Bài giảng MTCN & LTCN Bộ môn CN Kỹ thuật máy tính
- 1 -
MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH.........................4
1.1.
Những khái niệm cơ bản về PLC.............................................................4
1.1.1.
PLC là gì?........................................................................................4
1.1.2.
Sự ra đời và phát triển của PLC......................................................5
1.1.3.
Ưu nhược điểm của PLC.................................................................6
1.1.4.
Các họ PLC hiện có trên thị trường quốc tế....................................6
1.2.
Hệ thống điều khiển công nghiệp điển hình ............................................7
1.2.1.
Hệ thống thu thập số liệu, giám sát và điều khiển (Supervisory
Control And Data Aquirition - SCADA).........................................................7
1.2.2.
Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) ..............................................8
1.2.3.
Các hệ thống điển hình khác.........................................................10
1.3.
Ngôn ngữ lập trình trên PLC.................................................................10
CHƯƠNG 2
LẬP TRÌNH CHO PLC S7X00 VÀ LOGO .............................13
2.1.
PLC S7 - 200 ...........................................................................................13
2.1.1.
Giới thiệu chung về PLC S7-200 ...................................................13
2.1.2.
Cấu trúc chung..............................................................................14
2.1.3.
Mô tả các khối chức năng phần cứng ...........................................15
2.1.4.
Cấu trúc của bộ nhớ......................................................................21
2.1.5.
Phần mềm Lập trình cho PLC S7-200 ..........................................26
2.2.
Ngôn ngữ lập trình của Simatic.............................................................32
2.2.1.
Phân tích đối tượng và hệ thống điều khiển..................................32
2.2.2.
Phương pháp lập trình ..................................................................37
2.2.3.
Cú pháp hệ lệnh của S7-200 (Phụ lục) .........................................41
2.3.
Kết nối hệ thống .....................................................................................41
Bài giảng MTCN & LTCN Bộ môn CN Kỹ thuật máy tính
- 2 -
2.3.1.
Mô tả hệ thống kỹ thuật.................................................................41
2.3.2.
Kết nối PLC với các thiết bị ngoại vi .............................................44
2.3.3.
Kiểm lỗi kết nối bằng Step 7-MicroWin.........................................48
2.4.
PLC LOGO.............................................................................................54
2.4.1.
Giới thiệu chung............................................................................54
2.4.2.
Đấu nối logo ..................................................................................54
2.4.3.
Các thao tác chung trên logo.........................................................54
2.4.4.
Lập trình cho logo .........................................................................54
CHƯƠNG 3
LẬP TRÌNH CHO PLC EASY VÀ ZEN .................................55
3.1.
PLC Easy ................................................................................................55
3.1.1.
Giới thiệu chung............................................................................55
3.1.2.
Đấu nối PLC Easy .........................................................................55
3.1.3.
Các thao tác chung trên PLC Easy................................................55
3.1.4.
Lập trình cho PLC Easy ................................................................55
3.2.
PLC ZEN ................................................................................................55
3.2.1.
Giới thiệu chung............................................................................55
3.2.2.
Đấu nối PLC ZEN .........................................................................55
3.2.3.
Các thao tác chung trên PLC ZEN................................................55
3.2.4.
Lập trình cho PLC ZEN ................................................................55
CHƯƠNG 4
MẠNG PLC...............................................................................56
4.1.
Hình trạng mạng ....................................................................................56
4.2.
Các vấn đề quan tâm khi ghép nối mạng PLC......................................56
CHƯƠNG 5
CASE STUDY ...........................................................................57
5.1.
Dây chuyền đóng gói tự động.................................................................57
5.2.
Điều khiển bơm nước.............................................................................58
5.3.
Điều khiển động cơ.................................................................................58
Bài giảng MTCN & LTCN Bộ môn CN Kỹ thuật máy tính
- 3 -
5.4.
Điều khiển đóng mở cửa tự động...........................................................58
5.5.
Điều khiển băng tải.................................................................................58
5.6.
Điều khiển thang máy ............................................................................58
THỰC HÀNH VÀ BÀI TẬP LỚN.....................................................................59
Bài giảng MTCN & LTCN Bộ môn CN Kỹ thuật máy tính
- 4 -
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
1.1. Những khái niệm cơ bản về PLC
1.1.1. PLC là gì?
PLC là viết tắt của ba từ tiếng anh: Programmable Logic Controller- có nghĩa
là bộ điều khiển logic có khả năng thích ứng với nhiều chương trình điều khiển
khác nhau.
Chương trình điều khiển của PLC do người lập trình tạo ra nhờ máy tính với
sự trợ giúp của phần mềm hoặc thiết bị lập trình cầm tay do các hãng chế tạo PLC
cung cấp rồi nạp vào PLC.
Khi cần thay đổi hoặc mở rộng chương trình điều khiển, người lập trình chỉ
cần lập trình lại rồi nạp chương trình điều khiển mới vào PLC. bộ điều khiển sẽ làm
việc theo chương trình mới ngay sau khi khởi động.
Như vậy PLC thực chất là một thiết bị điều khiển đã được module hoá để sản
xuất hàng loạt. Nó là một bộ điều khiển đa năng, được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực
công nghệ khác nhau nhờ khả năng thích ứng của nó với các chương trình điều
khiển khác nhau.
Bài giảng MTCN & LTCN Bộ môn CN Kỹ thuật máy tính
- 5 -
1.1.2. Sự ra đời và phát triển của PLC
Trước khi có PLC đã có những bộ điều khiển tự động bằng các mạch rơle-
công tắc tơ hoặc các mạch rơ le số/tương tự không tiếp điểm. Các bộ điều khiển này
ngày nay được gọi là các bộ điều khiển cứng.
Khi cần phải thay đổi hoặc mở rộng chương trình điều khiển thì các bộ điều
khiển cứng sẽ không thích ứng được, do đó cần thiết kế và chế tạo lại bộ điều khiển
để thay thế bộ điều khiển cũ, hoặc chí ít cũng cần thay đổi lại cách ghép nối các
phần tử của bộ điều khiển cũ cho phù hợp với chương trình điều khiển mới.
Việc thay đổi như vậy dẫn đến hiệu quả kinh tế bị giảm sút, thời hạn cải tạo
thiết bị công nghệ kéo dài. Năm 1969, hãng sản xuất ôtô GM đề xuất thiết kế các bộ
điều khiển ứng dụng công nghệ điện tử và công nghệ máy tính có khả năng thích
ứng với nhiều chương trình điều khiển khác nhau với các điều kiện sau:
a) Dễ dàng thay đổi được chương trình điều khiển
b) Đơn giản cho việc thay thế và sửa chữa.
c) Độ tin cậy cao so với các bộ điều khiển cứng truyền thống.
d) Nhỏ gọn hơn so với các bộ điều khiển thuyền thống.
e) Dữ liệu gửi ra ở đầu ra phải được đưa tới các dụng cụ điều khiển trung
tâm.
f) Giá thành tốt hơn các bộ điều khiển rơ le.
g) Đầu vào có khả năng nhận điện xoay chiều điện áp 115 v.
h) Đầu ra có dòng cực tiểu là 2a và điện áp xoay chiều cực tiểu là 115 v.
i) Bộ điều khiển phải có khả năng mở rộng các chức năng bằng cách nối
ghép thêm các module.
PLC đã ra đời như thế do tính thích ứng với nhiều chương trình điều khiển,
việc thay đổi chương trình dễ dàng và không đòi hỏi những chuyên gia lập trình và
điều khiển có trình độ chuyên môn cao nên nó nhận được nhu cầu rất lớn trong thực
tế. PLC sinh ra trên cơ sở của công nghệ máy tính và vật liệu bán dẫn, có thể giải
quyết được bài toán điều khiển với nhiều chương trình khác nhau nên ngày càng
được phát triển và ứng dụng vào tất cả các ngành công nghiệp và dân dụng.