Giáo trình Lập trình PLC

Giáo trình: Lập trình PLC
Bài 1: Mạch logic ứng dụng và các công nghệ sản
xuất tự động trong công nghiệp
Bài 2: Khái niệm về PLC
Bài 3: Bộ điều khiển PLC S7-200
Bài 4: Phương pháp lập trình PLC
Bài 5: Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra và bảo trì hệ thống
Bài 6: Bộ điều khiển PLC S7-300
Biên soạn : Bùi Mạnh Cường
Bộ mộn: Đo lường và Điều khiển Tự động
Khoa Điện Tử - Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

1


Bài 1: Mạch logic ứng dụng và cỏc cụng nghệ

sản xuất tự động trong cụng nghiệp

1.1. Những khái niệm cơ bản
1.2. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
1.3. Các phương pháp tối thiểu hoá hàm logic
1.4. Các thiết bị điều khiển
1.5. Một số mạch điều khiển dùng Rơle

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

2


1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1.1. Khái niệm về logic hai trạng
thái
1.1.2. Các hàm logic cơ bản
1.1.3. Các phép tính cơ bản
1.1.4. Tính chất và một số hệ thức cơ
bản

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

3


1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1.1. Khái niệm về logic hai trạng thái
Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng
thể ở hai trạng thái như: sạch và bẩn, đắt và rẻ,
giỏi và dốt, tốt và xấu...
Trong kỹ thuật có khái niệm về hai trạng
thái: đóng và cắt như đóng điện và cắt điện,
đóng máy và ngừng máy...

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

4


Trong toán học ta dùng hai giá trị: 0 và 1, ta
gọi các giá trị 0 hoặc 1 đó là các giá trị logic.
Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở tốn
học để tính tốn các hàm và các biến chỉ lấy
hai giá trị 0 và 1 này, hàm và biến đó được gọi
là hàm và biến logic, cơ sở tốn học để tính
tốn hàm và biến logic gọi là đại số logic cũng
có tên là đại số Boole.

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

5


1.1.2. Các hàm logic cơ bản
Một hàm
với các biến x1, x2,
... xn chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 và hàm y cũng
chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 thì gọi là hàm logic.
1.1.2.1. Hàm logic một biến:
Với biến x sẽ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1, nên
hàm y có 4 khả năng hay thường gọi là 4 hàm y0,

y1, y2, y3.
Các khả năng và các ký hiệu mạch rơle và điện
tử của hàm một biến như trong bảng 1.1.

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

6


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

7


1.1.2.2. Hàm logic hai biến
Với hai biến logic x1, x2, mỗi biến nhận hai giá
trị 0 và 1, như vậy có 16 tổ hợp logic tạo thành 16
hàm. Các hàm này được thể hiện trên bảng1.2.

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

8

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

9


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

10


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

11


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

12


1.1.2.3. Hàm logic n biến
Với hàm logic n biến, mỗi biến nhận một trong

hai giá trị 0 hoặc 1 nên ta có 2n tổ hợp biến, mỗi tổ
hợp biến lại nhận hai giá trị 0 hoặc 1, do vậy số
hàm logic tổng là:
Ta thấy:
1 biến có 4 khả năng tạo hàm,
2 biến có 16 khả năng tạo hàm,
thì 3 biến có 256 khả năng tạo hàm,
như vậy, khi số biến tăng thì số hàm có khả năng
tạo thành rất lớn
7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

13


1.1.3. Các phép tính cơ bản
Phép phủ định (đảo):
ký hiệu bằng dấu “-” phía trên ký hiệu của
biến.
Phép cộng (tuyển):
ký hiệu bằng dấu “+” (song song)
Phép nhân (hội):
ký hiệu bằng dấu “.” (nối tiếp).

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

14

1.1.4. Tính chất và một số hệ thức cơ bản
1.1.4.1. Các tính chất
Tính chất của đại số logic được thể hiện ở bốn
luật cơ bản là:
+ luật hoán vị,
+ luật kết hợp,
+ luật phân phối
+ luật nghịch đảo.

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

15


+ luật hoán vị

+ luật kết hợp

+ luật phân phối

Kiểm tra tính đúng đắn của luật phân phối
7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

16

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

17


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

18


+ Luật nghịch đảo tổng quát:
(định lý De Morgan)

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

19


1.1.4.2. Các hệ thức cơ bản
Một số hệ thức cơ bản thường dùng trong đại
số logic được cho ở bảng 1.5:

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

20


1.2. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
1.2.1. Phương pháp biểu diễn bằng
bảng trạng thái
1.2.2. Phương pháp biểu diễn hình học
1.2.3. Phương pháp biểu diễn bằng
biểu thức đại số
1.2.4. Phương pháp biểu diễn bằng bìa
Karnaugh

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

21


7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

22

1.2.2.Phương pháp biểu diễn hình học
+ Hàm n biến được biểu diễn trong không gian
n chiều,
+ tổ hợp biến được biểu diễn thành một điểm
trong không gian.
+ Phương pháp này rất phức tạp khi số biến lớn
nên ít dùng.

7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

23


1.2.3. Biểu diễn bằng biểu thức đại số
Một hàm logic n biến bất kỳ bao giờ cũng có
thể biểu diễn thành các hàm tổng chuẩn đầy đủ và
tích chuẩn đầy đủ.
+ Hàm tổng chuẩn là hàm chưa tổng các tích
mà mỗi tích có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ:
+ Hàm tích chuẩn là hàm chưa tích các tổng mà
mỗi tổng đều có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ:
7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

24

1.2.4. Biểu diễn bằng bảng Karnaugh (bìa canơ)
Ngun tắc xây dựng bảng Karnaugh là:
Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập
một bảng có 2n ơ, mỗi ơ tương ứng với một tổ hợp
biến. Đánh số thứ tự các ô trong bảng tương ứng
với thứ tự các tổ hợp biến.
Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho
phép khác nhau về giá trị của 1 biến.
Trong các ô ghi giá trị của hàm tương ứng với
giá trị tổ hợp biến.
7/14/2014 11:45 AM

BMC-K.DIENTU

25