Skkn thi công mô hình PLC s7 1200 kết nối với màn hình HMI cho tư vấn tuyển sinh và trong giảng dạy

BẢN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
PHẦN THỨ NHẤT :
BÁO CÁO TÓM TẮT NỘI DUNG
1. Tên đề tài: Thi công mô hình PLC S7-1200 kết nối với màn hình HMI cho tư
vấn tuyển sinh và trong giảng dạy.
2. Thực trạng tình hình
Đây là mô hình hoàn toàn mới, được áp dụng lần đầu tiên để phục vụ cho tư vấn
tuyển sinh của nhà trường. Hiện nay, trong nhà trường đã có thêm 2 mô hình tương tự
vừa được nhà trường đầu tư để đưa vào giảng dạy cho học sinh – sinh viên. Tuy
nhiên, so với các mô hình trên, mô hình này có nhiều cải tiến hơn đó là.
- Mô hình này được người viết nghiên cứu thi công để giảng dạy cho các lớp
thực tế tại Khoa cho nên mô hình có thể kết nối với nhiều thiết bị của các hãng khác
nhau mà Khoa đang có như : Mô hình đèn giao thông của hãng Labvolt, mô hình hệ
thống phân loại sản phẩm, mô hình băng tải công nghiệp của Công ty Thiên Việt…
- Mô hình được bố trí gọn gàng, đặt trong tủ thuận tiện cho việc di chuyển, bảo
quản và khi triển khai giảng dạy.
- Mô hình có kết nối với màn hình HMI thiết kế các giao diện để điều khiển và
giám sát, giúp thuận tiện cho người học có thể trực quan các hoạt động của dây
chuyền sản xuất như ngoài thực tiễn.
- Về giá trị kinh tế, ngoài những thiết bị sẵn có của Khoa như bộ PLC S7-1200
và màn hình HMI thì những thiết bị còn lại có giá không quá đắt, tôi có thể khẳng
định kinh phí để chế tạo của mô hình (không tính PLC và màn hình) không quá
500.000đ so với sản phẩm cùng chức năng mới được đầu tư.
3. Kết quả thực hiện và phạm vi áp dụng nhân rộng.
- Hiệu quả trong công tác tư vấn tuyển sinh và trong giảng dạy: Kể từ khi đề tài
được triển khai, áp dụng trong đợt tư vấn tuyển sinh cho học sinh các trường PTTH
tham quan tại trường vào ngày 06/03 và 19/03 vừa qua, mô hình đã thu hút rất nhiều
sự quan tâm của các bạn học sinh, các bạn rất thích thú khi được trực tiếp tự tay điều
khiển hệ thống băng tải qua mô hình này, thấy mô hình hoạt động giống như thực tế.
Trang 1

Khi triển khai giảng dạy cho sinh viên khoa Điện – Điện tử trong môn học PLC
nâng cao, kết quả thu được cho thấy, chất lượng giờ giảng tăng lên rất nhiều so với
trước đây. Người học cảm thấy hứng thú hơn, tiếp thu bài học tốt hơn, bài tập mà giáo
viên giao cho người học về nhà chuẩn bị trước đều đáp ứng đúng yêu cầu, do đó thời
gian chỉnh sửa bài tập giảm đi đáng kể. Công việc giảng dạy của giáo viên đơn giản
hơn rất nhiều, hiệu quả tăng cao.
- Hiệu quả về kinh tế: Để mua một mô hình tương tự ngoài thị trường có giá từ
40 đến 50 triệu đồng. Tuy nhiên, những sản phẩm này sẽ chỉ đồng bộ kết nối được với
các thiết bị của cùng hãng sản suất, không thể kết nối với các thiết bị sẵn có của Khoa
đã được đầu tư trước đó. Với mô hình này, ngoài bộ PLC và màn hình sãn có của
khoa thì kinh phí để người viết thi công không quá 500.000đ, mô hình có thể kết nối
với nhiều thiết bị của các hãng khác nhau mà Khoa đang có.
- Sáng kiến, kinh nghiệm này được áp dụng trong Khoa Điện – Điện tử trường
CĐ. KT – KT Kiên Giang và các cơ sở giáo dục dạy nghề có đào tạo ngành CNKT
Điện - Điện tử.

Trang 2


PHẦN THỨ HAI : NỘI DUNG
Trong bản giải pháp kinh nghiệm này gồm có các phần sau :
I.

DẪN NHẬP

II.

NHỮNG KHÓ KHĂN

III.

NHỮNG GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC KHÓ KHĂN

IV.

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐẠT ĐƯỢC

V.

KẾT LUẬN

Trang 3


I. DẪN NHẬP
Hiện nay trong trường ta nói riêng và các trường kỹ thuật trong cả nước nói
chung, công việc chế tạo, làm đồ dùng dạy học đã trở thành công tác thường xuyên
của mỗi giáo viên. Đặc biệt là đối với các giáo viên thuộc khối ngành kỹ thuật. Để
làm một mô hình nhằm mục đích giảng dạy, công việc trước tiên là phải nghĩ đến hiệu
quả của mô hình làm ra.
Về giá trị kinh tế: Khi thiết kế và thi công một mô hình dạy học, mô hình đó
đem lại hiệu quả kinh tế như thế nào so với việc có thể mua một mô hình có sẵn ngoài
thị trường?
Đối với công việc giảng dạy: Mô hình làm ra áp dụng vào giảng dạy được nội
dung môn học nào? Người giáo viên sẽ giảng dạy như thế nào? Có tác dụng gì trong
việc giảng dạy hay không? Mô hình đó có gắn liền với thực tiễn?
Đối với người học: Việc thực tập trên mô hình đó có được dễ dàng, thuận tiện?
Sau khi thực tập trên mô hình thì người học hiểu và làm được gì? Cuối cùng là sau
quá trình thực tập trên mô hình người học đạt được những kỹ năng gì mà mô hình

đem lại. Có thể nói đây là công việc rất khó và đòi hỏi người giáo viên phải có kinh
nghiệm trong giảng dạy.
Vậy, làm thế nào để tạo cuốn hút sự chú ý tham gia của người học, thúc đẩy
động cơ học tập đúng đắn, giúp cho người học hoạt động học tập tốt? Đó là vấn đề đặt
ra trong đề tài nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy và học.
Từ những trăn trở trên, cùng với lòng yêu nghề của bản thân, qua kinh nghiệm trong
thời gian giảng dạy, người viết quyết định chọn đề tài: Thi công mô hình PLC S71200 kết nối với màn hình HMI cho tư vấn tuyển sinh và trong giảng dạy.
II. NHỮNG KHÓ KHĂN
Trong những lần đi công tác và giảng dạy tại nhà máy Bao bì, công ty Xi măng
Holcim… người viết nhận thấy các đơn vị này thường xuyên cập nhật, cải tiến và mua
sắm dây chuyển sản xuất mới, hiện đại nhằm tăng cường chất lượng sản phẩm, giảm
số lượng nhân công lao động, giảm giá thành sản phẩm. Các dây chuyền sản xuất này
thường được trang bị PLC kết hợp với màn hình HMI để giám sát và điều khiển,
thuận tiện cho người vận hành, từ đó các sản phẩm được sản xuất ra chính xác hơn và
ít bị lỗi. Nhằm trang bị cho học sinh – sinh viên không bỡ ngỡ khi tốt nghiệp ra
trường trước các trang thiết bị mới, hiện đại, khoa Điện – Điện tử, một khoa chuyên
Trang 4


môn của nhà trường đã thường xuyên cập nhật những kiến thức mới, hiện đại đưa vào
giảng dạy.
Trong môn học Thực hành PLC nâng cao, một môn học mới được đưa vào
giảng dạy cho hệ cao đẳng mà nhà trường đang đào tạo để thay thế cho tốt nghiệp. Có
thể nói, đây là môn học có nhiều bài tập ứng dụng để điều khiển các dây chuyền tự
động từ thực tiễn. Khi người viết được phân công giảng dạy môn học này, mặc dù đã
cố gắng phân tích yêu cầu công nghệ cho người học có thể hiểu và lập trình, tuy
nhiên, khi kiểm tra đánh giá, người học vẫn cảm thấy còn chưa thực sự hiểu rõ. Đây
là điều khó khăn và mất rất nhiều thời gian cho người dạy và người học.
PLC S7-1200 với màn hình HMI thường được trang bị trong các dây chuyền tự
động hóa, đây là những sản phẩm mới của hãng Siemens, một hãng chuyên sản xuất

các thiết bị tự động hóa nổi tiếng của Đức, sản phẩm này được sản xuất để thay thế
cho dòng PLC S7-200 đã cũ mà hãng này đã ngừng sản xuất từ năm 2009. Cũng
chính vì đây là sản phẩm mới nên phần mềm lập trình cho PLC S7-1200, các lệnh
dùng để thiết kế giao diện cho màn hình HMI hoàn toàn khác với dòng PLC trước đó,
tài liệu tham khảo, hướng dẫn cho sản phẩm này bằng tiếng Việt rất ít, chủ yếu bằng
tiếng Anh, đây cũng là điều khó khăn nữa cho người giảng dạy và người học.
Ngoài ra, với dòng PLC S7-200 có thể kết nối với máy tính thông qua mạng
LAN, tức là chỉ cần một PLC có thể kết nối với rất nhiều máy tính. Tuy nhiên, khi
còn để riêng lẻ, khi kết nối như vậy thì dây kết nối rất lằng nhằng, gây khó khăn cho
người học trong việc di chuyển và đi lại.
III. NHỮNG GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC KHÓ KHĂN
Đứng trước những khó khăn và thách thức đặt ra là làm thế nào giúp cho người
dạy và người học có thể dễ dàng hiểu được các yêu cầu công nghệ của bài tập, có thể
lập trình đúng với nguyên lý của bài. Từ đó, giúp cho người học có thể dễ dàng, thuận
tiện hơn và thực hiện tốt các bài tập về điều khiển lập trình PLC nâng cao ứng dụng
vào thực tế.
Qua đó, người viết quyết định thực hiện việc thi công một mô hình dạy học
phục vụ cho công việc giảng dạy của mình. Ngoài ra cũng dùng để phục vụ cho công
việc tư vấn tuyển sinh của nhà trường, nhằm giới thiệu đến học sinh các thiết bị mới
mà nhà trường đang đầu tư và được sự dụng để giảng dạy. Các thiết bị này đều được
sử dụng trong các dây chuyền sản xuất ngoài thực tế.

Trang 5


GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÔ HÌNH:
Được bố trí gọn gàng, đặt trong tủ thuận tiện cho việc di chuyển và bảo quản
cũng như khi triển khai, giảng dạy. Mô hình bao gồm một bộ PLC S7-1200 đặt trong
tủ kết nối với một màn hình HMI của hãng Siemens bên ngoài bề mặt tủ để người học
thuận tiện cho việc giám sát và điều khiển bài làm của mình. Ngoài ra, mô hình cũng

có thể được kết nối với nhiều máy tính thông qua mạng LAN bởi một Switch nhiều
cổng, do đó có thể kết nối với nhiều máy tính của người học, đây cũng là ưu điểm
chính của mô hình.

Hình 1: Mô hình tổng thể hoàn chỉnh
Trang 6


Trên mà hình HMI được thiết kế các giao diện điều khiển cho hệ thống băng tải
và hệ thống đèn giao thông giống như ngoài thực tiễn. Điều đó giúp người học có thể
trực quan hoạt động của các hệ thống một cách dễ dàng.

Hình 2: Giao diện màn hình trực quan.
Mô hình này được kết nối với băng tải phân loại sản phẩm, trên màn hình cũng thể
hiện giao diện mô tả nguyên lý hoạt động các của thiết bị như: Băng chuyền, các cảm biến,
piston và thể hiện số lượng sản phẩm đếm được sau khi phân loại, trên giao diện người học
cũng có thể điều khiển được hoạt động của hệ thống. Các thiết bị này cũng chuyển động như
băng tải thực, điều này làm cho người học rất thích thú thi tham gia học tập.

Hình 3: Kết nối với hệ thống băng tải phân loại sản phẩm.
Trang 7


Mô hình cũng được kết nối với bộ đèn giao thông, trên màn hình thể hiện
nguyên lý hoạt động, qua đó người điều khiển có thể giám sát quá trình hoạt động của
hệ thống đèn mà không phải trực tiếp đến trụ đèn.

Hình 4: Kết nối với bộ đèn giao thông.

Ngoài ra, mô hình còn được kết nối với các thiết bị khác có sẵn trong khoa như: Mô

hình băng tải công nghiệp; mô hình bể pha sơn tự động…
IV. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐẠT ĐƯỢC :
Sau khi áp dụng mô hình trên vào công tác tư vấn tuyển sinh và trong giảng dạy,
kết quả thu được cho thấy:
Trong đợt tư vấn tuyển sinh cho học sinh các trường PTTH tham quan tại
trường vào ngày 06/03 và 19/03 vừa qua, mô hình này đã thu hút rất nhiều sự quan
tâm của các bạn học sinh tham quan, các bạn rất thích thú khi được trực tiếp tự tay
điều khiển hệ thống băng tải qua mô hình này, thấy mô hình hoạt động giống như
thực tế. Tiếc rằng, vì lúc đó tập trung cho công việc hướng dẫn và giới thiệu nên
không kịp chụp được hình ảnh minh họa.

Trang 8


Khi triển khai giảng dạy trong môn học PLC nâng cao:
- Chất lượng giờ giảng tăng lên rất nhiều so với trước đây.
- Người học cảm thấy hứng thú hơn, tiếp thu bài học tốt hơn, bài tập mà giáo
viên giao cho người học về nhà chuẩn bị trước đều đáp ứng đúng yêu cầu, do
đó thời gian chỉnh sửa bài tập giảm đi đáng kể.
- Công việc giảng dạy của giáo viên đơn giản hơn rất nhiều, hiệu quả tăng cao.
Kết quả khảo sát sự tiếp thu bài học của người học tại lớp Công nghệ kỹ thuật
Điện, điện tử Cao đẳng Khóa 7 đạt được như sau:
Khi chưa sử
dụng phần mềm

Kết quả

Khi sử dụng
phần mềm

Tỷ lệ học sinh đạt điểm xuất sắc

6%

10%

Tỷ lệ học sinh đạt điểm khá

15%

22%

Tỷ lệ học sinh đạt điểm TB khá

21%

23%

Tỷ lệ học sinh đạt điểm trung bình

38%

40%

Tỷ lệ học sinh đạt điểm yếu

14%

5%

Tỷ lệ học sinh đạt điểm kém

06%

0%

V. KẾT LUẬN
Đây là mô hình dùng để giảng da ̣y môn ho ̣c PLC nâng cao, mô hình đươ ̣c thiế t
kế tích hơ ̣p nhiề u phầ n kiế n thức mới, trang bi ̣ cho ho ̣c sinh – sinh viên những kiế n
thức cầ n thiế t cho viêc̣ tiế p câ ̣n dây chuyề n tự đô ̣ng điề u khiể n. Mô hình được kết nối
với nhiều thiết bị các hãng mà trong Khoa đang có.
Nhin
̀ chung, đây là mô hình tương đố i hoàn chỉnh về mă ̣t kỹ thuâ ̣t và mang tính
sư pha ̣m cao. Người học có thể thực tâ ̣p nhiề u bài thực hành và thí nghiê ̣m khác nhau
từ cơ bản đến phúc tạp và tôi có thể khẳ ng đinh
̣ rằ ng mô hiǹ h này sẽ khai thác hết
công suấ t của nó trong quá triǹ h đào ta ̣o ngành ngành CNKT điê ̣n – điện tử tại
trường.
Trên đây chỉ là một kinh nghiệm nhỏ mà người viết đã áp dụng vào công tác
giảng dạy môn học PLC nâng cao và đã bước đầu đạt được các kết quả như khảo sát ở
trên. Người viết không dám quả quyết rằng, chỉ ứng dụng một mô hình trên là có thể
giải quyết được tình trạng học tốt của học sinh – sinh viên, cho nên vẫn còn những
học sinh học yếu môn này. Bởi vì, đây cũng chỉ là mô hình hỗ trợ cho công tác giảng
Trang 9


dạy và học tập. Do đó, dù có hỗ trợ đến đâu mà người học không đồng bộ và thống
nhất với hoạt động giảng dạy của giáo viên, không tự nghiên cứu kỹ yêu cầu bài tập
thì cũng khó tránh khỏi tình trạng học yếu của mình.
Tuy nhiên, với tâm huyết nghề nghiệp, xem chất lượng giáo dục là mối quan tâm

hàng đầu, thiết nghĩ với mô hình này cũng một phần giúp cho người dạy và người học
cảm thấy dễ dàng hơn trong việc tiếp thu môn học, hiểu bài sâu hơn, chất lượng giờ
học từ đó cũng tăng lên đáng kể./.
Rạch Giá, ngày 10 tháng 05 năm 2016
DUYỆT

Người viết

Trang 10