Các thí nghiệm PLC - Các hàm logic cơ bản

Tài liệu thí nghiệm PLC 2 17 PHẦN 2: CÁC BÀI THÍ NGHIỆM BÀI 1: CÁC HÀM LOGIC CƠ BẢN 2.1.1. Thiết lập phần cứng Sử dụng phần mềm STEP7 thiết lập các cấu hình phần cứng cho PLC S7- 300 và ET200M như hướng dẫn ở phần một:  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300 - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra: NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 Q0 S1 Q1 S2 Q2 S3 Q3 S4 Q4 S5 Q5 S6 Q6 S7 Q7 S8 S9 S10 S11 Bảng 1: Địa chỉ vào ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 18 2.1.2. Các hàm logic cơ bản Hình 2.1: Các hàm logic cơ bản a. Yêu cầu  Thành lập các bảng trạng thái của tất cả các hàm trong hình 1  Viết chương trình PLC bằng ngôn ngữ STL. Sử dụng mô phỏng kiểm tra lại kết quả đạt được. b. Báo cáo  Bảng 1: địa chỉ ngõ vào/ra  Các bảng trạng thái  Các chương trình PLC tương ứng Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 19 BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA 2.2.1.Thiết lập phần cứng  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300, CPU 315-2DP - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 K1 S1 K2 S2 K3 S5 K4 Q1 H1 H2 Bảng 2: Địa chỉ ngõ vào/ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 20 2.2.2. Chương trình khởi động sao-tam giác cho động cơ 3 pha. Hình 2.2: Kết nối sao-tam giác tự động a. Yêu cầu Để khắc phục dòng khởi động lớn thì động cơ bất đồng bộ 3 pha rô-to lồng sóc khởi động theo kết nối sao và tự động chuyển sang kết nối tam giác sau một khoảng thời gian. b. Mô tả chức năng Khi nút nhấn S1 được kích hoạt, động cơ bắt đầu chạy ở chế độ sao (Y)- (công tắc tơ K4) và công tắc tơ chính K1 được kích hoạt. Sau 10s mạch tự động chuyển sang chế độ tam giác (▲). Khi đó công tắc tơ K1 vẫn hoạt động, chế độ Y của công tắc tơ K4 bị tắt trước khi công tắc tơ K3 được kích hoạt. Khi động cơ bị quá tải, nó phải tự động ngưng hoạt động (thông qua rơ le Q1 và được mô phỏng bởi S5). c. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 21 2.2.3. Chương trình đảo chiều quay động cơ 3 pha kết hợp khởi động nối sao-tam giác a. Yêu cầu Động cơ ba pha bất đồng bộ rô-to lồng sóc phải hoạt động theo cả hai chiều quay. Ngoài ra để ngăn dòng khởi động cao, động cơ được khởi động theo kết nối sao-tam giác. b. Mô tả chức năng Tương tự như phần một, tuy nhiên ở đây ta có 2 contactor K1, K2 sử dụng cho chiều quay của động cơ. K1: quay thuận và K2: quay ngược. Chức năng 1 Chỉ được đổi chiều quay khi đã ngừng động cơ. Chức năng 2 Có thể thay đổi chiều quay mà không cần ngừng động cơ. c. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 22 BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN QUẠT THÔNG GIÓ 2.3.1. Thiết lập phần cứng  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300, CPU 315-2DP - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 H1 S1 H2 S2 H3 S3 H4 S4 RD S5 YE B1 GN B2 RESET Bảng 3: Địa chỉ ngõ vào/ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 23 2.3.2. Hệ thống ga-ra xe Hình 2.3: Điều khiển quạt thông gió a. Yêu cầu Ga ra ngầm được làm thông thoáng với 4 cái quạt. Để đảm bảo ga ra ngầm chỉ được dùng khi đủ độ thông thoáng, đèn giao thông được lắp đặt ở lối vào. Các tín hiệu này được thể hiện theo trình tự sau : Đèn xanh Ít nhất 3 quạt đang hoạt động, độ thông thoáng được đảm bảo. Đèn vàng Chỉ có 2 quạt hoạt động, độ thông thoáng vừa đủ Đèn đỏ Ít hơn 2 quạt hoạt động, độ thông thoáng không đủ. b. Mô tả chức năng Chức năng 1 Tất cả các quạt được mở đồng thời bằng nút nhấn S5 và được tắt bởi S0. Hoạt động của các quạt được hiển thị bằng đèn H1, H2, H3, H4 tương ứng. Khi động cơ quạt quá tải thì các rơle bảo vệ động cơ tương ứng sẽ ngắt động cơ Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 24 đồng thời các đèn hiển thị cũng tắt. Các rơle được mô phỏng bởi các nút nhấn S1, S2, S3, S4. Chức năng 2 Đèn giao thông phải đỏ khi ga ra ngầm đã đầy (12 ôtô). Ôtô vào, ra được nhận biết bởi các cảm biến B1, B2 tương ứng. Bộ đếm được reset bởi bởi nút Reset. c. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 25 BÀI 4: ĐÈN GIAO THÔNG CHO NGƯỜI ĐI BỘ 2.4.1. Thiết lập phần cứng  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300, CPU 315-2DP - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 GN S1 YE S2 RD S3 GN S6 YE RD GN RD GN RD Bảng 4: Địa chỉ ngõ vào/ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 26 2.4.2. Hệ thống đèn giao thông Hình 2.4: Hệ thống đèn giao thông a. Mô tả chức năng Chức năng 1 Khi S2 được nhấn, đèn giao thông cho xe cộ chuyển sang đèn vàng ở chế độ nhấp nháy. Nếu S3 được nhấn sau đó, chế độ tự động bắt đầu và tất cả đèn giao thông chuyển sang đèn đỏ. Sau một thời gian delay và một pha đèn vàng, đèn giao thông cho xe chuyển sang đèn xanh. Khi người đi bộ nhấn S1, hệ thống đèn giao thông cho xe chuyển sang đèn đỏ sau một thời gian delay và một pha đèn vàng, sau đó chuyển lại đèn xanh. 2 pha của đèn dành cho người đi bộ là như nhau. Nhấn S0 để tắt chế độ điều khiển. Chức năng 2 Ở chế độ tự động, hệ thống đèn giao thông phải chuyển sang chế độ đêm từ 10:00 pm đến 5:00 am. Khi đó, đèn giao thông dành cho xe phải ở chế độ đèn vàng nhấp nháy. Khi có yêu cầu từ người đi bộ, một chu kì như chức năng 1 bắt đầu. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 27 b. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC.  Vẽ giản đồ biểu thị hoạt động của 3 đèn.  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 28 BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ 2.5.1.Thiết lập phần cứng  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300, CPU 315-2DP - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 H1 S1 Y1 S2 Y2 S3 Y3 Y4 U1 Bảng 5: Địa chỉ ngõ vào/ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 29 2.5.2. Hệ thống lò nhiệt Hình 2.5: Hệ thống nhiệt độ a. Yêu cầu Nhiệt độ trong phòng được điều khiển bằng cách đóng mở các lò sưởi bằng PLC b. Mô tả chức năng Chức năng 1 Khi hệ thống nhiệt độ chuyển sang trạng thái chờ (standby) bằng S1, đèn chỉ thị H1 sáng. Các lò sưởi có thể đóng mở từng bước với các nút nhấn S2, S3 thông qua các van (valves) Y1, Y2, Y3, Y4 (hiển thị led tương ứng). Nhấn S0 sẽ tắt tất cả hệ thống. Chức năng 2 Ở chức năng trên tất cả các lò sưởi có cùng một khả năng nhiệt độ. Trong chức năng này giả sử Y1: 1kW, Y2: 2kW, Y3: 4kW, Y4: 8kW. Vì thế, tầm nhiệt độ có thể từ 0kW đến 15kW với bước nhảy là 1kW. Chức năng 3 Các lò sưởi được đóng mở như chức năng 1 nhưng được điều khiển bởi nút vặn thay vì các nút nhấn S2, S3. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 30 Tầm tuyến tính (0V, 10V)~(0%, 100%). Chức năng 4 Các lò sưởi được đóng mở như chức năng 2 nhưng được điều khiển bởi nút vặn thay vì các nút nhấn S2, S3. c. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 31 BÀI 6 HỆ THỐNG PHẢN ỨNG 2.6.1. Thiết lập phần cứng  Thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC S7-300, CPU 315-2DP - Địa chỉ MPI: 2 - Địa chỉ Profibus: 4 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của S7-300  Thiết lập cấu hình phần cứng cho ET-200M - Địa chỉ Profibus: 31 - Khai báo đầy đủ các mô-đun có sẵn của ET-200M  Kiểm tra các địa chỉ vào ra NGÕ VÀO NGÕ RA THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ THIẾT BỊ NGOÀI ĐỊA CHỈ S0 H1 S1 H2 S2 H3 S3 H4 S4 Y1 S5 Y2 S11 Y3 L- Y4 L+ M1 Quay thuận Quay ngược Bảng 6: Địa chỉ ngõ vào/ra Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 32 2.6.2. Hệ thống phản ứng Hình 2.6: Hệ thống phản ứng a. Mô tả chức năng Chức năng 1: điều khiển bằng tay - Nhấn S1: khởi động chế độ bằng tay, đèn H1 sáng. - Nhấn S4 để cung cấp khí trơ trong khoảng thời gian t1=10s. Đèn H4 sáng trong khoảng thời gian tương ứng. - Sau đó vòng làm lạnh được mở (van Y2) - Nhấn S2, S3 để cho phép cung cấp hoá chất và xúc tác, khi đó đèn H2, H3 sáng. Tốc độ cung cấp hoá chất được chỉnh bằng núm vặn M1 (lưu ý phải mở M1 trước). Chất xúc tác được đưa vào bằng van Y3. - Khi mức tối đa L+ đạt được, các van M1, Y3 đóng lại và phản ứng bắt đầu trong khoảng thời gian t2=10s. Đồng thời động cơ trộn M2 cũng bắt đầu và quay lần lượt theo cả 2 chiều. - Khi phản ứng kết thúc, động cơ trộn ngừng, van Y1 mở ra và lò phản ứng xả khí ra. - Tốc độ xả được chỉnh bằng núm vặn Y1. Khi xuống mức thấp nhất L-, van Y1 đóng và vòng làm lạnh tắt. Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 33 - Khi nút dừng khẩn cấp S0 được nhấn, các quá trình đều bị ngắt ngoài vòng làm lạnh. Quá trình được bắt đầu lại khi nhấn S1. Chức năng 2: điều khiển tự động - Thêm vào chức năng 1 chế độ điều khiển tự động: được chọn bằng nút nhấn S5. Khi đó quá trình trên sẽ xảy ra tuần tự khi khí trơ được cung cấp (nhấn S4). - Chế độ điều khiển bằng tay có thể được chọn bằng nút nhấn S1. - Chức năng của S0 vẫn được giữ nguyên. b. Báo cáo  Vẽ mạch phần cứng của PLC  Lưu đồ giải thuật của quá trình hoạt động  Chương trình hoạt động của PLC Truong DH SPKT TP. HCM Thu vien DH SPKT TP. HCM - Copyri ght © T ruong D H Su ph am Ky thuat TP. Ho Chi M inh