Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Điều khiển lập trình cỡ nhỏ (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Trung cấp)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên trình bày được nguyên lý hoạt động bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ; phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của bộ lập trình cỡ nhỏ;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN  Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU  Điều khiển lập trình cỡ nhỏ là một trong những mô đun chuyên môn nghề của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp hệ Trung cấp. Nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài MĐ 22-01: Đại cương về điều khiển lập trình cỡ nhỏ Bài MĐ 22-02: Các tập lệnh cơ bản Bài MĐ 22-03: Lệnh đồng hồ thời gian thực Bài MĐ 22-04: Lắp đặt mô hình điều khiển bằng bộ lập trình cỡ nhỏ Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học củng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lê hữu Nghĩa 2. 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 2 MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3 BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ .................................. 8 1. Tổng quát về bộ điều khiển lập trình .......................................................................... 8 1.1. Điều khiển nối cứng ................................................................................................. 8 1.2. Điều khiển lập trình .................................................................................................. 8 2. Cấu trúc của 1 bộ lập trình cỡ nhỏ .............................................................................. 8 2.1. Giới Thiệu tổng quan ............................................................................................... 8 2.2. Cách phân biệt LOGO .............................................................................................. 9 2.3. Khả năng mở rộng của LOGO ................................................................................. 9 2.4. Cách nối dây ........................................................................................................... 10 3. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng chương trình LOGO! Soft comfort V7.0 ................. 13 3.1 Hướng dẫn cài đặt chương trình .............................................................................. 13 3.2. Hướng dẫn sử dụng chương trình .......................................................................... 18 4. Thực hành .................................................................................................................. 19 4.1. Các bước thực hiện................................................................................................. 19 4.2. Nội dung thực hành ................................................................................................ 19 BÀI 2: CÁC TẬP LỆNH CƠ BẢN .............................................................................. 21 1. Tập lệnh về tiếp điểm ................................................................................................ 21 1.1. MAKE CONTACT ................................................................................................ 21 1.2. BREAK CONTACT .............................................................................................. 21 1.3. RELAY COIL ........................................................................................................ 21 2. Tập lệnh về Timer ..................................................................................................... 22 2.1. Timer ON-Delay .................................................................................................... 22 2.2. Timer Off - Delay................................................................................................... 23 2.3. Timer On-Off Delay ............................................................................................... 24 2.4. Timer Retentive On- Delay .................................................................................... 25 2.5. Wiping relay ........................................................................................................... 26 2.6. Timer Edge triggered Wiping delay....................................................................... 27 2.7. Timer Asynchronous Pules Generator ................................................................... 28 2.8. Timer Radom Generator ........................................................................................ 28 2.9. Timer Stairway lighting switch .............................................................................. 29 2.10. Timer Stairway lighting switch ............................................................................ 30 3. Nhóm lệnh về Counter .............................................................................................. 32 3.1. Counter up/down .................................................................................................... 32 3.2. Counter threshold ................................................................................................... 34 4. Lệnh set, reset ........................................................................................................... 35 4.1. Latching relay......................................................................................................... 35 4.2. Pulse relay .............................................................................................................. 35 5. Thực hành .................................................................................................................. 36 5.1. Các bước thực hiện................................................................................................. 36 5.2. Nội dung thực hành ................................................................................................ 36 BÀI 3: LỆNH ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC ........................................................... 38 1. Weekly Timer ............................................................................................................ 38 3
2. Yearly Timer ..............................................................................................................38 3. Thực hành ..................................................................................................................39 3.1. Các bước thực hiện .................................................................................................39 3.2. Nội dung thực hành ................................................................................................39 BÀI 4: LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ .......42 1. Giới thiệu ...................................................................................................................42 2. Cách kết nối dây ........................................................................................................42 3. Thực hành ..................................................................................................................42 3.1. Các bước thực hiện .................................................................................................42 3.2. Nội dung thực hành ................................................................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................59 4
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ Mã mô đun: MĐ 22 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi học xong môn học, mô đun cơ sở khác như linh kiện điện tử, mạch điện tử, kỹ thuật số... và trước khi học các môn chuyên môn nghề như: Thực hành PLC tại doanh nghiệp, PLC,… - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo trung cấp Điện tử công nghiệp - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun Điều khiển lập trình cỡ nhỏ với việc sử dụng các mô đun điều khiển cỡ nhỏ cho phép giải quyết các bài toán điều khiển vừa và nhỏ vẫn đảm bảo tính linh hoạt và kinh tế. Mô đun này giúp cho học sinh có khả năng ứng dụng hiệu quả trong các lĩnh vực khác nhau và là nền tảng để nghiên cứu các mô đun PLC, Điều khiển điện khí nén… Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Trình bày được nguyên lý hoạt động bộ điều khiển lập trình cỡ nhỏ + Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của bộ lập trình cỡ nhỏ. - Kỹ năng: + Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. + Kết nối thành thạo phần cứng của bộ lập trình cỡ nhỏ, PC với thiết bị ngoại vi. + Viết chương trình và nạp được chương trình vào bộ lập trình cỡ nhỏ để thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có sáng kiến, tìm tòi, khám phá trong quá trình học tập và công việc + Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Đại cương về điều khiển lập 4 2 2 trình cỡ nhỏ 1. Tổng quát về điều khiển lập trình 0.5 0.5 1.1. Điều khiển nối cứng 1.2. Điều khiển lập trình 2. Cấu trúc của 1 bộ lập trình cỡ nhỏ 0.5 0.5 2.1. Giới Thiệu tổng quan 2.2. Cách phân biệt LOGO 2.3. Khả năng mở rộng của LOGO 5
2.4. Cách nối dây 3.Hướng dẫn cài đặt và sử dụng chương 1 1 trình LOGO! Soft comfort V7.0 3.1 Hướng dẫn cài đặt chương trình 3.2 Hướng dẫn sử dụng chương trình 4. Thực hành 2 2 4.1. Các bước thực hiện 4.2. Nội dung thực hành 2 Bài 2: Các tập lệnh cơ bản 16 8 7 1 1. Tập lệnh về tiếp điểm 2 2 1.1. MAKE CONTACT 1.2. BREAK CONTACT 1.3. RELAY COIL 2. Tập lệnh về Timer 4 4 2.1. Timer ON-Delay 2.2. Timer Off - Delay 2.3. Timer On-Off Delay 2.4. Timer Retentive On- Delay 2.5. Wiping relay 2.6. Timer Edge triggered Wiping delay 2.7.Timer Asynchronous Pules Generator 2.8. Timer Radom Generator 2.9. Timer Stairway lighting switch 2.10. Timer Stairway lighting switch 3. Tập lệnh về Counter 3.1. Counter up/down 1 1 3.2. Counter threshold 4. Lệnh set, reset 1 1 4.1. Latching relay 4.2. Pulse relay 5. Thực hành 7 7 5.1. Các bước thực hiện 5.2. Nội dung thực hành Kiểm tra 1 1 3 Bài 3: Lệnh đồng hồ thời gian thực 16 8 7 1 1. Weekly timer 4 4 2. Yearly timer 4 4 3. Thực hành. 7 7 3.1. Các bước thực hiện 3.2. Nội dung thực hành Kiểm tra 1 1 4 Bài 4: Lắp đặt mô hình điều khiển 24 12 11 1 bằng bộ lập trình cỡ nhỏ 1. Giới thiệu 1 1 2. Cách kết nối dây 1 1 3. Thực hành. 21 10 11 6
3.1. Các bước thực hiện 3.2. Nội dung thực hành Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 3 7
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ Mã bài: MĐ 22-01 Giới thiệu: LOGO là một dòng sản phẩm logic khả trình cỡ nhỏ của SIEMENS. Với ưu điểm nhỏ gọn, bền, giá cả cạnh tranh, dễ lập trình. Do đó nó rất phù hợp với việc phát triển các ứng dụng từ LOGO rất thuận lợi do bộ điều khiển nhỏ gọn lại có màn hình và bàn phím giao tiếp trực quan. Mục tiêu: - Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của bộ lập trình cỡ nhỏ. - Thực hiện được sự kết nối giữa bộ lập trình cỡ nhỏ và các thiết bị ngoại vi. - Mô tả được cấu trúc của chương trình bộ lập trình cỡ nhỏ - Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập. Nội dung chính: 1. Tổng quát về bộ điều khiển lập trình 1.1. Điều khiển nối cứng Là phương pháp sử dụng các nút nhấn, rơlay, contactor, các timer thời gian... (nói chung là các thiết bị khí cụ điện, trang bị điện) để kết nối lại nhằm điều khiển một ứng dụng cụ thể nào đó. 1.2. Điều khiển lập trình Là phương pháp mà người lập trình sử dụng ngôn ngữ lập trình đối với từng thiết bị cụ thể để lập trình đóng ngắt các tiếp điểm. Chẳng hạn đối với LOGO của SIMENS là ngôn ngữ lập trình dạng LAD và FBD: LAD: Ladder logic ngôn ngữ hình thang hay còn gọi là ngôn ngữ mạch điện. FBD: Function block ngôn ngữ hình khối. Ngôn ngữ này thường dành cho người giỏi về thiết kế mạch điều khiển số. 2. Cấu trúc của 1 bộ lập trình cỡ nhỏ 2.1. Giới Thiệu tổng quan Logo có nhiều loại cấu hình khác nhau nhưng chúng đều có chung các thành phần sau: + Nguồn cung cấp: có thể tích hợp sẵn hoặc làm riêng bên ngoài. Có nhiều loại điện áp khác nhau tùy thuộc vào từng loại LOGO. Loại 1: 24V, thường là 115=>240VDC/AC. + CPU (central processcing Unit): Đây là đơn vị xử lý trung tâm làm việc như một máy tính dùng để lưu trữ và xử lý chương trình logic bậc thang. + I/O phải kết nối với các ngõ vào ra để LOGO có thể giám sát quá trình và đưa ra các tác động thích hợp. + Đèn báo dùng để chỉ trạng thái LOGO, gồm nguồn, chạy chương trình, lỗi hệ thống. Các cảnh báo này rất cần thiết trong quá trình chuẩn đoán sự cố. Cấu trúc tổng quát của LOGO. 8
Hình 1.1: Sơ đồ khối của LOGO 2.2. Cách phân biệt LOGO Trước khi sử dụng một logo trước tiên cần biết một số thông tin cơ bản của nó như: nguồn cung cấp, ngõ ra thuộc loại gì. Các thông tin này có thề tìm thấy ở tên của sản phẩm, ở ngay phía gốc trái của màn hình. Thông thường LOGO có 8 ngõ vào số, 4 ngõ ra số. Một số kí hiệu: - 12: 12 VDC - 24: 24 VDC - 230: nguồn cung cấp nằm trong khoảng 115 VAC đến 230VAC. - R: chì ngõ ra relay, nếu không có phần này thì ngõ ra sẽ là transistor. - O không có màn hình hiển thị. - C sản phẩm có tích hợp thời gian thực. - Các module mở rộng bao gồm: + DM: module số + AM: module tương tự + CM module truyền thông. Chú ý: Các ngõ vào và ngõ ra có thể chia làm 2 loại là logic và liên tục do đó cần tiến hành chọn lựa logo cũng như module mở rộng cho phù hợp. 2.3. Khả năng mở rộng của LOGO Tùy theo từng loại LOGO mà khà năng mở rộng khác nhau: Đối với version LOGO! 12/24 RC/Rco hoặc LOGO! 24/24 tối đa 4 module digital và 3 module analog. Cách đánh địa chỉ như sau: Bảng 1.1: Mô đun mở rộng của LOGO! 12/24 RC/Rco 9
Đối với version LOGO! 24 RC/Rco hoặc LOGO! 230 RC/RCo tối đa 4 module digital và 4 module analog. Cách đánh địa chỉ như sau: Bảng 1.2: Mô đun mở rộng của LOGO! 24 RC/Rco Lưu ý cần kết nối module mở rông theo điện áp thích hợp. 2.4. Cách nối dây 2.4.1 Kết nối Logo với nguồn cung cấp Hình 1.2: Sơ đồ kết nối LOGO với nguồn cung cấp Chú ý nguồn DC có cầu chì bảo vệ với chuẩn sau: 12/24 RC => 0.8A 24 => 2A Với nguồn AC sử dụng một biến trở với điện áp nhỏ hơn 20% điện áp bình thường. 2.4.2. Kết nối ngõ vào của Logo Ngõ vào ở đây có thể là các công tắc, nút nhấn, hay các cảm biến. 10
Hình 1.3: Sơ đồ kết nối LOGO ngõ vào Việc nối dây cho các đầu vào chia làm 2 nhóm, mỗi nhóm 4 đầu vào. Các đầu vào trong cùng 1 nhóm có thể cấp cùng 1 pha điện áp. Các ngõ vào ở 2 nhóm khác nhau có thể cùng hoặc khác pha. Đối với LOGO! 12/24 RC/Rco và 24/24 o ngõ vào I5, I6 giống như ngõ vào tốc độ cao. Còn I7, I8 là ngõ vào tương tự. Khi là ngõ vào tương tự thì nhận mức áp vào là 0-10V. Để cho đạt được điện áp tối đa 10V khi bạn hoàn thành kết nối một cầu phân áp, bạn cần kết nối 1 loạt điện trở trên đầu vào cầu phân thế bất chấp điện áp đầu vào. Bảng 1.3: Điện áp ngõ vào Voltage Potentiometer Series Resistor 12V 5 kΩ - 24V 5 kΩ 6.6 kΩ Khi ta sử dụng 1 cầu phân áp và 10V là giá trị điện áp lớn nhất của nó. Thì ta chắc chắn rằng phải kết nối với đầu vào 24V, và 14V đó phải được làm sụt áp thông qua các điện trở sao cho khi ta vặn tối đa diện áp do cầu phân áp cung cấp chỉ là 10V. Còn với điện áp 12V thì có thể bỏ qua điều này. 2.4.3. Kết nối ngõ ra của Logo - Đối với ngõ ra dạng relay: + Ta có thể kết nối nhiều ngõ ra với nhiều loại tải khác nhau như đèn, motor, relay, contactor… + Đối với tải thuần trở 10A. Còn với module mở rộng chỉ là 5A. + Đối với tải thuần cảm 3A - Sơ đồ kết nối như sau: Hình 1.4: Sơ đồ kết nối LOGO với ngõ ra dạng relay 11
Đối với ngõ ra dạng transistor: Tải kết nối vào ngõ ra của LOGO! phải thõa điều kiện là không được vượt quá 0.3A. Sơ đồ kết nối như sau: Hình 1.5: Sơ đồ kết nối LOGO với ngõ ra dạng transistor Đối với ngõ ra analog: Sơ đồ kết nối như sau Hình 1.6: Sơ đồ kết nối LOGO với ngõ ra với modun AM Tín hiêu ngõ ra có thể ở dạng áp hoặc dòng. Kết nối với màn hình TD text: Hình 1.7: Kết nối LOGO với LOGO TD 12
3. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng chương trình LOGO! Soft comfort V7.0 3.1 Hướng dẫn cài đặt chương trình Bước 1: Mở thư mục chứa, giải nén, sau đó chạy file set up Bước 2: Chạy theo bản hướng dẫn sau: Chọn ngôn ngữ (English) sau đó OK Bước 3: Chọn accept, Next. Tiếp theo chọn đường dẫn, Next 13
Bước 4: Chọn Siemens LOGO! Sost => Install 14
Bước 5: Chọn Install USB-PC Cable Driver => NO. Tiếp theo Next Bước 6: Chọn Next. License Agreement => Next 15
Bước 7: Chọn Next. Ready to Install the Program => Install 16
Bước 8: Chọn Finish. Installation completed successfully => OK Bước 9: Chọn Done 17
3.2. Hướng dẫn sử dụng chương trình Mở chương trình LOGO! soft comfort. Bước 1: Chọn Chọn new sau đó đặt tên, nơi lưu. Bước 2: Chọn Lựa chọn ngôn ngữ sau đó lập trình bình thường => Mô phỏng 18
4. Thực hành 4.1. Các bước thực hiện Thực hiện theo mục 2. đến mục 3. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình và hướng dẫn cài đặt và sử dụng phần mềm. 4.2. Nội dung thực hành Bài thực hành số 01: Học sinh thực hiện theo yêu cầu sau: Thiết kế mạch điều khiển khởi động động cơ 3 pha với 2 nút nhấn START - STOP - Nhấn START đông cơ hoạt động. - Nhấn STOP động cơ ngừng. - Mạch động lực. - Mạch điều khiển dạng điều khiển thông thường - Mạch điều khiển dạng LAD - Mạch điều khiển dạng FBD Bài thực hành số 02: Dùng LOGO! Lập trình điều khiển động cơ 3 pha đấu nối sao(Y), tam giác(Δ) hoạt động như sau: Nhấn nút START khởi động cho động cơ hoạt động ở chế độ đấu nối sao(Y), sau 5 giây động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ đấu nối tam giác(Δ), đồng thời đèn báo START sáng, đèn báo STOP tắt. Nhấn nút STOP động cơ dừng hoạt động, đồng thời đèn báo START tắt, đèn báo STOP sáng. Bước 1: Sơ đồ kết nối LOGO! 230RC Bước 2: Vẽ sơ đồ động lực Bước 3: Viết chương trình Bước 4: Nạp chương trình vào LOGO! 230RC để chạy hoặc mô phỏng chương trình. Những trọng tâm cần chú ý trong bài - Các khối cơ bản trong điều khiển lập trình cỡ nhỏ - Điều khiển kết nối cứng và điều khiển lập trình cỡ nhỏ - Kết nối dây - Hướng dẫn cài đặt và sử dụng phần mềm LOGO! soft comfort V7.0 Bài tập mở rộng và nâng cao 19
Dùng LOGO! Lập trình điều khiển động cơ hoạt động như sau: Nhấn nút START khởi động cho động cơ chạy, đồng thời đèn báo START sáng, đèn báo STOP tắt. Nhấn nút STOP động cơ dừng chạy, đồng thời đèn báo START tắt, đèn báo STOP sáng. Bước 1: Sơ đồ kết nối LOGO! 230RC Bước 2: Vẽ sơ đồ động lực Bước 3: Viết chương trình Bước 4: Nạp chương trình vào LOGO! 230RC để chạy hoặc mô phỏng chương trình Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập bài 1 Nội dung: - Về kiến thức: Các yêu cầu cơ bản về điều khiển lập trình cỡ nhỏ - Về kỹ năng: Thiết kế được mạch điều khiển kết nối cứng và điều khiển lập trình. So sánh được điều khiển lập trình cỡ nhỏ với các loại điều khiển khác. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. Phương pháp: - Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm. - Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng thực hành viết chương trình điều khiển hệ thống LOGO! soft comfort. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác trong quá trình thực hiện, ngăn nắp trong công việc. 20