Giáo trình PLC nâng cao (Nghề Điện tử công nghiệp Cao đẳng) Phần 2

Bài 3
Lắp đặt mơ hình điều khiển bằng PLC
Giới thiệu:
Nước ta hiện nay đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa. Vì thế,
tự động hóa sản xuất đóng vai trò quan trọng, tự động hóa giúp tăng năng suất, tăng
độ chính xác và do đó tăng hiệu quả q trình sản xuất. Để có thể thực hiện tự động
hóa sản xuất, bên cạnh các máy móc cơ khí hay điện, các dây chuyền sản
xuất…v.v, cũng cần thiết phải có các bộ điều khiển để điều khiển chúng.Trong đó,
điều khiển lập trình là một trong các bộ điều khiển đáp ứng được u cầu đó.
Mục tiêu:
Trình bày được cách kết nối giữa PLC và thiết bị ngoại vi theo nội dung đẵ học.
Kiểm tra nối dây bằng phần mềm chính xác theo nội dung đã học
Thực hiện cài đặt phần mềm đạt các yêu cầu kỹ thuật
Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh cơng nghiệp
Nội dung chính:
3.1. Giới thiệu
- Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi làm các thao tác máy trở
nên nhanh, nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có khả năng thay thế hồn tồn cho
các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle.

Hình 3.1a: Điều khiển băng chuyền và đóng gói sản phẩm:

151


- PLC có khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập
trình trên các lệnh logic cơ bản; khả năng định thời, đếm; giải quyết các vấn đề
tốn học và cơng nghệ; khả năng tạo lập, gởi đi, tiếp nhận những tín hiệu nhằm
mục đích kiểm sốt sự kích hoạt hoặc đình chỉ những chức năng của máy hoặc một
dây chuyền công nghệ. ( hình 3.1 a,b,c,d)

Hình 3.1b: ứng dụng PLC vào máy khai thác mỏ

Hình 3.1c: điều khiển dây truyền lắp ráp máy tính

152


Hình 3.1d: Ứng dụng PLC vào máy dán nhãn thuốc lá

Những đặc điểm làm cho PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong mơi
trường cơng nghiệp gồm có:
+ Khả năng kháng nhiễu rất tốt.
+ Cấu trúc dạng module rất thuận tiện cho việc thiết kế, mở rộng, cải tạo nâng cấp...
+ Có những modul chuyên dụng để thực hiện những chức năng đặc biệt hay
những modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng
Internet.
+ Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để
xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.
+ Yêu cầu của người lập trình không cần giỏi về kiến thức điện tử mà chỉ cần
nắm vững công nghệ sản xuất và biết chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình
được.
+ Nội dung bài học này sẽ đề cập đến việc lắp đặt mơ hình điều khiển bằng
PLC để giúp người học hiểu rõ hơn về những tính năng ưu việt của PLC
3.2. Cách kết nối dây
Mục tiêu:
Nắm vững cách kết nối cảm biến vào PLC.
Đấu động cơ 3 pha.( hình 3.2 a,b,c)
153

Hình 3.2a: Động Cơ đấu sao

Hình 3.2b: Động cơ đấu tam giác

Hình 3.2c: đấu động cơ vào contactor

154


Hình 3.2d: Cảm biến cảm ứng từ

Hình 3.2e: Cảm biến điện dung

Hình 3.2f: Cảm biến quang

155


Kết nối cảm biến vào PLC ( hình 3.3)

Hình 3.3a: kết nối ngõ vào cảm biến kiểu NPN

Hình 3.3b: kết nối ngõ vào cảm biến kiểu PNP

156


Kết nối nút nhấn cơng tắc hành trình vào PLC ( hình 3.4)

Hình 3.4a: nút nhấn

Hình 3.4b: cơng tắc hành trình

Kết nối nút nhấn, cơng tắc hành trình vào PLC ( hình 3.4c)

Hình 3.4c

157


Tóm tắt các mơ hình và bài tập ứng dụng
3.3.1. Mơ hình thang máy xây dựng
Mục đích và u cầu:
a. Mục đích:
Ứng dụng các lệnh cơ bản trong PLC để viết chương trình điều khiển theo
yêu cầu của giáo viên.
b. Yêu cầu:
Sau bài học này học sinh có thể viết được chương trình PLC điều khiển thang
máy xây dựng
Phần thực hành:
u cầu cơng nghệ:

Mơ hình bao gồm: Một thang máy
u cầu: Khi nhấn phím bấm thang máy ON ( khi buồng trong thang máy đã
chứa đầy vật liệu – có cảm biến khối lượng )
+ Nếu chưa đầy thang máy không chạy lên
+ Khi thang máy đầy, thang chạy lên và dừng lại
+ Khi vật liệu chuyển ra bên ngoài hết,người vận hành bấm nút ON thì thang
máy mới được chạy xuống
158

Trình tự thực hành:
Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:
Ngõ vào

Ngõ ra

Địa
chỉ

Mơ tả

Địa
chỉ

Mơ tả

I0.0

Nút ON

Q0.0

Thang
(K1)

I0.1

Cảm biến

lượng

khối

Q0.1

Thang
xuống(K2)

I0.3

Cảm biến
lượng rổng

khối

I0.4

Hành trình dưới

I0.3

Hành trình trên
Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị:

159

máy

lên

máy


Viết chương trình điều khiển:

160


Chạy mơ phỏng chương trình:
Bài tập thực hành:
Chương trình điều khiển thang máy hoạt động theo yêu cầu sau:
Chọn tầng bằng các phím GND, 1, 2 và 3. Có các cảm biến vị trí V0, V1, V2
và V3 để biết thang đang ở tầng nào.
Nếu chọn phím 1 thì cho động cơ hoạt động kéo thang từ tầng trệt lên tầng 1
và dừng lại, chuông kêu, cửa mở trong vòng 10s rồi đóng lại. Tương tự cho các
phím khác.
Nếu khơng có phím chọn khác thì động cơ hoạt động đưa thang về tầng trệt chờ.
Động cơ đi lên = quay thuận. Động cơ đi xuống = quay ngược.
Yêu cầu thực hành
Vẽ mạch động lực và sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
Viết chương trình điều khiển
3.3.2. Mơ hình động cơ Y-∆
Điều khiển đc kđb 3 pha quay thuận – nghịch,
Mở máy y/ 
Mục đích – yêu cầu:
a. Mục đích:
Sử dụng lệnh TIMER.
Ứng dụng các lệnh cơ bản và lệnh TIMER để viết chương trình điều khiển
theo yêu cầu của giáo viên.
b. Yêu cầu:

Sau bài học này học sinh có thể viết được chương trình PLC điều khiển động
cơ không đồng bộ 3 pha quay thuận nghịch, mở máy Y/  .
PHẦN THỰC HÀNH:
Yêu cầu công nghệ:
Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha:
+ Quay thuận – nghịch trực tiếp.
+ Mở máy Y/ 
( Thực hiện đảo chiều khi động cơ đang làm việc ở chế độ đấu  )
161


Trình tự thực hành:
Vẽ giản đồ thời gian:

Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:
Ngõ vào

Ngõ ra

Địa chỉ

Mô tả

Điạ chỉ

Mô tả

000.00

Nút nhấn D

01000

Động cơ quay
thuận

000.01

Nút nhấn MT

01001

Động cơ quay
ngược

000.02

Nút nhấn MN

01002

Động cơ đấu Y

01003

Động cơ đấu 

Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị:

Hình 3.5:Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi

162


Viết chương trình điều khiển:

163


Chạy mơ phỏng chương trình:
BÀI TẬP THỰC HÀNH:
Điều khiển động cơ 1 pha bơm nước giếng lên hồ chứa với yêu cầu sau:
Nước hồ cạn động cơ chạy
Nước hồ đầy động cơ dừng.
Khi động cơ đang chạy nếu nước trong ống khơng có 30 giây sau động cơ
dừng lại, chng kêu báo mồi nước
Yêu cầu thực hành:
Vẽ mạch động lực và sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
Viết chương trình điều khiển
3.3.3. Mơ hình xe chuyển nhiên liệu
MỤC ĐÍCH – U CẦU:
a. Mục đích:
Giúp sinh viên biết cách thiết kế và xử lý các lỗi cơ bản của một hệ thống PLC.
Biết cách lập trình và download xuống PLC Omron
b. Yêu cầu:
Sau bài học này học sinh có thể làm quen với mơi trường lập trình PLC
Omron, có thể thiết kế, mơ phỏng một hệ thống PLC đơn giản.
PHẦN THỰC HÀNH:
Yêu cầu công nghệ:
Cho hệ thống cung cấp nhiên liệu cho nhà xưởng bởi hệ thống xe lấy các

bình hóa chất tự động từ cần trục sắp xếp theo thứ tự là A-B-A-B....Có hai loại xe
A,B cung cấp cho hai xưởng khác nhau. Vì các thùng hóa chất được sắp xếp theo
thứ tự, để phân loại đúng sản phẩm xe A lấy thùng hóa chất A và xe B lấy thùng
hóa chất B. Nếu khơng phải, xe rẽ vào đường chờ.
Người lái xe đưa xe vào vị trí lấy nhiên liệu, cảm biến S2 tác động làm
đèn đỏ D1 sáng lên, yêu cầu:
+ Dừng xe
+ Cảm biến S1 Phân biệt loại xe A
+ Cảm biến S4 Phân biệt loại xe B
164


>>>Cảm biến S1 và S3 phát hiện xe và thùng hóa chất cùng loại A, bảng N1
sáng lên yêu cầu dừng xe 5s sau đó đi thẳng, Đèn D1 tắt, sau 10s đèn N1 tắt.
>>>Cảm biến S4 và S5 phát hiện xe và thùng hóa chất cùng loại B, bảng N2
sáng lên yêu cầu xe rẽ trái vào vị trí chờ. Sau 10s đèn N2 tắt
Chu trình lại tiếp tục.

Trình tự thực hành:
Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:
Ngõ vào

Ngõ ra

Địa chỉ

Mô tả

Địa chỉ

Mô tả

I0.3

Nút ON

Q0.0

D1

I0.1

CB1

Q0.1

N1

I0.0

CB2

Q0.2

N2

I0.2

CB3

I0.5

CB4

I0.6

CB5

I0.4

OFF
165


Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị:

Viết chương trình điều khiển:

166


167


168


Chạy mơ phỏng chương trình:
BÀI TẬP THỰC HÀNH:
Hệ thống gốm 4 bồn chứa có các bơm để chuyển chất lỏng qua hệ thống, mỗi

bồn được gắn một cảm biến để nhận biết khi nào bồn cạn hay đa y và bồn 2 phần tử
phát nóng được nối với cảm biến nhiệt độ. Bồn 3 được gắn một cần k huấy để trộn
hai thành phần tử lỏng khi chúng được vào bồn 1 và 2. Các bồn phía dưới, bồn 3và
4, có dung tích gấp đơi bồn 1 và 2.
Bồn 1 và 2 được đổ đầy các từ các bồn chứa chất kiềm và polime riêng biệt,
thông qua bơm 1 và 2. Bơm 1 và 2 ngưng hoạt động khi có tín hiệu từ cảm biến
báo đầy bồn.Phần tử phát nóng trong bồn 2 được kích hoạt, nâng nhiệt độ polime
lên 60 ° C. Khi cảm biến nhiệt độ đóng, tín hiệu này sẽ tắt bộ điều khiển rung và
kích hoạt bơm 3 và 4 để chuyển dung dịch vào bồn phản ứng, bồn 3. cần khuấy
cũng được kích hoạt khi bồn này có hỗn hợp dung dịch và trong khoảng thời gian
tối thiểu là 60 gia y, bơm 5 sẽ chuyển hỗn hợp đã trộn vào bồn 4, bồn sản phẩm,
thông qua bộ lọc. Bơm 5 dừng hoạt động khi bồn 4 đầy và bồn 3 cạn. Cuối cùng,
sản phẩm dung dịch được đưa vào bồn chứa lưu trữ.Quá trình xử lý kết thúc một
chu kỳ hoạt động.
Trình tự thực hành:
Vẽ mạch động lực và sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
Dùng PLC của hãng Mitsubishi, hãng Omron viết chương trình
3.3.4. Đo chiều dài và xắp xếp vật liệu
MỤC ĐÍCH – U CẦU:
a. Mục đích:
Giúp sinh viên biết cách thiết kế và xử lý các lỗi cơ bản của một hệ thống
PLC.
Biết cách lập trình và download xuống PLC Omron
b. Yêu cầu:
Sau bài học này học sinh có thể làm quen với mơi trường lập trình PLC
Omron, có thể thiết kế, mơ phỏng một hệ thống PLC đơn giản.
169


PHẦN THỰC HÀNH:

Yêu cầu công nghệ:
Cho hệ thống kiểm tra loại sản phẩm (dài hay ngắn) và sắp xếp sản phẩm như
hình dưới. Giả sử rằng trên Xylanh có gắn hai cơng tắc hành trình nam châm SM1
(trạng thái ban đầu) và SM2 (trạng thái ra), xylanh trở về bởi lò xo. Với những yêu
cầu sau:

Nhấn nút Khởi động băng tải chạy, nhấn nút Dừng khi đó băng tải dừng
Nếu sản phẩm loại ngắn đưa vào khay B1
Nếu sản phẩm loại dài đưa vào khay B2
Nhấn nút Khởi động băng tải chạy, nhấn nút Dừng khi đó băng tải dừng
S1 tác động-dừng băng tải, nếu
+ S2 tác động, S3 không tác động khi đó xylanh P sẽ đẩy sản phẩm vào khay B1
+ S2 và S3 đều tác động, tiếp tục chạy băng tải để đưa sản phẩm vào khay B2
Trình tự thực hành:
Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:
170


Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị:
Viết chương trình điều khiển:

171


Chạy mơ phỏng chương trình:

BÀI TẬP THỰC HÀNH:
Viết chương trình điều khiển trình tự cơ cấu cấp phơi cho máy dập:
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu:
+ Trạng thái 1:Băng tải hoạt động, xy- lanh co, cơ cấu dập không hoạt động.

+ Trạng thái 2:Xy-lanh duỗi ra, băng tải dừng, cơ cấu dập không hoạt động.
+ Trạng thái 3:Xy lanh co, băng tải dừng, cơ cấu kẹt không hoạt động.
+ Trạng thái 4:Cơ cấu dập hoạt động, băng tải dừng, xy lanh co.
+ Sau đó quay về trạng thái 1.

172


Trình tự thực hành:
Vẽ mạch động lực và sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
Dùng PLC của hãng Mitsubishi, hãng Allenbradley, hang simen viết
chương trình
3.3.5. Thiết bị nâng hàng
MỤC ĐÍCH – U CẦU:
a. Mục đích:
Giúp sinh viên biết cách thiết kế và xử lý các lỗi cơ bản của một hệ thống PLC.
Biết cách lập trình và download xuống PLC Omron
b. Yêu cầu:
Sau bài học này học sinh có thể làm quen với mơi trường lập trình PLC
Omron, có thể thiết kế, mơ phỏng một hệ thống PLC đơn giản.
PHẦN THỰC HÀNH:
Yêu cầu công nghệ:

Gồm 1 cần gạt 2 vị trí: B lên và A xuống, hành trình s1 giới hạn trên, hành
trình s2 giới hạn dưới. Trên cần gạt có gắn nút nhấn điều khiển xe chạy thẳng. Xe
được thiết kế cho tải trọng dưới 1000kg, cần gạt qua trái xe rẽ phải, cần gạt qua
phải xe rẽ trái.
173

Trình tự thực hành:
Quy định địa chỉ ngõ vào/ra:
Ngõ vào

Ngõ ra

Địa chỉ

Mô tả

Địa chỉ

Mô tả

I0.0

Nút ON

Q0.0

Động cơ chạy tới (K)

I0.1

HTS1

Q0.1

Nâng lên(K1)

I0.2

HTS2

Q0.2

Hạ xuống(K2)

I0.3

Cần gạt ở vị trí B

I0.4

Cần gạt ở vị trí A

Vẽ sơ đồ kết nối thiết bị:

Viết chương trình điều khiển:

174


175