giáo trình lập trình cỡ nhỏ logo

Hệ điều khiển bằng Rơle và hệ điều khiển bằng lậptrình có nhớ khác nhau ở phần xử lý: thay vì dùng Rơle, tiếp điểm và dây nối trongphương pháp lập trình có nhớ chúng được thay bằng các m

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH

GIÁO TRÌNH

Mô đun/Môn học:

Chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ

NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ

(Ban hành theo quyết định số /2014/QĐ-TCĐN,ngày tháng năm 2014 của Hiệu

trưởng Trường Cao đẳng nghề Công nghệ Hà Tĩnh)

Hà Tĩnh, năm 2014

(TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Mã tài liệu:

LỜI GIỚI THIỆU

(Vài nét giới thiệu xuất xứ của giáo trình, về quá trình biên soạn, mối quan hệ của tài liệu với chương trình, mô đun/môn học và cấu trúc chung của giáo trình)

(Lời cảm ơn của các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đã tham gia)

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN/MÔN HỌC:

CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ.

Mã mô đun/mô học: MĐ25

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC:

- Vị trí: Mô đun này phải học sau khi đã học xong môn học tin học cơ bản, điện

tử cơ bản và mô đun trang bị điện, kỹ thuật cảm biến

- Tính chất: Là mô đun thuộc mô đun đào tạo nghề tự chọn

II MỤC TIÊU MÔN HỌC:

+Phân tích được cấu tạo, nguyên lý lập trình, phạm vi ứng dụng của một số bộđiều khiển lập trình loại nhỏ (LOGO! của Siemens; EASY của Moller và ZEN củaOMROM)

+Phân tích được cấu trúc phần cứng và phần mềm của các bộ điều khiển này

+Kết nối được bộ điều khiển và thiết bị ngoại vi

+Chạy mô phỏng trên máy tính với phần mềm chuyên dụng

+Thực hiện được các ứng dụng cơ bản trong dân dụng và công nghiệp

+Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

+Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

III NỘI DUNG MÔN HỌC:

Mã bài Tên bài/chương mục

Loại bài dạy

Địa điểm

Thời lượng Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra M25-01

Giới thiệu chung về bộ

điều khiển lập trình cỡ

nhỏ

Tích

M25-02 Các chức năng cơ bản của LOGO! Tích hợp P204 6 4 2

M25-03 Các chức năng đặc biệt của LOGO! Tích hợp P204 10 6 3,5 0,5 M25-04 Lập trình trực tiếp trên LOGO! Tích hợp P204 35 5 28 2 M25-05 Lập trình bằng phần mềm LOGO! Tích hợp P204 25 10 13 2 M25-06

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu hoặc

BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ

NHỎ

Mã bài: M25-01

MỤC TIÊU:

- Phân biệt được sự khác nhau về công dụng giữa LOGO, EASY, ZEN với PLC

- Phân tích được cấu trúc phần cứng, các ngỏ vào, ngỏ ra, khả năng mở rộng của bộđiều khiển lập trình LOGO!

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.

Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

NỘI DUNG CHÍNH:

1.Tổng quan về điều khiển

Trong công nghiệp yêu cầu tự động hóa ngày càng tăng, đòi hỏi kỹ thuật điềukhiển phải đáp ứng được những yêu cầu đó Để giải quyết được nhiệm vụ điều khiểnngười ta có thể thực hiện bằng hai cách: thực hiện bằng Rơle, khởi động từ hoặcthực hiện bằng chương trình nhớ Hệ điều khiển bằng Rơle và hệ điều khiển bằng lậptrình có nhớ khác nhau ở phần xử lý: thay vì dùng Rơle, tiếp điểm và dây nối trongphương pháp lập trình có nhớ chúng được thay bằng các mạch điện tử Như vậy thiết

bị lập trình làm nhiệm vụ thay thế phần mạch điện điều khiển trong khâu xử lý số liệu.Nhiệm vụ của sơ đồ mạch điều khiển sẽ được xác định bằng một số hữu hạn các bước

thực hiện xác định gọi là "chương trình" Chương trình này mô tả các bước thực hiện gọi là tiến trình điều khiển, tiến trình này được lưu vào bộ nhớ nên được gọi là "điều

khiển lập trình có nhớ" Trên cơ sở khác nhau của khâu xử lý số liệu ta có thể biểu

diễn hai hệ điều khiển như sau:

- Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển bằng Rơle:

Hình 1 1: Lưu đồ điều khiển dùng Rơle

- Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển:

Hình 1 2: Lưu đồ điều khiển

- Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển người ta cần thay đổi mạch điều khiển bằngcách lắp lại mạch, thay đổi phần tử mới đối với hệ thống điều khiển bằng Rơle điện

Trong khi đó khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ta chỉ cần thay đổi chương trình soạnthảo đối với hệ điều khiển bằng lập trình có nhớ

- Như vậy một cách tổng quát có thể nói hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết

bị và linh kiện điện tử Để đảm bảo tính ổn định, chính xác và an toàn trong quá trìnhsản xuất, các thiết bị này bao gồm nhiều chủng loại, hình dạng khác nhau với côngsuất từ rất nhỏ đến rất lớn Do tốc độ phát triển quá nhanh của công nghệ và để đápứng được các yêu cầu điều khiển phức tạp nên hệ thống điều khiển phải có hệ thống tựđộng hóa cao Yêu cầu này có thể thực hiện được bằng hệ lập trình kết hợp với máytính, ngoài ra còn cần có các thiết bị ngoại vi khác như: Bảng điều khiển, động cơ, cảm

2 Các ứng dụng trong công nghiệp và trong dân dụng.

Logo là bộ điều khiển có lập trình loại nhỏ của hãng Siemens được dùng để điềukhiển các hệ thống điện trong công nghiệp và dân dụng, với những yêu cầu điều khiểnnhỏ (số lượng đầu vào/ra ít), các máy điều khiển độc lập:

Ví dụ: - Điều khiển hệ thống chiếu sáng (tòa nhà, đường phố, công viên, …);

- Điều khiển hệ thống báo giờ, đèn giao thông, … ;

- Điều khiển hệ thống bơm nước, băng tải, …

3 Ưu điểm và nhược điểm so với PLC.

- Khả năng nhập và thay đổi chương trình mà không cần dùng PC

- Giám sát được các thông số nhờ màn hình hiển thị

- Tiết kiệm được dây nối và thời gian nối dây

- Logo còn có khả năng nối mạng ASI (dối với logo có ký hiệu chữ B), và lắp ghépthêm các modul mở rộng (logo phiên bản 4A)

4 Bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ Logo! của hãng SIEMENS

4.1 Phân loại và kết cấu phần cứng.

* Cấu tạo: Logo! bao gồm các phần sau:

- Các khối chức năng điều khiển

- Bộ điều khiển vận hành và hiển thị

- Bộ cung cấp nguồn

- Các ngõ vào và ngõ ra (số lượng phụ thuộc vào mỗi loại logo)

- Một giao diện cho lập trình và cáp nối với máy tính

- Các chức năng cơ bản thông dụng như: hàm thời gian, tạo xung, …

- Công tắc tạo xung theo đồng hồ (có pin nuôi riêng)

- Các bộ phận bên ngoài của LOGO! (hình 1.3)

1 Nguồn cung cấp 5 Phím điều khiển

3 Ngõ ra 7 Cổng giao tiếp với modul mở rộng

4 Cổng giao tiếp 8 Lỗ cài chân modul mở rộng

Hình 1.3: Cấu trúc bên ngoài

* Các ký hiệu trên logo:

Ký hiệu loại logo!, ví dụ: LOGO! 24 RC

- 24: Nguồn cung cấp 24VDC (có loại 12 VDC);

- AM: Modul analog;

- CM: Modul truyền thông

Ký hiệu ngõ vào/ra:

- Ngõ vào: I1, I2, … Trong đó ngõ vào Digital: tất cả; ngõ vào Analogthường ở 2 ngõ cuối ví dụ: Loại 8I/4Q là I7 và I8; loại 12I/8Q là I11 và I12

- Ngõ ra: Q1, Q2, … Lưu ý: Tần số đóng cắt lớn phải dùng logo! có ngõ ra bằng transtor

* Tổng quan về các version của họ LOGO:

Version có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra sốVersion không có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra sốModul số, 4 ngõ vào và 4 ngõ ra

Modul số, 8 ngõ vào và 8 ngõ ra

Modul analog, 2 ngõ vào analog và 2 ngõ ra analog

Modul truyền thông

4.2 Đặc điểm ngõ vào, ngõ ra và kết nối phần cứng theo chủng loại.

4.3 Khả năng mở rộng.

a Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo va LOGO! 24/24o:

b Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco:

BÀI 2: CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA LOGO!

Mã Bài: M25-02

Mục Tiêu Bài Học:

- Thực hiện đúng các nguyên tắc lập trình,các phương pháp kết nối của LOGO!

- Viết các chương trình ứng dụng theo từng yêu cầu cụ thể Sử dụng, khai thácđúng chức năng các vùng nhớ, card nhớ của LOGO!

- Tính toán, chọn lựa chính xác dung lượng, chức năng của bộ nhớ theo từng yêucầu cụ thể.

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Ngõ ra sẽ lên bằng 0 khi tất cả các ngõ vào bằng 1.

- Sử dụng, khai thác đúng chức năng các hàm cơ bản của LOGO!.

- Viết các chương trình ứng dụng các hàm cơ bản theo từng yêu cầu cụ thể

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

Ngõ ra sẽ lên 1 khi ngõ vào S có 1 xung dương.

Và ngõ ra chỉ reset về 0 khi có 1 xung dương tác động lên ngõ vào R

-Giản đồ thời gian:

2) FULSE Generator (hàm phát xung đồng bộ):

3) RETENTIVE on-delay (on-delay có nhớ):

-Hình dáng:

Funtion block LAD

-Đặc điểm:

Timer Retentive on-delay sẽ bắt đầu đếm thời gian(thời gian này do người lập

trình cài đặt) khi ngõ vào Trg bằng 1 Và khi timer này đếm hết khoảng thời gian càiđặt trước đó thì ngõ ra mới bắt đầu lên 1 và ngõ ra sẽ giữ ở trạng thái 1 đến khi nàongõ vào R lên 1

-Giản đồ thời gian:

4) Counter UP and DOWN:

Đầu ra sẽ lên 1 khi giá trị đếm bằng giá trị đặt.

-Giản đồ thời gian:

-Giản đồ thời gian:

6) Timer off delay:

-Hình dáng:

Function block LAD

-Đặc điểm:

Ngõ ra sẽ bằng 1 khi ngõ vào Trg bằng 1, đồng thời khi ngõ ra bằng 1 thì timerbắt đầu đếm, ngõ ra sẽ bằng 0 khi thời gian đếm bằng thời gian đặt

-Giản đồ thời gian:

7) Fulse relay (relay xung):

Parameter: RS (R mức ưu tiên cao ) hoặc SR (S mức ưu tiên cao)

-Giản đồ thời gian:

8) Weekly timer (bộ định thời 7 ngày trong tuần):

-Hình dáng:

Funtion block LAD

-Đặc điểm:

Ngõ ra sẽ lên 1 khi thời gian cài đặt trùng với thời gian thực tế

Có 3 kênh để cài 3 khoảng thời gian khác nhau trong tuần

Nếu các khoảng thời gian cài đặt trùng nhau thì trạng thái ngõ ra sẽ được quyếtđịnh theo kênh có mức ưu tiên cao:

No3>No2>No1

-Giản đồ thời gian:

9) Các chức năng đặc biệt khác:

Bài 4: LẬP TRÌNH TRỰC TIẾP TRÊN LOGO!

Mã Bài: M25-04

Mục Tiêu Bài Học:

- Thực hiện đúng các nguyên tắc lập trình,các phương pháp kết nối của LOGO!

- Viết các chương trình ứng dụng theo từng yêu cầu cụ thể Sử dụng, khai thác đúng chức năng các vùng nhớ, card nhớ của LOGO!

- Tính toán, chọn lựa chính xác dung lượng, chức năng của bộ nhớ theo từng yêu cầu cụ thể

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Nội Dung Chính:

1) Quy tắc sử dụng phím trên LOGO!

-LOGO! 12/24RC có tất cả 6 phím:

+ Up (phím lên): dùng phím này để di chuyển con trỏ theo chiều từ dưới lên(màn

hình logo!) để chọn nhiệm vụ cần thực hiện

+ Down (phím xuống): dùng phím này để di chuyển con trỏ theo chiều từ trên

xuống (màn hình logo!) để chọn nhiệm vụ cần thực hiện

+ Left (phím trái): dùng phím này để di chuyển con trỏ theo chiều từ phải sang

trái (màn hình logo!) để chọn nhiệm vụ cần thực hiện

+ Right (phím phải): dùng phím này để di chuyển con trỏ theo chiều từ trái sang

phải (màn hình logo!) để chọn nhiệm vụ cần thực hiện

+ ESC (phím thoát): phím này có tác dụng dừng hoạt động hiện tại và trở về

trạng thái trước

+ OK (phím đồng ý): ta sử dụng phím này khi đồng ý chấp nhận 1 lệnh hoặc 1

chức năng nào đó để có thể tiến tới 1 lệnh hoặc 1 chức năng kế tiếp,hoặc kết thúc

1 hành động

Ví dụ: khi thao tác lập trình xong ta muốn kết thúc việc lập trình ta tìm tới chức

năng start đồng thời ấn ‘OK’, lúc này nếu chương trình đã đúng và tất cả đã sẵn sang

thì LOGO sẽ hoạt động ngay lập tức

2) Cách gọi các chức năng:

a) Phương pháp lập trình:

- Để lập trình trực tiếp trên LOGO 12/24RC ta phải tiến hành theo các bước như

sau:

+ Nắm được quy trình công nghệ theo yêu cầu

+ Phân công đầu vào (input), đầu ra (output)

+ Tiến hành lập trình và mô phỏng trên máy tính

+ Tiến hành lập trình trực tiếp trên LOGO!, và lưu ý khi nhập chương trình trựctiếp trên LOGO! ta phải nhập từ cuối chương trình nhập lên

b) Cách gọi các chức năng:

+ ↓Co: chứa đầu vào và đầu ra…

+ ↓GF: chứa các chức năng cơ bản (General funtion)

+ ↓SF: chứa các chức năng đăc biệt (Specil function)

Ví dụ: để tìm tới khối AND ta phải tìm tới ↓GF ấn OK và di chuyển lên xuống bằng 2 phím UP hoặc DOWN để tìm tới AND sau đó OK.

3) Phương pháp kết nối các chức năng:

-Ví dụ:

Lập trình 1 bài toán đơn giản như sau: ấn start động cơ hoạt động, ấn stop động

cơ dừng, khi động cơ hoạt động bị quá tải động cơ dừng

+ Phân công vào ra: Start I1, Stop I2, RN (role nhiệt) I3, Động cơ Q1

+ chương trình cần nhập vào như sau:

+ Khởi động LOGO! và tiến hành lập trình, khi khởi động xong ta ấn ESC đểtiến hành cài đặt chương trình.

+ Vào Program ấn OK

+ Vào Edit ấn OK

+ Vào Edit program ấn OK

+ Tới Q1 ta ấn OK, sau đó con trỏ chuột sẽ nhảy sang trái để kết nối Q1 với 1khối chức năng khác Ta tiếp tục ấn OK

+ Lúc này ta dùng phím lên để di chuyển con trỏ chuột tới ↓SF để lấy khối relaychốt, xong ta ấn OK

+ Ấn OK để tiếp tục kết nối chân S của chức năng relay chốt tới I1, lúc này nó sẽhiển thị cho ta mục ↓Co ta ấn OK sau đó chọn I1 và OK

+ Ấn OK để kết nối chân R với khối OR, ta chọn ↓GF ấn OK, tìm khối OR ấnOK

+ Ấn OK để kết nối chân in1 của OR với I2, cài đặt I2 trong ↓Co

+ Ấn OK để kết nối chân in2 của OR với I3, cài đặt I3 trong ↓Co

4) Lưu Trữ vào thẻ nhớ và chạy chương trình:

- Khi chương trình đã hoàn tất và muốn chạy thử để kiểm tra ta ấn ESC thoát ra

ngoài cho tới khi thấy START ấn OK để chương trình hoạt động.

+ Màn hình hiển thị.

+ Cổng giao tiếp với modul mở rộng

+ Cộng kết nối hỗ trợ download chương trình từ máy tính lên LOGO!

+ Phím điều khiển: để cài đặt chương trình, ngày giờ cũng như di chuyển tớinhững mục cần quan tâm

+ Phần để gắn LOGO! vào thanh ray, để thuận tiện cho việc lắp đặt dễ dàng

5.2 Nối dây cho LOGO! 12/24RC

a) Nguồn:

b) Ngõ vào:

c) Ngõ ra:

5.3 Vùng nhớ và dung lượng chương trình

6) Bài tập ứng dụng:

6.1 Mạch điều khiển tuần tự nhiều động cơ

Yêu cầu: ấn start ĐC 1 chạy, sau 5s Đc 2 chạy, sau 5s nữa ĐC 3 chạy

ấn stop hoặc role nhiệt tác động, 3 động cơ dừng

6.2 Mạch điều khiển 3 băng tải hoạt động theo yêu cầu

Yêu cầu: ấn start băng tải 3 chạy sau 1 phút băng tải 2 chạy, sau 1 phút nữa băngtải 1 chạy nếu sự cố hay quá tải, băng tải 1 dừng trước, 1 phút sau băng tải 2dừng, 1 phút nữa bang tải 3 dừng

6.3 Đảo chiều quay tự động

Yêu cầu: ấn start động cơ chạy thuận, gặp ctht thuận động cơ đảo chiều, gặp cthtngược động cơ đảo chiều, khi ấn stop hoặc quá tải rơ le nhiệt tác động, động cơdừng

6.4 Điều khiển băng tải chở vật liệu đá

6.5 Điều khiển băng tải theo thời gian tự động

6.6 Thang máy xây dựng

6.7 Thang máy xây dựng tự động

6.8 Chiếu sáng bên ngoài tòa nhà

Từ thứ 2- thứ 6 18h đèn tự động bật các cột có số thứ tự lẻ, và tự động tắt lúc 5hsáng

18h30 đèn tự động bất nốt ở các cột có số thứ tự chẵn, và tự động tắt lúc 5h sángThứ 7 và chủ nhật đèn tự động bật lúc 19h và tắt lúc 6h

6.9 Kiểm soát chương trình đóng hộp

Bài 5: LẬP TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM LOGO! SOFT

Mục tiêu bài học:

- Sử dụng, khai thác phần mềm LOGO! Soft comfort.Thực hiện kết nối giữa

PC - LOGO! và thiết bị ngoại vi

- Viết các chương trình ứng dụng theo từng yêu cầu cụ thể

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Nội dung chính:

1 Thiết lập kết nối PC – LOGO!

* Lập trình trên máy tính với LOGO! Soft Comfort

Cài đặt LOGO! Soft Comfort

• Chức năng Start.html

• Lựa chọn trong 10 ngôn ngữ

• Cài đặt phần mềm

• Bắt đầu chương trình với CD-ROM

• Hiển thị tài liệu trênCD-ROM

• Hiện thị trợ giúp Online

• Chọn thí dụ trên CD-ROM

• Chọn bản vẽ CAD trên CD-ROM

• Cài đặt các công cụ cần thiết nhất

Acrobat Reader or printer drivers

Driver cáp USB cho LOGO!

- Thực hiện theo đúng thứ tự sau !

1.Cài đặt driver (tạo đặc quyền cho administrator là cần thiết!)

2.Kết nối LOGO với máy tính bằng cáp lập trình USB

- Thanh tiêu đề

- Thanh Menu

- Thanh biểu týợng

- Cây chứa các lựa chọn lệnh nhanh

- Chuyển chế đô lựa chọn

2 Sử dụng phần mềm

Chức năng Help- trợ giúp

Chức năng Help – Update Center

Có thể cài đặt phần mở rộng, các gói dịch vụ hay thêm ngôn ngữ bằng cách vào

menu Help -> Update Center.

- Bài tập cho LOGO!

Bước 1: Chèn điểm liên kết (CO)