Bài giảng Điều khiển lập trình 1 có cấu trúc gồm 5 chương với các nội dung trình bày như: Đại cương về điều khiển lập trình, cấu trúc và phương pháp hoạt động của PLC, các phép toán nhị phân của PLC, các phép toán số của PLC, các họ PLC khác.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Điều khiển lập trình 1 - Bùi Thúc Minh
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC NHA TRANG
KHOA ĈLӊN-ĈLӊN TӰ
BӜ0Ð1Ĉ,ӊN CÔNG NGHIӊP
GV: BÙI THÚC MINH
Nha Trang 2011
Yêu cҫu – mөc ÿích
• Yêu cҫu:
– Sinh viên phҧi hiӇu vӅ các mҥch ÿLӅu khiӇn có tiӃp
ÿLӇm, thiӃt kӃ mҥch bҵng cәng logic,…
– Trình ÿӝ Fѫ bҧn vӅ máy tính.
• Mөc ÿích: sau khi hӑc xong môn hӑc này sinh
viên:
– HiӇu biӃt các kiӃn thӭc Fѫ bҧn vӅ ÿLӅu khiӇn lұp
trình, cҩu tҥo phҫn cӭng, phҫn mӅm cӫa hӋ ÿLӅu
khiӇn lұp trình.
– Phân tích, thiӃt kӃ, viӃt FKѭѫQJ trình sӱ dөng PLC.
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 1
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Tài liӋu tham khҧo
[1] Phan Xuân Minh, NguyӉn Doãn 3Kѭӟc – TΉ ÿͱng hóa vͳi
SIMATIC S7-200 – NXB Nông nghiӋp 1997
[2] BM ĈLӋn Công nghiӋp, Bài giҧng “ĈL͙u khi͛n lͅp trình”
[3] Sͭ tay Ḱͳng d̓n s΅ dͽng FX-TRN-BEG-E – Khoa ĈLӋn
7UѭӡngĈ+Công nghiӋp Tp.HCM, Công ty TNHH Sa Giang
[4] Trҫn ThӃ San, NguyӉn Ngӑc 3KѭѫQJ – PLC Lͅp trình ng
dͽng trong công nghi͟p - NXB KHKT - 2008
[5] W. Bolton - Programmable Logic Controllers
[6] Hugh Jack - Automating Manufacturing Systems with PLCs
[7] SIEMENS - S7-200 Programmable Controller System Manual -
Edition 04/2002
[8] Visual Guide to Programming OMRON PLCs
NӜI DUNG
&KѭѫQJ 1 Ĉҥi FѭѫQJ vӅ ÿLӅu khiӇn lұp trình
&KѭѫQJ 2 Cҩu trúc và SKѭѫQJ pháp hoҥt
ÿӝng cӫa PLC
&KѭѫQJ 3 Các phép toán nhӏ phân cӫa PLC
&KѭѫQJ 4 Các phép toán sӕ cӫa PLC
&KѭѫQJ 5 Các hӑ PLC khác
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 2
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Ôn tұp kiӃn thӭc vӅÿLӅu khiӇn
• VӁ Vѫ ÿӗ ÿLӅu khiӇn, ÿӝng lӵc mӝt sӕ
mҥch yêu cҫXÿLӅu khiӇQÿӝQJFѫ.Ĉ%ED
pha rô to lӗng sóc sau:
– KhӣLÿӝng trӵc tiӃp.
– KhӣL ÿӝng gián tiӃp: sao-tam giác, cuӝn
kháng,…
– Ĉҧo chiӅXTXD\ÿӝQJFѫ: trӵc tiӃp, gián tiӃp
– KhӣLÿӝng sao/tam giác thuұn/nghӏch
– Mҥch tuҫn tӵ: mӣ máy M1->M2->M3; dӯng
QJѭӧc lҥi
PLC
(Programmable Logic Control)
PLC là thiӃt bӏ ÿLӅu khiӇn Logic khҧ trình
cho phép thӵc hiӋn linh hoҥt các thuұt
toán ÿLӅu khiӇn Logic thông qua 1 ngôn
ngӳ lұp trình
¾ Bҧn chҩt PLC là gì?
¾ Có bao nhiêu loҥi PLC?
¾ Nên sӱ dөng loҥi nào?
¾ Chӑn ngôn ngӳ lұp trình nào?
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 3
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Mӝt sӕ loҥi PLC
• SIEMENS (ĈӬC)
• ABB (PHҪN LAN)
• OMRON (NHҰT)
• DELTA (ĈÀI LOAN)
• PANASONIC (NHҰT)
• MITSUBISHI (NHҰT),…
Caùc loaïi PLC S7 cuûa Siemens
S7-200
S7-300
S7-400
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 4
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Vai trò cӫa PLC
• Trong mӝt hӋ thӕng tӵ ÿӝng, nói chung PLC
ÿѭӧc ví QKѭ là “con tim” cӫa hӋ thӕng ÿLӅu
khiӇn.
• Vӟi FKѭѫQJ trình ӭng dөng ÿLӅu khiӇn (ÿѭӧc
OѭX trӳ trong bӝ nhӟ PLC) trong viӋc thӵc thi,
PLC WKѭӡng xuyên giám sát tình trҥng hӋ thӕng
qua tính hiӋu phҧn hӗi cӫa thiӃt bӏ ÿҫu vào. Sau
ÿó sӁ dӵa vào sӵ hӧp lý cӫa FKѭѫQJ trình ÿӇ
xác ÿӏnh tiӃn trình hoҥt ÿӝng ÿѭӧc thӵc hiӋn ӣ
nhӳng thiӃt bӏ xuҩt cҫn thiӃt.
• PLC có thӇ ÿѭӧc sӱ dөng ÿLӅu khiӇn:
– Nhӳng nhiӋm vө ÿѫQ giҧn có tính lһp ÿL lһp lҥi
– NhiӋm vө có thӇ ÿѭӧc liên kӃt cùng nhau vӟi
thiӃt bӏ ÿLӅu khiӇn chӫ hoһc máy tính chӫ
khác qua mӝt loҥi mҥng giao tiӃp ÿӇ tích hӧp
ÿLӅu khiӇn cӫa mӝt quá trình phӭc tҥp.
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 5
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
ѬX ÿLӇm cӫa PLC
Nhöõng baát lôïi cuûa baûng ñieàu khieån coå ñieån
• - Coù quaù nhieàu daây trong baûng ñieàu khieån
• - Söï thay ñoåi hoaøn toaøn khoù khaên
• - Vieäc söûa chöõa voâ cuøng phieàn phöùc vì baïn phaûi caàn ñeán nhaø
kyõ thuaät gioûi
• - Tieâu thuï ñieän naêng lôùn khi cuoän daây cuûa rôø – le tieâu thuï
ñieän
• - Thôøi gian döøng maùy laø quaù daøi khi söï coá xaûy ra, vì phaûi maát
moät thôøi gian daøi ñeå söûa chöõa baûng ñieàu khieån
• - Noù gaây ra thôøi gian döøng maùy laâu hôn khi baûo trì vaø ñieàu
chænh khi caùc baûn veõ khoâng coøn nguyeân veïn qua thôøi gian
nhieàu naêm.
Thuұn lӧi cӫa ÿLӅu khiӇn lұp trình
• - Khoâng caàn ñaáu daây cho sô ñoà ñieàu khieån logic nhö kieåu duøng
rô le.
• - Coù ñoä meàm deûo söû duïng raát cao, khi chæ caàn thay ñoåi chöông
trình (phaàn meàm) ñieàu khieån.
• - Chieám vò trí khoâng gian nhoû trong heä thoáng.
• - Nhieàu chöùc naêng ñieàu khieån.
• - Toác ñoä cao.
• - Coâng suaát tieâu thuï nhoû.
• - Khoâng caàn quan taâm nhieàu veà vaán ñeà laép ñaët.
• - Coù khaû naêng môû roäng soá löôïng ñaàu vaøo/ra khi noái theâm caùc
khoái vaøo/ra chöùc naêng.
• - Taïo khaû naêng môû ra caùc lónh vöïc aùp duïng môùi.
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 6
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
NKѭӧFÿLӇm cӫa PLC
+ Giá thành cao (phҫn cӭng + phҫn mӅm)
+ Ĉòi hӓi QJѭӡi sӱ dөng phҧi có chuyên môn
07/09/11 11:02 PM 13
VӅ giá trӏ kinh tӃ
Khi xét vӅ giá trӏ kinh tӃ cӫa PLC ta phҧL ÿӅ cұp
ÿӃn sӕOѭӧQJÿҫu ra vàÿҫu vào.
Quan hӋ vӅ giá thành vӟi sӕOѭӧQJÿҫu vào/ra có
dҥng QKѭKình bên
14
07/09/11 11:02 PM
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 7
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
• Khi tíQK ÿӃn giá cҧ cӫa PLC thì phҧi kӇ ÿӃn các
bӝ phân phө QKѭ WKLӃt bӏ lұp trình, máy in, EăQJ
ghi...cҧ viӋF ÿào tҥo nhân viên kӻ thuұt. Nói
chung nhӳng phҫn mӅPÿӇ thiӃt kӃ lұp trình cho
các mөFÿíFKÿһc biӋt là kháÿҳt.
• Ngày nay nhiӅu hãng chӃ tҥR 3/& ÿã cung cҩp
trӑn bӝÿóng gói phҫn mӅPÿã ÿѭӧc thӱ nghiӋm,
QKѭQJ YLӋc thay thӃ, sӱD ÿәi các phҫn mӅm là
nhu cҫu không thӇ tránh khӓi. DR ÿó, vүn cҫn
thiӃt phҧi có kӻQăQJSKҫn mӅm.
07/09/11 11:02 PM 15
Phân bӕ giá cҧ cho viӋc lҳSÿһt mӝW3/&WKѭӡng
QKѭVDX:
+ 50% cho phҫn cӭng cӫa PLC
+ 10% cho thiӃt kӃ khuân khәFKѭѫQJWUình
+ 20% cho soҥn thҧo và lұp trình
+ 15% cho chҥy thӱ nghiӋm
+ 5% cho tài liӋu.
ViӋc lҳSÿһt mӝt PLC tiӃp theo chӍ bҵng khoҧng
1/2 giá thành cӫa bӝÿҫu tiên, nghƭa là hҫXQKѭ
chӍ còn chi phí phҫn cӭng.
07/09/11 11:02 PM 16
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 8
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Ӭng dөng cӫa PLC
• PLC ñöôïc söû duïng khaù roäng raõi trong caùc
ngaønh: Coâng nghieäp, Maùy noâng nghieäp,
Thieát bò y teá, Oâtoâ (xe hôi, caàn caåu)…
Söû duïng boä ñieàu khieån PLC
Thay ñoåi heä thoáng
nhanh choùng vaø deã daøng
Kích thöôùc nhoû goïn
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 9
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Phân loҥi SKѭѫQJ pháp ÿLӅu khiӇn
• Trong lónh vöïc ñieàu khieån
– Phöông phaùp ñieàu khieån noái cöùng
– Phöông phaùp ñieàu khieån laäp trình ñöôïc
• Trong caùc heä thoáng ñieàu khieån noái cöùng:
– Noái cöùng coù tieáp ñieåm
– Noái cöùng khoâng tieáp ñieåm
Nӕi cӭng có tiӃp ÿLӇm
• Duøng caùc khí cuï ñieän nhö rôle, coâng taéc tô keát
hôïp vôùi caùc boä caûm bieán, caùc nuùt nhaán, coâng
taéc. Caùc khí cuï ñieän naøy ñöôïc noái laïi vôùi nhau
theo moät maïch ñieän cuï theå ñeå thöïc hieän moät
yeâu caàu coâng ngheä nhaát ñònh.
Thí duï: Maïch ñieàu khieån ñaûo chieàu quay, maïch
khôûi ñoäng giôùi haïn doøng hay maïch ñieàu khieån
ñoäng cô chaïy tuaàn töï vaø döøng tuaàn töï
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 10
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Ñieàu khieån noái cöùng khoâng tieáp ñieåm
• - Duøng caùc coång logic cô baûn, caùc coång logic ña
naêng hay caùc maïch tuaàn töï (goïi chung laø IC soá), keát
hôïp vôùi caùc boä caûm bieán, caùc nuùt nhaán, coâng taéc.
• - Caùc IC soá naøy cuõng ñöôïc noái laïi vôùi nhau theo moät
sô ñoà logic cuï theå ñeå thöïc hieän moät yeâu caàu coâng
ngheä nhaát ñònh.
• - Caùc maïch ñieàu khieån noái cöùng söû duïng caùc linh
kieän ñieän töû coâng suaát nhö SCR, Triac ñeå thay theá
coâng taéc tô trong caùc maïch ñoâng löïc
• - Trong heä thoáng ñieàu khieån noái cöùng, caùc
linh kieän hay khí cuï ñieän ñöôïc noái vónh vieãn
vôùi nhau.
• - Do ñoù, khi muoán thay ñoåi laïi nhieäm vuï ñieàu
khieån thì phaûi noái daây laïi toaøn boä maïch ñieän.
Vôùi caùc heä thoáng phöùc taïp thì khoâng hieäu quaû
vaø raát toán keùm
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 11
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Phöông phaùp ñieàu khieån noái cöùng ñöôïc
thöïc hieän theo caùc böôùc sau:
Phöông phaùp ñieàu khieån laäp trình ñöôïc
• - Trong caùc heä thoáng ñieàu khieån laäp trình ñöôïc, caáu
truùc cuûa boä ñieàu khieån vaø caùch noái daây ñoäc laäp vôùi
chöông trình.
• - Chöông trình ñònh nghóa hoaït ñoäng ñieàu khieån
ñöôïc ghi tröïc tieáp vaøo boä nhôù cuûa boä ñieàu khieån nhôø
söï trôï giuùp cuûa boä laäp trình (PG) hay maùy vi tính
(PC)
• - Ñeå thay ñoåi chöông trình ñieàu khieån, chæ caàn thay
ñoåi noäi dung boä nhôù cuûa boä ñieàu khieån, phaàn noái daây
beân ngoaøi khoâng bò aûnh höôûng. Ñaây laø öu ñieåm lôùn
nhaát cuûa phöông phaùp laäp trình ñieàu khieån ñöôïc.
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 12
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
• Qui trình thiӃt kӃ ÿLӅu khiӇn dùng PLC:
1. Xác ÿӏnh ÿѭӧc qui trình ÿLӅu khiӇn
2. Xác ÿӏnh tín hiӋu vào ra
3. Soҥn thҧo FKѭѫQJ trình
4. Nҥp FKѭѫQJ trình cho PLC
5. Chҥy FKѭѫQJ trình
Caáu truùc cuûa PLC
Ngoõ vaøo CPU Ngoõ ra
PLC
Boä laäp trình Module môû roäng
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 13
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Cҩu trúc phҫn cӭng cӫa PLC
• Bӝ xӱ lý trung tâm (Central Processing
Unit): là mӝt vi xӱ lý ÿӏnh Kѭӟng hoҥt
ÿӝng cӫa PLC. Nó thӵc hiӋn các lӋnh
trong FKѭѫQJ trình, xӱ lý tín hiӋu xuҩt
nhұp và liên lҥc vӟi các thiӃt bӏ ngoҥi vi.
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 14
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
• Bӝ nhӟ: có nhiӅu loҥi bӝ nhӟ. Ĉó là vùng chӭa hӋ ÿLӅu
hành và vùng bӝ nhӟ cӫa QJѭӡi sӱ dөng:
– ROM (Read Only Memory)
– RAM (Random Access Memory)
– EPROM (Erasable Programable Read Only Memory)
– EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only
Memory)
Cɢu trúc chung hʄ th͑QJÿLɾu khiʀn dùng PLC
Các thiɼt bʈ tɞo ra tín
hiʄXÿLɾu khiʀn, WKɉ͝ng
là nút nhɢn, cɠm biɼn…
- Ngõ vào dҥng sӕ
- Ngõ vàRWѭѫQJWӵ
- Ngõ ra dҥng sӕ
-1J}UDWѭѫQJWӵ
Thiɼt bʈ biɼQÿ͕i tín m͙W FKɉɇQJ WUình bao g͓m
hiʄXÿLʄn tͫ PLC thành m͙t hay nhiɾu lʄnh nhɮm thͱc
m͙t táFÿ͙ng vɪt lý hiʄn m͙t nhiʄm vͥ cͥ thʀ
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 15
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
• M̹ch ÿ̿u vào (Input Unit) là các mҥch ÿLӋn tӱ
làm nhiӋm vө phӕi ghép chuyӇn ÿәi giӳa tín hiӋu
ÿҫu vào và tín hiӋu sӱ dөng trong PLC. KӃt quҧ
cӫa viӋc xӱ lý sӁ ÿѭӧc OѭX ӣ vùng nhӟ Input.
– Mҥch ÿҫu vào ÿѭӧc cách ly vӅ ÿLӋn vӟi các mҥch
trong PLC nhӡ các diod quang.
• M̹ch ÿ̿u ra (Output Unit) mҥch ÿLӋn tӱ ÿҫu ra
sӁ biӃn ÿәi các lӋnh mӭc logic bên trong PLC
(vùng nhӟ Output) thành tín hiӋu ÿLӅu khiӇn QKѭ
ÿóng mӣ UѫOH…
ThiӃt bӏ lұp trình
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 16
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Nút nhɢQWKɉ͝ng m͟
Nút nhɢQWKɉ͝QJÿóng
Công tɬFWKɉ͝ng m͟
Công tɬFWKɉ͝QJÿóng
TiɼSÿLʀPWKɉ͝ng m͟
TiɼSÿLʀPWKɉ͝QJÿóng
Các dɞng tín hiʄu ngõ vào cͧa PLC
Các thiӃt bӏ vào WKѭӡng gһp
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 17
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Các thiӃt bӏ ra WKѭӡng gһp
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 18
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 19
- ĈLӅu khiӇn lұp trình
PLC S7-200 ñieàu khieån thieát bò
Boùng
ñeøn
Coâng taéc
Ñieàu khieån duøng PLC
Ñieàu khieån
Cô caáu chaáp haønh
Biên soҥn: Bùi Thúc Minh 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
