Bài giảng PLC và mạng công nghiệp: Chương 1 - TS. Nguyễn Anh Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "PLC và mạng công nghiệp: Chương 1 - TS. Nguyễn Anh Tuấn" được biên soạn nhằm giúp các bạn sinh viên hiểu về cấu trúc chung, nguyên lý làm việc của PLC; Nắm vững khái niệm các hệ thống điều khiển và các phần tử trong hệ thống điều khiển logic, lập trình PLC, mạng công nghiệp; Sử dụng PLC vào các ứng dụng điều khiển hệ thống công nghiệp; Vận hành, khai thác được các hệ thống tự động, bảo dưỡng bảo trì, hiệu chỉnh, thiết kế và cải tiến các hệ thống tự động sử dụng PLC. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng PLC và mạng công nghiệp: Chương 1 - TS. Nguyễn Anh Tuấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Bài giảng PLC và Mạng Công Nghiệp PLC and Industrial system (ME 4501) Giảng viên: TS. Nguyễn Anh Tuấn Bộ môn Cơ điện tử – ĐHBK Hà nội Email: tuan.nguyenanh@hust.edu.vn bktuan2000@gmail.com
 MỤC TIÊU HỌC PHẦN (ME 4501 2(2-1-0-4))  Hiểu về cấu trúc chung, nguyên lý làm việc của PLC  Nắm vững khái niệm các hệ thống điều khiển và các phần tử trong hệ thống điều khiển logic, lập trình PLC, mạng công nghiệp.  Sử dụng PLC vào các ứng dụng điều khiển hệ thống công nghiệp  Vận hành, khai thác được các hệ thống tự động, bảo dưỡng bảo trì, hiệu chỉnh, thiết kế và cải tiến các hệ thống tự động sử dụng PLC.
Requirement  Nhiệm vụ của sinh viên: - Dự lớp: đầy đủ theo quy chế. - Bài tập: hoàn thành các bài tập của học phần. - Bài tập lớn: hoàn thành đầy đủ các yêu cầu.  Đánh giá kết quả: KT/BT(0.3)-T(TN/TL:0.7) 1- Điểm quá trình: trọng số 0.3 + Điểm BTL, có báo cáo và bảo vệ + Kiểm tra giữa kỳ 2- Thi cuối kỳ (trắc nghiệm và tự luận): trọng số 0.7
Tài liệu tham khảo STT Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng PLC và mạng công nghiệp (slide bài giảng) [2] TS. Nguyễn Trọng Doanh, Điều khiển PLC, NXB KHKT, 2013 [3] Dag. H Hansen: Programmable Logic Controller, 2015 [4] Frank D. Petruzella: Programmable Logic Controllers, 2017 [5] Phần mềm TIA Portal của Siemems [6] https://support.industry.siemens.com/cs/start?lc=en-US [7] https://www.rockwellautomation.com/en-us/support.html [8] https://www.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/plc/index.html
Mục lục 1. Tổng quan về điều khiển logic 2. Logic cứng và sự phát triển của PLC 3. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC 4. Các mô đun vào ra 5. Cấu trúc và hoạt động của bộ nhớ PLC 6. Mạng công nghiệp và các giao thức kết nối 7. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp
1.Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.2. Điều khiển logic 1.3. Đại số logic (Đại số Boole) 1.4. Các phương pháp biểu diễn hàm logic 1.5. Hàm chính tắc 1.6. Tối thiểu hóa hàm logic
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Điều khiển (Control): Ví dụ 1: Lái xe giữ vận tốc ổn định ở 45 km/h. - Quan sát đồng hồ tốc độ => Thu thập thông tin - Bộ não điều khiển: Nếu v 45km/h, giảm tốc => Xử lý thông tin - Giảm ga hoặc tăng ga => Tác động vào hệ thống (cơ cấu chấp hành) Kết quả là xe chạy với vận tốc “gần” bằng 45km/h
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Điều khiển Nhiệt kế Ví dụ 2: => Điều khiển được hiểu là quá trình thu thập, xử lý thông tin và tác động đến hệ thống Van tay nhằm đáp ứng với mục Lò nhiệt đích đã định trước. Tác động vào hệ thống (cơ cấu chấp hành) Hình 1.1. Điều khiển nhiệt độ lò nhiệt
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Điều khiển tự động Bộ Cảm điều biến khiển nhiệt => Điều khiển tự động: là quá trình điều khiển mà không cần sự tác động của con người. Van điều khiển Lò nhiệt Hình 1.2. Điều khiển tự động nhiệt độ lò nhiệt
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Hệ thống điều khiển:  Hệ thống điều khiển: là một hệ thống mà đầu ra của nó có thể được quản lý, kiểm soát hoặc điều chỉnh bằng cách thay đổi đầu vào. TÍN HIỆU VÀO TÍN HIỆU RA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hình 1.3. Cấu trúc của hệ thống điều khiển
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Hệ thống điều khiển  Hệ thống điều khiển vòng hở: là hệ thống có tác động điều khiển độc lập với tín hiệu ngõ ra. Ví dụ: Hệ thống điều khiển máy giặt Tín hiệu Tín hiệu đặt Quần áo đã giặt điều khiển BỘ ĐIỀU MÁY KHIỂN GIẶT Hình 1.4. Hệ thống điều khiển vòng hở
1. Tổng quan về điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Hệ thống điều khiển  Hệ thống điều khiển vòng kín: là hệ thống có tác động điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu ngõ ra. Hệ thống điều khiển vòng kín còn được gọi là hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control systems).. Tín Sai hiệu Tín hiệu vào lệch Tín hiệu ra SO BỘ ĐIỀU ĐK CƠ CẤU SÁNH KHIỂN CHẤP HÀNH CẢM BIẾN Hình 1.4. Hệ thống điều khiển vòng kín
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Hệ thống điều khiển  Ví dụ về hệ thống điều khiển vòng kín Hành trình Sai lệch Hành trình mong muốn thực tế Lái xe Hệ thống lái Xe ô tô Xúc giác, thị giác Hình 1.5. Điều khiển lái trên ô tô
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Hệ thống điều khiển  Ví dụ về hệ thống điều khiển vòng kín 6
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Các hệ đếm:  Hiện tồn tại nhiều hệ đếm khác nhau: + Hệ thập phân: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 + Hệ nhị phân: 0, 1 + Hệ cơ số 8: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 + Hệ cơ số 16: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C , D, E, F  Công thức tổng quát biểu diễn hệ đếm : N R  Zn R n  ...  Z2 R 2  Z1R1  Z0 R 0 Trong đó Z là giá trị của chữ số; R cơ số
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Các hệ đếm  Ví dụ: 124510 = 1*103 + 2*102 + 4*101 + 5*100 2458 = 2*82 + 4*81 + 5*80 =128 + 32 + 5 = 16510 1010102 = 1*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 = 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0 = 4210 1AB316 = 1.163 + A*162 + B*161 + 3*160 = 4096 + 2560 + 176 + 3 = 683510
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Cách chuyển đổi các hệ đếm Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 8 Hệ 10 Hệ 2 0 0 0000 8 8 1000 0 0 000 1 1 0001 9 9 1001 1 1 001 2 2 0010 A 10 1010 2 2 010 3 3 0011 B 11 1011 3 3 011 4 4 0100 C 12 1100 4 4 100 5 5 0101 D 13 1101 5 5 101 6 6 0110 E 14 1110 6 6 110 7 7 0111 F 15 1111 7 7 111 Bảng 1. Bảng ký tự tương ứng của các hệ đếm
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Cách chuyển đổi các hệ đếm  Chuyển từ hệ a sang b ta cần phải thông qua hệ số 10. - Khi chuyển 1 số có n số hạng từ một hệ số bất kì qua hệ số 10 ta lấy tổng của các số hạng nhân với hệ số đó mũ i, i = 0  n-1, VD: 1010102 = 1*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 = 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0 = 4210 1AB316 = 1*163 + A*162 + B*161 + 3*160 = 4096 + 2560 + 176 + 3 = 683510 - Khi chuyển từ hệ 10 sang các hệ số khác (R), ta chia dư cho hệ đó (ví dụ từ hệ 10 sang hệ 2 ta chia 2, từ hệ 10 sang hệ 16 ta chia 16) hay ta phân tích số đó thành tổng các số Ri 12
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản  Cách chuyển đổi các hệ đếm Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2  Chú ý: Do mỗi chữ số của hệ 0 0 0000 8 8 1000 thập lục phân được biểu diễn 1 1 0001 9 9 1001 bằng 4 bit nhị phân, nên ta thường nhóm thành 4 bit một 2 2 0010 A 10 1010 rồi chuyển từ nhị phân sang 3 3 0011 B 11 1011 thập lục phân theo 4 bit đó 4 4 0100 C 12 1100 qua cách tra Bảng 1: 5 5 0101 D 13 1101 6 6 0110 E 14 1110 7 7 0111 F 15 1111 Ví dụ : 10011112 = X16 ? Chia thành 4 bit một từ phải qua trái là: 1111 và 100, ta thấy ở đây 100 chỉ có 3 bit nên ta phải thêm cho nó 1 bit vào bên trái để đủ 4 bit 0100 (=100) rồi ta tiếp tục tra Bảng 1, có 0100 = 4 và 1111 = F vậy 10011112 = 4F16
1. Tổng quan điều khiển logic 1.1. Các khái niệm cơ bản Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2  Cách chuyển đổi các hệ đếm 0 0 0000 8 8 1000 1 1 0001 9 9 1001 Ví dụ: a. 111111112 = ?10 =?8 =?16 2 2 0010 A 10 1010 b. 011010102 =?8 3 3 0011 B 11 1011 4 4 0100 C 12 1100 c. 0x1DE6 = ?2 5 5 0101 D 13 1101 d. 123410 = ?2 6 6 0110 E 14 1110 7 7 0111 F 15 1111 a. 111111112 = FF16 = 25510 (tra Bảng 1) = 3*82 + 7*81 + 7*80 = 3778 b. 011010102 = 6A16 = 6*161 + A*160 = 96 + 10 = 10610 = 1528 c. 0x1DE6 = 00011101111001102 (tra Bảng 1) d. 123410 = 4D216 = 100110100102 =1*210 + 1*27 + 1*26 + 1*24 + 1*21