Đề tài Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động cho cara ô tô với kỹ thuật PLC

Tr-ờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Khoa điện
oOo




Đồ án tốt nghiệp
Đề tài
Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động
Cho gara ô tô với kỹ thuật PLC


Chủ nhiệm bộ môn: TS .Nguyễn Mạnh Tiến
Giáo viên h-ớng dẫn: TS .Nguyễn Huy Ph-ơng
Sinh viên thực hiện:
Lớp:
Khoá:




Hà nội

Bộ môn tự động hóa

1
Lời cam kết
Khi hoàn thành bản đồ án này hoàn toàn là do sự nỗ lực của bản thân em và sự
h-ớng dẫn hết sức tận tình của thầy Nguyễn Huy Ph-ơng.
Tài liệu tham khảo là nh-ng giáo trình mà em đã đ-ợc học xong suốt 3 năm

học vừa qua, hoàn toàn không có sự sao chép của các đồ án nào khác.
Ngoài ra em có tham khảo thêm tài liệu của bộ môn nh-ng ch-a đ-ợc học tới,
và hình ảnh tải từ mạng về.
Em xin chân thành cảm ơn bộ môn đã tạo điều kiện cho em có một môi tr-ờng
học tập và nghiên cứu tốt. Em xin chân thành cảm ơn thày Nguyễn Huy ph-ơng
đã chỉ dẫn hết sức tận tình cho em hoàn thành tốt đề tài này.















Bộ môn tự động hóa

2
Mục lục
Mục lục 2
Phần 1 : các loại cửa tự động nói chung 4
I-Lời nói đầu 4
Ch-ơng I : các loại cửa tự động hiện nay 5
I-Cửa cuốn 5

II- cửa kéo 6
III- cửa tr-ợt 7
Ch-ơng II : khảo sát các loại cửa đóng mở tự động ở hà nội hiện nay 8


Khảo sát hệ thống cửa đóng mở tự động ở sân bay nội bài hà nội 9
Phần 2 : tổng quan về PLC 10
Ch-ơng I : các vấn đề chính về PLC 10
I-s- phát triển của tự động hoá(TĐH) và PLC nói chung 10
1- sự phát triển của TĐH 10
2- sự phát triển của PLC 10
II- chức năng, ứng dụng và sự -u việt của PLC 12
1- PLC là gì 12
2- bộ điều khiển của ch-ơng trình có thể làm đ-ợc những gì? 12
3- sự -u việt của việc ứng dụng kỹ thuật PLC 13
III- cấu tạo và hoạt động của PLC 14
1- modul nguồn cung cấp 14
2- CPU 15
3- bộ nhớ ch-ơng trình, bộ nhớ trong của PLC 15
4- modul đầu vào 15
5- modul đầu ra 16
6- modul giao diện 16
7- modul mở rộng 16
8- những thông số kỹ thuật căn bản của PLC 16
9- các bít đầu vào trong PLC và các tín hiệu bên ngoài 17
IV- các vấn đề chính khi sử dụng PLC 18
V- thủ tục thiết kế bộ điêu khiển ch-ơng trình 19
Ch-ơng II : các thao tác và các lệnh cơ bản trong PLC_CQM1 20
Ch-ơng III : các bài tập lớn ứng dụng bộ điều khiển ch-ơng trình 38
PLC_CQM1

Bài 1 : điều khiển tín hiệu đèn giao thông 38
Bài 2 : điều khiển dây truyền đóng gói 43
Bộ môn tự động hóa

3
Phần 3 : thiết kế mô hình cửa tự động cho gara ôtô sử dụng kỹ thuật PLC để
điều khiển 46


lời nói đầu 46
Ch-ơng I : chế tạo giới thiệu mô hình 47
I- các yêu câu của mô hình 47
1- yêu cầu về ch-ơng trình chung 47
2- yêu cầu về cơ khí 47
II- mục đích của việc chế tạo mô hình 47
Ch-ơng II : cấu tạo và hoạt động của mô hình 48
I - tính toán chi tiết mô hình 48
II - lập ch-ơng trình hoạt động cho mô hình 59
1- sơ đồ khối 59
2-giản đồ thang 60
3- mã nhớ 61
4- đầu vào và ra 63
III - nguyên lý hoạt động của mô hình 64
IV- tính toán công suất động cơ chuyển động 65
V - so sánh giữa mô hình và th-c tế 66

Kết luận 67
Bộ môn tự động hóa

4

Phần 1 : các loại cửa tự động nói chung
I- lời nói đầu
Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu đ-ợc trong
từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình th-ờng (cửa không tự động)
mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nh-ợc điểm gây phiền toái cho
ng-ời sử dụng, đó là: cửa th-ờng chỉ đóng mở d-ợc khi có tác động của con
ng-ời vào nó. Vì vậy mà dùng cửa th-ờng làm tốn thời gian và gây cảm giác
ngại cho ng-ời sử dụng.
Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời
sống con ng-ời trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay
là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắc
phục tốt những nh-ợc điểm của cửa th-ờng.
Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra đ-ợc một loại cửa vừa duy
trì đ-ợc những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nh-ợc điểm lớn
của loại cửa bình th-ờng .
Do đó, khi sử dụng cửa tự động, ng-ời dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực
tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình. Với tính
năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho ng-ời sử dụng:
Thứ nhất, cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho ng-ời dùng,
loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu nh- khi dùng cửa th-ờng.
Thứ hai, nếu ng-ời dùng cửa đang bê vác vật gì đó (bằng cả hai tay ) thì cửa tự
động không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp ng-ời dùng,
tạo thuận lợi cho ng-ời hoàn thành công việc mà không bị cản trở.
Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp ng-ời dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng
mở cửa tức là tiết kiệm cho họ một khoảng tời gian dù là rất nhỏ nhng cũng có
thể rất cần thiết trong nhịp sống công nghiệp hiện đại ngày nay.
Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy -u
điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho l-u thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng,
cũng nh- sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều ng-ời cùng sử dụng chung một
cánh cửa.

Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh d-ợc sử dụng khá rộng rãi ở những
nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình th-ờng thì phải đảm bảo cửa
luôn đóng khi không co ng-ời qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây
lãng phí. Thế nh-ng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi
ng-ời ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn
đóng khi không có ng-ời qua lại đã đáp ứng đ-ợc tốt yêu cầu này.
Chính vì những -u điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát
triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao
chất l-ợng hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích
hơn.
Bộ môn tự động hóa

5
Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế
tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt đọng, hình dáng, cấu tạo của
cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự
động, cũng nh- có thể l-ờng tr-ớc những khói khăn có thể gặp phải khi chế tạo
cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy đ-ợc -u nh-ợc điểm của
thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh
cửa -u việt hơn, hoàn thiện hơn cho con ng-ời.

Ch-ơng 1: các loại cửa tự động hiện nay
Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo,cửa đẩy, cửa cuốn, cửa tr-ợt

I- cửa cuốn

Bộ môn tự động hóa

6

Loại cửa này có -u điểm là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử dụng, lại chỉ cần động cơ
công suất nhỏ. Loại cửa này th-ờng đ-ợc dùng cho gara ô tô. Nó có tính kinh tế
khá cao vì không mấy khó khăn khi làm đ-ợc loại cửa này.
Nh-ng có nh-ợc điểm là cửa không chắc chắn và dễ bị hỏng hơn các loại cửa
khác

II-cửa kéo




Loại cửa này nhìn rất lạ, với kết cấu đơn giản một động cơ đ-ợc gắn cố định với
trần nhà. Cửa đ-ợc động cơ kéo bằng một đoạn dây. Ưu điểm của loại này là đơn
giản nh-ng hiệu quả, so với loại cửa cuốn thì cánh cửa chắc hơn nhiều. Có lẽ
nh-ợc điểm của loại cửa này là động cơ gắn với trần nhà vì vậy cần phải gắn đủ
chắc để chịu đ-ợc sức nặng của cửa.

Bộ môn tự động hóa

7

III- cửa tr-ợt

Loại cửa này có đặc điểm là có một rãnh tr-ợt cố định cho phép cánh cửa thể
tr-ợt qua tr-ợt lại. Loại cửa này th-ờng đ-ợc sử dụng trong nhà hàng, khách sạn,
cơ quan hay sân bay, nhà ga

Loại cửa này có -u điểm là kết cấu khá nhẹ nhàng,tạo ra một cảm giác thoáng
đạt và thoải mái và lịch sự rất thích hợp với nh-ng nơi công cộng, cơ quan



Loại cửa này thiết kế rất toàn vẹn, nó có thể nhận biết đ-ợc ng-ời, máy móc
cũng nh- loài vật có thể đi qua
Nh-ợc điểm của loại cửa này là không hề chắc chắn , nhẹ nhàng nh-ng không có
nghĩa là gọn gàng mà ng-ợc lại có khi lại rất cồng kềnh
Có một điều không thể phủ nhận đó là tính phổ biến của loại cửa này.

Bộ môn tự động hóa

8
Ch-ơng 2 : khảo sát các loại cửa đóng mở tự động ở hà
nội hiện nay

Thông qua việc quan sát, tìm hiểu về cửa tự động ở một số địa điểm trên Hà
Nội hiện nay, ta nhận thấy cửa tự động đ-ợc sử dụng chủ yếu ở những nơi giao
dịch th-ơng mại, những công sở lớn, ở sân bay, ngân hàng và các khách sạn lớn.
Sở dĩ nh- vậy là do những nơi này có l-ợng ng-ời qua lại lớn, đồng thời những
nơi này lại yêu cầu có tính hiện đại, sang trọng và tiện dụng. Sử dụng cửa tự
động tại những nơi này sẽ phát huy đ-ợc tất cả những -u điểm của nó.
Tuy nhiên cửa tự động cũng có rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đích sử
dụng nh- trọng l-ợng cửa, chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa.
Theo trọng l-ợng cửa thì có các loại sau: loại 200 kg/hai cánh tại Cung văn
hoá hữu nghị Việt Xô,loại 180kg/2 cánh tại ngân hàng nông nghiệp và phát triển
nông thôn.Ngoài ra ng-ời ta còn chia ra làm hai loại theo số cánh cửa:Loại một
cánh và loại hai cánh.
+ Cửa tự động chỉ có 1 cán:. Loại cửa này chủ yếu đ-ợc dùng trong 2 điều

kiện nh- sau:
Một là, những nơi yêu cầu tính hiện đại, sang trọng nh-ng lại có số l-ợng
ng-ời đi qua lại không nhiều nh- các khác sạn lớn, nhà nghỉ lớn, hay công sở mà
không có tính chất giao dịch
Hai là, những loại cổng có kích th-ớc lớn dùng ở các công ty, xí nghiệp hay
những ngôi nhà lớn
Ngoài ra còn có thể có loại cửa tự động mà chỉ có 1 cánh đóng mở tự động
còn lại 1 cánh là đóng mở nh- loại bình th-ờng.
+ Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này đ-ợc dùng rộng rãi hơn so với loại
cửa tự động 1 cánh.
Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết những loại cửa tự động mới
đều dùng loại mạch phi tiếp điểm nh- tại toà nhà 14 Láng Hạ,khách sạn
Horison.Ngoài ra tại sân bay Nội Bài do nhu cầu giao dịch và vận chuyển hiện
đại nên hệ thống cửa tự dộng ở đây dùng phần mềm lôgô để điều khiển.Để tìm
hiểu sâu hơn trong công nghệ này ta sẽ phân tích hệ thống cửa tự động ở sân bay
Nội Bài
Bộ môn tự động hóa

9

Khảo sát cửa tự động ở sân bay Nội Bài- Hà Nội
Tr-ớc cửa ra vào nơi bán vé và làm thủ tục bay của sân bay Nội Bài cả tầng 1
và tầng 2 mỗi tầng có 14 hệ thống cửa tự động .Tất cả các cửa này đều có kết cấu
cơ khí và hình dạng bên ngoài giống nhau. Đây là loại cửa tr-ợt rất phổ biến
Cửa tự động tại đây sử dụng hệ thống cửa hai cánh trọng l-ợng mỗi cánh
khoảng 80 kg. Động cơ dùng trong cửa tự động tại đây là động cơ một chiều
điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp.Hệ thống cửa tại đây
không dùng hệ thống con lăn phụ mà thay vào đó là sử dụng hai gờ sắt cố định
xuống sàn .
Cuối hành trình mở có đặt một công tắc hành trình để bảo vệ tránh cho cửa

không chuyển động v-ợt quá hành trình.
Quan sát cửa chuyển động em thấy cửa chuyển động với hai cấp tốc độ. Khi
mở cửa cửa mở ra với vận tốc nhanh để kịp thời mở ra tránh tình trạng ng-ời
phải chờ đợi cửa mở gây cảm giác khó chịu cho ng-ời muốn đi vào, gần hết hành
trình mở cửa giảm tốc và dừng lại, khi cửa đóng cửa đóng với vận tốc chậm hơn
so với lúc mở để tránh gây cảm giác cho ng-ời muốn đi vao từ đằng xa.Gần hết
hành trình cửa giảm tốc và dừng lại chính xác.
Khi cửa đang đóng mà có tín hiêu ng-ời đi vào thì cửa sẽ mở ra với vận tốc
nhanh sau gần cuối hành trình thì giảm tốc và dừng lại chính xác ở cuối hành
trình.Cảm biến dùng ở đây là hai cảm biến quang:Một cảm biến đặt ở phía bên
ngoài, một cảm biến đặt ở phía bên trong của cánh cửa để đảm bảo nhận biết và
báo tín hiệu khi có ng-ời đi từ trong ra cũng nh- khi có ngừơi đi từ ngoài
vào.Hai cảm biến này trên khung cánh cửa.
Ph-ơng thức hoạt động của loại cửa này là dùng mạch điều khiển không tiếp
điểm dùng các phần tử lôgic thì có điểm là rẻ,việc hỏng hóc có thể sửa chửa
dễ dàng, nh-ng nó có một nh-ợc diểm rất lớn là làm việc không lâu bền bằng
ph-ơng pháp dùng bộ điều khiển lôgô, PLC Còn cửa dùng phần mềm diều
khiển bằng lôgô lại có -u đIểm là là việc rất ổn định nhẹ êm,trơn nh-ng có
nh-ợc đIểm là giá cả đắt,nếu hỏng hóc rất khó sửa chữa.Do đó hiện nay tuỳ theo
nhu cầu sử dụng và vốn đầu t- khác nhau, mà việc ứng dụng loại cửa nào cho
phù hợp.
Ngoài ra qua việc quan sát vừa qua em thấy việc lắp đặt cửa tự động th-ờng
đ-ợc sắp xếp ở những nơi mà tầm nhìn có độ rộng lớn,không gian rộng và
th-ờng có các loại cửa khác đi kèm nh- cửa đẩy hay cửa cuốn để tạo thêm mỹ
quan.Các cảm biến dùng trong các loại cửa tự động có ở Hà Nội hiện nay đều là
cảm biến hồng ngoại.



Bộ môn tự động hóa

10
Phần 2: Tổng quan về plc
Ch-ơng I
các vấn đề chính về PLC
I - sự phát triển của tự động hoá(TĐH) và PLc nói chung
1- sự phát triển của TĐH
Cùng với công nghê thông tin thì TĐH là một ngành khoa học phát triển cực
kỳ mạnh mẽ trong thời gian gần đây. TĐH có mặt ở khắp mọi nơi mọi lĩnh vực
trong cuộc sống. Trong các nhà máy, xí nghiệp,x-ởng sản xuất đó là các dây
truyền sản xuất tự động.Hay trong các cơ quan, công sở,văn phòng nh- là thang
máy ,cửa tự động.Thậm chí cả ở sân bay, nhà ga, siêu thị là các cửa tự động các
máy bán hàng tự động, các máy soát hàng tự động
Những thành tựu mà nó đem lại cho nhân loại là không thể kể siết. Tầm quan
trọng của nó không chỉ đối với những n-ớc đang phát triển đang trong quá trình
công nghiệp hoá nh- n-ớc ta, mà còn đối với cả nh-ng n-ớc t- bản phát triển
hàng đầu thế giới nh- Mỹ, Nhật, Đức
Vì vậy việc nghiên cứu các ứng dụng của TĐH áp dụng trong quá trình phát triển
của xã hội là điều tất yếu và cần thiết đối với sinh viên ngành TĐH. Việc học hỏi
tìm tòi và sáng tạo những ứng dụng của TĐH sẽ góp phần không nhỏ vào sự phát
triển nền công nghiệp n-ớc nhà nói riêng và sự đi lên của xã hội nói chung.
Một xã hội phát triển và văn minh là một xã hội gắn liền với TĐH.
2-sự phát triển của PLC
Trong rất nhiều ứng dụng của TĐH, chúng ta không thể không kể nói đến công
nghệ PLC, là một công nghệ lập trình tối -u dùng để điều khiển các ch-ơng trình
hoạt động tự động. Công nghệ PLC kết hợp với máy vi tính là nền móng vững
chắc cho ngành TĐH phát triển. Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả của
nền sản xuất nói chung là chìa khoá của thành công. Hiệu quả của nền sản xuất
bao trùm những lĩnh vực rất rộng nh-:
a) Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây

truyền phải nhanh.

b) Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ.

c) Chất l-ợng cao và ít phế phẩm.

Bộ môn tự động hóa

11
d) Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.

e) Máy sản xuất có giá trị rẻ.

Các bộ điều khiển ch-ơng trình đáp ứng đ-ợc hầu hết các yêu cầu trên và
nh- là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong công
nghiệp. Tr-ớc đây thì việc tự động hoá chỉ đ-ợc áp dụng trong sản xuất hàng loạt
năng suất cao. Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất nhiều loại
hàng hoá khác nhau, trong việc nâng cao chất l-ợng cũng nh- để đạt năng suất
cao hơn và nhằm cực tiểu hoá vốn đầu t- cho thiết bị và xí nghiệp.
Các hệ thống sản xuất linh hoạt(FMS) đáp ứng đ-ợc các nhu cầu này. Hệ
thống bao gồm các thiết bị nh- các máy điều khiển số, rôbôt công nghiệp, dây
truyền tự đông và máy tính hoá công việc điều khiển sản xuất. Bạn sẽ tìm thấy
nhiều ứng dụng của các bộ điều khiển ch-ơng trình trong thiết bị sản xuất tự
động.
Tr-ớc khi có các bộ điều khiển ch-ơng trình trong sản xuất đã có nhiều phần tử
điều khiển, kể cả các trục cam, các bộ không chế hình trống. Khi xuất hiện rơle
điện tử thì panel rơle trở thành chủ đạo trong điều khiển . Khi Transistors xuất
hiện nó đ-ợc áp dụng ngay ở những chỗ mà rơle điện tử không đáp ứng đ-ợc
những yêu cầu điều khiển cao.
Ngày nay, lĩnh vực điều khiển đ-ợc mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức

tạp, đến các hệ thóng điều khiển tổng thể với các mạch vòng kín, đến các hệ
thống sử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập trung hoá.
Hệ thống điều khiển logic thông th-ờng không thể thực hiên điều khiển
tổng thể đ-ợc, và các bộ điều khiển ch-ơng trình hoá hoặc điều khiển bằng máy
vi tính đã trở nên cần thiết.
Bảng sau đây chỉ ra sự so sánh giữa hệ điều khiển lôgic cổ điển và điều
khiển ch-ơng trình hoá:





Wired logic
Programable
controller
Phần tử điều khiển
Mục đích đặc biệt
Mục đích chung
Phạm vi thay đổi
Nhỏ và trung bình
Trung bình và lớn
Thay đổi hoặc thêm
Khó
Dễ
Thời gian giao hàng
Vài ngày
Hầu nh- ngay lập tức
Bảo trì bảo d-ỡng
Khó
Dễ

độ tin cậy
Phụ thuộc vào thiết kế
và chế tạo
Cao
Hiệu quả kinh tế
-u điểm ở vùng công
suất nhỏ
-u điểm ở vùng hoạt
động công suất nhỏ ,
trung bình và lớn.
Bộ môn tự động hóa

12
II- chức năng, ứng dụng và sự -u việt của PLC
1- PLC là gì ?
PLC (Programmable Logic control) là thiết bị điều khiển logic lập trình đ-ợc,
hay khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông
qua một ngôn ngữ lập trình.
2-Bộ điều khiển ch-ơng trình có thể làm đ-ợc những gì
- Thu nhận các tín hiệu đầu vào và phản hồi (từ các cảm biến)
-Liên kết, ghép nối lai và đóng mở mạch cho phù hợp với ch-ơng trình
-Tính toán và soạn thảo các lênh điều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu
đ-ợc
-Phân phát các lệnh điều khiển đó đến các địa chỉ thích hợp
Với việc phân chia ra làm các kiểu điều khiển t-ơng ứng ta sẽ hiểu đ-ợc chức
năng của bộ điều khiển ch-ơng trình hơn.

Kiểu điều khiển chức năng

Điều khiển chuyên gia
giám sát
a) Thay cho điều khiển rơ le
b) Thời gian đếm
c) Thay cho các panell điều khiển mạch
in
d) Điều khiển tự động, bán tự động,
bằng tay các máy và các quá trình
a) Các phép toán số học
b) Cung cấp thông tin
c) Điều khiển liên tục ( Nhiệt độ, áp
xuất )
d) Điều khiển P.I.D
e) Điều khiển động cơ chấp hành
f) Điều khiển động cơ b-ớc
Điều khiển dãy
Bộ môn tự động hóa

13

3-sự -u việt của việc ứng dụng kỹ thuật PLC
- Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn: không cần mạch lực và mạch điều
khiển, không cần rơle, tụ, tranzito,thyristor,
- chuẩn bị hoạt động nhanh: khi bộ điều khiển và các phụ kiện đã đ-ợc lắp ghép
thì bộ PLC vào t- thế sẵn sàng làm việc ngay.
- Dễ dàng thay đổi mà không gây tổn thất tài chính vì cần ít thiết bị lắp đặt hơn,
các thiết bị đ-ợc lắp đặt và hoạt động riêng rẽ ngoài ra có thể tính toán đ-ợc
chính xác giá thành.
- Tiết kiệm thời gian
- Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ thay đổi ch-ơng trình phần mềm: ta có thể thay
đổi ch-ơng trình hoạt động sao cho phù hợp với mục đích và ý t-ởng đ-a ra.
- ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng: vì kỹ thuật PLC hoạt động một cách
linh hoạt nên dễ dàng thuận tiện trong tính toán, so sánh các giá trị t-ơng quan,
thay đổi các thông số cần thiết. Phù hợp nhanh chóng với mọi cách thức hoạt
động tự động.
- Dễ bảo trì: các chỉ thị vào và ra giúp xử lý sự cố dễ dàng hơn và nhanh hơn.
- Độ tin cậy cao: các thành phần điện tử có tuổi thọ lâu hơn các thiết bị cơ điện
tử. Việc bảo d-ỡng định kỳ đối với điều khiển Rơle là không cần thiết đối với
PLC
- Chuẩn hoá đ-ợc phần cứng điều khiển

- Thích ứng trong môi tr-ờng khắc nghiệt nh- môi tr-ờng ẩm -ớt nh- ở nứơc ta,
môi tr-ờng co nhiệt độ thay đổi, điện áp giao động, tiếng ồn, oxi hoá
a) Điều hành quá trìng và báo động
b) Phát hiện lãi và điều hành
c) Ghứp nối với máy tính
(RS232\RS242)
d) Máy in ghép nối
e) Mạng tự động hoá xí nghiệp
f) Mạng cục bộ
g) Mạng mở rộng
h) F.A, EMS, C.M.I
Điều khiển mềm dẻo
Bộ môn tự động hóa

14
III- CấU TạO Và HOạT Động của PLC.
Cấu trúc phần cứng của PLC gồm:
- Modul nguồn cung cấp.
- Bộ xử lý trung tâm CPU.
- Bộ nhớ ch-ơng trình.
- Modul vào.
- Modul ra.
- Modul giao diện.
- Các modul mở rộng
Hình 1. Cấu trúc phần cứng của PLC.



1. Modul nguồn cung cấp.
Đây là bộ nguồn có dải điện áp vào rất rộng (85-265 VAC). Nó tạo nguồn

cung cấp chuẩn 24VDC cho tất cả các modul của PLC.


CPU
220V
Nguồn
năng
l-ợng
Mở rộng đ-ợc
Màn hình
Đầu vào
có lọc
Bộ nhớ
ch-ơng
trình
Đầu ra
khuếch
đại
Mạch
phối
ghép
Chức năng
phụ
Ray dẫn nguồn
24V
BUS luồng liên
lạc
Bộ môn tự động hóa

15

2. CPU.
a. Nhiệm vụ và cấu tạo.
Thực hiện các nhiệm vụ điều khiển trung tâm. Thành phần của CPU gồm
- 1 bộ xử lý.
- 1 bộ nhớ trong (RAM).
- Cờ, các bộ thời gian , bộ đếm.
- Khối chức năng tiêu chuẩn ( phục vụ hoạt động của hệ thống nh-
nhân, chia, mã hoá )
- Chỗ chứa bộ nhớ phụ.
- Cổng cho lập trình, khối giao tiếp hoặc BUS của mạng LAN nối vào PLC.
b. Hoạt động.
Các thông tin l-u giữ trong bộ nhớ ch-ơng trình đ-ợc gọi lên tuần tự vì đã
đ-ợc điều khiển và kiểm soát bởi bộ đếm ch-ơng trình do đơn vị xử lý trung tâm
khống chế. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu cá lẻ lại với nhau theo quy định và từ đó
rút ra kết quả là các lệnh cho đầu ra.
3. Bộ nhớ ch-ơng trình, bộ nhớ trong của PLC
Là, đó là nơi l-u giữ ch-ơng trình quyết định hoạt động của hệ thống điều
khiển. Trong bộ nhớ ch-ơng trình các lệnh đ-ợc ghi tuần tự theo địa chỉ riêng.
Bộ nhớ ch-ơng trình của PLC th-ờng là RAM. Với RAM này ta có thể nạp, ghi,
hoặc xoá ch-ơng trình bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên khi mất nguồn nuôi thì nội
dung của RAM cũng bị mất, do đó ng-ời ta phải lắp vào PLC các pin khô làm
nguồn nuôi dự trữ . Ng-ời ta cũng đã thiết kế bộ nhớ thành các modul để cho
phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau.
4. Modul đầu vào.
Có chức năng chuẩn bị các tín hiệu bên ngoài để chuyển vào trong PLC, nó
chứa các bộ lọc và bộ thích ứng mức năng l-ợng, đ-ợc thiết kế để có thể nhận
đ-ợc nhiều đầu vào. Các đầu vào đ-ợc trang bị đèn LED để việc quan sát dễ
dàng hơn.

Bộ môn tự động hóa

16
5. Modul đầu ra.
Có cấu tạo t-ơng tự modul vào. Nó gửi thẳng các thông tin đầu ra đến các
phần tử kích họat của các máy làm việc. Các đầu ra cũng đ-ợc trang bị đèn LED
để việc quan sát dễ dàng hơn.

6. Modul giao diện.
Dùng để nối bộ PLC với các thiết bị bên ngoài nh-: màn hình, thiết bị lập
trình


7.Modul mở rộng.
- Modul đếm: đ-ợc sử dụng để trợ giúp những bộ đếm trong CPU. Modul
đếm có khả năng đếm thuận, nghịch.
- Modul thời gian.
8. Những thông số kỹ thuật căn bản của PLC.
- Nguồn cung cấp.
- Thời gian xử lý 1 Kbyte lệnh.
- Dung l-ợng bộ nhớ .
- Số l-ợng bộ đếm, bộ thời gian, cờ.
- Phần cứng đồng hồ đếm thời gian.
- Số đầu vào, ra (số và t-ơng tự).
- Mức điện áp, dòng điện cho đầu vào ,ra.
- Khả năng mở rộng.
- Khả năng ghép nối với các thiết bị ngoại vi.
- Bộ lập trình PG.

Bộ môn tự động hóa

17
9-Các bit đầu vào trong PLC và các tín hiệu bên ngoài













Các bit đầu vào
Các bit trong PLC phản ánh trạng thái đóng mở của công tắc điện bên ngoài nh- hình trên.Khi
trạng thái khoá đầu vào thay đổi (đóng/mở),trạng thái các bit t-ơng ứng cũng thay đổi t-ơng
ứng (1/0).Các bit trong PLC đ-ợc tổ chức thành từng Word; ở hình trên các khoá đầu vào đ-ợc
nối t-ơng ứng với word 000.

Các bit đầu ra trong PLC và các tín hiệu bên ngoài

Các bit của Word từ 01000 01015 sẽ điều khiển bật tắt đèn t-ơng ứng với
trạng thái 1 hoặc 0 của nó.
01015











0
0
1
0
1
Các bit

của 010
01004
01000
Sáng
0V
00015











0
0
0
0
1
00001
00000
+V
Các bit bên
trong PLC
phản ánh
trạng thái
đóng mở

công tắc
điện bên
ngoài
Bộ môn tự động hóa

18

IV- Các vấn đề chính cần biết khi sử dụng plc


Đầu vào a) Số đầu vào.

b) Các loại đầu vào.


Đầu ra a) Số l-ợng đầu ra.

b) Các loại đầu ra.


Bộ nhớ a) RAM
Thông tin ở bộ nhớ này có thể đ-ợc
ghi vào hoặc đọc ra.

b) EPROM
Là bộ nhớ PROM để l-u giữ vĩnh cửu
các ch-ơng trình và có thể lập trình lại
bằng thiết bị lập ch-ơng trình.

c) EEPROM

Là bộ nhớ vĩnh cửu các ch-ơng trình
và có thể lập trình lại bằng thiết bị chuẩn
CRT hoặc bằng tay.


Ngoại vi a) Thiết bị lập trình bằng tay.

b) L.S.S - Phần mềm phụ trợ bằng tay.

c) Bộ lập trình Prom.


d) G.P.C- Thiết bị lập trình đồ hình
F.I.T-Tecminal thông minh trong xí
nghiệp.







Bộ môn tự động hóa

19

V-Thủ tục thiết kế bộ điều khiển ch-ơng trình

Kiểm tra tất cả các
dây nối
Chạy thử ch-ơng
trình
Sửa lại phần
mềm
Dựng một l-u đồ
chung của hệ thống
điều khiển
Liệt kê các đầu vào
ra t-ơng ứng với các
đầu V\R của PLC
Phiên dịch l-u đồ
sang giản đồ thang
L-u ch-ơng trình
vào EPROM
Sắp xếp có hệ thống
tất cả các bản vẽ
Kết thúc
Thay đổi
ch-ơng trình

Mô phỏng ch-ơng
trình và kiểm tra
phần mềm

Ch-ơng trình
đúng?

Tìm hiểu các yêu cầu
của hệ thống điều
khiển
Nối tất cả các thiết bị
vào ra với PC

Ch-ơng trình
đúng?
Lập trình giản đồ
thang vào PLC
Bộ môn tự động hóa

20


Ch-ơng II

Các thao tác và các lệnh cơ bản trong plc_cqm1

PLC có mật khẩu lệnh để ngăn ng-ời không có trách nhiệm thâm nhập
vào ch-ơng trình. PLC luôn đòi hỏi mật khẩu ngay sau khi bật nguồn hoặc sau
khi bộ lập trình đ-ợc cài đặt khi PLC ở chế độ vận hành. Để nhập mật khẩu cần
nhấn các phím CLR và MONTR.

* Xoá toàn bộ ch-ơng trình :
Việc xáo các ch-ơng trình đã có trong RAM của CPU t-ơng ứng chế độ
vận hành ALLCLEAR. Các không gian nhớ của rơle l-u giữ bộ đếm và bộ nhớ
dữ liệu có thể đ-ợc giữ lại bằng cách nhấn khoá của không gian bạn cần giữ lại
tr-ớc khi nhấn phím MONTR.
Chế độ ALLCLEAR làm việc khi chuyển mạch chọn chế độ đặt ở
PROGRAM
Bộ nhớ của PLC bị xoá sau khi thực hiện gõ các phím theo thứ tự sau :












< PROGRAM>

PASSWORD !
CLR
MONTR
CLR

<PROGRAM>
CLR
PLAY
SET
NOT
REC
RESET
MONTR
CLR
0000








Bộ môn tự động hóa

21



Phím lệnh

FUN
Các lệnh ứng dụng đặc
biệt gọi là chức năng
có thể đ-ợc đ-a vào
khi dùng khóa này.
LD
LD nhập các điểm vào
ch-ơng trình và cho ta
ý nghĩa của các điểm
phân nhánh.
AND
AND cho phép các
điểm phụ đ-ợc nối
với hau để hình thành
một mạch nối tiếp.
OR
OR cho phép các
điểm đ-ợc nối vào
mạch để hình thành
nối song song.
OUT
Các lệnh ra
TIM
Lệnh này để điều
khiển thời gian
CNT
Lệnh này để
điều khiển bộ

đếm
NOT
Dùng với LD,
AND, OR để thành
lập các điểm NC(
th-ờng kín)
HR
Thiết lập các rơle
l-u giữ (duy trì)
TR
Thiết bị các rơle
tạm thời.
SET

SHIFT

SHIFT dùng cho
chức năng thay
đổi của 4 phím
nhiều chức năng
có nhãn là PLAY,
RECORD
Channel,
CONTACT
A
0
9
Dùng khi cần
nhập vào các con
số thập phân, hexa

khi làm lập trình












Bộ môn tự động hóa

22



Lệnh đặt - hồi phục c-ỡng bức

C-ỡng bức các phần tử đầu ra hoặc các phần khác của ch-ơng trình lên
ON hoặc xuống OFF độc lập với ch-ơng trình đ-ợc thực hiện bởi
FORCED SET/RESET.


Nhấn Hoặc

Bật ON Tắt OFF


Đặt chuyển mạch chọn chế độ về MONTR
Nhấn









Đèn LED 10000 sẽ sáng lên

SET
RESET
CLR
OUT
B
1
A
0
A
0
A
0
A
0
MONTR
SET
Bộ môn tự động hóa

23



Kiểm tra ch-ơng trình

Có thể kiểm tra đ-ợc ch-ơng trình để làm suất hiện bất cứ một lệnh nào
hoặc bất cứ địa chỉ bit dữ liệu nào dùng trong một lệnh. Việc kiển tra có thể tiến
hành từ bất cứ địa chỉ nào đang hiển thị hoặc từ một hiển thị đã bị xoá.

Để chỉ định một địa chỉ Bit hoặc một lệnh làm nh- sau:


<Lệnh>




<Địa chỉ>














Khi đã tìm ra một lệnh hoặc một địa chỉ bit thì ta có thể nhấn phím SRCH
một lền nữa để làm hiển thị kèm theo của chính lệnh hoặc địa chỉ của bit đó.
Trong khi tiến hành kiểm tra trên màn hiển thị suất hiện SRCH`G.
Khi một từ đầu tiên của câu lệnh nhiều từ đã hiển thị trong quá trình kiểm
tra, từ tiếp theo của câu lệnh sẽ đ-ợc hiển thị nếu nhấn phím DOWN tr-ớc khi
thực hiện tiếp việc kiểm tra.
Nếu bộ nhớ ch-ơng trình đ-ợc đọc ra trong chế độ RUN hoặc MONTR thì

trạng thái ON\OFF của bất cứ một hiển thị nào cũng sẽ hiện ra.






CLR
SHIFT
CONT
#
SRCH
SRCH
HR
TIM
CNT
Bé m«n tù ®éng hãa

24



VÝ dô : kiÓm tra bit

VÝ dô : kiÓm tra c©u lÖnh

CLR
F
5
SRCH
SRCH
SRCH
CONT
#
SHIFT
00000
00000
CONT 00005
02000 CONT SRCH
LD 00005
02030 CONT SRCH
AND 00005
10780 CONT SRCH
END(01)
CLR
LD
SRCH
SRCH
SRCH
00000

00000
LD 00000
02000 SRCH
LD 00000
02020
LD 00000
10820 SRCH
END(01)