Giáo trình Lập trình PLC (Nghề: Cơ điện tử - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới (2022)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:125

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Lập trình PLC (Nghề: Cơ điện tử - Trung cấp) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đại cương về điều khiển lập trình; Các tập lệnh của dữ liệu; Các phép toán số của PLC; Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lập trình PLC (Nghề: Cơ điện tử - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới (2022)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẬP TRÌNH PLC NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng.... năm 2022 của Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) 1
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. 2
LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay, giáo trình lập trình PLC đã có khá nhiều tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn bài tập thực hành đã được biên soạn và biên dịch của nhiều tác giả, của các chuyên gia đầu ngành về lập trình điều khiển bằng PLC. Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong quá trình đào tạo của nhà trường phải bám sát chương trình khung, giáo trình lập trình PLC được biên soạn bởi sự tham gia của các giảng viên của trường Cao đẳng Cơ giới dựa trên cơ sở tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau để thực hiện biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy. PLC cơ bản là một trong những mô đun chuyên môn mang tính đặc trưng cao thuộc nghề Cơ điện tử. Sau khi học mô đun này, học viên có đủ kiến thức và kỹ năng để học tập tiếp các mô đun PLC nâng cao, Chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ ... Giáo trình này được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun MĐ11 của chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở cấp trình độ trung cấp nghề và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, sau khi học tập xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề. Ngoài ra, giáo trình cũng có thể được sử dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc làm tài liệu tham khảo cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo. Giáo trình mô đun này được triển khai sau các mô đun Kỹ thuật số; Lập trình vi điều khiển; Kỹ thuật cảm biến. Mô đun cung cấp những kiến thức cơ bản về ngôn ngữ lập trình trong PLC cũng như trang bị những kỹ năng về lắp đặt các bộ điều khiển lập trình và kỹ năng lập trình giải quyết các bài toán điều khiển. Trong quá trình biên soạn, do thời gian, kinh nghiệm và trình độ có hạn nên khó tránh thiếu sót, mong các thầy cô cũng như các độc giả nhận xét, đánh giá, bổ xung để tài liệu ngày một hoàn chỉnh hơn Xin chân thành cảm ơn! Quảng Ngãi, ngày .... tháng .... năm 2022 Tham gia biên soạn 1. BÙI XIN Chủ biên 2. ………….............. 3. ……….............…. 3
MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG Lời giới thiệu về Moddun PLC………….....................................................................3 Mục lục chương trình………………............................................................................4 1 BÀI 1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC………..12 2 1.1 Giới thiệu chung về PLC………………………………………………….13 3 1.2 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển…………………………..14 4 1.3 Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC:……………………………...16 5 1.4 Hạn chế điều khiển dùng PLC:……………………………………………17 6 1.5 Các ứng dụng của PLC:…………………………………………………..17 7 1.6 Cấu trúc của một PLC.................................................................................17 8 1.7 Thiết bị điều khiển lập trình PLC S7.200....................................................20 9 1.8. Cấu trúc chương trình của PLC s7.200......................................................25 10 1.9 Kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi………………………………...29 11 Bài tập ………………………………………………………………..35 12 BÀI 2 : CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA PLC ……………………………36 13 2.1 Các liên kết logic…………………………………………………………37 14 2.2 Các lệnh ghi/xoá giá trị cho tiếp điểm……………………………………46 15 2.3 Timer……………………………………………………………………..49 16 2.4 Counter.......................................................................................................56 17 Bài tập ..................................................................................................65 18 BÀI 3 : CÁC PHÉP TÍNH SỐ CỦA PLC.............................................66 19 3.1 Chức năng truyền dẫn................................................................................67 20 3.2 Chức năng so sánh…………………………………………………….70 21 3.3 Chức năng dịch chuyển …………………………………………………..71 22 3.4 Chức năng chuyển đổi (Converter) …………………………………........73 23 3.5 Chức năng toán học.....................................................................................75 24 3.6 Đồng hồ thời gian thực …………………………………………………...80 25 Bài tập …………………………………………………………………..81 26 BÀI 4 : CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH .........................................89 ( LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC ) 27 4.1. Giới thiệu..................................................................................................90 28 4.2. Cách kết nối dây.......................................................................................91 29 4.3. Các mô hình và bài tập ứng dụng.............................................................92 30 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………122 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: LẬP TRÌNH PLC Mã mô đun: MĐ11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun PLC cơ bản học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở, đặc biệt là mô đun: Mạch điện; Điện tử cơ bản, Trang bị điện..... - Tính chất : Mô đun PLC cơ bản là mô đun chuyên môn nghề - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. logic điện tử đã nhanh chóng phát triển và thay thế cho logic điện từ vì những ưu điểm vượt trội của nó. Đó chính là các hệ điều khiển lập trình (PLC). Các hệ PLC là các hệ thống xử lý chuyển dùng cho các bài toán điều khiển các quá trình công nghệ hay sản xuất dịch vụ. Trong tài liệu này đề cập đến một bộ điều khiển lập trình S7 - 200 do hãng Siemens sản xuất rất phổ biến ở thị trường Việt Nam. Mô đun này nhằm trang bị cho học viên các trường dạy nghề những kiến thức về điều khiển lập trình, với những kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Mô đun này cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển. - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Cơ điện tử Mục tiêu mô đun: -Kiến thức: A1- Trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; A2- So sánh các ưu nhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm và các bộ lập trình cỡ nhỏ khác. A3-Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC. -Kỹ năng: B1- Viết được chương trình, nạp trình để thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. 5
B2- Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi và sửa chữa khắc phục. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc. C2. Giữ gìn vệ sinh công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. 1. Chương trình khung nghề Cơ điện tử: Thời gian học tập (giờ) Trong đó Thực hành/ Mã thực tập/ Số tín MH, Tên Lý thí chỉ (*) Tổng số MĐ môn Thuyết nghiệm Kiểm họcc, /bài tra mô đun tập I Các môn học chung/đại 94 148 13 cương 12 255 MH 01 Chính trị 2 30 15 13 2 MH 02 Pháp luật 1 15 9 5 1 MH 03 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 2 MH 04 Giáo dục 2 45 21 21 3 quốc phòng - An ninh MH 05 Tin học 2 45 15 29 1 MH 06 Ngoại ngữ 4 (Anh văn) 90 30 56 4 II Các môn học, mô 65 1655 460 1104 91 đun chuyên 6
môn nghề II.1 Các 10 225 môn học, mô đun cơ 80 128 17 sở MH 07 An toàn 1,5 30 20 8 2 lao động MH 08 Vẽ Kỹ 2 45 15 25 5 thuật điện MH 09 AUTO 4 90 30 54 6 CAD MĐ 10 Điện cơ 2,5 60 15 41 4 bản II.2 Các môn học mô 55 1430 380 976 74 đun chuyên ngành MĐ 11 Lập trình 6,5 150 45 95 10 PLC MĐ 12 Kỹ thuật 3 60 30 24 6 cảm biến MĐ 13 Điện tử 4 90 30 54 6 công suất MĐ 14 Bảo Trì 4 90 30 54 6 Cơ Khí Điều MĐ 15 khiển 5,5 120 45 67 8 khí nén, điện khí nén Điều MĐ 16 khiển 4 90 30 54 6 thuỷ lực, 7
điện thủy lực MĐ 17 Thiết kế 2 60 20 38 2 mạch điện tử MĐ 18 Lắp 6,5 150 45 95 10 đặt, vận hành hệ thốn g cơ điện tử MPS MĐ 19 Rô bôt 4 90 30 54 6 công nghiệp Lắp đặt MĐ 20 vận 5,5 110 45 57 8 hành và điều khiển động cơ điện MĐ 21 Mạng 2 75 15 56 4 truyền thông công nghiệp MĐ 22 Nâng cao 1 45 15 28 2 hiệu quả công việc MĐ 23 Thực tập 7 300 0 300 0 tốt nghiệp TỔNG CỘNG 77 1910 554 1252 104 8
2.Chương trình chi tiết mô đun: Thời gian (giờ) Thực SỐ TT hành, thí Tên Tổng Lý nghiệm, Kiểm chươn số thuyết thảo tra g mục luận , bài tập 1 Bài 1: 23 10 13 Đại cương về điều khiển lập trình 1. Điều 2,5 1,5 1 0 khiển nối cứng và điều khiển lập trình 2. Cấu 3 3 0 0 trúc của một PLC 3. Thiết 3 2 1 0 bị điều khiển 9
lập trình 4. Xử lý 3,5 1,5 2 0 chương trình 5. Cài 11 2 9 đặt và sử dụng phần mềm 2 Bài 2: 27 10 17 2 Các tập lệnh của dữ liệu 1. Các 13 5 8 0 liên kết logic 2. Các 14 5 7 2 lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm 3 Bài 3: 36 10 24 2 Các phép toán số của PLC 1. Chức 11 3 8 0 năng truyền dẫn 2. Chức 12 3 9 năng sơ sánh 3. Đồng 13 4 7 2 hồ thời gian thực 10
4 Bài 4: 64 15 43 6 Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC 1. Giới 1 1 0 0 thiệu 2. Cách 6 1 5 0 kết nối dây 3. Các 57 mô hình và bài tập ứng dụng 3.1. 7 1 6 0 Điều khiển van điện từ hai cuộn dây 3.2. 12 2 8 2 Điều khiển hệ thống cung cấp khí Nén 3.3. 8 2 6 0 Điều khiển hệ thống cung cấp thuỷ lực 11
3.4. 6 2 4 0 Điều khiển hệ thống thông gió 3.5. 8 2 6 Điều khiển động cơ thuận nghịch 3.6. 6 2 4 0 Điều khiển hệ thống trộn hóa chất 3.7. 10 2 6 4 Điều khiển hệ thống vô nước chai Cộng 150 45 95 10 3. Điều kiện thực hiện môn học: 3.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ.... 3.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ dụng cụ nghề điện, 3.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện trong nhà máy, xí nghiệp công 4. Nội dung và phương pháp đánh giá: 4.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. 12
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 4.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 4.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột điểm kiểm tra Thường Viết/ Tự luận/ A1, C1, C2 2 Sau 10 xuyên Thuyết trình Trắc nghiệm/ giờ. Báo cáo Định kỳ Viết và Tự luận/ A2, B1, C1, C2 4 Sau 23 thực hành Trắc nghiệm/ giờ thực hành Kết thúc môn Vấn đáp và Vấn đáp và A1, A2, A3, B1, B2, 1 Sau 150 học thực hành thực hành C1, C2 giờ trên mô hình 4.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. 13
- Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 5. Hướng dẫn thực hiện mô đun 5.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Tự động hoá công nghiệp 5.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 5.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm…. * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra. - Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập:... Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học. - Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng các hệ truyền động dùng điện tử công suất, các loại thiết bị điều khiển. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 5.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả - Tham dự tối thiểu 70% các giờ giảng tích hợp. Nếu người học vắng >30% số giờ tích hợp phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: Là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. 14
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 6. Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Văn Hà: Tự động hóa với Simatic s7_200, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật [2] Trung tâm Việt - Đức: Kỹ thuật điều khiển lập trình, Trung tâm Việt - Đức. [3] Guenter – Wellenreuther – Dieter Zastrow: Automaticsieren mit SPS Theorie und Phraxsis, Viweg. [4] Siemens: LAD and FBD, fourth edition, siemens. [5] Siemens: Workshop to Promote the S7-200 automation platform, Siemens. 15
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7.200 MÃ BÀI: MĐ11-01 Giới thiệu: Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển. Trong các xí nghiệp hiện nay có nhiều hệ thống sản xuất sử dụng các bộ điều khiển lập trình. Trên thế giới có nhiều hãng sản xuất các bộ điều khiển lập trình khác nhau như: Siemens, Omron, Telemecanique, Allen Bredlay,… Về cơ bản, chúng đều có các tính năng tương tự, do đó, trong tài liệu này chỉ đề cập đến một loại PLC khá thông dụng và được dùng nhiều ở Việt Nam. Modul kỹ thuật điều khiển lập trình PLC cơ bản là một modul chuyên môn của học viên ngành Tự động hoá công nghiệp. Modul này nhằm trang bị cho học viên các trường công nhân kỹ thuật, trung cấp và cao đẳng, các trung tâm dạy nghề những kiến thức về lĩnh vực điều khiển lập trình, với kiến thức này, học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Modul này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các ngành khác quan tâm đến lĩnh vực này. Bài học này giúp cho người học hiểu được về cấu trúc plc là rất cần thiết, từ đó có thể tư duy đấu nối, lắp đặt mạch điều khiển theo yêu cầu công nghệ, tính toán để áp dụng cho từng mạch điện cụ thể. Cung cấp cho học viên kiến thức về phần mềm lập trình,kết nối thiết bị ngoại vi giữa PLC-PC -HMI .... Mục tiêu: - Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC. - Thực hiện được sự kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi. - Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật. - Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công việc Phương pháp giảng dạy và học tập bài 2 - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học 16
- Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1.1 Giới thiệu chung về PLC Trong thực tiễn, ngành tự động hóa (TĐH) đã luôn có vai trò đặc biệt trong các lĩnh vực sản xuất như: điều khiển các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, các nhà máy chế biến lọc dầu, các nhà máy hóa chất ... Ngoài ra, TĐH còn được áp dụng trong hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động, cụ thể là trong sản xuất công nghiệp nhẹ; công nghiệp tàu thủy; công nghiệp chế tạo lắp ráp ô tô, xe máy; khai thác khoáng sản và luyện kim; chế tạo máy; lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe cộng đồng… Cùng với sự phát triển của ngành điện - điện tử - tin học, “Tự động hóa trong công nghiệp” ngày nay đã đóng góp một phần khá quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam. Với sự xuất hiện của nhiều tập đoàn tên tuổi trong lĩnh vực điện, điện tử, tự động đã làm cho thị trường thiết bị tự động ngày càng trở nên đa dạng. PLC – thiết bị điều khiển logic lập trình, đã du nhập vào Việt nam trên 20 năm và nay đã trở thành khái niệm phổ cập trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Thị trường PLC luôn được coi là thị trường bền vững nhất, với mức tăng trưởng là 4,6% liên tục từ 2003 đến 2008, và ngày càng phát triển cho đến nay. Thậm chí khái niệm PLC đã không còn bao hàm là chữ viết tắt của “Điều khiển logic khả trình nữa”. Khả năng truyền thông, bộ nhớ lớn và tốc độ cao của CPU đã biến PLC trở thành một sản phẩm tự động hóa tiêu chuẩn. Một thiên đường mới với PAC (Program Automation Controller) sẽ làm thay đổi bộ mặt của tự động hóa công nghiệp ở lớp điều khiển. 17
Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968. Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp của nước ta như là 1 giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa các quá trình sản xuất. Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điều khiển lập trình đạt được những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp. Như vậy, PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic. PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa. Hình 1.1 Giới thiệu PLC 1.2.Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển: 1.2.1 Hệ thống điều khiển là gì? Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử. Nó dùng để vận hành một quá trình một cách ổn định, chính xác và thông suốt. 1.2.2 Hệ thống điều khiển dùng rơle điện: Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60 và 70, những máy móc tự ñộng được điều khiển bằng những rơle điện từ như các bộ định thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ. Những thiết bị này được liên kết với nhau để trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bên trong panel điện ( tủ điều khiển). Như vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủ điều khiển rất lớn. Điều đó dẩn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi hư hỏng rất phức tạp và khó khăn. Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điều khiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu. 1.2.3 Hệ thống điều khiển dùng PLC 18
Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện. những năm 80, người ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinh cậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đem lại hiệu quả kinh tế cao. Đó là bộ điều khiển lập trình được chuẩn hóa theo ngôn ngữ Anh Quốc là Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC). Hình 1.2 Hinhd ảnh PLC s7.200 Một PLC có khối Module Input, khối CPU(Central Processing Unit) và khối Module Output. Khối Module Input có chức năng thu nhận các dữ liệu digital, analog và chuyển thành các tín hiệu cấp vào CPU. Khối CPU quyết định và thực hiện chương trình điều khiển thông qua chương trình chứa trong bộ nhớ. Khối Module Output chuyển các tín hiệu điều khiển từ CPU thành dữ liệu analog, digital thực hiện điều khiển các đối tượng. 19
Hình 1.3 Cấu trúc PLC Ví dụ: điều khiển động cơ theo sơ đồ bên dưới □ Điều khiển bằng Rơle điện Hình 1.4 Mạch điều khiển bằng role □ Điều khiển bằng PLC 20