Do đó nội dung đào tạo PLC trong các trường dạy nghề nhằm mục đích cung cấp cho học sinh những hiểu biết cơ bản về điều khiển lập trình, trang bị cho người học những kiến thức cần thiết
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
MÃ SỐ:
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS HOÀNG NGỌC NHÂN
Hà Nội 2012
Trang 2Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những gì tôi viết trong luận văn là do sự tìm hiểu và nghiên
cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả khác, nếu
có, đều được trích dẫn cụ thể
Đề tài của luận văn chưa được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn
thạc sỹ nào trên toàn quốc cũng như nước ngoài và cho đến nay chưa được công bố
trên bất kỳ phương tiện thông tin truyền thông nào
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì tôi đã cam đoan ở trên
Hà Nội, ngày 29 tháng 3 năm 2012
Người cam đoan
Trần Thị Thu Hằng
Trang 3Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 2
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tháng 3 năm 2012 tại Viện Sư phạm kỹ thuật, Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến TS Hoàng
Ngọc Nhân đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian
nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện Sư phạm Kỹ thuật, Viện Điện
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên
cứu tại trường và cho tôi những ý kiến đóng góp sâu sắc về phương hướng nghiên cứu
của luận văn
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu cùng toàn thể các thầy cô giáo
và học viên Trường Trung cấp nghề cơ khí xây dựng đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ
trợ cho tôi thực hiện luận văn này
Cuối cùng, cho phép tôi được cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp
là nguồn động viên rất lớn đối với tôi trong quá trình thực hiện luận văn
Hà Nội, ngày 26 tháng 3 năm 2012
Tác giả
Trần Thị Thu Hằng
Trang 4Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 3
MỤC LỤC MỞ ĐẦU 7
1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 7
2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ 9
2.1 Ngoài nước 9
2.2 Ở trong nước 10
3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 10
4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 10
5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 11
6 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 11
7 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 11
8 LUẬN ĐIỂM CỦA LUẬN VĂN VÀ ĐÓNG GÓP MỚI CỦA TÁC GIẢ 11
8.1 Luận điểm của luận văn 11
8.2 Đóng góp mới của tác giả 11
9 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12
10 BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN 12
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ XÂY DỰNG BÀI GIẢNGCHO MÔĐUN DẠY HỌC 13
1.1 KHÁI NIỆM VỀ MÔ ĐUN 13
1.2 ĐÀO TẠO NGHỀ THEO MÔ ĐUN 14
1.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO MÔ ĐUN 18
1.4 LẬP KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG THEO MÔ ĐUN 19
1.5 KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP TRONG ĐÀO TẠO THEO MÔ ĐUN 22
Trang 5Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC 26
2.1 KHÁI NIỆM VỀ PLC 26
2.2 LỊCH SỬ RA ĐỜI CỦA PLC 26
2.3 PHÂN LOẠI PLC 27
2.5 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC S7-200 30
2.6 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HÃNG PLC THÔNG DỤNG 39
2.7 KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM CỦA PLC S7-200 42
2.8 ỨNG DỤNG PLC TRONG CÔNG NGHIỆP 51
2.9 MỘT SỐ LỆNH CƠ BẢN CỦA PLC S7-200 51
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI GIẢNG CHO MÔ ĐUN PLC S7 -200 ỨNG DỤNG CHO ĐÀO TẠO NGHỀ 53
3.1 THỰC TRẠNG VỀ TRANG THIẾT BỊ PHỤC VỤ ĐÀO TẠO MÔ ĐUN PLC NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TẠI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CƠ KHÍ XÂY DỰNG 53
3.2 XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI GIẢNG CHO MÔ ĐUN PLC S7-200 ỨNG DỤNG CHO ĐÀO TẠO NGHỀ 66
3.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT Ý KIẾN CHUYÊN GIA, GIÁO VIÊN 105
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109
PHỤ LỤC : mét sè lÖnh c¬ b¶n cña plc s7-200
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỤC LỤC………
Trang 6Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
05 LĐTB&XH Lao động thương binh và xã hội
Trang 7Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Phiếu theo dõi kiểm tra định kỳ mô đun
Bảng 2.1 Chương trình mô đun PLC hiện hành
Bảng 3.1 Bảng số liệu khảo sát ý kiến chuyên gia, cán bộ giáo viên về tính cấp thiết
về việc xây dựng bài giảng Môđun PLC
Bảng 3.2 Bảng số liệu khảo sát ý kiến chuyên gia, cán bộ giáo viên về tính khoa học
của việc xây dựng cấu trúc mô đun PLC
Bảng 3.3 Bảng số liệu khảo sát ý kiến chuyên gia, cán bộ giáo viên về tính loogic
của việc xây dựng cấu trúc mô đun PLC
Bảng 3.4 Bảng số liệu khảo sát ý kiến chuyên gia, cán bộ giáo viên về tính khả thi
của việc xây dựng cấu trúc mô đun PLC
Bảng 3.5 Bảng số liệu khảo sát ý kiến chuyên gia, cán bộ giáo viên về các yếu tố ảnh
hưởng tới việc triển khai đào tạo Môđun PLC
Trang 8Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 7
MỞ ĐẦU
1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, vấn đề đào tạo một đội ngũ nhân lực có chất lượng cao đang trở nên cấp bách Trong
giai đoạn hiện nay, cuộc cách mạng khoa học, kỹ thuật, công nghệ phát triển với
những bước tiến nhảy vọt đã tác động đến tất cả các lĩnh vực; làm biến đổi nhanh
chóng và sâu sắc đời sống vật chất, tinh thần xã hội
Chúng ta đang bước vào thế kỷ 21, thế kỷ của thời đại thông tin, của nền kinh tế
tri thức với những thách thức của hội nhập toàn cầu Trong vài thập kỷ qua, sự phát
triển của khoa học kỹ thuật đã có tác động rất lớn tới mọi lĩnh vực đời sống xã hội nói
chung và khoa học công nghệ nói riêng, đặc biệt là công nghệ tự động Công nghệ
điều khiển tự động đã có một vai trò quan trọng làm thay đổi lớn về tổ chức và công
nghệ và sản xuất
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi của khoa học kỹ thuật, nguyên tắc học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn, gắn liền với đời
sống xã hội đã đặt ra cho giáo dục đào tạo một nhiệm vụ lớn, đặc biệt trong đào tạo
nghề là phải phát triển được nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu của xã hội Vấn đề đặt ra
trước tiên là đội ngũ giáo viên và phương tiện dạy học phải tiếp cận được với khoa
học kỹ thuật hiện đại, đồng thời phải khắc phục được những yếu kém còn tồn đọng
của những năm trước Đổi mới giáo dục đang diễn ra trên quy mô toàn cầu Bối cảnh
trên đã tạo nên những thay đổi sâu sắc trong giáo dục, từ quan niệm về chất
lượng giáo dục, xây dựng nhân cách người học đến cách tổ chức quá trình và hệ
thống giáo dục Nhà giáo thay vì chỉ truyền đạt tri thức chuyển sang cung cấp cho
người học phương pháp thu nhận thông tin một cách có hệ thống, có tư duy phân tích
và tổng hợp Đặc biệt trong điều kiện nước ta hiện nay, nền kinh tế đang trên đà phát
triển nhiều cơ hội và cũng nhiều thách thức Nền công nghiệp nước nhà còn thiên về
gia công và lắp ráp, các lĩnh vực công nghệ cao đang hình thành và sẽ phát triển Việc
phổ biến nghề rộng rãi, và đào tạo nghề cơ bản cho người lao động, nhất là tầng lớp
Trang 9Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 8
thanh thiếu niên với những nội dung đào tạo nghề thiết thực, hiện đại giúp họ tự tìm
kiếm công ăn việc làm hoặc để nâng cao năng suất lao động đang là một nhu cầu bức
bách của toàn xã hội
Năm 2008 Tổng cục dạy nghề ban hành và triển khai tập huấn thực hiện
chương trình khung là bước đi cần thiết, với danh mục bước đầu xây dựng 48 nghề
đào tạo theo mô đun đã phản ánh sự bắt nhịp nhậy bén với xu thế đào tạo nghề trong
khu vực và thế giới Đào tạo theo mô đun là cách thức đào tạo có rất nhiều ưu điểm
đặc biệt với đào tạo nghề, điều đó được thể hiện qua những lý luận và thực tiễn đã
được áp dụng ở nhiều nước trong khu vực và trên thế giới Trường Trung cấp nghề Cơ
khí xây dựng đã và đang cố gắng đẩy mạnh triển khai việc đổi mới chương trình, giáo
trình và các phương pháp dạy học trong tất cả các môn học và trong tất cả các hệ đào
tạo bảo đảm phù hợp với mục tiêu đào tạo của nhà trường và nhu cầu của xã hội Nhà
trường đã đầu tư mua sắm thiết bị phục vụ quá trình giảng dạy, các thiết bị dạy học
hiện đại, khuyến khích ứng dụng CNTT và các phương pháp giảng dạy mới vào quá
trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học
Bên cạnh đó, cùng với sự phát triển không ngừng của các thành tựu khoa học
công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển lập trình cho phép các nhà chế tạo ứng dụng
vào các hệ thống điều khiển ngày càng tin cậy hơn với tốc độ xử lý nhanh hơn và giá
thành hạ hơn Chất lượng sản phẩm, phạm vi ứng dụng và năng suất sử dụng ngày
càng được được xã hội quan tâm Chính vì vậy, hiện nay các trường đào tạo từ trung
cấp nghề, trung cấp chuyên nghiệp, cao đẳng, đại học đã đưa chương trình mô đun đào
tạo PLC vào giảng dạy Việc sử dụng PLC trong hệ thống điều khiển giúp cho quá
trình điều khiển một cách chính xác, tối ưu nhằm tăng hiệu quả quá trình sản xuất và
tăng năng suất sử dụng PLC là thiết bị điều khiển khả trình có khả năng đáp ứng các
quá trình trong công nghiệp, có lớp ứng dụng rộng như: ứng dụng trong công nghiệp,
dân dụng, xây dựng, giao thông, thủy lợi, nông nghiệp, khai thác tài nguyên… Bộ
điều khiển lập trình PLC được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hóa, không chỉ
trong các máy móc công nghiệp, dây chuyền sản xuất mà còn trong các ứng dụng dân
dụng Chính vì vậy, việc nắm bắt kỹ năng sử dụng và khai thác PLC là mục tiêu cấp
thiết đặt ra với cán bộ, kỹ sư, công nhân làm việc trong các ngành nghề liên quan đến
Trang 10Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 9
tự động hóa Để triển khai ứng dụng PLC trong lĩnh vực tự động hóa, vấn đề đào tạo
và chuyển giao công nghệ là rất quan trọng Nhiều trường đã được trang bị máy móc
hiện đại, các bàn thực hành PLC phục vụ quá trình giảng dạy Tuy nhiên, lĩnh vực này
đối với các trường Trung cấp nghề còn rất mới mẻ cả về điều kiện nghiên cứu và điều
kiện trang bị Do đó nội dung đào tạo PLC trong các trường dạy nghề nhằm mục đích
cung cấp cho học sinh những hiểu biết cơ bản về điều khiển lập trình, trang bị cho
người học những kiến thức cần thiết để tiếp cận được với các thiết bị tự động hiện đại
đang được sử dụng ngày càng nhiều trong kỹ thuật và đời sống Mặt khác, thực trạng
của Trường Trung cấp nghề Cơ khí xây dựng hiện nay mới được trang bị bàn thực
hành PLC S7-200 phục vụ cho đào tạo mô đun PLC cơ bản trong chương trình dạy
nghề trình độ Trung cấp nghề - nghề Điện công nghiệp Cho nên việc xây dựng các
bài giảng cho mô đun PLC S7-200 là rất cần thiết, giúp người học dễ tiếp thu và nâng
cao kiến thức về điều khiển lập trình
Từ những lý do trên, được sự đồng ý của TS Hoàng Ngọc Nhân, tôi đã lựa
chọn đề tài: “ Xây dựng bài giảng cho môđun PLC S7-200 ứng dụng cho đào tạo nghề
” làm đề tài luận văn Thạc sĩ của mình
Trong phạm vi giới hạn, luận văn này chỉ đề cập đến các nội dung cơ bản sau:
- Cơ sở lý luận về xây dựng bài giảng cho mô đun dạy học, đưa ra kết cấu chương
trình mô đun PLC nghề Điện công nghiệp trong chương trình khung của Bộ Lao động
Thương binh và Xã hội ban hành
- Những nội dung cơ bản về ngôn ngữ lập trình thông dụng mà trong chương trình
đào tạo trung cấp nghề cần trang bị cho học sinh
- Hệ thống những bài tập điển hình, phản ánh được tương đối đầy đủ các công nghệ
cơ bản, để học sinh rèn luyện kỹ năng nghề
Với sự hiểu biết và khả năng có hạn, luận văn này chắc chắn sẽ còn nhiều hạn
chế, thiếu sót, rất mong được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn
Trang 11Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 10
động điều khiển được đặt lên hàng đầu trong quá trình nghiên cứu cũng như ứng
dụng công nghệ mới vào trong sản xuất Nó đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo,
sự chính xác của hệ thống sản xuất ngày một cao hơn, để có thể đáp ứng được nhu cầu
về số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày càng cao của xã hội
Ở các nước công nghiệp phát triển, công nghệ điều khiển tự động đã đạt tới trình độ
khá cao và ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Việc sử dụng công nghệ tự
động hóa trong hệ thống điều khiển giúp cho quá trình điều khiển một cách chính xác,
tối ưu nhằm mục đích tăng hiệu quả quá trình sản xuất và tăng năng suất sử dụng
2.2 Ở trong nước
Nền công nghiệp trong nước đang phát triển nhanh chóng với sự hình thành nhiều
khu công nghiệp, khu chế xuất và công nghệ cao
Trong những năm gần đây, đặc biệt là trong thời gian đổi mới, kinh tế của nước ta đã
chuyển hướng sang nền kinh tế thị trường có sự điều tiết của nhà nước, mở rộng quan
hệ với các nước, hội nhập với thế giới Quan hệ hợp tác quốc tế trên nhiều lĩnh vực đặc
biệt trong sản xuất công nghiệp Nhiều công ty nước ngoài đã đầu tư sản xuất tại Việt
Nam, các công ty này hầu hết trang bị các thiết bị tiên tiến và hiện đại Vì thế tự động
hóa trong sản xuất là lĩnh vực được Nhà Nước đặc biệt quan tâm Với khả năng ứng
dụng và nhiều ưu điểm nổi bậc, PLC ngày càng thâm nhập sâu rộng trong nền sản
xuất Do yêu cầu phát triển công nghiệp, yêu cầu chất lượng sản phẩm, đặc biệt là yêu
cầu hội nhập nên nhiều công ty, viện nghiên cứu trong nước đã trang bị máy móc điều
khiển tự động ứng dụng trong công nghiệp, dân dụng, xây dựng, giao thông, thủy lợi,
nông nghiệp, khai thác tài nguyên… Nhận thức được tầm quan trọng đó, nên chúng ta
cần nghiên cứu, tìm hiểu về PLC, nhằm góp phần vào công cuộc CNH- HĐH đất
nước
3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Vận dụng khung chương trình đào tạo, mục tiêu đào tạo nghề để xây dựng
chương trình môn học và hệ thống bài thực hành mô đun PLC S7-200 tại trường Trung
cấp nghề Cơ khí Xây dựng nhằm nâng cao chất lượng dạy học
4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Trang 12Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 11
Bài giảng mô đun PLC S7-200 nghề điện công nghiệp tại trường Trung cấp
nghề Cơ khí Xây dựng
5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Để đạt được mục đích nghiên cứu, đề tài đặt ra một số nhiệm vụ nghiên cứu cụ
thể như sau:
- Tổng quan cơ sở lý luận và phương pháp dạy học theo mô đun
- Tổng quan về PLC S7-200
- Vận dụng khung chương trình đào tạo, mục tiêu đào tạo để biên soạn chương trình
và hệ thống bài thực hành cho mô đun PLC S7-200 tại trường Trung cấp nghề Cơ khí
xây dựng
6 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Hiện nay chất lượng đào tạo mô đun PLC S7-200 nghề điện công nghiệp tại
trường Trung cấp nghề Cơ khí xây dựng còn thấp do chưa vận dụng được những hệ
thống bài thực hành vào quá trình dạy học Nếu xây dựng được nội dung chương trình
và hệ thống bài thực hành thì sẽ nâng cao chất lượng đào tạo tại trường Trung cấp
nghề Cơ khí xây dựng
7 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đề tài tập trung nghiên cứu biên soạn nội dung mô đun và hệ thống bài thực hành
8 LUẬN ĐIỂM CỦA LUẬN VĂN VÀ ĐÓNG GÓP MỚI CỦA TÁC GIẢ
8.1 Luận điểm của luận văn
- Học nghề không phải học để “biết” mà học để “làm” Thực hiện nguyên lý “học
đi đôi với hành”, cần đổi mới nội dung chương trình môn học và hệ thống bài thực
hành
- Để chương trình môn học và hệ thống bài thực hành đến được với học sinh, cần
được cấu trúc chương trình phù hợp, tích hợp giữa lý thuyết và thực hành
8.2 Đóng góp mới của tác giả
- Hệ thống hóa được một số vấn đề lý luận về dạy học theo mô đun
- Cấu trúc lại chương trình môđun PLC S7-200
- Xây dựng một số bài giảng cho môđun PLC S7-200
Trang 13Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 12
9 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tác giả đã sử dụng các phương pháp sau đây để nghiên cứu luận văn:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa các văn kiện,
tài liệu có liên quan đến đề tài để xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Tác giả đã sử dụng phương pháp khảo sát
bằng phiếu hỏi lấy ý kiến CBQL, GV, HS để đánh giá thực trạng về nội dung môn học
và khả năng thực hành tại trường Trung cấp nghề Cơ khí xây dựng
- Phương pháp bổ trợ khác: Phương pháp thống kê toán học Tác giả đã sử dụng
phương pháp thống kê toán học để xử lý các số liệu khảo sát và thực nghiệm
10 BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và các danh mục tài liệu tham khảo, các
phụ lục của luận văn, nội dung luận văn bao gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận về xây dựng bài giảng cho mô đun dạy học
Chương 2: Tổng quan về PLC
Chương 3: Xây dựng một số bài giảng cho mô đun PLC S7-200 ứng dụng cho đào tạo
nghề ( trình độ trung cấp nghề)
Trang 14Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 13
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG
CHO MÔĐUN DẠY HỌC
1.1 KHÁI NIỆM VỀ MÔ ĐUN
1.1.1 Khái niệm về mô đun dạy học
Khái niệm mô đun dạy học được chuyển hoá từ khái niệm mô đun trong kỹ thuật
vào các lĩnh vực giáo dục ( giáo dục Đại học, dạy nghề và giáo dục thường xuyên)
Trong các lĩnh vực giáo dục kể trên, mô đun cũng được định nghĩa khác nhau Trong
trường hợp tổng quát, người ta coi mô đun dạy học là một đơn vị, một bộ phận của nội
dung, chương trình dạy học, được tổ chức theo một nhiệm vụ hoặc một chủ đề học tập
nhất định Trong dạy nghề, môđun đào tạo nghề là “một bộ phận công việc được phân
chia hợp lý trong toàn bộ kiến thức và kỹ năng của một nghề” Nó có tính độc lập
tương đối về nội dung đào tạo
Tùy theo mục đích và cách tiếp cận, đào tạo, đã có nhiều cách quan niệm và định
nghĩa về mô đun dạy học Định nghĩa do L.D’Hainaut và Nguyễn Ngọc Quang đưa ra:
“Mô đun dạy học là một đơn vị chương trình dạy học tương đối độc lập, được cấu trúc
một cách đặc biệt nhằm phục vụ cho người học Nó chứa đựng cả mục tiêu dạy học,
nội dung dạy học, phương pháp dạy học và hệ thống công cụ đánh giá kết quả lĩnh hội,
gắn bó chặt chẽ với nhau thành một thể hoàn chỉnh”
1.1.2 Môđun kỹ năng hành nghề (MKH)
* Khái niệm
Mô đun kỹ năng hành nghề (Module of Employable Skills - MES) là một phần nội
dung đào tạo của một hoặc một số nghề hoàn chỉnh, được cấu trúc theo các mô đun
tích hợp giữa lý thuyết với thực hành mà sau khi học xong học sinh có thể ứng dụng để
hành nghề trong xã hội.[6]
Đây là một khái niệm linh hoạt, bởi lẽ phạm vi hành nghề của mỗi nghề là hết sức
đa dạng: diện nghề có thể là diện rộng, hẹp; trình độ nghề có thể cao thấp khác nhau,
tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng lao động Nói cách khác mô đun kỹ năng hành
nghề linh hoạt vì nó phụ thuộc vào tổ chức quy trình công nghệ (lao động) và sự phân
công lao động của từng giám đốc xí nghiệp cho mỗi người lao động trong từng điều
Trang 15Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 14
kiện phù hợp với cách điều hành công việc của họ Nó cũng còn tùy thuộc vào quy mô
sản xuất và trình độ công nghệ được áp dụng trong mỗi xí nghiệp
* Cấu trúc của mô đun
Nội dung đào tạo của mỗi mô đun được chia thành từng phân tố gọi là đơn nguyên
học tập Mỗi đơn nguyên học tập trình bày một vấn đề chuyên biệt về kiến thức và kỹ
năng của một công việc nào đó và có thể dùng cho người dạy lẫn người học
Mỗi đơn nguyên học tập thường được cấu trúc bởi các phần sau đây:
Mục tiêu cho người học
Danh mục các phương tiện, thiết bị, vật liệu….cần cho việc học tập
Danh mục các đơn nguyên học tập có liên quan
Tài liệu học tập của đơn nguyên
Các câu hỏi, các bài kiểm tra để đánh giá kết quả học tập
Đơn nguyên học tập gồm có các loại chính sau:
Loại hình hoạt động
Loại thông tin về kỹ thuật, thiết bị, công cụ
Loại thông tin về vật liệu, phương pháp
Loại thông tin về biểu đồ sơ đồ
Loại lý thuyết
Loại an toàn lao động
1.2 ĐÀO TẠO NGHỀ THEO MÔ ĐUN
Đào tạo theo mô đun là phương pháp đào tạo theo tiếp cận mục tiêu dựa trên năng
lực thực hiện trong đó nội dung đào tạo được chia thành các mô đun với tính mở, tính
mềm dẻo và linh hoạt cao, phù hợp với thị trường lao động luôn biến đổi
Mô đun đào tạo là đơn vị chương trình dạy học tương đối độc lập, được cấu trúc
một cách đặc biệt bao gồm mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học và hệ thống công
cụ đánh giá kết quả lĩnh hội, chúng gắn bó với nhau như một chỉnh thể và có tính độc
lập tương đối
Khác với các môn học, các mô đun đào tạo được xây dựng dựa trên lôgíc của hoạt
động nghề nghiệp, trong đó tích hợp kiến thức lý thuyết với kỹ năng thực hành nghề
nghiệp hướng tới năng lực thực hiện các công việc và nhiệm vụ trong nghề Mỗi mô
Trang 16Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 15
đun là chương trình đào tạo năng lực thành phần cần thiết để thực hiện một công việc
Các mô đun có thể kết hợp với nhau linh hoạt để hình thành nên một chương trình đào
tạo đáp ứng nhu cầu đào tạo năng lực cho một nghề, một việc làm hay một phần việc
làm phù hợp với nhu cầu cá nhân người học, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và
với cấu trúc của nghề
1.2.1 Chức năng của mô đun dạy học
Mô đun dạy học có chức năng rất quan trọng trong việc tổ chức quá trình dạy học
- Mỗi mô đun dạy học là một phương tiện tự học hiệu nghiệm vì nó tương ứng với
một chủ đề dạy học xác định, lại được phân chia thành từng phần nhỏ ( tiểu mô đun)
với hệ thống mục tiêu chuyên biệt và các Test đánh giá tương ứng Sau khi học xong
tiểu mô đun này, người học tiến tới tiểu mô đun tiếp theo và cứ thế mà hoàn thành
được nhiệm vụ học tập Tâm lý dạy học đã chứng minh rằng: Nếu phân chia nhiệm vụ
học tập thành các phần nhỏ, hướng dẫn cho người học từng bước làm việc độc lập, tiến
hành củng cố và đánh giá sau mỗi phần nhỏ thì sẽ giúp cho người học nâng cao được
chất lượng học tập
- Do tính độc lập tương đối về nội dung dạy học, có thể “lắp ghép” và “tháo gỡ”
các mô đun về xây dựng những chương trình dạy học đa dạng, phong phú, đáp ứng
yêu cầu của dạy học theo kiểu phân hoá, cá thể hoá- tiến theo nhịp độ của cá nhân
Nhờ khả năng “lắp ghép” của các mô đun, người học dưới sự hướng dẫn của giáo viên
có thể thiết kế được chương trình học tập của riêng và học tập theo nhịp độ cá nhân để
đạt tới mục tiêu Khi cần chuyển sang ngành học khác, họ lại “tháo gỡ” các mô đun đã
tích luỹ được, sử dụng các mô đun phù hợp và “lắp ghép” thêm các mô đun mới để đát
được mục tiêu dạy học mới (có thể là một văn bằng mới) mà không phải học lại từ đầu
như kiểu tổ chức dạy học truyền thống Các mô đun dạy học có tính chất “lắp ghép” và
“tháo gỡ” sẽ tránh được tình trạng bỏ trống hoặc trùng lặp nội dung dạy học như trong
tổ chức dạy học theo kiểu truyền thống
- Do mô đun dạy học được biên soạn theo một số chuẩn mực nên có thể dùng
chung, lắp lẫn trong nhiều ngành học Đây là thuận lợi rất căn bản trong việc tổ chức
đào tạo; cải cách nội dung, phương pháp dạy học; tổ chức biên soạn và cung cấp sách
giáo khoa, tài liệu học tập, các phương tiện kỹ thuật dạy học, các dụng cụ nghiên cứu
Trang 17Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 16
và thí nghiệm cho người học
- Do có mô đun có thể dùng chung, lắp lẫn nên người ta có thể tổ chức các nhóm
chuyên gia giỏi để biên soạn tài liệu dạy học với chất lượng cao, đảm bảo tính kinh tế
của việc sản xuất và cung cấp tài liệu dạy học
Mô đun dạy học có nhiều cấp độ ở các mô đun lớn và mô đun thứ cấp thì tính chất
“lắp ghép” và “tháo gỡ” thể hiện nổi trội Chúng thường được dùng để thiết kế các
chương trình dạy học ở các mô đun nhỏ (tiểu mô đun) thì tính chất tự học lại thể hiện
nổi trội Mô đun nhỏ là tài liệu tự học có hiệu quả của người học Tính “lắp ghép” và
tính “tự học được” có quan hệ biện chứng với nhau: nhờ tính “ tự học được” mới sản
sinh ra khả năng và yêu cầu “lắp ghép”; Tính “lắp ghép” lại đặt ra yêu cầu về tính “ tự
học được” của mô đun
Đó là những điểm cần lưu ý khi biên soạn mô đun và sử dụng mô đun để thiết kế
chương trình dạy học Khái niệm mô đun dạy học ngoài ý nghĩa của một đơn vị
chương trình dạy học, nó còn thể hiện đặc trưng của cách thiết kế và biên soạn tài liệu
dạy học
1.2.3 Cấu trúc của một mô đun dạy học
Theo L.D’Hainaut, một mô đun dạy học gồm ba bộ phận chủ yếu
- Hệ vào ( Entrance system)
- Thân mô đun (core of the module)
- Tên gọi hay tiêu đề của mô đun
- Giới thiệu vị trí, tầm quan trọng và lợi ích của việc học theo mô đun
- nêu rõ các kiến thức, kỹ năng cần có trước
- Hệ thống mục tiêu của mô đun
- Test đầu vào mô đun
* Thân mô đun:
Trang 18Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 17
Là một bộ phận chủ yếu của mô đun Nó chứa đầy đủ nội dung dạy học được trình
bày theo một cấu trúc rất rõ ràng Thân mô đun gồm một loạt những tiểu mô đun ( về
lý thuyết và thực hành) kế tiếp nhau
Mỗi thân mô đun gồm bốn phần:
- Phần mở đầu: Giống hệ vào của mô đun
- Nội dung và phương pháp học tập
- Phần tổng hợp
- Test trung gian
Khi cần thiết, thân mô đun còn được bổ sung các mô đun phụ đạo giúp cho người học
bổ sung kiến thức còn thiếu, sửa chữa sai sót và ôn tập
* Hệ ra gồm:
- Một bản tổng kết chung
- Một Test kết thúc
- Hệ thống chỉ dẫn để tiếp tục học tập tuỳ theo kết quả tự học mô đun của người
học Nếu đạt tất cả mục tiêu của mô đun, người học chuyển sang mô đun tiếp theo
Nếu không qua được phần lớn các Test kết thúc thì người học cần học lại những tiểu
mô đun chưa đạt hoặc mô đun phụ đạo
Thông thường, để dạy học theo mô đun được thuận lợi, cần thiết phải có số công cụ
để tạo thành một loại “gói hàng trí dục” (Instructional package hoặc Sef-learning
Package) Gói hàng trí dục gồm:
- Những bản hướng dẫn:
+ Cho giáo viên: hướng dẫn giảng dạy
+ Cho học viên: Hướng dẫn học tập
+ Hoặc kết hợp hai bản hướng dẫn trên thành một bản hướng dẫn dạy học cho cả
giáo viên và học viên
- Giáo trình: Đó là những tài liệu chứa đựng những thông tin cần thiết ứng với các
dạng hoạt động học tập khác nhau
- Hệ thống Test: để điều khiển quá trình dạy học, đảm bảo mối quan hệ ngược bên
trong và ngoài
Trang 19Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 18
1.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO MÔ ĐUN
1.3.1 Ưu điểm
- Nhanh chóng và kịp thời bổ sung được những kiến thức và kỹ năng nghề phù hợp
với sự biến đổi nhanh chóng của tiến bộ kỹ thuật và công nghệ, có điều kiện để đào tạo
bám sát được yêu cầu của sản xuất Vì đây là hệ thống mở nên có thể bổ sung hoặc
thay đổi các đơn nguyên học tập một cách dễ dàng
- Mục tiêu đào tạo và cấu trúc nội dung đa dạng, thời gian đào tạo ngắn, phù với
nhu cầu của người học cũng như người sử dụng lao động
- Đào tạo ban đầu và nâng cao trình độ là một quy trình được thực hiện kế tục và
thường xuyên, tạo điều kiện cho người lao động có thể nhanh chóng đi vào nghề
nghiệp cũng như có thể nâng cao trình độ nghề nghiệp tới đỉnh cao khi có điều kiện
- Nội dung đào tạo được tích hợp giữa lý thuyết và thực hành, thực hiện tốt nguyên
lý “học đi đôi với hành” để nâng cao chất lượng và đào tạo
- Nâng cao tính mền dẻo, linh hoạt của quá trình đào tạo nghề, tạo điều kiện liên
thông giữa các nghề, đặc biệt đối với những nghề cùng một lĩnh vực kỹ thuật nhờ việc
sử dụng chung một số mô đun dơn vị
- Học sinh có thể tự học, tự đánh giá giá nhờ các hướng dẫn, các bài tập kiểm tra,
trắc nghiệm sau khi học xong mỗi mô đun
- Tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên trong quá trình hướng dẫn giảng dạy nhờ
những quy định và hướng dẫn cụ thể đối với giáo viên
- Có điều kiện thực hiện ‘cá nhân hoá cao trong đào tạo” nhờ việc đánh giá khả
năng, trình độ của từng học viên trước khi học và hướng dẫn lựa chọ cac module thích
hợp để đạp yêu cầu học tập của học cũng như mục tiêu đào tạo của nhà trường
1.3.2 Nhược điểm
- Thiếu tính hệ thống chặt chẽ của từng bộ môn khoa học kỹ thuật
- Cấu trúc nội dung đào tạo hoàn chỉnh theo toàn khoá của một nghề kém phân
logic
- Việc trang bị kiến thức kỹ thuật cơ bản cho một nghề diện rộng để tạo khả năng
phát triển lâu dài cũng như tạo nên tính thức ứng cao của người học với sự biến đổi
của khoa học và công nghệ bị hạn chế bởi thời gian đào tạo và cấu trúc logic ủa quá
Trang 20Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 19
trình đào tạo Mặt khác, những kiến thức này thường được coi là “chưa cần thiết” đối
với đào tạo ngắn hạn
- Đào tạo theo mô đun có thể kém hiệu quả đối với những nghề, những môn học
mà phần thực hành chiếm quá ít hoặc khi các chuẩn đánh giá jgông được quy định rõ
ràng
- Đào tạo theo mô đun tốn kém hơn phương thức hiện hành vì biên soạn tài liệu
giảng dạy phức tạp; phương tiện, thiết bị giảng dạy cần hoàn chỉnh theo quy định
- Giáo viên cần có trình độ cao và phải được bồi dưỡng phương pháp giảng dạy
theo mô đun
1.4 LẬP KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG THEO MÔ ĐUN
Bản thiết kế bao gồm đầy đủ các yếu tố để giáo viên căn cứ vào đó thực thi quá
trình dạy học Hướng dẫn người học đạt được các mục tiêu học tập và đánh giá mức độ
đạt được mục tiêu đó
Khi bắt đầu lập kế hoạch bài dạygiáo viên cần suy nghĩ và trả lời các câu hỏi: Vì
sao? Ai? Cái gì? Như thế nào? ở đâu? Khi nào? Có như vậy kế hoạch bài dạy (soạn
giáo án) mới sát thực, trọng tâm, hướng vào người học Trình tự các bước lập kế
hoạch được tiến hành như sau:
+ Bước 1 Những thông tin chung về dạy học
- Tên môn học
- Tên bài dạy lý thuyết/module thực hành
- Đối tượng người học
- Số lượng người học
- Thời lượng ( số tiết)
+ Bước 2 Viết mục tiêu học tập
Mục tiêu trong kế hoạch bài dạy (giáo án) thuộc loại mục tiêu chuyên biệt Các
mục tiêu học tập phải được viết theo đúng cấu trúc và phải đảm bảo sao cho sau ki đọc
mục tiêu người học hiểu rõ mình phải làm được gì sau khi học xong bài đó Mục tiêu
bài học phải được công bố trước, viết ngay trong tài liệu dạy học và giới thiệu cho
người học ngay ở đầu buổi học, tiết học
+ Bước 3 Viết nội dung học tập
Trang 21Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 20
- Liệt kê các nội dung cần thiết : Nội dung phải bán sát mục tiêu, đảm bảo phủ kín
các mục tiêu học tập, không ’’lạc’’ xa mục tiêu, cần loại bỏ những nội dung quá chi
tiết hoặc không phù hợp với bài dạy Cần tránh : Viết thừa, viết thiếu và viết vừa thừa
vừa thiếu nội dung
- Sắp xếp các nội dung lại cho hợp lý : Sắp xếp hợp lý về mặt logic nhận thức của
người học Sắp xếp hợp lý trong việc thực hiện giáo án, nhất là trong dạy thực hành
- Phân bố thời gian : Thời gian được phân bố hợp lý không chỉ phụ thuộc vào
lượng nội dung mà còn tuỳ thuộc vào mức độ cần thiết dạy và học Không nhất thiết
phải trình bày tất cả các mục vì nó có những mục tiêu có thể yêu cầu người học tự đọc
sách nghiên cứu
+ Bước 4 Dự kiến cách bắt đầu bài dạy
- Có nhiều cách bắt đầu bài dạy : ôn bài cũ ; kiểm tra bài cũ ; nêu tầm quan trọng
bài mới ; bắt đầu từ một sự kiện, hiện tượng có thực liên quan chặt chẽ đến bài dạy,
nhưng đều nhằm mục đích chuẩn bị về mặt tâm lý, tạo động cơ, thu hút người học
hoặc tạo hưng phấn định hướng vào bài mới
+ Bước 5 Chọn phương pháp dạy học theo mô đun
- Đây là bước hết sức quan trọng đối với tiến trình dạy học Để chọn được các
phương pháp dạy học phù hợp, giáo viên cần căn cứ vào những yếu tố chủ yếu sau :
- Mục tiêu học tập (kiến thức, kỹ năng, thái độ)
- Đặc điểm của đối tượng người học (số lượng người học độ tuổi trình độ đã có,
kinh nghiệm thực tế, phong cách học tập…)
- Tài liệu và phương tiện dạy học (học liệu, giáo cụ trực quan, phương tiện nghe
nhìn, phần mền dạy học…)
- Năng lực sở trường của chính giáo viên
- Quỹ thời gian giành cho toàn bài và cho từng đơn vị nội dung của bài
- Tính khả thi xét trên nhiều phương tiện
+ Bước 6 Xác định và liệt kê các tài liệu dạy học
Tài liệu dạy học phải được xác định và liệt kê đầy đủ và phù hợp với bài dạy Một
số học liệu có phương tiện dạy học có thể có sẵn sách giáo khoa, giáo trình, một số
khác do giáo viên soạn thảo và chuẩn bị như : tình huống học tập, hoặc phiếu các bược
Trang 22Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 21
công nghệ, bảng kiểm (check list) dùng trong dạy – học thực hành
Xác định số phim trong, nội dung cần chiếu bằng máy chiếu qua đầu, thời lượng và
nội dung video cần trình chiếu, các vật liệu cho thí nghiệm, thực hành, nếu sử dụng
chúng trong bài dạy
+ Bước 7 Xác định phương tiện dạy học
Xác định và liệt kê những phương tiện dạy học cần thiết và phù hợp với phương
pháp dạy học có sẵn hoặc giáo viên tự tạo
+ Bước 8 Xác định phương pháp kiểm tra, đánh giá thích hợp
Nội dung và hình thức kiểm tra, đánh giá phải phù hợp với mục tiêu học tập của
bài dạy Cần chú ý xác định số lượng câu hỏi phải đảm bảo đánh giá được tất cả các
mục tiêu học tập, nhất là khi dùng trắc nghệm khách quan
- Kiểm tra đánh giá trong quá trình dạy học : Theo các quan niệm mới, khi tổ chức
dạy-học cần tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học, giáo viên phải thực hiện
việc kiểm tra đánh giá thường xuyên liên tục bằng nhiều hình thức khác nhau trong
quá trình dạy-học, kể cả thông qua các hìng thức tổ chức và phương pháp dạy học
phong phú, đa dạng Điều cốt yếu là làm sao để có thông tin ngược, phục vụ cho
việc ‘điều khiến hở’ quá trình dạy học theo hướng ‘đảm bảo chất lượng’ Không nhất
thiết phải kiểm tra toàn bộ học viên dưới hìn thức một bài kiểm tra
- Kiểm tra, đánh giá cuối bài : Tiến hành ngay sau khi kết thúc bài dạy hoặc sau khi
người học ôn tập củng cố, thường kiểm tra, đánh giá nhanh và chọn những nội dung cơ
bản nhất Tuy nhiên, kiểm tra đánh giá cuối bài các câu hỏi phải bao trùm được mục
tiêu của bài dạy
+ Bước 9 Dự kiến phần kết thúc bài dạy
Khi kết thúc bài dạy, giáo viên có thể tóm tắt bài, nhấn mạnh những điểm cần thiết
hoặc yêu cầu học viên tự tổng kết Giao bài tập cho học viên làm ở nhà ; giới thiệu các
học liệu và các tài liệu tham khảo chính để học viên có thể tự tìm đọc
+ Bước 10 Mô tả cách tổ chức dạy học
Cách tổ chức dạy học cần phải đề cập đến trong giáo án, nhất là giáo án bài dạy
thực hành, vì ở đó phải dự liệu trước việc chia học viên làm mấy nhóm, cần mấy người
trợ giảng, nhiệm vụ của từng người, sắp xếp bố trí nguồn nhân lực cho ca hay buổi
thực hành ra sao
Trang 23Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 22
1.5 KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP TRONG ĐÀO TẠO THEO
MÔ ĐUN
1.5.1 Mục đích
Đánh giá được năng lực thực hành nghề của người học đã đạt được để đối chiếu
với chuẩn quy định hoặc mục tiêu bài học/mô đun, yêu cầu của công việc trong sản
xuất nghề Qua đó biết được người học đã đạt mục tiêu hay chưa, nếu đạt người học có
thể học mô đun tiếp theo, nếu không đạt người học cần dừng lại để học phần chưa đạt
của mô đun đó
1.5.2 Kiểm tra đánh giá kết quả học tập
Đánh giá toàn diện về kiến thức, kỹ năng và thái độ với lưu ý nội dụng nào quan
trọng thì đưa ra nhiều câu hỏi hơn
- Kiến thức: Mục đích kiểm tra đánh giá kiến thức là xác định xem học viên đã biết
được gì, ở mức độ nào trong các nội dung đã học Tuỳ theo mục tiêu để học tập mà có
những mức độ yêu cầu khác nhau từ đơn giản nhất là tái hiện được ( kể được, mô tả
được, trình bày được), để áp dụng được, so sánh phân tích giải thích v.v
- Kỹ năng: Kiểm tra đánh giá kỹ năng là xác định xem học viên đã có khả năng
làm được gì, ở mức độ nào trong các nội dung đã học Mức độ yêu cầu người học từ
bắt chước được đến làm đúng, chuẩn xác rồi đến làm nhanh và thành thạo theo chuẩn
quy định Các mục tiêu về kỹ năng trong đào tạo nghề có thể là một quy trình, một sản
phẩm hoặc cả hai Thực hiện mục tiêu đó phải lựa chọn công cụ đánh giá nào cho thích
hợp để đo được trình độ kỹ năng của học sinh Tiến hành đánh giá quá trình thực hiện
bằng công cụ là “ danh mục kiểm tra” (cheklist) và đánh giá sản phẩm bằng công cụ là
“thang điểm” ( rating scale) hoặc bằng cả hai
- Thái độ: Kiểm tra đánh giá thái độ nhằm xem xét người học đã có cách ứng xử,
cách biểu lộ tình cảm, cách bộc lộ phẩm chất nhân cách như thế nào trước một sự kiện,
hiện tượng, trước công việc, trước đồng nghiệp
Đánh giá kỹ năng của học sinh bằng bài trắc nghiệm có thể được thực hiện theo 6
bước chủ yếu Khi đánh giá các kỹ năng phức tạp thì tất cả các bước này cần được
tuân thủ chặt chẽ Tuy nhiên trong từng trường hợp cụ thể thì một số bước có thể bỏ
qua
Trang 24Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 23
- Xác định tình huống hay vấn đề cần đánh giá
- Xác định công việc hay kỹ năng cần đánh giá
- Liệt kê các vật liệu, công cụ và thiết bị cần cho việc đánh giá
- Thiết lập các tiêu chuẩn về sự thực hiện kỹ năng đó
- Lựa chọ chiến lược đánh giá kỹ năng đó
- Soạn thảo công cụ đánh giá ( danh mục kiểm tra, thang điểm hoặc cả hai)
* Loại hình kiểm tra đánh giá
- Kiểm tra đánh giá thường xuyên
Cung cấp thông tin phản hồi nhanh để điều chỉnh quá trình dạy học ở mỗi giai đoạn
cần thiết Thúc đẩy học viên nỗ lực học tập thường xuyên trong cả khoá học Giáo viên
có cơ sở để điều chỉnh PPDH và giúp đỡ học viên kịp thời Loại hình kiểm tra này
được thực hiện bám sát từng nội dung dạy học cụ thể trong từng tiểu module, module
thông qua các hình thức tổ chức, phương pháp, kỹ thuật dạy học đa dạng, phong phú
của giáo viên, như: Vấn đáp, thảo luận nhóm, quan sát trình diễn đặc biệt thông qua
quan sát thường xuyên trong quá trình dạy học, giáo viên có thể đánh giá chính xác sự
chuyển biến, sự tiến bộ về thái độ của người học
- Kiểm tra đánh giá định kỳ
Phương pháp kiểm tra này là thành phần hết sức quan trọng của hệ thống kiểm tra
đánh giá (KTĐG) trong đào tạo nghề theo NLTH (năng lực thực hiện) với mudole
thực hành, bài kiểm tra định kỳ thực hành tập trung vào KTĐG kỹ năng thực hiện ở
từng tiểu module học tập Cấp độ NLTH phải đạt tới tối thiểu là “đạt” trong bảng kiểm
tra đánh giá quy trình, thang giá trị mức độ hoặc đạt cấp độ 3 theo thang đánh giá sự
thực hiện – PRS (Peformance Ratinh Scale):
Giáo viên tổng hợp các kết quả đã đánh giá vào bảng để kết luận học sinh
đạt/không đạt; nếu không đạt thì phải học lại phần nào
Kết quả KTĐG định kỳ môn mudole tuần tự theo 4 khía cạnh: Quy trình, sản phẩm, an
toàn và thái độ được ghi dấu (x) nếu đạt, (o) nếu không đạt, dấu(-) nếu không kiểm tra đánh
giá Phiếu theo dõi đánh giá định kỳ theo mẫu sau: (mẫu 3.1, Tài liệu bồi dưỡng PPDH-Đào
tạo mở rộng)
Trang 25Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 24
Phiếu theo dõi kiểm tra định kỳ mô đun
Khóa học:
Mô đun:
Đánh giá định kỳ MĐ1
ngày
MĐ2 ngày
Trang 26Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 25
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Mô đun kỹ năng hành nghề (Module of Employable Skills - MES) là một phần nội
dung đào tạo của một hoặc một số nghề hoàn chỉnh, được cấu trúc theo các mô đun
tích hợp giữa lý thuyết với thực hành mà sau khi học xong học sinh có thể ứng dụng để
hành nghề trong xã hội Nội dung đào tạo của mỗi mô đun được chia thành từng phân
tố gọi là đơn nguyên học tập Mỗi đơn nguyên học tập trình bày một vấn đề chuyên
biệt về kiến thức và kỹ năng của một công việc nào đó và có thể dùng cho người dạy
lẫn người học
Đào tạo theo mô đun là phương pháp đào tạo theo tiếp cận mục tiêu dựa trên năng
lực thực hiện trong đó nội dung đào tạo được chia thành các mô đun với tính mở, tính
mềm dẻo và linh hoạt cao, phù hợp với thị trường lao động luôn biến đổi
Mô đun đào tạo là đơn vị chương trình dạy học tương đối độc lập, được cấu trúc
một cách đặc biệt bao gồm mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học và hệ thống công
cụ đánh giá kết quả lĩnh hội, chúng gắn bó với nhau như một chỉnh thể và có tính độc
lập tương đối
Mô đun dạy học có nhiều cấp độ ở các mô đun lớn và mô đun thứ cấp thì tính chất
“lắp ghép” và “tháo gỡ” thể hiện nổi trội Chúng thường được dùng để thiết kế các
chương trình dạy học ở các mô đun nhỏ (tiểu mô đun) thì tính chất tự học lại thể hiện
nổi trội Mô đun nhỏ là tài liệu tự học có hiệu quả của người học Tính “lắp ghép” và
tính “tự học được” có quan hệ biện chứng với nhau: nhờ tính “ tự học được” mới sản
sinh ra khả năng và yêu cầu “lắp ghép”; Tính “lắp ghép” lại đặt ra yêu cầu về tính “ tự
học được” của mô đun
Một mô đun dạy học gồm ba bộ phận chủ yếu
- Hệ vào ( Entrance system)
- Thân mô đun (core of the module)
- Hệ ra ( Exit system)
Trang 27Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 26
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC 2.1 KHÁI NIỆM VỀ PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình được
(khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một
ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự
kiện
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều
khiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác
định bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC
sẽ thực hiện viêïc điều khiểûn dựa vào chương trình này Như vậy nếu muốn thay đổi
hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên
trong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một
cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay
Relay
Khác với các hệ thống điều khiển trước PLC có thể thỏa mãn được các yêu cầu sau:
+ Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học
+ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa
+ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp
+ Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp
+ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các môi
Modul mở rộng
+ Giá cả có thể cạnh tranh được
2.2 LỊCH SỬ RA ĐỜI CỦA PLC
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (programmable controller) đã được những
nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống
này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận
hành hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ,
dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các
thiết bị lập trình ngoại vi hổ trợ cho công việc lập trình
Trang 28Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 27
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay
(programmable controller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo
ra một sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình Trong giai đoạn này các
hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây
nối trong hệ thống điều khiển cổ điển Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng
bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là :Dạng lập trình
dùng giản đồ hình thang (The diagroom format) Trong những năm đầu thập niên
1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hổ
trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation) Do sự phát
triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao
tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn Sự
phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đã làm cho
hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõ
vào/ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương trình tăng lên
hơn 128.000 từ bộ nhớ (word of memory) Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ
thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả
năng của từng hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét
(scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp số
lượng cổng ra/vào lớn Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ
thống khác thông qua CIM Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ
thống: Robot, Cad/Cam… ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC
với các chức năng điều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC
(super PLCS) cho tương lai
2.3 PHÂN LOẠI PLC
Đầu tiên là khả năng và giá trị cũng như nhu cầu về hệ thống sẽ giúp người sử
dụng cần những loại PLC nào mà họ cần Nhu cầu về hệ thống được xem như là một
nhu cầu ưu tiên, nó giúp người sử dụng biết cần loại PLC nào và đặc trưng của từng
loại để dễ dàng lựa chọn Thông thường, người ta phân loại PLC gồm các loại sau:
Loại 1 : Micro PLC (PLC siêu nhỏ)
Trang 29Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 28
Micro PLC thường được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất nhỏ, các ứng
dụng trực tiếp trong từng thiết bị đơn lẻ (ví dụ: điều khiển băng tải nhỏ Các PLC này
thường được lập trình bằng các bộ lập trình cầm tay, một vài micro PLC còn có khả
năng hoạt động với tín hiệu I/O tương tự (analog) (ví dụ:việc điều khiển nhiệt độ) Các
tiêu chuẩu của một Micro PLC như sau:
Small PLC thường được dùng trong việc điều khiển các hệ thống nhỏ (ví dụ :
Điều khiển động cơ, dây chuyền sản xuất nhỏ), chức năng của các PLC này thường
được giới hạn trong việc thực hiện chuổi các mức logic, điều khiển thay thế rơle Các
tiêu chuẩn của một small PLC như sau:
- Có 128 ngõ vào/ra (I/O)
- Dùng vi xử lý 8 bit
- Thường dùng để thay thế các role
- Dùng bộ nhớ 2K
- Lập trình bằng ngôn ngữ dạng hình thang (ladder) hoặc liệt kê
- Có timers/counters/thanh ghi dịch (shift registers)
- Đồng hồ thời gian thực
- Thường được lập trình bằng bộ lập trình cầm tay
Ở đây dùng PLC nhỏ với các chức năng tăng cường của PLC cỡ lớn hơn như: Thực
hiện được các thuật toán cơ bản, có thể nối mạng, cổng vào ra có thể sử dụng tín hiệu
tương tự
Loại 3 : PLC cỡ trung bình (Medium PLCS)
Trang 30Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 29
PLC trung bình có hơn 128 đường vào/ra, điều khiển được các tín hiệu tương
tự, xuất nhập dữ liệu, ứng dụng dược những thuật toán, thay đổi được các đặc tính của
PLC nhờ vào hoạt động của phần cứng và phần mềm (nhất là phần mềm) các thông số
của PLC trung bình như sau:
- Có khoảng 1024 ngõ vào/ra (I/O)
- Dùng vi xử lý 8 bit
- Thay thế rơle và điều khiển được tín hiệu tương tự
- Bộ nhớ 4K, có thể nâng lên 8K
- Tín hiệu ngõ vào ra là tương tự hoặc số
- Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao
- Có timers/Counters/Shift Register
- Có khả năng xử lý chương trình con (qua lệnh JUMP…)
- Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao
- Có timers/counters/Shift Register
- Có khả năng xử lý chương trình con ( qua lệnh JUMP…)
- Thực hiện các thuật toán (cộng, trừ, nhân, chia…)
- Giới hạn dữ liệu với bộ lập trình cầm tay
- Có đường tín hiệu đặc biệt ở module vào/ra
- Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232
- Có khả năng hoạt động với mạng
- Lập trình qua CRT (Cathode Ray Tube) để dễ quan sát
Loại 4: PLC cỡ lớn (large PLC)
Large PLC được sử dụng rộng rãi hơn do có khả năng hoạt động hữu hiệu, có
thể nhận dữ liệu, báo những dữ liệu đã nhận… Phần mềm cho thiết bị điều khiển cầm
tay được phát triển mạnh hơn tạo thuận lợi cho người sử dụng Tiêu chuẩn PLC cỡ
lớn: Ngoài các tiêu chuẩn như PLC cỡ trung, PLC cỡ lớn còn có thêm các tiêu chuẩn
sau:
- Có 2048 cổng vào/ra (I/O)
- Dùng vi xử lý 8 bit hoặc 16 bit
- Bộ nhớ cơ bản có dung lượng 12K, mở rộng lên được 32K
Trang 31Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 30
- Local và remote I/O
- Điều khiển hệ thống role (MCR: Master Control Relay)
- Chuỗi lệnh, cho phép ngắt (Interrupts)
- PID hoặc làm việc với hệ thống phần mềm PID
- Hai hoặc nhiều hơn cổng giao tiếp RS 232
- Nối mạng
- Dữ liệu điều khiển mở rộng, so sánh, chuyển đổi dữ liệu, chức năng giải thuật toán
mã điều khiển mở rộng (mã nhị phân, hexa …)
- Có khả năng giao tiếp giữa máy tính và các module
Loại 5 : PLC rất lớn (very large PLCs)
Very large PLC được dùng trong các ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp và chính xát
cao, đồng thời dung lượng chương trình lớn Ngoài ra PLC loại này còn có thể giao
tiếp I/O với các chức năng đặc biệt, tiêu chuẩn PLC loại này ngoài các chức năng như
PLC loại lớn còn có thêm các chức năng:
- Có 8192 cổng vào/ra (I/O)
- Dùng vi xử lý 16 bit hoặc 32 bít
- Bộ nhớ 64K, mở rộng lên được 1M
- Thuật toán :+, -, *, /, bình phương
- Dữ liệu điều khiển mở rộng : Bảng mã ASCII, LIFO, FIFO
2.5 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC S7-200
PLC S7-200 được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điều khiển tự động, trong
công nghiệp, dân dụng, xây dựng, giao thông, thủy lợi nông nghiệp, khai thác tài
nguyên… PLC của hãng Simen chiếm phần lớn thị phần PLC trên thế giới nhờ tính
linh hoạt của phần cứng, tính tiện ích của phần mềm Đó chính là lý do để các nhà
thiết kế hệ thống lựa chon PLC S7-200
2.5.1 Sơ đồ khối của PLC
* Sơ đồ khối của hệ thống PLC cơ bản
Trang 32Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 31
* Sơ đồ khối của thiết bị PLC
Đơn vị xử lý trung tâm (CPU)
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra
chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong
chương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các
thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào
chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ
Trang 33Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 32
Hệ thống bus
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín
hiệu song song :
Address Bus : Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau
Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu
Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu
khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông
qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép
truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song
Nếu môt modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus , nó sẽ
chuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu
ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data
bus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động
của PLC
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian
hạn chế
Hê thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên
cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 18 MHZ Xung này quyết
định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ
thống
Bộ nhớ
Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao,
đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) chỉ
Vùng đối tượng
Trang 34Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 33
* Vùng chương trình: Là nguồn nhờ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình
Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc / ghi được
* Vùng tham số: Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm, … cũng
giống như vùng chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc / ghi được
* Vùng dữ liệu: Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương
trình Nó có thể được truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (W-Word) hoặc
theo từ kép (DW_ Double Word), vùng dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ
với các công dụng khác nhau
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :
- Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O
- Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ
nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử
lý Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo Với
một địa chỉ mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trình này
được gọi là quá trình đọc
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả
năng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch Trong PLC các bộ nhớ như
RAM, EPROM đều được sử dụng
RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ
nội dung bất kỳ lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất Để
tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp
năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM được dùng
để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ
khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn
EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người
sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được Nội dung của
EPROM không bị mất khi mất nguồn , nó được gắn sẵn trong máy , đã được nhà sản
xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ
Trang 35Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 34
thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chổ ghi
và xóa EPROM
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trong
máy lập trình Đĩa cứng hoăc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để
lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài
Kích thước bộ nhớ :
- Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo
- Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ 2000 ÷16000
dòng lệnh
Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM , EPROM
Các ngõ vào ra I / O
Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của PLC )
các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC )
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêu xử lý là 12/24VDC
hoặc 100/240VAC
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O được
cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC , điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập
xuất trở nên dể dàng và đơn giản
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng
hay ngắt mạch ở đầu ra
2.5.2 Các modul của PLC S7-200
* Modul CPU:
Là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm,
cổng truyền thông (chuẩn truyền RS485) và có thể còn có một vài cổng vào ra số
(Digital) Các cổng vào ra có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra onboard
Trong PLC S7-200 có nhiều loại modul CPU khác nhau Nói chung chúng được
đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như: CPU224, CPU 221, CPU 224xp, Những
modul cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard
Trang 36Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 35
cũng như các khối làm việc đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều
hành…
* PS (Power supply): là modul nguồn nuôi cho PLC Đối với PLC S7-200 thì modul
nguồn được tích hợp trong CPU Trừ các nguồn ngoài cho các cổng vào ra như nguồn
24V…
* SM: Modul mở rộng cổng rín hiệu vào ra , bao gồm:
- DI (Digital input): Modul mở rộng cổng vào số Số các cổng vào của modul này có
thể là 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul
- DO (Digital output) Modul mở rộng cổng ra số Số các cổng ra của modul này có
thể là 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul
- DI/DO: (Digital input/ Digital output): modul mở rổng các cổng vào/ra số
số các cổng vào/ra có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ thuộc vào từng loại
modul
- AI (Analog Input): Modul mở rổng các cổng vào tương tự Về bản chất chúng chính
là những bộ chuyển đổi tương tự-số (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được chuyển
thành một tín hiệu số (nguyên ) có độ dài 12 bít, số các cổng vào có thể là 2, 4 hoặc 8
tuỳ thuộc vào từng loại Modul
- AO (Analog ouput): Modul mở rộng các cổng ra tín hiệu tương tự Chúng
chính là các bộ chuyển đổi số - tương tự (DA) Số các cổng ra tương tự có thể là 2
hoặc 4 tuỳ thuộc từng loại modul
- AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào ra tương tự Số
các cổng có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tuỳ thuộc vào tùng loại modul
* FM (Function modul): modul có chức năng điều khiển riêng , ví dụ Modul chức
năng điều khiển động cơ bước , modul điều khiển động cơ Servo, modul
PID, modul điều khiển vòng kín
* CP (communication modul): Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa
các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính
Trang 37Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 36
2.5.3 Sơ đồ nguyên lý ghép nối PLC với thiết bị ngoại vi
* Ghép nối PLC với máy tính
- Ghép nối từ card MPI với PLC
- Ghép nối máy tính với PLC S7-200 qua cổng RS232, cần có bộ chuyển đổi PC/PPI
là RS232/RS485
M¸y tÝnh
STOP RUN SF
M¸y tÝnh
PC/PPI
* Ghép nối PLC với các khí cụ điện khác
Trang 38Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 37
* Giới thiệu về phần cứng của PLC S7-200 (CPU 214)
CPU-214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul mở rộng
2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình
(vùng nhớ có giao diện với EEPROM)
2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu
thuộc miền non-volatile
Tổng số ngõ vào/ra cực đại là 64 ngõ vào và 64 ngõ ra
128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer
10ms và 108 Timer 100ms
128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi
688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc
Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống,
ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung
Trang 39Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 38
* Các đèn báo trên S7-200 CPU214
SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng
RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực
hiện chương trình được nạp vào trong máy
STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng
chương trình và đang thực hiện lại
* Cổng vào ra
Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Ix.x
Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị Logic của công tắc
Qx.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qx.x
Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng
* Chế độ làm việc
PLC có 3 chế độ làm việc:
RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ
RUN sang STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP
STOP: PLC ở chế độ dừng chương trình
Trang 40Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 39
TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc
RUN hoặc STOP
* Cổng truyền thông
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với cáp nối 9 chân để phục
vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác Tốc độ truyền
cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu
tự do là 300 38.400 baud
Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc các loại máy lập trình thuộc
họ PG7xx có thể dùng một cáp nối thẳng MPI Cáp đó đi kèm với máy lập trình
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển đổi RS232/RS485
Chân Giải thích
2.6 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HÃNG PLC THÔNG DỤNG
( Omron, Mitsubishi, Schneider, ABB, Siemen, Delta )
* PLC của SIEMENS
Là hãng PLC được sử dụng phổ biến nhất ở Việt Nam hiện tại chiếm khoảng 90% thị
phần tự động hoá của Việt Nam
PLC của Siemens có rất nhiều loại, được chia làm các họ PLC với các tính năng và
ứng dụng khác nhau Các họ PLC của Siemens là: Logo, Simatic 200, 300 và
Đất
5 VDC (điện trở trong 100Ω)