Giáo trình PLC cơ bản (Nghề: Vận hành thuỷ điện) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

Giáo trình PLC cơ bản (Nghề: Vận hành thuỷ điện) cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về điều khiển lập trình; Tập lệnh của PLC S7-200; Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC. Mời các bạn cùng tham khảo!

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

Bài 2: TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200

Bài 3: LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC

Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

KIẾN THỨC LÝ THUYẾT

Cấu trúc và hoạt động của một PLC

Hình 1.1 Cấu trúc chung của PLC S7-200 CPU 224

PLC S7-200 là thiết bị điều khiển lập trình nhỏ (micro PLC) của Siemens (CHLB Đức) với cấu trúc modul và khả năng mở rộng Thành phần chính của S7-200 là khối xử lý trung tâm (CPU), bao gồm hai loại: CPU 21x và CPU 22x Mặc dù CPU 21x không còn sản xuất, nó vẫn được sử dụng rộng rãi trong các trường học và sản xuất, điển hình là CPU 214 với nhiều đặc tính nổi bật.

Bộ nhớ chương trình (chứa trong EEPROM): 4096 Byte (4 kByte)

 Bộ nhớ dữ liệu (Vùng nhớ V): 4096 Byte (trong đó 512 Byte chứa trong EEPROM)

 Số lượng ngõ ra: 10 ngõ ra digital tích hợp trong CPU

 Số module mở rộng: 7 gồm cả module analog

 Số lượng vào/ra số cực đại: 64

 Số lượng Timer :128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau:

4 Timer 1ms, 16 Timer 10 ms và 108 Timer có độ phân giải 100ms

 Số lượng Counter: 128 bộ đếm chia làm hai loại: 96 Counter Up và 32 Counter Up/Down

 Bit memory (Vùng nhớ M): 256 bit

 Special memory (SM) : 688 bit dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc

 Có phép tính số học

 Bộ đếm tốc độ cao (High-speed counters): 2 counter 2 KHz và 1 counter

 Ngõ vào analog tích hợp sẵn (biến trở): 2

Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt từ bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.

Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi

CPU 22x, với nhiều tính năng vượt trội, đã thay thế CPU 21x và đang được sử dụng rộng rãi Một ví dụ tiêu biểu của dòng này là CPU 224 Thông tin chi tiết về CPU 22x có thể tham khảo trong bảng 4.1, trong khi hình dáng của CPU 224 được thể hiện ở hình 1.2.

1.1.2 Hoạt động của một PLC

Khi quá trình được kích hoạt, PLC sẽ điều khiển thiết bị bên ngoài bằng cách bật hoặc tắt chúng Trong thực tế, PLC thường được sử dụng để thay thế các mạch relay Nguyên lý hoạt động của PLC là quét và theo dõi trạng thái đầu vào và đầu ra, đảm bảo rằng khi có sự thay đổi ở đầu vào, đầu ra cũng sẽ thay đổi tương ứng.

Tất cả các PLC hoạt động theo chu trình lặp với 4 giai đoạn chính: đọc ngõ vào, thực thi chương trình, chẩn đoán lỗi và kiểm tra truyền thông Các giai đoạn này tạo thành một chu kỳ quét của PLC, giúp điều khiển thiết bị hiệu quả.

Read Input (Đọc ngõ vào): PLC đọc trạng thái của toàn bộ các ngõ vào và chứa vào bộ đệm ngõ vào

Chương trình được thực thi bởi PLC dựa vào các trạng thái ngõ vào, theo chương trình đã lưu trong bộ nhớ đệm ngõ ra Đồng thời, PLC cũng thực hiện chẩn đoán lỗi và kiểm tra quá trình truyền thông để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

PLC xuất kết quả từ vùng nhớ đệm ngõ ra để điều khiển thiết bị ngoại vi, và quá trình này lặp lại từ 10 đến 100 lần mỗi giây.

1.1.3 Một số ký hiệu thường sử dụng trong mạch máy và PLC

Bảng 1.1 Một số ký hiệu thường sử dụng trong mạch máy và PLC

- Ngõ vào có mức logic “1” khi ngõ vào có điện áp

Nếu ngõ vào được kết nối với tiếp điểm thường đóng, trạng thái bình thường của ngõ vào sẽ luôn có điện Điện chỉ bị mất khi tiếp điểm thường đóng được kích hoạt.

Nếu ngõ vào kết nối với tiếp điểm thường hở (NO) như công tắc, nút nhấn hoặc cảm biến, thì ngõ vào sẽ không có điện trong trạng thái bình thường Ngõ vào chỉ có điện khi tiếp điểm được kích hoạt.

- Nếu sử dụng trong chương trình thì trạng thái tiếp điểm sẽ có cùng trạng thái logic với ngõ vào

- Nếu sử dụng trong chương trình thì trạng thái tiếp điểm sẽ ngược trạng thái logic với ngõ vào

1.1.4 Lập trình cho PLC a Tạo dự án mới Để tao một dự án mới ta vào giao diện chính của phần mềm chọn menu file=>new hoặc ấn tổ hợp phím Ctrl+N hoặc nhấn vào biểu tượng trên thanh toolbar để mở vùng soạn thảo mới b Soạn thảo chương trình

Lập bảng phân công vào/ra

Trong thanh chức năng, nhấn vào biểu tượng để truy cập giao diện bảng ký hiệu Tại đây, bạn có thể khai báo ký hiệu, địa chỉ và chú thích cho các đầu vào và đầu ra.

Bảng 1.2 Bảng phân công vào ra

Viết chương trình điều khiển

Bấm vào biểu tượng để quay lại màn hình chính.Sử dụng các lệnh trong cây lệnh để viết chương trình

Hình 1.2 Một chương trình đơn giản

Chúng ta bắt đầu viết chương trình từ network 1 và tiếp tục với các network tiếp theo Để lưu dự án, hãy nhấp vào biểu tượng lưu hoặc vào menu File > Save Cửa sổ sẽ xuất hiện, cho phép bạn chọn thư mục cần lưu, nhập tên dự án và nhấn nút Save.

Hình 1.3 Lưu dự án d Mở một dự án Để mở một dự án đang có sẵn ta nhấp chuột vào biểu tượng hoặc vào menu

File>open hoặc bấm tổ hợp phím Ctrl+O.Cửa sổ màn hình xuất hiện,chọn thư mục chứa chương trình,chọn tên dự án và bấm Open

Hình 1.4 Mở một dự án có sẵn e Nạp một dự án vào PLC

Khi cho phép kết nối giữa PLC với PC ta có thể download chương trình xuống PLC

- Trước khi download cần kiểm tra xem PLC đã ở chế độ dừng chưa thông qua đèn báo STOP.Nếu chưa ta chuyển về chế độ STOP

- Nhấp chuột vào biểu tượng download trên thanh toolbar hoặc chọn

Flie>download.Hộp hội thoại download xuất hiện

+ Chọn các khối cần download,thông thường là chọn hết

+ Nhấn OK để bắt đầu quá trình tải xuống

+ Sau khi downlaod thành công sẽ có thông báo download successful

Nhấn biểu tượng RUN trên thanh công cụ để đưa PLC vào chế độ hoạt động, lưu ý rằng công tắc chọn chế độ trên PLC cần phải ở vị trí TERM hoặc RUN.

+ Trong lúc chương trình đang chạy ấn biểu tượng Program status để theo dõi trạng thái của các tiếp điểm,cuộn dây,timer,counter

+ Nhấn biểu tượng STOP để dừng chương trình đang chạy f Ngôn ngữ lập trình

Có 3 dạng soạn thảo thông dụng là LAD,FBD,STL.Việc sử dụng dạng nào là do người lập trình tự chọn lựa

Dạng hình thang LAD (Ladder Logic) hiển thị chương trình giống như sơ đồ nối dây của mạch điện sử dụng rơ le và contactor Trong đó, dòng điện chạy qua các tiếp điểm ngõ vào từ trái sang phải để đến ngõ ra Chương trình điều khiển được chia thành nhiều network, mỗi network thực hiện một nhiệm vụ cụ thể Các network được xử lý từ trên xuống dưới và từ trái sang phải Các phần tử chủ yếu trong dạng này bao gồm:

+ Các hộp chức năng như RS,SR,timer,counter

Hình 1.5 Chương trình dạng LAD Ưu điểm:

+ Dễ dàng tiếp cận đối với những người mới bắt đầu lập trình

+ Biễu diễn dạng đồ họa dễ hiểu và thông dụng

+ Có thể chuyển qua các dạng khác một cách dễ dàng

Chú ý:Trong giáo trình này ta sẽ tập trung trình bày ngôn ngữ lập trình theo dạng

* Dạng khối chức năng: FBD( Funtion Block Diagram)

Chương trình ở trên có thể chuyển sang dạng FBD như sau:

- Vào menu View tích vào dạng FBD,ở màn hình chính chương trình từ dạng LAD chuyển sang dạng FBD

Hình 1.6 Chương trình dạng FBD

* Dạng liệt kê lệnh STL (StaTement List) Đây là dạng soạn thảo tập hợp các câu lệnh.Có thể chuyển chương trình trên sang dạng STL như sau:

+ Vào menu View chọn STL màn hình chính sẽ thay đổi thành

Hình 1.7 Chương trình dạng STL

Cấu trúc phần cứng của PLC

- Mô đun nguồn: cấp nguồn ổn định cho PLC hoạt động

- Mô đun đầu vào: nhận các tín hiệu vào

- Mô đun đầu ra: xuất các tín hiệu điều khiển

- Mô đun đơn vị xử lý trung tâm CPU: thực hiện xử lý thông tin dữ liệu

- Mô đun bộ nhớ: nơi lưu trữ thông tin và dữ liệu của CPU

- Mô đun quản lý ghép nối: dùng để ghép nối PLC với máy tính và các thiết bị lập trình, mạng truyền thông công nghiệp

Hình 1.8 Cấu trúc phần cứng PLC

1.2.2 Mô tả các đèn báo trạng thái của PLC S&-200

- SF (Đèn đỏ): báo hiệu hệ thống đang bị lỗi.Đèn SF sáng lên khi hệ thống báo lỗi

- RUN (Đèn xanh): Cho biết PLC đang ở ché độ làm việc thực hiện các lệnh bên trong bộ nhớ chương trình

- STOP (Đèn vàng): Cho biết PLC đang ở chế độ dừng

- Ix.x (Đèn xanh ): Báo hiệu trạng thái hiện thời của cổng vào

- Qy.y (Đèn xanh): Báo hiệu trạng thái hiện thời của công ra

1.2.3 Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC

- RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình nạp sẵn trong bộ nhớ

- STOP: Cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình Ở chế độ này cho phép hiệu chỉnh, nạp, xóa chương trình

- TERM: Cho phép máy tính chọn chế độ cho run hoặc stop cho PLC

Hình 1.9 Cấu trúc bộ nhớ PLC

- Vùng nhớ dữ liệu - Vùng nhớ đối tượng

- Vùng nhớ chương trình - Vùng nhớ tham số

1.2.5 Mở rộng ngõ vào ra

Các CPU hiện nay thường được trang bị một số ngõ vào và ngõ ra số, ví dụ như CPU 224 DC/DC/DC với 16 ngõ vào và 14 ngõ ra Tuy nhiên, do nhu cầu điều khiển thực tế như yêu cầu nhiều ngõ vào/ra hơn, sử dụng tín hiệu analog, hoặc các yêu cầu về truyền thông và kết nối mạng giữa các PLC, việc lắp thêm các khối mở rộng (Expansion module) với các chức năng khác nhau là cần thiết.

Các module số gắn thêm vào khối CPU để mở rộng số lượng các ngõ vào/ra số

Khối ngõ vào số DI (Digital Input): Siemens sản xuất các khối ngõ vào số như: DI8 x 24VDC, DI8 x AC120/230V, DI16 x 24VDC

Khối ngõ ra số (Digital Output): Các ngõ ra này được chia ra làm 3 loại là ngõ ra

DC, ngõ ra AC và ngõ ra relay Điện áp ngõ ra có thể là 24Vdc hoặc 230Vac tùy loại, với số lượng ngõ ra có thể là 4 hoặc 8

Ngoài ra còn có sự kết hợp các ngõ vào và ra số trên cùng một module b Analog module

Ngoại trừ CPU 224XP có tích hợp sẵn 2 ngõ vào và 1 ngõ ra analog

(2AI/1AO) để kết nối với ngoại vi nhận và phát tín hiệu analog, thì hầu hết các

Các CPU khác trong dòng S7-200 không được tích hợp sẵn khả năng xử lý tín hiệu analog Do đó, để điều khiển tín hiệu analog, người dùng cần phải lắp thêm các khối analog.

Khối ngõ vào tương tự AI (Analog Input) cho phép người dùng nhận tín hiệu analog dưới dạng điện áp hoặc dòng điện Tùy thuộc vào loại tín hiệu analog cần đọc, người sử dụng có thể dễ dàng điều chỉnh cài đặt thông qua các công tắc được gắn trên module.

Hiện nay, có hai khối ngõ vào chính là 4AI và 8AI Đối với tín hiệu analog từ cặp nhiệt (thermocouple) và RTD, cần sử dụng các module đo nhiệt tương ứng để đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường nhiệt độ.

Khối ngõ ra tương tự AO (Analog Output) cung cấp tín hiệu điện áp hoặc dòng điện tùy thuộc vào cài đặt của người dùng Tín hiệu điện áp nằm trong khoảng ± 10Vdc tương ứng với giá trị số từ -32000 đến +32000, trong khi tín hiệu dòng điện có khoảng từ 0 đến 20mA tương ứng với giá trị số từ 0 đến +32000 Ngoài ra, còn có các khối kết hợp cả hai loại tín hiệu vào và ra analog trong cùng một khối.

Hình 1.10 Các loại khối mở rộng

Các PLC S7-200 có khả năng kết nối với nhiều loại mạng khác nhau, giúp mở rộng khả năng và cải thiện khả năng truyền thông với các thiết bị trong hệ thống tự động hóa.

Master trong mạng AS-Interface (AS-i) là hệ thống giao tiếp tối ưu hóa kết nối giữa cảm biến và cơ cấu chấp hành trong tự động hóa Giao thức này giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống tự động hóa ở cấp độ thấp nhất Module CP243-2 cho phép kết nối mạng AS-Interface với PLC S7-200, đóng vai trò quan trọng như một master trong mạng này.

Các PLC S7-200 có thể kết nối vào mạng PROFIBUS-DP với vai trò là DP Slave thông qua khối mở rộng EM277 Việc sử dụng EM277 giúp PLC S7-200 giao tiếp hiệu quả với các thiết bị khác trong mạng Profibus, bao gồm PLC S7-300, S7-400 và màn hình điều khiển.

Kết nối vào mạng Ethernet: Để có thể kết nối S7-200 vào mạng Industrial

Ethernet thì cần có khối CP 243-1 Đây là khối truyền thông cho phép các PLC S7-

Các CPU S7-200 có thể được cấu hình, lập trình và chẩn đoán từ xa qua Ethernet nhờ phần mềm STEP 7 Micro/win Điều này cho phép giao tiếp giữa các CPU S7-200 với nhau, cũng như với các dòng S7-300 và S7-400, sử dụng các CPU thuộc họ 22X.

Có thể thực hiện cấu hình cho các CPU vào mạng Ethernet nhờ vào Wizard (Menu Tools → Ethernet wizard)

Khối mở rộng CP 243-1 IT cho phép các CPU S7-200 thực hiện giám sát và thay đổi qua trình duyệt Web từ PC nối mạng Hệ thống có khả năng gửi thông báo chẩn đoán qua email, đồng thời sử dụng các chức năng IT để trao đổi dữ liệu với máy tính hoặc hệ thống điều khiển khác Mỗi khối CP 243-1 IT chỉ nên kết nối với 2 CPU S7-200.

Modem module: Cho phép kết nối trực tiếp S7-200 vào đường dây điện thoại, và cung cấp truyền thông giữa S7-200 và Step 7- micro/Win

Với công cụ Modem Expansion wizard cho phép thiết lập một modem ở xa hoặc kết nối S7-200 với một thiết bị ở xa qua modem

Khả năng truyền thông của S7-200 được cho như hình 4.4 c Function module

Là các khối chức năng thực hiện các chức năng đặc biệt như điều khiển vị trí (position module), cân (SIWREX MS)

Module vị trí được sử dụng để điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ bước hoặc động cơ servo Công cụ Position Control wizard trong phần mềm STEP 7–Micro/WIN giúp thiết lập cấu hình cho module điều khiển vị trí Một trong những module điều khiển vị trí phổ biến là EM253.

SIWAREX MS: Là module cân đa năng và linh hoạt, nó được sử dụng với các hệ thống cân hoặc đo lực sử dụng PLC S7-200

1.2.6 Lập trình điều khiển với Microrwin V4.0 a Điều kiện để cài đặt

Cấu hình phần cứng để cài đặt STEP7 yêu cầu tối thiểu cấu hình như sau:

- 80486 hay cao hơn, đề nghị Pentium

- Đĩa cứng trống: Tối thiểu 300MB - Ram: > 32MB, đề nghị 64MB

- Giao tiếp: CP5611, MPI card hay tiếp hợp PC để lập trình với mạch nhớ

Hình 1.11 Khả năng truyền thông của PLC S7-200

Hệ điều hành Windows 95/98/NT hỗ trợ nhiều phiên bản của bộ phần mềm STEP7, trong đó phiên bản 4.2 và 5.0 được sử dụng phổ biến nhất tại Việt Nam Phiên bản 4.2 phù hợp với các PC có cấu hình trung bình nhưng yêu cầu phải có bản quyền, trong khi phiên bản 5.0 đòi hỏi cấu hình cao hơn để hoạt động hiệu quả.

Để cài đặt STEP7, máy tính cần có cấu hình mạnh với tốc độ cao và có thể hoạt động ở chế độ không bản quyền (hạn chế) Hầu hết các đĩa gốc của STEP7 đều hỗ trợ chức năng tự động cài đặt (autorun), vì vậy người dùng chỉ cần chèn đĩa vào và làm theo hướng dẫn hiển thị.

Để cài đặt phần mềm STEP7, người dùng có thể khởi động chương trình setup.exe từ đĩa cài Quá trình cài đặt STEP7 tương tự như các phần mềm khác như Windows hay Office, nhưng có một số điểm khác biệt cần lưu ý Đầu tiên, mã hiệu sản phẩm, được in trên đĩa cài STEP7, cần được nhập đầy đủ khi hệ thống yêu cầu để tiếp tục cài đặt Thứ hai, việc đăng ký bản quyền STEP7 diễn ra trên một đĩa mềm riêng, thường có màu vàng hoặc đỏ, có thể thực hiện trong quá trình cài đặt hoặc sau khi hoàn tất cài đặt bằng cách chạy chương trình AuthorsW.exe từ đĩa CD cài đặt.

Thực hiện các bước sau

- Đóng tất cả các ứng dụng

Chèn đĩa CD step7microwin vào ổ đĩa để tiến hành cài đặt chương trình Bạn có thể cài đặt tự động hoặc khởi động chương trình cài đặt bằng cách nhấp đúp vào file.

“Setup.exe” trong đĩa CD

- Sau đó ta tiếp tục làm theo các chỉ dẫn cài đặt trên màn hình và hoàn thành công việc cài đặt

- Khi cài đặt xong hộp hội thoại “Set PG/PC interface” tự động xuất hiện.Ta nhấn nút “Cancel” để thoát

- Khởi động lại máy tính để hoàn tất việc cài đặt c Làm quen với giao diện phần mềm

Kích đúp vào biểu tượng để vào màn hình soạn thảo chínhxuất hiện cửa sổ

Giao diện chính bao gồm :

TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200

Một số lệnh cơ bản

2.1.1 Các lệnh vào/ra a Lệnh tiếp điểm thường hở

Cách lấy:Đưa con trỏ chuột vào vùng cây lệnh,mở rộng mục bit logic

,và kích đúp vào lệnh Màn hình chính xuất hiện

Phần dấu chấm hỏi ta điền địa chỉ.Địa chỉ có thể là địa chỉ ngõ vào (nút nhấn,công tắc,cảm biến ) : I0.0,I0.1,I1.0 hoặc các địa chỉ trung gian :

M0.0,M0.1,Q0.0 b Lệnh tiếp điểm thường đóng

Cách lấy tương tự như lệnh tiếp điểm thường hở

Cuộn dây có thể đại diện cho bóng đèn,contactor,van điện từ là những thiết bị chấp hành

Cách lấy,vào mục bit logic kích đúp biểu tượng

Phần địa chỉ có thể là ngõ ra Q0.0,Q0.1,Q1.0, hoặc ô nhớ trung gian M0.0.M0.1

2.1.2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm a Lệnh set

- Lệnh SET sẽ đặt trạng thái của một hay nhiều bit thuộc vùng nhớ

Q,M,V,L,C,T,SM lên mức logic “1” và duy trì trạng thái đó cho đến khi bị xóa bằng một lệnh khác

- Chúng ta có thể set tối đa 256 bit trong một lệnh

Với S_bit: là bit đầu tiên thuộc vùng nhớ cần đặt lên mức “1” n: là số lượng bit cần set bắt đầu từ S_bit

+ Khi ngõ vào I0.0=1 thì sẽ set bit Q0.0,Q0.1,Q0.2 lên mức 1

+ Khi I0.0=0 thì ngõ ra Q0.0,Q0.1,Q0.2 vẫn ở mức 1

- Cách lấy: Vào cây lệnh,mở rộng mục bit logic,kích đúp vào biểu tượng b Lệnh Reset

- Lệnh Reset đặt trạng thái của một hoặc nhiều bit liên tục xuống mức logic “0”

- Chúng ta cũng có thể reset tối đa 256 bit thuộc các vùng nhớ M,Q,V,L,SM,T,C trong một lần

Với + S_bit: là bit đầu tiên thuộc vùng cần reset

+ n: là số bit cần reset bắt đầu từ S_bit

- Ví dụ: Khi ngõ vào I0.1 lên “1” thì 3 ngõ ra Q0.0,Q0.1,Q0.2 xuống mức “0” và giữ nguyên trạng thái này cho đến khi gặp lệnh được set bằng một lệnh khác

- Cách lấy: Vào vùng cây lệnh mở rộng mục bit logic,kích đúp vào lệnh c Mạch nhớ R-S

* Khâu ưu tiên SET (SR)

+ S1: là ngõ vào set ( Kí hiệu ưu tiên set)

+ Out: ngõ ra, có thể nối vớ địa chỉ dạng bit

+ ??.? : là địa chỉ bit cần điều khiển

+ SR: kí hiệu gợi nhớ khâu SR

- Cách lấy: vào vùng cây lệnh mở rộng mục bit logic kích đúp vào biểu tượng màn hình chính xuất hiện

Hình 2.1 Bảng sự thật khâu ưu tiên set

* Chú ý: nếu cả 2 ngõ vào S1 và R có điện thì mạch ưu tiên set tức là ngõ ra vẫn bằng 1

+ Ngõ vào I0.0 có điện thì ngõ ra Q0.0 và Q0.1 được set lên 1

+ Ngõ vào I0.1 có điện thì Q0.0 và Q0.1 bị reset về 0

+ Nếu cả I0.0 và I0.1 đều có điện thì Q0.0,Q0.1 vẫn được ưu tiên set lên 1

* Khâu ưu tiên RESET (RS)

+ R1: là ngõ vào reset (Kí hiệu ưu tiên reset)

+ Out: ngõ ra, có thể nối vớ địa chỉ dạng bit

+ ??.? : là địa chỉ bit cần điều khiển

+ RS: kí hiệu gợi nhớ khâu RS

- Cách lấy: vào vùng cây lệnh mở rộng mục bit logic kích đúp vào biểu tượng

,màn hình chính xuất hiện

Hình 2.2 Bảng sự thật khâu ưu tiên Reset

* Chú ý: nếu cả 2 ngõ vào S1 và R có điện thì mạch ưu tiên reset tức là ngõ ra vẫn bằng 0

+ Ngõ vào I0.0 có điện thì ngõ ra Q0.0 và Q0.1 được set lên 1

+ Ngõ vào I0.1 có điện thì Q0.0 và Q0.1 bị reset về 0

+ Nếu cả I0.0 và I0.1 đều có điện thì Q0.0,Q0.1 được ưu tiên reset về 0

2.1.3 Các lệnh logic đại số Boolean Đại số BOOL được phát triển vào năm 1800 bởi một nhà toán học người Ai- len tên là James Bool Nó cực kỳ hữu ích trong thiết kế các mạch số Nó vẫn được sử dụng nhiều bởi các kỹ sư điện và tin học Phương pháp thực hiện là mô hình hệ thống logic bằng các công thức riêng lẻ Công thức có thể là sự kết hợp của các AND/OR đơn giản thành các dạng mới Với cùng phương pháp này, người thiết kế mạch có thể ứng dụng cho lập trình ở LAD

Công thức Boolean sử dụng nhiều biến và các phép toán tương tự như đại số thông thường, với ba phép toán cơ bản là AND, OR và NOT, cùng với các tổ hợp như NAND, NOR, XOR, XNOR Các phép toán này được minh họa qua bảng sự thật, trong đó mỗi phép toán được thể hiện bằng công thức đơn giản với hai biến A và B để tính giá trị X Bảng sự thật là công cụ hữu ích để mô tả tất cả các tổ hợp có thể, cho phép xác định trạng thái ngõ ra là “ON” hoặc “OFF” (tương ứng với “1” hoặc “0”).

Chú ý : Cổng XOR thường được chuyển thành các cổng tương đương như sau:

Hình 2.3 Các phép toán Boolean và bảng chân lý

Khi đơn giản các biểu thức đại số Bool, phép toán OR có ưu tiên thấp nhất và được thực hiện trước, trong khi phép toán NOT có ưu tiên cao nhất và được đơn giản sau Cách thức này có thể được minh họa qua quá trình thiết kế Logic.

Các ý tưởng thiết kế có thể được chuyển đổi từ các biểu thức đại số Bool thông qua nhiều phương pháp khác nhau Các biểu thức này có thể được đơn giản hóa hoặc sắp xếp lại trước khi chuyển đổi sang sơ đồ LAD, FBD hoặc ngôn ngữ STL.

Khi mô tả một qui trình điều khiển, chúng ta có thể dễ dàng chuyển đổi nó thành biểu thức đại số Bool, như thể hiện trong hình 8.2 và 8.3 Ví dụ, quá trình mô tả được thực hiện dựa trên các bộ phận cơ của hệ thống Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, việc thiết kế hệ thống chưa hoàn thiện sẽ là thách thức cho người thiết kế Bước tiếp theo là xác định cách thức hoạt động của bộ điều khiển, với các câu lệnh được viết ra trước và sau đó chuyển đổi thành biểu thức đại số Bool Biểu thức này có thể được điều chỉnh theo dạng mong muốn; trong trường hợp chứa XOR, cần chuyển đổi thành các cổng tương đương sử dụng AND, OR và NOT, vì không thể biểu diễn ở dạng LAD.

Ví dụ: Điều khiển nhiệt độ lò nhiệt

Lò nhiệt có hai cửa cung cấp nhiệt cho thỏi kim loại đúc, với bộ phát nhiệt đảm bảo đủ nhiệt cho cả hai thỏi Tuy nhiên, khi chỉ có một thỏi kim loại đúc, nhiệt độ trở nên quá cao, do đó, quạt giải nhiệt sẽ được kích hoạt để điều chỉnh nhiệt độ.

Nếu nhiệt độ quá cao và chỉ có một thỏi kim loại đúc ở một cửa thì bật quạt

Bảng xác định input/output:

Hình 2.4 Biểu thức Boolean thiết kế theo ngôn ngữ của PLC S7-200

Ví d ụ: Hãy chuyển sơ đồ logic sau đây (hình 8.4) thành chương trình trong PLC ở ngôn ngữ LAD, FBD và STL:

Việc giữ nguyên sơ đồ logic trong LAD sẽ gây khó khăn cho việc chuyển đổi chương trình, do PLC không thể biểu diễn các cổng NAND và NOR.

Vì vậy để đơn giản hơn, ta sử dụng phương pháp biến đổi sơ đồ thành biểu thức đại số Bool và sau đó đơn giản biểu thức này

Sơ đồ trên được biểu diễn ở dạng biểu thức đại số Bool và sau đó được đơn giản

Hình 2.5 Sơ đồ logic và chương trình trong PLC

Tóm lại, các biểu thức đại số Bool có thể được hình thành từ việc mô tả yêu cầu công nghệ, sơ đồ mạch hoặc sơ đồ LAD Những biểu thức này có thể được đơn giản hóa bằng cách áp dụng các định lý của đại số Bool Sau khi đơn giản hóa, chúng có thể được chuyển đổi sang ngôn ngữ LAD, FBD hoặc STL trong PLC Khi thực hiện việc đơn giản hóa các biểu thức đại số Bool, cần lưu ý một số quy tắc cơ bản để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

Loại bỏ các cổng NOT không cần thiết có thể thực hiện bằng cách thay thế các cổng NAND và NOR bằng biểu thức đơn giản hơn thông qua định lý DeMorgan.

Khi nắm vững một tập hợp các dạng logic đơn giản, người thiết kế có thể phát triển các chiến lược điều khiển hiệu quả Dưới đây là những dạng được cung cấp để áp dụng trực tiếp hoặc làm nguồn cảm hứng trong quá trình thiết kế, bao gồm cả dạng cổng phức.

Có tổng cộng 16 loại cổng logic khác nhau với 2 ngõ vào, trong đó cổng AND và OR là hai dạng đơn giản nhất Ngoài ra, còn có các cổng phức như NAND, NOR và XOR, thường được sử dụng Những cổng này có thể được biểu diễn dưới dạng đơn giản hơn bằng cách sử dụng cổng AND và OR trong sơ đồ LAD của PLC, như thể hiện trong hình 8.8.

Yêu cầu 1: Viết một chương trình sao cho ngõ ra D ở mức logic “1” khi công tắc A và B đóng lại hoặc khi công tắc C được đóng

Hình 2.6 Chuyển đổi chức năng logic

Hình 2.7 Chương trình được viết ở LAD

Yêu c ầu 2: Viết một chương trình sao cho ngõ ra D ở mức logic “1” khi nút ấn A được ấn, hoặc chỉ B hoặc chỉ C được ấn

Hình 2.8 Chương trình được viết ở LAD

2.1.4 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt a Tiếp điểm luôn đóng SM0.0:

Là tiếp điểm luôn đóng dùng để cung cấp nguồn liên tục

Lệnh tiếp điểm luôn đóng SM0

Với mạch trên Q0.0 luôn có điện vì SM0.0 là tiếp điểm luôn đóng b Tiếp điểm phát một xung đầu tiên SM0.1:

Là tiếp điểm phát một xung khi PLC bật on và chuyển chế độ từ Stop sang Run

Lệnh phát một xung đầu tiên SM0.1

Khi PLC được chuyển từ chế độ Stop sang Run ta thấy Q0.1 được set lên on

Mạch sử dụng tiếp điểm phát xung lên đầu tiên SM0.1

Khi bật chế độ run PLC, tín hiệu SM0.1 sẽ kích hoạt và làm cho Q0.1 được thiết lập Q0.1 chỉ được reset khi có tín hiệu từ I0.2 Đồng thời, tiếp điểm SM0.4 sẽ tạo ra xung liên tục với chu kỳ 60 giây.

Lệnh tiếp điểm tạo xung liên tục SM0

Tiếp điểm này phát xung liên tục với chu kỳ 60 giây, trong đó 30 giây đầu tiên ở mức thấp và 30 giây tiếp theo ở mức cao Bên cạnh đó, tiếp điểm cũng tạo ra xung liên tục SM0.5 với chu kỳ 1 giây.

Lệnh tiếp điểm tạo xung liên tục SM0.5

Tiếp điểm này tạo xung liên tục trong chu kỳ 1 giây Trong 0.5 giây đầu ở mức thấp, 0.5 giây sau ở mức cao

2.1.5 Bài tập ứng dụng a Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy

Mạch điều khiển Nối dây PLC

Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ: Ấn S1 động cơ chạy,ấn S2 động cơ dừng.Nếu ấn cùng lúc S1 và S2 thì ưu tiên mở máy

Bước 2: Lập bảng địa chỉ vào ra(Sử dụng khối System table)

Bước 3: Viết chương trình b Điều khiển động cơ có chỉ báo

Mạch động lực Mạch điều khiển

Sơ đồ nối dây Nối rơ le TG với Contactor

Khi nhấn nút S2, động cơ sẽ hoạt động và đèn H1 sẽ sáng để báo hiệu rằng động cơ đang chạy Ngược lại, khi nhấn nút S1, động cơ sẽ dừng lại và đèn H2 sẽ sáng để thông báo rằng động cơ đã dừng.

Bước 1: Phân tích công nghệ Ấn S2 Contactor K1 có điện đồng thời đèn H1 sáng Ấn S1 thì K1 mất điện đồng thời H2 sáng

Bước 2: Phân công vào ra

- Đầu vào: nút nhấn S1(NC) và S2(NO)

Các lệnh thời gian Timer và lệnh đếm Couter

2.2.1 Các lệnh điều khiển Timer a Giới thiệu

- Bộ định thời(Timer) được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển cần trì hoãn thời gian

- S7-200 có 256 bộ Timer từ T0-T255 chia làm 3 loại:

+ Timer đóng mạch chậm TON (On-delay Timer)

+ Timer đóng mạch chậm có nhớ TONR ( Retentive on-delay timer)

+ Timer ngắt mạch chậm TOF ( Off-delay timer)

- Khi sử dụng một loại timer ta cần xác định các thông số sau:

+ Loại timer (TON,TONR hay TOF)

+ Độ phân giải của timer ( Có 3 độ phân giải là 1ms,10ms,100ms)

+ Số của timer cần sử dụng (T0,T1, T37 ).Cần tra bảng để biết loại timer cần sử dụng tương ứng với loại nào

+ Khai báo thời gian trì hoãn dựa vào độ phân giải của timer

+ Tín hiệu cho phép bắt đầu tính thời gian

* Chú ý:Trong giáo trình này ta chỉ cần quan tâm đến timer đóng mạch chậm

TON b On - Delay Timer (TON)

PT: Giá trị đặt cho Timer

Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại CPU

Khi tín hiệu tại ngõ vào IN của Timer chuyển từ 0 lên 1 (IN = 1), Timer sẽ bắt đầu hoạt động Ngõ vào I0.0 có vai trò kích hoạt thời gian cho Timer; khi I0.0 = 1, thời gian của Timer sẽ được tính toán.

Nếu sau thời gian đặt (giả sử 10x100ms = 1s) giữ trạng thái IN = 1 thì tiếp điểm của Timer sẽ tác động, đầu ra = 1

Nếu sau thời gian đặt (giả sử 10x100ms = 1s) giữ trạng thái IN = 0 thì tiếp điểm của Timer sẽ không tác động, đầu ra = 0

Ngõ vào I0.0 có tác dụng kích thời gian cho Timer T37, khi ngõ vào I0.0 = 1 thời gian Timer T37 được tính

Nếu sau 10x100ms = 1000ms = 1s, I0.0 = 1 thì tiếp điểm T37 sẽ đóng

Nếu I0.0 = 1 không đủ thời gian đặt thì tiếp điểm T37 sẽ không đóng lại ngõ ra Q0.0 = 0 c Retentive On - Delay Timer (TONR)

Khi ngõ vào IN của Timer được kích từ 0 lên 1 (IN = 1) Timer bắt đầu hoạt động

Nếu sau thời gian đặt (giả sử 10x100ms = 1s) giữ trạng thái IN = 1 thì tiếp điểm của Timer sẽ tác động, đầu ra = 1

Nếu sau thời gian đặt (giả sử 10x100ms = 1s) giữ trạng thái IN = 0 thì tiếp điểm của Timer vẫn tác động, đầu ra = 1

Để dừng hoạt động của Timer, cần thực hiện lệnh reset Khi tiến hành reset, giá trị đếm tức thời của Timer sẽ được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng sẽ có logic bằng 0.

Dùng lệnh R là phương pháp duy nhất để reset các bộ Timer kiểu TONR

Ngõ vào I0.0 có tác dụng kích thời gian cho Timer T37

Khi ngõ vào I0.0 = 1 thời gian Timer T37 được tính đủ thời gian thì tiếp điểm T37 sẽ đóng (lên 1) ngõ ra Q0.0 = 1

Khi I0.0 = 0 thời gian không bị reset về 0

Thời gian Timer chỉ bị reset khi có tín hiệu reset Timer (Tín hiệu từ ngõ I0.1) d Timer tắt - TOF

Khi ngõ vào IN của Timer được kích từ 0 lên 1 (IN = 1) Timer hoạt động đầu ra = 1

Khi ngõ vào IN = 0 thời gian đặt (giả sử 10x100ms = 1s) bắt đầu được tính đầu ra = 0

Ngõ vào I0.0 = 0, thời gian đặt (giả sử 50x100ms = 5s) bắt đầu được tính ngõ ra Q0.0 = 0

2.2.2 Các lệnh đếm Couter a Giới thiệu:

S7-200 có 256 bộ đếm địa chỉ từ C0-C255.Có 3 loại bộ đếm là:

- Bộ đếm lên CTU ( Up counter)

- Bộ đếm xuống CTD ( Down counter)

- Bộ đếm lên xuống CTUD (Up/Down counter)

Khi sử dụng một loai counter ta phải chú ý đến các thông số sau:

- Loại counter (CTU,CTD hay CTUD)

- Số của counter sẽ sử dụng,không được gán cùng một số counter cho nhiều counter

- Khai báo giá trị cần đếm

- Tín hiệu xung cấp cho bộ đếm

- Tín hiệu xóa bộ đếm b Bộ đếm lên CTU

CU: Cho phép Counter đếm lên

PV: Giá trị đặt cho Counter

Mỗi khi có một sườn cạnh xuất hiện ở chân CU, giá trị bộ đếm sẽ tăng thêm 1 Khi giá trị này đạt hoặc vượt qua giá trị đặt PV, ngõ ra sẽ chuyển sang trạng thái ON.

Khi chân Reset được kích giá trị hiện tại bộ đếm và ngõ ra được trả về 0

Bộ đếm ngưng đếm khi giá trị bộ đếm đạt giá trị tối đa là 32767

- Ví dụ: c Bộ đếm lên/xuống CTUD:

CU: Cho phép Counter đếm lên

CD: Cho phép Counter đếm xuống

Khi CU được kích hoạt, giá trị bộ đếm sẽ tăng thêm 1 Nếu giá trị bộ đếm hiện tại đạt hoặc vượt quá giá trị đặt, ngõ ra PV sẽ được bật lên trạng thái ON.

Khi chân R được kích giá trị bộ đếm và ngõ ra được trả về 0

Mỗi khi CD được kích hoạt, giá trị của bộ đếm sẽ giảm đi 1 Khi giá trị hiện tại của bộ đếm thấp hơn giá trị đặt PV, ngõ ra sẽ trả về 0.

Khi bộ đếm được reset, giá trị của cả C-word và C-bit đều trở về 0 Bộ đếm lên CTU có khả năng đếm trong khoảng từ 0 đến 32.767, trong khi bộ đếm lên/xuống CTUD có miền giá trị từ -32.768 đến 32.767 Bộ đếm xuống CTD cũng hoạt động trong các giới hạn này.

CD: Cho phép Counter đếm xuống

LD: Kích giá trị PV nạp cho bộ đếm

Khi chân LD được kích giá trị PV được nạp cho bộ đếm

Mỗi lần CU được kích giá trị bộ đếm được giảm xuống 1

Khi giá trị hiện tại của bộ đếm PV = 0 ngõ ra sẽ được bật lên ON và bộ đếm sẽ ngưng đếm

2.2.3 Các ví dụ ứng dụng dùng bộ nhớ

Bài toán 1: Ấn S1 sau 10s đèn D1 sáng,chờ 5s sau khi sáng đèn tắt

+ Yêu cầu có 1 đầu vào ( nút nhấn S1) và một đầu ra ( đèn D1)

+ Có 2 khoảng thời gian chờ => cần 2 timer

Bước 2: Lập bảng phân công vào ra

Bài toán 2: Nhấn 5 lần S1 thì đèn D1 sáng.Sau khi đèn sáng nhấn 4 lần S2 thì đèn tắt

Các bước thực hiện như sau:

Bước 1: Phân tích bài toán

- Có 2 đầu vào là S1,S2 và một đầu ra D1

- Lần lượt nhấn S1 5 lần sau đó nhấn S2 4 lần => ta dùng 2 counter CTU

Bước 2: Lập bảng phân công vào ra

Khi C0 đạt đến 5 bit và được đặt lên 1, nó sẽ ngay lập tức reset giá trị bộ đếm về 0, sử dụng chính C0 và C1 để thực hiện quá trình này.

Các lệnh so sánh

Có thể dùng lệnh so sánh để so sánh các cặp giá trị số sau:

I: So sánh những số nguyên (dựa trên cơ sở số 16 bit)

D: So sánh những số nguyên (dựa trên cơ sở số 32 bit)

R: So sánh những số thực (dựa trên cơ sở số thực 32 bit)

Nếu kết quả so sánh là TRUE, ngõ ra của phép toán sẽ là “1”; ngược lại, nếu kết quả là FALSE, ngõ ra sẽ là “0” Sự so sánh này diễn ra giữa ngõ ra và ngõ vào, tương ứng với các loại so sánh khác nhau.

= = (I, D, R) IN1 bằng IN2 < > (I, D, R) IN1 không bằng IN2 33 > (I, D, R) IN1 lớn hơn IN2 < (I, D, R) IN1 nhở hơn IN2 > = (I, D, R) IN1 lớn hơn hoặc bằng IN2

< = (I, D, R) IN1 nhỏ hơn hoặc bằng IN2

Các lệnh về số học

ADD_DI Cộng số nguyên kép

Lệnh ADD_R thực hiện việc cộng hai số nguyên 16 bit IN1 và IN2, cho ra kết quả là số nguyên 16 bit được lưu vào OUT, với công thức IN1 + IN2 = OUT Các địa chỉ cho IN1 và IN2 có thể là VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, hoặc hằng số OUT cũng có thể thuộc các vùng nhớ tương tự Ngoài ra, các lệnh cộng với số nguyên 32 bit và số thực cũng được thực hiện theo cách tương tự Lệnh SUB_I thực hiện phép trừ các số nguyên.

SUB_DI Trừ số nguyên kép

Lệnh SUB_R thực hiện phép trừ giữa hai số nguyên 16 bit IN1 và IN2, với kết quả được lưu vào OUT, theo công thức IN1 - IN2 = OUT Các địa chỉ bộ nhớ cho IN1 và IN2 bao gồm VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, và const Tương tự, lệnh trừ cũng áp dụng cho số nguyên 32 bit và số thực.

MUL_DI Nhân số nguyên kép

MUL_R Nhân số thực Ý nghĩa : Lệnh thực hiện phép nhân 2 số nguyên 16bit IN1 và IN2 Kết quả

32 bit chứa trong từ kép OUT (4 byte) d Các câu lệnh Chia

DIV_DI Chia số nguyên kép

Lệnh thực hiện phép chia số nguyên 16 bit IN1 cho số nguyên 16 bit IN2, với kết quả 32 bit được lưu trong từ kép OUT (4 byte) Thương số được ghi trong mảng 16 bit từ bit 0 đến bit 15 (từ thấp) và phần dư 16 bit được lưu trong mảng từ bit 16 đến bit 31 (từ cao).

Lệnh truy cập đồng hồ thời gian thực

2.5.1 Lệnh đọc thời gian thực: Read_RTC Để lấy thời gian RTC trong S7-200 ta dùng lệnh “READ_RTC” Khi sử dụng lệnh này giá trị năm, tháng, ngày, giờ, phút,giây, và thứ (Day of Week) sẽ ghi liên tiếp vào bộ nhớ đệm 8 byte từ vị trí T (Trừ byte số 7) Các bạn click chuột phải và chọn “Help” vào lệnh “READ_RTC” để đọc rõ hơn

Trong chương trình ta sẽ gán giá trị này cho các byte Mình cần giá trị nào thì lấy ra sử dụng

2.5.2 Lệnh set thời gian: Set_RTC

Khi tín hiệu EN được kích hoạt, thời gian thực sẽ được thiết lập lại thông qua biến T Định dạng byte của T tương tự như đã đề cập trước đó Lệnh này có chức năng ghi nội dung của bộ đệm 8 byte vào đồng hồ thời gian thực, với byte đầu tiên được xác định bởi toán hạng T.

1 trong những vùng nhớ sau : VB, IB, QB, MB, SMB Nếu cần điều chỉnh các

57 thônng số về năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây, ngày trong tuần thì điều chỉnh các byte

LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC

Giới thiệu

Trong ngành công nghiệp, các dự án điều khiển thường diễn ra theo trình tự nhất định, trong đó giai đoạn xử lý sau thường chậm hơn giai đoạn trước một khoảng thời gian xác định Chẳng hạn, một quá trình mới chỉ có thể bắt đầu khi một quá trình khác đã hoàn tất.

- Ưu điểm của phương pháp điều khiển trình tự là

+ Thiết kế, lập trình nhanh,đơn giản

+ Cấu trúc chương trình đơn giản

+ Thay đổi dễ dàng trình tự thực hiện

+ Nhận biết dễ dàng các nguyên nhân gây ra lỗi

+ Nhiều kiểu hoạt động khác nhau có thể thực hiện được

Điều khiển trình tự là phương pháp hiệu quả để giải quyết nhiều bài toán điều khiển trong thực tế, được chia thành hai loại: điều khiển trình tự theo thời gian và điều khiển trình tự theo quá trình Để thiết kế chương trình trình tự cho PLC, cần thực hiện các bước cụ thể nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình điều khiển.

- Bước 1: Xây dựng sơ đồ phối hợp thao tác công nghệ của máy hoặc hệ thống thiết bị cần điều khiển

- Bước 2: Lập sơ đồ khối điều khiển trình tự

- Bước 3: Chuẩn bị phần cứng và mô tả các thông số vào/ra

- Bước 5: Chạy thử và hiệu chỉnh chương trình b Cấu trúc bài toán trình tự

Một bài toán trình tự có thể chia làm 4 phần

86 c Lưu đồ điều khiển trình tự ( GRAF-CET)

Hình 3.1 Lưu đồ điều khiển trình tự

Cách kết nối dây

S7-200 sử dụng cổng giao tiếp PPI chuẩn RS485, do đó để kết nối với máy tính, cần sử dụng cáp chuyển đổi Có hai loại cáp chuyển đổi phổ biến là RS-232/PPI Multi-Master và USB/PPI Multi-Master.

Hình 3.2 Cáp RS-232/PPI Multi-Master

Hình 3.3 Cáp USB/PPI Multi-Master

Hình 3.4 Kết nối PLC S7-200 với máy tính

3.3 Các mô hình và bài tập ứng dụng

3.3.1 Mô hình thang máy xây dựng

- Khi nhấn nút nhấn nâng thì gàu sẽ chạy lên (đèn D sáng) đến công tắc giới hạn trên thì gàu dừng lại (đèn D tắt)

- Khi nhấn nút nhấn hạ thì gàu sẽ hạ xuống (đèn D sáng) đến công tắc giới hạn dưới thì gàu dừng lại (đèn D tắt)

- Trong khi đang di chuyển nếu nhấn nút nhấn dừng thì gàu dừng lại và sau đó có thể nâng gàu lên hay hạ gàu xuống theo mong muốn

- Dùng mạch hãm động năng để gàu dừng nhanh đúng vị trí

Trong quá trình hệ thống hoạt động, nếu xảy ra sự cố, cần ngay lập tức dừng hoạt động và phát tín hiệu nháy đèn với chu kỳ 4 giây Đồng thời, lập bảng địa chỉ vào ra để theo dõi và quản lý.

TT Ký hiệu Địa chỉ Chức năng

4 RN I0.3 Đầu vào sự cố

5 S1 I0.4 Giới hạn hành trình lên

6 S2 I0.5 Giới hạn hành trình xuống

7 K1 Q0.1 ĐC quay thuận kéo thang lên

8 K2 Q0.2 ĐC quay ngược kéo thang xuống

10 Đ Q0.3 Đèn báo sự cố b Lập trình

89 c Vẽ sơ đồ kết nối phần cứng

3.3.2 Mô hình điều khiển động cơ Y- Ấn nút Mt động cơ Đ khởi động Y- với thời gian khởi động là 4 giây, quay chiều thuận Ấn nút D động cơ dừng tự do Ấn nút Mn động cơ Đ khởi động Y- với thời gian khởi động là 4 giây, quay chiều ngược Ấn nút D động cơ dừng tự do

Khi động cơ quá tải, nó sẽ được bảo vệ bằng rơ le nhiệt, đồng thời đèn báo sự cố sẽ nhấp nháy với chu kỳ 5 giây Để quản lý tình trạng này, cần lập bảng địa chỉ vào ra cho hệ thống.

1 Mt I0.0 Nút nhấn khởi động Đ quay thuận

2 Mn I0.1 Nút nhấn khởi động Đ quay ngược

5 Kt Q0.3 Động cơ quay thuận

6 Kt Q0.4 Động cơ quay ngược

7 Ky Q0.1 Động cơ khởi động sao

8 K Q0.2 Động cơ làm việc tam giác

3.3.3 Mô hình hệ thống băng tải

Khi nhấn nút ON, động cơ Đ1 sẽ hoạt động ngay lập tức Sau 5 giây, động cơ Đ2 sẽ bắt đầu hoạt động, và tiếp theo, sau 5 giây nữa, động cơ Đ3 sẽ được kích hoạt.

- Ấn OFF động cơ Đ1 dừng trước Sau 05 giây động cơ Đ2 dừng sau và sau

10 giây tiếp theo động cơ Đ3 dừng sau cùng

Khi hệ thống hoạt động mà gặp sự cố, cần dừng ngay lập tức và phát tín hiệu nháy đèn với chu kỳ 7 giây Đồng thời, lập bảng địa chỉ vào ra để quản lý hiệu quả.

1 ON I0.0 Nút nhấn khởi động

4 M1 Q0.1 Động cơ kéo băng tải 1

3.3.4 Mô hình hệ thống đèn giao thông

- Hệ thống điều khiển đèn giao thông ngã tư đơn giản với 6 đèn cho 2 hướng

Xanh sáng 15 giây, đèn vàng sáng 05 giây, đèn đỏ sáng 20 giây

- Gạt công tắc lên ON hệ thống hoạt động

- Gạt công tắc xuống OFF hệ thống dừng

97 a Lập bảng địa chỉ vào ra

1 ON I0.0 Nút nhấn khởi động

8 V2 Q0.5 Đèn vàng luồng 2 b Lập trình

3.3.5 Mô hình hệ thống đóng gói sản phẩm

- Ấn ON  ĐC1 chạy để kéo băng tải thùng chạy đưa vỏ thùng đóng táo vào Khi vỏ thùng 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 một cảm biến hồng ngoại S1

Khi thùng táo đủ 24 quả, ĐC2 sẽ ngừng hoạt động Sau đó, ĐC1 tiếp tục vận hành để đưa thùng táo thành phẩm ra ngoài và chuẩn bị đóng thùng táo mới.

- Hệ thống tự động hoạt động như trên cho đến khi ấn OFF thì dừng

Khi hệ thống đang hoạt động, nếu xảy ra bất kỳ sự cố nào, hãy ngay lập tức dừng lại và phát tín hiệu nháy đèn với chu kỳ 5 giây.

Lập bảng địa chỉ cho đầu vào, đầu ra

Lập trình và vận hành mạch điện dùng PLC S7-200

Vẽ sơ đồ kết nối PLC Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

3.3.6 Mô hình hệ thống trộn hóa chất

- Ấn ON 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, đầu 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 đầu 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 mẻ trộn thì tự động dừng

- Nếu thực hiện lại ta phải ấn nút Reset

- Người ta có thể dừng hệ thống bất kỳ lúc nào bằng nút OFF a Lập bảng địa chỉ vào ra

1 Start I0.0 Nút nhấn khởi động

24VDC c Vẽ sơ đồ kết nối phần cứng

3.3.7 Mô hình hệ thống đóng mở cửa siêu thị tự động

Khi nhấn nút ON, mạch điện hoạt động và cảm biến S1 sẽ mở cửa khi phát hiện có người đi vào Nếu sau 3 giây không có ai vào, cửa sẽ tự động đóng lại Tương tự, khi cảm biến S2 phát hiện có người đi ra, cửa sẽ mở tự động, và nếu không có ai ra trong 3 giây, cửa sẽ đóng lại Đặc biệt, nếu cửa đang đóng và cảm biến S1 hoặc S2 phát hiện có người, cửa sẽ tự động mở ra.

Nhấn nút OFF thì mạch điện dừng làm việc và cửa luôn luôn đóng a Lập bảng địa chỉ vào ra

1 ON I0.0 Nút nhấn khởi động mạch điện

2 OFF I0.1 Nút nhấn tắt mạch điện

3 HTm I0.2 Giới hạn hành trình mở cửa

4 HTđ I0.3 Giới hạn hành trình đóng cửa

7 Kt Q0.3 Động cơ quay thuận mở cửa

8 Kn Q0.4 Động cơ quay ngược đóng cửa b Lập trình

3.3.8 Mô hình hệ thống tháng máy đơn giản

Lập bảng địa chỉ cho đầu vào, đầu ra

Lập trình và vận hành mạch điện dùng PLC S7-200

Vẽ sơ đồ kết nối PLC Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Phần 2: KIẾN THỨC THỰC HÀNH

1 LẬP TRÌNH, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY XÂY DỰNG

PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

CÔNG VIỆC: LẬP TRÌNH, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN ĐIỀU

KHIỂN THANG MÁY XÂY DỰNG 1/B3/MĐ18

Nội dung Yêu cầu kỹ thuật

Dụng cụ, trang thiết bị Ghi chú

1 Tìm hiểu yêu cầu bài toán Đúng chế độ làm việc

Hình vẽ/ hình ảnh minh họa

2 Xác định tất cả các đầu vào – ra cho hệ thống Đúng, đủ số lượng đầu vào – đầu ra

3 Xác định cấu trúc phần cứng

Lựa chọn đúng thiết bị, đúng thông số kỹ thuật

PLC S7 – 200, các I/O vào ra của PLC, nguồn cấp,…

4 Khai báo biến trong bảng

Gắn đúng địa chỉ các biến trong bảng symbol, chọn đúng các khối hàm để viết chương trình

Máy tính đã được cài phầm mềm

5 Kiểm tra mô phỏng chương trình

Mạch hoạt động đúng yêu cầu

Máy tính đã được cài phầm mềm mô phỏng

6 Đấu nối, nạp chương trình

Kết nối đúng các I/O theo địa chỉ

Máy tính đã được lập

108 xuống PLC thật, vận hành thực tế và kiểm tra lỗi đã khai báo Chọn đúng cổng truyền thông trình bài toán

- PLC đã được đấu nối

Lưu trữ đúng chương trình

2 LẬP TRÌNH, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Y-Δ

6 Đấu nối, nạp chương trình xuống PLC thật, vận hành thực tế

Kết nối đúng các I/O theo địa chỉ đã khai báo Chọn đúng cổng

Máy tính đã được lập trình bài toán

110 và kiểm tra lỗi truyền thông nối

3 Các mô hình và bài tập ứng dụng

3.1 Mô hình thang máy xây dựng

3.2 Mô hình điều khiển động cơ Y-

3.3 Mô hình hệ thống băng tải

3.4 Mô hình hệ thống đèn giao thông

3.3.5 Mô hình hệ thống đóng gói sản phẩm

3.6 Mô hình hệ thống trộn hóa chất

3.7 Mô hình hệ thống đóng mở cửa siêu thị tự động

3.7 Mô hình hệ thống tháng máy đơn giản

3 LẬP TRÌNH, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI

Gắn đúng địa chỉ các biến trong bảng symbol,

112 trình chọn đúng các khối hàm để viết chương trình

6 Đấu nối, nạp chương trình xuống PLC thật, vận hành thực tế và kiểm tra lỗi

Kết nối đúng các I/O theo địa chỉ đã khai báo Chọn đúng cổng truyền thông

4 LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS

CÔNG VIỆC: LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN

GIAO THÔNG DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS 4/B3/MĐ18

6 Đấu nối, nạp chương trình xuống PLC thật,

Kết nối đúng các I/O theo địa chỉ đã khai báo

114 vận hành thực tế và kiểm tra lỗi

Chọn đúng cổng truyền thông nối

5 LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS

CÔNG VIỆC: LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG

GÓI SẢN PHẨM DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS 5/B3/MĐ18

6 LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TRỘN HÓA CHẤT DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS

CÔNG VIỆC: LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TRỘN

HÓA CHẤT DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS 6/B3/MĐ18

7 LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA SIÊU THỊ TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS

MỞ CỬA SIÊU THỊ TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 CỦA

6 Đấu nối, nạp chương trình xuống PLC thật, vận hành thực tế và kiểm tra lỗi

Chọn đúng cổng truyền thông

8 LẮP ĐẶT MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA SIÊU THỊ TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 CỦA HÃNG SIEMENS

MỞ CỬA SIÊU THỊ TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200 CỦA

6 Đấu nối, nạp chương trình

Kết nối đúng các I/O theo địa chỉ

122 xuống PLC thật, vận hành thực tế và kiểm tra lỗi đã khai báo Chọn đúng cổng truyền thông

Tiêu đề	Giáo Trình PLC Cơ Bản
Trường học	Trường Cao Đẳng Lào Cai
Chuyên ngành	Vận Hành Thủy Điện
Thể loại	Giáo Trình
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Lào Cai

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	1,92 MB