TỔNG QUAN VỀ PLC
Sử dụng phần mềm
3.1 Tổng quan về phần mềm
3.3 Download và giám sát chương trình
Tổng quan phần cứng
4.1 Cấu trúc phần cứng của PLC S7-
4.2 Các thông số cơ bản
Thực hành
2 Bài 2: Cấu trúc và tập lệnh của PLC
1.Cấu trúc của một PLC S7-1200/1500 2 2
1.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình
1.2.2 Cấu trúc chương trình của S7 –
2.1 Hệ lệnh Logic với bit
2.6 Hệ lệnh di chuyển dữ liệu
2.7 Hệ lệnh chuyển đổi dữ liệu
2.8 Hệ lệnh điều khiển chương trình
2.10 Lệnh dịch bit (SHIFT) và lệnh quay (Rotate)
3 Bài 3: Các mạch điều khiển ứng dụng dùng PLC 24 10 12 2
1.1 Công tắc tơ và Rơ le nhiệt
1.3 Công tắc hành trình (Limit
2.1 Kết nối dây tín hiệu ngõ vào plc siemens S7-1200
2.2 Kết nối dây tín hiệu ngõ ra plc siemens S7-1200
2.3 Kết nối bằng mạch rơ le
2.5 Cách nối dây mạch động lực khởi động từ đơn và khởi động từ kép cho động cơ
2.6 Cáp kết nối thiết bị lập trình với
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC
Để thực hiện tự động hóa sản xuất hiệu quả, ngoài máy móc cơ khí và dây chuyền sản xuất, việc sử dụng các bộ điều khiển lập trình là rất cần thiết Các bộ điều khiển này giúp quản lý và điều phối hoạt động của các thiết bị trong quy trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu suất và độ chính xác.
Phát biểu được tổng quan về điều khiển lập trình theo nội dung đã học.
So sánh ưu nhược điểm của điều khiển lập trình với các hình thưc điều khiển khác theo nội dung đã học.
Trình bày được các lệnh cơ bản của PLC S7-1200/1500 theo nội dung đã học. Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp.
1 Tổng quan về điều khiển PLC S7-1200/1500
Trong bối cảnh ứng dụng công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp, nhu cầu tự động hóa ngày càng gia tăng, yêu cầu kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng các tiêu chuẩn này Mục tiêu chính là nâng cao năng suất lao động thông qua việc tăng cường mức độ tự động hóa trong các quy trình và thiết bị sản xuất, từ đó cải thiện sản lượng, chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.
Tự động hóa trong sản xuất thay thế một phần hoặc toàn bộ thao tác của công nhân thông qua hệ thống điều khiển Những hệ thống này có khả năng điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy và ổn định cao, giảm thiểu sự can thiệp của người vận hành Hệ thống điều khiển cần có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quy trình theo yêu cầu, cũng như đo đếm các giá trị đã được xác định để đạt được kết quả mong muốn cho sản phẩm đầu ra.
- Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại:
+ Điều khiển logic khả trình (PLC)
- Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần:
+ Khối xử lý – điều khiển
+ Loại CPU: 1214C DC/DC/DC
+ Số đầu vào/ra số: 14DI/10DO (Transistor)
+ Số đầu vào tương tự: 2AI, dải điện áp 0-10V
+ Chân I/O của thiết bị được đưa ra connector trung gian dạng Push-in thuận tiện cho đấu nối
+ Chuẩn truyền thông: wifi mesh
+ Chức năng tạo lỗi: lỗi DI, lõi DO, lỗi AI
+ Chức năng thu thập: thu thập tín hiệu DI, DO
-Sơ đồ tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200 như sau:
Hình 1.1: Sơ đồ khối tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200
1- Khối cấp nguồn cấp PLC (L+, M) tín hiệu đầu vào số (I0.0, ,I1.5) tín hiệu đầu vào analog (2M,AI0, AI1)
3- Barcode của module để kết nối với phần mềm TPA-IOT
4- Khối nguồn cấp đầu ra số (3L+, M) tín hiệu đầu ra số (Q0.0, ,Q1.1)
5- Conector nối với đầu vào số
6- Conector nối với đầu ra số
7- Conector nối với đầu vào analog
Hình 1.2: Sơ đồ khối tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1500
4-Cầu đấu cấp nguồn 220Vac cho module
Các bước tiến hành cài đặt phần mềm
Hình 1.3: Khởi động Simatic Step 7 Basic V10.5
Hình 1.4: Chọn đường dẫn để lưu
Hình 1.5: Chọn ổ để cài đặt
- Chọn “I accept the conditions of the displayed license agreements”
- Sau đó chọn Install để tiến hành cài đặt.
- Cuối cùng chọn Finish và khởi động lại máy.
3.1 Tổng quan về phần mềm
Hình 1.6: Khởi động phần mềm
- Để khởi động phần mềm lập trình cho PLC S7 1200 (phần mềm Totally Intergrated Automation Protal V10) ta có thể làm theo hai cách:
+ Cách 1: Start -> Program -> Siemens Automation -> Totally Intergrated Automation Protal V10
Để mở phần mềm, bạn chỉ cần kích trực tiếp vào biểu tượng của nó trên màn hình Desktop, biểu tượng này sẽ tự động xuất hiện sau khi bạn cài đặt phần mềm trên máy tính.
Hình 1.7: Khởi tạo dự án
Sau khi khởi động phần mềm cửa sổ trên hình sẽ xuất hiện:
Khi chọn lựa chọn số 1, người dùng có thể truy cập vào các dự án đã hoàn thành trước đó Danh sách tên và đường dẫn của các dự án này sẽ được hiển thị tại mục (4).
+ (2): Lựa chọn này cho phép ta tạo một dự án mới, khi kích vào lựa chọn này hình 4 sẽ xuất hiện
+ (3): Đây là vùng hiển thị tên và đường dẫn của các dự án đã thực hiện trước đó
Sau khi chọn một trong các dự án hiển thị trong vùng số 4, bạn có thể nhấn vào nút "Open" để mở dự án đó, hoặc chọn "Browse" để tìm kiếm dự án mà bạn muốn mở.
Hình 1.8: Mở dự án đã khởi tạo
Sau khi lựa mở một dự án đã thực hiện trước đó ta có thể
+ (1) và (1-1) cho phép ta xem cấu hình phần cứng của dự án đang thực hiện + (2) và (2-1) cho phép ta mở chương trình đang lập trình
+ (3) và (3-1) cho phép ta mở chương trình để thiết kế và lập trình cho màn hình cảm ứng.
+ (4): Tên và đường dẫn của dự án đang được mở
Chức năng này cho phép người dùng truy cập toàn bộ dự án, bao gồm cấu hình phần cứng, chương trình lập trình và thiết kế giao diện Tất cả các mục trong dự án sẽ được hiển thị dưới dạng cấu trúc cây, giúp dễ dàng theo dõi và quản lý.
Hình 1.9: Các bước khởi tạo dự án Để thực hiện tạo mới một dự án ta tiến hành
+ (1): Sau khi mở phần mềm ta lựa chọn Create new Project
+ (2): Đặt tên cho dự án, chọn địa chỉ để lưu dự án, điền thông tin của người lập trình, giải thích.
+ (3): Chọn Create để tạo mới một dự án
Sau khi ấn nút Create màn hình lại xuất hiện như hình 8, tiếp theo ta chọn Config a device để thiết lập cho thiết bị lập trình
Hình 1.10: Lựa chọn thiết bị điều khiển
Khi bắt đầu một dự án mới, việc khai báo thiết bị lập trình là rất quan trọng Cần đảm bảo rằng thông tin khai báo phải chính xác theo thiết bị hiện có Nếu không, khi tải chương trình xuống PLC, hệ thống sẽ gặp lỗi.
+ (1): Chọn Add new device để xuất hiện danh sách CPU
+ (3): Lựa chọn CPU đúng với CPU mà ta đang có, sau đó kích đúp chuột để chọn CPU này (xuất hiện hình 11)
+ (4): Khi kích chuột vào mã CPU nào thì các thông số sẽ đựơc hiển thị tại khu vực này.
+ (5): Lựa chọn này cho phép ta cấu hình mạng các thiết bị mà ta đang có.
Hình 1.11: Cấu hình cho thiết bị
Khi cấu hình thiết bị lập trình, ngoài việc khai báo CPU, cần phải khai báo các module mở rộng gắn kèm Việc khai báo này phải tuân theo đúng mã của thiết bị mà bạn đang sử dụng.
+ (1): Kích chuột chọn CPU hệ thống sẽ hiển thị thông tin chi tiết về CPU tại khu vực (2) và (3).
+ (2): Thông tin về CPU như địa chỉ vào/ra, mã của CPU….
+(3): Hiển thị và cài đặt cho CPU, tại đây cho phép ta khai báo và cài đặt một số chức năng cho CPU như: HSC, PTO, PWM, thời gian …
+ (4): Khu vực lựa chọn module để ghép nối với CPU, tại đây có tất cả các mã của các Module mà S7 1200 cung cấp.
+ (5): Khu vực để thêm các module mở rộng vào ra.
Hình 1.12: Trang soạn thảo chương trình Để mở chương trình soạn thảo ta có nhiều cách
Khi mở một dự án mới (hình 8) ta có thể chọn PLC Program hoặc chọn Create a PLC Program.
Hoặc tại phần cấu trúc của dự án (4) ta chọn biểu tượng PLC => chọn Program Block => Chọn khối chương trình cần lập trình.
Các khu vực chính của trang soạn thảo
+ (1): Khu vực lập trình, chương trình sẽ được soạn thảo tại đây.
+ (2): Công cụ soạn thảo chương trình, đây là các công cụ hay sử dụng để lập trình.
Thư viện các công cụ lập trình cung cấp cho người dùng khả năng chọn lựa các đối tượng cần thiết để lập trình, bao gồm các tiếp điểm, bộ định thời, bộ đếm và các lệnh toán học.
Cấu trúc của dự án sẽ được hiển thị toàn bộ tại đây, bao gồm các phần như cấu hình thiết bị, cấu hình mạng, cấu hình cho màn hình và soạn thảo chương trình.
Khi bạn chọn một đối tượng trong trình soạn thảo, các thông tin thuộc tính liên quan đến đối tượng đó sẽ được hiển thị ở phần này.
Khối chương trình hiện đang được mở và khi soạn thảo nhiều khối chương trình cùng lúc, tên của các khối này sẽ được hiển thị tại mục này.
Hình 1.13: Một số công cụ hay sử dụng
Trong quá trình lập trình, chúng ta cần thực hiện một số thao tác quan trọng như tải xuống chương trình, kết nối để theo dõi tiến trình, cũng như khởi động và dừng chương trình từ máy tính.
Phần mềm cung cấp cho lập trình viên nhiều phím tắt trên thanh công cụ để thực hiện các công việc hiệu quả hơn Cụ thể, chức năng của từng phím được mô tả trong hình 13, từ trái sang phải.
CẤU TRÚC VÀ TẬP LỆNH CỦA PLC S7-1200/1500
Thực hành
3 Bài 3: Các mạch điều khiển ứng dụng dùng PLC 24 10 12 2
1.1 Công tắc tơ và Rơ le nhiệt
1.3 Công tắc hành trình (Limit
2.1 Kết nối dây tín hiệu ngõ vào plc siemens S7-1200
2.2 Kết nối dây tín hiệu ngõ ra plc siemens S7-1200
2.3 Kết nối bằng mạch rơ le
2.5 Cách nối dây mạch động lực khởi động từ đơn và khởi động từ kép cho động cơ
2.6 Cáp kết nối thiết bị lập trình với
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ PLC
Để thực hiện tự động hóa sản xuất, không chỉ cần máy móc cơ khí và dây chuyền sản xuất mà còn cần các bộ điều khiển Trong số đó, điều khiển lập trình là một giải pháp quan trọng đáp ứng yêu cầu điều khiển hiệu quả.
Phát biểu được tổng quan về điều khiển lập trình theo nội dung đã học.
So sánh ưu nhược điểm của điều khiển lập trình với các hình thưc điều khiển khác theo nội dung đã học.
Trình bày được các lệnh cơ bản của PLC S7-1200/1500 theo nội dung đã học. Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp.
1 Tổng quan về điều khiển PLC S7-1200/1500
Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp ngày càng gia tăng yêu cầu tự động hóa, kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng các tiêu chuẩn cao hơn để nâng cao năng suất lao động Mục tiêu chính là tăng cường mức độ tự động hóa trong các quá trình và thiết bị sản xuất, từ đó gia tăng sản lượng và cải thiện chất lượng cũng như độ chính xác của sản phẩm.
Tự động hóa trong sản xuất thay thế các thao tác vật lý của công nhân thông qua hệ thống điều khiển Những hệ thống này có khả năng điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy và ổn định cao mà không cần nhiều tác động từ người vận hành Chúng có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng quá trình theo yêu cầu, đồng thời đo đếm các giá trị đã được xác định để đạt được kết quả mong muốn cho sản phẩm đầu ra Hệ thống như vậy được gọi là hệ thống điều khiển.
- Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại:
+ Điều khiển logic khả trình (PLC)
- Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần:
+ Khối xử lý – điều khiển
+ Loại CPU: 1214C DC/DC/DC
+ Số đầu vào/ra số: 14DI/10DO (Transistor)
+ Số đầu vào tương tự: 2AI, dải điện áp 0-10V
+ Chân I/O của thiết bị được đưa ra connector trung gian dạng Push-in thuận tiện cho đấu nối
+ Chuẩn truyền thông: wifi mesh
+ Chức năng tạo lỗi: lỗi DI, lõi DO, lỗi AI
+ Chức năng thu thập: thu thập tín hiệu DI, DO
-Sơ đồ tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200 như sau:
Hình 1.1: Sơ đồ khối tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200
1- Khối cấp nguồn cấp PLC (L+, M) tín hiệu đầu vào số (I0.0, ,I1.5) tín hiệu đầu vào analog (2M,AI0, AI1)
3- Barcode của module để kết nối với phần mềm TPA-IOT
4- Khối nguồn cấp đầu ra số (3L+, M) tín hiệu đầu ra số (Q0.0, ,Q1.1)
5- Conector nối với đầu vào số
6- Conector nối với đầu ra số
7- Conector nối với đầu vào analog
Hình 1.2: Sơ đồ khối tổng quát của bộ điều khiển lập trình PLC S7-1500
4-Cầu đấu cấp nguồn 220Vac cho module
Các bước tiến hành cài đặt phần mềm
Hình 1.3: Khởi động Simatic Step 7 Basic V10.5
Hình 1.4: Chọn đường dẫn để lưu
Hình 1.5: Chọn ổ để cài đặt
- Chọn “I accept the conditions of the displayed license agreements”
- Sau đó chọn Install để tiến hành cài đặt.
- Cuối cùng chọn Finish và khởi động lại máy.
3.1 Tổng quan về phần mềm
Hình 1.6: Khởi động phần mềm
- Để khởi động phần mềm lập trình cho PLC S7 1200 (phần mềm Totally Intergrated Automation Protal V10) ta có thể làm theo hai cách:
+ Cách 1: Start -> Program -> Siemens Automation -> Totally Intergrated Automation Protal V10
Để mở phần mềm, bạn có thể kích trực tiếp vào biểu tượng của nó trên màn hình Desktop Biểu tượng này sẽ xuất hiện tự động sau khi bạn cài đặt phần mềm trên máy tính.
Hình 1.7: Khởi tạo dự án
Sau khi khởi động phần mềm cửa sổ trên hình sẽ xuất hiện:
Khi nhấp vào lựa chọn số 1, người dùng có thể truy cập vào các dự án đã thực hiện trước đó, với tên và đường dẫn của các dự án này được hiển thị tại mục (4).
+ (2): Lựa chọn này cho phép ta tạo một dự án mới, khi kích vào lựa chọn này hình 4 sẽ xuất hiện
+ (3): Đây là vùng hiển thị tên và đường dẫn của các dự án đã thực hiện trước đó
Sau khi chọn một trong các dự án hiển thị ở vùng số 4, bạn có thể nhấn vào nút "Open" để mở dự án đó (hình 8) hoặc chọn "Browse" để tìm kiếm dự án mà bạn muốn mở.
Hình 1.8: Mở dự án đã khởi tạo
Sau khi lựa mở một dự án đã thực hiện trước đó ta có thể
+ (1) và (1-1) cho phép ta xem cấu hình phần cứng của dự án đang thực hiện + (2) và (2-1) cho phép ta mở chương trình đang lập trình
+ (3) và (3-1) cho phép ta mở chương trình để thiết kế và lập trình cho màn hình cảm ứng.
+ (4): Tên và đường dẫn của dự án đang được mở
Cho phép mở toàn bộ dự án, bao gồm cấu hình phần cứng, chương trình lập trình và thiết kế giao diện Các mục trong dự án sẽ được hiển thị theo dạng cấu trúc cây.
Hình 1.9: Các bước khởi tạo dự án Để thực hiện tạo mới một dự án ta tiến hành
+ (1): Sau khi mở phần mềm ta lựa chọn Create new Project
+ (2): Đặt tên cho dự án, chọn địa chỉ để lưu dự án, điền thông tin của người lập trình, giải thích.
+ (3): Chọn Create để tạo mới một dự án
Sau khi ấn nút Create màn hình lại xuất hiện như hình 8, tiếp theo ta chọn Config a device để thiết lập cho thiết bị lập trình
Hình 1.10: Lựa chọn thiết bị điều khiển
Khi bắt đầu một dự án mới, việc khai báo thiết bị lập trình là rất quan trọng Cần phải đảm bảo rằng thông tin khai báo chính xác với thiết bị đang sử dụng; nếu không, khi tải chương trình xuống PLC, hệ thống sẽ gặp lỗi.
+ (1): Chọn Add new device để xuất hiện danh sách CPU
+ (3): Lựa chọn CPU đúng với CPU mà ta đang có, sau đó kích đúp chuột để chọn CPU này (xuất hiện hình 11)
+ (4): Khi kích chuột vào mã CPU nào thì các thông số sẽ đựơc hiển thị tại khu vực này.
+ (5): Lựa chọn này cho phép ta cấu hình mạng các thiết bị mà ta đang có.
Hình 1.11: Cấu hình cho thiết bị
Khi cấu hình thiết bị lập trình, ngoài việc khai báo CPU, cần khai báo các module mở rộng gắn kèm với CPU Việc khai báo này phải tuân theo đúng mã của thiết bị đang sử dụng.
+ (1): Kích chuột chọn CPU hệ thống sẽ hiển thị thông tin chi tiết về CPU tại khu vực (2) và (3).
+ (2): Thông tin về CPU như địa chỉ vào/ra, mã của CPU….
+(3): Hiển thị và cài đặt cho CPU, tại đây cho phép ta khai báo và cài đặt một số chức năng cho CPU như: HSC, PTO, PWM, thời gian …
+ (4): Khu vực lựa chọn module để ghép nối với CPU, tại đây có tất cả các mã của các Module mà S7 1200 cung cấp.
+ (5): Khu vực để thêm các module mở rộng vào ra.
Hình 1.12: Trang soạn thảo chương trình Để mở chương trình soạn thảo ta có nhiều cách
Khi mở một dự án mới (hình 8) ta có thể chọn PLC Program hoặc chọn Create a PLC Program.
Hoặc tại phần cấu trúc của dự án (4) ta chọn biểu tượng PLC => chọn Program Block => Chọn khối chương trình cần lập trình.
Các khu vực chính của trang soạn thảo
+ (1): Khu vực lập trình, chương trình sẽ được soạn thảo tại đây.
+ (2): Công cụ soạn thảo chương trình, đây là các công cụ hay sử dụng để lập trình.
Thư viện công cụ lập trình cung cấp nhiều đối tượng cần thiết cho việc lập trình, bao gồm các tiếp điểm, bộ định thời, bộ đếm và các lệnh toán học.
Cấu trúc của dự án sẽ được trình bày chi tiết tại đây, bao gồm các thành phần như cấu hình thiết bị, cấu hình mạng, cấu hình màn hình và soạn thảo chương trình.
Khi bạn chọn một đối tượng trong trình soạn thảo, phần thuộc tính của đối tượng đó sẽ hiển thị thông tin chi tiết Điều này giúp người dùng dễ dàng nắm bắt và chỉnh sửa các thuộc tính cần thiết cho đối tượng đã chọn.
Khối chương trình hiện đang mở và khi soạn thảo nhiều khối chương trình cùng lúc, tên của các khối đó sẽ được hiển thị tại mục này.
Hình 1.13: Một số công cụ hay sử dụng
Trong quá trình lập trình, người dùng cần thực hiện các thao tác quan trọng như tải xuống chương trình, kết nối để theo dõi hoạt động của chương trình, cũng như khởi động và dừng chương trình từ máy tính.
Phần mềm cung cấp cho lập trình viên một số phím tắt trên thanh công cụ để thực hiện các công việc hiệu quả Cụ thể, chức năng của từng phím được mô tả trong hình 13 từ trái sang phải.
