Bai Tap PLC_phan 1.Doc - Bai-Tap-PLC_phan-1

LỜI NI ẦU

Hầu hết cc hãng chế tạo PLC ều c 3 ngn ngữ lập trình ợc coi là tng ng nhau  l LAD, FBD v STL. Ngoi ra, một số hãng còn có các ngôn ngữ lập trình khác nh hãng Siemens (ã ợc giới thiệu trong tài liệu phần l thuyết). Tuy nhiên, hầu hết cc sinh viên và cán bộ kỹ thuật ều ã ợc nghiên cứu và học mn học kỹ thuật số. Vì vậy, cuốn tài liệu này tập trung vào hớng dẫn giải bài tập bằn ngn ngữ FBD. y là một ngn ngữ rất dễ tiếp cận và dễ sử dụng cng nh rất phù hợp với t duy logic của con ngời.

PLC có hai phng php lập trình chính  l lập trình tuyến tnh và lập trình có cấu trc. Trong thực tế ể giải quyết cc bi ton n giản ngời ta thờng dng phng php lập trình tuyến tnh, còn các bài toán phức tạp thì thờng dng phng php lập trình có cấu trc.

ể thuận tiện cho việc lập trình cng nh việc kiểm tra kết quả và giải quyết cc rắc rối khi lập trình, PLC chia ra thành các Network. Chúng ta có thể phân chia mỗi phần cng việc nhỏ thành một Network. Khi hệ thống PLC làm việc n sẽ tự ộng liên kết cc Network này lại với nhau. Mặt khc khi làm việc PLC sẽ thực hiện tuần tự cc Network từ Network ầu tin ến Network cuối cùng.

PLC là thiết bị logic khả trình nên có rất nhiều phng n lập trình, trong cuốn tài liệu ny a ra một phng n giải quyết yêu cầu bài toán giúp các bạn mới học lập trình PLC dễ tiếp cận với thiết bị. Trong cuốn tài liệu khc của cùng tác giả sẽ trình bày cách giải quyết bi ton theo phng n khc. Ngoi ra, một số bài toán trong tài liệu c sử dụng một số phần mềm m phỏng nh SPS-VISU hoặc Lockout. Cc bạn ọc c thể ci ặt phần mềm  và tiến hành mô phỏng hệ thống.

Phần I: giải quyết cc bi ton n giản bằng phng php lập trình tuyến tính

Phần II: Các bài toán có yêu cầu phức tạp v ợc giải quyết bằng phng pháp lập trình có cấu trc

Tài liệu biên soạn cho cc bạn sinh viên, các bạn c nhu cầu tìm hiểu về kỹ thuật lập trình PLC và phng n thiết kế hệ thống dùng bộ logic khả trình này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong qu bạn ọc ng gp  kiến. Mọi  kiến ng gp xin gửi về ịa chỉ Email: [email protected].

Phần I

Các bài tập n giản và thực hiện theo phng php lập trình tuyến tnh Bi 1: iều khiển mở my ộng c khng ồng bộ 3 pha roto lồng sc.

1. S ồ ộng lực:

2. Thiết bị sử dụng trong mạch iều khiển gồm c

- 1 Áptomát - 1 Nút mở my - 1 nút dừng - 1 rle nhiệt

3. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ:

Bài 2: ảo chiều trực tiếp ộng c 3 pha roto roto lồng sc 1. S ồ ộng lực Q1 L1 L2 L3 N

M

1 Nút mở my chiều thuận 1 Nút mở my chiều ngợc 1 nút dừng

3. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra

4. S ồ kết nối PLC:

§ 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 N2 N3

Bài 3: ảo chiều gin tiếp ộng c 3 pha roto roto lồng sc

Bài này hoàn toàn giống bài 2 chỉ khc việc ảo chiều ợc thực hiện qua nt ấn dừng. Vì vậy, cc mục từ 1 ến 4 là giống nhau và chỉ khc mục 5 chng trình iều khiển:

Bài 4: Mở my Sao/ Tam gic ộng c khng ồng bộ 3 pha 1. S ồ ộng lực: K3 K1 K2 Q1 L1 L2 L3 N F2

3. S ồ 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. ch ng trình iều khiển

Bài 5: Mở my qua 3 cấp iện trở phụ 1. S ồ ộng lực: K1 Q1 L1 L2 L3 N

M

2. bảng quy ịnh c c ịa chỉ vào/ra

Bi 6: ổi nối Sao/Tam gic ộng c khng ồng bộ 3 pha ảo chiều trực tiếp

2. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra

Bài 7: ổi nối Sao/Tam gic ng c khng ồng bộ 3 pha ảo chiều gin tiếp.

Các mục từ 1 ến 3 nh b i tr n

Bài 8: iều khiển 3 bng tải

Hệ thống ba bng tải hoạt ộng theo trình tự sau:

- Khi nhấn nt S1 bng tải M1 hoạt ộng, bng tải M2 và M3 lần lợt hoạt ộng sau 5s.

- Khi nhấn nt S2 bng tải M3 dừng, bng tai M2, M1 lần lợt dừng lại sau 5s. Quá trình iều khiển hệ thống ợc m tả theo giản ồ thời gian sau:

1. S ồ ộng lực K1 Q1 L1 L2 L3 N

M

M

M

2. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra

Bi 9: iều khiển xy lanh ẩy 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 v . (xy lanh t c ng k p v van 5/2 hai cuén d©y, c m bi n ph t hi n xy lanh cu i h nh tr nh B2 l c m bi n t ti m c n).

1. S ồ bố tr thiết bị:

out

S1

B2

2. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra

3. S ồ kết nối PLC 24V I0.0 PLC S1 Fe I0.1 B2

Bi 10: iều khiển xy lanh ẩy 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 k p v van 5/2 mét cuén d©y).

1. S ồ bố tr thiết bị

2. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra:

3. S ồ kết nối PLC 24V I0.0 PLC S1 I0.1 S2 out in S1 S2

Bi 11: iều khiển dãy n hoạt ộng tuần tự

Một dãy gồm 5 èn hoạt ộng theo nguyên tắc sau: Bật hệ thống bằng nt S1, tắt bằng nt S2, chuyển chế ộ tự ộng/bằng tay (A/M) bằng cng tắc S3

- Chế ộ tự ộng: Khi ấn nt “lên” cc n sng lần lợt từ èn số 1 ến n số 5 và dừng lại. Khi ấn nt “xuống” cc n tắt dần từ èn số 5 ến n số 1. Thời gian cch nhau giữa cc èn là 1s

- Chế ộ bằng tay: Mỗi lần ấn nt “lên” sẽ c thêm một èn sáng. Mỗi lần ấn nt “xuống” sẽ c một èn tắt.

1. S ồ bố tr dãy n:

3. S ồ kết nối PLC 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 4. Ch ng trình iều khiển

Bi 12: iều khiển nhiệt ộ 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 ph¹ m vi 20O_C-26O_C. - Khi bËt lß nhiÖt lu n l 21O_C. 1. S ồ bố tr thiết bị ON UP DOWN 26OC 25OC 24OC 23OC 22OC 21OC 20OC OFF

2. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra: 3. S ồ gh p 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

Bi 13: iều khiển tay gắp sản phẩm Một tay gắp sản phẩm hoạt ộng nh sau:

Hệ thống hoạt ộng khi nhấn nt “Mo may” và dừng khi nhấn nt “Tat may”, khi có sự cố dừng khẩn cấp nhấn nt “Dung khan cap”.

Trạng thi ban ầu tay gắp nằm ở vị tr trn cng (ợc xc ịnh bằng cảm biến vị tr Ta) v bn tri (ợc xc ịnh bằng cảm biến vị tr Tc). Khi mở my, nếu tại vị tr PDA khng c sản phẩm bng tải hoạt ộng, nếu c sản phẩm bng tải dừng ể a sản phẩm tới vị tr ợc xc ịnh bằng cảm biến vị tr “PDA”. Nếu tại PDA c sản phẩm thì tay gắp sẽ i xuống và thực hiện gắp sản phẩm trong thời gian 1s. Hết thời gian tay gắp i lên vị tr trên cùng và di chuyển sang phải tới vị tr ợc xc ịnh bằng cảm biến vị tr Td, tay gắp i xuống dới cùng và nhả sản phẩm trong thời gian 1s, tay gắp tự ộng i về vị tr ban ầu. Nếu tại PDA có sản phẩm, tay gắp thực hiện tiếp chu trình nh ã mô tả.

Trong quá trình ang thực hiện việc gắp sản phẩm, nếu nhấn nt tắt my, hệ thống vẫn hoạt ộng cho tới hết chu trình dở rồi mới dùng lại ở vị tr ban ầu. Nếu gặp sự cố, nhấn nt dùng khẩn cấp, hệ thống sẽ dừng tức thời tại vị tr .

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

ch ng trình iều khiển c thêm một số Network d ng ể hiển thị kết quả và iều khiển m hình)

1. Mô hình thiết bị

3. S ồ kết nối PLC

Bi 14: iều khiển dy chuyền ng gi sản phẩm

Một dy chuyền ng gi 10 sản phẩm cho một thùng hàng gồm một bng tải M1 và một cảm biến S4 ể ếm sản phẩm hoạt ộng theo nguyên tắc sau:

- Nhấn nt S1 bng tải hoạt ộng vận chuyển sản phẩm vào thùng chứa, khi ủ 10 sản phẩm bng tải dừng và tự khởi ộng lại sau 5s.

- Khi nhấn nt S2 bng tải dừng lại sau khi ã thực hiện xong thùng hàng. - Khi có sự cố nhấn nt S3 hệ thống dừng tức thời và chỉ hoạt ộng trở lại

khi nhấn nt S1

1. S ồ m phỏng

3. S ồ kết nối PLC 24V 0V I0.0 D1 PLC S1 Q0.0 Q0.1 I0.1 S2 S3 S4 I0.2 I0.3 K1 4. Ch ng trình iều khiển

Bi 15: iều khiển dy chuyền vận chuyển, rt nguyên liệu và ng gi sản phẩm

Hệ thống ợc m tả nh hình vẽ sau:

Hệ thống làm việc ở hai chế ộ:

- Chế ộ tự ộng: Bật cng tắc A/M về vị tr A, hệ thống nng/hạ chuyển ộng xuống vị tr dới cng, chai ợc a từ kho hng qua bng tải 1. Khi chai ã chắc chắn trong hệ thống nng/hạ sẽ ợc a ln vị tr trên cùng. Tại y co một xylanh ẩy ra. Bng tải 2,3,4 c nhiệm vụ a chai

1. Bảng quy ịnh c c ịa chỉ Vào/Ra:

Bi 16: iều khiển thang my vận chuyển hàng 4 tầng

1. S ồ hệ thống

3. S ồ kết nối PLC

Bài 17: iều khiển èn giao thông tại nt c ngời i bộ qua ờng

Ở trạng thi ban ầu n xanh t v n ỏ cho ngời i bộ lun sng. Khi ngời i bộ ấn nt xin ờng (nằm trên cột n) n xanh ôtô tiếp tục sng thêm 15s, sau  chuyển èn vàng 3s và chuyển sang n ỏ 14s. n xanh cho ngời i bộ sng trong thời gian 10s sau khi ấn nt xin ờng 20s. Quá trình ợc m tả theo giản ồ thời gian nh sau:

1. S ồ m phỏng

3. S ồ kết nối PLC 24V 0V I0.0 D1 PLC Xin ờng D2 D3 D4 D5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 4. Ch ng trình iều khiển

Bài 18: iều khiển èn giao thông tại ngã t.

Hệ thống èn giao thông tại một ngã t hoạt ộng theo nguyên tắc sau: - Ấn nt S1 hệ thống hoạt ộng, ấn nt S2 hệ thống dừng.

- Cc n bo ợc m tả theo giản ồ thời gian nh hình vẽ.

Xanh 1 Vàng 1 ỏ 1 Xanh 2 Vàng 2 t t t t t 10s 2s 12s 10s 2s ỏ 2 12s 24s t t t Xanh i bé 1 ỏ ®i bé 1 Xanh ®i bé 2 ỏ ®i bé 2 _2s 8s 8s 14s

1. S ồ m phỏng

3. S ồ kết nối PLC

Bi 19: iểu khiển bình trộn ha chất M Start Stop S1 S2 S7 S6 S5 S3 S4 B m A B m B Van A Van B Van xả ộng c trộn

Hệ thống trộn ha chất ợc thực hiện theo nguyên tắc sau:

- Khởi ộng hệ thống bằng nt Start S1, dừng hệ thống bằng nt Stop S2 - Hai chất lỏng cng ợc bm vo bình trộn nhờ hai bm A v B. My

bm chỉ hoạt ộng sau khi ã mở van ợc 2s.

- Hai cảm biến S3 v S4 dng ể bo trạng thi chất lỏng chảy vào bình. Nếu sau khi khởi ộng 5s mà một trong hai cảm biến này không phát hiện có chất lỏng chảy vào bình thì lập tức dừng chng trình và báo n sự cố

- Một cảm biến S5 bo bình chứa ã ầy và dừng cả hai may bm, sau khi my bm dừng 2s thì khóa van bm.

- Một cảm biến S6 bo ủ chất lỏng trong bình trộn bắt ầu cho php ộng c trộn hoạt ộng và dừng trộn sau 10s khi chất lỏng trong bình ã ầy. - Sau khi chất lỏng trong bình trộn ã ều (ộng c trộn ngừng hoạt ộng).

Chất lỏng trong bình ợc xả ra ngoài nhờ van xả. Khi chất lỏng ã xả hết cảm biến S7 tc ộng và khóa van xả lại.

- Quá trình tự ộng lặp lại theo chu trình ã mô tả ở trên. Nếu chu trình ang thực hiện mà nhấn nt dừng thì hệ thống sẽ thực hiện hết chu trình mới dừng lại.

Quá trình hoạt ộng c thể ợc m tả theo giản ồ thời gian sau: S1 I0.0 Mở van b m Q0.0; Q0.1 ộng c b m Q0.2; Q0.3 Báo có chất lỏng I0.2; I0.3 Mức d ới I0.4 Mức tr n I0.5 ộng c trộn Q0.4 B nh rỗng I0.6 Van xả Q0.5 2s 5s 2s Hệ thống hoạt ộng Dừng I0.1 10s t t t t t t t t t t t Một chu tr nh hoạt ộng

1. Bảng quy ịnh ịa chỉ Vào/Ra 2. S ồ kết nối PLC 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