Xem mẫu
- MỤC LỤC I
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÍ NGHIỆM PLC
Biên soạn: ThS. Huỳnh Phát Huy
THÍ NGHIỆM PLC
Tài Liệu Lƣu Hành Tại HUTECH www.hutech.edu.vn
- II MỤC LỤC
Ấn bản 2013
- MỤC LỤC III
MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................................ 3
HƢỚNG DẪN ....................................................................................................................... 5
BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC ....................... 1
1.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ......................................................................................................... 1
1.1.1 Vật tư – Thiết bị .............................................................................................. 1
1.1.2 Lý thuyết liên quan phần cứng .......................................................................... 1
1.1.3 Kết nối điều khiển ........................................................................................... 3
1.1.4 Kết nối PLC và PC : ........................................................................................... 5
1.2 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM ................................................................................................... 6
1.2.1 Giới thiệu về S7 – 200 ..................................................................................... 6
1.2.2 Khảo sát thiết bị thí nghiệm về S7 – 200 ............................................................ 6
1.2.3 Sử dụng các thiết bị thực hành S7 – 200 ........................................................... 6
1.3 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 6
BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0 ......................................................... 8
2.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ......................................................................................................... 8
2.2 LÝ THUYẾT .................................................................................................................... 8
2.2.1 Cài đặt chương trình ........................................................................................ 8
2.2.2 Sử dụng phần mềm S7 – 200 ........................................................................ 11
2.2.3 Các bước thực hiện chương trình S7 – 200 ...................................................... 15
2.2.4 Phần mềm mô phỏng S7 – 200 ....................................................................... 23
2.3 TRÌNH TỰ THỰC HÀNH .................................................................................................. 26
2.4 CÂU HỎI ÔN TẬP .......................................................................................................... 27
BÀI 3: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN............................................................. 28
3.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ....................................................................................................... 28
3.2 LÝ THUYẾT .................................................................................................................. 28
3.2.1 Lệnh vào tiếp điểm ........................................................................................ 28
3.2.2 Lệnh ra tiếp điểm .......................................................................................... 29
3.3 CÂU HỎI BÀI TẬP ......................................................................................................... 36
BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG ............................................................ 38
4.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ....................................................................................................... 38
- IV MỤC LỤC
4.2 LÝ THUYẾT ...................................................................................................................38
Chương trình con ....................................................................................................38
4.3 TRÌNH TỰ THỰC HÀNH ...................................................................................................39
4.3.1 Khảo sát hệ thống ..........................................................................................40
4.3.2 Nối dây hệ thống ............................................................................................40
4.3.3 Lập trình điều khiển ........................................................................................40
4.4 CÂU HỎI BÀI TẬP ..........................................................................................................43
BÀI 5: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH THANG MÁY ................................................... 46
5.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ........................................................................................................46
5.2 LÝ THUYẾT ...................................................................................................................46
5.3 TRÌNH TỰ THỰC HÀNH ...................................................................................................47
5.3.1 Khảo sát hệ thống ..........................................................................................47
5.3.2 Nối dây hệ thống ............................................................................................47
5.3.3 Lập trình điều khiển ........................................................................................47
5.4 CÂU HỎI BÀI TẬP ..........................................................................................................52
BÀI 6: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ĐIỆN KHÍ NÉN ............................................... 56
6.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ ........................................................................................................56
6.2 LÝ THUYẾT ...................................................................................................................56
6.3 TRÌNH TỰ THỰC HÀNH ...................................................................................................60
6.3.1 Khảo sát hệ thống ..........................................................................................60
6.3.2 Nối dây hệ thống ............................................................................................61
6.3.3 Lập trình điều khiển ........................................................................................61
6.4 CÂU HỎI BÀI TẬP ..........................................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................................69
- HƢỚNG DẪN V
HƢỚNG DẪN
I. MÔ TẢ MÔN HỌC
Môn học thực hành PLC là một trong những môn học tiên quyết nhằm cung cấp
kiến thức cơ bản cho những ai muốn nghiên cứu sự vận hành tự động của dây
chuyền sản xuất trong công nghiệp . Môn học trang bị những kiến thức cơ bản
trong hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp. Từ đó giúp sinh viên hiểu và
phân tích các vấn đề về sử dụng khả năng lập trình PLC .
Là môn khoa học về lựa chọn, môn học giúp cho sinh viên nắm đƣợc cấu trúc
phần cứng của PLC S7-200, có khả năng hiểu đƣợc trạng thái hoạt động của PLC
S7-200. Tìm hiểu và nắm đƣợc cách lập trình trên phần mềm lập trình Step7 –
Micro/Win 32. Sinh viên nắm đƣợc các nguyên tắc lập trình cơ bản cho PLC S7-
200. Sinh viên nắm đƣợc các nhóm lệnh cơ bản của PLC S7-200: Các lệnh logic, bộ
định thời (timer), bộ đếm (counter), các lệnh điều khiển toán học, điều khiển
chƣơng trình,...
II. NỘI DUNG MÔN HỌC
Bài 1: Lý thuyết chung về PLC – Khảo sát thiết bị thực hành PLC.
Bài 2: Sử dụng phần mềm STEP7 – MICROWIN – V4.0 .
Bài 3: Ứng dụng điều khiển động cơ điện.
Bài 4: Điều khiển mô hình đèn giao thông.
Bài 5: Ứng dụng điều khiển mô hình thang máy, băng tải.
Bài 6: Ứng dụng điều khiển mô hình điện khí nén.
III. KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ
Môn học thí nghiệm PLC đòi hỏi sinh viên có nền tảng về Lý thuyết điều khiển tự
động.
IV. YÊU CẦU MÔN HỌC
- VI HƢỚNG DẪN
Ngƣời học phải dự học đầy đủ các buổi lên lớp và làm bài tập đầy đủ ở nhà.
V. CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC
Để học tốt môn này, ngƣời học cần ôn tập các bài đã học, trả lời các câu hỏi và
làm đầy đủ bài tập; đọc trƣớc bài mới và tìm thêm các thông tin liên quan đến bài
học.
Đối với mỗi bài học, ngƣời học đọc trƣớc mục tiêu và tóm tắt bài học, sau đó đọc
nội dung bài học. Kết thúc mỗi ý của bài học, ngƣời đọc trả lời câu hỏi ôn tập và
kết thúc toàn bộ bài học, ngƣời đọc làm các bài tập.
VI. PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC
Môn học đƣợc đánh giá gồm:
Điểm quá trình: 30%. Hình thức và nội dung do GV quyết định, phù hợp với quy
chế đào tạo và tình hình thực tế tại nơi tổ chức học tập.
Điểm thi: 70%. Hình thức bài thi thực hành trong 60 phút. Nội dung gồm các bài
tập thuộc bài thứ 1 đến bài thứ 6.
- BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC 1
BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ
PLC – KHẢO SÁT THIẾT
BỊ THỰC HÀNH PLC
Sau khi học xong bài này, học viên có thể:
Vẽ đƣợc sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ và mạch máy cơ bản.
Nhận biết CPU của PLC S7-200.
Biết cấu tạo của Bộ thƣc hành PLC S7-200.
Biết nối dây các thiết bị bàn thực hành.
Cài đặt đƣợc thông số cho cáp lập trình
Hiểu rõ về thiết bị PLC S7-200.
1.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ
1.1.1 Vật tƣ – Thiết bị
- Bộ thiết bị thực tập PLC
- Cáp lập trình
- Dụng cụ đồ nghề các loại (kìm, vít bake, đồng hồ đo VOM)
- Dây nối, đầu nối.
1.1.2 Lý thuyết liên quan phần cứng
- PLC S7-200 có các loại CPU sau : CPU 212, CPU 214, CPU 216, CPU 221,
- 2 BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC
CPU 222, CPU224 …
- Trong tài liệu này trình bày cấu trúc chung họ S7 -200 có CPU 224
S7-200
S7-200
Ngõ ra Card nhớ Kiểu hoạt động
Cổng PPI nối đến thiết bị lập trình
Biến trở
Cổng PPI
Ngõ vào Báo trạng Báo trạng thái ngõ vào/ra
thái CPU
Hình 1.1.2a: Hình dáng PLC
- BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC 3
Hình 1.1.2b: Màn hình OP 73 Micro và TP177 Micro
- Các đèn báo trên CPU :
- SF : đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng ( đèn đỏ ).
- RUN : PLC đang ở chế độ lam việc ( đèn xanh ).
- STOP : PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng ).
- Ixx, Qxx: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh ). Công tắc chọn chế độ
làm việc :
- RUN : cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ -
RUN qua STOP nếu gặp sự cố .
- STOP : PLC dừng công việc thực hiện chƣơng trình ngay lập tức.
- TERM : cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC.
Dùng phần mềm điều chỉnh RUN, STOP.
1.1.3 Kết nối điều khiển
Loại DC /DC / DC :
- Nguồn cung cấp 24 VDC.
- Đầu vào số 24 VDC.
- Đầu ra số 24 VDC, Imax = 0,75A.
- 4 BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC
Hình 1.1.3. Sơ đồ nối dây PLC loại DC/DC/DC
Loại AC /DC / Rơle:
- Nguồn cung cấp : 85-264 VAC .
- Đầu vào số : 24 VAC.
- Đầu ra số : 5-30 VDC hoặc 5-250 VAC, Imax = 2A.
Hình 1.1.3. Sơ đồ nối dây PLC loại AC/DC/Relay
- BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC 5
1.1.4 Kết nối PLC và PC :
- Ghép nối PLC S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp
nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS 232 sang RS485.
- Gắn một đầu cáp PC/PPI với cổng truyền Gắn thông 9 chân của PLC
còn đầu kia nối với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy tính.
- Bộ chuyển đổi từ RS232 sang 485 có hình dạng nhƣ sau :
Hình 1.1.4 Sơ đồ nối cáp lập trình
Trên PPI cáp có 8 Swich mỗi Swich có 2 mức Logic là 0 và 1
- Swich 1,2,3: Chọn tốc độ Baud ( tốc độ truyền )
123: Kbaud
110:115.2K
111:57.6K
000:38.4K
001:19.2K
010:9.6K
011:4.8K
100:2.4K
101:1.2K
- Swich 4,8: bỏ trống.
- Swich 5: 1=PPI, 0 = PPI/Freeport.
- Swich 6: 1=Remote, 0=local.
- Swich 7: Số bit truyền: 0 =11 bit, 1=10 bit.
- Các đèn trên PPI Multi Master Cable : Tx, Rx, PPI
- 6 BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC
1.2 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.2.1 Giới thiệu về S7 – 200
- Sinh viên xem lại sơ đồ nối dây bộ điều khiển trong tom tắt bài giảng tự động
điều khiển PLC.
- Giảng viên sẽ tóm tắt một số nội dung chính về phần cứng PLC S7-200 liên
quanđến thực hành.
1.2.2 Khảo sát thiết bị thí nghiệm về S7 – 200
- Không cấp nguồn thiết bị !!!
- Sinh viên quan sát các thiết bị có trên bàn thực hành: Máy tính, Bộ thực hành
PLC
S7-200, các thiết bị khác.
- Tìm hiểu về cấu tạo và cách kết nối dây giữa các thiết bị với nhau.
- Giải thích nguyên lý hoạt động của thiết bị.
- Vẽ lại sơ đồ và nộp cho giảng viên.
1.2.3 Sử dụng các thiết bị thực hành S7 – 200
- Cấp nguồn cho bàn thực hành.
- Khởi động máy tính.
- Bật nguồn cho Bộ thực hành PLC.
- Kiểm tra kết nối giữa PLC và máy tính.
- Kiểm tra các công tắc Input và Ouput trên Bộ thực hành PLC.
1.3 CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Trình bày bộ nhớ PLC S7-200 ?
Câu 2: Trình bày cấu trúc của PLC và Mô đun mở rộng của PLC S7-200.
- BÀI 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ PLC – KHẢO SÁT THIẾT BỊ THỰC HÀNH PLC 7
Câu 3: Trình bày về bộ đếm trong PLC S7-200.
Câu 4: Trình bày về bộ chuyển đổi dữ liệu trong PLC S7-200.
Câu 5: Thời gian vòng quét có thay đổi không? Ngƣời lập trình có thể can thiệp
thời gian vào vùng quét đƣợc không.
Câu 6: Trình bày về bộ thời gian trong PLC S7-200.
Câu 7: Trình bày về bộ đếm trong PLC S7-200.
Câu 8: Trình bày về các thanh ghi dịch trong PLC S7-200.
Câu 9: Trình bày nguyên tắc làm việc PLC, nguyên tắc trao đổi dữ liệu giữa CPU
và Mô đun mở rộng.
- 8 BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0
BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM
STEP7-MICROWIN-4.0
Sau khi học xong bài này, học viên có thể:
- Cài đặt đƣợc phần mem Step7 MicroWIN V4.0
- Sử dụng thành thạo phần mem Step7 MicroWIN V4.0
- Sử dụng đƣợc phần mem S7-200 Simulator.
2.1 VẬT TƢ – THIẾT BỊ
- Bộ thiết bị thực tập PLC
- Cáp lập trình
- Dụng cụ đồ nghề các loại (kìm, vít bake, đồng hồ đo VOM)
- Dây nối, đầu nối.
2.2 LÝ THUYẾT
2.2.1 Cài đặt chƣơng trình
- Từ nguồn có sẵn trên các máy tính của Trung tâm – thí nghiệm thực hành.Ta
theo địa chỉ chứa file nguồn, nhấp đúp vào setup.exe
- BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0 9
Màn hình hiển thị thông báo.
Nhấp chuột vào OK, Màn hình hiển thị thông báo:
Nhấp chuột vào Next, hiển thị thông báo.
- 10 BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0
Nhấp chuột vào Yes, hiển thị thông báo.
Nhấp chuột vào Next, hiển thị thông báo.
Nhấp chuột vào OK, hiển thị thông báo.
- BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0 11
Chọn No, I will restart my computer later và Nhấp chuột vào Finish
2.2.2 Sử dụng phần mềm S7 – 200
Khởi động:
- Cách 1 : Start -> Simatic -> Step7 MicroWin -> Step7 -> MicoWin32
- Cách 2 : nhấp đúp vào biểu tƣợng Step7 MicroWin trên nền Desktop của
Window.
Giao diện màn hình :
Thanh Menu: Cho phép thao tác bằng mouse hay bàn phím. Có thể thay
đổi menu công cụ theo ý riêng (tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi ).
Thanh công cụ: Để giúp truy cập mouse cho các công việc với chƣơng
trình STEP 7-Micro/WIN 32 dễ hơn. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý
riêng (tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi).
Thanh điều hƣớng (Navigation): Gom nhiều nhom, đƣợc chọn bằng các
nút nhấn, để tăng cƣờng các tính năng lập trình.
"View": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển nhƣ: Khối chƣơng
trình (Program Block), Bảng ký hiệu (Symbol Table), bảng trạng thái (Status
Chart), khối dữ liệu (Data Block), khối hệ thống (System Block), phần tham
khảo trích ngang (Cross Reference), và trạng thái kết nối (Communications).
- 12 BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0
- Tools: Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển: giải pháp trợ
giúp cho các hƣớng dẫn và giải pháp trợ giúp cho chƣơng trình lam việc với
TD 200.
- Phân nhánh các chỉ thị (Instruction Tree): Giúp ta nhìn đƣợc cấu trúc
phân nhánh toàn bộ đề án đang soạn và các chỉ thị dùng đƣợc cho việc soạn
thảo chƣơng trình đang hiển thị (LAD, FBD, or STL).
- Có thể bam chuột phải vào một thành phần của chƣơng trình để điền them
các khối tổ chức của chƣơng trình (Program Organizational Units -POUs); bạn
có thể bam chuột phải vào từng POU để mở, đổi tên, xoá hay soạn thảo tính
chất của chúng.
- Bảng ghi biến nội (Local Variable Table): Chứa các chỉ định cho các biến nội
bộ (nói cách khác, các biến dùng với các chƣơng trình con hay các ngắt). Các
biến này nhớ trong bộ nhớ tạm, địa chỉ do ta qui định trong hệ thống; việc
- BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0 13
dùng các biến bị giới hạn bởi POU.
- Cửa sổ soạn thảo chƣơng trình chứa bảng biến nội bộ và chƣơng trình đang
soạn thảo (LAD, FBD,hay STL). Có thể rê thanh tác vụ để mở rộng cửa sổ và
che khuất bảng biến nội bộ khi cần thiết.
- Khi tạo chƣơng trình con hay ngắt thêm vào chƣơng trình chính (OB1),
sẽtạo ra những thanh (tab) xuất hiện ở phía dƣới cửa sổ màn hình soạn thảo.
Có thể nhấn chuột vào thanh tab để di chuyển màn hình giữa các chƣơng trình
con, các ngắt v và OB.
- Cửa sổ ngõ ra (Output Window): cung cấp thông báo, thông tin khi biên
dịch chƣơng trình. Khi cửa sổ này liệt kê những lỗi sai của chƣơng trình, ta có
thể nhấn kép lên thông báo lỗi để lam hiển thị vùng chƣơng trình có thể gây ra
lỗi tƣơng ứng.
- Thanh trạng thái (Status Bar): Cung cấp thông tin về trạng thái của các
toán tử bạn đang lam trong chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32.
- Phần tham khảo trích ngang (Cross Reference ): Cho phép xem các thông tin
về phần tử đang dùng trong chƣơng trình.
- Cửa sổ bảng ký hiệu/bảng biến toàn cục (SymbolTable/Global Variable
Table Window): Cho phép chỉ định và soạn thảo ký hiệu toàn cục (nói khác đi
các giá trị biến có thể đƣợc dùng trong bất kỳ POU, chứ không phải chỉ là
những POU có ký hiệu đƣợc tạo ra). Bạn có thể tạo nhiều bảng ký hiệu. Cũng
có một bảng ký hiệu/biến toàn cục đƣợc hệ thống định nghĩa dành cho bạn sẵn
trong chƣơng trình.
- Cửa sổ bảng trạng thái (Status Chart Window): Cho phép theo dõi các
trạng thái ngõ vào, ngõ ra, các biến của chƣơng trình bằng cách nhập chúng
- 14 BÀI 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7-MICROWIN-4.0
vào bảng. Bạn có thể lam nhiều bảng nham mục đích xem nhiều thành phần
khác nhau của các đoạn chƣơng trình. Mỗi bảng trạng thái có cửa sổ riêng.
- Cửa sổ khối dữ liệu động/khối dữ liệu đặt (Data Block/Data Initializer
Window): Cho phép hiện và soạn thảo nội dung của khối dữ liệu.
- Kiểm tra kết nối :
- Vào Communication bằng cách : nhấp biểu tƣợng Communication
trên Navigation Bar hoặc trên Instruction Tree Tree
Khi đó xuất hiện cửa sổ sau:
Nhấp chuột vào đến khi thấy biểu tƣợng thì kết nối
thành công. Nếu không thấy biểu tƣợng trên chúng ta phải kiểm tra lại :
- Cáp: Đã nối cáp chƣa? swich chọn tốc độ truyền đúng không?Cáp còn
nguyên vẹn hay đã hƣ hỏng?
- PLC: PLC đã mở điện chƣa? công tắc chọn chế độ lam việc đangở vi trí
ON,OFF hay STERM? Chỉ ở vị trí STERM PLC mới cho Load chƣơng trình.
- Máy tính : Đang nối dây ở cổng COM1 hay COM2, cổng COM còn truyền
dữ liệu đƣợc hay đã hƣ?
Nếu sai cổng COM ta lam nhƣ sau :
Cách 1 : Đổi bằng phần cứng ( tháo dây cáp nối lại )
nguon tai.lieu . vn
