Đề cương ôn tập môn PLC ( có đáp án )

NỘI DUNG ÔN TẬP I. PHẦN LÝ THUYẾT 1. Hãy nêu khái niệm, đặc điểm và chức năng của PLC 2. Phân loại PLC. 3. Trình bày cấu trúc của các modul vào ra số, modul vào ra tương tự 4. Hãy nêu các bước thiết lập cấu hình PLC. 5. Hãy nêu các ứng dụng của PLC. 6. Trình bày cấu trúc chung của hệ thống PLC, cấu trúc khối xử lý trung tâm và các modul vào ra của PLC. 7. Trình bày chu kì quét của PLC. 8. Trình bày ưu điểm, nhược điểm của PLC. 9. Vẽ sơ đồ cấu tạo và hoạt động của khóa điện từ, rơ le điện tử; 10. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của công tắc hành trình; encoder… ADC 11. Trình bày phân loại và ứng dụng của khóa cơ; contactor; 12. Cấu tạo, nguyên tắc điều khiển động cơ vạn năng. 13. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến siêu âm; cảm biến áp suất; 14. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận; cảm biếm lực; 15. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến nhiệt độ; cảm biến gia tốc 16. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của động cở 1 chiều; ba pha;… II. PHẦN BÀI TẬP Câu 1: Hệ thống ba băng tải được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Khi nhấn nút S1 băng tải M1 hoạt động, băng tải M2 và M3 lần lượt hoạt động sau 5s; Khi nhấn nút S2 băng tải M3 dừng, băng tai M2, M1 lần lượt dừng lại sau 5s. Quá trình điều khiển hệ thống được mô tả theo giản đồ thời gian sau: Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 2: Một cánh tay robot gắp sản phẩm được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động như sau: Hệ thống hoạt động khi nhấn nút “Mo may” và dừng khi nhấn nút “Tat may”, khi có sự cố dừng khẩn cấp nhấn nút “Dung khan cap”. Trạng thái ban đầu tay gắp nằm ở vị trí trên cùng (được xác định bằng cảm biến vị trí Ta) và bên trái (được xác định bằng cảm biến vị trí Tc). Khi mở máy, nếu tại vị trí PDA không có sản phẩm băng tải hoạt động, nếu có sản phẩm băng tải dừng để đưa sản phẩm tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí “PDA”. Nếu tại PDA có sản phẩm thì tay gắp sẽ đi xuống và thực hiện gắp sản phẩm trong thời gian 1s. Hết thời gian tay gắp đi lên vị trí trên cùng và di chuyển sang phải tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí Td, tay gắp đi xuống dưới cùng và nhả sản phẩm trong thời gian 1s, tay gắp tự động đi về vị trí ban đầu. Nếu tại PDA có sản phẩm, tay gắp thực hiện tiếp chu trình như đã mô tả. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 3: Hệ thống trộn hóa chất được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo nguyên tắc sau: Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2; Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B. Máy bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s. Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình. Nếu sau khi khởi động 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chương trình và báo đèn sự cố máy bơm ra bên ngoài. Một cảm biến S5 báo bình chứa đã đầy và dừng cả hai may bơm, sau khi máy bơm dừng 2s thì khóa van bơm. Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng trong bình trộn bắt đầu cho phép động cơ trộn hoạt động và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình đã đầy. Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động). Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả. Khi chất lỏng đã xả hết cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại. Quá trình tự động lặp lại theo chu trình đã mô tả ở trên. Nếu chu trình đang thực hiện mà nhấn nút dừng thì hệ thống sẽ thực hiện hết chu trình mới dừng lại. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 4: Một trạm trộn hóa chất được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo nguyên tắc sau: Ban đầu khi cấp điện cho hệ thống nếu mà trong thùng vẫn còn hóa chất (cảm biến mức thấp chưa báo), thì van và bơm 3 hoạt động để trong thùng hết hóa chất. Khi trong thùng đã hết hóa chất thì nhấn nút Star bơm số 1 hoạt động trong vòng 2s sau đó thì bơm 2 cùng hoạt động, 2 bơm hoạt động đến khi cảm biến mức cao báo có tín hiệu thì 2 động cơ bơm dừng lại. Động cơ khuấy hoạt động trong vòng 10s dừng lại. Sau đó thì van mở và động cơ bơm hoạt động để bơm hóa chất ra khỏi thùng. Quá trình đó hoạt động 5 lần thì dừng lại hoặc nhấn nút Stop thì hệ thống cũng dừng lại. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 5: Một cánh tay Robot gắp hàng được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động như sau: Robot nắm chặt vật từ băng chuyền B bỏ sang băng chuyền A. Ở vị trí ban đầu cánh tay ở phía băng chuyền A. Khi ấn START động cơ thuận khởi động quay theo chiều kim đồng hồ. Khi gặp LS2 nó dừng lại đồng thời băng chuyền B được khởi động; Băng chuyền B đưa vật tiến tới cánh tay. Khi vật chạm vào S1 là cảm biến phát hiện vật thì cánh tay kẹp chặt lấy vật. Khi S2 tác động tức là vật được kẹp chặt thì động cơ ngược khởi động quay theo chiều ngược lại; Khi cánh tay chạm vào LS1 thì nó dừng và nhả vật xuống băng chuyền A; Băng chuyển A luôn hoạt động; (Khi ấn START nó bắt đầu hoạt động) Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 6: Điều khiển hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Ấn ON => ĐC1 chạy để kéo băng tải đưa vỏ thùng đóng táo vào đến vị trí S2 thì ĐC1 dừng. Ngay khi ĐC1 dừng thì ĐC2 chạy để kéo băng tải táo hoạt động đưa táo rơi vào thùng. Táo được đếm bởi 1 cảm biến hồng ngoại S1. Khi số táo đưa vào thùng đủ 24 quả (mỗi hộp chứa 24 quả) thì ĐC2 dừng. Tiếp tục ĐC1 chạy lại để đưa thùng táo thành phẩm ra ngoài và đóng thùng táo mới. Hệ thống tự động hoạt động như trên cho đến khi ấn OFF thì dừng. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 7: Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Ấn Start => tác động mở Valve 1 và Valve 2 cho phép 2 chất lỏng bắt đầu đổ vào bình chứa. Khi bình chứa được đổ đầy, công tắc dò mức di chuyển lên chạm S1, làm ngắt 2 Valve 1 và 2, và khởi động Motor hoạt động để trộn lẫn 2 chất lỏng. Motor hoạt động như sau: Chạy thuận 5 giây, chạy ngược 5 giây; chạy 5 chu kỳ thuận ngược như vậy rồi tự động dừng. Sau khi trộn xong thì Valve X mở để xả chất lỏng đã trộn ra ngoài. Khi bình chứa đã xả hết thì công tắc dò mức di chuyển xuống chạm S2, tác động đóng Valve X. Hệ thống tự động hoạt động lại từ đầu cho đến hết 3 mẽ trộn thì tự động dừng. Nếu thực hiện lại ta phải ấn nút Reset. Có thể dừng hệ thống bất kỳ lúc nào bằng nút Stop. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 8: Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Ấn ON1 Công tắc tơ K1 có điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trước. Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có điện cấp cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau. Sau 05 giây tiếp theo công tắc tơ K3 có điện cấp cho động cơ 3 pha MOTOR 3 chay sau cùng; Ấn OFF Công tắc tơ K3 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng trước. Sau 05 giây, Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng sau. Sau 10 giây, công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng sau cùng; Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 9: Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Lắp đặt tủ điện, lập trình điều khiển PLC điều khiển nhóm 3 động cơ xếp theo vòng tròn đáp ứng các yêu cầu sau: Khi ấn nút ON động cơ 1 hoạt động, nếu ấn nút P thì động cơ 1 dừng, động cơ 2 bên phải hoạt động, nếu ấn P tiếp thì động cơ đang chạy dừng lại để động cơ bên phải hoạt động. Khi ấn Stop thì động cơ dừng hẳn. Có đèn báo hiển thị chế độ động cơ chạy, nguồn. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. Câu 10: Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2; Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B. Máy bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s. Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình. Nếu sau khi khởi động 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chương trình và báo đèn sự cố máy bơm ra bên ngoài. Một cảm biến S5 báo bình chứa đã đầy và dừng cả hai may bơm, sau khi máy bơm dừng 2s thì khóa van bơm. Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng trong bình trộn bắt đầu cho phép động cơ trộn hoạt động và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình đã đầy. Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động). Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả. Khi chất lỏng đã xả hết cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại. Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động; b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên. III. PHẦN THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN Câu1: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển đảo chiều quay của động cơ 3 pha . (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 2 khởi động từ; 2 rơ le trung gian; 1 nút điều khiển bằng tay). Câu 2: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 Nút mở máy chiều thuận; 1 Nút mở máy chiều ngược; 1 nút dừng; 1 rơle nhiệt; 2 khởi động từ). Câu 3: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển hệ thống đèn quạt gió. (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 khởi động từ; 1 rơ le trung gian; 1 nút điều khiển bằng tay). Câu 4: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển máy bơm nước. (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 2 Cảm biến mức; 1 nút dừng; 1 nút điều khiển bằng tay). Câu 5: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng. (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 khởi động từ; 1 rơ le trung gian; 1 nút điều khiển bằng tay).

NỘI DUNG ÔN TẬP

I PHẦN LÝ THUYẾT

1 Hãy nêu khái niệm, đặc điểm và chức năng của PLC

2 Phân loại PLC

3 Trình bày cấu trúc của các modul vào ra số, modul vào ra tương tự

4 Hãy nêu các bước thiết lập cấu hình PLC

5 Hãy nêu các ứng dụng của PLC

6 Trình bày cấu trúc chung của hệ thống PLC, cấu trúc khối xử lý trung tâm và các modul vào ra của PLC

7 Trình bày chu kì quét của PLC

8 Trình bày ưu điểm, nhược điểm của PLC

9 Vẽ sơ đồ cấu tạo và hoạt động của khóa điện từ, rơ le điện tử;

10 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của công tắc hành trình; encoder… ADC

11 Trình bày phân loại và ứng dụng của khóa cơ; contactor;

12 Cấu tạo, nguyên tắc điều khiển động cơ vạn năng

13 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến siêu âm; cảm biến áp suất;

14 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận; cảm biếm lực;

15 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến nhiệt độ; cảm biến gia tốc

16 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của động cở 1 chiều; ba pha;…

II PHẦN BÀI TẬP

Câu 1:

Hệ thống ba băng tải được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau: Khi nhấn nút S1 băng tải M1 hoạt động, băng tải M2 và M3 lần lượt hoạt động sau 5s;

Khi nhấn nút S2 băng tải M3 dừng, băng tai M2, M1 lần lượt dừng lại sau 5s Quá trình điều khiển hệ thống được mô tả theo giản đồ thời gian sau:

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 2:

Một cánh tay robot gắp sản phẩm được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động như sau:

Hệ thống hoạt động khi nhấn nút “Mo may” và dừng khi nhấn nút “Tat may”, khi có

sự cố dừng khẩn cấp nhấn nút “Dung khan cap”

Trạng thái ban đầu tay gắp nằm ở vị trí trên cùng (được xác định bằng cảm biến vị trí Ta) và bên trái (được xác định bằng cảm biến vị trí Tc)

Khi mở máy, nếu tại vị trí PDA không có sản phẩm băng tải hoạt động, nếu có sản phẩm băng tải dừng để đưa sản phẩm tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí “PDA”

Nếu tại PDA có sản phẩm thì tay gắp sẽ đi xuống và thực hiện gắp sản phẩm trong thời gian 1s Hết thời gian tay gắp đi lên vị trí trên cùng và di chuyển sang phải tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí Td, tay gắp đi xuống dưới cùng và nhả sản phẩm trong thời gian 1s, tay gắp tự động đi về vị trí ban đầu

Nếu tại PDA có sản phẩm, tay gắp thực hiện tiếp chu trình như đã mô tả

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 3:

Hệ thống trộn hóa chất được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo nguyên tắc sau:

Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2;

Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B Máy bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s

Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình Nếu sau khi khởi động 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chương trình và báo đèn sự cố máy bơm ra bên ngoài

Một cảm biến S5 báo bình chứa đã đầy và dừng cả hai may bơm, sau khi máy bơm dừng 2s thì khóa van bơm

Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng trong bình trộn bắt đầu cho phép động cơ trộn hoạt động và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình đã đầy

Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động) Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả Khi chất lỏng đã xả hết cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại

Quá trình tự động lặp lại theo chu trình đã mô tả ở trên Nếu chu trình đang thực hiện mà nhấn nút dừng thì hệ thống sẽ thực hiện hết chu trình mới dừng lại

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Động cơ khuấy hoạt động trong vòng 10s dừng lại Sau đó thì van mở và động cơ bơm hoạt động để bơm hóa chất ra khỏi thùng

Quá trình đó hoạt động 5 lần thì dừng lại hoặc nhấn nút Stop thì hệ thống cũng dừng lại

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 5:

Một cánh tay Robot gắp hàng được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động như sau: Robot nắm chặt vật từ băng chuyền B bỏ sang băng chuyền A Ở vị trí ban đầu cánh tay ở phía băng chuyền A

Khi ấn START động cơ thuận khởi động quay theo chiều kim đồng hồ Khi gặp LS2

nó dừng lại đồng thời băng chuyền B được khởi động;

Băng chuyền B đưa vật tiến tới cánh tay Khi vật chạm vào S1 là cảm biến phát hiện vật thì cánh tay kẹp chặt lấy vật Khi S2 tác động tức là vật được kẹp chặt thì động cơ ngược khởi động quay theo chiều ngược lại;

Khi cánh tay chạm vào LS1 thì nó dừng và nhả vật xuống băng chuyền A; Băng chuyển A luôn hoạt động; (Khi ấn START nó bắt đầu hoạt động)

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 6:

Điều khiển hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau:

Ấn ON => ĐC1 chạy để kéo băng tải đưa vỏ thùng đóng táo vào đến vị trí S2 thì ĐC1 dừng Ngay khi ĐC1 dừng thì ĐC2 chạy để kéo băng tải táo hoạt động đưa táo rơi vào thùng Táo được đếm bởi 1 cảm biến hồng ngoại S1 Khi số táo đưa vào thùng đủ 24 quả

(mỗi hộp chứa 24 quả) thì ĐC2 dừng Tiếp tục ĐC1 chạy lại để đưa thùng táo thành phẩm

ra ngoài và đóng thùng táo mới Hệ thống tự động hoạt động như trên cho đến khi ấn OFF thì dừng

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 7:

Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau:

Ấn Start => tác động mở Valve 1 và Valve 2 cho phép 2 chất lỏng bắt đầu đổ vào bình chứa Khi bình chứa được đổ đầy, công tắc dò mức di chuyển lên chạm S1, làm ngắt

2 Valve 1 và 2, và khởi động Motor hoạt động để trộn lẫn 2 chất lỏng Motor hoạt động như sau: Chạy thuận 5 giây, chạy ngược 5 giây; chạy 5 chu kỳ thuận ngược như vậy rồi tự động dừng Sau khi trộn xong thì Valve X mở để xả chất lỏng đã trộn ra ngoài Khi bình chứa đã

xả hết thì công tắc dò mức di chuyển xuống chạm S2, tác động đóng Valve X Hệ thống tự động hoạt động lại từ đầu cho đến hết 3 mẽ trộn thì tự động dừng Nếu thực hiện lại ta phải

ấn nút Reset Có thể dừng hệ thống bất kỳ lúc nào bằng nút Stop

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 8:

Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau:

Ấn ON1 Công tắc tơ K1 có điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trước Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có điện cấp cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau Sau

05 giây tiếp theo công tắc tơ K3 có điện cấp cho động cơ 3 pha MOTOR 3 chay sau cùng;

Ấn OFF Công tắc tơ K3 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng trước Sau

05 giây, Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng sau Sau 10 giây, công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng sau cùng;

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 9:

Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau:

Lắp đặt tủ điện, lập trình điều khiển PLC điều khiển nhóm 3 động cơ xếp theo vòng tròn đáp ứng các yêu cầu sau: Khi ấn nút ON động cơ 1 hoạt động, nếu ấn nút P thì động

cơ 1 dừng, động cơ 2 bên phải hoạt động, nếu ấn P tiếp thì động cơ đang chạy dừng lại để động cơ bên phải hoạt động Khi ấn Stop thì động cơ dừng hẳn Có đèn báo hiển thị chế độ động cơ chạy, nguồn

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Câu 10:

Hệ thống bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự sau:

Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2;

Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B Máy bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s

Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình Nếu sau khi khởi động 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chương trình và báo đèn sự cố máy bơm ra bên ngoài

Một cảm biến S5 báo bình chứa đã đầy và dừng cả hai may bơm, sau khi máy bơm dừng 2s thì khóa van bơm

Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng trong bình trộn bắt đầu cho phép động cơ trộn hoạt động và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình đã đầy

Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động) Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả Khi chất lỏng đã xả hết cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại

Anh/Chị hãy:

a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

III PHẦN THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN

Câu1: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển đảo chiều quay

của động cơ 3 pha (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 2 khởi động từ; 2 rơ le trung gian;

1 nút điều khiển bằng tay)

Câu 2: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển mở máy động

cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 Nút mở máy chiều thuận; 1 Nút mở máy chiều ngược; 1 nút dừng; 1 rơle nhiệt; 2 khởi động từ)

Câu 3: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển hệ thống đèn

quạt gió (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 khởi động từ; 1 rơ le trung gian; 1 nút điều khiển bằng tay)

Câu 4: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển máy bơm nước

(Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 2 Cảm biến mức; 1 nút dừng; 1 nút điều khiển bằng tay)

Câu 5: Hãy thiết kế một tủ điện và lập trình cho PLC S7_300 để điều khiển hệ thống đèn

chiếu sáng (Sự dụng các thiết bị sau: 1 Áptomát; 1 khởi động từ; 1 rơ le trung gian; 1 nút điều khiển bằng tay)

1 Hãy nêu khái niệm, đặc điểm và chức năng của PLC

Khái niệm: PLC là thiết bị điều khiển lập trình được sử dụng để tự động hóa các quá trình

trong công nghiệp PLC là một hệ thống điều khiển số, được thiết kế để hoạt động trong môi trường công nghiệp, có khả năng lập trình để thực hiện các lệnh logic, điều khiển tuần tự, tính

toán, và giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác

Đặc điểm Khả năng lập trình lại: PLC cho phép thay đổi chương trình điều khiển mà không cần thay đổi phần cứng.Độ tin cậy cao: Được thiết kế để hoạt động liên tục trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.Giao diện dễ sử dụng: Có giao diện lập trình trực quan và thân thiện với người dùng.Tính mô-đun: Có thể mở rộng hoặc thay thế các module như CPU, I/O để phù hợp với nhu cầu điều khiển.Tính linh hoạt: PLC có thể điều khiển nhiều loại hệ thống và thiết bị khác nhau.Khả năng giao tiếp: Hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp để kết nối với các thiết bị điều khiển và giám sát khác

Chức năng plc Điều khiển logic: Thực hiện các lệnh điều khiển logic như bật/tắt, AND, OR,

NOT, Điều khiển tuần tự: Quản lý các quá trình diễn ra theo trình tự nhất định Điều khiển thời gian và đếm: Sử dụng bộ hẹn giờ và bộ đếm để quản lý các sự kiện xảy ra theo thời gian Điều khiển PID: Điều chỉnh các biến số như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, bằng phương pháp điều khiển vòng kín.Giao tiếp dữ liệu: Kết nối với các hệ thống giám sát, SCADA hoặc mạng công nghiệp để trao đổi dữ liệu Giám sát và báo lỗi: Theo dõi hoạt động của hệ thống và cung cấp cảnh báo khi có lỗi

2 Phân loại PLC

Căn cứ vào đặc điểm, chức năng, hãng sản suất và các phiên bản PLC được phân loại theo nhiều cách khác nhau: Phân loại theo hãng sản suất PLC: Siemens;Omron;Mitsubishi;Schneider;GE Fanuc; Phân loại theo phiên bản của PLC: Siemens có các họ: S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7 1200, S7 1600… Mitsubishi có các họ: FX0, FX2N Omron có các họ: Zen, CPM1, CQM1, CJM1 Schneider có các họ: Zelio, Twido GE Fanuc có các họ: Versa Max, Versa Micro, 90-30, 90-70 Phân loại theo đầu vào/ra của PLC: Micro PLC là loại có dưới 32 kênh vào/ ra PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ ra PLC trung bình

có đến 1024 kênh vào/ ra PLC cỡ lớn có trên 1024 kênh vào/ra

3 Trình bày cấu trúc của các modul vào ra số, modul vào ra tương tự

Cấu trúc của mô-đun vào ra số (Digital I/O Module)

Thành phần chính:Khối cách ly tín hiệu (Isolation Block): Giúp cách ly điện giữa mạch điều khiển và mạch bên ngoài, bảo vệ hệ thống khỏi nhiễu hoặc dòng ngược Thường sử dụng các optocoupler

Cổng vào số (Digital Input Ports): Nhận tín hiệu số từ cảm biến hoặc thiết bị ngoại vi, tín hiệu này thường là 0 hoặc 1 tương ứng với trạng thái tắt hoặc bật

Cổng ra số (Digital Output Ports):Cung cấp tín hiệu điều khiển cho các thiết bị như relay hoặc đèn báo Tín hiệu đầu

ra cũng ở dạng 0 hoặc 1.Mạch đệm (Buffer/Driver):Tăng cường khả năng điều khiển hoặc khuếch đại tín hiệu đầu ra.Giao tiếp với vi điều khiển/PLC:Mạch kết nối giữa các cổng vào ra và bộ xử lý trung tâm như vi điều khiển hoặc

PLC để xử lý tín hiệu Cấu trúc của mô-đun vào ra tương

tự (Analog I/O Module)

Thành phần chính:Khối chuyển đổi tương tự-số (ADC -

Analog to Digital Converter): Biến đổi tín hiệu vào tương tự

thành tín hiệu số để vi điều khiển xử lý.Khối chuyển đổi số-tương tự (DAC - Digital to Analog

Converter):Biến đổi tín hiệu số từ bộ xử lý thành tín hiệu tương tự để điều khiển thiết bị.Khối

khuếch đại và lọc tín hiệu (Amplifier and Filter Block):Khuếch đại tín hiệu đầu vào hoặc đầu

ra và lọc nhiễu.Mạch cách ly (Isolation Block):Bảo vệ và cách ly tín hiệu giữa hệ thống và

mạch điều khiển.Cổng vào tương tự (Analog Input Ports):Nhận tín hiệu điện áp hoặc dòng điện

từ cảm biến tương tự như nhiệt độ, áp suất.Cổng ra tương tự (Analog Output Ports):Cung cấp

tín hiệu tương tự để điều khiển van, động cơ

4 Hãy nêu các bước thiết lập cấu hình PLC

1.Lựa chọn phần cứng: Xác định loại PLC phù hợp với số lượng I/O, tốc độ xử lý và khả năng kết nối mạng Chuẩn bị module mở rộng, bộ nguồn, cáp kết nối, và các cảm biến điều

khiển.2.Cài đặt phần mềm lập trình: Cài phần mềm lập trình phù hợp cho PLC (VD: TIA Portal

cho Siemens, GX Works cho Mitsubishi) Kết nối PLC với máy tính qua USB hoặc Ethernet.3.Cấu hình phần cứng trong phần mềm: Tạo dự án mới, chọn đúng loại PLC và cấu hình mô-đun mở rộng, gán địa chỉ cho đầu vào/ra.4.Viết chương trình điều khiển: Sử dụng ngôn ngữ như Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), hoặc Structured Text (ST) để lập trình logic điều khiển.5.Nạp chương trình vào PLC: Kết nối máy tính với PLC và tải chương trình vào bộ nhớ PLC.6.Chạy thử nghiệm và giám sát: Kiểm tra chương trình bằng chức năng giám sát và xác minh hoạt động của các tín hiệu đầu vào/ra.7.Tối ưu hóa và bảo trì: Cải thiện chương trình, sao lưu dữ liệu để bảo trì và sử dụng sau này

5 Hãy nêu các ứng dụng của PLC

1 Tự động hóa trong sản xuất; Điều khiển dây chuyền sản xuất tự động trong các nhà máy Giám sát và điều khiển các băng chuyền vận chuyển hàng hóa Điều khiển máy móc công nghiệp như máy đóng gói, máy CNC 2 Điều khiển quá trình công nghiệp; Kiểm soát và giám sát các hệ thống xử lý nước, dầu khí Điều khiển quá trình hóa học trong các nhà máy hóa chất

và thực phẩm 3 Điều khiển hệ thống điện; Quản lý và điều khiển hệ thống phân phối điện Điều khiển chiếu sáng và hệ thống năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió 4 Điều khiển robot; PLC được sử dụng để điều khiển robot trong các ứng dụng lắp ráp và hàn trong công nghiệp ô tô và điện tử 5 Hệ thống tự động trong tòa nhà; Điều khiển hệ thống HVAC (sưởi, thông gió, điều hòa) Điều khiển cửa tự động, hệ thống báo cháy, và an ninh 6 Hệ thống giao thông; Điều khiển tín hiệu giao thông và đèn đường Kiểm soát thang máy và hệ thống bãi

đỗ xe tự động.7 Điều khiển dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống; Đảm bảo kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, áp suất và thời gian để đảm bảo chất lượng sản phẩm

6 Trình bày cấu trúc chung của hệ thống PLC, cấu trúc khối xử lý trung tâm và các modul vào ra của PLC

Hệ thống PLC là thiết bị điều khiển tự động dùng để giám sát và điều khiển các quá trình sản xuất công nghiệp Cấu trúc của nó gồm:Bộ xử lý trung tâm (CPU): Bộ não của PLC, xử lý chương trình điều khiển.Bộ nhớ: Lưu trữ chương trình và dữ liệu người dùng.Các mô-đun vào/ra (I/O Modules): Giao tiếp với thiết bị ngoại vi như cảm biến và động cơ.Nguồn điện: Cung cấp năng lượng cho hệ thống.Thiết bị lập trình: Dùng để viết và sửa đổi chương trình.Cổng giao tiếp: Kết nối với thiết bị hoặc hệ thống SCADA 2.Cấu trúc của khối xử lý trung tâm (CPU): Bộ xử lý: Xử lý các lệnh điều khiển Bộ nhớ chương trình: Lưu chương trình điều khiển Bộ nhớ dữ liệu: Lưu giá trị tạm thời và dữ liệu hệ thống Bộ điều khiển giao tiếp: Quản lý giao tiếp giữa CPU và các mô-đun I/O Clock nội: Đồng bộ và đảm bảo hoạt động tuần tự 3 Các mô-đun vào/ra (I/O Modules): Mô-đun đầu vào (Input Module): Nhận tín hiệu

từ cảm biến, chuyển đổi tín hiệu sang dạng CPU xử lý được Mô-đun đầu ra (Output Module): Điều khiển thiết bị như động cơ, van, chuyển đổi tín hiệu từ CPU thành dạng điều khiển phù hợp

7 Trình bày chu kì quét của PLC

Chu kỳ quét là một khái niệm cốt lõi trong hoạt động của PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) Đây là một quá trình lặp đi lặp lại mà PLC thực hiện để thu thập dữ liệu từ các thiết bị đầu vào,

xử lý thông tin này theo chương trình đã được lập trình sẵn và sau đó đưa ra các tín hiệu điều khiển đến các thiết bị đầu ra Các Giai đoạn trong một Chu Kỳ Quét: Một chu kỳ quét điển

hình bao gồm các giai đoạn sau:Quét Đầu vào (Input Scan): PLC đọc trạng thái của tất cả các

thiết bị đầu vào (cảm biến, công tắc, ) và cập nhật các giá trị này vào bộ nhớ trong Xử lý Chương trình (Program Scan): CPU của PLC thực thi từng lệnh trong chương trình một cách tuần tự Các lệnh này được sử dụng để so sánh các giá trị đầu vào, thực hiện các phép toán logic và điều khiển các thiết bị đầu ra Quét Đầu ra (Output Scan): PLC cập nhật trạng thái của các thiết bị đầu ra dựa trên kết quả của quá trình xử lý chương trình

8 Trình bày ưu điểm, nhược điểm của PLC

Ưu điểm của PLC: Linh hoạt và dễ thay đổi chương trình: Dễ dàng lập trình lại mà không cần

thay đổi phần cứng Độ tin cậy và chính xác cao: Hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp Khả năng điều khiển phức tạp: Xử lý logic, tuần tự, PID, và tín hiệu thời gian thực Khả năng mở rộng: Thêm hoặc bớt module I/O theo nhu cầu Giao tiếp dễ dàng: Hỗ trợ nhiều chuẩn giao tiếp như Modbus, Ethernet/IP Bảo trì dễ dàng: Chẩn đoán lỗi nhanh với chức năng

tự kiểm tra Nhược điểm của PLC: Chi phí ban đầu cao: Đầu tư đắt hơn so với relay hoặc

mạch cứng Yêu cầu kỹ năng lập trình: Cần chuyên môn lập trình và bảo trì Khả năng mở rộng giới hạn: Một số dòng PLC có hạn chế về mở rộng và xử lý Phụ thuộc vào nhà sản xuất: Khó tích hợp thiết bị từ nhiều hãng khác nhau Hiệu suất thấp hơn PC-based: Xử lý dữ liệu lớn hoặc tốc độ cao không hiệu quả bằng hệ thống dùng máy tính

9 Vẽ sơ đồ cấu tạo và hoạt động của khóa điện từ, rơ le điện tử

Hoạt động:1.Khi không có dòng điện: Thanh sắt non không bị hút, khóa ở trạng thái mở 2.Khi có dòng điện: Dòng điện chạy qua cuộn dây, tạo ra từ trường, hút thanh sắt non lại, khóa đóng.3 Khi ngắt dòng điện: Từ trường biến mất, lò xo đẩy thanh sắt non ra, khóa mở

Hoạt động:Khi không có dòng điện: Tiếp điểm ở trạng thái mở.Khi có dòng điện: Dòng điện chạy qua cuộn dây, tạo ra từ trường, hút cơ cấu chuyển động, làm tiếp điểm đóng lại.Khi ngắt dòng điện:

Lò xo đẩy cơ cấu chuyển động trở lại, tiếp điểm mở

10 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của công tắc hành trình; encoder… ADC

1 Công tắc hành trình Cấu tạo: Cần gạt hoặc bánh xe: Được kích hoạt khi tiếp xúc với một vật chuyển động Bộ phận công tắc: Chứa tiếp điểm thường đóng (NC) và thường mở (NO)

Lò xo hồi: Đưa công tắc về trạng thái ban đầu sau khi được nhả ra Nguyên tắc hoạt động: Khi

một cơ cấu máy chạm vào cần gạt hoặc bánh xe, công tắc sẽ thay đổi trạng thái của tiếp điểm, đóng hoặc mở mạch điện Khi vật chuyển động rời đi, lò xo sẽ đẩy cần gạt về vị trí ban đầu, phục hồi trạng thái ban đầu của công tắc

2 Encoder là cảm biến chuyển động, dùng để đo vị trí, tốc độ hoặc hướng quay của trục động

cơ hoặc một cơ cấu cơ khí Cấu tạo:Trục quay: Gắn với động cơ hoặc cơ cấu quay Đĩa mã hóa: Chứa các vạch tối sáng hoặc từ tính Cảm biến quang hoặc cảm biến từ: Đọc các vạch trên đĩa

mã hóa để tạo ra tín hiệu Nguyên tắc hoạt động: Incremental Encoder (bộ mã hóa gia tăng):

Tạo ra các xung khi trục quay, tín hiệu được đếm để xác định vị trí tương đối Absolute Encoder

(bộ mã hóa tuyệt đối): Mỗi vị trí trục tương ứng với một giá trị số duy nhất, do đó cung cấp vị

trí tuyệt đối

3 Bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter).Cấu tạo:Mạch lấy mẫu (Sampling): Chuyển đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu rời rạc Mạch giữ (Hold): Giữ giá trị điện áp ổn định trong quá trình chuyển đổi Bộ lượng tử hóa (Quantization): Chia tín hiệu thành các mức số hóa Mã hóa nhị phân: Chuyển đổi tín hiệu đã lượng tử hóa thành mã số nhị phân Nguyên tắc hoạt động: Lấy mẫu: Lấy tín hiệu điện áp từ cảm biến trong một khoảng thời gian nhất định Giữ giá trị: Duy trì điện áp ổn định để chuyển đổi Lượng tử hóa: Gán tín hiệu điện áp một giá trị số trong một phạm vi mức điện áp nhất định Mã hóa: Chuyển giá trị đó thành dữ liệu nhị

phân để xử lý trong vi điều khiển

11 Trình bày phân loại và ứng dụng của khóa cơ; contactor

1 Khóa cơ a Phân loại khóa cơ Khóa cơ được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như sau: Theo cấu tạo: Khóa đơn giản: Gồm khóa chốt hoặc khóa móc Khóa phức tạp: Gồm khóa xi-lanh, khóa đĩa, khóa bi.Theo ứng dụng: Khóa cửa nhà: Khóa cửa chính, khóa phòng, khóa cửa sổ Khóa xe: Khóa xe máy, khóa ô tô, khóa xe đạp Khóa tủ, két sắt Theo cơ chế hoạt động:

Khóa chốt: Sử dụng chốt để khóa Khóa bi: Sử dụng bi kim loại để định vị và khóa Khóa đĩa:

Cơ chế đĩa xoay để khóa b Ứng dụng của khóa cơ Dùng trong hệ thống bảo vệ nhà ở, văn phòng, xe cộ Khóa két sắt bảo quản tài sản, giấy tờ quan trọng Khóa tủ hoặc hộp chứa đồ cá nhân

2 Contactor a Phân loại contactor Contactor được phân loại dựa trên các yếu tố sau: Theo loại điện áp điều khiển: Contactor điện áp AC Contactor điện áp DC Theo số lượng cực: Contactor 1 pha Contactor 3 pha Theo chức năng: Contactor thường đóng (NC) Contactor thường mở (NO) Theo khả năng chịu tải: Contactor tải nhẹ Contactor tải trung bình Contactor

tải nặng b Ứng dụng của contactor Điều khiển động cơ điện trong các hệ thống công nghiệp

và dân dụng Tích hợp trong mạch điện để bật/tắt tải lớn từ xa Ứng dụng trong hệ thống chiếu sáng tự động Sử dụng trong hệ thống bảo vệ và điều khiển các thiết bị điện (biến áp, tụ bù)

12 Cấu tạo, nguyên tắc điều khiển động cơ vạn năng

1 Cấu tạo của động cơ vạn năng; Động cơ vạn năng (Universal Motor) có cấu tạo tương tự như động cơ điện một chiều, bao gồm các bộ phận chính sau: Stator (Phần tĩnh): Gồm lõi sắt

và cuộn dây kích từ Lõi sắt được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại để giảm tổn thất

do dòng điện xoáy Rotor (Phần quay): Lõi rotor làm từ thép kỹ thuật điện Trên lõi rotor có các rãnh chứa dây quấn phần ứng, nối với cổ góp và chổi than Cổ góp và chổi than: Cổ góp gồm các phiến đồng cách điện với nhau, nối với các cuộn dây phần ứng Chổi than làm bằng graphit hoặc đồng, giúp truyền điện từ nguồn đến phần ứng

2 Nguyên tắc điều khiển động cơ vạn năng; Động cơ vạn năng có khả năng hoạt động với cả nguồn điện xoay chiều và một chiều Nguyên tắc điều khiển động cơ như sau: Điều khiển tốc

độ bằng điện áp đặt vào động cơ: Tăng hoặc giảm điện áp để thay đổi dòng điện vào phần ứng,

từ đó thay đổi mô-men quay và tốc độ động cơ Điều khiển bằng điện trở phụ: Mắc thêm điện

trở nối tiếp với cuộn dây phần ứng hoặc cuộn dây kích từ để giảm dòng điện, giúp điều chỉnh tốc độ Điều khiển bằng cách thay đổi dòng từ trường: Dùng phương pháp shunt để mắc song song thêm cuộn dây kích từ nhằm điều chỉnh từ trường của động cơ

13 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến siêu âm; cảm biến áp suất

1 Cảm biến siêu âm; Cấu tạo: Bộ phát sóng siêu âm: Tạo ra sóng âm tần số cao (thường từ

20kHz đến 40kHz) Bộ thu sóng siêu âm: Nhận lại tín hiệu sóng siêu âm phản hồi từ vật thể Mạch xử lý tín hiệu: Tính toán khoảng cách dựa vào thời gian giữa phát và nhận tín hiệu

Nguyên tắc hoạt động: Cảm biến phát sóng siêu âm về phía vật thể Khi sóng gặp vật thể, nó

sẽ phản xạ trở lại cảm biến Cảm biến đo thời gian từ khi phát đến khi nhận lại sóng phản hồi

2 Cảm biến áp suất; Cấu tạo: Phần tử cảm biến: Biến đổi áp suất thành tín hiệu điện (như màng

ngăn, piezoelectric, strain gauge) Mạch xử lý tín hiệu: Khuếch đại và chuyển đổi tín hiệu thành dạng dễ đọc Nguyên tắc hoạt động: Áp suất tác động lên phần tử cảm biến làm biến dạng vật liệu hoặc màng ngăn Biến dạng này được chuyển thành tín hiệu điện

14 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận; cảm biếm lực;

1 Cảm biến tiệm cận ;Cấu tạo: Cuộn dây cảm ứng hoặc bộ phát điện từ trường (cho cảm

biến cảm ứng) Mạch điện tử xử lý tín hiệu để khuếch đại và xuất tín hiệu đầu ra Đầu dò có

chức năng phát hiện vật thể trong vùng cảm biến Nguyên tắc hoạt động: Cảm biến tiệm cận

hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ hoặc trường điện dung Khi có vật thể tiếp cận đến khoảng cách nhất định, trường điện từ hoặc điện dung sẽ thay đổi, kích hoạt tín hiệu từ

cảm biến Có nhiều loại cảm biến tiệm cận: Cảm biến cảm ứng : Phát hiện vật thể kim loại Cảm biến điện dung : Phát hiện vật thể dẫn điện và không dẫn điện

2 Cảm biến lực ; Cấu tạo: Màng biến dạng được gắn trên vật liệu đàn hồi.Khối lực hoặc phần

tử cơ học truyền lực đến bộ cảm biến Mạch đo tín hiệu để chuyển đổi tín hiệu cơ học thành tín

hiệu điện Nguyên tắc hoạt động: Cảm biến lực hoạt động dựa trên nguyên lý điện trở biến dạng hoặc áp điện Khi lực tác động lên bề mặt cảm biến, màng biến dạng thay đổi hình dạng

dẫn đến thay đổi điện trở hoặc tạo ra điện áp Thay đổi này được chuyển đổi thành tín hiệu

điện để đo cường độ lực Các loại cảm biến lực phổ biến: Strain gauge sensor: Dùng điện trở biến dạng Load cell: Phổ biến trong cân điện tử Piezoelectric sensor: Tạo điện áp khi chịu lực

nén

15 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của cảm biến nhiệt độ; cảm biến gia tốc

1 Cảm biến nhiệt độ ;Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ gồm nhiều loại khác nhau như cặp nhiệt điện,

điện trở nhiệt và cảm biến bán dẫn: Cặp nhiệt điện: Gồm hai dây kim loại khác nhau được nối tại một đầu tạo thành mối nối đo nhiệt độ Cảm biến điện trở nhiệt: Là một dây dẫn kim loại

(RTD) hoặc một vật liệu bán dẫn (Thermistor) có điện trở thay đổi theo nhiệt độ Cảm biến bán

dẫn: Thường dùng diode hoặc transistor có đặc tính phụ thuộc nhiệt độ Nguyên tắc hoạt động : Cặp nhiệt điện: Khi nhiệt độ thay đổi, một hiệu điện thế nhỏ được sinh ra giữa hai kim loại, giá trị này tỷ lệ với nhiệt độ RTD và Thermistor: Điện trở thay đổi theo nhiệt độ, tín hiệu điện được xử lý để suy ra giá trị nhiệt độ Cảm biến bán dẫn: Đo sự thay đổi điện áp hoặc dòng điện

thông qua vật liệu bán dẫn khi nhiệt độ thay đổi

2 Cảm biến gia tốc Cấu tạo: Cảm biến gia tốc có nhiều loại, phổ biến nhất là cảm biến dùng công nghệ MEMS: Khối lượng vi cơ học được gắn trên một hệ lò xo để phát hiện chuyển động

Tụ điện vi cơ giữa các bản cực di chuyển được và cố định Nguyên tắc hoạt động: Khi gia tốc tác động lên cảm biến, khối lượng vi cơ học bị dịch chuyển làm thay đổi khoảng cách giữa các bản cực của tụ điện Sự thay đổi điện dung được chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng với gia tốc

16 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của động cở 1 chiều; ba pha

1 Động cơ điện một chiều ;Cấu tạo: Động cơ điện một chiều gồm các bộ phận chính: Stator (Phần tĩnh): Tạo ra từ trường chính cho động cơ Gồm các cực từ (thường có nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây từ trường) Rotor (Phần quay): Còn gọi là phần ứng, gồm lõi thép và dây quấn Cổ góp: Là một bộ phận giúp chuyển đổi dòng điện xoay chiều trong phần ứng thành dòng một chiều Chổi than: Tiếp xúc với cổ góp để cung cấp điện cho rotor Nguyên tắc hoạt động: Khi cấp điện một chiều vào dây quấn phần ứng qua chổi than và cổ góp, dòng điện chạy

qua các dây dẫn trong từ trường sẽ sinh ra lực từ Các lực từ này tạo ra mô-men quay làm rotor quay Hướng quay của động cơ tuân theo quy tắc bàn tay trái

2 Động cơ điện xoay chiều ba pha; Cấu tạo: Stator (Phần tĩnh): Chứa các cuộn dây quấn tạo

từ trường quay khi cấp điện ba pha Rotor (Phần quay): Gồm 2 loại chính: Rotor lồng sóc: Thường dùng cho động cơ không đồng bộ Rotor dây quấn: Thường dùng cho động cơ đồng

bộ hoặc động cơ có yêu cầu khởi động đặc biệt Lõi thép: Tăng cường từ tính Nguyên tắc hoạt động Khi cấp dòng điện ba pha vào các cuộn dây stator, từ trường quay được tạo ra do sự dịch

pha của các dòng điện Từ trường quay tác động lên rotor, làm cho rotor quay theo Tốc độ quay của rotor trong động cơ không đồng bộ thấp hơn tốc độ từ trường quay Trong động cơ đồng bộ, rotor quay cùng tốc độ với từ trường

Câu 1: Hệ thống ba băng tải được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động theo trình tự

sau: Khi nhấn nút S1 băng tải M1 hoạt động, băng tải M2 và M3 lần lượt hoạt động sau

5s; Khi nhấn nút S2 băng tải M3 dừng, băng tai M2, M1 lần lượt dừng lại sau 5s Quá

trình điều khiển hệ thống được mô tả theo giản đồ thời gian sau:

Chương trình điều khiển

Câu 2: Một cánh tay robot gắp sản phẩm được điều khiển bằng PLC S7_300 hoạt động

như sau: Hệ thống hoạt động khi nhấn nút “Mo may” và dừng khi nhấn nút “Tat may”,

khi có sự cố dừng khẩn cấp nhấn nút “Dung khan cap” Trạng thái ban đầu tay gắp nằm

ở vị trí trên cùng (được xác định bằng cảm biến vị trí Ta) và bên trái (được xác định bằng

cảm biến vị trí Tc) Khi mở máy, nếu tại vị trí PDA không có sản phẩm băng tải hoạt

động, nếu có sản phẩm băng tải dừng để đưa sản phẩm tới vị trí được xác định bằng cảm

biến vị trí “PDA” Nếu tại PDA có sản phẩm thì tay gắp sẽ đi xuống và thực hiện gắp sản

phẩm trong thời gian 1s Hết thời gian tay gắp đi lên vị trí trên cùng và di chuyển sang

phải tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí Td, tay gắp đi xuống dưới cùng và nhả

sản phẩm trong thời gian 1s, tay gắp tự động đi về vị trí ban đầu Nếu tại PDA có sản

phẩm, tay gắp thực hiện tiếp chu trình như đã mô tả

Anh/Chị hãy: a, Xây dựng Grafcet cho hệ thống điều khiển tư động;

b, Viết chương trình dạng LAD thực hiện điều khiển hệ thống trên

Bảng quy định các địa chỉ Vào/Ra

Sơ đồ kết nối PLC

Chương trình điều khiển