Hệ thống di chuyển sản phẩm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.................................................................................2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN....................................................................................3
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ...................................................5
1.1.

Phạm vi áp dụng........................................................................................................................5

1.2.

Hệ thống truyền động băng tải.................................................................................................5

1.3.

Phân loại.....................................................................................................................................6

1.4.

Các bộ phận của băng tải..........................................................................................................7

1.4.1.Bộ phận kéo..............................................................................................................................7
1.4.2. Đĩa xích, puly, tang..................................................................................................................8
1.4.3. Bộ phận tựa.............................................................................................................................8
1.4.4. Bộ phận dẫn động....................................................................................................................8
1.4.5. Thiết bị kéo căng......................................................................................................................9
1.5.

Trang bị điện hệ thống băng tải................................................................................................9

1.5.1.

Nút khởi động và nút dừng.................................................................................................9

1.5.2.

Cảm biến xác định vị trí sản phẩm và thùng......................................................................9

1.5.3.

Cảm biến đếm số lượng sản phẩm....................................................................................10

1.5.4.

Lựa chọn động cơ để kéo băng tải sản phẩm...................................................................11

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG...........................................................................................12
2.1.

Hệ thống sử dụng hệ điều khiển PLC.....................................................................................12

2.1.1.
2.2.

Hệ thống sử dụng vi điều khiển..............................................................................................13

2.2.1.
2.3.

Sơ đồ khối..........................................................................................................................12

Sơ đồ khối..........................................................................................................................13

Vai trò của PLC.......................................................................................................................13

0


2.3.1.

Cảnh cáo trạng thái báo làm việc của PLC......................................................................14

2.3.2.

Cổng truyền thông............................................................................................................15

2.3.3.

Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC..........................................................................16

2.3.4.

Các phần nhập và xuất.....................................................................................................16

CHƯƠNG 3 - GIỚI THIỆU VỀ PLC. PLC – S7 1200. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC TIA –
PORTAL..................................................................................................................................................17
3.1.

Khái qt chung về PLC.........................................................................................................17

3.1.1.

Lịch sử hình thành...........................................................................................................17

3.1.2.

Các loại PLC thơng dụng.................................................................................................17

3.1.3.

Ngơn ngữ lập trình...........................................................................................................18

3.1.4.

Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC..................................................18

3.1.5.

Ứng dụng PLC..................................................................................................................19

3.2.

PLC – S7 1200..........................................................................................................................20

3.2.1.

Cấu trúc.............................................................................................................................20

3.2.2.

Phân vùng bộ nhớ.............................................................................................................22

3.2.3.

Tập lệnh S7 – 1200............................................................................................................22

3.2.4.

Sơ đồ đấu dây....................................................................................................................25

CHƯƠNG 4 – THIẾT KẾ MẠCH LỰC, MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG.............................27
4.1.

Tính tốn thiết kế hệ thống.....................................................................................................27

4.1.1.

Tính tốn cơng suất động cơ............................................................................................27

4.1.2.

Tính toán tốc độ của động cơ điện một chiều..................................................................27

CHƯƠNG 5 – THIẾT KẾ XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SCADA........29
5.1. Sơ đồ khối chung toàn hệ thống.................................................................................................29
5.2. Lập trình PLC S7-1200...............................................................................................................30
5.2.1. Xác định đầu vào ra...............................................................................................................30
5.2.2Cấu hình phần cứng................................................................................................................31
1

5.2.3Lập trình PLC S71200.............................................................................................................31
5.3. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Scada............................................................................36
5.3.1. Cấu hình thiết bị....................................................................................................................36
5.3.2.

Thiết kế giao diện Scada...................................................................................................37

CHƯƠNG 6 – KẾT QUẢ MƠ PHỎNG...........................................................................................38
6.1.

Kết quả mơ phỏng....................................................................................................................38

6.1.1.

Tải chương trình xuống PLC...........................................................................................38

6.1.2.

Chạy runtime Scada..........................................................................................................40

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................42

2


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

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

Hà Nội, ngày…tháng…năm 2021
Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
3


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

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

Hà Nội, ngày… tháng…năm 2021
Giáo viên phản biện

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay q trình tự động hóa trong cơng nghiệp là hết sức quan trọng đối với sự
phát triển của một quốc gia. Với các nước phát triển như Mỹ, Nhật,…thì tự động hóa
khơng cịn xa lạ và đã trở nên quen thuộc. Ở các nước này máy móc hầu như đã thay thế
lao động chân tay, số lượng công nhân trong nhà máy đã giảm hẳn và thay vào đó là
những lao động chun mơn, những kỹ sư có tay nghề, điều khiển giám sát trực tiếp quá
trình sản xuất thơng qua máy tính. Một trong những ứng dụng giám sát đó là Tia portal,
nó giúp ta điều khiển và giám sát tồn bộ q trình sản xuất thơng qua máy tính mà
khơng phải trực tiếp xuống nơi sản xuất để quan sát. Những điều trên chứng tỏ tầm quan
4

trọng của việc ứng dụng Tia portal trong lĩnh vực tự điều khiển động hóa. Việt Nam là
nước đang phát triển thì như cầu hiện đại hóa trong cơng nghiệp là điều hết sức quan
trọng đối với phát triển kinh tế cũng như như cầu cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
Là sinh viên theo học chuyên ngành “Tự động hóa” cùng những nhu cầu, ứng
dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà, em muốn được nghiên cứu và tìm
hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế,
củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa. Vì
những lý do trên em đã chọn đề tài: “Hệ thống di chuyển sản phẩm sử dụng Simatic
S7-1200 và Tia portal”.
Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô
và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ….để có thể hồn thành đề tài
này một cách tốt nhất. Tác giả xin chân thành cảm ơn! Việc hồn thành đề tài này sẽ
khơng tránh được những sai lầm thiếu sót. Tác giả rất mong được sự phê bình, đánh giá
của các thầy cơ để tác giả có thể rút ra được kinh nghiệm cũng như phát triển thêm đề tài.
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng .. năm …
Tác giả thực hiện:

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
1.1. Phạm vi áp dụng
Cơ sở sản xuất công nghiệp, cơ sở sản xuất thực phẩm đồ uống, cơ sở sản xuất
dược phẩm.
1.2. Hệ thống truyền động băng tải
Các băng tải thường dùng để di chuyển các vật liệu đơn chiếc theo phương ngang,
phương thẳng đứng hoặc phương xoắn. Trong các dây chuyền, sản xuất, các thiết bị này
được sử dụng rộng rãi như những phương tiện vận chuyển các linh kiện nhẹ; trong các
xưởng kim loại thì dùng vận chuyển quặng, than đá, các loại xi lò; trên các trạm thủy điện
thì dùng để chuyển nhiên liệu; trên các kho bãi thì dùng vận chuyển các loại hàng bao

5


kiện vật liệu hạt hoặc một số sản phẩm khác; trên các công trường dùng để vận chuyển
vật liệu xây dựng; trong ngành lâm nghiệp và khai thác gỗ thi vận chuyển gỗ, vỏ bảo;
trong một số ngành công nghiệp nhẹ, cơng nghiệp thực phẩm, hóa chất và một số ngành
cơng nghiệp khác thì dùng để vận chuyển sản phẩm hoàn thành và chưa hoàn thành ở các
giai đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng như loại bỏ các sản phẩm không dùng được.
Khác với các thiết bị vận chuyển khác, băng tải với chiều dài vận chuyển lớn,
năng suất lớn, kết cấu nhỏ, đơn giản, làm việc tin cậy và sử dụng thuận tiện.
Ngày nay, người ta sử dụng băng tải có độ bền cao, chiều rộng có thể tới 3m và
vận tốc vận chuyển có thể đạt 4m/giây và hơn nữa năng suất của băng tải có thể đạt vài
nghìn tấn trong một giờ. Trên thực tế chỉ ra rằng băng tài khơng giới hạn và có thể áp
dụng hệ thống gồm nhiều đoạn liên kết. Những hệ thống nối được sử dụng rộng rãi trong
ngành khai thác mỏ quặng,cũng như ngành xây dựng. Ở những vị trí đó, băng tải có năng
cạnh tranh lớn với đường vận chuyển bằng cáp treo hay vận chuyển bằng ô tô, đường sắt.
Một ưu điểm của băng tải là dễ dàng phù hợp với các dạng địa hình vận
chuyển. Giá thành không lớn do kết cấu nâng băng theo đường vận chuyển đơn
giản và nhẹ nhưng vẫn đảm bảo an toàn, năng lượng tiêu tốn không cao, số người
phục vụ thiết bị hoạt động ít và điều khiển dễ dàng.
1.3. Phân loại
a. Theo phương chuyển động.
- Theo phương ngang
- Theo phương nghiêng
- Theo phương đứng
- Theo phương xoắn
b. Theo kết cấu.
- Loại cố định
- Loại di động
c. Theo công dụng

- Loại vạn năng
6


- Loại chuyên dụng
d. Theo cấu tạo.
- Băng tải con lăn
- Băng tải xích
- Băng tải đai vải
e. Theo mục đích sử dụng.
- Băng tải chịu nhiệt
1.4. Các bộ phận của băng tải
1.4.1.Bộ phận kéo
a. Băng dẹt tấm cao su
Một ưu điểm của băng tải là dễ dàng phù hợp với các dạng địa hình vận
chuyển. Giá thành khơng lớn do kết cấu nâng băng theo đường vận chuyển đơn
giản và nhẹ nhưng vẫn đảm bảo an toàn, năng lượng tiêu tốn không cao, số
người phục vụ thiết bị hoạt động ít và điều khiển dễ dàng.
b. Băng tải chịu nhiệt và bang tải chịu giá lạnh
Băng dẹt tấm cao su dùng ở nhiệt độ -150C ÷ 160C, để vận chuyển các
vật khơng gây tác dụng hóa học có hại cho băng. Để làm việc trong các điều
kiện nặng nề hơn, người ta sử dụng các băng đặc biệt. Khi nhiệt độ của vật
hoặc môi trường lên đến +1500C, người ta sử dụng băng chịu nhiệt với lớp
vỏ bọc bằng cao su chịu nhiệt và lớp đệm bằng amiăng dưới đó, tăng cường
phía trên và bên hơng một lớp vải mỏng, thưa.
c. Băng tải có độ bền cao
Để tăng độ bền của băng, người ta sử dụng rộng rãi sợi tổng hợp dưới dạng
đệm, sợi mành và băng tải liền. Các lớp đệm có độ bền cao được chế tạo sợi
polyamit của anit, nhựa perlon, nilon và siêu nilon. Các băng có lớp đệm sợi
anit bền hơn 3 lần so với các băng được chế tạo vải bơng giấy có độ bền cao.

7


d. Băng có gờ
Để tăng năng suất của băng tải có băng tấm cao su thì băng được trang bị các
gờ dọc theo tồn bộ băng. Các gờ của nó được chế tạo những đoạn hình thang phủ
nhau. Các gờ có thể được bắt chặt vào các mép của băng nhờ các mấu, đinh tán và
băng cách lưu hóa.
e. Băng thép tấm
Băng thép được chế tạo tép cacbon mác đặc biệt như 40T và 65T hoặc thép
khơng rỉ, chúng có thể được cán có chiều rộng 350÷800 mm và gắn dọc với chiều
rộng đến 4m. Băng thép mác 40T được dùng phổ biến hơn vì có giới hạn bền
chống đứt không dưới 65 kg/mm và độ giãn dài tương đối không dưới 12%.
f. Băng sợi kim loại
Băng sợi kim loại khác với băng thép là có độ mềm dẻo hơn. Điều này cho
phép sử dụng nó trong các băng tải có tang cùng một đường kính như đối với băng
tải tẩm cao su. Băng sợi kim loại có thể chế tạo sợi khác hoặc sợi kim loại bất kì,
tùy vào mục đích sử dụng.
1.4.2. Đĩa xích, puly, tang
Đĩa xích, puly, tang dùng để dẫn động và dẫn hướng cho các bộ phận kéo khác
nhau. Kích thước của đĩa xích (puly) được xác định bằng đường kính của vịng lăn,
trên đó phân bố tâm của bản lề xích.
1.4.3. Bộ phận tựa
Để tránh võng và lắc bộ phận kéo trong thời gian làm việc thì trên nhánh làm
việc cũng như trên nhánh không tải người ta dùng bộ phận tựa. Bộ phận tựa được
chia thành: gối tựa trượt, bánh lăn di chuyển, con lăn di chuyển và con lăn đỡ.
1.4.4. Bộ phận dẫn động
Bộ phận dẫn động dùng để dẫn động bộ phận kéo và bộ phận làm việc của
băng tải. Sự truyền lực kéo cho băng, cáp và đôi khi cho xích hàn được tiến hành

nhờ lực ma sát. Sự truyền lực kéo cho xích đa số trường hợp được tiến hành nhờ sự
8


ăn khớp, ngoài ra dẫn động được thực hiện bằng:
- Đĩa xích hoặc puly dạng cam khi quay đi 90 độ hoặc 180 độ.
- Bằng đĩa xích trên đoạn thẳng.
- Bằng dây xích lắp trên trên đoạn thẳng của tuyến.
1.4.5. Thiết bị kéo căng
Thiết bị kéo căng tạo ra lực căng sơ bộ cho xích cáp và băng theo phương
pháp tác dụng, người ta phân ra thiết bị kéo căng kiểu vít, kiểu đối trọng và kiểu
vít, kiểu lị xo.
1.5. Trang bị điện hệ thống băng tải
1.5.1. Nút khởi động và nút dừng
Lựa chọn nút bấm loại: Control-Station-Button-Switch

Hình 1.5.1: Nút khởi động và nút dừng
Các nút bấm khởi động là nút bấm đơn thường mở: Bình thường các tiếp điểm của
nó ở trạng thái mở tương ứng đầu vào mức logic OFF. Khi ấn nút, khi đó các tiếp
điểm ở trạng thái đóng tương ứng đầu vào mức logic 1.
Tín hiệu này tác động cho hệ làm việc hoặc dừng.
1.5.2. Cảm biến xác định vị trí sản phẩm và thùng
Các cảm biến này có tác dụng xác định chính xác vị trí dùng của sản phẩm. Khi
nó tác động chuyển từ trạng thái ON sang OFF, các Bít tương ứng có mức logic
từ “1” chuyển về trạng thái “0”.

9


Hình 1.5.2: Sơ đồ sensor quang.

Gồm có:
+ Điện chở R1 mắc nối tiếp với Diơt quang có tác dụng hạn chế dịng qua
Diơt.
+ Điên trở R2 mắc nối tiếp với Transistor, có tác dụng bảo vệ Transistor.
+ Diot quang có tác dụng phát ra tia hồng ngoại cấp xung điền khiển cho
Transistor.
+ Transistor có tác dụng khi có tác dụng đóng mở để đưa ra điện áp điều
khiển.
+ Bình thường điôt phát ra tia hồng ngoại và Transistor nhận được tín hiệu
kích mở cho dịng điện đi qua từ + ECC  R2  T  Mass. Khi đó ra bằng +Ecc
tương ứng bít đi kèm có mức logic “1”
+ Khi có một vật đi qua tia hồng ngoại bị chắn lại và phản xạ điơt. Khi đó
Transistror khơng có tín hiệu kích mở điện áp đầu ra bằng 0V, tương
ứng bít đi kèm có mức lơgic “0”.
1.5.3. Cảm biến đếm số lượng sản phẩm
Các cảm biến sử dụng có tác dụng đếm số lượng sản phẩm và thùng, khi tác
động chuyển trạng thái từ OFF sang ON, các bít tương ứng có logic là
“1” tác động làm cho động cơ chạy hoặc dùng làm cho băng tải hoat động hoặc
dừng.

10


1.5.4. Lựa chọn động cơ để kéo băng tải sản phẩm
Lựa chọn động cơ để kéo băng tải thùng và băng tải sản phẩm
Để kéo băng tải thùng và băng tải sản phẩm ta lựa chọn động cơ điện xoay
chiều không đồng bộ 3 pha. Dùng động cơ điện xoay chiều 3 pha khơng đồng
bộ có giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng và vận hành. Được sử dụng nhiều trong
thực tế. Tuy nhiêm đối với băng tải nhỏ có thể sử dụng động cơ điện một chiều.

11


CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. Hệ thống sử dụng hệ điều khiển PLC
2.1.1. Sơ đồ khối
Động cơ băng
tải

C ả m biế n

PLC

Nút

nhấ n

Màn hình LCD

Hình 2.1.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển bằng PLC
PLC sẽ nhận tín hiệu cài đặt từ nút nhấn cài đặt số sản phẩm đóng thùng và tín hiệu
từ cảm biến để điều khiển đóng gói sản phẩm. PLC xử lý các tín hiệu đó thơng qua
chương trình lập trình để điều khiển các động cơ băng tải và hiển thị số sản phẩm
đã qua băng chuyền lên màn hình LCD.

12


2.2. Hệ thống sử dụng vi điều khiển
2.2.1. Sơ đồ khối

Khu ếch đại

C ảm biến

hiệu chỉ nh

Nút nhấn

Vi đi ều khiển
Kh ối cơng
su ấ t

Đ ộ ng cơ
băng tải

Màn hình
LCD

Hình 2.2.1: Sơ đồ khối của hệ thống sử dụng vi điều khiển
Vi điều khiển sẽ nhận tín hiệu cài đặt số sản phẩm từ nút nhấn. Khi có tín hiệu từ
cảm biến qua các khối khuếch đại hiệu chỉnh đưa tín hiệu vào vi điều khiển. Vi
điều khiển xử lý tín hiệu và xuất ra điều khiển màn hình LCD hiển thị số sản phẩm
và qua các khối công suất để điều khiển động cơ băng tải.

2.3. Vai trò của PLC
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như trái tim của hệ
thống điều khiển nhưng lại là một khâu trung gian có nhiệm vụ xử lý các thơng tin
đầu vào rồi đưa tín hiệu ra tới các thiết bị chấp hành.
Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong của bộ nhớ của
PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: kiểm tra các thiêt

bị phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và
13


mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất.
PLC được dùng để điều khiển hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Hoặc ta có
thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thơng có thể điều khiển một quá
trình phức hợp.
*Cấu hình cứng:

Hình 2.3: Cấu trúc của PLC S7-1200
2.3.1. Cảnh cáo trạng thái báo làm việc của PLC
+ SF (đèn đỏ): SF báo hiệu hệ thống bị lỗi. Đèn SF sáng lên khi PLC có lỗi.
+ RUN (đèn xanh): cho biết PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương
trình được nạp vào trong bộ nhớ chương trình của PLC.
+ STOP (đèn vàng): chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang
thực hiện lại.
+ Ix.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng (x.x
= 0.0 – 1.5). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
+ Qy.y (đèn xanh): đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời của cổng (y.y
= 0.0-1.10). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.

14


2.3.2. Cổng truyền thông
1. Đất
2. 24VDC
3. Truyền và nhận dữ liệu
4. Không dừng

5. Đất
6. 5VDC (điện trở trong 100Ω) )
7. 24VDC (100mA)
8. Truyền và nhận dữ liệu
9. Khơng dừng
+ Để ghép nối S7-1200 với máy lập trình PG720 có thể sử dụng một cáp nối
thẳng qua MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.
+ Ghép nối S7-1200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI
với bộ chuyển đổi RS232/RS485 và qua cổng USB ta có cáp USB/PPI, Card
nhớ, pin, clock (CPU 221, 222).
+ Một tụ điện với điện dung lớn cho phép nuôi bộ nhớ RAM sau khi bị mất
nguồn điện cung cấp. Tùy theo CPU mà thời gian lưu trữ có thể kéo dài nhiều
ngày. Chẳng hạn CPU 224 là khoảng 100h.
+ Card nhớ: được sử dụng để lưu trữ chương trình. Chương trình chứa trong
card nhớ bao gồm: program block, data block, system block, công thức, dữ liệu
đo và các giá trị cưỡng bức.
+ Card pin: dựng để mở rộng thời gian lưu trữ các dữ liệu có trong bộ nhớ.
Nguồn pin được tự động chuyển sang khi tụ PLC cạn, pin có thể sử dụng đến
200 ngày.
+ Card Clock / Battery module: đồng hồ thời gian thực cho CPU 221,
222 và nguồn pin để nuôi đồng hồ và lưu giữ liệu. Thời gian sử dụng đến 200
ngày.

15


+ Biến trở chỉnh giá trị analog: biến trở này được sử dụng như hai nguồn vào
analog cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương
trình.
2.3.3. Cơng tắc chọn chế độ làm việc cho PLC

Cơng tắc chọn chế độ làm việc có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm
việc khác nhau cho PLC.
+ RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình. PLC S7-1200 sẽ rời khỏi chế
độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương
trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN.
Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo
2.3.4. Các phần nhập và xuất
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin
đến các thiết bị bên ngồi. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc hoặc từ các bộ
cảm biến, vv… Các thiết bị xuất có thể đến các cuộn dây của bộ khởi động động
cơ, các van solenoid, vv…
Các thiết bị này được liên kết với nhau qua các Bus. Về mặt kỹ thuật, một bus
mà chỉ có hai thiết bị nối trên đó thường được coi như một “cổng” (port) thay vì
một bus.
Hệ thống PLC có 4 loại bus:
+ Bus dữ liệu
+ Bus địa chỉ
+ Bus điều khiển
+ Bus hệ thống

16


CHƯƠNG 3 - GIỚI THIỆU VỀ PLC. PLC – S7 1200. PHẦN MỀM LẬP
TRÌNH PLC TIA – PORTAL.
3.1. Khái quát chung về PLC.
3.1.1. Lịch sử hình thành
Thiết bị điều khiển khả trình (PLC, programmable logic controller) là một loại máy tính
điều khiển chuyên dụng, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic
thơng qua một ngơn ngữ lập trình, do nhà phát minh người Mỹ Richard Morley lần đầu

tiên đưa ra ý tưởng vào năm 1968. Dựa trên yêu cầu kỹ thuật của General Motors là xây
dựng một thiết bị có khả năng lập trình mềm dẻo thay thế cho mạch điều khiển logic
cứng, công ty Allen Bradley và Bedford Associate (Modicon) đã đưa ra trình bày đầu
tiên. Trước đây thiết bị này thường được gọi với cái tên Programmable Controller, viết tắt
là PC, sau này khi máy tính cá nhân PC (Personal Computer) trở nên phổ biến từ viết tắt
PLC hay được dùng hơn để tránh nhầm lẫn.
3.1.2. Các loại PLC thông dụng.

Hãng

Hãng Siemens

Bảng 3. 1 Một số loại PLC thơng dụng.
Các dịng PLC
S7 – 200: CPU 212, CPU 214, CPU 222, CPU 224…
S7 – 300: CPU 313, CPU 314, CPU 315…
S7 – 400: CPU 412, CPU 413, CPU 414, CPU 416… S7
– 1200: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C…
Dòng CPM1A, CPM2A, CPM2C
Dòng CQM1

Hãng Omron

Dòng CP1E
Dòng CP1L
Dòng CP1H
Dòng CJ1/M
Dòng FX: FX1N, FX1S, FX2N, FX3G…

Hãng Mitsubishi

Dòng A PLC: A large CPU, QnAS CPU, AnS CPU
Dòng Q PLC
Dòng L PLC

17


Hãng Delta

Dòng DVP – SA
Dòng DVP – SC
Dòng DVP – SX
Dịng DVP –
SV Dịng DVP – ES

3.1.3. Ngơn ngữ lập trình.
Các ngơn ngữ lập trình PLC được quy định trong chuẩn IEC 61131 – 3 bao
gồm:
 Ngơn ngữ lập trình cơ bản:
 Instruction List (IL): dạng hợp ngữ.
 Structured Text (ST): giống Pascal. Các ngôn ngữ đồ họa:
 Ladder Diagram (LD): giống mạch rơ le.
 Function Block Diagram (FBD): giống mạch nguyên lý.
 Sequential Function Charts (SFC): xuất xứ từ mạng Petri/Grafcet.
3.1.4. Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC.
3.1.4.1. Cấu trúc.

Hình 3.1 Sơ đồ khối PLC
Bộ xử lý trung tâm (CPU): Bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý điều hành hoạt động của

toàn hệ thống.
Các kênh truyền (các BUS): bus dữ liệu (thường là 8 bit), đường dẫn các thông tin dữ
liệu, mỗi dây truyền 1 bit dạng số nhị phân. Bus địa chỉ (thường là 8 hoặc 16 bit), tải địa
chỉ vị trí nhớ trong bộ nhớ. Bus điều khiển, truyền tín hiệu điều khiển từ CPU đến các bộ
18