Bài tập và hướng dẫn giải bài tập lập trình PLC S7-300 · PDF file4 3. Bảng quy định các địa chỉ: 4. Sơ đồ kết nối PLC:...

Bài tập và hướng dẫn giải bài tập lập trình PLC S7-300

Giảng viên: Nguyễn Xuân Công – ĐHSP KT Hưng Yên

1

LỜI NÓI ĐẦU

Hầu hết các hãng chế tạo PLC đều có 3 ngôn ngữ lập trình được coi là

tương đương nhau đó là LAD, FBD và STL. Ngoài ra, một số hãng còn có các

ngôn ngữ lập trình khác như hãng Siemens (đã được giới thiệu trong tài liệu

phần lý thuyết). Tuy nhiên, hầu hết các sinh viên và cán bộ kỹ thuật đều đã được

nghiên cứu và học môn học kỹ thuật số. Vì vậy, cuốn tài liệu này tập trung vào

hướng dẫn giải bài tập bằn ngôn ngữ FBD. Đây là một ngôn ngữ rất dễ tiếp cận

và dễ sử dụng cũng như rất phù hợp với tư duy logic của con người.

PLC có hai phương pháp lập trình chính đó là lập trình tuyến tính và lập

trình có cấu trúc. Trong thực tế để giải quyết các bài toán đơn giản người ta

thường dùng phương pháp lập trình tuyến tính, còn các bài toán phức tạp thì

thường dùng phương pháp lập trình có cấu trúc.

Để thuận tiện cho việc lập trình cũng như việc kiểm tra kết quả và giải

quyết các rắc rối khi lập trình, PLC chia ra thành các Network. Chúng ta có thể

phân chia mỗi phần công việc nhỏ thành một Network. Khi hệ thống PLC làm

việc nó sẽ tự động liên kết các Network này lại với nhau. Mặt khác khi làm việc

PLC sẽ thực hiện tuần tự các Network từ Network đầu tiên đến Network cuối

cùng.

PLC là thiết bị logic khả trình nên có rất nhiều phương án lập trình, trong

cuốn tài liệu này đưa ra một phương án giải quyết yêu cầu bài toán giúp các bạn

mới học lập trình PLC dễ tiếp cận với thiết bị. Trong cuốn tài liệu khác của cùng

tác giả sẽ trình bày cách giải quyết bài toán theo phương án khác. Ngoài ra, một

số bài toán trong tài liệu có sử dụng một số phần mềm mô phỏng như SPS-VISU

hoặc Lockout. Các bạn đọc có thể cài đặt phần mềm đó và tiến hành mô phỏng

hệ thống.

Tài liệu chia làm hai phần:



2

Phần I: giải quyết các bài toán đơn giản bằng phương pháp lập trình tuyến

tính

Phần II: Các bài toán có yêu cầu phức tạp và được giải quyết bằng phương

pháp lập trình có cấu trúc

Tài liệu biên soạn cho các bạn sinh viên, các bạn có nhu cầu tìm hiểu về

kỹ thuật lập trình PLC và phương án thiết kế hệ thống dùng bộ logic khả trình

này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong quý bạn đọc đóng góp ý

kiến. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ Email: [email protected].



3

Phần I Các bài tập đơn giản và thực hiện theo phương pháp lập trình tuyến tính

Bài 1: Điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc.

1. Sơ đồ động lực:

2. Thiết bị sử dụng trong mạch điều khiển gồm có

- 1 Áptomát

- 1 Nút mở máy

- 1 nút dừng

- 1 rơle nhiệt



4

3. Bảng quy định các địa chỉ:

4. Sơ đồ kết nối PLC:



5

5. Chương trình điều khiển:



6

Bài 2: Đảo chiều trực tiếp động cơ 3 pha roto roto lồng sóc

1. Sơ đồ động lực

Q1

L1L2L3N

M

F2

K1 K2

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



7

3. Bảng quy định các địa chỉ Vào/Ra


§1

24V

0V

I0.0 I0.1 I0.3

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q4.0

I0.2

PLC

F2

§2 §3

K1

K2

K2

K1

N1 N3N2



8

5. Chương trình điều khiển



9



10

Bài 3: Đảo chiều gián tiếp động cơ 3 pha roto roto lồng sóc

Bài này hoàn toàn giống bài 2 chỉ khác việc đảo chiều được thực hiện qua nút ấn

dừng. Vì vậy, các mục từ 1 đến 4 là giống nhau và chỉ khác mục 5 chương trình

điều khiển:

Chương trình điều khiển:



11



12

Bài 4: Mở máy Sao/ Tam giác động cơ không đồng bộ 3 pha


K3

K1

K2

Q1

L1L2L3N

F2

2. Bảng quy định các dịa chỉ Vào/Ra



13

3. Sơ đồ kết nối PLC

§1

24V

0V

I0.0 I0.1

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4

I0.2

PLC

F2

§2 §3

K2

K3

K3

K2

N1 N2

K1

Q0.5

4. chương trình điều khiển



14



15

Bài 5: Mở máy qua 3 cấp điện trở phụ


K1

Q1

L1L2L3N

M

F1

X1

X2

X3

X4

K5

K4

K3

K2

F3

F2



16

2. bảng quy định các địa chỉ vào/ra




17




18



19



20

Bài 6: Đổi nối Sao/Tam giác động cơ không đồng bộ 3 pha đảo chiều trực

tiếp




21


3. Ghép nối PLC:



22




23



24



25

Bài 7: Đổi nối Sao/Tam giác đông cơ không đồng bộ 3 pha đảo chiều gián

tiếp.

Các mục từ 1 đến 3 như bài trên

Chương trình điều khiển



26



27



28

Bài 8: Điều khiển 3 băng tải

Hệ thống ba băng tải hoạt động theo trình tự sau:

- Khi nhấn nút S1 băng tải M1 hoạt động, băng tải M2 và M3 lần lượt hoạt động

sau 5s.

- Khi nhấn nút S2 băng tải M3 dừng, băng tai M2, M1 lần lượt dừng lại sau 5s.

Quá trình điều khiển hệ thống được mô tả theo giản đồ thời gian sau:



29

1. Sơ đồ động lực

K1

Q1

L1L2L3N

M

K2

M

K3

M

F1 F2 F3



30





31




32

Bài 9: Điều khiển xy lanh đẩy sản phẩm 1 Sö dông mét xy lanh khÝ nÐn ®Ó ®Èy ph«i ra khái èng chøa ph«i, Ên nót S1, xy lanh ®i ra ®Ó ®Èy ph«i ra, sau ®ã tù ®éng ®i vÒ. (xy lanh t¸c ®éng kÐp vµ van 5/2 hai cuén d©y, c¶m biÕn ph¸t hiÖn xy lanh ë cuèi hµnh tr×nh B2 lµ c¶m biÕn tõ tiÖm cËn).

1. Sơ đồ bố trí thiết bị:

out

S1

B2



24V

0V

I0.0

Q0.0 Q0.1

PLC

K2

S1

K1

Fe

I0.1

B2



33




34

Bài 10: Điều khiển xy lanh đẩy sản phẩm 2 Sö dông mét xy lanh khÝ nÐn ®Ó ®Èy ph«i ra khái èng chøa ph«i, Ên nót S1, xy lanh ®i ra ®Ó ®Èy ph«i ra, Ên nót S2, xy lanh ®i vÒ. (sö dông S7-300 Siemens, xy lanh t¸c ®éng kÐp vµ van 5/2 mét cuén d©y).

1. Sơ đồ bố trí thiết bị

2. Bảng quy định các địa chỉ Vào/Ra:


24V

0V

I0.0

Q0.0

PLC

S1

K1

I0.1

S2

out in

S1 S2



35




36

Bài 11: Điều khiển dãy đèn hoạt động tuần tự

Một dãy gồm 5 đèn hoạt động theo nguyên tắc sau: Bật hệ thống bằng nút S1, tắt

bằng nút S2, chuyển chế độ tự động/bằng tay (A/M) bằng công tắc S3

- Chế độ tự động: Khi ấn nút “lên” các đèn sáng lần lượt từ đèn số 1 đến

đèn số 5 và dừng lại. Khi ấn nút “xuống” các đèn tắt dần từ đèn số 5 đến

đèn số 1. Thời gian cách nhau giữa các đèn là 1s

- Chế độ bằng tay: Mỗi lần ấn nút “lên” sẽ có thêm một đèn sáng. Mỗi lần

ấn nút “xuống” sẽ có một đèn tắt.

1. Sơ đồ bố trí dãy đèn:




37


24V

0V

I0.0

D1

PLC

Bật

I0.1

Tắt

I0.2

D2 D3 D4 D5

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4

A/M Xuống

I0.3 I0.4

Lên




38



39



40

Bài 12: Điều khiển nhiệt độ của lò LËp tr×nh cho PLC S7-300 ®iÒu khiÓn hiÓn thÞ nhiÖt ®é lß theo yªu cÇu sau:

- BËt lß b»ng nót Ên ON, t¾t lß b»ng nót Ên OFF

- Thay ®æi nhiÖt ®é lß b»ng nót Ên UP hoÆc DOWN, nhiÖt ®é lß chØ thay ®æi trong ph¹m vi 20OC-26OC.

- Khi bËt lß nhiÖt ®é lu«n lµ 21OC.

1. Sơ đồ bố trí thiết bị

ON UP

DOWN

26OC

25OC

24OC

23OC

22OC

21OC

20OC

OFF



41


3. Sơ đồ ghép nối PLC

24V

0V

I0.0

D1

PLC

ON

I0.1

OFF

I0.2

UP

I0.3

DOWN

D2 D3 D4 D5 D6 D7

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6



42




43



44



45

Bài 13: Điều khiển tay gắp sản phẩm

Một tay gắp sản phẩm hoạt động như sau:

Hệ thống hoạt động khi nhấn nút “Mo may” và dừng khi nhấn nút “Tat may”,

khi có sự cố dừng khẩn cấp nhấn nút “Dung khan cap”.

Trạng thái ban đầu tay gắp nằm ở vị trí trên cùng (được xác định bằng cảm biến

vị trí Ta) và bên trái (được xác định bằng cảm biến vị trí Tc). Khi mở máy, nếu

tại vị trí PDA không có sản phẩm băng tải hoạt động, nếu có sản phẩm băng tải

dừng để đưa sản phẩm tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí “PDA”. Nếu

tại PDA có sản phẩm thì tay gắp sẽ đi xuống và thực hiện gắp sản phẩm trong

thời gian 1s. Hết thời gian tay gắp đi lên vị trí trên cùng và di chuyển sang phải

tới vị trí được xác định bằng cảm biến vị trí Td, tay gắp đi xuống dưới cùng và

nhả sản phẩm trong thời gian 1s, tay gắp tự động đi về vị trí ban đầu. Nếu tại

PDA có sản phẩm, tay gắp thực hiện tiếp chu trình như đã mô tả.

Trong quá trình đang thực hiện việc gắp sản phẩm, nếu nhấn nút tắt máy, hệ

thống vẫn hoạt động cho tới hết chu trình dở rồi mới dùng lại ở vị trí ban đầu.

Nếu gặp sự cố, nhấn nút dùng khẩn cấp, hệ thống sẽ dừng tức thời tại vị trí đó.

(Bài tập này có mô phỏng hoạt động bằng phần mềm SPS-VISU nên trong

chương trình điều khiển có thêm một số Network dùng để hiển thị kết quả và

điều khiển mô hình)



46

1. Mô hình thiết bị




47





48



49



50



51



52



53



54



55

Bài 14: Điều khiển dây chuyền đóng gói sản phẩm

Một dây chuyền đóng gói 10 sản phẩm cho một thùng hàng gồm một băng tải

M1 và một cảm biến S4 để đếm sản phẩm hoạt động theo nguyên tắc sau:

- Nhấn nút S1 băng tải hoạt động vận chuyển sản phẩm vào thùng chứa, khi

đủ 10 sản phẩm băng tải dừng và tự khởi động lại sau 5s.

- Khi nhấn nút S2 băng tải dừng lại sau khi đã thực hiện xong thùng hàng.

- Khi có sự cố nhấn nút S3 hệ thống dừng tức thời và chỉ hoạt động trở lại

khi nhấn nút S1

1. Sơ đồ mô phỏng




56


24V

0V

I0.0

D1

PLC

S1

Q0.0 Q0.1

I0.1

S2 S3 S4

I0.2 I0.3

K1




57



58

Bài 15: Điều khiển dây chuyền vận chuyển, rót nguyên liệu và đóng gói sản

phẩm

Hệ thống được mô tả như hình vẽ sau:

Hệ thống làm việc ở hai chế độ:

- Chế độ tự động: Bật công tắc A/M về vị trí A, hệ thống nâng/hạ chuyển

động xuống vị trí dưới cùng, chai được đưa từ kho hàng qua băng tải 1.

Khi chai đã chắc chắn trong hệ thống nâng/hạ sẽ được đưa lên vị trí trên

cùng. Tại đây co một xylanh đẩy ra. Băng tải 2,3,4 có nhiệm vụ đưa chai

vào vị trí rót nguyên liệu và cất vào kho hàng.

- Chế độ bằng tay: Bật công tắc A/M về vị trí M. Trên bảng điều khiển có

các nút dùng để điều khiển hệ thống theo ý muốn.



59





60




61



62



63



64



65



66

Bài 16: Điều khiển thang máy vận chuyển hàng 4 tầng

1. Sơ đồ hệ thống




67





68



69



70



71



72

Bài 17: Điều khiển đèn giao thông tại nút có người đi bộ qua đường

Ở trạng thái ban đầu đèn xanh Ôtô và đèn đỏ cho người đi bộ luôn sáng. Khi

người đi bộ ấn nút xin đường (nằm trên cột đèn) đèn xanh ôtô tiếp tục sáng thêm

15s, sau đó chuyển đèn vàng 3s và chuyển sang đèn đỏ 14s. Đèn xanh cho người

đi bộ sáng trong thời gian 10s sau khi ấn nút xin đường 20s. Quá trình được mô

tả theo giản đồ thời gian như sau:



73


2. Bảng quy định địa chỉ Vào/Ra



74


24V

0V

I0.0

D1

PLC

Xin đường

D2 D3 D4 D5

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4




75



76



77

Bài 18: Điều khiển đèn giao thông tại ngã tư.

Hệ thống đèn giao thông tại một ngã tư hoạt động theo nguyên tắc sau:

- Ấn nút S1 hệ thống hoạt động, ấn nút S2 hệ thống dừng.

- Các đèn báo được mô tả theo giản đồ thời gian như hình vẽ.

Xanh 1

Vàng 1

Đỏ 1

Xanh 2

Vàng 2

t

t

t

t

t

10s

2s

12s

10s

2s

Đỏ 2

12s

24s

t

t

t

Xanh đi bé 1

Đỏ ®i bé 1

Xanh ®i bé 2

Đỏ ®i bé 2 2s

8s

8s

14s



78





79





80



81



82



83

Bài 19: Điểu khiển bình trộn hóa chất

M

Start

Stop

S1

S2

S7

S6

S5

S3 S4Bơm A Bơm B

Van A Van B

Van xả

Động cơ trộn

Hệ thống trộn hóa chất được thực hiện theo nguyên tắc sau:

- Khởi động hệ thống bằng nút Start S1, dừng hệ thống bằng nút Stop S2

- Hai chất lỏng cùng được bơm vào bình trộn nhờ hai bơm A và B. Máy

bơm chỉ hoạt động sau khi đã mở van được 2s.

- Hai cảm biến S3 và S4 dùng để báo trạng thái chất lỏng chảy vào bình.

Nếu sau khi khởi động 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện

có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chương trình và báo đèn sự cố

máy bơm ra bên ngoài.



84

- Một cảm biến S5 báo bình chứa đã đầy và dừng cả hai may bơm, sau khi

máy bơm dừng 2s thì khóa van bơm.

- Một cảm biến S6 báo đủ chất lỏng trong bình trộn bắt đầu cho phép động

cơ trộn hoạt động và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình đã đầy.

- Sau khi chất lỏng trong bình trộn đã đều (động cơ trộn ngừng hoạt động).

Chất lỏng trong bình được xả ra ngoài nhờ van xả. Khi chất lỏng đã xả hết

cảm biến S7 tác động và khóa van xả lại.

- Quá trình tự động lặp lại theo chu trình đã mô tả ở trên. Nếu chu trình

đang thực hiện mà nhấn nút dừng thì hệ thống sẽ thực hiện hết chu trình

mới dừng lại.



85

Quá trình hoạt động có thể được mô tả theo giản đồ thời gian sau:

S1I0.0

Mở van bơmQ0.0; Q0.1

Động cơ bơm

Q0.2; Q0.3

Báo có chất lỏngI0.2; I0.3

Mức dướiI0.4

Mức trênI0.5

Động cơ trộnQ0.4

Bình rỗngI0.6

Van xảQ0.5

2s

5s

2s

Hệ thống hoạt động

DừngI0.1

10s

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

tMột chu trình hoạt động



86



24V

0V

I0.0

PLC

S1

Q0.0 Q0.2

I0.1

S2 S3 S4

I0.2 I0.3

K1 K2 K3 K4 K5

Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5

I0.5 I0.6 I0.7

S5 S6 S7

Q0.6

K6 D1



87




88



89

Các bạn tìm đọc phần II nhé!

Bài tập và hướng dẫn giải bài tập lập trình PLC S7-300 · PDF file4 3. Bảng quy định các địa chỉ: 4. Sơ đồ kết nối PLC:...

Documents