Bài tập lớn Các bài toán Lập Trình Logic - PLC Cơ bản đến Nâng cao

Báo cáo bao gồm 18 bài toán lập trình logic PLC từ cơ bản đến nâng cao. Ứng với mỗi bài toán sẽ bao gồm đầy đủ các mục như: Phân tích hoạt động hệ thống, khai bao địa chỉ vào ra PLC, Sơ đồ đấu nối PLC, Lưu đồ thuật toán, Chương trình điều khiển...

Trang 1

Trường Đại học Giao thông vận tải

Khoa Điện – Điện tử Ngành Tự động hóa

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LOGIC – PLC Tên sinh viên : Nguyễn Hoàng Long Lớp : Tự động hóa 03

Mã sinh viên :

Hà Nội, Tháng 11 năm 2020

Trang 2

2 NGUYỄN HOÀNG LONG - TỰ ĐỘNG HÓA 3 59 - KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

MỤC LỤC

BÀI 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 8 MÁY BƠM XOAY CHIỀU BA PHA 5

1 P HÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG 5

2 K HAI BÁO ĐỊA CHỈ VÀO / RA TRÊN PLC 6

3 S Ơ ĐỒ NỐI DÂY CÁC THIẾT BỊ VÀO / RA VỚI PLC 6

4 L ƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 7

5 C HƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 8

BÀI 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CẦU TRỤC TRONG NHÀ XƯỞNG 12

BÀI 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU THÙNG TRỘN NHIÊN LIỆU 18

BÀI 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢNG CHỮ ĐIỆN TỬ: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 23

BÀI 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC 30

BÀI 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN ĐẾM SẢN PHẨM 36

BÀI 7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU 41

Trang 3

BÀI 8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ 46

BÀI 9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT LIỆU VÀO CHAI 51

BÀI 10 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NÂNG - VẬN CHUYỂN SẢN PHẨM 56

BÀI 11 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY KHOAN 61

BÀI 12 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG NÂNG - PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 66

BÀI 13 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÃI TRÔNG GIỮ XE ÔTÔ 72

Trang 4

BÀI 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG HỘP ÁO SƠ MI 76

BÀI 15 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾT RÓT SỮA VÀO HỘP 82

BÀI 16 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ TƯ 86

BÀI 17 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM TRỘN HÓA CHẤT 94

BÀI 18 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUÔNG BÁO GIỜ LÀM VIỆC VÀ QUẢN LÝ NHÂN VIÊN TRONG PHÂN XƯỞNG 99

Trang 5

Bài 1: Thiết kế hệ thống điều khiển 8 máy bơm xoay chiều ba pha

- Nước được bơm từ bể chứa và đổ vào mương tưới tiêu nông nghiệp Bể chứa có lắp đặt 4 cảm biến báo mức: thấp (LL), trung bình (ML), cao (HL), mức cạn (ZL) Hoạt động của hệ thống như sau:

+ Kể từ thời điểm 6h30 ngày 09/11/2019 và sau khi nhấn nút Start hệ thống bắt đầu hoạt động – đèn hoạt động sáng; khi nhấn nút Stop hoặc sau thời điểm 22h25 thì hệ thống dừng – đèn dừng sáng;

+ Khi mức nước ZL thì ngay lập tức (tức thời) dừng toàn bộ hệ thống, bật sáng đèn cảnh báo hết nước!

+ Khi bể đầy HL thì mỗi tổ hợp 4 bơm làm việc trong 4 giờ (đảm bảo 2 tổ hợp 4 bơm hoạt động luân phiên trong 1 ca làm việc 8 giờ), khi bể ở mức trung bình ML thì mỗi tổ hợp 2 bơm hoạt động trong thời gian 2 giờ (đảm bảo 4 tổ hợp 2 bơm hoạt động luân phiên trong 1 ca làm việc), khi bể ở mức thấp LL thì mỗi bơm hoạt động trong 1 giờ (đảm bảo 8 bơm làm việc luân phiên trong 1 ca làm việc)

➢ Yêu cầu: Thiết kế phần cứng (chọn PLC, rơle trung gian, chấp hành, cảm biến), vẽ sơ đồ nối dây các thiết bị ngoại vi đến các ngõ vào ra của PLC và xây dựng lưu đồ thuật toán, lập trình điều khiển thực hiện nhiệm vụ này

1 Phân tích hoạt động

- Nhấn START và sau 6h30 hàng ngày thì hệ thống sẵn sàng và đèn báo hoạt động sáng

- Nhấn STOP hoặc sau 22h25 thì hệ thống dừng và đèn báo dừng hoạt động sáng

Trang 6

- Khi ZL=1, thì dừng các bơm, đèn cảnh báo sáng

- Khi HL=1 thì 4 bơm: 1,2,3,4 chạy 4h đầu sau đó 4 bơm: 5,6,7,8 chạy 4h sau của ca 8h

- Khi ML=1 thì 2 bơm 1 và 2 chạy 2h, sau đó 2 bơm 3 và 4 chạy 2h, sau đó 2 bơm 5 và 6 chạy 2h, sau đó 2 bơm 7 và 8 chạy 2h

-Khi LL=1, thì lần lượt các bơm từ 1 đến 8 mỗi bơm chạy trong 1h

2 Khai báo địa chỉ vào/ra trên PLC

Kí hiệu Địa chỉ Kiểu ngõ Chú thích

START I0.0 DI Nút nhấn Start, tiếp điểm thường hở (NO) STOP I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường hở (NO)

Den HD Q1.0 DO Đèn báo hoạt động

Den khong HD Q1.1 DO Đèn báo không hoạt động

 Chọn PLC S7-1200 1214C AC/DC/Relay

3 Sơ đồ nối dây các thiết bị vào/ra với PLC

Trang 7

4 Lưu đồ thuật toán

T = 4h

Q0.4=1; Q0.5=1 Q0.6=1; Q0.7=1

Trang 8

5 Chương trình điều khiển PLC

Network 1:

Network 2:

Network 3:

Network 4:

Trang 9

Network 5:

Network 6:

Network 7:

Trang 10

10 NGUYỄN HOÀNG LONG - TỰ ĐỘNG HÓA 3 59 - KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Network 8:

Network 9:

Trang 11

Network 11:

Trang 12

+ Khi đã kẹp vật tại C, cầu trục

chuyển động theo chiều mang

vật từ C→A→B→D Sau khi

nhả vật tại D, cầu trục chuyển

động theo chiều ngược lại từ

Trang 13

D→B→A→C, kết thúc 1 chu trình

+ Tại mỗi vị trí A, B, C, D đều có gắn cảm biến xác định vị trí (công tắc hành trình) Nhận biết kẹp vật bằng cảm biến áp lực Cơ cấu chuyển động lên/xuống, sang trái/phải, kẹp/nhả vật sử dụng động cơ điện một chiều Các động cơ này đều có thể quay theo chiều thuận và chiều nghịch

- Hàng ngày, cầu trục hoạt động từ lúc 8h30 và sau khi nhấn nút khởi động Start Cầu trục dừng hoạt động khi nhấn nút Stop Nút nhấn sẵn sàng Ready để cầu trục trở về vị trí xuất phát

A (cho dù trước đó tay kẹp ở bất kỳ vị trí nào trong không gian hoạt động)

- Tại C và đã kẹp vật → cầu trục đi lên A đến khi GH trên A = 1

- Tại A và CBKV=1 → cầu trục sang phải B đến khi GH phải B = 1

- Tại B và CBKV=1 → cầy trục xuống D đến khi GH dưới D = 1

- Tại D và CBKV=1 → nhả vật đến khi CBKV=0

- Tại D và CBKV=0 → cầu trục lên B đến khi GH trên B = 1

- Tại B và CBKV=0 → cầu trục sang trái A đến khi GH trái A=1 Bắt đầu chu trình mới

START I0.0 DI Nút nhấn Start, tiếp điểm thường hở (NO)

STOP I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường hở (NO)

GH trai I0.2 DI Cảm biến giới hạn trái

GH tren A I0.3 DI Cảm biến giới hạn trên A

GH duoi A I0.4 DI Cảm biến giới hạn duoi A

Trang 14

GH duoi B I0.5 DI Cảm biến giới hạn duoi B

Chay Ready I0.6 DI Chạy Ready

CBKV I0.7 DI Cảm biến kẹp vật

GH tren B I1.0 DI Cảm biến giới hạn trên B

GH phai I1.1 DI Cảm biến giới hạn phải

Keo len Q0.0 DO Kéo cầu trục lên

Keo ve trai Q0.1 DO Kéo cầu trục về bên trái

Keo xuong Q0.2 DO Kéo cầu trục xuống

Keo sang phai Q0.3 DO Kéo cầu trục sang phải

Kep vat Q0.4 DO Kẹp vật

 Chọn PLC S7-1200 1212C AC/DC/Relay + Extend Module 1221

Trang 15

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Network 11:

Network 12:

Bài 3 Thiết kế hệ thống điều thùng

trộn nhiên liệu

(sơ đồ công nghệ như hình vẽ)

- Biết rằng hàng ngày từ 8h15 và sau

khi nhấn nút Start thì hệ thống tự

động hoạt động theo chu trình:

+ Khi cảm biến trong thùng báo mức

thấp L thì cả van 1, bơm 1 và van 2,

bơm 2 đều hoạt động để đưa nhiên

liệu vào thùng

Trang 19

+ Khi cảm biến trong thùng báo mức giữa M thì van 1, bơm 1 dừng hoạt động; van 2, bơm 2 vẫn hoạt động

+ Khi cảm biến báo mức cao H thì van 2 và bơm 2 dừng hoạt động và tự động chạy động cơ khuấy trong 30 giây Sau đó mở bơm xả, van xả đến mức rỗng ZL thì dừng

+ Khi đủ 10 mẻ thì hệ thống dừng hoạt động trong 30 giây để nạp liệu Kể từ sau thời điểm 6h25 ngày 23/12/2023 hoặc khi nhấn nút dừng Stop thì hệ thống dừng hoạt động

- Nhấn nút START và sau 8h15 thì hệ thống hoạt động

- Nhấn STOP thì hệ thống dừng

- Cảm biến L=1 → cả Bơm và van 1,2 hoạt động

- Cảm biến M=1 → bơm 1 và van 1 dừng, bơm 2 và van 2 hoạt động

- Cảm biến H=1 → bơm 2 và van 2 dừng, động cơ khuấy trong 30s thì dừng và bơm xả, van xả hoạt động

- Cảm biến Z=1 → bơm xả và van xả dừng

- Đủ 10 lần trộn nhiên liệu hệ thống dừng trong 30s và tiếp tục chu trình mới

STOP I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường hở (NO)

CB Z I0.2 DI Cảm biến mức Z

CB L I0.3 DI Cảm biến mức L

CB M I0.4 DI Cảm biến mức M

CB H I0.5 DI Cảm biến mức H

BV12 Q0.1 DO Bơm và van 1, 2 hoạt động

B1V1 Q0.2 DO Bơm 1 và van 1 hoạt động

Xa Nhien lieu Q0.3 DO Xả nhiên liệu

B2V2 Q0.5 DO Bơm 2 và van 2 hoạt động

Trang 20

Trang 21

Bơm 2, van 2 Hoạt động

H = 1

Khuấy 30s, bơm xả, van xả hoạt động

số mẻ +1

Z = 1

False

e True

e

False

e

Trang 22

Network 1:

Network 2:

Network 3:

Network 4:

Trang 23

Network 5:

Network 6:

Bài 4 Thiết kế hệ thống điều khiển bảng chữ điện tử: ĐẠI HỌC GIAO THÔNG

VẬN TẢI

- Ở chế độ hoạt động đêm, sau 18h45 hàng ngày, mỗi cụm từ “ĐẠI”, “HỌC”, “GIAO”,

“THÔNG”, “VẬN”, “TẢI” được tự động sáng dần lên khi nhấn nút khới động Start và cụm từ sau sáng trễ hơn cụm từ đứng liền trước nó 3 giây

- Khi cụm từ cuối cùng sáng được 3 giây (theo chiều thuận) thì tắt hết các cụm từ trong vòng 1 giây Sau đó tự động sáng dần lên theo chiều ngược lại từ cụm từ “TẢI” đến cụm từ “ĐẠI” với thời gian sáng trễ là 2 giây Khi các cụm từ đều sáng (theo chiều ngược lại) thì nhấp nháy 3 lần

Trang 24

với chu kỳ 5 giây (tức là tối toàn bộ các cụm từ trong 2.5 giây và sáng toàn bộ trong 2.5 giây) Sau đó lặp lại chu kỳ mới đến khi có lệnh dừng bằng nút nhấn Stop hoặc sau thời điểm 6h25 ngày 29/11/2023 thì hệ thống dừng Chế độ hoạt động ngày thì đèn tắt hết

+ Lặp đi lặp lại quá trình này đến khi ấn STOP hoặc sau 6h25

Start I0.0 DI Nút nhấn Start, tiếp điểm thường hở (NO)

Stop I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường hở (NO)

Trang 25

Trang 26

… Q0.7=1; delay 3s

Q0.7=1; delay 2s Q0.6=1; delay 2s

… Q0.0=1; delay 2s

Q0.0 đến Q0.7 lên mức 1;

delay 2,5s Q0.0 đến Q0.7 xuống mức 0;

delay 2,5s; counter +1

Kết thúc Counter = 3

Trang 27

Network 1:

Network 2:

Network 3:

Trang 28

Network 5:

Trang 29

Trang 30

Bài 5 Thiết kế hệ thống điều khiển phân loại sản phẩm theo kích thước

(được mô tả như hình vẽ)

+ Khi nhấn nút Start và kể từ 6h30 hàng ngày thì tay máy gắp sản phẩm lên băng tải phân loại + Khi có sản phẩm (phát hiện nhờ cảm biến CB0) thì băng tải phân loại hoạt động Tùy thuộc vào kích thước sản phẩm, hệ thống sẽ khởi động các băng tải tương ứng

+ Chiều cao của sản phẩm được kiểm tra bằng ba cảm biến mức High, Medium, Low: Nếu sản phẩm là low thì chạy BT1 đến vị trí piston đẩy 1 thì dừng, sau đó piston 1 hoạt động đẩy sản phẩm vào khay 1 Nếu sản phẩm là medium thì chạy BT1, BT2 đến vị trí piston đẩy 2 thì dừng, sau đó piston 2 hoạt động đẩy sản phẩm vào khay 2

+ Nếu sản phẩm là high thì chạy BT1, BT2, BT3 đến vị trí piston đẩy 3 thì dừng, sau đó piston đẩy sản phẩm vào khay 3

+ Hệ thống dừng khi nhấn nút Stop hoặc khi hệ thống phân loại đủ 30 sản phẩm

+ Nguyên tắc xác định chiều cao sản phẩm như sau: nếu 3 cảm biến H, M, L có mức tín hiệu logic 1 thì sản phẩm là high, nếu chỉ 2 cảm biến L, H có mức 1 thì sản phẩm là medium, nếu chỉ cảm biến L mức 1 thì sản phẩm là low

- Nhấn START và sau 6h30 tay máy gắp sản phẩm

- Khi CB0=1 → BT phân loại hoạt động

- Nếu CB Low=1,CB Medium=1 và CB High=1 → BT1,BT2,BT3 chạy đến khi CB3=1 → Pitton 3 đẩy sản phẩm vào khay 3

Trang 31

- Nếu chỉ có CB Low=1 và CB Medium=1 → BT1,BT2 chạy đến khi CB2=1 → Pitton 2 đẩy sản phẩm vào khay 2

- Nếu chỉ có CB Low=1 → BT1 chạy đến khi CB1=1 → Pitton 1 đẩy sản phẩm vào khay 1

- Nhấn STOP hoặc phân loại đủ 30 sp thì dừng hệ thống

Kí hiệu Địa chỉ Kiểu

ngõ

Chú thích

START I0.0 DI Nút nhấn Start, tiếp điểm thường hở (NO) STOP I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường hở (NO) CB0 I0.2 DI Cảm biến phát hiện sản phẩm

CB Low I0.3 DI Cảm biến mức Low

CB Medium I0.4 DI Cảm biến mức Medium

CB High I0.5 DI Cảm biến mức High

Tay may gap Q0.0 DO Tay máy gắp sản phẩm

BT phan loai Q0.1 DO Băng tải phân loại sản phẩm

Pitton 3 Q0.5 DO Pitton đẩy 3

Trang 32

Trang 33

SP=30

Low=1 Hight=1

Low=1 Medium=1 Hight=1

CB1=1

CB2=1

CB3=1 Q0.5=1;

Delay 3s Q0.2=0

Q0.6=1 Delay 3s Q0.5=0 Q0.3=0

Q0.7=1; delay 3s Q0.2=0; Q0.3=0 Q0.4=0

Trang 34

Trang 35

Network 6:

Network 7:

Network 8:

Network 9:

Trang 36

Network 10:

Bài 6 Thiết kế hệ thống điều khiển dây chuyền đếm sản phẩm hoạt động như sau:

+ Khi nhấn nút khởi động Start và kể từ 7h25 hàng ngày thì băng tải thùng hoạt động

+ Khi thùng đến vị trí cảm biến S1 thì băng tải thùng dừng, băng chuyền sản phẩm hoạt động đưa sản phẩm vào thùng Cảm biến S2 sẽ đếm số lượng sản phẩm đi vào thùng

+ Khi đếm được 12 sản phẩm thì băng chuyền sản phẩm dừng; Sau đó 1 phút băng chuyền thùng vận chuyển thùng đủ hàng sang băng tải đóng thùng, vận chuyển thùng rỗng đến vị trí

Trang 37

S1 để tiếp tục nhận sản phẩm, đồng thời bộ đếm sản phẩm được thiết lập lại (reset) và bắt đầu chu trình mới đưa sản phẩm vào thùng

+ Khi phát hiện thùng hàng trên băng tải đóng thùng thì băng tải này hoạt động đưa thùng hàng đến vị trí đóng nắp thùng, lúc này cơ cấu đóng thùng làm việc trong thời gian 1 phút

+ Dây chuyền sẽ dừng hoạt động khi nhấn nút Stop hoặc sau thời điểm 17h30 hàng ngày

- Khi nhấn START, chưa nhấn STOP, từ sau 7h25 đến trước 17h30 hệ thống sẵn sàng

Và băng tải thùng chạy đến khi S1=1

- Khi S1=1 thì băng tải sản phẩm chạy, S2 đếm sản phẩm với Counter_0

- Khi Counter_0 = 12 thì băng tải sản phẩm dừng, 1 phút sau băng tải thùng chạy đến khi S3=1

-Khi S3=1 thì băng tải đóng thùng chạy đến khi S4=1 thì dừng lại

- Khi S4=1 thì cơ cấu đóng nắp thùng hoạt động trong thời gian 1 phút

STOP I0.1 DI Nút nhấn Stop, tiếp điểm thường đóng(NC)

S2 I0.3 DI Cảm biến đếm sản phẩm

S3 I0.4 DI Cảm biến phát hiện thùng

S4 I0.5 DI Cảm biến vị trí đóng nắp thùng

BT thung Q0.0 DO Băng tải thùng

BT san pham Q0.1 DO Băng tải sản phẩm

BT dong thung Q0.2 DO Băng tải đóng thùng

Co cau dong

nap thung Q0.3 DO Cơ cấu đóng nắp thùng

Trang 38

Trang 39

Q0.0=1

Q0.2=1

Q0.3=1 Delay 60s Q0.2=1

S2=1 Dem=12

e

False

e

Trang 40

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	10,13 MB