kế hệ thống cửa tự động dùng logo

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Mục lục

Trang
Lời cảm ơn 1
Mở đầu 2

Chơng 1: Tổng quan về PLC 5
1.1 Hệ thống điều khiển là gì ? 5
1.2 Vai trò của bộ điều khiển PLC 9
1.3 Các thành phần của một bộ PLC 10
1.3.1 Đơn vị xử lý trung tâm CPU
1.3.2 Bộ nhớ ( memory)
1.3.3 Các thiết bị nhập
1.3.4 Các thiết bị xuất
1.3.5 Modul phối ghép
1.3.6 Các chức năng phụ
1.4 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thờng 15
1.5 Các bớc thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC 16
1.5.1 Xác định yêu cầu công nghệ
1.5.2 Xác địng ngõ vào ngõ ra
1.5.3 Viết chơng trình
1.5.4 Nạp chơng trình vào bộ nhớ
1.5.5 Chạy chơng trình
1
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Chơng 2: Modul LOGO! với giải pháp cho bài toán
tự động hoá cỡ nhỏ 20
2.1 Các tính năng ký thuật của LOGO! 21
2.2 Lắp ráp và nối dây cho LOGO! 23
2.2.1 Lắp ráp

2.2.2 Nối với nguồn điện
2.2.3 Nối các đầu vào của LOGO!
2.2.4 Nối các đầu ra của LOGO!
2.3 Khởi động LOGO! , bật, tái khởi động nguồn cung cấp 26
2.4 Lập trình cho LOGO! 26
2.4.1 Đầu nối
2.4.2 Các chức năng cơ bản

2.4.3 Các chức năng đặc biệt
2.4.3.1 On delay

2.4.3.2 Off delay
2.4.3.3 Rơle xung ( Pulse relay)
2.4.3.4 Đồng hồ ( khoá định thời gian)
2.4.3.5 Rơle tự giữ
2.4.3.6 Phát xung đồng hồ
2.4.3.7 On delay nhớ
2.4.3.8 Bộ đếm thuận nghịch
2.4.4 Khối (BN)
2.4.5 Yêu cầu cho bộ nhớ và kích thớc của một mạch
2.4.6 Các quy tắc Vàng khi sử dụng LOGO!
2.4.7 Tổng quan các menu chính của LOGO!
2.4.8 Đa vào một chơng trình
2
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
2.4.9 Đặt thông số cho LOGO!
2.4.10 Đặt thời gian ( LOGO! 230RC)

Chơng 3: Cửa tự động với modul LOGO! 50
3.1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống 53

3.2 Tính số đầu vào đầu ra 54
3.3 Lu đồ chơng trình 55
3.4 Đấu nối 56
3.5 Nguyên lý hoạt động 56
Kết luận 57
Tài liệu tham khảo 58
Mở Đầu
3
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Hiện nay trên thế giới sự phát triển nh vũ bão của khoa học kỹ thuật, đã kéo
theo sự phát triển của rất nhiều lĩnh vực khác nh sản xuất, tiêu dùng và các nghành
dịch vụ khác . Những công nghệ mới, tiên tiến liên tục đ ợc ra đời để thay thế
công nghệ cũ lạc hậu, nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con ngời.
Không thể nằm ngoài quy luật của sự phát triển đó. Đất nớc ta đang tiến hành
công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Phấn đấu đến năm 2020 cơ bản trở thành nớc công
nghiệp phát triển. Để điều đó trở thành hiện thực chúng ta phải không ngừng nghiên
cứu phát triển, ứng dụng công nghệ mới tiên tiến vào thực tiễn để đẩy nhanh quá
trình đó. Hoặc không nghừng cập nhật, nhập khẩu cộng nghệ hiện đại của nớc ngoài
để đẩy nhanh công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Trong đó nghành tự động
hoá chiếm vị trí hết sức quan trọng nếu không muốn nói là quyết định đến sự phát
triển của một nền công nghiệp.
Có thể nói tự động hoá còn khá mới mẻ ở nớc ta, nhng ở nhũng nớc có nền công
nghịêp phát triển nh Mĩ, Nhật Bản, Tây Âu nó đã phát triển cao độ và chiếm một
vị trí hết sức quan trọng trong sản xuất công nghiệp cũng nh trong các nghành dịch
vụ . Kể cả trong lĩnh vực đòi hỏi sự chính xác rất cao nh nghiên cứu vũ trụ, kỹ
thuật quân sự.
Chiếm một vị trí khá quan trọng trong nghành tự động hoá đó là kỹ thuật điều
khiển logic khả lập trình viết tắt là PLC ( Progammable logical controller ). Nó đã
và đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong các nghành
kinh tế quốc dân. Không những thay thế cho kỹ thật điều khiển bằng cơ cấu cam

hoặc kỹ thuật rơle trớc kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác nữa chẳng
hạn nh chức năng chuẩn đoán . Kỹ thuật này điều khiển có hiệu quả với từng
máy làm việc độc lập cũng nh với những hệ thống máy sản xuất linh hoạt, phức tạp
hơn.
4
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả của nền sản xuất nói chung là chìa
khoá của sự thành công. Hiệu quả của nền sản xuất bao chùm những lĩnh vực rất
rộng nh:
+ Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây truyền phải nhanh.
+ Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ.
+ Chất lợng cao và ít phế phẩm.

+ Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
+ Máy sản xuất có giá rẻ.
Các bộ điều khiển chơng trình đáp ứng đợc 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. Trớc đây
thì việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong việc sản xuất hàng loạt năng xuất cao.
Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất nhiều loại hàng hoá khác
nhau, trong việc nâng cao chất lợng cũng nh để đạt năng suất cao hơn và nhằm cực
tiểu hoá vốn đầu t cho thiết bị và xí nghiệp.
Ơ Việt Nam hiện nay xuất hiện rất nhiều những nhà cung cấp các loại thiết bị
phục vụ trong nghành tự động hoá. Với rất nhiều chủng loại vô cùng phong phú và
đa dạng nh Tập đoàn SIEMENS AG, OMRON, ABB
Ra đời từ năm 1847,Tập đoàn SIEMENS AG luôn là một trong số những hãng
nổi tiếng đi đầu trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống nh: Năng lợng, y tế, truyền
thông, thông tin, công nghiệp, giao thông vận tải, môi trờng Đặc biệt trong lĩnh
vực đo lờng và điều khiển Siemens đã cho ra đời hàng loạt các thiết bị đáp ứng đợc
những yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trờng thế giới. Các modul điều khiển nh
S7_200, S7_300, S7_400H, C7_633, C7_634 và các máy tính lập trình điều khiển

5
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Simatic PG/PC, các phần mềm điều khiển WINCC, Step5, Step7 đã và đang góp
mặt trong rất nhiều dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động.
Trong số đó LOGO! là một modul lôgic vạn năng của Siemens. Với u điểm là
kích thớc nhỏ gọn, giá thành hạ, vận hành đơn giản, LOGO! đã và đang là một giải
pháp tốt cho các bài toán tự động nhỏ trong gia đình cũng nh trong nghiệp.
Với mục đích tìm hiểu về các tính năng của LOGO! và mong muốn áp dụng lý
thuyết đã học vào thực tế, nhóm Đồ án đã mạnh dạn lựa chọn đề tài Thiết kế hệ
thống cửa tự động dùng LOGO! để tiến hành nghiên cứu. Với hy vọng nếu đề
tài thành công sẽ đợc đa vào ứng dụng trong thực tế lắp đặt các hệ thống cửa tự
động tại các trung tâm thơng mại, công sở, khu vui chơi giải trí .
Nội dung cơ bản của đồ án gồm:
Mở đầu
Chơng 1: Tổng quan về PLC
6
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Chơng 2: Modul LOGO! với giải pháp cho bài toán tự động hoá cỡ nhỏ
Chơng 3: Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO!
Kết luận
7
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
Ch¬ng1: Tỉng Quan VỊ PLC
1.1 HƯ thèng ®iỊu khiĨn lµ g× ?.
Tổng quát, một hệ thống điều khiển là tập hợp
những dụng cụ, thiết bò điện tử, được dùng ở những hệ
thống cần đảm bảo tính ổn đònh, sự chính xác, sự
chuyển đổi nhòp nhàng của một quy trình hoặc một hoạt
động sản xuất. Nó thực hiện bất cứ yêu cầu nào của
dụng cụ, từ cung cấp năng lựơng đến một thiết bò bán

dẫn. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của
công nghệ thì việc điều khiển những hệ thống phức tạp
sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự
động hóa hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết
hợp với máy tính chủ. Ngoài ra, nó còn giao diện để
kết nối với các thiết bò khác (như là: bảng điều khiển,
động cơ, contact, cuộn dây, ….). Khả năng chuyển giao mạng
của PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều
khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra, nó còn thể hiện
sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều
khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển
đóng một vai trò rất quan trọng. Từ hình 1.1.a ta thấy: PLC
sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không được
kết nối với các thiết bò cảm ứng. Nó cũng không cho
phép bất kỳ các máy móc nào hoạt động nếu ngõ ra
của PLC không được kết nối với động cơ. Và tất nhiên,
8
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
vùng máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của
một vùng sản xuất riêng biệt.
Hình 1.1.a : Một hệ thống điều khiển điển hình dùng PLC

Sù ph¸t triĨn cđa kü tht ®iỊu khiÕn tù ®éng hiƯn ®¹i vµ c«ng nghƯ ®iỊu khiĨn
l«gic lËp tr×nh dơa trªn c¬ së ph¸t triĨn cđa tin häc, cơ thĨ lµ sù ph¸t triĨn cđa kü
tht m¸y tÝnh.
Sù ph¸t triĨn cđa m¸y tÝnh ®iƯn tư vµ kÌm theo nã lµ ph¸t triĨn tin häc cïng víi
sù ph¸t triĨn cđa kü tht ®iỊu khiĨn tù ®éng, dùa trªn c¬ së tin häc, g¾n liỊn víi
nh÷ng ph¸t minh liªn tiÕp sau ®ã ®· ®ãng mét vai trß quan träng vµ qut ®Þnh
trong viƯc ph¸t triĨn å ¹t kü tht m¸y tÝnh vµ c¸c øng dơng cđa nã nh PLC, CNC
.…

Trong qu¸ tr×nh ph¸t triĨn cđa khoa häc kü tht tríc ®©y ngay vµo kho¶ng thêi
gian nh÷ng n¨m c¸ch ®©y kh«ng ph¶i lµ xa x«i l¾m, ngêi ta míi chØ ph©n biƯt hai
ph¹m trï kü tht ®iỊu khiĨn b»ng c¬ khÝ vµ ®iỊu khiĨn b»ng ®iƯn tư.
9
Nót Ên
CT giíi h¹n

CT møc
CT
Hµnh tr×nh
MODUL PLC
0000 0001 Tim oo

Tim 00 0001 10000

10001
M¹ch phÇn
mỊm
M« t¬
Cn d©y
Bé xÊy
§Ìn
Heater
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Nhng từ cuối thập kỷ 20 ngời ta đã phải dùng nhiều chỉ tiêu chi tiết để phân biệt
các loại kỹ thuật điều khiển, bởi vì trong thực tế sản xuất cần đòi hỏi điều khiển
tổng thể những hệ thống máy chứ không chỉ điều khiển từng máy đơn lẻ.
Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở
lên nhanh nhạy dễ dàng và tin cậy hơn.
Kỹ thuật điều khiển lôgic khả lập trình phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy

tính và đã từng bớc phát triển tiếp cận theo các nhu cầu của công nghiệp. Quy trình
lập trình lúc ban đầu đợc chuẩn bị để sử dụng trong các xí nghiệp công nghiệp điện
tử, ở đó trang bị kỹ thuật và tay nghề thành thạo đã đợc kết hợp với nhau. Đến nay,
các thiết bị và kỹ thuật PLC đã phát triển tới mức những ngời sử dụng nó không cần
giỏi những kiến thức về điện tử mà chỉ cần nắm vững công nghệ sản xuất để chọn
thiết bị thích hợp là có thể lập trình đợc.
Trình độ của khả năng lập trình đợc, lập trình dễ dàng hay khó khăn, cũng là
một chỉ tiêu quan trọng để xếp hạng hệ thống điều khiển. ở đây có sự phân biệt giữa
những bộ điều khiển mà ngời dùng có thể thay đổi đợc quy trình hoạt động so với
các bộ điều khiển không thay đổi đợc quy trình hoạt động có nghĩa là điều khiển
theo quy trình cứng. Tuỳ theo kết cấu của hệ thống và cấu tạo của mỗi thành phần
mà mỗi phạm trù điều khiển trên đây lại chia ra làm nhiều loại điều khiển khác
nhau. Những đặc trng lập trình của các loại điều khiển đợc trình bày trên sơ đồ hình
1.1.b:
10
điều khiển
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp

H×nh 1.1.b: Nh÷ng ®Ỉc trng lËp tr×nh cđa c¸c lo¹i ®iỊu khiĨn

1.2 Vai trß cđa mét bé ®iỊu khiĨn PLC.
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được
xem như là trái tim của hệ thống điều khiển. Với một
chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ nhớ của
PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao
gồm: kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bò nhập,
dựa vào chng trình logic để xử lý tín hiệu và mang các
tín hiệu điều khiển ra thiết bò xuất.
11
Víi c¸c chøc n¨ng ®ỵc lu tr÷

b»ng
TiÕp xóc vËt lý Bé nhí kh¶ lËp
tr×nh
Quy tr×nh cøng Quy tr×nh mỊm
Kh«ng
thay ®ỉi
Thay
®ỉi ®ỵc
Kh¶ lËp tr×nh
tù do
Bé nhí thay
®ỉi ®ỵc
Liªn
kÕt cøng
Lªn kÕt
phÝch c¾m
Ram
eeprom
Rom
eprom
R¬le, linh kiƯn ®iƯn tư,
m¹ch ®iƯn tư, c¬ thủ khÝ
PLC xư lý mét bÝt
PLC xư lý tõ ng÷
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn
giản đến phức tạp. Hoặc ta có thể kết hợp chúng với
nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển
một quá trình phức hợp.
1.3 C¸c thµnh phÇn cđa mét bé PLC.

PhÇn cøng cđa c¸c bé kh¶ lËp tr×nh PLC ®ỵc cÊu t¹o thµnh nh÷ng m«®un
(h×nh 1.3) cho thÊy s¬ ®å c¸c m«®un phÇn cøng cđa mét bé PLC. Mét bé PLC
th«ng thêng cã nh÷ng m«®un phÇn cøng nh sau.
+ M«®un ngn
+ M«®un bé nhí tr¬ng tr×nh
+ M«®un ®Çu vµo (thỴ ®Çu vµo)
+ M«®un ®Çu ra (thỴ ®Çu ra)
+ M«®un phèi ghÐp (thỴ phèi ghÐp)
+ M«®un chøc n¨ng phơ
Mçi m«®un ®ã ®ỵc l¾p thµnh nh÷ng ®¬n vÞ riªng, cã phÝch c¾m nhiỊu ch©n ®Ĩ
c¾m vµo rót ra dƠ dµng trªn mét panen c¬ khÝ cã d¹ng b¶ng hc hép. Trªn panen
cã n¾p:
+ §êng ray ngn ®Ĩ ®a ngn ®iƯn mét chiỊu (thêng lµ 24v) tõ ®Çu ra cđa
m«®un ngn lÊy tõ m«®un ngn, ®a ®i cung cÊp cho tÊt c¶ c¸c m«®un kh¸c.
+ Lng liªn l¹c ®Ĩ trao ®ỉi th«ng tin gi÷a c¸c m«®un vµ víi bªn ngoµi.
12
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp


Mở rộng đợc

Đơn vị xử lý Bộ nhớ Đ ầu vào Đầu ra Mạch phối Chức năng
trung tâm CPU chơng trình có lọc khuyếch đại ghép phụ

24v
Bus
13
Màn
hình
Máy in

Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
220v
Nguồn năng
lợng chính
Hình 1.3: Các môđun phần cứng của một PLC.
1.3.1. Đơn vị xử lý trung tâm CPU.
Trong mỗi thiết bị PLC chỉ có một đơn vị trung tâm. Có hai loại đơn vị xử lý:
+ Đơn vị xử lý một bít , thích hợp cho việc xử lý các thao tác lôgic, nhng vì
thời gian xử lý là quá dài đối với một tín hiệu đơn cho nên không thực hiện đợc các
chức năng phức tạp mà không gặp phải những rắc rốivầ vấn đề thời gian. Loại xử lý
một bít kết cấu đơn giản cho nên giá thành hạ. Vì vậy tuy xử lý có chậm nhng vẫn
đợc dùng cho những trờng hợp không cần nhanh lắm và bài toán không quá phức
tạp.

+ Đơn vị xử lý bằng từ ngữ . Loại xử lý này hấp dẫn hơn loại nói trên, vì loại
này thích hợp hơn nhiều với việc xử lý nhanh các thônh tin số. Sở dĩ nó đạt đợc tốc
độ cao là vì nó không xử lý đơn bít mà xử lý từ ngữ bao gồm nhiều bít. Tuy nhiên
bộ xử lý từ ngữ có cấu trúc phức tạp hơn nhiều và do đó giá đắt hơn, cho nên nó
không thể loại bộ xử lý đơn bít ra khỏi thị trờng tin học. Cả hai loại vẫn song song
tồn tại và mỗi laọi đợc lựa chọn tuỳ theo nhu cầu ứng dụng.
14
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Bộ điều khiển lôgic khả lập trình với đơn vị xử lý trung tâm bằng từ ngữ đợc
dùng khi đòi hỏi xử lý văn bản và các thông tin số, các phép tính, đo lờng đánh giá,
điều khiển, kiểm tra,ghi nhớ cũng nh xử lý các tín hiệuđơn trong mã nhị nguyên.
. Nh vậy rõ ràng là chính bộ xử lý quyết định khả năng và chức năng của PLC. Dới
đây là bảng so sánh các đặc trng của đơn vị xử lý trung tâm (CPU) loại 1 bít và loại
từ ngữ:
Bộ xử lý 1 bít Bộ xử lý từ ngữ
Xử lý trực tiếp các tín hiệu đầu vào

và đầu ra (địa chỉ đơn)
Các tín hiệu đầu vào và đầu ra chỉ có
thể đợc địa chỉ hoá thông qua từ ngữ
Cung cấp những lệnh nhỏ hơn, thông
thờng chỉ là một quyết định có/ không
Việc cung cấp những lệnh lớn hơn đòi
hỏi những tri thức về máy tính
Ngôn ngữ đầu vào đơn giản, không
cần kiến thức tính toán
Ngôn ngữ đầu vào phức tạp dùng cho
việc cung cấp lệnh lớn
Khả năng hạn chế trong việc xử lý dử
liệu số (nghĩa là không có khả năng
toán học và lôgic)
Thu thập và xử lý dữ liệu số
Chơng tình liên tiếp chạy không gián
đoạn, thời gian chu trình tơng đối dài
Các quá trình thời gian tới hạn địa
chỉ hoá qua các lệnh gián đoạn hoặc
chuyển đổi điều khiển khẩn cấp
Chỉ phối ghép với máy tính đơn giản Phối ghép với máy tính lớn hoặc hệ
thống máy tính
Khả năng xử lý các tín hiệu tơng tự
bị hạn chế
Xử lý tín hiệu tơng tự ở cả đầu vào và
đầu ra
15
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
1.3.2 Bộ nhớ (Memory).
Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau. Đây là nơi lưu giữ

trạng thái hoạt động của hệ thống và bộ nhớ của
người sử dụng. Để đảm bảo cho PLC hoạt động , phải
cần có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở
rộng bộ nhớ để thực hiện các chức năng khác như :
+ Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh
xuất / nhập được gọi là RAM xuất / nhập
+ Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng
bên trong : Timer , Counter, Relay
Bộ nhớ gồm có loại sau :
+ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only Memory): ROM
không phải là một bộ nhớ khả biến, nó có thể lập
trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho việc điều
khiển “mềm” của PLC. ROM ít phổ biến so với các loại
bộ nhớ khác.
+ Bộ nhớ ghi đọc (RAM: Random Access Memory): RAM
là một bộ nhớ thường được dùng để lưu trữ dữ liệu
và chương trình của người sử dụng. Dữ liệu trong RAM sẽ
bò mất đi nếu nguồn điện bò mất. Tuy nhiên vấn đề
này được giải quyết bằng cách gắn thêm vào RAM một
nguồn điện dự phòng. Ngày nay, trong kỹ thuật phát
triển PLC , người ta dùng CMOSRAM nhờ sự tiêu tốn năng
lượng khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho
các RAM này khi mất nguồn. Pin dự phòng có tuổi thọ ít
nhất một năm trước khi cần thay thế, hoặc ta chọn pin
16
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
sạc gắn với hệ thống , pin sẽ được sạc khi cấp nguồn
cho PLC.
+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được (EPROM: Erasable
Programmable Read Only Memory): EPROM lưu trữ dữ liệu

giống như ROM, tuy nhiên nội dung của nó có thể bò xoá
đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại
chương trình trong bộ nhớ.
+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được bằng điện
(EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory):
EPROM kết hợp khả năng truy linh động của RAM và tính
khả biến của EPROM, nội dung trên EEPROM có thể bò
xoá và lập trình bằng điện, tuy nhiên chỉ giới hạn trong
một số lần nhất đònh.

1.3.3 Các thiết bò nhập.
Sự thông minh của một hệ thống tự động hóa phụ
thuộc vào khả năng đọc các tín hiệu từ các cảm biến
tự động của PLC.
Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiết bò
nhập là: Nút ấn, cầu dao, phím,…. Ngoài ra, PLC còn
nhận được tín hiệu từ các thiết bò nhận dạng tự động
như: công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến
quang điện, cảm biến cấp ®ộ , …. Các loại tín hiệu nhập
đến PLC phải là trạng logic ON/OFF hoặc tín hiệu Analog.
17
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua
các modul nhập.
1.3.4 Thiết bò xuất.
Trong một hệ thống tự động hóa, thiết bò xuất cũng
là một yếu tố rất quan trọng. Nếu ngõ ra của PLC
không được kết nối với thiết bò xuất thì hầu như hệ
thống sẽ bò tê liệt hòan toàn. Các thiết bò xuất thông
thường là: động cơ, cuộn dây nam châm, relay, chuông

báo ,…. Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây,
PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến
phức tạp. Các loại thiết bò xuất là một phần kết cấu
của hệ thống tự động hóa và vì thế nó ảnh hưởng
trực tiếp vào hiệu suất của hệ thống .
Tuy nhiên, các thiết bò xuất khác như là : đèn pilot, còi
và các báo động chỉ cho biết các mục đích như: Báo cho
chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào, các thiết bò
ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modul
ngõ ra PLC.
1.3.5 M« ®un phèi ghÐp.
M« ®un phèi ghÐp dïng ®Ĩ nèi bé ®iỊu khiĨn kh¶ lËp tr×nh PLC víi c¸c thiÕt bÞ
bªn ngoµi, nh mµn h×nh thiÕt bÞ lËp tr×nh hc víi panen më réng. Thªm vµo ®ã ,
nhiỊu chøc n¨ng phơ còng cÇn thiÕt ho¹t ®éng song song víi nh÷ng thiÕt bÞ chøc
n¨ng thn t l«gic cđa bé PLC c¬ b¶n . Còng cã khi ngêi ta ghÐp thªm nh÷ng thỴ
®iƯn tư phơ ®Ỉc biƯt ®Ĩ t¹o ra c¸c chøc n¨ng phơ ®ã. Trong nh÷ng trêng hỵp nµy ®Ị
phßng ph¶i dïng ®Õn m¹ch phèi ghÐp.
18
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
1.3.6 Các chức năng phụ.
Những chức năng phụ điển hình nhất của PLC là:
+ Bộ nhớ duy trì có cùng chức năng nh rơle duy trì, nghĩa là bảo tồn tín hiệu trong
quá trình mất điện. Khi nguồn điện trở lại thì bộ chuyển đổi của bộ nhớ nằm ở t thế
nh trớc lúc mất điện.
+ bộ thời gian của PLC có chức năng tơng tụ nh các rơle thời gian. Việc đặt thời
gian đợc lập trình hoặc điều chỉnh từ bên ngoài.
+ Đợc lập trình bằng các lệnh lôgic cơ bản hoặc thông qua các thẻ điện tử phụ.
Việc đặt bộ đếm đợc thực hiện bằng lập trình hoặc bằng nút bấm.
+ Bộ ghi tơng ứng với cơ cấu nút bấm bớc. Bớc tiếp theo đợc thả ra bửi bộ phát
thời gian hoặc bằng xung của mạch chuyển đổi.

+ Chức năng số học đợc thực hiện để thực hiện bốn chức năng số học cơ bản:
cộng, trừ , nhân và chia, và các chức năng so sánh: lớn hơn, nhỏ hơn, bằng và không
bằng. Sự có mặt của chức năng số học giúp mở rộng đáng kể cơ hội ứng dụng cho
PLC .
+ Chức năng điềi khiển số (NC) làm cho PLC có thể đợc ứng dụng để điều
khiển các quá trình công nghệ trên máy công cụ hoặc trên các tay máy của ngời
máy công nghiệp.
Bộ PLC với các chức năng phụ đặc biệt chỉ thích hợp nếu có chủ định thực hiện
các chức năng khác ngoài sự thay thế việc điều khiển rơle đơn giản. nếu các chức
năng đó không đợc sử dụng một cách đầy đủ thì tốt nhất là sử dụng nhữ bộ PLC
không có các chức năng đó.
1.4 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thờng khác .
19
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang
dần dần thay thế cho các hệ thống điều khiển bằng
relay, contactor thông thường. Ta hãy thử so sánh ưu,
khuyết điểm của hai hệ thống trên:
♦Hệ thống điều khiển thông thường:
• Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn và relay trên
bản điều khiển.
• Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế, lắp đặt.
• Tốc độ hoạt động chậm.
• Công suất tiêu thụ lớn.
• Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại
tòan bộ, tốn nhiều thời gian.
• Khó bảo quản và sữa chữa.
♦Hệ thống điều khiển bằng PLC:
• Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80%
nên nhỏ gọn hơn.

• Công suất tiêu thụ ít hơn.
• Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống
trở nên dễ dàng hơn nhờ phần mềm điều khiển bằng
máy tính hay trên Console.
20
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
• Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn.
• Bảo trì và sữa chữa dễ dàng.
• Độ bền và tin cậy vận hành cao.
• Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
• Có thiết bò chống nhiễu.
• Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
• Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích
hợp cho việc thực hiện các lệnh tuần tự của nó.
• Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi
cần thiết .
Do những lý do trên PLC thể hiện rõ ưu điểm của nó
so với các thiết bò điều khiển thông thường khác. PLC
còn có khả năng thêm vào hay thay đổi các lệnh tuỳ
theo yêu càu của công nghệ. Khi đó ta chỉ cần thay đổi
chương trình của nó, điều này nói lên tính năng điều
khiển khá linh động của PLC.
1.5 C¸c bíc thiÕt kÕ mét hƯ thèng ®iỊu khiĨn dïng PLC.
Để thiết kế 1 chng trình điều khiển cho một hoạt
động bao gồm những bước sau:
1.5.1 Xác đònh qui trình công nghệ.
21
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
Trước tiên , ta phải xác đònh thiết bò hay hệ thống nào
muốn điều khiển. Mục đích cuối cùng của bộ điều

khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động
Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các
thiết bò đầu vào. Nó nhận tín hiệu và gởi tín hiệu đến
CPU , CPU xử lý tín hiệu và gởi nó đến thiết bò xuất để
điều khiển sự hoạt động của hệ thống như lập trình sẵn
trong chương trình
1.5.2 Xác đònh ngõ vào, ngõ ra.
Tất cả các thiết bò xuất , nhập bên ngoài đều được
kết nối với bộ điều khiển lập trình. Thiết bò nhập là
những contact, cảm biến Thiết bò xuất là những cuộn
dây , valve điện từ , motor, bộ hiển thò.
Sau khi xác đònh tất cả các thiết bò xuất nhập cần
thiết, ta đònh vò các thiết bò vào ra tương ứng cho từng
ngõ vào, ra trên PLC trước khi viết chương trình.
1.5.3 Viết chương trình.
Khi viết chương trình theo sơ đồ hình bậc thang (ladder )
phải theo sự hoạt động tuần tự từng bước của hệ thống
Sư dơng c¸c khèi chøc n¨ng, ®ã lµ nh÷ng hµm logic vµ nh÷ng hµm ®Ỉc biƯt ®Ĩ
lËp tr×nh. Cã thĨ lËp tr×nh trùc tiÕp trªn PLC nhê c¸c phÝm chøc n¨ng. Hc cã thĨ
lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh sau ®ã ®ỉ ch¬ng tr×nh xng PLC nhê c¸p nèi.
1.5.4 Nạp chương trình vào bộ nhớ.
Bây giờ chúng ta có thể cung cấp nguồn cho bộ điều
khiển có lập trình thông qua cổng I/O. Sau đó nạp chương
trình vào bộ nhớ thông qua bộ console lập trình hay máy
tính có chứa phần mềm lập trình hình thang, hc c¸c phÇn
mỊm lËp tr×nh kh¸c nh LOGO! Sotf Comfort, Step7 Sau khi nạp xong,
22
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
kiểm tra lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng
toàn bộ hoạt động của hệ thống để chắc chắn rằng

chng trình đã hoạt động tốt.
1.5.5 Chạy chương trình.
Trước khi nhấn nút Start, phải chắc chắn rằng các
dây dẫn nối các ngõ vào, ra đến các thiết bò nhập,
xuất đã được nối đúng theo chỉ đònh. Lúc đó PLC mới
bắt đầu hoạt động thực sự. Trong khi chạy chương trình,
nếu bò lỗi thì máy tính hoặc bộ Console sẽ báo lỗi , ta
phải sữa lại cho đến khi nó hoạt động an toàn

Sau đây là lưu dồ phương pháp thiết kế bộ điều khiển:
23
Xác đònh yêu cầu của hệ
thống điều khiển
Vẽ lưu đồ chung của
hệ
thống điều khiển
Liệt kê tất cả các ngõ ra, ngõ
vào nối tương đối
đến các cổng I/O của PLC
Chuyển lưu đồ
sang
sơ đồ hình thang
Nạp lập trình sơ đồ hình
thang
thiết kế cho PLC
phần Mô phỏng
chương trình và sửa
lỗi mềm
Hiệu chỉnh chương
trình

cho phù hợp
Kết nối toàn bộ
thiết bò vào, ra với
PLC
Kiểm tra tất cả
các tiếp điểm
vào, ra
Chương
trình OK
Khoa §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp
Víi bÊt cø mét bé ®iỊu khiĨn nµo th× ngêi thiÕt kÕ ®Ịu ph¶i tu©n thđ tÊt c¶ c¸c
bíc trªn. NÕu kh«ng mn hƯ thèng cđa m×nh gỈp trơc trỈc.
24
Chạy thử chương trình
Hiệu đính lại
phần mềm
Nạp chương trình vào
EPROM
Lập hồ sơ hệ thống
cho tất cả
các bản vẽ
END
Chương
trình OK
Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp
Chơng 2: modul logo! Với giải pháp cho bài toán
tự động hoá cỡ nhỏ
Modul logic vạn năng với tên gọi là LOGO! Của tập đoàn SIEMENS AG tự
động hoá (AUT) tại Nuernberg, thuộc cộng hoà Liên bang Đức . Phục vụ các nhiệm
vụ điều khiển cỡ nhỏ trong các lĩnh vực lắp đặt điện dân dụng và lắp ráp tủ đóng cắt

điện hạ thế, cũng nh trong nghành chế tạo máy và các ứng dụng thực tế khác. Nó
thay thế các công nghệ thông dụng mà hiện tại vẫn còn đang đợc sử dụng rộng rãi.
LOGO! Chứa đựng tất cả các chức năng nh rơle tiếp điểm, rơle trễ, rơle nhớ, rơle
xung, bộ phát xung đồng hồ, bộ đếm và đồng hồ định thời gian. LOGO! Giúp tiết
kiệm nguyên vật liệu, không gian, thời gian và góp phần lớn vào hớng giảm giá
thành trong nghành kỹ nghệ điện.
Tập đoàn SIEMENS AG là nhà cung cấp tiên phong, đứng hàng đầu thế giới về
các modul logic và đặt tên cho chúng là LOGO! Nh một họ thiết bị mới trong
25