1
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 1
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ................................................................................................. 8
BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC .......................................................................... 9
1.1 Các hệ thống điều khiển ........................................................................................ 9
1.2 Khái niệm chung về PLC ...................................................................................... 9
1.2.1 Khái niệm về PLC .......................................................................................... 9
1.2.2 Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển dùng PLC .................................... 12
1.2.3 Chu kỳ quét của PLC: .................................................................................. 14
1.2.4 Các ngôn ngữ lập trình của PLC .................................................................. 14
1.3 Một số kiến thức cơ bản phục vụ lập trình .......................................................... 15
1.3.1 Các hệ đếm ................................................................................................... 15
1.3.2 Định dạng bộ nhớ ......................................................................................... 15
1.3.3 Các kiểu dữ liệu ........................................................................................... 16
Bài tập cuối bài 1 ....................................................................................................... 18
BÀI 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-200 CPU-224 CỦA SIEMENS ............... 19
2.1 Các thông số kỹ thuật chính của PLC S7-200 CPU-224 .................................... 19
2.1.2 Cổng truyền thông ....................................................................................... 20
2.1.3 Công tắc chọn chế độ hoạt động .................................................................. 20
2.1.4 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ ............................................................................ 20
2.2 Sơ đồ đấu nối phần cứng của PLC S7 200 CPU 224 .......................................... 21
2.2.1 Sơ đồ đấu nối phần cứng.............................................................................. 21
2.2.2 Kết nối PLC với thiết bị lập trình ................................................................ 22
2.3 Cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-200 CPU-224 ....................................................... 22
2.3.1 Cấu trúc bộ nhớ ............................................................................................ 22
2.3.2 Cách truy cập bộ nhớ dữ liệu của PLC S7-200 CPU-224 ........................... 23
2.4 Phần mềm lập trình Step7 MicroWin V4.0 ......................................................... 25
2.4.1 Phương pháp lập trình .................................................................................. 25
2.4.2 Lập trình với Step7 MicroWin V4.0 ............................................................ 26
Bài tập cuối bài 2 ....................................................................................................... 32
BÀI 3: GIỚI THIỆU TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200 CPU-224 ................................... 33
3.1 Lệnh vào/ra, ghi/xóa ............................................................................................ 33
2
3.1.1 Load (LD) .................................................................................................... 33
3.1.2 Load Not (LDN) .......................................................................................... 33
3.1.3 Output (=) .................................................................................................... 33
3.1.4 Set (S) ........................................................................................................... 35
3.1.5 Reset (R) ...................................................................................................... 36
3.1.6 EU ................................................................................................................ 36
3.1.7 ED ................................................................................................................ 37
3.2 Lệnh logic các tiếp điểm ..................................................................................... 37
3.2.1 And ............................................................................................................... 37
3.2.2 And Not ........................................................................................................ 38
3.2.3 Or ................................................................................................................. 39
3.2.4 Or Not .......................................................................................................... 40
3.2.5 And Load ..................................................................................................... 41
3.2.6 Or Load ........................................................................................................ 42
3.2.7 AndB - AndW - AndDW ............................................................................. 44
3.3 Bộ định thời TON ................................................................................................ 46
3.3.1 TON : ........................................................................................................... 48
3.3.2 TONR: .......................................................................................................... 49
3.4 Lệnh so sánh ........................................................................................................ 50
3.4.1 So sánh bằng ................................................................................................ 50
3.4.2 So sánh nhỏ hơn hoặc bằng ......................................................................... 51
3.4.3 So sánh lớn hơn hoặc bằng .......................................................................... 51
3.5 Bộ đếm CTU và CTUD ....................................................................................... 52
3.5.1 CTU .............................................................................................................. 53
3.5.2 CTDU ........................................................................................................... 54
3.6 Lệnh dịch chuyển dữ liệu .................................................................................... 55
3.6.1 MOV ............................................................................................................ 55
3.6.2 SHIFT .......................................................................................................... 56
3.6.3 ROTATE ...................................................................................................... 58
3.7 Đồng hồ thời gian thực ........................................................................................ 61
Bài tập cuối bài 3 ....................................................................................................... 63
BÀI 4: LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC S7-200 CPU-224 ........................... 67
4.1 Ứng dụng lệnh vào ra ghi xóa ............................................................................. 67
4.1.1 Điều khiển đảo chiều động cơ bằng nút ấn .................................................. 67
4.1.2 Điều khiển động cơ sử dụng nút ấn ............................................................. 68
3
4.1.3 Điều khiển đèn báo sử dụng công tắc và nút ấn .......................................... 70
4.2 Ứng dụng lệnh logic các tiếp điểm ..................................................................... 71
4.2.1 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 1 ................................................. 71
4.2.2 Điều khiển thang máy xây dựng .................................................................. 72
4.2.3 Điều khiển đóng mở cửa bằng nút ấn .......................................................... 73
4.3 Ứng dụng bộ định thời TON ............................................................................... 75
4.3.1 Điều khiển sự di chuyển của thiết bị nâng ................................................... 75
4.3.2 Điều khiển băng chuyền .............................................................................. 77
4.3.3 Mạch xác định ưu tiên .................................................................................. 79
4.3.4 Điều khiển motor của băng chuyền ............................................................. 80
4.4 Ứng dụng lệnh so sánh ........................................................................................ 82
4.4.1 Điều khiển khởi động và dừng tuần tự dãy động cơ .................................... 82
4.4.2 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 2 ................................................. 84
4.4.3 Điều khiển đảo chiều kết hợp khởi động sao – tam giác động cơ 3 pha ..... 86
4.5 Ứng dụng bộ đếm CTU và CTUD ...................................................................... 88
4.5.1 Điều khiển tăng giảm số động cơ hoạt động ............................................... 88
4.5.2 Điều khiển hệ thống đóng gói trái cây ......................................................... 89
4.5.3 Điều khiển hệ thống hoạt động nhiều chế độ sử dụng 1 nút ấn ................... 91
4.5.4 Điều khiển đảo chiều giới hạn hành trình 3 ................................................. 93
4.5.5 Phân loại sản phẩm theo độ dài ................................................................... 95
4.6 Ứng dụng lệnh dịch chuyển dữ liệu .................................................................... 96
4.6.1 Điều khiển dãy động cơ sử dụng lệnh nạp MOV ........................................ 96
4.6.2 Điều khiển lò sấy ......................................................................................... 98
4.6.3 Điều khiển dãy đèn sử dụng lệnh dịch ......................................................... 99
4.6.4 Điều khiển dãy đèn sử dụng lệnh xoay ...................................................... 100
4.7 Ứng dụng đồng hồ thời gian thực ..................................................................... 102
4.7.1 Điều khiển đóng mở hệ thống điện tự động theo thời gian thực ............... 102
4.7.2 Điều khiển báo chuông trường học theo thời gian thực ............................ 103
4.7.3 Điều khiển đèn giao thông theo thời gian thực .......................................... 105
Bài tập cuối bài 4 ..................................................................................................... 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 115
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 116
4
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát một hệ điều khiển. ................................................................. 9
Hình 1.2: Ví dụ về hệ thống cơ điện. ............................................................................. 10
Hình 1.3: Ví dụ về hệ thống điện tử. ............................................................................. 10
Hình 1.4: Ví dụ về hệ thống sử dụng vi xử lý, vi điều khiển. ....................................... 10
Hình 1.5: Ví dụ về hệ thống sử dụng máy tính. ............................................................ 11
Hình 1.6: Ví dụ về hệ thống sử dụng PLC. ................................................................... 11
Hình 1.7 Cấu trúc chung một hệ thống điều khiển dùng PLC. ..................................... 12
Hình 1.8: Một số các thiết bị PLC của Siemens. ........................................................... 13
Hình 1.9: Một số các thiết bị ngõ vào thông dụng. ....................................................... 13
Hình 1.10: Một số các thiết bị ngõ ra thông dụng. ........................................................ 13
Hình 1.11: Chu kỳ quét của CPU. ................................................................................. 14
Hình 1.12: Các ngôn ngữ lập trình thông dụng của PLC. ............................................. 14
Hình 1.13: Kiểu dữ liệu thời gian DT. .......................................................................... 17
Hình 2.1: PLC S7-200 CPU-224 ................................................................................... 19
Hình 2.2: Sơ đồ chân của cổng truyền thông. ............................................................... 20
Hình 2.3: Sơ đồ nối dây PLC S7-200 CPU-224 DC/DC/DC. ....................................... 21
Hình 2.4: Sơ đồ nối dây PLC S7-200 CPU-224 AC/DC/Relay. ................................... 21
Hình 2.5: Cách kết nối PLC với thiết bị lập trình. ........................................................ 22
Hình 2.6: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200. ............................................................... 23
Hình 2.7: Cách truy cập theo bit. ................................................................................... 24
Hình 2.8: Cách truy cập theo byte. ................................................................................ 24
Hình 2.9: Cách truy cập theo word. ............................................................................... 24
Hình 2.10: Cách truy cập theo double word. ................................................................. 24
Hình 2.11: Giới hạn vùng dữ liệu của S7-200 CPU-224. ............................................. 25
Hình 2.12: Thực hiện chương trình theo vòng quét trong PLC S7-200. ...................... 25
Hình 2.13: Giao diện phần mềm lập trình. .................................................................... 26
Hình 2.14: Phương pháp kết nối truyền thông. ............................................................. 27
Hình 2.15: Phương pháp lập trình. ................................................................................ 28
Hình 2.16: Lưu trữ chương trình. .................................................................................. 28
Hình 2.17: Nạp chương trình. ........................................................................................ 29
Hình 2.18: Vận hành chương trình. ............................................................................... 29
Hình 3.1: Ví dụ 1. .......................................................................................................... 33
5
Hình 3.2: Giản đồ thời gian ví dụ 1. .............................................................................. 34
Hình 3.3: Ví dụ 2. .......................................................................................................... 34
Hình 3.4: Giản đồ thời gian ví dụ 2. .............................................................................. 35
Hình 3.5: Ví dụ lệnh Set. ............................................................................................... 35
Hình 3.6: Giản đồ thời gian lệnh Set. ............................................................................ 35
Hình 3.7: Ví dụ lệnh Reset. ........................................................................................... 36
Hình 3.8: Ví dụ lệnh EU. ............................................................................................... 36
Hình 3.9: Giản đồ thời gian lệnh EU. ............................................................................ 36
Hình 3.10: Ví dụ lệnh ED. ............................................................................................. 37
Hình 3.11: Giản đồ thời gian lệnh ED. .......................................................................... 37
Hình 3.12: Ví dụ lệnh AND. ......................................................................................... 38
Hình 3.13: Giản đồ thời gian lệnh AND. ...................................................................... 38
Hình 3.14: Ví dụ lệnh AND NOT. ................................................................................ 39
Hình 3.15: Giản đồ thời gian lệnh AND NOT. ............................................................. 39
Hình 3.16: Ví dụ lệnh OR. ............................................................................................. 40
Hình 3.17: Giản đồ thời gian lệnh OR. .......................................................................... 40
Hình 3.18: Ví dụ lệnh OR NOT. ................................................................................... 41
Hình 3.19: Giản đồ thời gian lệnh OR NOT. ................................................................ 41
Hình 3.20: Ví dụ lệnh AND LOAD. ............................................................................. 42
Hình 3.21: Ví dụ lệnh OR LOAD. ................................................................................ 43
Hình 3.22: Ví dụ lệnh logic. .......................................................................................... 45
Hình 3.23: Kết quả ví dụ lệnh logic. ............................................................................. 46
Hình 3.24: Phân loại TON. ............................................................................................ 47
Hình 3.25: Giản đồ thời gian TON. ............................................................................... 49
Hình 3.26: Giản đồ thời gian TONR. ............................................................................ 50
Hình 3.27: Ví dụ lệnh so sánh. ...................................................................................... 51
Hình 3.28: Ví dụ lệnh CTU. .......................................................................................... 53
Hình 3.29: Giản đồ thời gian lệnh CTU. ....................................................................... 53
Hình 3.30: Ví dụ lệnh CTUD. ....................................................................................... 54
Hình 3.31: Giản đồ thời gian lệnh CTUD. .................................................................... 55
Hình 3.32: Ví dụ lệnh MOV. ......................................................................................... 56
Hình 3.33: Ví dụ lệnh MOV. ......................................................................................... 59
Hình 3.34: Kết quả lệnh Rotate. .................................................................................... 60
Hình 3.35: Kết quả lệnh Shift. ....................................................................................... 60
Hình 3.36: Dữ liệu Real Time của PLC S7-200 CPU-224. .......................................... 61