CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC LẠI CHƯƠNG TRÌNH VÀ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG BỔ SUNG NỘI DUNG PLC VÀO MÔ ĐUN TRANG BỊ ĐIỆN 2 TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
3.4 Xây dựng một số bài giảng bổ sung PLC vào mô đun Trang bị điện 2
3.4.1 Xây dựng bài giảng ứng dụng PLC trong điều khiển máy tiện T616
Máy tiện là một trong máy gia công cắt kim loại đƣợc sử dụng rộng rãi để gia công các mặt tròn xoay, với chuyển động chính là chuyển động quay tròn quanh phôi tạo ra tốc độ cắt và chuyển động chạy dao. Với các thế hệ máy tiện cũ từ năm 80 của thế kỷ trước do Liên xô sản xuất chế tạo, tất cả các thao tác từ gá lắp chi tiết, lấy chiều sâu cắt, vận hành cho trục chính quay thuận nghịch… đều thao tác bằng tay với độ chính xác có dung sai lớn, sản phẩm sản xuất đơn chiếc. Với nền sản xuất hiện đại ngày nay, các sản phẩm yêu cầu có độ phức tạp, tính chính xác cao, sản xuất hàng loạt, đồng thời để dễ dàng kiểm tra, sửa chữa khi có sự cố.
Chính vì điều đó hầu hết các máy tiện hiện nay đều đƣợc tự động hóa. Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ thuật tự động giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác có thời gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác.
Trong chương trình đào tạo MĐ Trang bị điện 2, học sinh chỉ được nghiên cứu máy tiện T616 (thế hệ cũ) chƣa đƣợc bổ sung bộ thiết bị điều khiển. Với việc đào tạo nhƣ vậy, chất lƣợng nguồn nhân lực sẽ không đáp ứng đƣợc yêu cầu của xã hội.
Vì những lý do trên Tác giả kiến nghị bổ sung nội dung PLC vào chương trình đào tạo trong phần trang bị điện máy cắt gọt kim loại nói chung, ở đây là máy tiện T616 để giúp HS đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tế của xã hội và kịp thời cập nhập công nghệ hiện nay.
60 Trước khi xây dựng bài giảng ứng dụng PLC trong điều khiển máy tiện T616, cụ thể ở đây là điều khiển 3 động cơ (động cơ chính mang chi tiết quay thuận nghịch, động cơ bơm dầu, động cơ bơm nước và đèn báo kèm theo Rơ le bảo vệ điện áp thấp).
CÁC ĐỘNG CƠ DỪNG LÀM VIỆC BẮT ĐẦU
RƠ LE ĐIỆN ÁP RU LÀM VIỆC
KC1 =1 HOẶC KC2=1
S KC0 = 1
S
Ð RN = 1
Ð
S
ĐỘNG CƠ BƠM DẦU VÀ BƠM NƯỚC LÀM VIỆC
(K3=1)
KC1 =1 K3=1
ĐỘNG CƠ MÂM CẶP QUAY THUẬN
KC2 =1 K3=1
ĐỘNG CƠ MÂM CẶP QUAY NGƯỢC
K=1
ĐÈN SÁNG
KẾT THÚC Ð
Ð
Ð
Ð
S
S
S
Hình 3.12 Lưu đồ thuật toán điều khiển máy tiện T616 (phần mang động cơ và Rơ le bảo vệ điện áp thấp)
61 Giáo án số: 01 Thời gian thực hiện: 6h = 300’
Tên bài trước:
Tên chương:
Thực hịên ngày: ...
Tên bài:
Bài 1: MÔ HÌNH MÁY TIỆN T616
MỤC TIÊU CỦA BÀI:
Sau khi học xong bài này sinh viên có khả năng:
* Kiến thức: .
- Biết cách phân tích nguyên lý hoạt động theo yêu cầu công nghệ để chuyển sang viết chương trình trong PLC điều khiển sự hoạt động của hệ thống máy tiện T616.
* Kỹ năng:
- Kết nối thành thạo CPU S7-200 với máy tính và các thiết bị chấp hành để đáp ứng yêu cầu bài toán.
- Ứng dụng thành thạo các lệnh để viết chương trình trên phần mềm viết chương trình MicroWin
* Thái độ:
- Biết đƣợc vai trò và ứng dụng của các bộ điều khiển khả trình, từ đó có phương pháp phân tích yêu cầu công nghệ trong thực tế để viết chương trình trong PLC và xác định phương pháp học tập hợp lí để học tập tốt môn học.
- Chấp hành đúng nội quy thực tập, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC:
TT Trang thiết bị Thông số kỹ thuật Số lƣợng
1 Máy tính cá nhân PentumVI 1 bộ
2 Cable kết nối-chuyển đổi PC/MPI 1 bộ
3 Step7-Mcro/Win và Driver cho
cable PC/MPI 1 bộ
4 PLC Step7-200 CPU 224 AC/DC/Relay 1 bộ
62 5 Bàn lắp đạt CPU 224 có đủ tín hiệu
vào/ra và nguồn ra 24 VDC 1 bộ
6 Bàn lắp đặt dây chuyền có đầy đủ
thiết bị và tín hiệu vào/ra 1 bộ
7 Máy nén khí, bộ lọc và điều áp 1 bộ
8 Bộ dây kết nối 1 bộ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC:
Lý thuyết: Học tập trung, nghe giảng
Thực hành: tổ chức theo nhóm từ 2 đến 3 người để cho sinh viên có thể trực tiếp thao tác từng công việc cụ thể. Qua đó, sinh viên tự đánh giá khả năng thực hiện công việc và rút ra kinh nghiệm của bản thân.
I. Ổn định lớp: Thời gian: 5’
1. Kiểm tra sĩ số:
2. Nội dung nhắc nhở:
- Trang phục thực hành - An toàn kỷ luật lao động - Vệ sinh phòng học II. Kiểm tra bài cũ:...
III. Thực hiện bài học:
TT NỘI DUNG
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
THỜI GIAN HOẠT
ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA
HỌC SINH 1 Dẫn nhập
- Giới thiệu về ứng dụng nổi bật của PLC trong việc điều khiển hệ thống động cơ máy tiện T616.
Giảng giải Lắng nghe 5’
2 Giới thiệu chủ đề:
MÔ HÌNH MÁY TIỆN T616.
63 Giải quyết vấn đề
Giảng bài mới
1. Mô hình máy tiện T616.
- Nguyên lý hoạt động của máy tiện T616.
+ Chế độ làm việc bằng tay + Chế độ làm việc tự động - Mạch động lực máy tiện T616.
.- Mạch điều khiển máy tiện T616.
2. Thực hành.
Viết chương trình điều khiển động cơ máy tiện T616
Bước 1: Nguyên lí hoạt động
* Sơ đồ nguyên lý mạch:
* Quy trình làm việc:
Bước 2: Viết chương trình
* Khai báo địa chỉ vào ra:
Địa chỉ vào:
+ Tay gạt KC vị trí 0 I0.0 -> KC0 + Tay gạt KC vị trí 1 I0.1 -> KC1 + Tay gạt KC vị trí 2 I0.2 -> KC2 + Công tắc đèn K I0.3 -> K + Rơle nhiệt I0.4 -> RN Địa chỉ ra:
+ Rơle bảo vệ điện áp 0 Q0.0 -> RU + Cuộn dây K1(DK động cơ mâm cặp thuận) Q0.1 ->K1
+ Cuộn dây K2(DK động cơ mâm cặp ngƣợc) Q0.2 ->K2
+ Cuộn dây K3 (DK động cơ bơm dầu, nước) Q0.3 ->K3
- Giảng giải, làm mẫu, phát vấn, kiểm tra
- Lắng nghe, ghi chép - Phát biểu ý kiến, thực hành, báo cáo kết quả
275'
30’
245’
25’
150’
64
* Viết chương trình điều khiển PLC:
- Ngôn ngữ Ladder:
- Ngôn ngữ STL:
Bước 3: Mô phỏng, chạy mô phỏng
Bước 4: Download chương trình, chạy thử
20 50 3 Kết thúc vấn đề
Ứng dụng của các lệnh trong PLC để điểu khiển hệ thống máy tiện T616
Giảng giải, đàm thoại
10’
4 Hướng dẫn tự học Giao bài tập về nhà 5’
5 Nguồn tài liệu tham khảo Giáo trình PLC cơ bản [10].
Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic và ứng dựng, NXB Khoa học kỹ thuật 2006 [11].
III. RÚT KINH NGHIỆM
...
... ...
TRƯỞNG HOA/TRƯỞNG TỔ MÔN
…………..………
………
Ngày ... tháng ... năm 20 Giáo viên
Nguyễn Đăng Bách
Bài giảng số 01
Với điều kiện hạn chế về số trang của luận văn nên tác giả chỉ đi sâu vào phần kiến thức quan trọng nhất của giáo án là phần viết chương trình điều khiển dạng ladder (phần 2 của giáo án 01)
65 1. Khai báo địa chỉ vào ra
Bảng 3.1 Danh mục địa chỉ vào / ra PLC (giáo án số 01)
Hình 3.13 Vị trí kết nối tín hiệu vào – ra PLC S7-200 CPU 224
66 2. Viết chương trình điều khiển PLC
+ Đƣa tay gạt KC về vị trí 0 ( KC0=1) thì rơle điện áp RU có tín hiệu (RU =1) . Tiếp điểm RU đóng lại duy trì cho rơle điện áp luôn có tín hiệu.
- Khi rơle điện áp RU có tín hiệu đƣa tay gạt KC về vị trí 1 hoặc vị trí 2 thì động cơ bơm dầu và động cơ bơm nước hoạt động (K3=1)
67 - Khi động cơ bơm dầu và bơm nước làm việc ( K3=1) và tay gạt KC ở vị trí 1 ( KC1 =1) thì động cơ mâm cặp chạy thuận.
- Khi động cơ bơm dầu và bơm nước làm việc ( K3=1) và tay gạt KC ở vị trí 2 ( KC2 =1) thì động cơ mâm cặp chạy ngƣợc.
Tác động vào công tắc đèn K ( K=1) đèn sáng
68 3. Giới thiệu mô đun thực hành PLC S7-200 CPU 224
- Trên mô đun PLC S7-200 CPU 224 (hình 3.14) đã bố trí nối sẵn các cổng vào/ra và đƣợc kết nối nguồn điện nên khi sử dụng chỉ việc cấp nguồn và kết nối các tín hiệu vào và ra đúng các địa chỉ đã thiết lập tại bảng 3.2 (bảng dạnh mục địa chỉ vào/ra PLC).
4. Dowload chương trình vào PLC và chạy thử
- Để kiểm tra phần mềm lập trình có đáp ứng đƣợc đúng với yêu cầu công nghệ hay không cần sử dụng phần mềm mô phỏng đơn giản đƣợc cài đặt trên máy tính (hình 3.15).
- Sau khi đã kiểm tra phần mềm lập trình đảm bảo yêu cầu công nghệ thì kết nối PLC với cổng USB của máy tính thông qua cáp kết nối chuyên dụng.
- Tiến hành dowload chương trình đã được kiểm tra vào PLC.
- Kiểm tra mạch động lực.
- Kết nối các tín hiệu vào, ra của PLC với các thiết bị chấp hành.
- Cấp nguồn cho hệ thống và chạy máy.
- Kiểm tra quá trình làm việc của hệ thống. Nếu chƣa đúng với yêu cầu công nghệ thì phải chỉnh sửa lại phần mềm lập trình cho phù hợp và tiến hành dowload lại từ đầu.
69 Hình 3.14. Mô đun thực hành PLC S7-200 CPU 224
Hình 3.15 Mô phỏng kiểm tra phần mềm trên máy tính