- Tuần 5-6 Dự án 2: Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị số trong mô hình.. - Tuần 7-8 Dự án 3: Lập trình PLC điều khiển hoạt động các thiết bị tương tự, đọc xung tốc độ cao trong
Trang 1TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
B Ộ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
ĐIỀU KHIỂN và GIÁM SÁT HỆ THỐNG THEO VỊ TRÍ
S Ử DỤNG PLC Allen Bradley Micro 850
TH ỰC TẬP ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
Gi ảng Viên: Nguyễn Tấn Đời
doint@hcmute.edu.vn
Trang 21 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG:
Bộ kit thực tập PLC Allen Bradley Micro 850 do dự án BUILD-IT tài trợ bao gồm PLC, HMI va biến tần được kết nối với nhau qua mạng truyền thông EtherNet
1.1 PLC Allen Bradley Micro 850 2080-LC50-48QWB
Thông s ố kỹ thuật:
- Nguốn cung cấp: 24VDC
- Số lượng I/O: 48 (28 inputs, 20 output)
+ Input: 24 VDC/VAC
+ Output: Relay
+ Có thể mở rộng 132 I/O thông qua 4 module mở rộng
- Đọc xung tốc độ cao: 6 HSC đếm xung 100kHz
- Cổng giao tiếp: USB loại B, RS232/RS485, RJ-45 Ethernet/IP
- Phần mềm lập trình: Connected Components Workbench
- Nhiệt độ hoạt động: -20…65oC (-4…149oF)
- Kích thước: 90 x 238 x 80 mm
1.2 Biến tần PowerFlex 525
Thông s ố biến tần Power Flex 525 Cat No 25B-A4P8N104
Công suất 0.75 kW/1.0 HP
Input
Giới hạn điện áp AC
1 pha, 200-240V, 47-63 Hz
170 – 264 V Output
Giới hạn điện áp AC
Dòng điện duy trì
Dòng điện quá tải 60 giây
3 pha, 0-600 Hz 0-230 V
4.8 A 7.2 A Dòng điện ngắn mạch 100KA
Trang 31.3 HMI Panelview 800
Trang 42 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:
Yêu c ầu chung:
Môn TT Điều Khiển Lập Trình giảng dạy trong 90 tiết thực hành
SV học trực tiếp trên KIT th ực hành tại phòng thực hành trong 16 tuần Mỗi Mô hình
bố trí từ 2 đến 4 SV
Mỗi lớp cần 6 Mô hình, qui mô 12 đến 24 SV
L ịch trình cụ thể bao gồm:
- Tuần 1-2: GV giới thiệu chung các Mô hình, Phần mềm và Phần cứng PLC, Tập lệnh PLC, Cảm biến và Cơ cấu chấp hành Các nội dung này sẽ phục vụ cho việc
thực hiện dự án trong các tuần sau
- Tuần 3-4 (Dự án 1): Khảo sát phần cứng mô hình, nối dây PLC và thiết bị trong
mô hình, Download, Upload phần cứng, thử nghiệm các lệnh cơ bản
- Tuần 5-6 (Dự án 2): Lập trình PLC điều khiển hoạt động thiết bị số trong mô hình
- Tuần 7-8 (Dự án 3): Lập trình PLC điều khiển hoạt động các thiết bị tương tự, đọc xung tốc độ cao trong mô hình
- Tuần 9-10 (Dự án 4): Lập trình PLC điều khiển Inverter
- Tuần 11-12 (Dự án 5): Điều khiển và Giám sát hoạt động của mô hình trên HMI
- Tuần 13-14: Mỗi nhóm sẽ trình bày, vận hành và trả lời các câu hỏi của GV và SV các nhóm khác về mô hình nhóm đã thực hiện
- Tuần 15: đánh giá cá nhân
- Từ tuần 1 đến 15 sẽ có một số buổi Online vào buổi tối
Hi ệu quả:
- SV sẽ được làm việc thật sự trên một mô hình thực tế Các SV trong nhóm phải phối hợp với nhau để đảm bảo mô hình của nhóm mình vận hành được theo yêu cầu GV đặt ra
- SV sẽ hiểu rỏ hơn về thiết bị, sử dụng thành thạo các thiết bị, biết được ứng dụng thật sự của thiết bị trong thực tế
- Phương pháp học theo dự án sẽ tạo cảm hứng cho SV trong quá trình thực hành
Khó khăn:
- Phải có đủ các mô hình theo tiêu chuẩn để các nhóm thực hiện dự án
- GV phải làm việc liên tục với SV để giải quyết các vấn đề khi thực hiện các yêu cầu của dự án
- Sự đồng thuận của tất cả GV nhóm môn học khi thay đổi phương pháp giảng dạy
- GV phải có đủ kiến thức và kinh nghiệm thực tế để giúp SV giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình thực hiện dự án
Trang 53 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ:
Môn TT ĐKLT được đánh giá qua 2 cột điểm thành phần:
- Điểm làm việc theo nhóm: 50%, đánh giá qua các nội dung thực hiện trên mô hình Thời gian từ tuần 3 đến tuần 12
- Điểm cá nhân thực hiện: 50%, đánh giá sau khi nhóm hoàn chỉnh mô hình Thời gian từ tuần 13 đến tuần 14
Các tiêu chí đánh giá cụ thể như sau: (chính xác đến 0.5đ)
(i) Đánh giá khả năng làm việc theo nhóm:
Điểm
Tiêu chí
Dự án 1: Khảo sát phần cứng, nối dây các thiết bị trong mô hình
Làm vi ệc nhóm Ph ối hợp chưa
đạt Phgian ngối hợp thời ắn Phân chia vichưa rỏ ệc Pht ục, hiệu quả ối hợp liên
Vệ sinh và An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu
V ẽ sơ đồ nối dây Sơ đồ thiếu Vẽ đúng thiết bị
cơ bản Vẽ đúng thiết bị phức tạp Vẽ sơ đồ đầy đủ
Kỹ năng nối dây
thi ết bị Nối dây chưa đủ Đúng các thiết bị
cơ bản Đúng các thiết bị ph ức tạp Nối dây đầy đủ, an toàn, đẹp Cấp điện mô hình Có cấp điện Thi ết bị cơ bản có
điện Thicó điện ết bị phức tạp Tcó điện ất cả thiết bị
TỔNG (qui đổi Max 10đ)
Dự án 2: Lập trình PLC điều khiển thiết bị số
Làm việc nhóm Ph ối hợp chưa
đạt Chgian ngắn ỉ phối hợp thời Phân chia vichưa rỏ ệc Phtục, hiệu quả ối hợp liên
Vệ sinh và An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu
S ử dụng phần mềm Chưa đạt C ấu hình thiết bị Download Upload Thành th ạo
Kỹ năng lập trình Ch ỉ sử dụng các
l ệnh cơ bản Thiđồ điều khiển ết kế được lưu Thiđồ điều khiển và ết kế được lưu
l ập trình cơ bản
L ập trình thành
th ạo các lệnh điều khiển số Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển riêng
lẻ các thiết bị Điều khiển kết hợp các thiết bị đúng yêu cầu Điều khiển
T ỔNG (qui đổi Max 10đ)
Dự án 3: Lập trình PLC điều khiển thiết bị tương tự
Làm vi ệc nhóm Phối hợp chưa
đạt Chỉ phối hợp thời gian ngắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên tục, hiệu quả
Trang 6V ệ sinh và An toàn Chưa đạt V ệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu
Sử dụng phần mềm Chưa đạt Cấu hình thiết bị Download Upload Thành thạo
Kỹ năng lập trình Ch ỉ sử dụng các
lệnh cơ bản Thiđồ điều khiển ết kế được lưu Thiđồ điều khiển và ết kế được lưu
lập trình lệnh tương tự
L ập trình thành thạo các lệnh điều khiển số và tương tự
Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển riêng
l ẻ các thiết bị Điều khiển kết h ợp các thiết bị Điều khiển đúng yêu cầu
TỔNG (qui đổi Max 10đ)
Dự án 4: Lập trình PLC điều khiển Inverter
Làm vi ệc nhóm Phối hợp chưa
đạt Chỉ phối hợp thời gian ng ắn Phân chia việc chưa rỏ Phối hợp liên t ục, hiệu quả
Vệ sinh và An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu
Sử dụng phần mềm Chưa đạt Cấu hình thiết bị Download Upload Thành thạo
K ỹ năng lập trình Thiết kế được
lưu đồ điều khiển
Sử dụng được các lệnh chuyên dụng Lập trình giao tiếp PLC và thiết bị
chuyên dụng
Lập trình thành thạo các lệnh điều khiển Điều khiển thiết bị Chưa đạt Điều khiển chạy
d ừng thiết bị Điều khiển tốc độ ho ặc vị trí các
thi ết bị
Điều khiển đúng yêu cầu
TỔNG (qui đổi Max 10đ)
Dự án 5: Điều khiển và Giám sát mô hình trên HMI
Làm việc nhóm Ph ối hợp chưa
đạt Chgian ngỉ phối hợp thời ắn Phân chia vichưa rỏ ệc Pht ục, hiệu quả ối hợp liên
Vệ sinh và An toàn Chưa đạt Vệ sinh đạt An toàn đạt Đạt yêu cầu Thi ết kế giao diện Đơn giản Ch ỉ có các thiết bị Có thiết bị và các
công c ụ khác nhưng chưa đủ
Đủ các thành
ph ần theo yêu cầu hệ thống Giao ti ếp PLC Có giao ti ếp Giao ti ếp các tag
thi ết bị số Giao tithi ết bị số và ếp các tag
tương tự
Giao ti ếp đủ các thành ph ần theo yêu c ầu
Điều khiển và
Giám sát
Hi ệu ứng đơn giản Có hithiết bị vào/ ra ệu ứng trên Có hicông cụ khác ệu ứng và
nhưng chưa đủ
Đủ các hiệu ứng
Đủ các công cụ
T ỔNG (qui đổi Max 10đ)
TỔNG ĐIỂM LÀM VIỆC NHÓM (Max 50đ):
Trang 7(ii) Đánh giá làm việc cá nhân: (chính xác đến 0.5đ)
Điểm
Tiêu chí
K ỹ năng nối dây Đúng nguyên lý Đúng nguyên lý
và thao tác Đúng nguyên lý,
thao tác, an toàn Thành thạo, an
toàn, đẹp
K ỹ năng lập trình Thi ết kế lưu đồ Sử dụng phần
m ềm Sử dụng đúng l ệnh Điều khiển thiết b ị đúng yêu cầu
K ỹ năng thiết kế
giao diện Thiết kế giao diện Giao tiếp PLC Giám sát hođộng thiết bị ạt Điều khiển và giám sát thiết bị
Gi ải thích hoạt
động của hệ thống Chưa rỏ Hothiết bị cơ bản ạt động các Hothiết bị phức tạp ạt động các Đầy đủ hoạt động các thiết bị
Tr ả lời câu hỏi Dưới 25% câu hỏi Từ 25% đến 50% Từ 50% đến 75% Từ 75% đến
100%
TỔNG ĐIỂM LÀM VIỆC CÁ NHÂN (Max 50đ):
4 NỘI DUNG CHUẨN BỊ:
GV phải cung cấp cho SV tài liệu mô tả qui trình vận hành của hệ thống
Để thực hiện được các yêu cầu trong dự án, SV cần chuẩn bị các nội dung sau:
- Ứng dụng PLC trong thực tế
- Qui trình làm việc của các hệ thống thực tế liên quan đến các mô hình
- Cấu trúc và hoạt động của PLC Allen Bradley Micro 850
- Tập lệnh PLC Micro 850
- Phần mềm lập trình và mô phỏng CCW
- Cấu tạo và hoạt động các loại cảm biến và cơ cấu chấp hành
Trang 85 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:
Tu ần 1-2:
GV trình bày các vấn đề sau đây:
- Ứng dụng PLC trong thực tế
- Phần cứng và tập lệnh PLC Micro 850
- Phần mềm lập trình CCW
- Giới thiệu chung về mô hình trong phòng thực hành
- Qui trình vận hành của mô hình
- Hướng dẫn các bước thực hiện cho một dự án
Để thực hiện một Dự án, SV cần thực hiện theo các bước sau:
- Xác định các yêu cầu của dự án
- Rút kinh nghiệm các dự án trước (nếu có), lập bảng xác định các nội dung cần làm, phân chia công việc các thành viên trong nhóm, xác định các kết quả cần đạt được
- Thực hiện dự án theo hướng dẫn của GV
- Báo cáo kết quả đạt được
TRONG CÁC DỰ ÁN TIẾP THEO, GV PHẢI LUÔN GÓP Ý, TƯ VẤN CHO SV THỰC HIỆN DỰ ÁN, KỊP THỜI XỬ LÝ SỰ CỐ NẾU CÓ
Tu ần 3-4: Th ực hiện Dự án 1 – Khảo sát mô hình hệ thống
- Yêu cầu:
1) Nhận biết được các thiết bị trong mô hình
2) Vẽ được sơ đồ bố trí thiết bị
3) Đọc hiểu tài liệu về các thông số của thiết bị
4) Vẽ được sơ đồ nối dây PLC và thiết bị
5) Đo kiểm tra, cấp nguồn cho thiết bị
6) Sử dụng được phần mềm CCW
7) Thử nghiệm chương trình
- Biên bản làm việc:
SV dành khoảng 30 phút đầu giờ lập biên bản thảo luận, phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm theo yêu cầu của dự án
- Thực hiện Dự án 1:
Trang 91) Khảo sát chung về mô hình hệ thống
2) Sử dụng VOM đo kiểm tra nối dây thiết bị
3) Nhận dạng các thiết bị trong mô hình
4) Thảo luận nguyên lý kết nối giữa các thiết bị
5) Cấu hình giao tiếp PLC và máy tính
6) Download/ Upload phần cứng, phần mềm
7) Viết chương trình sử dụng các lệnh cơ bản
- Báo cáo kết quả đạt được:
1) Lập bảng mô tả chức năng thiết bị trong hệ thống
2) Vẽ sơ đồ bố trí thiết bị
3) Vẽ sơ đồ nguyên lý
4) Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống
5) Giải thích giao tiếp PLC và máy tính qua phần mềm CCW
6) Kết quả thực hiện chương trình sử dụng các lệnh cơ bản
Tu ần 5-6: Th ực hiện Dự án 2 – Điều khiển thiết bị số trong mô hình
- Yêu cầu:
1) Nhận biết được các thiết bị số trong mô hình
2) Nối dây được các thiết bị số với các ngõ vào/ ra của PLC
3) Sử dụng được phần mềm CCW
4) Sử dụng được các lệnh điều khiển các thiết bị số hoạt động
- Rút kinh nghiệm Dự án 1:
Thảo luận một số vấn đề xảy ra khi thực hiện Dự án 1
- Biên bản làm việc:
SV dành khoảng 30 phút đầu giờ lập biên bản thảo luận, phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm theo yêu cầu của dự án
- Thực hiện Dự án 2:
1) Nối dây PLC và các thiết bị: nút nhấn, cảm biến, rơ le trung gian, đèn báo 2) Cấp điện cho mô hình hệ thống
3) Cấu hình giao tiếp PLC và máy tính
4) Lập trình PLC điều khiển hoạt động các thiết bị số
5) Sử dụng Micro850 Simulator thực hiện mô phỏng chương trình
Trang 10- Báo cáo kết quả đạt được:
1) Liệt kê các thiết bị số có trong mô hình
2) Vẽ sơ đồ nối dây các thiết bị số và PLC
3) Vẽ lưu đồ điều khiển
4) Mô tả hoạt động các thiết bị theo kết quả lập trình
Tu ần 7-8: Th ực hiện Dự án 3 – Điều khiển thiết bị tương tự trong mô hình
- Yêu cầu:
1) Nhận biết được các thiết bị số và tương tự trong mô hình
2) Nối dây được các thiết bị số, tương tự với các ngõ vào/ ra của PLC
3) Sử dụng được phần mềm CCW
4) Sử dụng được các lệnh cơ bản và các hàm xử lý Analog điều khiển các thiết
bị số và tương tự hoạt động
- Rút kinh nghiệm Dự án 2:
Thảo luận một số vấn đề xảy ra khi thực hiện Dự án 2
- Biên bản làm việc:
SV dành khoảng 30 phút đầu giờ lập biên bản thảo luận, phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm theo yêu cầu của dự án
- Thực hiện Dự án 3:
1) Dùng VOM đo kiểm tra các thiết bị số và tương tự
2) Nối dây các thiết bị: nút nhấn, cảm biến, rơ le trung gian, đèn báo, biến trở 3) Cấp điện cho mô hình hệ thống
4) Cấu hình giao tiếp PLC và máy tính
5) Lập trình PLC điều khiển hoạt động các thiết bị số và tương tự
6) Sử dụng Tool Micro850 Simulator thực hiện mô phỏng chương trình
- Báo cáo kết quả đạt được:
1) Liệt kê các thiết bị số và tương tự có trong mô hình
2) Vẽ sơ đồ nối dây các thiết bị số, tương tự và PLC
3) Vẽ lưu đồ điều khiển
4) Mô tả hoạt động các thiết bị theo kết quả lập trình
Tu ần 9-10: Th ực hiện Dự án 4 – Điều khiển Inverter
Trang 11- Yêu cầu:
1) Nhận biết được các thiết bị nối với Inverter trong mô hình
2) Cài đặt và vận hành được Inverter
3) Nối dây được Inverter với các ngõ vào/ ra của PLC
4) Sử dụng được phần mềm CCW
5) Sử dụng được các lệnh đếm xung tốc độ cao và điều khiển Inverter
- Rút kinh nghiệm Dự án 3:
Thảo luận một số vấn đề xảy ra khi thực hiện Dự án 3
- Biên bản làm việc:
SV dành khoảng 30 phút đầu giờ lập biên bản thảo luận, phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm theo yêu cầu của dự án
- Thực hiện Dự án 4:
1) Cài đặt tham số Inverter
2) Nối dây Inverter với ngõ vào/ ra của PLC
3) Nối dây Encoder với PLC
4) Cấp điện cho mô hình hệ thống
5) Cấu hình giao tiếp PLC và máy tính
6) Lập trình PLC đọc xung tốc độ cao Encoder để điều khiển Inverter
- Báo cáo kết quả đạt được:
1) Liệt kê các ngõ vào/ra của Inverter
2) Vẽ sơ đồ nối dây Inverter với các ngõ vào/ ra của PLC
3) Giải thích thông số của Encoder
4) Nối dây Encoder với PLC
5) Vẽ lưu đồ điều khiển
6) Mô tả hoạt động của vit-me theo kết quả lập trình
Tu ần 12-13: Thực hiện Dự án 5 – Điều khiển và Giám sát hệ thống trên HMI
- Yêu cầu:
1) Thiết kế được giao diện hệ thống trên HMI
2) Cấu hình giao tiếp được PLC và giao diện HMI
3) Đặt được thuộc tính, hiệu ứng cho thiết bị trên giao diện HMI
4) Lập trình cho PLC điều khiển và giám sát được hệ thống trên HMI
Trang 12- Rút kinh nghiệm Dự án 4:
Thảo luận một số vấn đề xảy ra khi thực hiện Dự án 4
- Biên bản làm việc
SV dành khoảng 30 phút đầu giờ lập biên bản thảo luận, phân chia công việc cho các thành viên trong nhóm theo yêu cầu của dự án
- Thực hiện Dự án 5:
1) Dùng VOM đo kiểm tra toàn bộ thiết bị trong mô hình hệ thống
2) Nối dây các thiết bị với ngõ vào/ ra của PLC
3) Cấp điện cho mô hình hệ thống
4) Cấu hình giao tiếp PLC và máy tính
5) Thiết kế giao diện SCADA cho hệ thống
6) Đặt thuộc tính cho các thiết bị trên giao diện SCADA
7) Lập trình PLC điều khiển và giám sát hoạt động của hệ thống
8) Sử dụng Tool Simulator thực hiện mô phỏng chương trình
- Báo cáo kết quả đạt được:
Mỗi nhóm thực hiện giao diện HMI trên hệ thống, GV sẽ dựa vào kết quả thiết kế giao diện HMI và đặt câu hỏi trực tiếp các thành viên từng nhóm để đánh giá hoạt động của dự án 5
Tu ần 13-14: Các nhóm báo cáo kết quả thực hiện trên toàn hệ thống
- Mỗi nhóm SV phải vận hành, điều khiển và giám sát toàn bộ hoạt động trên hệ thống của nhóm mình, trình bày, giải thích các hoạt động, hiện tượng xảy ra trong quá trình vận hành hệ thống
- GV và SV nhóm khác sẽ đặt câu hỏi truy vấn các thành viên trong nhóm báo cáo
- GV dựa vào quá trình báo cáo và trả lời để đánh giá từng thành viên trong nhóm
Tu ần 15: Đánh giá cá nhân
GV thực hiện kiểm tra và đánh giá từng cá nhân SV về kiến thức, kỹ năng, thái độ, thao tác trên phần cứng và phần mềm của hệ thống