơ vẫn quay ngược, nhấn nút dừng (D), động cơ dừng.
Khi động cơ đang hoạt động, nó sẽ tác động đến rơle nhiệt (RN) Nếu động cơ dừng lại và nhấn nút mở thuận hoặc mở ngược nhưng động cơ vẫn không hoạt động, cần phải tác động để reset rơle nhiệt (RN).
- Nhấn nút mở thuận hoặc mở ngược, động cơ quay theo chiều tương ứng Nhấn dừng (D), động cơ dừng.
- Người học thực hiện các bước lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, đảo chiều quay gián tiếp;
- Người học thực hiện đầy đủ các bước theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện vận hành và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 60 phút;
- Đảm bảo vận hành và kiểm tra các ngõ ra hoạt động đúng yêu cầu.
Tên các bước công việc Chuẩn bị Yêu cầu kỹ thuật Chú ý
Bước 1: Phân tích yêu cầu điều khiển Yêu cầu điều khiển mạch điện đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha
Số lượng các ngõ vào/ra
Một số lưu ý đặc biệt
Phân tích chính xác yêu cầu điều khiển Xác định đúng số lượng các ngõ vào/ra
Bước 2: Gán địa chỉ cho các ngõ vào/ra theo yêu cầu điều khiển, đảm bảo địa chỉ được đầy đủ và dễ nhớ Sắp xếp địa chỉ một cách hợp lý để người dùng dễ dàng ghi nhớ Bước 3: Tiến hành đấu dây theo sơ đồ nối dây cho các ngõ vào/ra của PLC.
Sơ đồ động lực Đấu dây đúng sơ đồ, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Đấu dây đúng yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ
Chú ý điện áp sử dụng cho PLC (24V DC) và điện áp vận hành mạch điện (220V AC) Đi dây gọn gàng
An toàn về điện và cơ khí
Bước 4: Lập trình Gán địa chỉ trong phần mềm Step 7 MicroWin 4.0
Nhập chương trình đúng theo địa chỉ đã khai báo trên
Nhập chương trình điều khiển vào phần mềm
Bước 5: Tải chương trình vào
Cáp kết nối Máy tính đã viết chương trình
Mô hình đã nối dây Đúng địa chỉ truyền thông Chú ý cáp kết nối chắc chắn Một số lỗi thường gặp
An toàn cho người và thiết bị
Bước 6: Kiểm tra – vận hành Kiểm tra trước khi vận hành Quy trình vận hành mạch điện
Kiểm tra điện áp 24V DC, điện áp mạch điều khiển, động lực
Vận hành đúng trình tự
An toàn cho người và thiết bị
Câu hỏi và bài tập ôn tập Câu hỏi:
1 Trình bày đặc điểm một số tiếp điểm đặc biệt của PLC.
2 Trình bày phương pháp kiểm tra việc nối dây giữa PC và PLC.
1 Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, quay một chiều có đèn báo.
Nhấn nút Mở (M) để khởi động động cơ và Dừng (D) để tắt động cơ Khi động cơ hoạt động, nếu Rơle nhiệt được kích hoạt, động cơ sẽ dừng và hệ thống ngừng hoạt động; nhấn M sẽ không khởi động động cơ cho đến khi Rơle nhiệt được Reset Đèn báo hoạt động (L1) sẽ sáng khi động cơ đang chạy, trong khi đèn báo dừng (L2) sáng khi động cơ dừng, và L2 sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây khi động cơ gặp tình trạng quá tải.
2 Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động trực tiếp, đảo chiều quay gián tiếp có đèn báo
Để điều khiển động cơ, nhấn nút Mở thuận (MT) để động cơ quay thuận và nhấn Dừng (D) để dừng hoạt động Để động cơ quay ngược, nhấn nút Mở ngược (MN) và cũng nhấn Dừng (D) để dừng Lưu ý rằng khi động cơ đang quay thuận, nút Mở ngược sẽ không có tác dụng và ngược lại Nếu rơle nhiệt tác động trong quá trình động cơ quay, động cơ sẽ dừng và hệ thống ngừng hoạt động cho đến khi rơle nhiệt được reset, khi đó bạn có thể nhấn MT hoặc MN để khởi động lại động cơ Đèn báo hoạt động (L1) sẽ sáng khi động cơ hoạt động, trong khi đèn báo dừng (L2) sáng khi động cơ dừng, và đèn L2 sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây khi động cơ bị quá tải.
Lập trình, điều khiển sử dụng Timer và Counter
Lập trình, điều khiển sử dụng Timer
3.1.1 Các loại Timer trong PLC
Timer On Delay trong PLC (TON)
- Ký hiệu trong ngôn ngữ LAD:
IN: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL cho phép TON hoạt động (IN mức 1 thì TON hoạt động).
PT: là cổng nhận giá trị tạo thời gian trễ đặt trước cho TON, toán hạng là: IW, VW, QW,
MW, SW, SMW, LW, AIW, T, C, *VD, *LD, Constant.
???ms: là độ phân giải của TON
Txxx: là số hiệu của Timer
Tùy theo số hiệu của Timer ta có bảng phân bổ độ phân giải sau:
Loại Timer Số hiệu TON Độ phân giải Thời gian tối đa
T37-T63, T101-T255 100 ms 3276.7 s Để tính giá trị đặt ở PT khi biết thời gian cần tạo trễ t (giây), ta áp dụng công thức sau:
�㕃�㕇 = �㕡.1000 ???�㕚�㕠 Tùy thuộc vào độ phân giải của TON ta có giá trị PT tương ứng.
Ví dụ: thời gian cần tạo trễ là 5,2 giây,
- Với TON có độ phân giải là 100ms ta có:�㕃�㕇 = 5,2.1000 100�㕚�㕠 = 52,
- Với độ phân giải là 10ms ta có�㕃�㕇 = 10�㕚�㕠 = 520,
Với độ phân giải 1ms, ta có thể tính toán được giá trị là 5200 Độ phân giải này rất quan trọng khi lựa chọn thời gian tạo trễ với độ chính xác khác nhau Cụ thể, nếu cần độ chính xác 10 lần (0,1), ta chọn 100ms; với độ chính xác 100 lần (0,01), ta chọn 10ms; và với độ chính xác 1000 lần (0,001), ta chọn 1ms.
- Chức năng của TON (Timer ON delay) là tạo ra một thời gian trễ của tín hiệu ra so với tín hiệu vào TON (chân IN).
- Nguyên tắc làm việc của TON:
Khi tín hiệu được cấp vào cổng IN, bộ đếm TON sẽ bắt đầu đếm từ 0 và tăng dần giá trị Khi giá trị đếm đạt hoặc vượt quá giá trị đã đặt ở PT, TON sẽ kích hoạt, làm cho tiếp điểm thường đóng mở ra và tiếp điểm thường mở đóng lại.
Nếu cắt tín hiệu cấp vào IN thì TON ngừng đếm, giá trị đếm được bị reset về 0, TON ngừng tác động.
Nếu cấp tín hiệu trở lại IN thì TON đếm lại từ đầu.
Khi tín hiệu cấp vào IN được duy trì, TON sẽ tiếp tục đếm lên đến giá trị tối đa 32767, sau đó dừng lại và giữ giá trị này Dù đã dừng đếm, TON vẫn tiếp tục tác động Để làm rõ nguyên lý hoạt động của TON, ta sẽ xem xét một ví dụ cụ thể.
Khi I0.0=1, T37 bắt đầu đếm giá trị tăng dần; nếu I0.0=0, T37 ngừng đếm và giá trị bị reset về 0 Khi giá trị đếm đạt 10, T37 tác động: tiếp điểm thường mở đóng lại, Q0.0=1, và tiếp điểm thường đóng mở ra, Q0.0=0 Nếu I0.0 vẫn giữ ở mức 1, T37 sẽ tiếp tục đếm đến giá trị cực đại và duy trì giá trị đó.
Hình Giản đồ thời gian minh họa nguyên tắc làm việc của T37 Timer Offdelay (TOF)
- Ký hiệu trong ngôn ngữ LAD:
IN: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL cho phép TOF hoạt động (IN mức 1 thì TON hoạt động).
PT: là cổng nhận giá trị tạo thời gian trễ đặt trước cho TON, toán hạng là: IW,
VW, QW, MW, SW, SMW, LW, AIW, T, C, *VD, *LD, Constant.
???ms: là độ phân giải của TOF
Txxx: là số hiệu của Timer
- Chức năng của TOF (Timer OFF delay) là tạo ra một thời gian tắt trễ của tín hiệu ra khi tín hiệu vào TOF tắt (chân IN = 0)
- Nguyên tắc làm việc của TOF:
Khi cấp tín hiệu vào cổng IN, thì tín hiệu ra của TOF tác động Tiếp điểm thường mở đóng lại.
Khi tín hiệu ngõ vào cổng IN bị ngắt, giá trị đếm của TOF sẽ bắt đầu tăng từ 0 Khi giá trị này đạt đến mức đã đặt ở PT, TOF sẽ ngừng tác động, tiếp điểm thường mở sẽ mở ra và TOF sẽ dừng quá trình đếm.
Khi tín hiệu được cấp vào cổng IN, hiệu ra của TOF sẽ tác động, giá trị đếm TOF sẽ được reset về 0 và tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại Để minh họa nguyên lý hoạt động của TOF, ta sẽ xem xét một ví dụ cụ thể.
Khi I0.0 = 1, tiếp điểm T33 = 1, ngõ ra Q0.0 = 1.
Nếu I0.0 = 0 thì T33 bắt đầu tính thời gian, tiếp điểm T33 vẫn duy trì mức 1, khi giá trị đếm = 100, tiếp điểm T33 = 0 làm Q0.0 = 0.
Khi I0.0 = 1 trở lại, giá trị đếm của T33 bị reset về 0, tiếp điểm T33 = 1 làm Q0.0
Khi I0.0 = 0, T33 bắt đầu đếm thời gian và giữ mức 1 Nếu I0.0 = 1 trong khi giá trị đếm T33 nhỏ hơn giá trị đặt ở chân PT (80 < 100), giá trị đếm sẽ được reset về 0 và tiếp tục đếm khi I0.0 trở lại 0.
Hình Giản đồ thời gian minh họa nguyên tắc làm việc của T33 Timer Ondelay Retentive (TONR)
- Ký hiệu trong ngôn ngữ LAD:
IN: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL cho phép TONR hoạt động (IN mức 1 thì TON hoạt động).
PT: là cổng nhận giá trị tạo thời gian trễ đặt trước cho TON, toán hạng là: IW, VW, QW,
MW, SW, SMW, LW, AIW, T, C, *VD, *LD, Constant.
???ms: là độ phân giải của TONR
Txxx: là số hiệu của Timer
Tùy theo số hiệu của Timer ta có bảng phân bổ độ phân giải sau:
Loại Timer Số hiệu TON Độ phân giải Thời gian tối đa
T5-T31, T69-T95 100 ms 3276.7 s Để tính giá trị đặt ở PT khi biết thời gian cần tạo trễ t (giây), ta áp dụng công thức sau tương tự TON và TOF.
Chức năng của TONR (Timer ON delay Retentive) là tạo ra thời gian trễ cho tín hiệu ra so với tín hiệu vào ở chân IN Một đặc điểm nổi bật của TONR là khả năng lưu trữ thời gian đếm ngay cả khi chân IN mất tín hiệu, và sẽ tiếp tục đếm khi chân IN nhận tín hiệu trở lại.
- Nguyên tắc làm việc của TONR:
Khi tín hiệu được cung cấp vào cổng IN, TONR bắt đầu quá trình đếm số nguyên dương Giá trị đếm của TONR sẽ tăng từ 0 cho đến khi đạt hoặc vượt quá giá trị đã được thiết lập ở PT Khi điều kiện này được thỏa mãn, TONR sẽ kích hoạt, khiến bit tiếp điểm thường đóng mở ra và tiếp điểm thường mở đóng lại.
Khi tín hiệu cấp vào IN bị cắt, TONR sẽ ngừng quá trình đếm và giá trị đếm được sẽ được lưu giữ trong bộ nhớ Nếu tín hiệu trở lại, TONR sẽ tiếp tục đếm từ giá trị đã lưu trước đó.
Khi tín hiệu cấp vào IN được duy trì, TONR sẽ đếm đến giá trị tối đa 32767 và giữ giá trị này, trong khi vẫn tiếp tục tác động Để thiết lập lại giá trị đếm và ngõ ra của TONR, cần sử dụng lệnh RESET Ví dụ sau đây sẽ minh họa nguyên lý hoạt động của TONR.
Khi I0.0 bằng 1, bộ đếm T1 bắt đầu tăng giá trị Nếu I0.0 chuyển về 0, T1 sẽ ngừng đếm và lưu trữ giá trị hiện tại trong bộ nhớ Khi I0.0 lại trở về 1, T1 sẽ tiếp tục đếm từ giá trị đã lưu trước đó.
Khi giá trị đếm đạt hoặc vượt 100, T1 sẽ tác động và tiếp điểm thường mở của T1 sẽ đóng lại, dẫn đến Q0.0 = 1 Nếu I0.0 được duy trì ở mức 1, T1 sẽ tiếp tục đếm cho đến giá trị cực đại và giữ nguyên giá trị đó.
Khi I0.1 = 1, T1 bị reset, giá trị đếm của T1 bị reset về 0, tiếp điểm thường hở T1 mở ra, Q0.0 = 0.
Hình Giản đồ thời gian minh họa nguyên tắc làm việc của T1
3.1.2 Lập trình, điều khiển ứng dụng Timer
- Viết chương trình điều khiển theo yêu cầu sau:
Nhấn nút I0.0 đèn Q0.0 sáng, sau 5 giây đèn Q0.1 sáng
Nhấn nút I0.1 đèn Q0.1 tắt, sau 3 giây đèn Q0.0 tắt
- Sử dụng Timer TON cho việc mở tuần tự,
- Sử dụng Timer TOF cho việc dừng tuần tự.
Bước 1: Thực hiện Mở/Dừng thông qua tiếp điểm phụ
Viết chương trình điều khiển mở (I0.0) và dừng (I0.1) tiếp điểm phụ (M0.0):
Bước 2: Viết phần chương trình mở tuần tự
- Sử dụng M0.0 để bật Q0.0, đồng thời bắt đầu tính thời gian TON 5 giây (T37):
- Sử dụng tiếp điểm T37 để bật Q0.1 thông qua tiếp điểm phụ M0.0:
Bước 3: Viết phần chương trình dừng tuần tự
- Khi nhấn nút I0.1 tiếp điểm M0.0 tắt, ngay lập tức Q0.1 tắt, sử dụng tiếp điểm Q0.1 để kích hoạt TOF (T38) duy trì hoạt động cho Q0.0:
- Sử dụng tiếp điểm T38 để duy trì hoạt động của Q0.0 sau khi M0.0 tắt trong Network 2:
Tổng quát chương trình sau khi hoàn thiện
- Người học thực hiện viết chương trình theo cá nhân trong vở của mình;
- Kiểm tra hoạt động Logic của chương trình đúng theo yêu cầu.
- Thời gian thực hành 30 phút.
Lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha khởi động sao làm việc tam giác
Yêu cầu lập trình, điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác:
- Nhấn nút Mở (M) động cơ khởi động sao/làm việc tam giác, thời gian khởi động 5s, thời gian KY nhà Khút nhả là 0,5s.
- Nhấn nút Dừng (D) động cơ dừng.
- Rơle nhiệt (RN) được dùng để bảo vệ quá tải động cơ, khi RN tác động làm động cơ dừng, khóa mạch.
- Nhấn Reset (RS) để động cơ trở lại trạng thái ban đầu.
- Đèn L1 sáng khi động cơ làm việc.
- Đèn L2 sáng khi động cơ dừng, L2 nháy khi động cơ bị quá tải. Điều kiện để động cơ khởi động sao, làm việc tam giác:
- Động cơ 3 pha có 6 đầu dây đưa ra trạm đấu dây (chia thành 3 cặp độc lập);
- Điện áp khi đấu nối tam giác bằng điện áp dây của nguồn cung cấp;
- Khi khởi động động cơ cần hoạt động non tải hoặc không tải;
Phân tích dòng điện khởi động động cơ đổi nối sao –tam giác:
Kiểu đấu nối hình sao Kiểu đấu nối hình tam giác
Gọi: UdYlà điện áp dây của lưới điện
ZNlà trở kháng của một cuộn dây pha
Khi động cơ khởi động với kiểu đấu sao, điện áp đặt trên mỗi cuộn dây là:
UpY= UdY/ 3 Với dòng điện khởi động sao là: IdY= IpY
Kết thúc quá trình khởi động sao, động cơ được chuyển sang đấu tam giác Khi đó, điện áp đặt trên mỗi cuộn dây pha của động cơ là:
Up = Ud Với dòng điện khi đấu tam giác là: Id = 3x I d
Tỉ lệ giữa dòng điện khởi động của động cơ khi đấu sao (Y) so với dòng điện khởi động khi đấu tam giác (Δ) được tính toán như sau: IdY = IdΔ / 3.
Dòng điện khởi động của động cơ khi sử dụng phương pháp nối sao - tam giác được xác định bằng công thức Ikđ = IdY = Id / 3 Việc khởi động động cơ theo phương pháp này giúp giảm thiểu dòng khởi động, từ đó bảo vệ động cơ và tăng tuổi thọ cho thiết bị.
Việc giảm dòng khởi động của động cơ là rất quan trọng, vì dòng khởi động thường lớn hơn từ 3 đến 8 lần so với dòng định mức Sử dụng phương pháp đổi nối sao - tam giác khi khởi động giúp giảm dòng khởi động xuống còn 1,5 đến 3 lần dòng định mức, giảm thiểu áp lực lên hệ thống điện và tăng tuổi thọ cho động cơ.
Bước 1:Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Số lượng các ngõ vào/ra: 04 ngõ vào, 5 ngõ ra
Một số lưu ý đặc biệt: Khóa lần K2 và K3
STT Ký hiệu thiết bị Địa chỉ Ghi chú
3 Reset (RS) I0.2 Reset động cơ về trạng thái ban đầu
4 Rơ le nhiệt (RN) I0.3 Rơ le nhiệt bảo vệ động cơ
6 K2 Q0.1 Cuộn dây đấu Y động cơ
7 K3 Q0.2 Cuộn dây đấu động cơ
8 L1 Q0.3 Đèn báo động cơ làm việc
9 L2 Q0.4 Đèn báo động có dừng, sự cố
- Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC Sơ đồ điều khiển
- Mở chương trình, khai báo biến
Bước 5:Tải chương trình vào PLC
Bước 6:Vận hành – kiểm tra
- Phân công SV theo nhóm;
- Thực hiện đầy đủ các bước thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên;
- Kiểm tra mạch điện điều khiển trước khi vận hành, kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình điều khiển nếu có sai sót;
- Vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
3.2.4 Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;
- Mạch hoạt động đúng yêu cầu;
- Kiểm tra hoạt động của rơ le nhiệt;
- Đèn báo hoạt động đúng yêu cầu;
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, tính cẩn thận, vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
- Đấu nối mạch động lực an toàn;
- Tính đúng thời gian của TON;
Lập trình, điều khiển sử dụng bộ đếm Counter
3.3.1 Các loại Counter trong PLC
Sử dụng bộ đếm ngoài kết nối với PLC
Hình Bộ đếm sản phẩm
- Chức năng các thành phần trên bộ đếm:
1 Báo chức năng bảo vệ phím bấm đang bật
2 Báo ngõ ra đang bật
4 Hiển thị giá trị hiện tại (PV – Present Value)
5 Hiển thị giá trị đặt (SV – Set Value)
6 Nút nhấn chọn chế độ
8 Bộ nút cài đặt giá trị
9 Công tắc bật chức năng bảo bệ phím bấm
Để cài đặt giá trị cho bộ đếm (SV), bạn chỉ cần sử dụng nút gạt lên xuống, cho phép điều chỉnh từ vị trí 1 đến 6, tương ứng với việc tăng giá trị từ 1 đến 100.000 đơn vị mỗi lần gạt.
Như vậy chúng ta có thể cài đặt tối đa 999.999 đơn vị.
Để cài đặt bộ đếm sản phẩm lên 5000, chỉ cần gạt cần gạt số 4 lên 5 lần Mỗi lần gạt, giá trị hiển thị trong phần giá trị đặt sẽ tăng lên 1000, 2000, cho đến 5000.
- Sơ đồ các chân kết nối của bộ đếm:
Chân số 1: Chân chung để kết nối cảm biến đếm sản phẩm (chân số 4) và Reset bộ đếm (chân số 3).
Chân số 2-7: Nguồn cung cấp AC hoặc DC.
Chân số 3: Có tín hiệu chân này sẽ Reset bộ đếm và ngõ ra.
Chân số 4: Tín hiệu ngõ vào để bộ đếm đếm sản phẩm.
Chân số 8-5 và 8-6: Cặp tiếp điểm thường đóng và thường mở của bộ đếm.
- Chức năng của bộ đếm là đếm số lượng xung ở chân đếm, khi đếm đủ số lượng đặt trước sẽ tác động tín hiệu ở ngõ ra.
- Nguyên tắc làm việc của bộ đếm:
Mỗi khi cấp tín hiệu vào chân Count (3), thì bộ đếm sẽ đếm 1 đơn vị.
Khi giá trị đếm được đạt hoặc vượt qua giá trị đặt trước của bộ đếm, ngõ ra của bộ đếm sẽ khiến tiếp điểm thường đóng (8-5) mở ra và tiếp điểm thường mở (8-6) đóng lại.
Khi tín hiệu được cấp vào chân Reset (4), giá trị của bộ đếm sẽ được đặt lại về 0, và 2 cặp tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu Để minh họa nguyên lý hoạt động của bộ đếm, chúng ta sẽ xem xét một ví dụ kết nối với PLC.
- Yêu cầu: Cảm biển sử dụng để đếm sản phẩm, đếm đủ 4 sản phẩm thì ngõ ra Q0.0 bật, nhấn nút reset để hệ thống về trạng thái ban đầu.
Sơ đồ kết nối phần cứng
Sơ đồ nối dây bộ đếm Chương trình điều khiển bằng PLC
Khi cảm biến phát hiện sản phẩm sẽ xuất hiện tín hiệu ở chân số 4, bộ đếm bắt đầu đếm lên.
Nếu cảm biến đếm đủ 4 sản phẩm, bộ đếm sẽ tác động làm tiếp điểm thường mở (8-6) đóng lại.
Khi tiếp điểm thường mở (8-6) đóng sẽ làm ngõ vào I0.0 có tín hiệu, ngõ ra Q0.0 lên 1.
Khi tín hiệu ở chân Reset được kích hoạt, bộ đếm sẽ được đặt lại về 0, dẫn đến việc tiếp điểm thường mở (8-6) mở ra, làm mất tín hiệu tại ngõ vào I0.0 và ngõ ra Q0.0 cũng trở về 0 Việc sử dụng bộ đếm trong PLC và bộ đếm ngoài có những ưu điểm riêng, giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển và giám sát.
Mỗi phương pháp sử dụng bộ đếm trong PLC và bộ đếm ngoài đều có những ưu nhược điểm khác nhau.
Trong đó ưu điểm của phương pháp sử dụng bộ đếm trong PLC là:
- Không tốn chi phí trang bị bộ đếm ngoài;
- Độ tin cậy, tuổi thọ của bộ đếm bên trong PLC cao hơn, không cần bảo trì, bảo dưỡng;
- Số lượng bộ đếm rất nhiều
24V DCRSCB Đối với bộ đếm bên ngoài có các ưu điểm sau:
- Dễ thay đổi thông số cài đặt cho bộ đếm mà không cần tác động đến chương trình trong PLC;
- Có nhiều phương pháp điều khiển khác nhau tùy thuộc vào từng hãng sản xuất;
- Đơn giản hóa việc đấu nối với PLC
- Tạo thành các mô đun riêng lẻ dễ dàng trong khâu lắp đặt và quản lý
Bộ đếm lên - Counter Up trong PLC (CTU)
- Ký hiệu trong ngôn ngữ LAD:
CU: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL, khi tín hiệu chân CU chuyển từ 0 lên
1, CTU sẽ đếm lên 1 đơn vị.
R: khi tín hiệu chân R đạt giá trị 1, CTU sẽ reset ngõ ra và giá trị bộ đếm.
PV: là cổng nhận giá trị tạo số lượng đếm đặt trước cho CTU, toán hạng là: VW,
IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW.
Cxxx: là số hiệu của Counter, với xxx = 0 - 255
Chức năng của CTU (Counter Up) là đếm lên từ giá trị hiện tại mỗi khi có tín hiệu chân CU chuyển từ 0 lên 1 Khi giá trị đếm đạt hoặc vượt qua giá trị đặt trước (PV), CTU sẽ phát tín hiệu ngõ ra lên 1.
- Nguyên tắc làm việc của CTU:
Giá trị đếm sẽ tăng 1 đơn vị ứng với mỗi cạnh lên của ngõ vào CU.
Ngõ ra Cxxx được set lên 1 khi giá trị đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước (PV).
Giá trị đếm và ngõ ra Cxxx sẽ được reset khi nhận tín hiệu mức 1 từ ngõ vào chân R Để minh họa cho nguyên lý hoạt động của CTU, chúng ta sẽ xem xét một ví dụ cụ thể.
Khi I0.0 chuyển từ 0 lên 1, giá trị đếm của C48 bắt đầu tăng lên 1 Khi giá trị đếm của C48 đạt 4 hoặc cao hơn, tiếp điểm C48 sẽ được thiết lập thành 1, dẫn đến việc ngõ ra Q0.0 được kích hoạt.
Nếu tiếp tục tác động vào ngõ vào I0.0, giá trị đếm của C48 vẫn tiếp tục tăng lên tương ứng, tiếp điểm C48 vẫn đóng.
Khi có tín hiệu ở chân I0.2 (reset), giá trị đếm của C48 và tiếp điểm C48 bị reset về 0, ngõ ra Q0.0 tắt.
Hình Giản đồ thời gian minh họa nguyên tắc làm việc của C48
Bộ đếm lên xuống - Counter Up Down trong PLC (CTUD)
- Ký hiệu trong ngôn ngữ LAD:
CU: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL, khi tín hiệu chân CU chuyển từ 0 lên
1, CTUD sẽ đếm lên 1 đơn vị.
CD: là cổng vào nhận tín hiệu dạng BOOL, khi tín hiệu chân CD chuyển từ 0 lên
1, CTUD sẽ đếm xuống 1 đơn vị.
R: khi tín hiệu chân R đạt giá trị 1, CTUD sẽ reset ngõ ra và giá trị bộ đếm.
PV: là cổng nhận giá trị tạo số lượng đếm đặt trước cho CTUD, toán hạng là: VW,
IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW.
Cxxx: là số hiệu của Counter, với xxx = 0 - 255
Chức năng của bộ đếm CTUD (Counter Up Down) là đếm lên hoặc xuống dựa trên tín hiệu từ chân CU và CD Khi chân CU chuyển từ 0 lên 1, bộ đếm sẽ tăng giá trị hiện tại, trong khi chân CD chuyển từ 0 lên 1 sẽ làm giảm giá trị Khi giá trị đếm đạt hoặc vượt qua giá trị đã được đặt trước (PV), CTUD sẽ phát tín hiệu ngõ ra là 1.
- Nguyên tắc làm việc của CTUD:
Giá trị đếm sẽ tăng 1 đơn vị ứng với mỗi cạnh lên của ngõ vào CU.
Giá trị đếm sẽ giảm 1 đơn vị ứng với mỗi cạnh lên của ngõ vào CD.
Ngõ ra Cxxx được set lên 1 khi giá trị đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước (PV).
Giá trị đếm và ngõ ra Cxxx sẽ được reset khi nhận tín hiệu mức 1 tại chân R Để giải thích rõ hơn về nguyên lý hoạt động của CTUD, chúng ta sẽ xem xét một ví dụ cụ thể.
Khi I0.0 chuyển từ 0 lên 1, giá trị đếm của C48 sẽ tăng lên 1, trong khi khi I0.1 chuyển từ 0 lên 1, giá trị đếm của C48 sẽ giảm xuống 1 Khi giá trị đếm của C48 đạt 4 hoặc hơn, tiếp điểm C48 sẽ được thiết lập thành 1, dẫn đến việc ngõ ra Q0.0 được kích hoạt.
Khi tiếp tục tác động vào ngõ vào I0.0, giá trị đếm của C48 sẽ tăng, khiến tiếp điểm C48 vẫn giữ trạng thái đóng Ngược lại, nếu tác động vào ngõ vào I0.1, giá trị đếm của C48 sẽ giảm xuống dưới giá trị đặt PV, dẫn đến việc ngõ ra Q0.0 sẽ tắt.
Khi có tín hiệu ở chân I0.2 (reset), giá trị đếm của C48 và tiếp điểm C48 bị reset về 0, ngõ ra Q0.0 tắt.
Hình Giản đồ thời gian minh họa nguyên tắc làm việc của C48
3.3.2 Lập trình, điều khiển ứng dụng Counter
- Viết chương trình điều khiển theo yêu cầu sau:
Nhấn nút I0.0 đèn Q0.0 sáng, nhấn nút I0.1 đèn Q0.0 tắt;
Tác động I0.2 (mô phỏng rơ le nhiệt) đèn Q0.0 tắt, đèn Q0.1 nháy với chu kỳ 1 giây, khóa mạch;
Sau khi ngừng tác động I0.2, nhấn I0.3 03 lần đèn Q0.1 tắt hệ thống bị reset về trạng thái ban đầu.
- Sử dụng Bộ đếm Counter cho việc đếm số lượng 3 lần,
- Sử dụng tiếp điểm đặc biệt SM0.5 cho đèn nháy 1 giây.
Bước 1: Thực hiện Mở (I0.0)/Dừng (I0.1) đèn Q0.0
- Viết chương trình điều khiển mở (I0.0) và dừng (I0.1) ngõ ra (Q0.0):
Bước 2: Thêm tiếp điểm của rơ le nhiệt
- Sử dụng tiếp điểm của rơ le nhiệt (I0.2) để bật tiếp điểm phụ M0.0
- Thêm tiếp điểm của M0.0 để dừng động cơ (trong Network 1), sau khi tiếp điểm M0.0 bật, hệ thống không thể khởi động cho đến khi tắt M0.0:
- Sử dụng tiếp điểm của M0.0 để làm đèn (Q0.1) nháy với chu kỳ 1 giây:
Bước 3: Thêm bộ đếm vào chương trình
- Sử dụng bộ đếm (C0) để đếm số lần bấm nút I0.3, đồng thời sử dụng chính tiếp điểm C0 để tự reset bộ đếm sau khi đếm xong:
- Sử dụng tiếp điểm C0 để tắt tiếp điểm phụ M0.0 trong Network 2:
Tổng quát chương trình sau khi hoàn thiện:
- Người học thực hiện viết chương trình theo cá nhân trong vở của mình;
- Kiểm tra hoạt động Logic của chương trình đúng theo yêu cầu.
- Thời gian thực hành 30 phút.
Lập trình, điều khiển hệ thống băng tải đếm sản phẩm
Yêu cầu lập trình, điều khiển động cơ làm việc theo trình tự:
- Khi nhấn nút mở (M) động cơ 1 hoạt động trước, sau 5 giây, động cơ 2 hoạt động, sau 5 giây động cơ 3 hoạt động;
- Khi nhấn dừng (D) hệ thống băng tải dừng theo trình tự động cơ 3 trước, sau 5 giây động cơ 2 dừng, sau 5 giây động cơ 1 dừng;
- Khi 3 động cơ đang hoạt động, cảm biến (CB) đếm sản phẩm trên băng tải, khi đủ 10 sản phẩm, 3 băng tải dừng theo trình tự và khóa mạch;
- Nhấn Reset (RS) để mạch về trạng thái ban đầu;
- Đèn L1 sáng khi 3 băng tải hoạt động;
- Đèn L2 sáng khi 3 băng tải dừng, nháy khi đếm đủ sản phẩm.
Bước 1:Phân tích yêu cầu điều khiển
- Hệ thống có 04 ngõ vào và 05 ngõ ra;
- Chương trình điều khiển sử dụng 02 TON và 02 TOF.
STT Ký hiệu thiết bị Địa chỉ Ghi chú
3 Reset (RS) I0.2 Reset động cơ về trạng thái ban đầu
4 Cảm biến (CB) I0.3 Cảm biến đếm sản phẩm
8 L1 Q0.3 Đèn báo 3 BT làm việc
9 L2 Q0.4 Đèn báo 3 BT dừng, đếm đủ sản phẩm
- Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC Sơ đồ điều khiển
KM1 KM2 KM3 ĐC1 ĐC2 ĐC3
- Mở chương trình, khai báo biến
Bước 5:Tải chương trình vào PLC
Bước 6:Vận hành – kiểm tra
- Phân công SV theo nhóm;
- Thực hiện đầy đủ các bước thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên;
- Kiểm tra mạch điện điều khiển trước khi vận hành, kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình điều khiển nếu có sai sót;
- Vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
3.4.4 Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;
- Mạch hoạt động đúng yêu cầu;
- Kiểm tra hoạt động của rơ le nhiệt;
- Đèn báo hoạt động đúng yêu cầu;
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, tính cẩn thận, vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
- Đấu nối mạch động lực an toàn;
- Tính đúng thời gian của TON;
Câu hỏi và bài tập ôn tập Câu hỏi:
1 Hãy nêu chức năng và ý nghĩa các chân của hàm TON, cho ví dụ minh họa.
2 Hãy nêu chức năng và ý nghĩa các chân của hàm TOF, cho ví dụ minh họa.
3 Hãy nêu chức năng và ý nghĩa các chân của hàm TONR, cho ví dụ minh họa.
4 Hãy nêu chức năng và ý nghĩa các chân của hàm CTU, cho ví dụ minh họa.
5 Hãy nêu chức năng và ý nghĩa các chân của hàm CTUD, cho ví dụ minh họa.
1 Lập trình, điều khiển mở máy động cơ KĐB 3 pha bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác với yêu cầu sao:
- Nhấn nút Mở (M) động cơ khởi động sao/làm việc tam giác, thời gian khởi động 5s, thời gian KY nhà Khút nhả là 0,5s.
- Nhấn nút Dừng (D) động cơ dừng.
- Rơle nhiệt (RN) được dùng để bảo vệ quá tải động cơ, khi RN tác động làm động cơ dừng, khóa mạch.
- Nhấn Reset (RS) 3 lần để động cơ trở lại trạng thái ban đầu.
- Đèn L1 sáng khi động cơ làm việc.
- Đèn L2 sáng khi động cơ dừng, L2 nháy khi động cơ bị quá tải.
2 Lập trình, điều khiển động cơ làm việc theo trình tự với yêu cầu sau:
- Khi nhấn nút mở (M) động cơ 1 hoạt động trước, sau 5 giây, động cơ 2 hoạt động, sau 5 giây động cơ 3 hoạt động;
- Khi nhấn dừng (D) hệ thống băng tải dừng theo trình tự động cơ 3 trước, sau 5 giây động cơ 2 dừng, sau 5 giây động cơ 1 dừng;
- Khi 3 động cơ đang hoạt động, cảm biến (CB) đếm sản phẩm trên băng tải, khi đủ 10 sản phẩm, 3 băng tải dừng theo trình tự và khóa mạch;
- Nhấn Reset (RS) để mạch về trạng thái ban đầu;
- Đèn L1 sáng khi 3 băng tải hoạt động;
- Đèn L2 sáng khi 3 băng tải dừng, nháy khi đếm đủ sản phẩm;
Hệ thống sẽ tự động dừng sau 10 giờ làm việc để bảo trì, với đèn L1 và L2 nhấp nháy mỗi giây để cảnh báo Để khôi phục hệ thống về trạng thái ban đầu, hãy nhấn nút Reset.
Lập trình, điều khiển mô hình thang máy xây dựng
Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Sử dụng PLC Siemens S7 200 lắp ráp, lập trình chương trình mạch điện điều khiền mô hình thang máy xây dựng như hình vẽ theo yêu cầu sau:
- Gàu thang đứng ở vị trí hành trình dưới
Khi nhấn nút mở máy (M), gàu thang sẽ nâng lên đến vị trí hành trình trên (HTT) và dừng lại Sau 5 giây, gàu thang tự động hạ xuống đến vị trí hành trình dưới và cũng dừng lại Tiếp theo, sau 5 giây, gàu thang sẽ tự động nâng lên lại đến vị trí hành trình trên Quy trình này sẽ được lặp lại liên tục.
Khi nhấn nút dừng (D) trong quá trình làm việc, mạch điện vẫn tiếp tục hoạt động và gàu thang vẫn di chuyển Gàu thang chỉ dừng lại khi đến vị trí hành trình dưới (HTD).
Nếu không nhấn nút dừng thì gàu thang đi lên - xuống đủ 10 chu kỳ thì dừng. Nhấn nút RESET (RS) mới cho hệ thống khởi động lại,
Nếu động cơ truyền động cho gàu thang bị quá tải, rơle nhiệt sẽ ngắt động cơ và khóa mạch điện Để khởi động lại mạch, bạn cần nhấn nút RESET (RS).
Khi gàu thang hoạt động, đèn báo L1 sẽ sáng và tắt theo chu kỳ 1 giây Đèn L2 sẽ sáng bình thường khi nhấn nút dừng, nhưng sẽ sáng và tắt với chu kỳ 1 giây nếu có tình trạng quá tải xảy ra.
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ vào/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 06 ngõ vào (Nút M, D, HTD, HTT, RN, RS)
- 04 ngõ ra (KT, KN cho động cơ, đèn L1, L2)
Bước 2: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Khóa lẫn KT và KN
- Trạng thái ban đầu tác động hành trình dưới mô phỏng thang đang ở dưới
Bước 3: Gán địa chỉ ngõ vào/ra
STT Ký hiệu thiết bị Địa chỉ Ghi chú
1 Mở (M) I0.0 Khởi động hệ thống
7 KT Q0.0 Thang máy chạy lên
8 KN Q0.1 Thang máy chạy xuống
- Thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển;
- Lập bảng gán địa chỉ;
- Người học thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển và lập bảng gán địa chỉ theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Thời gian thực hành 10 phút;
Lắp đặt và nối dây
- Xác định số lượng ngõ vào, ngõ ra cần kết nối;
- Phương pháp vẽ mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC, mạch điều khiển, mạch động lực;
- Chú ý các nguồn điện sử dụng trong các mạch khác nhau (DC 24V, AC 220V,
- Chú ý một số đặc điểm trong mạch điều khiển và mạch động lực (nếu có);
- Sử dụng VOM kiểm tra các mạch điện.
Bước 1: Vẽ các sơ đồ nối dây
- Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC Sơ đồ điều khiển
Bước 2: Thực hiện nối dây
- Đấu nối mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC;
- Đấu nối mạch điều khiển;
- Đấu nối mạch động lực.
- Kiểm tra tình trạng làm việc của các nút nhấn;
- Kiểm tra thông mạch rơ le trung gian;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch điều khiển;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch động lực;
- Kiểm tra chạm vỏ động cơ.
- Vẽ các sơ đồ nối dây;
- Thực hiện đấu nối các sơ đồ nối dây;
- Người học vẽ các sơ đồ nối dây theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện dấu nối các sơ đồ nối dây và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 1 giờ;
-Đảm bảo vẽ và thực hiện đấu nối đúng các sơ đồ nối dây, kiểm tra các mạch điện đạt yêu cầu.
Lập trình điều khiển
- Quy trình viết chương trình điều khiển theo dạng Ladder cho PLC;
- Phương pháp kiểm tra hoạt động Logic của chương trình;
- Quy trình nhập chương trình trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC.
Bước 1: Mở và soạn thảo chương trình
- Mở chương trình Step7 Microwin
- Tạo chương trình và lưu chương trình mới
Bước 2: Khai báo bảng biến
Bước 3: Nhập chương trình chính
- Kết nối PC và PLC
- Tải chương trình từ PC đến PLC
- Viết chương trình điều khiển;
- Thực hiện nhập chương trình điều khiển trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC;
- Người học viết chương trình điều khiển theo cá nhân vào trong vở của mình;
Người học sẽ thực hiện việc nhập chương trình điều khiển trên phần mềm Step7 Microwin, sau đó tải chương trình từ máy tính cá nhân đến PLC Cuối cùng, họ sẽ kiểm tra chương trình theo nhóm tại các vị trí đã được phân công.
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, cần viết đúng chương trình điều khiển cho PLC, thực hiện việc nhập và tải chương trình từ PC đến PLC, đồng thời kiểm tra hoạt động của các ngõ ra để đảm bảo đạt yêu cầu.
Vận hành và kiểm tra
- Quy trình vận hành mạch điện;
- Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
Bước 1: Xác định quy trình vận hành
- Ghi chép quy trình vận hành mạch điện.
Bước 2: Vệ sinh công nghiệp
- Thực hiện vệ sinh công nghiệp;
- Kiểm tra vị trí các thiết bị trước khi vận hành.
Bước 3: Vận hành mạch điện
Vận hành mạch điện theo yêu cầu điều khiển.
- Kiểm tra hoạt động của động cơ theo yêu cầu điều khiển;
- Kiểm tra và chỉnh sửa chương trình nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Kiểm tra và chỉnh sửa các mạch nối dây nếu các ngõ ra không hoạt động.
- Vận hành mạch điện theo trình tự;
- Thực hiện kiểm tra, chỉnh sửa chương trình, các mạch nối dây nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Người học viết quy trình vận hành theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện vận hành và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
-Đảm bảo vận hành và kiểm tra các ngõ ra hoạt động đúng yêu cầu.
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;
- Mạch hoạt động đúng yêu cầu;
- Kiểm tra hoạt động của rơ le nhiệt;
- Đèn báo hoạt động đúng yêu cầu;
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, tính cẩn thận, vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
- Đấu nối mạch động lực an toàn;
Câu hỏi và bài tập ôn tập Câu hỏi:
Nêu quy trình vận hành mô hình thang máy xây dựng
Lập trình điều khiển với yêu cầu sau:
Sử dụng PLC Siemens S7 200 lắp ráp, lập trình chương trình mạch điện điều khiền mô hình thang máy xây dựng như hình vẽ theo yêu cầu sau:
- Gàu thang đứng ở vị trí hành trình dưới
Khi nhấn nút mở máy (M), gàu thang sẽ được nâng lên đến vị trí hành trình trên (HTT) và dừng lại Sau 5 giây, gàu thang tự động hạ xuống đến vị trí hành trình dưới và dừng lại Tiếp theo, sau 5 giây, gàu thang sẽ tự động nâng lên trở lại (HTT) Quy trình này sẽ được lặp lại liên tục.
Khi nhấn nút dừng (D) trong quá trình làm việc, mạch điện vẫn hoạt động và gàu thang tiếp tục di chuyển Gàu thang chỉ dừng lại khi đạt đến vị trí hành trình dưới (HTD).
Nếu không nhấn nút dừng thì gàu thang đi lên - xuống đủ 10 chu kỳ thì dừng. Nhấn nút RESET (RS) mới cho hệ thống khởi động lại,
Nếu động cơ truyền động cho gàu thang bị quá tải, rơle nhiệt sẽ ngắt động cơ và khóa mạch điện Để khởi động lại mạch, cần nhấn nút RESET (RS).
Khi gàu thang hoạt động, đèn báo L1 sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây Đèn L2 sẽ sáng liên tục khi nhấn nút dừng, nhưng sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây nếu xảy ra tình trạng quá tải.
Thang máy hoàn thành một chu trình khi di chuyển lên và xuống Sau 10 chu trình hoạt động, thang máy sẽ tự dừng và đèn L1 cùng L2 sẽ sáng tắt theo chu kỳ 1 giây để phát tín hiệu cảnh báo.
Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống trộn sơn
Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Ban đầu thùng rỗng, các cảm biên chưa hoạt động Nhấn nút M Đ1 làm việc bơm sơn A vào thùng, CB1 tác động nhưng Đ1 vẫn làm việc Khi
CB2 kích hoạt Đ1 để dừng Đ2 và Đ3, cho phép bơm sơn B vào thùng và trộn hai loại sơn Khi CB3 tác động, Đ2 sẽ dừng nhưng Đ3 vẫn hoạt động và sẽ dừng sau 30 giây Sau khi Đ3 dừng, van V sẽ mở để xả hỗn hợp sơn ra thùng chứa cảm biến CB3.
CB2, CB1 lần lượt mở ra Khi CB1 mở thì van V đóng, đồng thời Đ1 làm việc, quá trình lặp lại.
Khi nhấn nút D, hệ thống sẽ dừng hoạt động Đèn L1 sẽ sáng và tắt theo chu kỳ 1 giây khi van V đang hoạt động Đèn L2 sáng liên tục khi nhấn nút dừng và sẽ sáng tắt với chu kỳ 1 giây khi động cơ Đ3 bị quá tải Động cơ Đ3 được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt; khi quá tải xảy ra, rơle nhiệt sẽ ngắt động cơ và toàn bộ mạch điện sẽ bị khóa Để khởi động lại mạch, cần nhấn nút RESET (RS).
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ vào/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 07 ngõ vào (Nút M, D, RS, RN, các cảm biến CB1, CB2, CB3)
- 05 ngõ ra (Bơm A, B, Động cơ và Đèn L1, L2)
Bước 2: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Nối dây cẩn thận với các mức điện áp khác nhau
Bước 3: Gán địa chỉ ngõ vào/ra
STT Ký hiệu thiết bị Địa chỉ Ghi chú
1 Mở (M) I0.0 Khởi động hệ thống
11 L1 Q0.3 Đèn báo van đang mở
12 L2 Q0.4 Đèn báo dừng – quá tải
- Thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển;
- Lập bảng gán địa chỉ;
- Người học thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển và lập bảng gán địa chỉ theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Thời gian thực hành 10 phút;
Lắp đặt và nối dây
- Xác định số lượng ngõ vào, ngõ ra cần kết nối;
- Phương pháp vẽ mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC, mạch điều khiển, mạch động lực; - Chú ý các nguồn điện sử dụng trong các mạch khác nhau (DC 24V, AC 220V,
- Chú ý một số đặc điểm trong mạch điều khiển và mạch động lực (nếu có);
- Sử dụng VOM kiểm tra các mạch điện.
Bước 1: Vẽ các sơ đồ nối dây
- Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC Sơ đồ điều khiển
Bước 2: Thực hiện nối dây
- Đấu nối mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC;
- Đấu nối mạch điều khiển;
- Đấu nối mạch động lực.
- Kiểm tra tình trạng làm việc của các nút nhấn;
- Kiểm tra thông mạch rơ le trung gian;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch điều khiển;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch động lực;
- Kiểm tra chạm vỏ động cơ.
- Vẽ các sơ đồ nối dây;
- Thực hiện đấu nối các sơ đồ nối dây;
- Người học vẽ các sơ đồ nối dây theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện dấu nối các sơ đồ nối dây và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 1 giờ;
-Đảm bảo vẽ và thực hiện đấu nối đúng các sơ đồ nối dây, kiểm tra các mạch điện đạt yêu cầu.
Lập trình điều khiển
- Quy trình viết chương trình điều khiển theo dạng Ladder cho PLC;
- Phương pháp kiểm tra hoạt động Logic của chương trình;
- Quy trình nhập chương trình trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC.
Bước 1: Mở và soạn thảo chương trình
- Mở chương trình Step7 Microwin
- Tạo chương trình và lưu chương trình mới
Bước 2: Khai báo bảng biến
Bước 3: Nhập chương trình chính
- Kết nối PC và PLC
- Tải chương trình từ PC đến PLC
- Viết chương trình điều khiển;
- Thực hiện nhập chương trình điều khiển trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC;
- Người học viết chương trình điều khiển theo cá nhân vào trong vở của mình;
Người học sẽ thực hiện việc nhập chương trình điều khiển trên phần mềm Step7 Microwin, sau đó tải chương trình từ máy tính vào PLC Cuối cùng, họ sẽ tiến hành kiểm tra theo nhóm tại các vị trí đã được phân công.
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
Để đảm bảo hiệu quả trong việc lập trình PLC, cần viết đúng chương trình điều khiển, thực hiện việc nhập và tải chương trình từ PC đến PLC, đồng thời kiểm tra hoạt động của các ngõ ra để đảm bảo chúng đạt yêu cầu.
Vận hành và kiểm tra
- Quy trình vận hành mạch điện;
- Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
Bước 1: Xác định quy trình vận hành
- Ghi chép quy trình vận hành mạch điện.
Bước 2: Vệ sinh công nghiệp
- Thực hiện vệ sinh công nghiệp;
- Kiểm tra vị trí các thiết bị trước khi vận hành.
Bước 3: Vận hành mạch điện
Vận hành mạch điện theo yêu cầu điều khiển.
- Kiểm tra hoạt động của động cơ theo yêu cầu điều khiển;
- Kiểm tra và chỉnh sửa chương trình nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Kiểm tra và chỉnh sửa các mạch nối dây nếu các ngõ ra không hoạt động.
- Vận hành mạch điện theo trình tự;
- Thực hiện kiểm tra, chỉnh sửa chương trình, các mạch nối dây nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Người học viết quy trình vận hành theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện vận hành và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
-Đảm bảo vận hành và kiểm tra các ngõ ra hoạt động đúng yêu cầu.
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;
- Mạch hoạt động đúng yêu cầu;
- Kiểm tra hoạt động của rơ le nhiệt;
- Đèn báo hoạt động đúng yêu cầu;
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, tính cẩn thận, vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
- Đấu nối mạch động lực an toàn;
Câu hỏi và bài tập ôn tập Câu hỏi:
Nêu quy trình vận hành mô hình hệ thống trộn sơn
Lập trình điều khiển với yêu cầu sau:
Ban đầu thùng rỗng, các cảm biên chưa hoạt động Nhấn nút M Đ1 làm việc bơm sơn A vào thùng,
CB1 có tác động nhưng Đ1 vẫn tiếp tục hoạt động Khi CB2 tác động, Đ1 sẽ ngừng hoạt động, đồng thời Đ2 và Đ3 bắt đầu làm việc để bơm sơn B vào thùng và tiến hành trộn hai loại sơn lại với nhau.
CB3 sẽ dừng hoạt động, nhưng Đ3 vẫn tiếp tục làm việc và sẽ dừng sau 30 giây Khi Đ3 ngừng hoạt động, van V sẽ mở để xả hỗn hợp sơn ra thùng chứa Các cảm biến CB3, CB2, CB1 sẽ lần lượt mở ra, bắt đầu từ CB1 khi van được kích hoạt.
V đóng, đồng thời Đ1 làm việc, quá trình lặp lại.
Khi nhấn nút D, hệ thống sẽ dừng hoạt động Đèn L1 sẽ sáng và tắt với chu kỳ 1 giây khi van V đang hoạt động Đèn L2 sáng liên tục khi nhấn nút dừng, và sẽ sáng tắt với chu kỳ 1 giây khi động cơ bị quá tải Động cơ Đ3 được trang bị bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt, khi quá tải, rơle nhiệt sẽ tác động để dừng động cơ và khóa toàn bộ mạch điện Để khởi động lại mạch, cần nhấn nút RESET (RS).
Khi van V đóng hoặc mở, sẽ được tính là một chu trình Thang máy sẽ tự dừng sau khi hoàn thành 10 chu trình hoạt động Đèn L1 và L2 sẽ sáng và tắt theo chu kỳ 1 giây để cảnh báo người dùng.
Lập trình, điều khiển mô hình hệ thống đóng hộp táo
Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Nhấn nút mở (M) để khởi động băng tải hộp, đưa hộp rỗng đến vị trí cảm biến S1 Khi cảm biến S1 phát hiện hộp ở vị trí quy định, băng tải sẽ dừng lại.
Băng tải táo hoạt động trong 3 giây để đưa táo vào hộp, trong khi cảm biến S2 đếm số lượng quả táo Khi S2 đếm đủ 10 quả, băng tải dừng lại và đèn L1 nhấp nháy với chu kỳ 1 giây Sau 3 giây, băng tải hộp hoạt động để đưa hộp chứa táo ra khỏi vị trí cảm biến S1 và đưa hộp rỗng vào, đồng thời tắt đèn L1 Bộ đếm được đặt lại và quá trình lặp lại từ đầu.
Dừng mạch điện bằng nút dừng (D);
Khi hệ thống đếm đủ 5 hộp táo, nó sẽ dừng hoạt động Đèn L2 sẽ sáng bình thường khi nhấn nút dừng, nhưng sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây nếu động cơ bị quá tải Động cơ điều khiển hai băng tải được bảo vệ bằng rơle nhiệt, và khi xảy ra quá tải, rơle nhiệt sẽ ngắt động cơ, khiến mạch điện bị khóa Để khởi động lại hệ thống, cần nhấn nút RESET (RS).
Hình 6.1 – Mô hình hệ thống đóng hộp táo
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ vào/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 06 ngõ vào (Nút M, D, các cảm biến S1, S2, rơ le nhiệt RN và nút RS)
- 04 ngõ ra (BT hộp, BT táo, đèn báo L1, L2)
Bước 2: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Nối dây cẩn thận với các mức điện áp khác nhau
Bước 3: Gán địa chỉ ngõ vào/ra
STT Ký hiệu thiết bị Địa chỉ Ghi chú
3 S1 I0.2 Cảm biến sử dụng phát hiện hộp
4 S2 I0.3 Cảm biến sử dụng phát hiện táo
5 RN I0.4 Rơle nhiệt bảo vệ động cơ
10 L2 Q0.3 Đèn báo dừng, đếm đủ sản phẩm
- Thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển;
- Lập bảng gán địa chỉ;
- Người học thực hiện phân tích yêu cầu điều khiển và lập bảng gán địa chỉ theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Thời gian thực hành 10 phút;
Lắp đặt và nối dây
- Xác định số lượng ngõ vào, ngõ ra cần kết nối;
- Phương pháp vẽ mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC, mạch điều khiển, mạch động lực; - Chú ý các nguồn điện sử dụng trong các mạch khác nhau (DC 24V, AC 220V,
- Chú ý một số đặc điểm trong mạch điều khiển và mạch động lực (nếu có);
- Sử dụng VOM kiểm tra các mạch điện.
Bước 1: Vẽ các sơ đồ nối dây
- Sơ đồ nối dây ngõ vào/ra PLC Sơ đồ điều khiển
Bước 2: Thực hiện nối dây
- Đấu nối mạch điều khiển ngõ vào/ra PLC;
- Đấu nối mạch điều khiển;
- Đấu nối mạch động lực.
- Kiểm tra tình trạng làm việc của các nút nhấn;
- Kiểm tra thông mạch rơ le trung gian;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch điều khiển;
- Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch mạch động lực;
- Kiểm tra chạm vỏ động cơ.
- Vẽ các sơ đồ nối dây;
- Thực hiện đấu nối các sơ đồ nối dây;
- Người học vẽ các sơ đồ nối dây theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện dấu nối các sơ đồ nối dây và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 1 giờ;
-Đảm bảo vẽ và thực hiện đấu nối đúng các sơ đồ nối dây, kiểm tra các mạch điện đạt yêu cầu.
Lập trình điều khiển
- Quy trình viết chương trình điều khiển theo dạng Ladder cho PLC;
- Phương pháp kiểm tra hoạt động Logic của chương trình;
- Quy trình nhập chương trình trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC.
Bước 1: Mở và soạn thảo chương trình
- Mở chương trình Step7 Microwin
- Tạo chương trình và lưu chương trình mới
Bước 2: Khai báo bảng biến
Bước 3: Nhập chương trình chính
- Kết nối PC và PLC
- Tải chương trình từ PC đến PLC
- Viết chương trình điều khiển;
- Thực hiện nhập chương trình điều khiển trên phần mềm Step7 Microwin và tải chương trình từ PC đến PLC;
- Người học viết chương trình điều khiển theo cá nhân vào trong vở của mình;
Người học sẽ thực hiện việc nhập chương trình điều khiển vào phần mềm Step7 Microwin, sau đó tải chương trình từ máy tính cá nhân (PC) lên bộ điều khiển lập trình (PLC) và tiến hành kiểm tra theo nhóm tại các vị trí đã được phân công.
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
Đảm bảo viết chính xác chương trình điều khiển và thực hiện việc nhập cùng tải chương trình từ PC vào PLC Kiểm tra hoạt động của các ngõ ra để đảm bảo chúng đạt yêu cầu.
Vận hành và kiểm tra
- Quy trình vận hành mạch điện;
- Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
Bước 1: Xác định quy trình vận hành
- Ghi chép quy trình vận hành mạch điện.
Bước 2: Vệ sinh công nghiệp
- Thực hiện vệ sinh công nghiệp;
- Kiểm tra vị trí các thiết bị trước khi vận hành.
Bước 3: Vận hành mạch điện
Vận hành mạch điện theo yêu cầu điều khiển.
- Kiểm tra hoạt động của động cơ theo yêu cầu điều khiển;
- Kiểm tra và chỉnh sửa chương trình nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Kiểm tra và chỉnh sửa các mạch nối dây nếu các ngõ ra không hoạt động.
- Vận hành mạch điện theo trình tự;
- Thực hiện kiểm tra, chỉnh sửa chương trình, các mạch nối dây nếu các ngõ ra hoạt động không đúng yêu cầu;
- Người học viết quy trình vận hành theo cá nhân vào trong vở của mình;
- Người học thực hiện vận hành và kiểm tra theo nhóm trên các vị trí đã được phân công;
- Các thành viên trong nhóm luân phiên thực hành sau khi hoàn thành;
- Thời gian thực hành 30 phút;
-Đảm bảo vận hành và kiểm tra các ngõ ra hoạt động đúng yêu cầu.
Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;
- Mạch hoạt động đúng yêu cầu;
- Kiểm tra hoạt động của rơ le nhiệt;
- Đèn báo hoạt động đúng yêu cầu;
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, tính cẩn thận, vệ sinh công nghiệp sau khi thực hành.
- Đấu nối mạch động lực an toàn;
Câu hỏi và bài tập ôn tập Câu hỏi:
Nêu quy trình vận hành mô hình hệ thống đóng hộp táo
Lập trình điều khiển với yêu cầu sau:
Nhấn nút mở (M) để khởi động băng tải hộp, di chuyển hộp rỗng đến vị trí cảm biến S1 Khi cảm biến S1 phát hiện hộp ở đúng vị trí, băng tải sẽ tự động dừng lại.
Băng tải táo hoạt động trong 3 giây để đưa táo vào hộp, với cảm biến S2 đảm nhiệm việc đếm số lượng quả táo Khi S2 ghi nhận đủ 10 quả, băng tải sẽ dừng lại và đèn L1 bắt đầu nhấp nháy với chu kỳ 1 giây Sau 3 giây, băng tải hộp sẽ di chuyển, đưa hộp chứa táo ra khỏi vị trí cảm biến S1 và thay thế bằng một hộp rỗng mới, lúc này đèn L1 sẽ tắt Bộ đếm sẽ được đặt lại và quy trình sẽ lặp lại từ đầu.
Dừng mạch điện bằng nút dừng (D);
Hệ thống dừng lại khi đếm đủ 5 hộp táo và cần nhấn nút RESET (RS) để khởi động lại Đèn L2 sẽ sáng bình thường khi nhấn nút dừng, và sẽ nhấp nháy với chu kỳ 1 giây khi động cơ bị quá tải Động cơ truyền động cho hai băng tải được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt; khi quá tải xảy ra, rơle nhiệt sẽ ngắt động cơ và khóa mạch điện, dẫn đến việc hệ thống dừng hoạt động Để khởi động lại, cần nhấn nút RESET (RS).
Sau 30 ngày hoạt động, hệ thống sẽ dừng lại để bảo trì, lúc này đèn L1 và L2 sẽ sáng và tắt theo chu kỳ 1 giây để cảnh báo Để đưa hệ thống về trạng thái ban đầu, hãy nhấn nút Reset.
Giới thiệu bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ
Sử dụng các chức năng đặc biệt của LOGO!
Mã bài: MĐ 21 – 08, thời gian thực hiện 04 giờ (LT: 01; TH: 03; KT: 0) Điều khiển động cơ KĐB xoay chiều 3 pha mở máy trực tiếp là yêu cầu cơ bản trong lĩnh vực trang bị điện Với LOGO!, việc áp dụng nguyên tắc điều khiển này trở nên đơn giản hơn bao giờ hết.
- Trình bày được quy trình lập trình, điều khiển động cơ KĐB 3 pha mở máy trực tiếp.
- Phân tích quy trình công nghệ của một số mô hình sản xuất.
- Lập trình, vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật.
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tinh thần làm việc nhóm cho sinh viên, sáng tạo trong công việc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
8.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Yêu cầu điều khiển động cư KĐB 3 pha mở máy trực tiếp theo nguyên lý sau:
- Nhấn nút M động cơ hoạt động;
- Nhấn nút D động cơ dừng;
- RN tác động làm động cơ dừng, khóa mạch.
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ và/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
Bước 2: Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình
- Sử dụng 01 hàm RS điều khiển động cơ hoạt động/dừng;
- Sử dụng hàm OR trong trường hợp cần 2 ngõ vào song song với nhau.
Bước 3: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Sử dụng Rơ le nhiệt (RN) theo dạng nút gạt (Switch);
- Trạng thái ban đầu của RN ở dạng thường đóng.
Bước 4: Gán địa chỉ ngõ vào/ra LOGO!
Ký hiệu Địa chỉ Chức năng Ký hiệu Địa chỉ Chức năng
M I1 Nút mở DC Q1 Động cơ
Lập trình LOGO! điều khiển động cơ KĐB 3 pha mở máy trực tiếp……… 2.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Kiểm tra và vận hành
Mã bài: MĐ 21 – 09 Thời gian: 04 giờ (LT: 02; TH: 02; KT: 0) Giới thiệu:
Hệ thống điều khiển bơm nước lên bể chứa tự động hóa quá trình bơm nước thông qua việc sử dụng cảm biến hoặc điều khiển trực tiếp, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho người sử dụng.
Trước đây, hệ thống bơm nước thường được điều khiển trực tiếp, dẫn đến tình trạng nước bị tràn hoặc giếng không có nước nhưng bơm vẫn hoạt động, gây lãng phí và giảm tuổi thọ của bơm.
- Trình bày được quy trình lập trình, điều khiển hệ thống bơm nước lên bể chứa;
- Phân tích quy trình công nghệ của một số mô hình sản xuất;
- Lập trình, vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật;
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tinh thần làm việc nhóm cho sinh viên, sáng tạo trong công việc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
9.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Hệ thống hoạt động theo yêu cầu:
- Hệ thống sử dụng 01 máy bơm nước, dùng để bơm nước từ bể chứa dưới lên bể chứa trên;
- Có thể mở máy và dừng máy bơm nước bằng nút nhấn (M/D) tại phòng điều khiển;
- Khi mức nước bể trên ở mức thấp (CB 1), bơm tự động làm việc; khi mức nước bể trên ở mức cao (CB 2), bơm tự động dừng;
- Bơm không làm việc khi mức nước bể dưới ở mức thấp, hoặc khi nước bể trên ở mức cao;
- Khi mức nước bể dưới ở mức thấp (CB 3), đèn báo L chớp tắt với chu kỳ 1 giây báo tình trạng cạn nước bể dưới.
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra.
- Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình.
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây.
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ và/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 05 ngõ vào (M, D, CB 1,CB 2, CB 3)
- 02 ngõ ra (Máy bơm - DC, đèn báo L)
Bước 2: Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình
- Sử dụng 01 hàm RS (Điều khiển động cơ),
- 01 hàm Phát xung KĐB (Điều khiển đèn báo nhấp nháy) và một số hàm cơ bản.
Lập trình LOGO! điều khiển hệ thống bơm nước lên bể chứa
Kiểm tra và vận hành
Mã bài: MĐ 21 – 10 Thời gian: 08 giờ (LT: 02; TH: 06; KT: 0) Giới thiệu:
Hệ thống điều khiển động cơ KĐB 3 pha mở máy, dừng máy theo trình tự thường sử dụng trong việc điều khiển các băng tải, dây chuyền sản xuất.
Trước đây, hệ thống thường sử dụng công tắc tơ và rơle thời gian để điều khiển, dẫn đến việc kết nối phức tạp, dễ hỏng hóc và khó sửa chữa.
- Trình bày được quy trình lập trình, điều khiển hệ thống băng tải theo trình tự;
- Phân tích quy trình công nghệ của một số mô hình sản xuất;
- Lập trình, vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật;
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tinh thần làm việc nhóm cho sinh viên, sáng tạo trong công việc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
10.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Hệ thống điều khiển 3 động cơ KĐB 3 pha mở máy, dừng máy theo nguyên lý sau:
- Khi nhấn nút Mở (M): BT1 làm việc, sau 5 giây BT2 làm việc, sau 5 giây BT3 làm việc;
- Khi nhấn nút Dừng (D): BT3 dừng, sau 5 giây BT2 dừng, sau 5 giây tiếp theo BT1 dừng;
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ và/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
Bước 2: Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình
- Sử dụng 03 hàm RS (Điều khiển động cơ),
- 04 hàm Retentive On Delay (Cài đặt thời gian trễ) và một số hàm cơ bản.
Bước 3: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Nối dây cẩn thận với các mức điện áp khác nhau
Bước 4: Gán địa chỉ ngõ vào/ra LOGO!
Lập trình LOGO! điều khiển hệ thống băng tải theo trình tự …………… 4.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Kiểm tra và vận hành
Mã bài: MĐ 21 – 11 Thời gian: 08 giờ (LT: 02; TH: 06; KT: 0) Giới thiệu:
Hệ thống cửa tự động được thiết kế để mở khi có người ra vào hoặc có thể được điều khiển thông qua nút nhấn tại phòng điều khiển.
- Trình bày được quy trình lập trình, điều khiển hệ thống cửa tự động;
- Phân tích quy trình công nghệ của một số mô hình sản xuất;
- Vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật;
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tinh thần làm việc nhóm cho sinh viên, sáng tạo trong công việc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
11.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Hệ thống đóng mở cửa tự động được thiết kế với yêu cầu sau:
- Khi nhấn nút Mở hoặc cảm biến phát hiện có người đi ra/vào: cửa mở ra và dừng lại ở cuối hành trình;
Khi cửa gần hoàn tất quá trình mở, nếu sau 5 giây không có ai nhấn nút M hoặc không có người ra vào, cửa sẽ tự động đóng lại đến vị trí giới hạn.
- Trong quá trình cửa đang đóng, nếu nhấn nút M hoặc phát hiện có người đi ra/vào, cửa sẽ mở ra đến cuối giới hạn mở;
- Đèn báo L chớp tắt chu kỳ 1 giây khi cửa đang mở hoặc đang đóng.
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ và/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 04 ngõ vào (Nút M, Cảm biến phát hiện người, Công tắt hành trình đóng, mở)
- 03 ngõ ra (Điều khiển đóng cửa, mở cửa, đèn báo)
Bước 2: Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình
- Sử dụng 02 hàm RS (Điều khiển đóng/mở cửa);
- 01 hàm Phát xung KĐB (Điều khiển đèn báo);
- 01 hàm Retentive On Delay (Cài đặt thời gian trễ) và một số hàm cơ bản.
Bước 3: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Sử dụng 2 Công tắc hành trình (S1,S2) theo dạng nút gạt (Switch);
- Trạng thái ban đầu của S2 ở dạng thường đóng mô phỏng của đang được đóng.Bước 4: Gán địa chỉ ngõ vào/ra LOGO!
Lập trình LOGO! điều khiển hệ thống cửa tự động
Kiểm tra và vận hành
Mã bài: MĐ 21 – 12 Thời gian: 07 giờ (LT: 01; TH: 02; Tự học: 04) Giới thiệu:
Hệ thống chiếu sáng công cộng dùng để điều chỉnh thời gian chiếu sáng thích hợp, tránh gây lãng phí vào buổi tối.
Trước đây, hệ thống điều khiển thường sử dụng bộ rơle thời gian, nhưng do mạch điều khiển phức tạp, ứng dụng hạn chế và tuổi thọ thấp, các phương pháp điều khiển này đang dần được thay thế Một trong những giải pháp mới nổi bật là LOGO!, mang lại hiệu suất và độ tin cậy cao hơn cho các hệ thống điều khiển.
- Trình bày được quy trình lập trình, điều khiển hệ thống chiếu sáng theo giờ;
- Phân tích quy trình công nghệ của một số mô hình sản xuất;
- Vận hành và kiểm tra mạch hoạt động theo yêu cầu kỹ thuật;
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, tinh thần làm việc nhóm cho sinh viên, sáng tạo trong công việc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
12.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Hệ thống hoạt động theo yêu cầu:
- Hệ thống chiếu sáng công cộng hoạt động theo thời gian thực được bật tắt bằng nút Mở và Dừng;
- Toàn bộ đèn chiếu sáng hoạt động từ 18h đến 22h hằng ngày;
- Các ngày thứ 2, thứ 4, thứ 6, chủ nhật những cột đèn tuyến 1 sẽ sáng từ 22h đến 5h sáng hôm sau;
- Các ngày thứ 3, thứ 5, thứ 7 những cột đèn tuyến 2 sẽ sáng từ 22h đến 5h sáng hôm sau.
- Từ yêu cầu điều khiển xác định số lượng ngõ vào/ra;
- Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình;
- Chú ý một số đặc điểm trong trong quá trình nối dây;
- Lập bảng gán địa chỉ ngõ và/ra.
Bước 1: Tính số lượng ngõ vào/ra
Từ yêu cầu điều khiển, lựa chọn các hàm chức năng và ngõ vào ra:
- 02 ngõ ra (Các dãy đèn ở tuyến 1, 2)
Bước 2: Chọn các hàm nâng cao cần sử dụng trong chương trình
- Sử dụng 01 hàm RS điều khiển các đèn hoạt động/dừng;
- Sử dụng 02 hàm Định thời gian trong tuần để phân thời gian theo 2 tuyến.
Bước 3: Một số chú ý trong quá trình nối dây
- Chú ý các cấp điện áp trong quá trình nối dây
Lập trình LOGO! điều khiển hệ thống chiếu sáng theo giờ ……………… 6.1 Phân tích yêu cầu điều khiển và gán địa chỉ
Kiểm tra và vận hành
[1]Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic và ứng dựng, NXB Khoa học kỹ thuật 2006
[2] Tăng Văn Mùi (biên dịch), Điều khiển logic lập trình PLC, NXB Thống kê 2006.
[3] Nguyễn Như Hiển; Lập trình và PLC và điều khiển Logic; Nhà xuất bản Hồng Đức, 2008.
[4] Siemens; Logo Programmable Controller System Manual.
[5] Tài liệu giảng dạy về ZEN của OMRON.
[6] Khoa Điện, Giáo trình lập trình LOGO! , Lưu hành nội bộ
[7] Nguyễn Tấn Phước, Chuyên đề lập trình cở nhỏ, LOGO SOFT, Nhà xuất bản giáo dục 2010.
[8] Lê Ngọc Bích (2016), Lập Trình PLC – SCADA mạng truyền thông công nghiệp, Đại học Bách khoa Hà Nội;
[9] Lê Xuân Việt (2016), Lập trình cơ bản, NXB Xây dựng.
[10] Các sách báo, tạp chí có liên quan.