Giáo trình Thực hành PLC (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Thực hành PLC (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên ôn tập, tổng hợp các kiến thức, kỹ năng về PLC đã được học qua thực tiễn tại doanh nghiệp; lập trình các ứng dụng dùng PLC trong thực tế đạt các yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ; kết nối mạch điện theo yêu cầu công nghệ của thiết bị tại doanh nghiệp;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thực hành PLC (Nghề: Điện tử công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giảng 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 Thực hành PLC là một trong những môn học chuyên môn nghề tự chọn 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 Cao đẳng. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ và các cá nhân, các đồng nghiệp đã góp nhiều công sức để nội dung giáo trình hoàn thành một cách tốt nhất. Mặc dù chúng tôi đã rất cố gắng trong biên soạn, nhưng chắc chắn tài liệu này cũng không tránh khỏi sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ các thầy cô giáo, đồng nghiệp và các bạn đọc giúp giáo trình được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian thực hành tại doanh nghiệp là 270 giờ gồm có: Chương 01 MH35-01: Lý thuyết liên quan Chương 02 MH35-02: Nội dung công việc thực hành Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Đỗ Hữu Hậu 2. Lê Hữu Nghĩa 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU........................................................................................................2 MỤC LỤC..................................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN.....................................................................6 1. Cách phân loại PLC phổ biến hiện nay......................................................................6 2. CPU S7-1200.............................................................................................................9 2.1. Giới thiệu................................................................................................................9 2.2. Module mở rộng PLC S7-1200.............................................................................10 2.3. Giao tiếp................................................................................................................ 11 2.4. Lập trình................................................................................................................ 11 2.5. Màn hình điều khiển giám sát PLC Siemens S7-1200..........................................11 3. PLC Siemens S7 1500..............................................................................................12 3.1. Các bộ điều khiển trung tâm CPUs PLC Siemens S7 1500...................................12 3.2. Mô đun vào ra PLC Siemens S7 1500..................................................................14 3.3. Nguồn cung cấp PLC Siemens S7 1500................................................................14 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC HÀNH.............................................16 1. Các tiêu chí thực hiện công việc..............................................................................16 2. Thí dụ ứng dụng PLC s7-1200.................................................................................17 3. Nội dung thực hành..................................................................................................29 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................30 3
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: THỰC HÀNH PLC Mã môn học: MH35 Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trò của môn học: - Vị trí của môn học: Môn học được bố trí thực hiện ở cuối chương trình đào tạo sau khi sinh viên đã học xong hai mô đun Điều khiển lập tình cỡ nhỏ, PLC cơ bản và PLC nâng cao; sinh viên có thể học song song với các môn học, mô đun chuyên môn nghề như: Vi điều khiển, Điều khiển thông minh, SCADA, Mạng truyền thông công nghiệp, Điều khiển điện khí nén, MPS, Robot công nghiệp… - Tính chất của môn học: Là môn học chuyên môn nghề tự chọn trong chương trình đào tạo cao đẳng Điện tử công nghiệp - Ý nghĩa, vai trò của môn học: Thực hành tại doanh nghiệp là một môn học quan trọng trong chương trình đào, thông qua việc thực hành tại doanh nghiệp theo chuyên đề sẽ giúp sinh viên áp dụng kiến thức PLC đã học vào thực tế cũng như tiếp cận với thực tiễn về công nghệ, cách vận hành trang thiết bị PLC tại doanh nghiệp, cơ sở sản xuất. Mục tiêu môn học: - Kiến thức: Ôn tập, tổng hợp các kiến thức, kỹ năng về PLC đã được học qua thực tiễn tại doanh nghiệp - Kỹ năng: + Lập trình các ứng dụng dùng PLC trong thực tế đạt các yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ. + Kết nối mạch điện theo yêu cầu công nghệ của thiết bị tại doanh 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 chính của môn học: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chương mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Chương 1: Lý thuyết liên quan 12 12 1. Cách phân loại plc phổ biến hiện nay 1 1 2. CPU S7-1200 6 6 2.1. Giới thiệu 2.2. Module mở rộng PLC S7-1200 2.3. Giao tiếp 2.4. Lập trình 2.5. Màn hình điều khiển giám sát PLC Siemens S7-1200 3. PLC Siemens S7- 1500 5 5 3.1. Các bộ điều khiển trung tâm 4
CPUS PLC Siemens S7- 1500 3.2. Mô đun vào ra PLC Siemens S7- 1500 3.3. Nguồn cung cấp PLC Siemens S7- 1500 Chương 2: Nội dung công việc thực 2 258 3 254 1 hành 1. Các tiêu chí thực hiện công việc 1 1 2. Thí dụ ứng dụng plc S7-1200 2 2 3. Nội dung thực hành 254 254 Kiểm tra 1 1 Cộng 270 15 254 1 5
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN Mã chương: MH35-01 Giới thiệu: PLC ngày càng được cải tiến và được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tủ bảng điện tự động hoá, phục vụ cho nhiều ngành, nhiều loại máy móc như: Cấp nước, xử lý nước thải, giám sát năng lượng, giám sát hệ thống điện, máy đóng gói, máy đánh sợi, máy se chỉ, máy chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao, hệ thống phân bổ giám sát trong ... Mục tiêu: - Ôn tập những kiến thức cơ bản về PLC mà sinh viên đã được học tại trường - Giới thiệu thêm về các loại PLC phổ biến tại doanh nghiệp và đồng thời cung cấp cho sinh viên về đặc tính kỹ thuật của chúng. - Hệ thống được những kiến về PLC đã được học để áp dụng vào thực tiễn - Có khả năng định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các nội dung học tập. Nội dung chính: 1. Cách phân loại PLC phổ biến hiện nay Theo hãng sản xuất Trên thế giới hiện tại có rất nhiều các hãng sản xuất PLC nổi tiếng và phổ biến: –Mitsubishi –Siemen –Omron –Idec –Fuji …. Phân loại theo Version PLC Siemen có các dòng: S7-200, S7-300, S7-400,…PLC Mitsubishi có các dòng: Alpha, FX, FX0N, FX1N, FX2N, FX3U, FX3G, FX3S, FX3UC,….. Ở đây chúng ta tập trung đi sâu vào phân loại PLC FX Mitsubishi PLC loại ALPHA Hình 1.1: PLC Mitsubishi Đây là dòng PLC có kích thước nhỏ gọn, phù hợp trong các ứng dụng với số lượng I/O ít hơn 30 cổng. Dòng PLC ALPHA có tích hợp màn hình LCD và các phím chức năng cho phép người dung thao tác, lập trình, sửa đổi… Chương trình được tích hợp bên trong bộ đếm tốc độ cao và bộ ngắt (role trung gian), cho phép xử lý trơ trụ những ứng dụng có độ phức tạp cao… 6
PLC loại FX0S Đây là loại PLC có kích thước nhỏ gọn nhất, phù hợp trong các ứng dụng cần số lượng I/O nhỏ hơn 30, giảm thiểu chi phí lao động và kích cỡ trên panel điều khiển. Cùng với việc sử dụng bộ nhớ chương trình bằng EEPROM cho phép dữ liệu chương trình được lưu lại trong bộ nhớ đề phòng trường hợp mất điện nguồn đột xuất, giảm thiểu tối đa thời gian bảo hành sản phẩm. Dòng PLC FX0 N tích hợp sẵn bên trong nó bộ đếm tốc độ cao cho phép xử lý trơ tru một số ứng dụng có độ phức tạp cao. Nhược điểm của dòng PLC FX0 là không có khả năng mở rộng thêm số lượng I/O, không có khả năng kết nối Internet, tốn nhiều thời gian thực thi trương trình. PLC loại FX0N PLC FX0N thường được sử dụng cho các máy điều khiển độc lập hay các hệ thống nhỏ với số lượng I/O có thể quản lý nằm trong khoảng từ 10-128 I/O. Dòng FX0N thực chất là bước đệm trung gian giữa FX0S với PLC FX. PLC FX0N có đầy đủ các đặc trưng cơ bản của dòng FX0S, đồng thời còn có khả năng mở rộng các I/O, khả năng kết nối mạng. PLC loại FX1N PLC FX1N thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng từ 14 đến 60 I/O. Tuy nhiên trường hợp sử dụng các module vào ra mở rộng lên tới 128 I/O Hình 1.2: PLC F1N Mitsubishi Bộ nhớ chương trình lên tới 8K kstep. Chu kỳ lệnh 0.55us/lệnh. Tích hợp 6 bộ đếm tốc độ cao(60KHz) và hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là 100KHz. Nguốn cung cấp:12-24VDC, 120-240VAC Dòng FX1N PLC thích hợp sử dụng cho các ứng dụng dùng trong công nghiệp chế biến gỗ, trong các hệ thống điều khiển cửa tự động, hệ thống máy nâng, thang máy, ngành sản xuất ô tô, hệ thống điều hòa trong các nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, điều khiển máy dệt,… Đây là loại PLC có nhiều tính năng mạnh mẽ, FX2N được kế thừa đầy đủ các tính năng dòng FX1N.Tốc độ xử lý được đẩy nhanh hơn với thời gian thực hiện là 0.08us/lệnh. Số lượng đầu ra từ 16-128 I/O. Trong trường hợp cần thiết số đầu ra có thể mở rộng lên tới 256 I/O. Bộ nhớ chương trình 8kstep, trong trường hợp điều khiển xử lý các quá trình phức tạp, bộ nhớ có thể mở rộng lên tới 16kstep. Với những tính năng vượt trội cùng với khả năng kết nối mạng, truyền thông nói chung của dòng FX1N đã đưa FX2N lên vị trí hàng đầu trong dòng FX, có thể đáp ứng tốt các đòi hỏi khắt khe 7
nhất đối với các ứng dụng điều khiển dây chuyền sản xuất, xử lý nước thái, các ứng dụng hệ thống xử lý môi trường, điều khiển các máy dệt và trong các ứng dụng dây chuyền đóng lắp ráp tàu biển…. Theo số lượng các đầu vào/ra Ta có thể phân PLC thành bốn loại sau: Micro PLC là loại PLC có ít hơn 32 kênh vào/ra - PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ra - PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ra - PLC có đến trên 1024 kênh vào/ra Các micro-PLC Thường có ít hơn 32 đầu vào/ra. Với cấu tạo bên trong tương đối đơn giản, toàn bộ các bộ phận được tích hợp trên một bảng mạch có kích thước nhỏ gọn. Micro-PLC có cấu tạo bao gồm các kênh vào/ra trong một khối, các bộ phân như bộ xử lý tín hiệu, bộ nguồn. Các micro – PLC có ưu điểm hơn các PLC nhỏ là giá thành rẻ hơn và dễ lắp đặt. PLC loại nhỏ Có thể có đến 256 đầu vào/ra. Dòng PLC này có tất cả 34 kênh vào/ra gồm: 6 kênh vào và 4 kênh ra trên module CPU, còn lại 3 module vào/ra, với 4 kênh vào và 4 kênh ra cho mỗi module. Nhà sản xuất Siemens có các dòng PLC nhỏ như S5-90U, S5-100U, S7-200, có số lượng đầu vào/ra ít hơn 251. Các PLC trung bình Có thể có đến 1024 đầu vào/ra. Loại CJ1M của Omron hình bên dưới có 320 kênh vào/ra. Các PLC loại lớn Hãng Siemens là các dòng PLC series S7-300, S7-400. Các dòng này thường có số lượng kênh vào/ra rất lớn. Các kênh này không thể đấu trực tiếp lên PLC mà phải thông qua các bộ dồn kênh và tách kênh (demultiplexeur và multiplexeur). PLC S7-1200, hỗ trợ chuẩn ETHERNET và TCP/IP... - S7-1200 ra đời năm 2009 dùng để thay thế dần cho S7-200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn. - S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh giúp những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200 - S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm: - 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng - 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển mô-đun trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm - 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau - 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP - Bổ sung 4 cổng Ethernet - Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC 8
Hình 1.3: So sánh giữa PLC S7-1200 và S7-200 về các module mở rộng Ứng dụng: Ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng như: - Hệ thống băng tải - Điều khiển đèn chiếu sáng - Điều khiển bơm cao áp - Máy đóng gói - Máy in - Máy dệt - Máy trộn v.v… 2. CPU S7-1200 2.1. Giới thiệu Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau…. S7-1200 có 3 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và 1214C. Hình 1.4: PLC S7-1200 Các khối chức năng CPU S7-1200 9
S7-1200 được trang bị thêm tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển. Các đặc tính của CPU S7-1200 được thể hiện trong bảng sau: 2.2. Module mở rộng PLC S7-1200 PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn ngoài để mở rộng chức năng của CPU. Ngoài ra, có thể cài đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ giao thức truyền thông khác. Khả năng mở rộng của từng loại CPU tùy thuộc vào các đặc tính, thông số và quy định của nhà sản xuất. S7-1200 có các loại module mở rộng sau: - Communication module (CP). - Signal board (SB) - Signal Module (SM) Các đặc tính của module mở rộng như sau: 10
2.3. Giao tiếp S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point). Giao tiếp PROFINET với: - Các thiết bị lập trình - Thiết bị HMI - Các bộ điều khiển SIMATIC khác Hỗ trợ các giao thức kết nối: - TCP/IP - SIO-on-TCP - Giao tiếp với S7 Hình 1.5: Các kết nối của PLC S7-1200 2.4. Lập trình Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens. 2.5. Màn hình điều khiển giám sát PLC Siemens S7-1200 Màn hình cơ bản thế hệ 1 – Thiết bị lý tưởng từ 3” đến 15” để điều hành giám sát các hệ thống tự động – Dễ dàng biểu diễn nhờ sử dụng màn hình đồ họa Pixel-Graphic 11
– Hoạt động bằng cách sử dụng cảm ứng và các phím chức năng – Được trang bị với các chức năng cơ bản cần thiết như báo động, vẽ đồ thị, đồ họa vector, chuyển đổi ngôn ngữ – Kết nối đơn giản với bộ điều khiển thông qua giao diện ethernet hoặc RS 232/485 – Vận hành nhanh hơn nhờ tích hợp chuẩn đoán người dùng và thiết lập IP cho SIMATIC S7-1200 Màn hình cơ bản thế hệ 2 – SIMATIC HMI Basic Panels, 2nd generation là thiết bị phát triển đầy đủ chức năng, là loại thiết bị ứng dụng HMI đơn giản – Thiết bị có độ rộng màn hình 4”, 7”, 9” và 12” , hoạt động bằng tổ hợp phím và cảm ứng – Độ phân giải cao, màn hình hiển thị rộng với 64.000 màu, thích hợp với lắp đặt thẳng đứng. Giao diện người dùng sáng tạo với khả năng sử dụng cải tiến mở ra phạm vi lựa chọn đa dạng nhờ chức năng điều khiển mới và đồ họa. Giao diện USB cho phép kết nối bàn phím, chuột, hay máy quét vạch và hỗ trỡ lưu trữ dữ liệu đơn giản trên USB – Tích hợp gao diện Ethernet hoặc RS 232/485 cho phép kết nối đơn giản đến bộ điều khiển PLC Siemens S7 1500 Hình 1.6: PLC S7-1500 3. PLC Siemens S7 1500 3.1. Các bộ điều khiển trung tâm CPUs PLC Siemens S7 1500 CPU 1511-1 PN + CPU cấp thấp trong dòng sản phẩm bộ điều khiển S7-1500. + Thích hợp cho các ứng dụng có phạm vi chương trình và tốc độ xử lý ở mức trung bình. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. + Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. CPU 1513-1 PN + CPU sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu ở mức độ trung bình về phạm vi chương trình. + Tốc độ tính toán của CPU từ mức trung bình đến cao. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. 12
+ Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. CPU 1515-2 PN + CPU sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu ở mức trung bình về phạm vi chương trình. + Tốc độ tính toán của CPU từ mức trung bình đến cao. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. + Thêm giao diện PROFINET với địa chỉ IP riêng biệt. + Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. PLC S7 1500 CPU 1516-3 PN/DP + CPU với một chương trình và bộ nhớ dữ liệu lớn trong dòng sản phẩm bộ điều khiển S7-1500. Được sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu cao về phạm vi chương trình và kết nối mạng. + CPU có tốc độ tính toán xử lí cao. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. + Thêm giao diện PROFINET với địa chỉ IP riêng biệt. + Có giao diện PROFIBUS DP + Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. PLC S7 1500 CPU 1517-3 PN/DP + CPU với một chương trình và bộ nhớ dữ liệu lớn trong dòng sản phẩm bộ điều khiển S7-1500. Được sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu cao về phạm vi chương trình và kết nối mạng. + CPU có tốc độ tính toán xử lí cao. + Dùng cho nhiệm vụ tự động hóa công nghiệp trong nhiều loại máy móc. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. + Thêm giao diện PROFINET với địa chỉ IP riêng biệt. + Có giao diện PROFIBUS DP + Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. PLC S7 1500 CPU 1518-4 PN/DP + CPU với một chương trình và bộ nhớ dữ liệu lớn trong dòng sản phẩm bộ điều khiển S7-1500. Được sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu cao về phạm vi chương trình, hiệu năng và kết nối mạng. + CPU có tốc độ tính toán xử lí cao. + Dùng cho nhiệm vụ tự động hóa công nghiệp trong nhiều loại máy móc. + Có 2 cổng kết nối truyền thông PROFINET. + Thêm 2 giao diện PROFINET với địa chỉ IP riêng biệt. + Có giao diện PROFIBUS DP 13
+ Tích hợp chức năng Motion Control để điều khiển tốc độ, vị trí, hỗ trợ cho encoder. + Tích hợp Web Server với các tùy chọn để tạo ra các trang web do người dùng định nghĩa. 3.2. Mô đun vào ra PLC Siemens S7 1500 Mô đun vào ra Số + Bao gồm: các đầu vào/ra số dành cho SIMATIC S7-1500 và ET 200MP. + Phục vụ cho sự thích ứng linh hoạt của các bộ điều khiển trong các nhiệm vụ tương ứng. + Thêm các đầu vào/ra để mở rộng hệ thống. Mô đun vào ra Tương tự + Bao gồm: đầu vào/ra tương tự dành cho SIMATIC S7-1500 và ET 200MP. + Thời gian chuyển đổi tín hiệu ngắn. + Sử dụng để kết nối với thiết bị truyền động tương tự và các bộ cảm biến mà không cần khuếch đại thêm. + Có khả năng giải quyết các nhiệm vụ tự động hóa phức tạp. Các Mô đun đặc biệt PLC Siemens S7-1500 Mô đun Truyền thông + Mô đun truyền thông cho trao đổi dữ liệu bằng cách sử dụng kết nối point-to- point. + Module truyền thông để kết nối với PROFIBUS. + Module truyền thông để kết nối với Industrial Ethernet. Mô đun công nghệ + Mô đun công nghệ dành cho SIMATIC S7-1500 và ET 200MP + Mô đun với các đầu vào và đầu ra với thời gian được kiểm soát cho các chức năng chuyển mạch chính xác với thời gian đáp ứng của một vài us. + Mô đun cho phép đếm tốc độ cao và phát hiện vị trí với các cảm biến vị trí khác nhau. + Với đầu vào và đầu ra tích hợp cho nhiệm vụ ở cấp độ quá trình và thời gian đáp ứng ngắn. 3.3. Nguồn cung cấp PLC Siemens S7 1500 Nguồn 1 pha, 24VDC cho S7-1500 Thiết kế và chức năng của SIMATIC PM 1507 với nhiều lựa chọn của điện áp đầu vào là một sự lựa chọn tối ưu phù hợp với SIMATIC S7-1500 PLC. Nó cung cấp nguồn cho các thành phần của hệ thống S7-1500 như CPU, hệ thống cung cấp nguồn (PS), các mô đun vào ra số, nếu cần thiết nó cung cấp nguồn cho các cảm biến, cơ cấu chấp hành với 24VDC. Những trọng tâm cần chú ý trong chương - Các loại CPU PLC S7-1200 - Các loại CPU PLC S7-1500 Bài tập mở rộng và nâng cao Sinh viên tìm hiểu thêm về PLC đang sử dụng tại doanh nghiệp Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập chương 1 Nội dung: + Về kiến thức: Tìm hiểu về các loại PLC phổ biến tại doanh nghiệp + Về kỹ năng: Hệ thống được những kiến về PLC đã được học 14
+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có khả năng định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các nội dung học tập Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá bằng phương pháp viết, trắc nghiệm. + Về kỹ năng: Kỹ năng Hệ thống được những kiến về PLC đã được học + Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các nội dung học tập. 15
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC HÀNH Mã chương: MH35-02 Giới thiệu: Trong cuộc sống hiện đại ngày nay PLC vô cùng quan trọng trong công nghiệp, nhất là công nghệ sản xuất. Chính vì các ưu điểm nổi trội mà PLC lập trình được sử dụng rộng và đa dạng như trong công nghệ sản xuất: Sản xuất giấy, sản xuất xi măng, thủy tinh, vi mạch, chế tạo linh kiện bán dẫn, đóng gói sản phẩm… Hệ thống điều khiển: điều khiển robot, băng tải… Hệ thống nâng vận chuyển Hệ thống báo động… Mục tiêu: - Tìm hiểu về ứng dụng của PLC trong thực tế - Vận dụng kiến thức PLC đã học ở trường để áp dụng vào công việc tại doanh nghiệp - Thực hiện các biện pháp an toàn lao động, an toàn điện và vệ sinh công nghiệp. Nội dung chính: 1. Các tiêu chí thực hiện công việc Tên công việc: Đọc và phân tích sơ đồ hệ thống điều khiển dùng PLC Mô tả công việc Phân tích được sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị Phân tích được sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đi dây mạch điện điều khiển. Phân tích được sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đi đây mạch điện động lực. Các tiêu chí thực hiện Xác định đúng vị trí cụ thể của thiết bị trên bản vẽ đối chiếu với thực tế Phân tích đúng kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển dùng PLC Xác định chính xác số lượng thiết bị cần lắp đặt Xác định đúng thông số nguồn cung cấp Tên công việc: Chọn lựa thiết bị vật tư để lắp đặt hệ thống điều khiển dùng PLC Mô tả công việc Lập danh mục thiết bị vật tư Chọn lựa, lấy đầy đủ các chủng loại, số lượng thiết bị vật tư. Kiểm tra chất lượng của thiết bị. Các tiêu chí thực hiện Lập danh mục thiết bị vậy tư đầy đủ theo yêu cầu. Phân loại thiết bị vật tư theo đúng chủng loại. Thiết bị vật tư được lấy đầy đủ . Chất lượng thiết bị vật tư đảm bảo đúng thông số kỹ thuật. Tên công việc: Kết nối các khâu chức năng của hệ thống điều khiển dùng PLC Mô tả công việc Đọc bản vẽ nguyên lý và bản vẽ đi dây của mạch điện. Lắp đặt thiết bị đúng vị trí theo bản vẽ Đấu nối mạch điện điều khiển, mạch động lực. Thực hiện thay thế thiết bị hỏng khi lắp ráp. Các tiêu chí thực hiện Đọc hiểu bản vẽ nguyên lý và bản vẽ đi dây của mạch điện. Xác định đúng chức năng từng thiết bị trong mạch. 16
Xác định đúng vị trí thiết bị theo bản vẽ Lắp đặt thiết bị chắc chắn ổn định. Đấu nối mạch điện điều khiển, mạch động lực đúng sơ đồ. Tiếp xúc giữa các phần tử đạt yêu cầu kỹ thuật. Tên công việc: Kiểm tra hiệu chỉnh các chức năng của hệ thống điều khiển dùng PLC Mô tả công việc Đọc bản vẽ nguyên lý, phân tích nguyên lý hoạt động của hệ thống. Phân vùng các khối chức năng trong hệ thống. Kiểm tra tình trạng hoạt động của thiết bị trước khi cho hoạt động Đo, quan sát dạng tín hiệu, hiệu chỉnh các thông số theo yêu cầu công nghệ Sử dụng phần mềm chuyên dụng của PLC Viết chương trình cho PLC để kiểm tra thiết bị ngoại vi Phát hiện và loại trừ các lỗi nếu có. Các tiêu chí thực hiện Phân tích bản vẽ nguyên lý và bản vẽ đi dây của hệ thống. Nhận biết, phân vùng các khối chức năng cơ bản của hệ thống. Xác định dạng tín hiệu đầu vào, đầu ra các khối. Phân tích được các đặc tính dạng tín hiệu của từng thiết bị, từng khối chức năng từ đó có kết luận về tình trạng hoạt động của thiết bị, của khối so với thiết kế. Sử dụng phần mềm lập trình, viết chương trình cho PLC để kiểm tra thiết bị ngoại vi. Hiệu chỉnh các thông số theo yêu cầu công nghệ. Tên công việc: Vận hành hệ thống điều khiển dùng PLC Mô tả công việc Chạy chương trình điều khiển dùng PLC khi không tải. Chạy chương trình điều khiển dùng PLC khi có tải Kiểm tra điện trở cách điện. Loại trừ các sự cố (nếu có) Các tiêu chí thực hiện Đọc bản vẽ nguyên lý, phân tích nguyên lý hoạt động của hệ thống. Phân vùng các khối chức năng trong hệ thống. Kiểm tra tình trạng hoạt động của thiết bị trước khi cho hoạt động Sử dụng phần mềm chuyên dụng của PLC Viết chương trình cho PLC để điều khiển thiết bị ngoại vi Phát hiện và loại trừ các lỗi nếu có.. Các tiêu chuẩn về cách điện, tiếp đất được đảm bảo. 2. Thí dụ ứng dụng PLC s7-1200 Truyền thông USS kết nối Plc S7-1200 với biến tần G120 17
PLC Siemens S7-1200 nhỏ gọn có nhiều ứng dụng trên thị trường hiện tại. Là một PLC thường được sử dụng cùng với các bộ biến tần SINAMICS G120, việc sử dụng giao thức truyền thông USS đã được sử dụng rộng rãi trên thị trường. trong thí dụ này sẽ tập trung vào cách sử dụng giao thức truyền thông USS để giao tiếp với bộ biến tần S7-1200 và G120. Nguyên lý hệ thống điều khiển và sơ đồ đấu dây Hình bên dưới cho thấy nguyên lý và sơ đồ đấu dây được sử dụng trong ví dụ này. 18
Hình 2.1: Nguyên lý hệ thống điều khiển và sơ đồ đấu dây Yêu cầu phần cứng PLC S7-1200 hiện có ba loại CPU: - S7-1211C CPU - S7-1212C CPU - S7-1214C CPU Cả ba loại CPU đều có thể giao tiếp với biến tần G7-1 thông qua mô-đun truyền thông CM1241 RS485 sử dụng giao thức truyền thông USS. Phần cứng PLC được sử dụng trong ví dụ này là: 1) Nguồn điện PM1207 (6EP1 332-1SH71) 2) S7-1214C (6ES7 214 -1BE30 -0XB0) 3) CM1241 RS485 (6ES7 241 -1CH30 -0XB0) 4) Bộ mô phỏng (6ES7 274 -1XH30 -0XA0) Phần cứng biến tần G120 được sử dụng trong ví dụ này là: 1) SINAMICS G120 PM240 (6SL3244-0BA20-1BA0) 2) SINAMICS G120 CU240S (6SL3224-0BE13-7UA0) 3) SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10) 4) Bảng điều khiển (XAU221- 001469) 5) Cáp thông tin liên lạc USS (6XV1830-0EH10) Yêu cầu phần mềm 19
Phần mềm lập trình STEP 7 (6ES7 822-0AA0-0YA0) Cấu hình Chúng tôi hướng dẫn cách cấu hình giao tiếp USS của các ổ đĩa S7-1214C và G120 trong STEP 7 với hoạt động thực tế được mô tả bên dưới. Cấu hình phần cứng PLC Đầu tiên, hãy tạo một dự án trong Step 7 Hình 2. 2: Dự án S7-1200 mới Trong cấu hình phần cứng, thêm CPU1214C và mô đun giao tiếp CM1241 RS485, như được hiển thị trong Hình 2.2 H ình 2.3: Cấu hình phần cứng S7-1200 Trong các thuộc tính của CPU, đặt địa chỉ IP của Ethernet và thiết lập kết nối giữa PG và PLC, như thể hiện trong hình bên dưới. 20