ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT: Điều khiển lập trình PLC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
Tên Modul: Điều khiển lập trình PLC
Mã số: IA04-3
Số tín chỉ: 3
Trình độ: Cho sinh viên năm thứ 3
Biên soạn: Phạm Thanh Tùng
Phiên bản: 20081005
1. Mục tiêu:
Sau khi hoàn thành modul này, người học có khả năng:
- Mô tả cấu tạo PLC, ứng dụng PLC trong công nghiệp.
- Thiết kế được một hệ thống điều khiển tự động đơn giản sử dụng PLC.
- Viết được chương trình cho PLC S7-300 để giải quyết các bài toán công nghệ tự động
theo chuẩn IEC61131-3.
- Có khả năng tự nghiên cứu để sử dụng được các loại PLC khác
Modul này giúp người học phát triển năng lực:
- Khảo sát, phân tích, tính toán, tổng hợp các mạch xử lý tín hiệu điều khiển trong hệ
thống điều khiển tự động.
- Phân tích, thiết kế, lựa chọn và đặt hàng các thiết bị điều khiển công nghiệp.
- Có khả năng làm việc độc lập và làm việc theo nhóm.
2. Điều kiện tiên quyết:
Đã học các môn học/ mô đun Kỹ thuật số, Kỹ thuật Điện, Máy Điện, Thủy lực-Khí

nén
3. Mô tả modul:
Mô đun này giới thiệu tổng quan về PLC, lịch sử phát triển, cấu trúc, ứng dụng trong
công nghiệp của các loại PLC. Đồng thời trình bày về cấu trúc phần cứng, bộ nhớ và cấu
trúc chương trình của PLC nói chung. Nội dung chính của học phần nhằm mục đích giúp
sinh viên thiết kế và lập trình điều khiển cho một hệ thống tự động hóa có sử dụng PLC. Mô
đun đê cập đến việc xử lý cả hai loại tín hiệu số và tương tự. Các câu lệnh giảng dạy trong
học phần sẽ tập trung vào một loại PLC sử dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay là
PLC S7-300 của Siemens với 3 loại ngôn ngữ FBD, STL, LAD.
Khoa Điện - Điện tử.(IA04-3)

Hưng Yên, 05/2008

1


4. Nội dung modul
TT Chủ đề

Nội dung

Tài liệu

Phương pháp

Giáo viên

Thời gian

* Giáo trình chính: Khoa

Điện_ Điện tử - Đại học
SPKT Hưng Yên - Bài giảng
Lập trình PLC - 2008
* Sách tham khảo: Phan Xuân
Minh- Tự động hóa với
SIMATIC S7- 300 - Đại học
Bách Khoa - 1999.

Thuyết trình,
trực quan kết
hợp giải thích,
thảo luận nhóm,
Tự nghiên cứu
theo hướng dẫn.

Phạm
Thanh
Tùng.
Đặng
Quang
Đồng

Học lý
thuyết và
bài tập dẫn
dắt: 3tiết
Làm bài
tập: 6giờ

* Giáo trình chính: Khoa

Điện_ Điện tử - Đại học
SPKT Hưng Yên - Bài giảng
Lập trình PLC – 2008.
* Sách tham khảo: Nguyễn
Xuân Công-Lập trình PLC
S7-300- Trường ĐHSPKT
Hưng Yên-2000
* Phan Xuân Minh- Tự động
hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa - 1999.

Đàm thoại nêu
vấn đề,
Seminar, trực
quan và giải
thích kết hợp
đàm thoại tái
hiện.

Phạm
Thanh
Tùng.
Đặng
Quang
Đồng

Học lý
thuyết:
6tiết

Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC

1.1. Khái niệm về PLC.
1.2. Cấu trúc PLC.
1

Giới thiệu
tổng quan
về PLC

1.3. Cơ sở phát triển của PLC.
1.4. Đặc điểm và ứng dụng PLC trong công
nghiệp.
Bài tập cơ bản số 1: Xây dựng sơ đồ khối một
hệ thống điều khiển sử dụng PLC

Chương 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ CẤU TRÚC VÙNG NHỚ PLC
2.1. Hệ thống mã hiệu
2.2. Phân loại các tín hiệu vào/ra.
2.3. Kiểu dữ liệu.
2

Kiểu dữ
liệu và cấu
trúc vùng
nhớ PLC

2.4. Cấu trúc vùng nhớ và các phương pháp
truy nhập vùng nhớ.
2.5. Cấu trúc chương trình.
2.6. Vòng quét chương trình.

Chương 3. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC


TT Chủ đề

3

Thiết bị
phần cứng
của hệ
thống PLC

Nội dung

Tài liệu

* Giáo trình chính: Khoa
3.1. Các loại modul của PLC.
Điện_ Điện tử - Đại học
3.2. Kết nối các thành phần trong hệ thống PLC
SPKT Hưng Yên - Bài giảng
3.2. Giới thiệu phần mềm Simatic
Lập trình PLC – 2008.
3.3. Thiết lập cấu hình phần cứng và xác định
* Sách tham khảo: Nguyễn
địa chỉ các modul tín hiệu vào/ra.
Xuân Công-Lập trình PLC
3.4. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các modul.
S7-300- Trường ĐHSPKT
Bài tập cơ bản số 2: Sử dụng các tài liệu kỹ

Hưng Yên-2000
thuật (catalogue, manual…) để lựa chọn các
* Phan Xuân Minh- Tự động
thiết bị phù hợp cho bài tập số 1.
hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa - 1999.

Phương pháp

Giáo viên

Đàm thoại nêu
vấn đề,
Seminar, trực
quan và giải
thích kết hợp
đàm thoại tái
hiện.

Phạm
Thanh
Tùng.
Đặng
Quang
Đồng

Học lý
thuyết và
bài tập dẫn
dắt: 3tiết
Hướng dẫn

thực hành:
3giờ
Tự nghiên
cứu làm
bài tập:
6giờ

Thời gian

Đàm thoại nêu
vấn đề,
Seminar, trực
quan và giải
thích kết hợp
đàm thoại tái
hiện.

Phạm
Thanh
Tùng.
Đặng
Quang
Đồng

Học lý
thuyết và
bài tập dẫn
dắt: 12tiết
Hướng dẫn
thực hành:

21giờ
Tự nghiên
cứu làm
bài tập:
36giờ

Chương 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
4

Ngôn ngữ
lập trình

4.1. Các ngôn ngữ lập trình.
4.2. Các câu lệnh tiếp điểm.
4.3. Các câu lệnh so sánh và chuyển dữ liệu
Bài tập cơ bản số 3: Điều khiển động cơ.
4.4. Bộ Timer
4.5. Bộ Counter
Bài tập cơ bản số 4: Điều khiển máy ép khí
nén
4.6. Các câu lệnh ghi dịch
4.7. Các câu lệnh chuyển đổi kiểu dữ liệu

* Giáo trình chính: Khoa
Điện_ Điện tử - Đại học
SPKT Hưng Yên - Bài giảng
Lập trình PLC – 2008.
* Sách tham khảo: Nguyễn
Xuân Công-Lập trình PLC
S7-300- Trường ĐHSPKT

Hưng Yên-2000
* Phan Xuân Minh- Tự động
hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa – 1999.


TT Chủ đề

Nội dung

4.8. Các câu lệnh xử lý toán học
Bài tập cơ bản số 5: Điều khiển băng tải

Tài liệu

Phương pháp

Giáo viên

Đàm thoại nêu
vấn đề,
Seminar, trực
quan và giải
thích kết hợp
đàm thoại tái
hiện.

Phạm
Thanh
Tùng.
Đặng

Quang
Đồng

Thời gian

Siemens- S7-300 – Manual
-2003

4.9. Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển
sử dụng PLC
Chương 5. CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ.
5.1. Chương trình con FB, FC.
5.2. Xử lý tín hiệu tương tự.
5.3. Giám sát và xử lý lỗi trực tuyến

5

Chương
trình con và
xử lý tín
hiệu tương
tự

Bài tập cơ bản số 6: Điều khiển và hiển thị
nhiệt độ.

* Giáo trình chính: Khoa
Điện_ Điện tử - Đại học
SPKT Hưng Yên - Bài giảng
Lập trình PLC – 2008.

* Sách tham khảo: Nguyễn
Xuân Công-Lập trình PLC
S7-300- Trường ĐHSPKT
Hưng Yên-2000
* Phan Xuân Minh- Tự động
hóa với SIMATIC S7- 300 Đại học Bách Khoa – 1999.
Siemens- S7-300 – Manual
-2003

Học lý
thuyết và
bài tập dẫn
dắt: 3tiết.
Hướng dẫn
làm thực
hanh: 6giờ
Tự nghiên
cứu làm
bài tập:
12giờ


5.

Tài liệu học tập
Giáo trình:
[1] Khoa Điện_ Điện tử - Đại học SPKT Hưng Yên - Bài giảng Lập trình PLC – 2008.
Tài liệu tham khảo:
[2] - Siemens - Manual - 1999. ( tiếng Đức, Anh )
[3]- Phan Xuân Minh - Tự động hoá với S7- 200 - ĐH Bách Khoa- 1999

[4] - Phan Xuân Minh - Tự động hoá với S7- 300 - ĐH Bách Khoa.
[5] – Các Website trên internet (www.ad.siemens.com; www.scada.com).
6. Học liệu:
- Giáo trình chính, Sách tham khảo, máy tính, Projector, phấn bảng.
- Phòng thực hành FACT, Cơ điện tử cơ bản và trang thiết bị.
7. Đánh giá:
- Sẽ có 6 bài tập cơ bản trong chương trình, sinh viên phải hoàn thành 6 bài tập này với
kết quả trên 5 điểm mới đủ điều kiện dự thi.
- Sinh viên làm một bài tập lớn và thi kết thúc học phần, kết quả được tính như sau:
Bài tập lớn (1 bài ) : 40%
Thi hết học phần: 60%


8. Kế hoạch học tập:
8.1 Tiến độ thực hiện: Lý thuyết: 3 tiết/tuần. Thí nghiệm: 8h/ngày * 5 ngày
8.2 Thời gian
Lý thuyết
Trên lớp (tiết)
30 (học: 27; kiểm tra: 3)

Thực hành
Tự học (giờ)
60

Trên lớp (giờ)
30

Tổng cộng

Tự học (giờ)

30

Trên lớp: 30 tiết + 30 giờ; Tự học: 90 giờ

8.3 Kế hoạch chi tiết
Bài

Nội dung

Mục tiêu

Hoạt động giáo viên

TG
(tiết)

Hoạt động sinh
viên

TG
(giờ)

Điều kiện
thực hiện

Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC
- Mô tả được hệ
thống điều khiển sử
1.2. Cấu trúc PLC.
dụng PLC.

1.3. Cơ sở phát triển của PLC.
- Nhận biết được vị
1.4. Đặc điểm và ứng dụng
trí, vai trò của PLC
PLC trong công nghiệp.
trong công nghiệp.
Bài tập cơ bản số 1: Xây
dựng sơ đồ khối một hệ
thống điều khiển ứng dụng
có PLC
1.1. Khái niệm về PLC.

1

- Trình bày (Giảng giải,
phân tích).
- Hướng dẫn thảo luận
nhóm (Tư vấn, thúc đẩy,
trợ giúp...)
- Đánh giá kết quả làm
việc của cá nhân, nhóm

3tiết

- Nghe giảng
- Ghi chép, thảo
luận nhóm
- Phản hồi kết
quả
- Rút ra các nhận

xét

3tiết

Phòng học
lý thuyết
(máy chiếu
Projecter.
giấy A0 và
bút dạ)

Chương 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ CẤU TRÚC VÙNG NHỚ PLC
2.1. Hệ thống mã hiệu.
2.2. Phân loại các tín hiệu
vào/ra.

- Mô tả được cấu trúc - Trình bày (Giảng giải,
bộ nhớ PLC.
phân tích).
- Truy nhập được vào - Hướng dẫn thảo luận

- Nghe giảng
- Làm việc trong
nhóm (thảo

Phòng học
lý thuyết
(máy chiếu

2.3. Kiểu dữ liệu.

2

2.4. Cấu trúc vùng nhớ và các
phương pháp truy nhập vùng
nhớ.
2.5. Cấu trúc chương trình.

vùng nhớ dữ liệu
PLC.
- Mô tả được cấu trúc
chương trình và vòng
quét PLC

nhóm (Tư vấn, thúc đẩy,
trợ giúp...)
- Đánh giá kết quả làm
việc của cá nhân, nhóm

6tiết

2.6. Vòng quét.

luận).
- Làm việc theo
yêu cầu của
giảng viên
- Phản hồi kết
quả

- Tổng hợp
thông tin báo
cáo...

6tiết

Projecter.
giấy A0 và
bút dạ)

Chương 3. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG PLC
3.1. Các loại modul của PLC.
3.2. Kết nối các thành phần
trong hệ thống PLC
3

3.3. Giới thiệu phần mềm
Simatic
3.4. Thiết lập cấu hình phần
cứng và xác định địa chỉ các
modul tín hiệu vào/ra.
3.5. Trao đổi dữ liệu giữa
CPU và các modul.
Bài tập cơ bản số 2: Sử dụng
các tài liệu kỹ thuật
(catalogue, manual…) để
lựa chọn các thiết bị phù
hợp cho bài tập số 1.

- Mô tả được các loại

mô đun trong hệ
thống điều khiển
PLC.
- Thiết kế được phần
cứng hệ thống điều
khiển PLC.
- Làm việc với
cataloge để lựa chọn
thiết bị và đặt hàng

- Hướng dẫn, giải thích
- Thúc đẩy, tư vấn, trợ
giúp sinh viên
- Đánh giá kết quả làm
việc của cá nhân, nhóm.
- Kết luận

3tiết
+
3giờ

- Đàm thoại, trao
đổi thông tin
- Ghi chép, làm
bài tập
- Phản hồi kết
quả
- Nhận xét, đưa
ra các kết luận

3tiết
+
3giờ

Phòng học
thực hành
(Catalogue/
PLC, máy
tính...) 3 giờ


Chương 4. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
4.1. Các ngôn ngữ lập.
4.2. Các câu lệnh tiếp điểm
4.3. Các câu lệnh so sánh và
chuyển dữ liệu
4

Bài tập cơ bản số 3: Điều
khiển động cơ.
4.4. Bộ Timer
4.5. Bộ Counter
Bài tập cơ bản số 4: Điều
khiển máy ép khí nén

- Mô tả được chức
năng các câu lệnh
- Tính toán, thiết kế
được các hệ thống
điều khiển theo yêu

cầu.
- Rèn luyện tư duy
lập trình, khả năng
làm việc nhóm.
- Rèn luyện kỹ năng
thực hành sử dụng
thiết bị.

- Trình bày (Giảng giải,
phân tích).
- Hướng dẫn thảo luận
nhóm (Tư vấn, thúc đẩy,
trợ giúp...)
- Đánh giá kết quả làm
việc của cá nhân, nhóm

4.6. Các câu lệnh ghi dịch
4.7. Các câu lệnh chuyển đổi
kiểu dữ liệu

- Nghe giảng
- Làm việc trong
nhóm (thảo
luận).
- Làm việc theo
12tiết
yêu cầu của
+
giảng viên
21giờ

- Phản hồi kết
quả
- Tổng hợp
thông tin báo
cáo...

12tiết
+
21giờ

Phòng học
thực hành
(Catalogue/
PLC, máy
tính...)

4.8. Các câu lệnh xử lý toán
học
Bài tập cơ bản số 5: Điều
khiển băng tải
Chương 5. CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ.
5.1. Chương trình con FB,
FC.
5.2. Xử lý tín hiệu tương.
5

5.3. Giám sát và xử lý lỗi trực
tuyến

- Rèn luyện kỹ năng

thực hành (sử dụng
các dụng cụ đo
lường, lắp ráp mạch
điện, …)

- Phát phiếu bài tập,
hướng dẫn
- Phân nhóm thí nghiệm
- Trao đổi thông tin
- Đánh giá, nhận xét kết

3tiết
+
6giờ

- Làm việc nhóm
- Thực hiện thí
nghiệm theo
3tiết
phiếu hướng dẫn
+
- Hoàn thành báo 6giờ

Phòng học
thực hành
(Catalogue/
PLC, máy
tính...)

Bài tập cơ bản số 6: Điều
khiển nhiệt độ

- So sánh được các
vấn đề giữa lý thuyết
và thực nghiệm

8.3. Hướng dẫn bố trí thời khóa biểu.
Học tại phòng học lý thuyết: 12 tiết.
Học tại phòng học thực hành: 45 giờ.
Thi tại phòng học lý thuyết: 3 tiết.

quả cá nhân, nhóm.

cáo thí nghiệm