ỨNG DỤNG PID ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 3 PHA DÙNG PLC MISUBISHI FX 3U

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ
-----------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề Tài:Thiết Kế Và Chế Tạo Mơ Hình Điều Khiển Ổn
Định Tốc Độ Động Cơ 3 Pha


TP HỒ CHÍ MINH - 08/2020


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ
-----------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:Thiết kế và chế tạo mơ hình điều khiển ổn định tốc
độ động cơ 3 pha


TP HỒ CHÍ MINH - 08 /2020


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nhận xét :
..................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................

Điểm đánh giá:
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................

Ngày 19 tháng 8 năm 2020
(ký tên, ghi rõ họ và tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Nhận xét :
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Điểm đánh giá:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Ngày …. tháng 08 năm 2020
( ký tên, ghi rõ họ và tên)


i

Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................vii
Chương 1: Tổng Quan....................................................................................................1
1.1.

Đặt vấn đề.........................................................................................................1

1.2.

Ứng dụng đề tài trong thực tiễn.........................................................................1

1.2.1.

Khái quát chung..........................................................................................1

1.2.2.

Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ “Điều khiển ổn định tốc độ động cơ

3 pha” trong thực tế.................................................................................................2
1.3.

Nhận xét............................................................................................................2

Chương 2: Đánh Giá Các Phương Án............................................................................3
2.1. Chọn bộ phận xử lý..............................................................................................3
2.1.1.

Vi xử lý PIC, ARM....................................................................................3

2.1.2.

Board mạch Arduino..................................................................................4

2.1.3.

Bộ điều khiển PLC.....................................................................................4

2.1.4.

Tóm tắt các bộ xử lý trên............................................................................5

2.2.

Lựa chọn hãng PLC..........................................................................................6

2.2.1.

PLC Mitsubishi...........................................................................................6

2.2.2.

PLC Simens................................................................................................7

2.2.3.

So sánh PLC và kết luận.............................................................................8

2.2.4.

So sánh động cơ DC và động cơ AC..........................................................8

2.2.5.

So sánh động cơ AC có chổi than và động cơ AC khơng có chổi than.......9

2.3.

Đánh giá và chọn phương án tối ưu...................................................................9

ii

Chương 3: Tính tốn số liệu.........................................................................................10
3.1.

Các kiến thức cần có khi thực hiện đồ án........................................................10

3.1.1.

Yêu cầu công nghệ...................................................................................10

3.1.2.

Nguyên lý làm việc mơ hình.....................................................................10

3.1.3.

Điều khiển lập trình PLC Mitsubishi (Fx3U)...........................................10

3.1.4.

Kiến thức về PID......................................................................................11

3.1.5.

Các thiết bị trên mơ hình..........................................................................11

3.1.6.

Sơ đồ kết nối mơ hình...............................................................................11

3.2.

Xây dựng mơ hình...........................................................................................12

3.2.1.

Ngun lý làm việc hệ thống....................................................................12

3.2.2.

Cách thức vận hành hệ thống....................................................................13

3.3.

Các thiết bị trên mơ hình.................................................................................13

3.4.

Tìm hiểu các thiết bị........................................................................................14

3.4.1.

PLC mitsubishi FX3u 16MR....................................................................14

3.4.2.

Module Analog FX3u-3A-ADP...............................................................15

3.4.3.

Biến tần Mitsubishi...................................................................................17

3.4.4.

Nguồn 24VDC..........................................................................................18

3.4.5.

Động cơ 3 pha..........................................................................................20

3.4.6.

Động cơ servo 24V (Nisca NF5475)........................................................22

3.4.7.

Động cơ encoder.......................................................................................24

3.5.

Kết luận chương 2...........................................................................................27

Chương 4. Tìm Hiểu Về Các Thiết Bị Điều Khiển.......................................................28


iii

4.1.

Tổng quan về điều khiển và lập trình PLC......................................................28

4.1.1.

Điều khiển lập trình là gì..........................................................................28

4.1.2.

Ưu và nhược điểm PLC............................................................................28

4.1.3.

Cấu trúc PLC............................................................................................29

4.1.4.

Nguyên lý hoạt động PLC........................................................................31

4.2.

Điều khiển PLC MITSUBISHI.......................................................................32

4.2.1.

Tổng quan PLC MITSUBISHI.................................................................32

4.2.2.

Khảo Sát PLC Mitsubishi FX:..................................................................32

4.2.3.

Phần Cứng Của PLC FX:.........................................................................34

4.2.4.

Vùng Nhớ Của PLC FX:..........................................................................37

4.2.5.

Các Tập Lệnh Cơ Bản Trong PLC Mitsubishi:.........................................38

4.3.

Thuật toán điều khiển PID trên FX.................................................................40

4.3.1.

Giới thiệu bộ điều khiển PID....................................................................40

4.3.3.

Bộ điều khiển tỷ lệ (P)..............................................................................43

4.3.4.

Bộ điều khiển tích phân(I)........................................................................44

4.3.5.

Bộ điều khiển vi phân(D).........................................................................45

4.3.6.

Tổng hợp 3 khâu, bộ điều khiển PID........................................................47

Chương 5. Xây Dựng Thuật Tốn, Lập Trình, Kết Nối Hệ Thống...............................49
5.1.

Xây dựng lưu đồ thuật toán.............................................................................49

5.1.1.

Khái niệm.................................................................................................49

5.1.2.

Lưu đồ thuật toán......................................................................................49

5.2.

Sơ đồ kết nối hệ thống.....................................................................................50


iv

5.2.1.

Sơ đồ kết nối nguồn..................................................................................50

5.2.2.

Sơ đồ kết nối PLC....................................................................................51

5.2.3.

Sơ đồ kết nối Biến tần với động cơ 3 pha.................................................52

5.2.4.

Sơ đồ kết nối động cơ DC 24V.................................................................54

5.3.

Kết nối PLC với máy tính...............................................................................54

5.3.1.

Các thiết bị sử dụng..................................................................................54

5.3.2.

Cách Nạp Chương Trình Vào Plc Mitshbishi:..........................................55

5.4.

Chương trình điều khiển..................................................................................63

5.4.1.

Bảng I/O...................................................................................................63

5.4.2.

Chương trình điều khiển...........................................................................64

5.5.

Thiết kế điều khiển và giám sát cho hệ thống..................................................66

5.5.1.

Phần mềm GT Designer 3........................................................................66

5.5.2.

Giao diện hồn thành trên máy tính..........................................................75

5.6.

Tổng quan về mơ hình.....................................................................................76

5.6.1.

Bản vẽ chi tiết...........................................................................................76

5.6.2.

Thiết kế mơ phỏng 3D..............................................................................79

5.6.3.

Mơ hình thực tế........................................................................................80

CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN............................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................84


v

Mục lục Hình
Hình 3. 1. Sơ đồ ngun lý mơ hình điều khiển ổn định động cơ 3 Pha bằng PLC......12
Hình 3. 2. PLC FX3u 16 MR........................................................................................14
Hình 3. 3. Module Analog FX3u-3A-ADP...................................................................15
Hình 3. 4. Sơ đồ khối nguồn một chiều........................................................................19
Hình 3. 5. Một số nguồn một chiều thơng dụng............................................................20
Hình 3. 6. Phân tích lực cho trục..................................................................................21
Hình 3. 7. Động cơ 3 pha..............................................................................................22
Hình 3. 8. Động cơ servo 24V (Nisca NF5475)............................................................23
Hình 3. 9. Động cơ Encoder.........................................................................................24
Hình 3. 10. Cấu tạo của Encoder..................................................................................25
Hình 3. 11. Sơ đồ đấu nối dây E40HB8-600-3-T-24 Autonics.....................................26
YHình 4. 1. Cấu trúc của PLC.......................................................................................29
Hình 4. 2. Giao tiếp và kết nối làm việc với PLC.........................................................33
Hình 4. 3. Sơ đồ PID....................................................................................................41
Hình 4. 4. Hàm PID......................................................................................................41
Hình 4. 5. Sơ đồ hệ thống điều khiển dung PID...........................................................42
Hình 4. 6. Đáp ứng của khâu P (ref: tín hiệu chuẩn, p: Khâu P)...................................44
Hình 4. 7. Đáp ứng của khâu I và PI (ref: tín hiệu chuẩn, p: Khâu P, i: khâu I)...........45

Hình 4. 8. Đáp ứng của khâu D và PD (ref: tín hiệu chuẩn, p: Khâu P,d: khâu D).......47
Hình 4. 9. Sơ đồ khối PID 3 khâu.................................................................................47
Hình 4. 10. Đáp ứng của khâu D và PD (ref: tín hiệu chuẩn, p: Khâu P,d: khâu D).....48
YHình 5. 1. Lưu đồ thuật tốn.......................................................................................49
Hình 5. 2. Sơ đồ kết nối nguồn.....................................................................................50
Hình 5. 3. Sơ đồ kết nối PLC........................................................................................51
Hình 5. 4. Sơ đồ kết nối biến tần với động cơ 3 pha.....................................................52
Hình 5. 5. Sơ đồ kết nối động cơ Dc 24V.....................................................................54


vi

Hình 5. 6. Phần mền GX developer..............................................................................55
Hình 5. 7. Hướng dẫn kiểm tra cáp đã kết nối được chưa.............................................56
Hình 5. 8. Kiểm tra drive của máy................................................................................56
Hình 5. 9.Click vào để mở chương trình làm việc........................................................57
Hình 5. 10. Hướng dẫn tạo chương trình làm việc........................................................57
Hình 5. 11. Thiết lập kết nối.........................................................................................58
Hình 5. 12. Thiết lập cổng Com vs tốc độ truyền.........................................................58
Hình 5. 13. Tải chương trình từ PC xuống PLC...........................................................59
Hình 5. 14. Thiết lập Cửa sổ Write to PLC...................................................................60
Hình 5. 15. Tải chương trình xuống..............................................................................60
Hình 5. 16. Upload chương trình..................................................................................61
Hình 5. 17. Thiết lập cửa sổ Read From PLC...............................................................62
Hình 5. 18. Phần mềm GT Designer 3..........................................................................66
Hình 5. 19. Tạo một project mới...................................................................................66
Hình 5. 20. Chọn Next..................................................................................................66
Hình 5. 21. Chon Next..................................................................................................67
Hình 5. 22. Chọn MELSEC-FX...................................................................................68
Hình 5. 23. Chọn Next..................................................................................................69

Hình 5. 24. Chọn Finish................................................................................................69
Hình 5. 25. Giao diện phần mềm..................................................................................70
Hình 5. 26. Giao diện thiết trên máy tính......................................................................75
Hình 5. 27. Bản vẽ chi tiết dộng cơ 3 pha....................................................................76
Hình 5. 28. Bản vẽ chi tiết động cơ servo.....................................................................77
Hình 5. 29. Bản vẽ lắp chi tiết......................................................................................78
Hình 5. 30. Mơ hình mơ phỏng 3D...............................................................................79
Hình 5. 31. Mơ hình tổng.............................................................................................80
Hình 5. 32. Mơ hình.....................................................................................................81
Hình 5. 33. Mơ hình tủ điện..........................................................................................82


vii

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, các ngành cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đã đi sâu vào đời sống sinh
hoạt và sản xuất của con người. Ứng dụng của các ngành công nghiệp tự động trong
thiết kế hệ thống làm giảm chi phí thiết kế và hạ giá thành sản phẩm đồng thời nâng
cao tính ổn định của hệ thống.
Trong quá phát triển công nghiệp của đất nước ta hiện nay, nhu cầu về tự động hóa
đang là một trong những yếu tố được đặt nên hàng đầu. Điều này đảm bảo cho nhiều
ngành cơng nghiệp có được thế đứng của mình trong điều kiện cạnh tranh khắc nhiệt
của nền kinh tế thị trường ngày nay. Trong quá trình sản xuất, tự động hóa đóng một
vai trị rất quan trọng đặc biệt trong các nhà máy công nghiệp.
Để thực hiện nhiều công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản
phẩm lớn, nhanh, tiện lợi, tăng năng suất mà lại hiệu quả về kinh tế các công ty, xí
nghiệp sản xuất thường sử dụng cơng nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm
tự động. Do đó ngành tự động PLC ra đời nhằm giảm sức lao động của công nhân sản
xuất lại đạt hiệu quả kinh tế cao đáp ứng cho nhu cầu sản xuất tự động hóa. Với nhu
cầu tìm hiểu về hệ thống tự động trong sản xuất và với kiến thức của sinh viên năm

cuối tại trường Đại Học chúng em chọn đề tài “ Thiết kế và chế tạo mơ hình điều khiển
ổn định tốc độ động cơ 3 pha” để nghiên cứu và tìm hiểu.
Trong suốt thời gian hơn 2 tháng tiến hành nghiên cứu và làm khóa luận, được sự
hướng dẫn nhiệt tình thầy Phạm Văn Tồn, chúng em đã hồn thành nhiệm vụ khóa
luận tốt nghiệp của mình.
Do u cầu về kiến thức về thiết kế, tính tốn và điều khiển chính xác đối với thiết
kế phần cứng là rất cao nên nhóm chúng em khơng tránh khỏi những thiếu sót. Do đó,
rất mong muốn được sự chỉ bảo thêm của các thầy, cơ và đóng góp của bạn bè để đồ án
được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
HCM, Tháng 08 Năm 2020.


1

Chương 1: Tổng Quan
1.1.

Đặt vấn đề
Tự động hóa là một ngành công nghệ hoạt động dựa trên việc ứng dụng

các kỹ thuật cơ khí hiện đại, điều khiển tự động và các phần mềm máy tính để vận
hành và điều khiển tự động tồn bộ q trình sản xuất.
Điều khiển tự động hóa là một trong những phương hướng phát triển chủ yếu của
cơng nghiệp sản xuất. Tự động hố và điều khiển tự động cho phép sử dụng tối đa các
tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với các trang thiết bị hiện đại.
Việc ứng dụng thành công các thành tựu của lý thuyết điều khiển tối ưu, công nghệ
thông tin, công nghệ máy tính, cơng nghệ điện điện tử và các lĩnh vực khoa học kỹ
thuật khác trong những năm ngần đây đã đẫn đến sự ra đời và phát triển thiết bị điều
khiển lập trình PLC.

Cơng nghệ tự động giám sát và điều khiển ổn định tốc độ động cơ cũng được nhiều
cơng ty, xí nghiệp cũng như các nhà máy ứng dụng nhiều nhằm thay thế việc giám sát
và điều khiển động cơ bằng phương pháp thủ công, công nghệ tự động giám sát ổn
định tốc độ động cơ đảm bảo việc kiểm soát, điều khiển tốc độ động cơ sử dụng để ổn
định hai động cơ gần như là chính xác mà không cần sự kiểm tra trực tiếp của con
người. Công nghệ này được ứng dụng nhiều trong việc xử dụng nhiều động cơ trong
công nghiệp để sản xuất sản phẩm…
1.2.

Ứng dụng đề tài trong thực tiễn

1.2.1. Khái quát chung
Vấn đề thực hiện ở đây: ổn động được đông cơ 3 pha, động cơ DC 24V và nhiều
động cơ khác làm sao cho đạt được hiệu quả tốt nhất trong thời đại hiện nay. Đề tài
“Điều khiển ổn định tốc độ động cơ 3 pha” được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực
Cơng Nghiệp, ở nhiều Cơng ty, Xí nghiệp và các nhà máy, đóng vai trị quan trọng
trong lĩnh vực giám sát và quản lý ở nhiều lĩnh vực khác nhau.


2

Có nhiều phương pháp để giám sát và quản lý động cơ, kể đến có phương pháp
thủ cơng và ứng dụng điều khiển tự động, ngày nay phương pháp giám sát và quản lý
động cơ phần lớn được tự động hoá nhằm giảm bớt sức lao động của con người và đề
tài “Điều khiển ổn định tốc độ động cơ 3 pha bằng PLC‟ cũng được nhiều cá nhân và
tổ chức ứng dụng
1.2.2. Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ “Điều khiển ổn định tốc độ động cơ 3
pha” trong thực tế.
-

Nhóm cơng nghệ cán thép bao gồm: Cán thép thanh, thép tấm, cán ống

-

Nhóm cơng nghệ gia cơng sản phẩm từ hạt nhựa: Các máy sản xuất sợi từ hạt
nhựa, các máy tráng, các máy sản suất ống nhựa..

-

Nhóm cơng nghệ sản xuất cáp điện các loại như máy kéo dây ngun liệu, máy
bọc cách điện

-

Nhóm cơng nghệ sản xuất giấy bao gồm các máy cắt giấy, các truyền động quấn
– tháo

1.3.

Nhận xét
Trên đây là một số lĩnh vực có thể ứng dụng đề tài “ Điều khiển ổn định tốc độ

động cơ 3 pha”, ngoài các lĩnh vực trên còn một số lĩnh vực khác chưa khai thác hết,
nhưng nhìn chung đề tài “Điều khiển ổn định tốc độ động cơ 3 pha” được ứng dụng
nhiều trong cơng nghiệp. Nắm được ngun lý và cách lập trình của mơ hình là hành
trang cần thiết cho sinh viên chúng em sau khi ra trường


3

Chương 2: Đánh Giá Các Phương Án
2.1. Chọn bộ phận xử lý
Hệ thống tự động là một hệ thống phục vụ nhu cầu sản xuất hoặc dân dụng một
cách tự động hoặc bán tự động trong công cuộc tự động hóa và hiện đại hóa đất nước.
Các máy móc phải được hoạt động theo một chu trình nhất định theo chức năng và quy
trình đã được định trước và người lập trình phải lập trình để hệ thống hoạt động theo
yêu cầu và ổn định nhất trong thời gian hoạt động. Người lập trình có nhiệm vụ lựa
chọn bộ xử lý để phù hợp với hệ thống và yêu cầu của người chủ sản phẩm nhất để tiết
kiệm thời gian và tạo ra sản phẩm phù hợp nhất.
Có rất nhiều bộ xử lý được dùng trong các hệ thống máy móc đang được sử dụng
như: PIC, ARM, Arduino, PLC,… Mỗi loại xử lý đều có các đặc tính, ưu và nhược
điểm riêng và quan trọng là chúng tương thích với một số hệ thống nhất định.
2.1.1. Vi xử lý PIC, ARM
- Vi xử lý PIC và ARM rất thông dụng và quen thuộc với các hệ thống trong dân
dụng và rất được các cơ sở giáo dục giảng dạy. Vi xử lý này rất được ưa chuộng do có
giá thành rẻ phù hợp với đa số các sinh viên, lập trình viên. Mặc khác, vi xử lý này
thường dùng các ngôn ngữ thấp như C, C++, C#,… giúp người lập trình dễ dàng soạn
thảo chương trình và kiểm tra khi có lỗi. Tuy nhiên, vi xử lý này cịn có các khuyết
điểm đi kềm theo như:
- Các vi xử lý này thường ở dạng linh kiện, ít có các mạch thương mại trên thị
trường nên người người lập trình cần am hiểu sâu về kiến thức điện tử để phối hợp vi
sử lý với các linh kiện khác trên Board mạch để tạo ra một mạch hoàn chỉnh rồi mới
tiến hành lập trình theo yêu cầu.
- Do các mạch này do người lập trình thiết kế và thi cơng nên chất lượng mạch
thường không tốt, dễ xảy ra nhiễu khiến cho hệ thống hoạt động sai hoặc gây ra lỗi đột
ngột trong quá trình vận hành máy


4

Vì vậy, vi sử lý này thường dùng trong các hệ thống dân dụng do các công ty
chuyên về thiết kế điện tử tạo ra để có được chất lượng mạch tốt, nhỏ gọn và giá thành
hợp lý.
2.1.2. Board mạch Arduino
Board mạch sử lý Arduino bắt đầu phát triển mạnh và được cộng đồng lập trình
viên quan tâm và hưởng ứng. Bản chất Arduino là vi điều khiển AVR được các công ty
chuyên về điện tử thiết kế mạch và phối hợp chúng lại với nhau. Do Arduino được sản
xuất đại trà và có phân khúc giá rẽ nên được các sinh viên và các lập trình viên mới ưa
chuộn. Mặc khác, Arduino là một nền tảng có mã nguồn mở và được cộng đồng trong
nước và Quốc Tế hỗ trợ rất tốt nên đây là dụng cụ để dễ dàng học tập và nghiên cứu
mới và chuyên sâu. Tuy vậy, Arduino cịn có tồn tại các nhược điển như:
- Các board mạch đã được thiết kế sẵn nhưng vẫn dừng lại là mạch xử lý nên khi
dùng thì người dùng phải hàn các linh kiện, Module lại với nhau nên độ ổn định còn
phụ thuộc vào kiến thức và tay nghề điện tử của người lập trình nên gây tốn nhiều thời
gian và giảm tính ổn định hệ thống
- Các Module và phụ kiên kết nối với Arduino thường dừng lại mức 5v nên việc áp
dụng vào hệ thống trong cơng nghiệp rất khó để đồng bộ và đảm bảo tình ổn định của
hệ thống
Vì vậy, Arduino thường dùng cho các lập trình viên mới, người mới tập lập trình
hoặc các hệ thống nhỏ trong dân dụng để giảm giá thành sản phẩm và dễ dàng thay thế,
sữa chữa.
2.1.3. Bộ điều khiển PLC
PLC là bộ lập trình logic được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. PLC là thiết bị
được các nhà sản xuất lớn thiết kế theo tiêu chuẩn trong cơng nghiệp nên khả năng
tương thích và ổn định cao trong nhiều môi trường khác nhau. Do PLC được thiết kế
theo tiêu chuẩn cơng nghiệp nên có nhiều Module chức năng tích hợp kèm theo hoặc
các Module bên hãng thứ ba. Do các Module thiết kế theo tiêu chuẩn nên khi kết nối


5

các PLC và các Module với nhau một cách dễ dàng mà vẫn đảm bảo được hiệu năng
của chúng. Khi lập trình với PLC, người lập trình chỉ cần kết nối hệ thống qua các
Domino ngõ vào hoặc ngõ ra một cách dễ dàng. Bên cạnh các ưu điểm đó, PLC cịn có
các khuyết điểm như:
- Giá thành cao so với người dùng là học sinh, sinh viên hay người mới bắt đầu
nghiên cứu. Khi kết hợp với các bộ phận khác như cảm biến, van, đèn thì cần quan tâm
tới sợ tương thích và cách kết nối chúng với PLC
- PLC được thiết kế sẵn số lượng ngõ vào và ngõ ra nên người lập trình cần phải
tính tốn số lượng ngõ vào, ngõ ra trước khi mua thiết bị. Trong một số trường hợp, số
lượng cống kết nối khơng đủ thì cần sử dụng thêm các module hỗ trợ bên ngoài
- PLC thường thiết kế là bộ xử lý chính nên khi các tín hiệu ngõ vào hoặc ra phức
tạp (như tín hiệu Analog, truyền thơng,.. ) thì người dùng phải vần thêm các Module hỗ
trợ từ hãng đễ xử lý các tín hiệu đó.
2.1.4. Tóm tắt các bộ xử lý trên
Tiêu chí so sánh
Độ nhiễu
Đối tượng sử dụng
Kiến thức chuyên
sâu về điện tử
Cách kết nối
Module hỗ trợ
Giá thành

Vi điều khiển
Nhiều
Sinh viên

Mạch Arduino
Ít

Người mới nghiên cứu

PLC
Rất ít
Cơng nghiệp

Cần chun sâu

Chun sâu

Ít

Phức tạp
Nhiều
Rẽ

Khó
Nhiều
Tương đối

Dễ
Nhiều
Mắc

Do hướng phát triển của đề tài là cho các hệ thống trong các công ty, xí nghiệp
cần có độ ổn định, chính xác cao nên em chọn bộ xử lý cho đồ án là PLC
2.2.

Lựa chọn hãng PLC

2.2.1. PLC Mitsubishi
PLC Mitsubishi là một trong các dòng PLC đang được dùng phổ biến nhất trên
thế giới và Việt Nam, được sản xuất bởi tập đoàn Mitsubishi Electric (Nhật Bản).


6

Mitsubishi Electric là một nhà sản xuất tự động hóa cơng nghiệp tồn diện trên tất cả
lĩnh vực sản xuất từ bộ điều khiển đến thiết bị điều khiển truyền động, thiết bị điều
khiển phân phối điện và cơ điện tử cơng nghiệp.
PLC Mitsubishi có ưu điểm lớn về giá thành, chất lượng sản phẩm và khả năng
đáp ứng đa dạng các cấu hình u cầu các tính năng như: Giao tiếp truyền thông, ngõ
vào ra tương tự, bộ đếm ngõ vào tốc độ cao, ngõ ra phát xung tốc độ cao, các module
đọc nhiệt độ, loadcell ...vvv
Ở Việt Nam, PLC Mitsubishi được dùng nhiều trong nghành Dệt sợi, Bao bì
giấy, Carton, Nilon, Nhựa, Thực phẩm, Cơ khí chính xác, Chế tạo máy ...vv
Các dòng sản phẩm tiêu biểu như: FX1N, FX3U, FX5U,.. và đặc biệt là dòng Q
rất ưa chuộng trong cơng nghiệp


Điểm mạnh PLC mitsubishi:

PLC Mitsubishi có cấu trúc chương trình theo chiều dọc, chỉ thực hiện từ trên
xuống dưới. Toàn bộ là câu lệnh, dù phải nhớ nhiều lệnh nhưng lập trình lại đơn giản
hơn.
PLC Mitsubishi lại có thế mạnh về điều khiển rời rạc và điều khiển truyền động.
Số lượng câu lệnh của PLC Mitsu là rất phong phú, trong đó có những câu lệnh chuyên
dùng cho điều khiển vị trí hay bộ đếm tốc độ cao


Nhược điểm PLC Mitsubishi

PLC chuyên về các hệ thống rời rạc nên khi kết hợp với các dây truyền sản xuất
lớn thì khó quản lý về chương trình và q trình lập trình khó khăn, phức tạp hơn.
2.2.2. PLC Simens
Siemens AG là hãng thiết bị công nghiệp lớn nhất của CHLB Đức và châu
Âu[2], các trụ sở quốc tế của Siemens đóng ở Berlin và München. Cơng ty này có 6
lĩnh vực kinh doanh: tự động hóa & điều khiển, điện lực, vận tải, y tế, thông tin và liên
lạc và chiếu sáng


7

PLC Simens là một trong các dòng PLC đang được dùng phổ biến nhất trên thế
giới và Việt Nam. PLC Simen có các tính năng nổi bật như xử lý tín hiệu số, điều khiển
hệ thống lớn, giao tiếp truyền thông, ngõ vào ra tương tự, bộ đếm ngõ vào tốc độ cao,
ngõ ra phát xung tốc độ cao, các module đọc nhiệt độ, loadcell ...vvv. PLC simens
thường dùng trong các hệ thống lón u cầu tính chắt chẽ và quản lý tín hiệu đễ dàng
Các dịng tiêu biểu của Simens là: Logo, S7 200, S7 300, S7 1200,…


Ưu điểm PLC:

PLC Siemens có cấu trúc chương trình theo cả chiều ngang và chiều dọc, có
nghĩa là chương trình vẫn thực hiện tuần tự từ trên xuống dưới, tuy nhiên chương trình
ở dạng khối và nhiều khối có thể được thực hiện ngang hàng. Bên cạnh đó chương
trình con của Siemens có hỗ trợ biến Local nên có thể sử dụng đa dụng hơn trong lập
trình.
PLC Siemens mạnh về điều khiển q trình và điều khiển qua truyền thơng. Các
module Analog của Siemens có giá thành rẻ hơn, sử dụng đơn giản (chỉ cần cắm vào

PLC và cấu hình qua vài bước là có thể đọc/ghi dễ dàng). Truyền thơng đối với PLC
Siemens cũng khá dễ dàng để thực hiện bởi Siemens đã có các khối hàm chức năng
chuyên dụng hỗ trợ tối đa cho người dùng.


Nhược điểm PLC Simens

Cách thức lập trình của Simens theo kiểu cấu trúc khối nên u cầu lập trình
phải có kiến thức sâu về từng chức năng và cơ cấu của hệ thống nên người bắt đầu
nghiên cứu sẽ khó khăn hơn.
Khi sử dụng các chức năng cao cấp trên PLC (như đọc xung tốc độ cao, xử lý tín
hiệu Analog,..) ngồi việc sử dụng các câu lệnh thì người lập trình cần phải cấu hình
chức năng để chúng mới có thể hoạt động
2.2.3. So sánh PLC và kết luận
Tiêu chí so sánh
Cấu trúc chương trình
Cách viết chương trình

PLC Simens (S7 1200)
Theo chiều ngang và dọc
Khó

PLC Mitsubishi (Fx3U)
Theo chiều ngang
Dễ