Giáo trình Lập trình ứng dụng PLC (Nghề: Cơ điện tử): Phần 2 - Trường CĐ nghề Kỹ thuật Công nghệ

- 56 BÀI 3: LẬP TRÌNH VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
Mã mơ đun: MĐ CĐT21 - 3
Giới thiệu:
Mục tiêu:
Sau khi học xong bài học này người học có khả năng:
+ Kiến thức:
- Phân tích được ngun lý làm việc của các mơ hình: Van điện tử hai cuộn
dây, mơ hình hệ thống cung cấp khí nén và các mơ hình điều khiển động cơ.
+ Kỹ năng:
- Lâp trình được các mơ hình điều khiển bằng PLC theo yêu câu kỹ thuật
- Vận hành được các mô hình theo yêu cầu kỹ thuật
- Sửa được các lỗi thường gặp khi lập trình điều khiển.
- Kiểm tra chính xác điều kiện hoạt động của thiết bị.
+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
- Tự chịu trách nhiệm khi thực hiện các việc được giao.
Nội dung:
1. Lập trình và vận hành điều khiển mơ hình van điện từ hai cuộn dây.
1.1. Mơ hình van điện từ hai cuộn dây
1.1.1. Sơ đồ bố trí thiết bị

1.1.2. u cầu cơng nghệ.
Sử dụng một xy lanh khí nén để đẩy phôi ra khỏi ống chứa phôi, ấn nút S1, xy lanh đi
ra để đẩy phơi ra, sau đó tự động đi về. (xy lanh tác động kép và van 5/2 hai cuộn dây,
cảm biến phát hiện xy lanh ở cuối hành trình B2 là cảm biến từ tiệm cận).
1.1.3.Bảng quy định các địa chỉ vào/ra


- 57 -

1.1.4. Sơ đồ kết nối PLC

1.1.5. Chương trình điều khiển


- 58 1.2. Trình tự thực hiện
1.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu.
- Máy vi tính
- Module PLC S7 300.
- Giắc cắm.
- Cảm biến logic (nếu có).
- Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành và role trung gian).
- Module Rơ le trung gian 24Vdc.
- Phần mềm lập trình S7-300
1.2.2.Trình tự thực hiện
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với
PLC

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU

ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối

1.3. Những lỗi thường gặp, cách khắc phục
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.

- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại

- 59 nối

PLC

cáp kết nối

1.4. Bài tập ứng dụng liên quan
1.4.1. Cho sơ đồ mạch như hình vẽ:

1.4.2. Mơ tả hoạt động:
Qua việc khởi động S1 hoặc S3 các bộ nhớ một (van từ 1) hoặc bộ nhớ hai (van từ 2)
sẽ được đặt. Nút nhấn S2 làm nhiệm vụ cắt mạch.
1.4.3. Yêu cầu:
- Viết bảng địa chỉ vào/ra
- Viết chương trình
- Mơ phỏng chương trình
* Hướng dẫn:
- Bảng xác lập địa chỉ vào/ra:
Kí hiệu
S1
S2
S3
Y1
Y2
- Viết chương trình:

Xác lập vào/ra
Địa chỉ
Chú thích

I0.0
Nút nhấn thường mở
I0.1
Nút nhấn thường đóng
I0.2
Nút nhấn thường mở
Q0.0
Van từ 1
Q0.1
Van từ 2


- 60 -

2. Lập trình và vận hành điều khiển hệ thống cung cấp khí nén.
2.1. Mơ hình hệ thống cung cấp khí nén
2.1.1. u cầu cơng nghệ
Thiết kế mạch khí nén, điện – khí nén và viết chương trình PLC điều khiển cho một
thiết bị đóng mở cửa với yêu cầu sau:
- Khi nhấn đồng thời nút ON1 và ON2, piston đẩy ra, cửa mở.
- Khi nhấn nút OFF, piston hồi về, kết thúc một chu trình hoạt động.
2.1.2. Biểu đồ trạng thái


- 61 -

2.1.3. Sơ đồ mạch khí nén

2.1.4. Sơ đồ kết nối điện khí nén

- 62 -

2.1.5. Sơ đồ mạch điện điều khiển
a. Quy trình điều khiển

b. Sơ đồ mạch điện điều khiển

2.1.6. Chương trình điều khiển bằng PLC
a. Sơ đồ chức năng


- 63 -

b. Bảng địa chỉ vào/ra
Tên

Địa chỉ

Giải thích

ON1

I0.0

Nút nhấn ON1

ON2

I0.1

Nút nhấn ON2

OFF

I0.2

Nút nhấn OFF

K1

Q0.0

Cuộn từ K1

K2

Q0.1

Cuộn từ K2

c. Chương trình điều khiển


- 64 -

2.2. Trình tự thực hiện
2.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu.
- Máy vi tính
- Module PLC S7 300.

- Giắc cắm.
- Cảm biến logic (nếu có).
- Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành và role trung gian).
- Module Rơ le trung gian 24Vdc.
- Phần mềm lập trình S7-300
2.2.2.Trình tự thực hiện
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với
PLC

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm

phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối

2.3. Những lỗi thường gặp, cách khắc phục
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.

- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên


- 65 -

- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.

mềm
- Kết nối sai dây giữa
PLC với thiết bị

- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.

- Chưa xác định đúng
yêu cầu công nghệ

- Không kết nối máy tính được với
PLC

- Chọn sai loại cáp kết
nối

phần mềm
- Kết nối đúng dây
giữa PLC với thiết
bị

Xác định đúng yêu
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn đúng loại
cáp kết nối

2.4. Bài tập ứng dụng liên quan
2.4.1. Cánh tay ROBOT bốc hàng hóa.
Cơng nghệ: loại robot này hay gặp trong các xí nghiệp công nghiệp. Robot nắm chặt
vật từ băng chuyền A bỏ sang băng chuyền B

2.4.2. Yêu cầu công nghệ
1. Ở vị trí ban đầu cánh tay ở phía băng chuyền B
2. Khi ấn START động cơ thuận khởi động quay theo chiều kim đồng hồ. Khi gặp
LS1 nó dừng lại đồng thời băng chuyền A được khởi động
3. Băng chuyền A đưa vật tiến tới cánh tay. Khi vật chạm vào PH1 là cảm biến phát
hiện vật thì cánh tay kẹp chặt lấy vật. Khi LS3 tác động tức là vật được kẹp chặt
thì động cơ ngược khởi động quay theo chiều ngược lại
4. Khi cánh tay chạm vào LS2 thì nó dừng và nhả vật xuống băng chuyền B
5. Băng chuyển B ln hoạt động (Khi ấn START nó bắt đầu hoạt động)
Nhấn stop thì dừng


- 66 2.4.3. Hướng dẫn:
- Bảng địa chỉ vào/ra:

- Chương trình điều khiển:


- 67 -

3. Lập trình và vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động cơ 3 pha
roto lồng sóc
3.1. Mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động cơ 3 pha roto lồng sóc
Bài tốn: Thiết kế mạch điều khiển động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc khơng đảo chiều
một vị trí.
3.1.1.u cầu bài tốn:
- Khởi động động cơ bằng nút ấn S1
- Dừng hệ thống bằng nút ấn S2
- Có bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt.


- 68 -

3.1.2. Mạch động lực

3.1.3. Bảng địa chỉ vào/ra:

3.1.4. Sơ đồ kết nối PLC

3.1.5. Chương trình điều khiển


- 69 -

3.2. Trình tự thực hiện
3.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu.
- Máy vi tính
- Module PLC S7 300.
- Giắc cắm.

- Cảm biến logic (nếu có).
- Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành và role trung gian).
- Module Rơ le trung gian 24Vdc.
- Phần mềm lập trình S7-300
3.2.2.Trình tự thực hiện
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với
PLC

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm

- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối


- 70 -

3.3.

Những lỗi thường gặp, cách khắc phục

Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với

PLC

3.4.

Ngun nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối

cáp kết nối

Bài tập ứng dụng liên quan

4. Lập trình và vận hành mơ hình điều khiển đảo chiều gián tiếp động cơ 3 pha
rô to lồng sóc
4.1. Mơ hình điều khiển đảo chiều trực tiếp động cơ 3 pha roto lồng sóc
Bài tốn: Điều khiển động cơ thuận nghịch.
4.1.1. Sơ đồ động lực


- 71 4.1.2. Thiết bị sử dụng
 1 Áptomát
 1 Nút mở máy chiều thuận
 1 Nút mở máy chiều ngược
 1 nút dừng
 1 rơle nhiệt
4.1.3. Bảng địa chỉ vào/ra

4.1.4. Sơ đồ kết nối PLC

4.1.5. Chương trình điều khiển:


- 72 -

4.2.

Trình tự thực hiện

4.2.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu.
- Máy vi tính
- Module PLC S7 300.
- Giắc cắm.
- Cảm biến logic (nếu có).
- Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành và role trung gian).


- 73 - Module Rơ le trung gian 24Vdc.
- Phần mềm lập trình S7-300
4.2.2.Trình tự thực hiện
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình không đúng với yêu cầu
công nghệ đưa ra.
- Không kết nối máy tính được với
PLC
4.3.

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu

vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối

Những lỗi thường gặp, cách khắc phục

Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu

cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với
PLC

Ngun nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối

cáp kết nối

4.4. Bài tập ứng dụng liên quan
Bài tập: Lập trình điều khiển động cơ KĐB 3 pha rơt lồng sóc mở máy qua 3 cấp
điện trở phụ.
4.4.1. Yêu cầu bài toán:


- 74 - Khởi động động cơ bằng nút ấn S1, động cơ chạy với toàn bộ ba cấp điện trở phụ
R = R1 + R2 + R3, sau 10s tự động loại bỏ cấp điện trở thứ nhất R = R3 + R2,sau 10s
sau tự động loại bỏ cấp điện trở thứ hai R = R3, sau 10s sau tự động loại bỏ cấp điện
trở thứ ba.
- Dừng động cở bằng nút ấn S2
- Có bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt.
4.4.2. Sơ đồ mạch động lực

4.4.3. Bảng địa chỉ vào/ra:

4.4.4. Sơ đồ kết nối PLC


- 75 -

4.4.5. Chương trình điều khiển PLC


- 76 -

5. Lập trình và vận hành mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động cơ
không đồng bộ ba pha

5.1. Mơ hình điều khiển mở máy sao/tam giác động cơ không đồng bộ ba pha
5.1.1. Yêu cầu bài toán:
- Khởi động hệ thống bằng nút ấn S1, động cở chạy ở chế độ Sao.Sau 10s động
cơ tự động chuyển sang chế độ chạy Tam giác
- Dừng động cơ bằng nút ấn S2, Có bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt.
5.1.2. Sơ đồ mạch động lực

5.1.3. Thiết bị sử dụng trong mạch điều khiển
- 1 Rơlenhiệt F2
- 1 nút mở máy
- 3 Công tắc tơ K1,K2,K3
- 1 nút dừng
5.1.4. Bảng địa chỉ vào/ra


- 77 -

5.1.5. Sơ đồ kết nối PLC

5.1.6. Chương trình điều khiển


- 78 -

5.2. Trình tự thực hiện
5.2.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu.
- Máy vi tính
- Module PLC S7 300.
- Giắc cắm.
- Cảm biến logic (nếu có).

- Đèn báo (hoặc thiết bị chấp hành và role trung gian).
- Module Rơ le trung gian 24Vdc.
- Phần mềm lập trình S7-300


- 79 5.2.2.Trình tự thực hiện
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với yêu cầu
công nghệ đưa ra.
- Không kết nối máy tính được với
PLC

Nguyên nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU
- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm

phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối

5.3. Những lỗi thường gặp, cách khắc phục
Sai hỏng
- Khai báo sai cấu hình phần cứng
của PLC S7 – 300 trên phần mềm.
- Khai báo sai các đầu vào/ra dữ
liệu.
- Kết nối sai các đầu vào/ ra dữ liệu.
- Lập trình khơng đúng với u cầu
cơng nghệ đưa ra.
- Khơng kết nối máy tính được với
PLC

Ngun nhân
Cách khắc phục
- Chọn sai loại CPU

- Chọn đúng loại
- Chọn sai đầu vào, đầu CPU
ra
- Chọn đúng các đầu
vào, đầu ra.
- Ghi sai đầu vào, đầu
- Ghi đúng đầu vào,
ra dữ liệu trên phần
đầu ra dữ liệu trên
mềm
phần mềm
- Kết nối sai dây giữa
- Kết nối đúng dây
PLC với thiết bị
giữa PLC với thiết
bị
- Chưa xác định đúng
Xác định đúng yêu
yêu cầu công nghệ
cầu công nghệ đưa
ra
- Chọn sai loại cáp kết - Chọn đúng loại
nối
cáp kết nối

5.4. Bài tập ứng dụng liên quan
Bài tập: Lập trình điều khiển đổi nối Y/ động cơ KĐB 3 pha rơto lồng sóc có đảo
chiều gián tiếp
5.4.1. Yêu cầu bài toán:
- Nhấn nút mở thuận S1, động cở chạy ở chế độ Sao .Sau 10s động cở tự động

chuyển sang chế độ chạy Tam giác ở chế độ chạy thuận.


- 80 - Nhấn nút mở ngược S2, động cở chạy ở chế độ Sao .Sau 10s động cở tự động
chuyển sang chế độ chạy Tam giác ở chế độ chạy ngược.
- Dừng động cở bằng nút ấn S3
- Có bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt.
5.4.2. Mạch động lực

5.4.3. Bảng địa chỉ vào/ra

5.4.4. Sơ đồ kết nối PLC