Đồ án tốt nghiệp plc phân loại sản phẩm

Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Đồ án tốt nghiệp
Tên đề tài: Thiết kế mơ hình phân loại sản phẩm
theo chiều cao sử dụng PLC

Giáo Viên Hướng Dẫn: Nguyễn Văn Vĩnh
Sinh Viên Thực Hiện : Vũ Đình Vĩ
Vũ Sỹ Việt
Lớp

: 112192.1

Hưng Yên, Ngày tháng năm 2023


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ngày….,tháng…..,năm….

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn
(ký và ghi rõ họ tên)

1


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN

Chi tiết công việc/
Tuần

Nội dung công việc

Cá nhân thực

Thơng qua

hiện
1

1.Tìm hiểu về các thiết bị
hay các linh kiện liên quan
đến đề tài.
2.Đưa ra phương án xây
dựng mơ hình.
3.Hồn thiện sơ đồ khối thiết
bị. Và phân tích chức năng

Giáo trình, tham khảo
Cả nhóm thực hiện trên mạng và nhờ các

các khối.

thầy, cô giáo giúp đỡ

4.Chọn lựa giải pháp thực
hiện.
5.Phương pháp ghép nối giữa
các khối với nhau.
(Báo cáo giáo viên hướng
2

dẫn)
1.Thiết kế mạch nguyên lý
các khối phân tích chức năng
các phần tử trong mạch và
nguyên tắc làm việc của
mạch điện.

Cả nhóm thực hiện

2.Tính tốn và lựa chọn các

Thiết kế trên giấy, tính

tham số của mạch điện (giá

tốn dựa vào giáo trình

trị linh kiện, loại linh kiện sử
dụng, điện áp, dịng điện,
trong các mạch...).
3.Chọn các linh kiện thực tế

gần với các giá trị đã tính.
2


Trường ĐHSPKT Hưng n

Khoa Điện - Điện Tử

Tính tốn theo giá trị thực tế.
4.Xây dựng các thuật toán
điều khiển hệ thống.
(Báo cáo giáo viên hướng
3

dẫn)
1.Khảo sát mạch
2. Lắp ráp trên mạch và khảo

4

sát theo từng khối chức năng

Sử dụng phần mềm mô

3. Hiệu chỉnh các tham số

phỏng , Proteus ,Tina

theo các giá trị tính tốn.

Tìm kiếm thơng tin qua

4. Viết thuyết minh báo cáo

Cả nhóm cùng

kết quả sau khi khảo sát tực

thực hiện

giáo trình

tế.
1. Thiết kế mạch

Sử dụng phần mềm

2. Làm mạch

proteus để đo dạng sóng

3. Lắp ráp, hồn thiện mạch.

thiết kế

4. Kiểm tra mạch và hiệu

Cả nhóm thực hiện Sử dụng phần mềm eagle

chỉnh.

5. Viết báo cáo sau khi kiểm
tra hiệu chỉnh mạch.
(Báo cáogiáo viên hướng
dẫn)

5

1. Hướng phát triển và ứng

Cả nhóm hồn

Chuẩn bị đầy đủ bản

dụng của đề tài.

thiện kiểm tra

mềm chuẩn bị bảo vệ

2. Hoàn thiện đề tài (thuyết

mạch ,chuẩn bị

minh, sản phẩm)

bảo vệ

3. Chuẩn bị bảo vệ.
(Báo cáo và giáo viên hướng
dẫn)

3


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Vĩnh

Vũ Đình Vĩ
Vũ Sỹ Việt

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà
trong đó điều khiển tự động đóng vai trị rất quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học
kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… Do đó u cầu đặt
ra là phải nắm bắt và vận dụng một cách hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển
của khoa học thế giới nói chung và trong sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự
động nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp ở các nhà máy, các khu công
nghiệp và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, nhóm tác giả đã được thấy nhiều
4


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

khâu tự động hóa trong q trình sản xuất. Một trong những khâu trong dây chuyền
sản xuất tự động hóa là sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm và hệ thống nâng
gắp để phân loại và xử lí sản phẩm. Tuy nhiên đối với doanh nghiệp vừa và nhỏ thì
tự động hóa chưa hồn tồn được áp dụng trong những khâu phân loại đóng bao bì
mà vẫn sử dụng nhân cơng. Chính vì vậy năng suất vẫn cịn thấp, chưa đạt hiệu quả
cao trong quá trình sản xuất.
Thấy được sự cần thiết của hệ thống tự động hóa trong q trình sản xuất
cùng với kiến thức đã được học, nhóm em đã lên ý tưởng nghiên cứu, thiết kế và
chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm để nâng cao năng suất lao động, góp phần cho
việc ứng dụng rộng rãi và phổ biến tự động hóa trong các doanh nghiệp sản xuất tại
Việt Nam cũng như quốc tế. Nhờ đó có thể đóng góp vào sự phát triển chung của
khoa học kĩ thuật và cơng cuộc “Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước”.

5


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử
LỜI CẢM ƠN

Để đạt được thành quả này, em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy, cơ giáo
khoa Điện–Điện Tử, đặc biệt là các thầy cô giáo bộ môn Điện tử công nghiệp của
trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã tận tình chỉ dạy và trang bị cho em
những kiến thức cơ bản về chuyên ngành. Đó là nền tảng để em thực hiện đồ án này
và cũng là một nền tảng vững chắc phục vụ cho công việc của em sau khi ra trường.
Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Vĩnh là người hướng dẫn chính đã

tận tình giúp đỡ, định hướng,góp ý và cung cấp những ý tưởng quý báu cũng như
cung cấp tài liệu tham khảo cho em trong suốt quá trình làm đồ án. Em cũng xin
cảm ơn bạn bè và người thân đã tạo cơ hội và giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này.
Vì kinh nghiệm thực tế cịn hạn chế nên trong q trình thực hiện đồ án em
khơng tránh khỏi những thiếu sót và sai lầm, em mong được sự chỉ bảo, góp ý tận
tình từ phía các thầy cơ để đồ án của em được hồn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện:
Vũ Đình Vĩ
Vũ Sỹ Việt

MỤC LỤ
6


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..............................................................2
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN ..........................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU .........................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................4
MỤC LỤC ................................................................................................................ 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .......................................................................7
1.1 Giới thiệu chung về đề tài ...................................................................................7
1.1.1.Mục đích ..................................................................................................1
1.1.2. Ý nghĩa ....................................................................................................1
1.2 Các vấn đề đặt ra ................................................................................................7

1.3 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................8
1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu ..............................................................................8
1.5.Các phương pháp giám sát ..................................................................................1
1.6.Kết luận ..............................................................................................................1
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................9
2.1 PLC Mitsubishi FX 1S 30MR ............................................................................9
2.1.1: Khái niệm về PLC..................................................................................9
2.1.2: Phân loại PLC hiện nay..........................................................................9
2.1.3: Cấu trúc cơ bản của PLC.........................................................................9
2.1.4: Bộ điều khiển PLC FX1S – 30MT..........................................................9
2.2 Màng hình HMI...............................................................................................10
2.3.Băng tải ........................................................................................................... 10
2.4. Cảm biến ........................................................................................................11
2.5. Nguồn Xung ..................................................................................................12
7


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

2.6. Relay trung gian .............................................................................................13
2.7. Cầu đấu ..........................................................................................................14
2.8.XILANH đơn ..................................................................................................15
2.9. Van tiết lưu .....................................................................................................15
2.10. Aptomat ........................................................................................................16
2.11.Nút ấn...............................................................................................................1
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾT TẠO MÔ HÌNH ...............................................30
3.1. Nguyên lý hoạch động ...................................................................................30
3.1.1 Nguyên lý làm việc .............................................................................30

3.1.2 Quy trình cơng nghệ của hệ thống ......................................................30
3.2. Sơ đồ khối ......................................................................................................30
3.3. Lưu đồ thuật toán............................................................................................31
3.4. Sơ đồ kết nối tín hiệu vào/ra của PLC............................................................32
3.5. Mơ hình thực tế ..............................................................................................34
3.6.Phụ lục chương trình điều khiển .....................................................................34
3.7. Bảng symbol...................................................................................................36
KẾT LUẬN ............................................................................................................37
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................39

8


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1: Giới thiệu chung về đề tài
1.1.1: Mục đích
Trong thời đại hiện nay cùng với sự cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
nhiều ngành cơng nghiệp phục vụ q trình cơng nghiệp phát triển của đất nước.
Như khai thác khoáng sản vận chuyển nguyên vật liệu trong các bến cảng, trong các
nhà máy. Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời nhờ những ưu điểm là có khả
năng vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc êm năng suất cao và tiêu hao năng lượng
thấp. Chính nhờ những ưu điểm đó mà băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các
lĩnh vực khai thác hầm mỏ, bến cảng… Mặt khác yêu cầu ứng dụng tự động hoá
ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động,
linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ…). Chính vì vậy cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ điện tử
đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC.

Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC có thể được ứng dụng vào rất nhiều
nghành cũng như các công đoạn sản xuất khác nhau. Một trong số đó là cơng đoạn
phân loại sản phẩm, một cơng đoạn hồn tồn có thể làm thủ công nhưng với sự trợ
giúp của PLC thì năng suất cũng như hiệu quả được tăng lên gấp bội. Và cũng chính
vì vậy mà em quyết định thực hiện bài Đồ án với đề tài “Thiết kế mơ hình phần loại
sản phẩm theo màu sắc và chiều cao sử dụng PLC”. Thông qua bài đồ án này, em
có cơ hội tiếp cận và sử dụng PLC; đồng thời em cũng có được những trải nghiệm
thực tế vơ cùng hữu ích trong q trình làm đồ án. Nó giúp em củng cố vững chắc
hơn nữa về những gì đã được học trong nhà trường và phát triển hơn các kĩ năng
làm việc thực tế.
1.1.2: Ý nghĩa
Sau khi hoàn thành được mạch, chúng em không chỉ đạt được múc đích là
hồn thành được đề tài mà các thầy cơ đặt ra cho chúng em. Ngồi ra chúng em cịn
củng cố được kiến thức của bản thân trong qua việc nghiên cứu và hoàn thiện đề tài.

9


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

1.2: Các vấn đề đặt ra
Nguyên lí hoạt động của hệ thống phân loại sản phẩm với chức năng phân
loại sản phẩm theo u cầu và xử lí các trường hợp có thể xảy ra trong quá trình hệ
thống hoạt động để từ đó xây dựng hệ thống có khả năng linh hoạt cao và hoạt
động ổn định trong mơi trường thí nghiệm cũng như thực tế. Phân tích và điều
khiển hệ thống với cơ cấu gồm 4 cảm biến phân loại phôi theo chiều
cao. Lập trình điều khiển hệ thống bằng PLC Mitsubishi FX1S.

10


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

1.3: Phương pháp nghiên cứu
Vận dụng các kiến thức đã được học và những thơng tin tìm hiểu thêm
từ cácnguồn tài liệu để tổng hợp và chọn lọc kiến thức cho quá trình nghiên
cứu hệ thống phân loại sản phẩm. Khối lượng kiến thức cần tổng hợp bao
gồm: Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống cung cấp phôi cho dây chuyền sản xuất, hệ
thống băng tải, băng chuyền. Nghiên cứu tài liệu về PLC FX1S. Nghiên cứu các
đề tài, các mơ hình, hệ thống thực tế, các thiết bị có sẵn để chọn phương pháp
phù hợp phát triển đề tài.
Trong quá trình thực hiện đồ án, tích cực tìm hiểu và quan sát các hệ
thống tự động hóa trong doanh nghiệp, nhà máy giúp q trình thi cơng mơ
hình tối ưu về cả thời gian và kinh tế.
1.4: Phạm vi giới hạn nghiên cứu
Việc nghiên cứu hệ thống phân loại sản phẩm có tính bao quát và bao
gồm nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, do thời gian nghiên cứu và kiến thức tích lũy
cịn hạn chế nên mơ hình đồ giản, dễ làm nhưng có độ chính xác chưa cao và
chủ yếu phục vụ cho mục đích học tập và nghiên cứu. Do cịn hạn chế về mặt
kinh tế nên các thiết bị như cảm biến chiều cao, chưa đạt chuẩn công nghiệp,
chỉ hoạt động tốt nhất trong điều kiện mơi trường ổn định, ít chịu tác động của
các yếu tố gây nhiễu. Băng tải chạy liên tục khi nhấn nút Start và dừng ngay
khi nhấn Stop. Do đó phơi chưa được phân loại vẫn còn lưu lại trên băng tải.
Băng tải được thiết kế đơn giản, chỉ đáp ứng được nhu cầu vận chuyển phơi có
trọng lượng nhẹ. Các cơng thức tính tốn và thơng số kĩ thuật đưa ra cịn nhiều
hạn chế. Hệ thống điều khiển bởi PLC FX1S kết hợp Phôi: vật liệu nhựa, số

lượng 5, phôi cao ( chiều cao h = 5cm), phơi trung bình ( chiều cao h = 2,5 ;3 ;4
cm), phôi thấp (chiều cao=1,5cm).
1.5: Các phương pháp giám sát
Dựa theo yêu cầu của đề tài mà chúng em sẽ chọn ra các phương pháp giám
sát cụ thể như sau:
Mạch hoạt động đúng chức năng của đề tài.
Mạch hoạt động có độ ổn định và chính xác cao.
Thiết kế nhỏ gọn, giá thành hợp lí.
11


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

Dễ dàng sửa chữa và thay thế nếu có hỏng hóc xảy ra.
1.6: Kết luận
Sau quá trình tìm hiểu và tham khảo về các vần đề liên quan đến đề tài,
chúng em đã đạt được kết quả là đã tìm hiểu được phương pháp kết nối giữa cảm
biến nhiệt độ với VĐK, xây dựng được lưu đồ thuật tốn và tìm ra phương pháp để
giám sát và cũng như là hoàn thiện được sơ đồ nguyên lý để có thể tiến hành được
những bước tiếp theo để có thể hồn thiện đề tài được giáo phó.

CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN
2.1: PLC Mitsubishi FX 1S 30MR
12


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

2.1.1: Khái niệm về PLC

Hình 2.1. PLC
PLC là các chữ được viết tắt từ: Programmable Logic Controller. Theo hiệp
hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ 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 tốn
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 cơng nghiệp để thực hiện một dãy quá trình.
Giới thiệu về PLC:
Từ khi ngành công nghiệp sản xuất bắt đầu phát triển, để điều khiển một dây
chuyền, một thiết bị máy móc cơng nghiệp nào …
Người ta thường thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển riêng lẻ (Rơle,
timer, contactor …) lại với nhau tuỳ theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện
điều khiển đáp ứng nhu cầu mà bài tốn cơng nghệ đặt ra.
Cơng việc này diễn ra khá phức tạp trong thi cơng vì phải thao tác chủ yếu
trong việc đấu nối, lắp đặt mất khá nhiều thời gian mà hiệu quả lại khơng cao vì
một thiết bị có thể cần được lấy tín hiệu nhiều lần mà số lượng lại rất hạn chế, bởi
vậy lượng vật tư là rất nhiều đặc biệt trong quá trình sửa chữa bảo trì, hay cần thay
đổi quy trình sản xuất gặp rất nhiều khó khăn và mất rất nhiều thời gian trong việc
tìm kiếm hư hỏng và đi lại dây bởi vậy năng suất lao động giảm đi rõ rệt.
Với những nhược điểm trên các nhà khoa học, nhà nghiên cứu đã nỗlực để
13


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

tìm ra một giải pháp điều khiển tối ưu nhất đáp ứng mong mỏi của ngành cơng
nghiệp hiện đại đó là tự động hố q trình sản xuất làm giảm sức lao động, giúp
người lao động không phải làm việc ở những khu vực nguy hiểm, độc hại … mà
năng suất lao động lại tăng cao gấp nhiều lần.
Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn để điều khiển cho
ngành công nghiệp hiện đại cần phải hội tụ đủ các yếu tố sau: Tính tự động cao,
kích thước và khối lượng nhỏ gọn, giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng
làm việc ổn định linh hoạt …
Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programable Logic
Control) ra đời đầu tiên năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ). Tuy nhiên hệ
thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp nhiều khó khăn
trong việc vận hành hệ thống, vì vậy qua nhiều năm cải tiến và phát triển không
ngừng khắc phục những nhƣợc điểm cịn tồn tại để có được bộ điều khiển PLC
như ngày nay, đã giải quyết được các vấn đề nêu trên với các ưu việt như sau:
Là bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật tốn điều khiển.
Có khả năng mở rộng các modul vào ra khi cần thiết.
Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu thích hợp với nhiều đối tượng lập trình.
Có khả năng truyền thơng đó là trao đổi thơng tin với mơi trường xung quanh
như với máy tính, các PLC khác, các thiết bị giám sát, điều khiển….
Có khả năng chống nhiễu với độ tin cậy cao và có rất nhiều ưu điểm khác
nữa.
2.1.2: Phân loại PLC hiện nay
Hiện nay trên thế giới đang song hành có nhiều hãng PLC khác nhau cùng
phát triển như hãnh Omron, Misubishi, Hitachi, ABB, Siemen, …và có nhiều hãng
khác nữa những chúng đều có chung một nguyên lý cơ bản chỉ có vài điểm khác
biệt với từng mặt mạnh riêng của từng ngành mà người sử dụng sẽ quyết định nên
dùng hãng PLC nào cho thích hợp với mình mà thơi.
Lợi ích của việc sử dụng PLC:
Cùng với sự phất triển của phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng

được các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động cơng nghiệp. Kích
thước của PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều
14


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được
nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối
với sơ đồ hệ thống, các đƣờng nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào/ra ...), mà không
phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi
lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển relay ...) khả năng
chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để lưu truyền dữ
liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống điều khiển linh hoạt hơn.
Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một
khoảng không gian nhỏ hơn nhƣng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống
khác.
Điều này càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức
tạp, và quá trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC
nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có thể nhận biết các
hỏng hóc (trouble shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng, điều này làm
cho việc sử dụng dễ dàng hơn.
Người ta đã đi đến tiêu chuẩn hố các chức năng chính của PLC trong các hệ
điều khiển là:
Điều khiển chuyên gia giám sát:
Thay thế cho điều khiển rơ le.

Thay thế cho các Panel điều khiển, mạch in.
Điều khiển tự động, bán tự động bằng tay các máy và các q trình.
Có các khối điều khiển thơng dụng (thời gian, bộ đếm).
Điều khiển dãy:
Các phép toán số học.
Cung cấp thơng tin.
Điều khiển liên tục các q trình (nhiệt độ, áp suất...).
Điều khiển PID.
Điều khiển động cơ chấp hành.
Điều khiển động cơ bước.
15


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

Điều khiển mềm dẻo:
Điều hành quá trình báo động.
Phát hiện lỗi khi chạy chương trình.
Ghép nối với máy tính (RS232/ RS242).
Ghép nối với máy in.
Thực hiện mạng tự động hố xí nghiệp.
Mạng cục bộ.
Mạng mở rộng.
2.1.3: Cấu trúc cơ bản của PLC

Hình 2.2. Cấu tạo PLC
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 mọi

hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm đwợc 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
16


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

tín hiệu điện.Bus có thể là các vệt dây dẫn trên bản mạch in hoặc các dây điện
trong cable. 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 thơng giữa các cổng và thiết bị nhập /xuất.
Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ vi xử lý:
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.
Bộ nhớ còn gọi là các thanh ghi, bên trong bộ vi xử lý, đƣợc sử dụng để lưu
trữ thông tin liên quan đến sự thực thi của chương trình.
Bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển chuẩn thời gian của các phép toán.
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 thơng 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:
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
tốn giữa các số 8-bit và phân phối các kết quả theo giá trị 8-bit.
Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ nhớ. Như
vậy mỗi từ có thể đƣợc 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 2 8 = 256. Với bus địa chỉ 16 đường số lượng địa chỉ khả dụng
là 65536.
Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng để điều
khiển. Ví dụ để thơng báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhập hoặc
17


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng bộ hoá các hoạt
động.
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 xố và lập trình
được (EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở trên.
2.1.4: Bộ điều khiển PLC FX1S – 30MT
a.Giới thiệu chung
Dòng sản phẩm mới PLC FX1S là thế hệ thứ ba trong gia đình họ FX-PLC,

là một PLC dạng nhỏ gọn và thành công của hãng Mitsubishi Electric.

Hình 2.3. PLC FX1S-30MT
Sản phẩm được thiết kế đáp ứng cho thị trường quốc tế, tính năng đặc biệt
mới là hệ thống “adapter bus” được bổ xung cho hệ thống bus hữu ích cho việc mở
rộng thêm những tính năng đặc biệt và khối truyền thông mạng. Khả năng tối đa có
thể mở rộng lên đến 10 khối trên bus mới này.
Với tốc độ xử lý cực mạnh mẽ, thời gian chỉ 0.065µs trên một lệnh đơn logic, cùng
với 209 tập lệnh được tích hợp sẵn và cải tiến liên tục đặc biệt cho nghiệp vụ điều
18


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa Điện - Điện Tử

khiển vị trí. Dòng PLC mới này còn cho phép mở rộng truyền thông qua cổng USB,
hỗ trợ cổng Ethernet và Cổng lập trình RS-422 mini DIN. Với tính năng mạng mở
rộng làm cho PLC này nâng cao được khả năng kết nối tối đa về I/O lên đến 384 I/
O, bao gồm cả các khối I/O qua mạng.
Tính năng
Bộ điều khiển lập trình PLC FX1S Mitsubishi cho phép người vận hành
thực hiện linh hoạt các hoạt động điều khiển như: điều khiển tốc độ động cơ, thời
gian hoạt động của tải… Cung cấp đầy đủ các tính năng của mạch rơ le, PLC
FX1S có thể điều chỉnh chính
xác thời gian hoạt động cho nhiều tải bằng thao tác lập trình các thuật tốn điều
khiển logic thơng qua ngơn ngữ lập trình của PLC FX1S.
Trong PLC FX1S, CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình xử
lý và điều khiển hệ thống. Chức năng của bộ điều khiển lập trình cần thực hiện sẽ
được xác định làm việc theo chương trình đã được nạp vào bộ điều khiển lập trình

PLC. Với tính năng này, người vận hành có thể thay đổi các quá trình làm việc của
1 dây chuyền sản xuất hoặc mở rộng chức năng của quy trình sản xuất bằng cách
thay đổi chương trình cho PLC. Sự thay đổi hay mở rộng các chức năng này sẽ
được thực hiện một cách dễ dàng mà khơng cần có sự can thiệp vật lý nào so với
sử dụng các bộ thay đổi dây nối hay rơ le.
b.Đặc điểm
Xuất xứ: Nhật Bản.
Khắc phục tốt các nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối.
Dung lượng bộ nhớ lớn giúp chứa được những chương trình điều khiển phức
tạp.
Kết nối dễ dàng với các thiết khác: máy tính, …
Mỗi lệnh của chương trình sẽ có một vị trí riêng trong bộ nhớ.
Có thể mở rộng truyền thông qua cổng USB.
FX1S được thừa kế những tính năng tuyệt vời của dịng FX với một thiết kế
nhỏ gọn. FX1S luôn là sự lựa chọn về chi phí tốt nhất cho các khách hàng khi quan
tâm đến một hệ thống kiếm soát mạnh mẽ trong giới hạn về giao tiếp OFX1S cung
cấp lên đến 30 đầu vào ra I/O và khả năng truyền dữ liệu qua công truyền thông
19