đề tài thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động dùng plc-cqm1h cpu51 có khả năng quản lý thời gian làm việc của nhân viên và đóng cắt các thiết bị điện khi không cần thiết

Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN—
BÀI TẬP LỚN PLC
Đề tài:
Thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động dùng PLC-CQM1H CPU51 có
khả năng quản lý thời gian làm việc của nhân viên và đóng cắt các thiết
bị điện khi không cần thiết
Giáo viên hướng dẫn : Tống Thị Lý
Nhóm sinh viên thực hiện : Quách Văn Tĩnh
Nguyễn Trung Dũng
Đỗ Đức Quỳnh
Phạm Văn Mạnh
Nguyễn Văn Đượng
Nguyễn Thanh Tình
Lớp : Điện 1- Khóa 2
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hà nội ngày 14/09/2010
Mục lục
Chương 0: Đề tài
Chương I Giới thiệu về cửa đóng mở tự động
I/Giới thiệu chung về cửa tự động
II/Các đặc tính vượt trội của cửa tự động
1.Tính đơn giản
2.Tính kỹ thuật
3.Độ tin cậy
4. Tính linh hoạt
5.Tính an toàn
III/Một số hệ thống cửa tự động
1.Hệ thống cửa tự động trượt thẳng 02 hoặc 03,04 cánh
2.Hệ thống cửa trượt tự động dạng vòm cong 2 hoặc 4 cánh

3.Hệ thống cửa trượt tự động dạng quay 2,3,4 cánh
IV/Cấu tạo
1.Đặc điểm chung
2.Mô tơ
3.Bộ điều khiển
4.Mắt cảm biến hồng ngoại
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
5.Hộp kỹ thuật
6.camera
V/Các phụ kiện
1.Khóa cơ điện
2.Giám sát khóa
3.Bình điện và mạch sạc
4.Tia an toàn
Chương 2 Giới thiệu chung về PLC,CPU-CQM1H
I/Giới thiệu chung về PLC
1.Xuất xứ
2.Các ưu nhược điểm khi dùng PLC
3.Cấu trúc chung của bộ PLC
4.Giới thiệu một số nhóm PLC phổ biến hiện nay
II/Tìm hiểu về PLC-CQM1H(Hãng Omron)
1.Giới thiệu chung
2.Tổng quan về CQM1H
3.Cấu hình hệ thống
Chương 3 : Thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động dùng
PLC ,hệ thống quản lý nhân viên,đóng cắt thiết bị chiếu sáng
I/ Các bước lưu ý khi lựa chọn thiết kế hệ thống dùng PLC
1.Trình tự thiết kế hệ thống PLC
2. Thiết kế chương trình trên PLC
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý

3.Tổ chức bố trí phần cứng hệ thống
4.Chạy thử chương trình
5.Lập tài liệu cho hệ thống:
II/ Bài toán cửa đóng mở tự động,quản lý nhân viên, đóng cắt thiết bị
điện
1.Mô tả
2. Lựa chọn thiết kế mô tả công nghệ
a. Lựa chọn thiết kế:
b. Mô tả công nghệ
III/Thiết kế bộ lập trình điều khiển hệ thống đóng mở cửa tự động dùng
CQM1H,và quản lý nhân viên , đóng cắt thiết bị điện
1.Sơ đồ khối
2. Địa chỉ đầu vào/ ra
3. Giản đồ thời gian
4. Sơ đồ đấu nối
5.Chương trình cho PLC
IV/Lựa chọn thiết bị
1 .Tính toán các thiết bị cần dùng
2.Chọn mua các thiết bị
V/Giới thiệu một chi tiết một số thiết bị sử dụng trong bài toán
1.Cảm biến hồng ngoại( cửa tự động)
a.Nguyên tắc hoạt động
b.Phạm vi ứng dụng
c.Lựa chọn cảm biến cho bài toán đóng mở cửa tự động
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
2.Bộ lưu điện UPS
a.Vấn đề đặt ra
b.Các loại UPS
c.Lựa chọn bộ UPS cho bài toán đóng mở cửa tự động dùng PLC
d.Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng

3.Hệ thống kiểm soát vào ra, chấm công
a.Giới thiệu “Hệ Thống Kiểm Soát Vào Ra Và Thời Gian Làm Việc”
b.Hệ thống quản lí bằng thẻ được thực hiện như sau :
c.Các thành phần của he thống kiểm soát vào ra
d.Nguyên lý hoạt động
4.Cảm biến ánh sáng
Chương 4 : Chương trình mô phỏng
Chương 0: Đề tài
Nội dung
Đề tài :Ứng dụng PLC-CQM1H CPU51 điều khiển hệ thống đóng mở cửa tự
động cho một văn phòng
Mục tiêu: Điều khiển tự động đóng mở cửa tự động cho 1 văn phòng ,có khả
năng giám sát được thời gian làm việc của các nhân trong văn phòng đó,có
khả năng đóng cắt các thiết bị cần thiết khi không có người
Chương 1 : Giới thiệu về đóng mở cửa tự động
I) Giới thiệu chung về Cửa tự động (Automatic door)
Xã hội hiện đại, nhu cầu đa dạng và đòi hỏi về sự tiện nghi của cuộc sống
không ngừng được nâng lên, các tào nhà văn phòng cao ốc hiện đại tiện nghi
ngày càng nhiều việc ứng dụng khoa học công nghệ vào quá trình quản lý
điều hành là rất cần thiết cho việc giảm thiểu nhân sự tiết kiệm thời gian
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
,tiền bạc.Đứng trước yêu cầu đó các công ty và các hãng sản xuất đã tạo ra
những bộ cửa có tính tự động hóa cao đáp ứng nhu cầu đi lại của con
người.Ngày nay, cửa trượt đang dần trở thành khuynh hướng thiết kế của
thời đại mới bởi các ưu điểm vượt trội của nó như khả năng sử dụng với mật
độ lưu thông cao, tốc độ đóng mở nhanh và tính an toàn, tiết kiệm diện tích.
Hiện nay cửa trượt tự động còn vươn lên một tầm cao mới với các kỹ thuật
hiện đại như khả năng vận hành bằng điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông
minh.
II )Các đặc tính vượt trội của cửa trượt tự động:

1/Tính đơn giản: Lắp đặt dễ dàng, thuận tiện, Dễ điều chỉnh.
2/Tính kỹ thuật: Tối ưu hóa trình tự hoạt động, nâng cao khả năng chống
gió ,Tăng cường giảm thiểu tiếng ồn.
3/Độ tin cậy: Kết cấu bộ điều khiển được tối ưu hóa, bền và ít xảy ra sự cố ,
Đóng mở ổn định,
4/Tính linh hoạt: Bằng việc kết hợp chức năng của các bộ phận, người sử
dụng có thể thực hiện được thêm nhiều chức năng khác.Với kỹ thuật lần đầu
tiên được áp dụng là thêm cơ năng vào bộ phận điều khiển, cửa trượt tự
động có thể thực hiện thêm các chức năng mới như hoạt động liên thông
nhiều cửa, hiển thị nhắc nhở chuông cửa, điều chỉnh ngữ âm và điều khiển
trung ương
- Với bộ điều khiển kết hợp với bộ tắt mở gắn ngoài, có thể mở rộng cửa từ
20-90%, tiết kiệm năng lượng tối đa.
5/Tính an toàn :Cửa sẽ tự động khởi động lại khi gặp vật cản, sensor vật
cản sẽ linh hoạt hơn và phạm vi điều chỉnh sẽ được mở rộng, Dễ mở khi mất
điện
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
III)Một số hệ
thống cửa tự động
1. Hệ cửa tự động
trượt thẳng 02
hoặc 03, 04 cánh:

Nguyên lý vận hành hệ quan sát (Sensor)
lối đi - Cảnh báo khu vách cố định
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Có thể yêu cầu trang bị hệ tự nhận dạng người đi xe lăn (tàn tật)
Hệ cửa trượt 02 cánh
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hệ cửa trượt 04 cánh

2. Hệ cửa tự động trượt theo dạng vòm cong 02 hoặc 04 cánh:
Cửa trượt dạng vòm cong
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
3. Hệ cửa tự động mở quay 02, 03 hoặc 04 cánh:

IV)Cấu tạo
1/ Đặc điểm chung
Là hệ thống cửa trượt tự động cao cấp có thể đáp ứng được các yêu cầu cao
về cấu hình cũng như kích cỡ theo yêu cầu của khách hàng, dòng sản phẩm
này bao gồm nhiều chủng loại. Hệ thống bao gồm :
Khung bao
- Bằng nhôm định hình
- Được thiết kế lắp đặt treo tường hoặc trần nhà
- Kích thước : a x b mm ( cao x sâu )
- Ray trượt bằng plastic gia cường, chống ồn
Nắp hộp khung bao
- Bằng nhôm định hình
- Được thiết kế liên kết với khung bao để mở một cách dễ dàng và êm ái,
có dây cáp an toàn bằng thép chống rơi và giá đỡ khi mở nắp ( option )
Bộ phận vận hành cửa trượt bao gồm : moto ,bộ phận điều khiển (PLC) ,
Mắt cảm biến hồng ngoại,hộp kỹ thuật,dây codoa
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
2/Mo tơ: (DC Brushless Motor )đây là loại mô tơ điện một chiều không sử
dụng chổi than cho phép cửa hoạt động với tần suất cao mà không bị nóng.
Với moment xoắn lớn cộng với hệ thống gá được chế tạo đặc biệt giúp cho
sự vận hành của cửa hết sức nhẹ nhàng không bị rung. Tải trọng tối đa cho
02 cánh cửa lên tới 250 kg hoặc 150 kg cho cửa 1 cánh.
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
3/ Bộ điều khiển ( MICOM Controller) Sử dụng PLC, lập trình hệ thống
cho phép đảm bảo nhiều chức năng đóng - mở, có thể kết hợp với các thiết

bị khác như đầu đọc thẻ, khoá điện, sensor an toàn đảm bảo độ an toàn và an
ninh cao. Trong khi cửa đang mở hoặc đóng, nếu gặp chướng ngại vật cửa sẽ
dừng lại đổi chiều và sau đó sẽ từ từ đóng lại hoặc mở ra. Nếu sau 3 lần gặp
vật cản, cửa sẽ giữ nguyên ở vị trí mở và sẽ hoạt động trở lại khi có tín hiệu
từ mắt thần (sensor).
4/Mắt cảm biến hồng ngoại : ( SENSOR) : Toàn bộ Hệ cửa tự động đều sử
dụng mắt cảm biến (sensor)HORTON (Made in Japan) và mắt cảm biến
hồng ngoại (sensor) của Thụy Điển, Bỉ, cho phép cửa có tầm quét xa,
nhạy và liên tục.
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
5/Hộp kỹ thuật(Rail base): Được chế tạo từ hợp kim nhôm với độ cứng cao
giúp cho khung cửa chắc khoẻ và đặc biệt không bị mài mòn trong quá trình
sử dụng
Bộ điều khiển trung tâm và ray, tai treo
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
V/ Các phụ kiện ( Tùy chọn kèm theo )
1/Khoá cơ điện
- Bảo đảm cánh cửa được khoá ở vị trí đóng
- Trọn bộ với board điều khiển và đầu nối gắn với board
xử lý E 100
- Được kích hoạt bằng nút mở từ phía trong và thiết kế
kết nối thiết bị mở từ phía ngoài
- Sự vận hành tiêu chuẩn : mở cửa với chế độ 1 chiều ban đêm, trường hợp
đặc biệt có thể lập trình mở với chế độ tự động ( automatic)
2/Giám sát khoá
- Thiết bị từ tính kiểm soát chính xác sự hoạt động của khoá và thẩm tra
tình trạng khoá cánh cửa
- Trong trường hợp khoá hoạt động không bình thường, một
tín hiệu báo lỗi thể hiện trên bàn phím ( có thể kết nối với đèn
nháy hoặc còi báo )

3/Bình điện và mạch sạc
- Trường hợp cúp điện, bình điện bảo đảm sự hoạt động của cửa liên tục
trong 30 phút
- Được cung cấp với mạch kiểm soát tình trạng và sạc bình
- Đèn LED báo tình trạng : sạc đầy, đang sạc
- Đèn LED báo nguồn điện chính : ON – OFF
- Được thiết kế cho hoạt động
• Chae dùng mở một lần
• Chae dùng đóng một lần
• Sử dụng liên tục ( với lựa chọn đóng hoặc mở lần cuối cùng )
4/Tia an toàn ( photocell )
- Bao gồm bộ phát & bộ nhận và dây cáp ( 5m )
- Nguồn cấp : 24VAC – 24VDC
- Dòng điện : 70mA
- Gióng hàng : tự động
- Góc lệch : +/- 5 độ
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
- Khoảng cách : 5 mét
- Cấp bảo vệ : IP66
- Nhiệt độ làm việc : -20 đến + 55 độ C
Chương 2 : Giới thiệu chung về PLC,CPU-CQM1H
I/Giới thiệu chung về PLC
1/Xuất xứ
a/Sự ra đời của bộ điều khiển PLC:
- Năm 1642, Pascal đã phát minh ra máy tính cơ khí dùng bánh răng.Đến
năm 1834 Babbage đã hoàn thiện máy tính cơ khí "vi sai" có khả năng tính
toán với
độ chính xác tới 6 con số thập phân.
- Năm 1808, Joseph M.Jaquard đã dùng các lỗ trên tấm bìa thẻ kim loại
mỏng, sắp xếp chúng trên máy dệt theo nhiều chiều khác nhau để điều khiển

máy dệt tự động thực hiệncác mẫu hàng phức tap.
- Trước năm 1904, Hoa Kỳ và Đức đã sử dụng mạch rơle để triển khai chiếc
máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới.
- Năm 1943, Mauhly và Ackert chế tạo "cái máy tính" đầu tiên gọi là "máy
tính và tích phân số điện tử" viết tắt là ENIAC. Máy có: 18.000 đèn điện tử
chân không,
500.000 mối hàn thủ công, Chiếm diện tích 1613 ft2, Công suất tiêu thụ
điện 174 kW, 6000 nút bấm, Khoảng vài trăm phích cắm.
Chiếc máy tính này phức tạp đến nỗi xhỉ mới thao tác được vài phút lỗi và
hư hỏng đã xuất hiện. Việc sữa chữa lắp đặt lại đèn điện tử để chạy lại phải
mất đến cả tuần. Chỉ tới khi áp dụng kỹ thuật bán dẫn vào năm 1948, đưa
vào sản xuất công nghiệp một thời gian sau thì những máy tính điện tử lập
trình lại mới được sản xuất và thương mại hoá.
Sự phát triển của máy tính cũng kèm theo kỹ thuật điều khiển tự động.
-Mạch tiích hợp điịen tử - IC - năm 1959.
- Mạch tích hợp gam rộng - LSI - năm 1965.
- Bộ vi xử lý - năm 1974.
- Dữ liệu chương trình - điều khiển.
- Kỹ thuật lưu giữ
Những phát minh này đã đánh dấu một bước rất quan trọng và quyết định
trong việc phát triển ồ ạt kỹ thuật máy tính và các ứng dụng của nó như
PLC, CNC, lúc này khái niệm điều khiển bằng cơ khí và bằng điện tử mới
được phân biệt.
Đến cuối thập kỷ 20, người ta dùng nhiều chỉ tiêu để phân biệt các loại kỹ
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
thuật điều khiển, bởi vì trong thực tế sản xuất đòi hỏi điều khiển tổng thể
những hệ thống máy tính chứ không điều khiển đơn lẻ từng máy.
b/Khái niệm:PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic
Controller Theo hiệp hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ ( NEMA-
National Electrical Manufactures Association) thì PLC là một thiết bị điều

khiển mà được trang bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian,
đếm xung và tính toán cho phép điều khiển nhiều loại máy móc và các bộ xử
lý. Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo chương
trình. Nói một cách ngắn gọn PLC là một máy tính công nghiệp để thực hiện
một dãy quá trình.
2/ Các ưu nhược điểm khi dùng PLC
a/Ưu điểm
Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau:
- PLC dễ dang tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình
- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Chương trình tácđộng
đến bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng
xem xét việc thực hiện và giải quyết tại chỗ những vấn đề liên quan đến sản
xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết dễ dàng bằng công nghệ điều
khiển chu trình trước đây. Như thế người lập trình chương trình thực hiện
việc nối PLC với công nghệ điều khiển chu trình. Người lập chương trình
được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả phần cứng và phần
mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng và phần mềm
dễ dàng hơn
- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu
được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle.
- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không cần
những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp điểm và
không tiếp điểm.
Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều
khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện chức năng
đó.Ngôn ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến khiến thức
chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng như việc duy trì
hệ thống PLC tại nơi làm việc.Việc tạo ra PLC không những dễ cho việc
chuyển đổi các tác động bên ngoài thành các tác động bên trong (tức chương
trình), mà chương trình tác động nối tiếp bên trong còn trở thành một phần

mềm có dạng tương ứng song song với các tác động bên ngoài.Việc chuyển
đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với máy tính.
-Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới bộ
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. đầu I/O này được đặt tại
giữa các dụng cụ ngoài và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ các
dụng cụ ngoài thành các mức logic vàchuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở
mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài có thể làm việc được.
- Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều
cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì ở PLC những
công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương trình và các chương trình
đó được lưu giữ ở băng catssete hay đĩa CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở
lại.
- Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra
sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng
rơle trước đây,
- Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên
độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.
b/Nhược điểm
-Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các
ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn cục về hợp
thức hoá.
-Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn
khi sử dụng bằng phương pháp rơle.
3/Cấu trúc chung của bộ PLC
a/Cấu trúc cơ bản
Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, gồm bộ xử lý,bộ nhớ, bộ
nguồn, giao diện nhập/ xuất (I/O), và thiết bị lập trình.(Hình 2.1)
Bộ xử lý của PLC :
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý,

biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo
chương trình được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định
dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các thiết bị xuất.
Bộ nguồn:
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấpDC (5V)
cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện có trong các modulegiao diện nhập
và xuất.
Bộ nhớ:
Bộ nhớ là nơi lưu chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển,
dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý.Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ :
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung cấp dung lượng lưu trỡ
cho hệ điều hành và dữ liệu cố định được CPU sử dụng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Ramden Accept Memory) dành cho
chương trình của người dùng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho dữ liệu. Đây là nơi lưu trữ thông
tin theo trạng thái của các thiết bị nhập, xuất, các giá trị của đồng hồ thời
chuẩn các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác.
RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặc bảng ghi.Một phần của
bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho các địa chỉ ngõ vào,ngõ ra, cùng với
trạng thái của ngõ vào và ngõ ra đó. Một phần dành cho dữ liệu được cài đặt
trước, và một phần khác dành để lưu trữ các giá trị của bộ đếm, các giá trị
của đồng hồ thời chuẩn, vv…
Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được ( EPROM ) Là các ROM có thể
được lập trình, sau đó các chương trình này được thường trú trong ROM.
Người dùng có thể thay đổi chương trình và dữ liệu trong RAM. Tất cả các
PLC đều có một lượng RAM nhất định để lưu chương trình do người dùng
cài đặt và dữ liệu chương trình. Tuy nhiên để tránh mất mát chương trình khi
nguồn công suất bị ngắt, PLC sử dụng ác quy để duy trì nội dung RAM
trong một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM hương trình có thể được

tải vào vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường là module có khoá nối với
PLC, do đó chương trình trở thành vĩnh cửu.Ngoài ra còn có các bộ đệm tạm
thời lưu trữ các kênh nhập/xuất ( I/O).Dung lượng lưu trữ của bộ nhớ được
xác định bằng số lượng từ nhị phân có thể lưu trữ được. Như vậy nếu dung
lượng bộ nhớ là 256 từ, bộ nhớ có thể lưu trữ 256 8 = 2048 bit, nếu sử
dụng các từ 8 bit và 25616 = 4096 bit nếu sử dụng các từ 16 bit.
Thiếp bị lập trình.
Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của bộ xử
lý. Chương trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển đến bộ nhớ
của PLC.
Các phần nhập và xuất.
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin
đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc hoặc từ
các bộ cảm biến vv… Các thiết bị xuất có thể đến các cuộn dây của bộ khởi
động động cơ, các van solenoid vv…
b/Cấu trúc bên trong
Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU) chứa
bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/ xuất. CPU điều khiển và xử lý
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
mọi hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được trang bị đồng hồ
có tần số trong khoảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết định tốc độ vận
hành của PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng bộ hóa tất cả các thành
phần của hệ thống. Thông tin trong PLC được truyền dưới dạng các tín hiệu
digital. Các đường dẫn bên trong truyền các tín hiệu digital được gọi là Bus.
Về vật lý bus là bộ dây dẫn truyền các tín hiệu điện. Bus có thể là các vệt
dây dẫn trên bản mạch in hoặc các dây điện trong cable bẹ. CPU sử dụng
bus dữ liệu để gửi dữ liệu giữa các bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới các
vị trí truy cập dữ liệu được lưu trữ và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan
đến các hoạt động điều khiển nội bộ. Bus hệ thống được sử dụng để truyền
thông giữa các cổng và thiết bị nhập /xuất

Cấu trúc của PLC được minh hoạ như sơ đồ sau.(Hình 2.2)
CPU
Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ vi xử lý. Nói chung CPU có:
1. Bộ thuật toán và logic (ALU) chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện
các phép toán số học (cộng, trừ, nhân, chia) và các phép toán logic AND,
OR,NOT,EXCLUSIVE- OR.
BUS
Bus là các đường dẫn dùng để truyền thông bên trong PLC. Thông tin được
truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị phân 1 hoặc
0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệu nào đó. Thuật ngữ từ được sử
dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Vì vậy một từ 8 - bit có thể là
số nhị phân 00100110. Cả 8- bit này được truyền thông đồng thời theo dây
song song của chúng. Hệ thống PLC có 4 loại bus.
1. Bus dữ liệu: tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU. Bộ
xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có thể thực hiện
các phép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo giá trị 8- bit.
2. Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ.
Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ được gán
một địa chỉ duy nhất. Mỗi vị trí từ được gán một địa chỉ sao cho dữ liệu
được lưu trữ ở vị trí nhất định. để CPU có thể đọc hoặc ghi ở đó bus địa chỉ
mang thông tin cho biết địa chỉ sẽ được truy cập. Nếu bus địa chỉ gồm 8
đường, số lượng từ 8-bit, hoặc số lượng địa chỉ phân biệt là 28 = 256. Với
bus địa chỉ 16 đường số lượng địa chỉ khả dụng là 65536.
3. Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng để
điều khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị
nhập hoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng
bộ hoá các hoạt động.
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
4. Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và các
thiết bị nhập/xuất.

Bộ nhớ
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ như: bộ nhớ chỉ để đọc(ROM), bộ
nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình được
(EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở trên.
4.Giới thiệu một số nhóm PLC phổ biến hiện nay trên thế giới:
1. Siemens: có ba nhóm
-CPU S7 200:
CPU 21x: 210; 212; 214; 215-2DP; 216.
CPU 22x: 221; 222; 224; 224XP; 226; 226XM.
-CPU S7300:
-CPU S7400:
2. Mitsubishi:
3. Omron:
4. Allen Bredly:
5. Controtechnique:
6. ABB:AC 100M
- AC 400M
- AC 800M, đây là loại có 2 module CPU làm việc song song theo chế độ dự
phòng nóng.
II/Tìm hiểu về PLC-CQM1H(Hãng Omron)
1/Giới thiệu chung
Các bộ điều khiển lập trình của hang PLC omron rất đa dạng gồm các loại
CPM1A,CPM2A,CQM1H…những loại PLC nên tạo thành những modul dời
rạc kết nối lại với nhau có thể cho phép mở rộng dung lượng bộ nhớ và mở
rộng các ngõ vào ra.Vì vậy chúng được sử dụng rất linh hoạt và đa dạng
trong thực tiễn.Ngoài ra hang Omron còn sán xuất các bộ PLc có cấu trúc cố
định các PLC này thường được sử dụng trong các hệ thống ddieuf khiển đặc
biệt nên đòi hỏi phải có tính linh hoạt cao.(Hinh2.5)
2/ Tổng quan về CQM1H
PLC –CQM1H gồm 4 dòng khác nhau và có cấu trúc modul lập trình điều

khiển nên đến 512 đầu vào và đầu ra.Trái ngược với truyền thống kiểu
modul điều khiển không yêu cầu xác lập một không gian có sẵn.Các đầu
vào/ra được kết nối với các CPU và ghi vào Din rail.Lập trình được thực
hiện thong qua một giao diện lập trình và một máy tính PC sử dụng phần
mềm lập trình CX-Programmer.PLC chương trình viết cho các CQM1 cũng
tương thích với CQM1H.
Cấu hình cơ bản của CQM1H(hình 2.3)
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Bảng hiệu suất dữ liệu của các loại CPU
Các loại
CQM1H
CQM1H-
CPU11/CPU21
CQM1H-CPU51 CQM1H-CPU61
Đơn vị I/O 256 512 512
Remote đầu
vào/ra
224 480 480
Thời gian thực
hiện
0,4µs 0,4 0,4
Chương trình bộ
nhớ
3,2kwords 7,2 kwords 5,2 kwords
Bộ nhớ dữ liệu 3 kwords 6 kwords 12 kwords
Đầu vào ngắt 4 4 4
Thời gian điều
khiển ngắt
3(0,5ms 5 phút) 3(0,5ms 5 phút) 3(0,5ms 5 phút)
Đặc biệt I/O

modul
- 2 khe 2 khe

Mạng và truyền thông
Ethernet(mở mạng) - - -
Controller
link(mạng)
- có Có
Link hoat sysmac
way(mạng)
có Có có
Devicenet (mở
fieldbus)
có Có có
Compobus/s(fielbus) có Có có
ASI-Interface(mở
fielbus)
có Có có
Profibus-dp(mở
fielbus)
có có có
3/Cấu hình hệ thống:
1/ Các thành phần của hệ thống được gắn vào thiết bị khác và đảm bảo sử
dụng 2 thanh trượt khóa.Hệ thống phải được đặt trên 1 đường ray DIN( hình
2.6)ặt đươc thức hiện dễ dàng hơn các I/O thiết bị đầu cuối có thể được loại
bỏ.
2/ Khi lựa chọn các I/O đơn vị cần lưu ý:( Hình 2.4)
3/ I/O mở rộng: có thể mở rộng hệ thống CQM1H bởi 1 I/O đơn vị khối
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
bằng cách sử dụng giao diện đơn vị và cáp truyền thong.Điều này cho phép

tối đa cáu hình trong 5 I/O trên CPU dơn vị và 11I/O đơn vị trên khối mở
rộng có được.Tiêu thụ điện năng của tát cả các CPU đơn vị không được vượt
quá 3,0A và của các hệ thống mở rộng đơn vị không được vượt quá
2,0A( hình 2.7)
4/ Các tính năng đặc biệt của CPU –CQM1H:mỗi CPU đều có 16 đầu vào
bằng bán dẫn.Bốn trong số những yếu tố đàu vào có thể được ký hiệu như
đầu vào gián đoạn.thời gian đáp ứng trươc khi ngắt chương trình con tối đa
là 1ms.hơn nữa 3 yếu tố đầu vào có thể được kết nối như một bộ mã hóa để
tăng nhanh tốc đọ truy cập vào dữ liệu xung lên đén 5kHz được tính .Mối
Cpu-CQM1H xung đầu ra có thể lên tới 1kHz thông qua một bộ chuyển đổi
(Hình 2.8)
5/ Một tính năng đặc biệt hơn nữa của các CQM1H CPU51/CPU61 là vùng
1 và 2.Vùng 1 và 2 có thể giữu bảng bên trong với các chức năng khác
nhau .Cần lưu ý rằng một số đối tượng bên trong chỉ có thể sử dụng trong 1
khe và những đối tượng khác chỉ có thể sử dụng được trong khe cắm 2.
6/Bảng giới thiệu các CPU đơn vị(hình 2.9)
7/Bảng thông số kỹ thuật của các CPU-CQM1H(hình 2.10)
8/Bảng tổng dữ liệu ( CPU và các dơn vị cung cấp điện)( Hình 2.11)
9/Bộ nhớ modul: các modul bộ nhớ có thể được sử dụng để tải các chương
trình người dùng đén PLC.Điề này cho phép nó không lệ thuộc vào dung
lượng pin điện.Khi cung cấp điện PLC được bật nội dung của bộ nhơ trong
modul được sao chép vào vùng nhớ Ram(Hình 2.12)
Hình 2.1: Cấu trúc cơ bản của PLC
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hình 2.2 Cấu trúc bên trong của PLC
Hình 2.3 : Cấu hình cơ bản của CQM1H
Hình 2.5 PLC-CQM1H
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hình 2.4(*không bao gồm các yếu tố đầu vào băng bán dẫn tích hợp vào
CPU)

Hinh 2.6
Bài tập lớn PLC GVHD: Tống Thị Lý
Hình 2.7