luận văn xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng plc s7-200

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 1 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Đồ án
Xây dựng hệ thống băng tải
đếm sản phẩm sử dụng
PLC S7-200
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 2 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
ĐỒ ÁN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ TRANG
Lớp: ĐL - KTĐ 1A
Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN
Tên đề tài: Xây dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200.
Ngày giao đề: 15/03/2009
Ngày hoàn thành: 20/05/2009
Nội dung cần hoàn thành:
1. Mô tả hệ thống.
2. Cài đặt màn hình TD200 để điều khiển hệ thống.
3. Viết chương trình cho PLC S7-200.
4. Tính chọn thiết bị chung của hệ thống.
5. Sản phẩm của đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật. Quyển thuyết minh
nội dung của đề tài, mô hình của hệ thống.
Ngày 09 tháng 03 năm 2009.
TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
VŨ THỊ LÀNH NGUYỄN TIẾN HƯNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 3 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng


ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 4 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN












ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 5 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, các thiết bị điện -
điện tử được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu
hết các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật, cũng như trong đời sống xã hội.
Vấn đề tự động hoá trong công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay và
nâng cao năng xuất lao động là một trong nhữnh đề tài được các bạn sinh viên,
các thầy cô ở những trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều. Trước đòi

hỏi của thực tế Em thấy đây là một lĩnh vực sẽ đem lại nhiều điều thú vị. Chính
vì vậy em được khoa, bộ môn và thầy giáo giao nhiệm vụ thực hiện đề tài “Xây
dựng hệ thống băng tải đếm sản phẩm sử dụng PLC S7-200” cho đồ án học
phần 3 của mình.
Đồ án gồm có 4 chương với nội dung như sau:
Chương 1: Khái quát chung hệ thống điều khiển.
Chương 2: Khái quát chung về màn hình điều khiển.
Chương 3: Tính chọn thiết bị hệ thống băng tải đếm sản phẩm.
Chương 4: Lập trình điều khiển.
Trong quá trình thực hiện đề tài,mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do
thời gian và trình độ có hạn cùng với việc tham khảo, truy cập tài liệu còn
nhiều hạn chế vì vậy nên không thể tránh khỏi sự thiếu sót. Kính mong
thầy cô giáo tận tình chỉ bảo và góp ý cho đề tài được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !.
Nam Định, ngày 20 tháng 5 năm 2009
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Thị Trang
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 6 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Mục lục
L I NÓI UỜ ĐẦ 5
CH NG 1. KH I QU T CHUNG H TH NG I U KHI N.ƯƠ Á Á Ệ Ố Đ Ề Ể 10
1.1 T ng quan v h th ng i u khi n.ổ ề ệ ố đ ề ể 10
1.1.1 Khái quát chung 10
Hình 1.1 H th ng i u khi n dây truy n lên mem nh máy bia.ệ ố đ ề ể ề à 11
Hình 1.2 Dây truy n s n xu t n c ng t.ề ả ấ ướ ọ 11
Hinh 1.3 S kh i h th ng i u khi n.ơ đồ ố ệ ố đ ề ể 12
1.1.2 Phân lo i ph ng th c i u khi n.ạ ươ ứ đ ề ể 13
1.2 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 13
1.2.1 So sánh h th ng i u khi n PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ố đ ề ể ớ ệ ố đ ề ể 13
Hình 1.4 Phân bi t PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ớ ệ ố đ ề ể 14

Hình 1.5 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 15
1.2.2 Gi i thi u v PLC. ớ ệ ề 15
Hình 1.6 Hình nh v b PLC.ả ề ộ 17
Hình 1.7 C u trúc c a m t PLC.ấ ủ ộ 18
1.2.3 Phân lo i PLC.ạ 20
1.2.4 B i u khi n PLC S7-200.ộ đ ề ể 21
1.3. H th ng b ng t i.ệ ố ă ả 24
1.3.1 Vai trò 24
1.3.2 Phân lo i b ng t i.ạ ă ả 24
1.3.3 C u t o.ấ ạ 25
Hình 1.8 C u t o b ng t i.ấ ạ ă ả 25
Hình 1.9 B ng t i dùng v n chuy n h ng v o kho.ă ả để ậ ể à à 26
Hình 1.10 B ng t i l m mát trong h th ng s n xu t bánh quy x p.ă ả à ệ ố ả ấ ố
27
CH NG 2. KH I QU T CHUNG V M N HÌNH I U KHI NƯƠ Á Á Ề À Đ Ề Ể 28
2.1. Khái quát v m n hình i u khi n.ề à đ ề ể 28
2.1.1 Khái quát chung 28
2.1.2 M n hình TD200.à 28
Hình 2.1: M n hình TD200.à 28
Hình 2.2 C u t o m n hình TD200.ấ ạ à 29
2.2 C i t thông s cho m n hình TD200.à đặ ố à 30
2.2.1 Ph n m m l p trình:ầ ề ậ 30
2.2.2 Các b c l p trình TD200:ướ ậ 31
CH NG 3. T NH CH N THI T B H TH NG B NG T I M S N PH MƯƠ Í Ọ Ế Ị Ệ Ố Ă Ả ĐẾ Ả Ẩ
37
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 7 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
3.1 ng c v h th ng b ng t i. Độ ơ à ệ ố ă ả 37
3.1.1 ng c .Độ ơ 37
Hình 3.1 M t s ng c s d ng trong h th ng b ng t i.ộ ố độ ơ ử ụ ệ ố ă ả 38
3.1.2 Thông s k thu t c a B ng t i.ố ỹ ậ ủ ă ả 39

Hình 3.2 H th ng b ng t i trong phòng thí nghi m.ệ ố ă ả ệ 40
Hình 3.3 Mô hình h th ng b ng t i.ệ ố ă ả 41
3.2 B i u khi n PLC S7-200, M n hình TD200.ộ đ ề ể à 41
3.2.1 B i u khi n PLC S7-200. ộ đ ề ể 41
Hình 3.4 B PLC S7-200. ộ 41
Hình 3.5 PLC S7-200 CPU 214 42
Hình 3.6 C ng truy n thông.ổ ề 43
3.2.2 M n hình TD200.à 46
3.3 C m bi n.ả ế 46
3.3.1 Khái quát chung v c m bi n.ề ả ế 46
Hình 3.7 C m bi n quang.ả ế 47
3.3.2 Các yêu c u c a c m bi nầ ủ ả ế 47
3.3.3 Phân lo i.ạ 48
3.3.4 Thông s c a c m bi n trong h th ng.ố ủ ả ế ệ ố 49
3.4 Các thi t b khác. ế ị 49
3.5 Mô hình k t n i h th ng.ế ố ệ ố 49
Hình 3.8 K t n i CPU v TD200 ế ố à 50
Hình 3.9 K t n i truy n thông S7-200 v TD200ế ố ề à 51
Hình 3.10 Cách l p TD200 v i CPU v module EM235ắ ớ à 51
CH NG 4. L P TRÌNH I U KHI N H TH NGƯƠ Ậ Đ Ề Ể Ệ Ố 51
4.1 Mô t h th ng.ả ệ ố 51
Hình 4.1 Mô hình m s n ph m dùng PLC S7-200.đế ả ẩ 52
4.2 Trình t các bự c l p trình. ướ ậ 53
4.2.1 Vi t chế ng trình.ươ 53
4.2.2 V n h nh h th ng. ậ à ệ ố 58
4.2.3 Giám sát ho t ng c a chạ độ ủ ư ng trình.ơ 59
K T LU NẾ Ậ 60
T I LI U THAM KH OÀ Ệ Ả 61

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 8 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

BẢNG LIỆT KÊ HÌNH VẼ VÀ BẢNG
L I NÓI UỜ ĐẦ 5
CH NG 1. KH I QU T CHUNG H TH NG I U KHI N.ƯƠ Á Á Ệ Ố Đ Ề Ể 10
1.1 T ng quan v h th ng i u khi n.ổ ề ệ ố đ ề ể 10
1.1.1 Khái quát chung 10
Hình 1.1 H th ng i u khi n dây truy n lên mem nh máy bia.ệ ố đ ề ể ề à 11
Hình 1.2 Dây truy n s n xu t n c ng t.ề ả ấ ướ ọ 11
Hinh 1.3 S kh i h th ng i u khi n.ơ đồ ố ệ ố đ ề ể 12
1.1.2 Phân lo i ph ng th c i u khi n.ạ ươ ứ đ ề ể 13
1.2 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 13
1.2.1 So sánh h th ng i u khi n PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ố đ ề ể ớ ệ ố đ ề ể 13
Hình 1.4 Phân bi t PLC v i h th ng i u khi n khác.ệ ớ ệ ố đ ề ể 14
Hình 1.5 H th ng i u khi n dùng PLC.ệ ố đ ề ể 15
1.2.2 Gi i thi u v PLC. ớ ệ ề 15
Hình 1.6 Hình nh v b PLC.ả ề ộ 17
Hình 1.7 C u trúc c a m t PLC.ấ ủ ộ 18
1.2.3 Phân lo i PLC.ạ 20
1.2.4 B i u khi n PLC S7-200.ộ đ ề ể 21
1.3. H th ng b ng t i.ệ ố ă ả 24
1.3.1 Vai trò 24
1.3.2 Phân lo i b ng t i.ạ ă ả 24
1.3.3 C u t o.ấ ạ 25
Hình 1.8 C u t o b ng t i.ấ ạ ă ả 25
Hình 1.9 B ng t i dùng v n chuy n h ng v o kho.ă ả để ậ ể à à 26
Hình 1.10 B ng t i l m mát trong h th ng s n xu t bánh quy x p.ă ả à ệ ố ả ấ ố
27
CH NG 2. KH I QU T CHUNG V M N HÌNH I U KHI NƯƠ Á Á Ề À Đ Ề Ể 28
2.1. Khái quát v m n hình i u khi n.ề à đ ề ể 28
2.1.1 Khái quát chung 28
2.1.2 M n hình TD200.à 28

Hình 2.1: M n hình TD200.à 28
Hình 2.2 C u t o m n hình TD200.ấ ạ à 29
2.2 C i t thông s cho m n hình TD200.à đặ ố à 30
2.2.1 Ph n m m l p trình:ầ ề ậ 30
2.2.2 Các b c l p trình TD200:ướ ậ 31
CH NG 3. T NH CH N THI T B H TH NG B NG T I M S N PH MƯƠ Í Ọ Ế Ị Ệ Ố Ă Ả ĐẾ Ả Ẩ
37
3.1 ng c v h th ng b ng t i. Độ ơ à ệ ố ă ả 37
3.1.1 ng c .Độ ơ 37
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 9 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Hình 3.1 M t s ng c s d ng trong h th ng b ng t i.ộ ố độ ơ ử ụ ệ ố ă ả 38
3.1.2 Thông s k thu t c a B ng t i.ố ỹ ậ ủ ă ả 39
Hình 3.2 H th ng b ng t i trong phòng thí nghi m.ệ ố ă ả ệ 40
Hình 3.3 Mô hình h th ng b ng t i.ệ ố ă ả 41
3.2 B i u khi n PLC S7-200, M n hình TD200.ộ đ ề ể à 41
3.2.1 B i u khi n PLC S7-200. ộ đ ề ể 41
Hình 3.4 B PLC S7-200. ộ 41
Hình 3.5 PLC S7-200 CPU 214 42
Hình 3.6 C ng truy n thông.ổ ề 43
3.2.2 M n hình TD200.à 46
3.3 C m bi n.ả ế 46
3.3.1 Khái quát chung v c m bi n.ề ả ế 46
Hình 3.7 C m bi n quang.ả ế 47
3.3.2 Các yêu c u c a c m bi nầ ủ ả ế 47
3.3.3 Phân lo i.ạ 48
3.3.4 Thông s c a c m bi n trong h th ng.ố ủ ả ế ệ ố 49
3.4 Các thi t b khác. ế ị 49
3.5 Mô hình k t n i h th ng.ế ố ệ ố 49
Hình 3.8 K t n i CPU v TD200 ế ố à 50
Hình 3.9 K t n i truy n thông S7-200 v TD200ế ố ề à 51

Hình 3.10 Cách l p TD200 v i CPU v module EM235ắ ớ à 51
CH NG 4. L P TRÌNH I U KHI N H TH NGƯƠ Ậ Đ Ề Ể Ệ Ố 51
4.1 Mô t h th ng.ả ệ ố 51
Hình 4.1 Mô hình m s n ph m dùng PLC S7-200.đế ả ẩ 52
4.2 Trình t các bự c l p trình. ướ ậ 53
4.2.1 Vi t chế ng trình.ươ 53
4.2.2 V n h nh h th ng. ậ à ệ ố 58
4.2.3 Giám sát ho t ng c a chạ độ ủ ư ng trình.ơ 59
K T LU NẾ Ậ 60
T I LI U THAM KH OÀ Ệ Ả 61
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 10 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.
1.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển.
1.1.1 Khái quát chung.
Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất công nghiệp nhằm mục tiêu
tăng năng xuất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm, độ chính xác cao, giá
thành hạ
Các hệ thống điều khiển được đưa vào sản xuất trong các xí nghiệp, nhà máy
với độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, ít hư hỏng và giảm nhân công lao động.
Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển có khả năng xử lý, kiểm soát được các sự
cố và có thể tự khắc phục được sự cố, các sai sót khi vận hành. Một hệ thống
như trên gọi là hệ thống điều khiển.
Trong tất cả mọi hoạt động của con người ở bất cứ đâu vào mọi thời điểm nào
đều liên quan đến khái niệm điều khiển. Nó là tập hợp tất cả các tác động mang
tính tổ chức để nhằm đạt được mục đích mong muốn. Có thể nói điều khiển là
nhân tố cuối cùng quyết định mọi thành bại của các hoạt động. Trong công
nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, năng
suất lao động và chi phí sản xuất. Sau đây là một số hình ảnh về các hệ thống
sản xuất dùng trong công nghiệp của các nhà máy hiện nay.
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 11 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển dây truyền lên mem nhà máy bia.
Hình 1.2 Dây truyền sản xuất nước ngọt.
Tự động hoá là bước phát triển tiếp theo sau cơ khí hoá và điện khí hoá. Tự
động hoá là quá trình sử dụngthiết bị dể thay thế chức năng kiểm tra và điều
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 12 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
khiển của con người trong một quy trình sản xuất. Hệ thống tự động hoá bắt đầu
xuất hiện với việc sử dụng các thiết bị đo lường kiểm tra các thông số công nghệ
và chất lượng sản phẩm. Các hệ thông này thông báo khá chính xác các thông
tin về trạng thái của thiết bị, các thông số của quy trình công nghệ v.v Các
thông tin này trước đây chỉ có những người dày dạn kinh nghiệm mới chuẩn
đoán được, nhưng cũng chỉ bảo đảm ở mức độ chính xác tương đối. Các thông
tin quá trình hoàn thiện quy trình công nghệ.
Hệ thống điều khiển cục bộ các chế độ riêng biệt của quy trình công nghệ là
bước phát triển tiếp theo của hệ thống tự động hóa. Đây là sự kết hợp nhiều hệ
thống điều chỉnh tự động dưới sự kiểm soát điều hành của một thiết bị tính toán
và điều khiển để đảm bảo tối ưu một chế độ nào đó của quá trình công nghệ. Tất
cả các hệ thống điều chỉnh tự động các thông số công nghệ cũng như các hệ
thống điều khiển cục bộ đều được đặt dưới sự giám sát, điều hành chung của
một trung tâm tính toán và điều khiển. Trung tâm này đảm bảo cho quy trình
công nghệ xảy ra tốt nhất của hệ thống đo.
Trong một hệ thống điều khiển bao giờ cũng được tao thành từ các khối cơ
bản sau:
Hinh 1.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển.
- Khối vào: Chuyển đổi các tín hiệu vật lý thành các tin hiệu điện, các tín bộ
chuỷên đổi thường là nút ấn, contac, sensor, tuỳ theo bộ chuyển đổi mà ta có
tín hiệu đưa vào khối xử lý có dạng số hay dạng liên tục.
Chuyển đổi tín
hiệu ngõ vào
Xử lý tín hiệu

và điều khiển
Tín hiệu ra
điều khiển tác
động cơ cấu
Khối vào
Khối xử lý
Khối ra (đối
tượng điều khiển)
Tín hiệu
vào
Kết quả
xử lý
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 13 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
- Khối xử lý: Nhận tín hiệu thực hiện các thao tác đảm bảo quá trình hoạt động
của hệ thống. Từ thông tin của khối vào hệ thống điều khiển phải tạo ra được
những tín hiệu cần thiết để điều khiển các thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu sản
xuất.
- Khối ra: Tín hiệu ra là kết quả cuối cùng của quá trình xử lý hệ thống điều
khiển. Các tín hiệu này được sử dụng điều khiển các cơ cấu, thiết bị hoạt động
theo yêu cầu của hệ thống, tín hiệu ra có thể được hồi tiếp vè ngõ vào để điều
khiển và ổn định hệ thống.
1.1.2 Phân loại phương thức điều khiển.
Phương pháp để hình thành các tác động điều khiển được gọi là phương
thức điều khiển. Có 3 phương thức điều khiển:
- Điều khiển theo chương trình: Phương thức điều khiển theo chương trình
được sử dụng khi các tác động điều khiển đã được hình thành từ trước theo một
chương trình.
- Điều khiển bù nhiễu: Phương thức điều khiển bù nhiễu tác động điều khiển
được hình thành khi có nhiễu tác động lên hệ thống.
- Điều khiển theo sai lệch: Trong công nghiệp phương thức điều khiển theo

sai lệch được sử dụng rộng rãi nhất.
1.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC.
1.2.1 So sánh hệ thống điều khiển PLC với hệ thống điều khiển khác.
Khi điều khiển bằng PLC có nhiều lợi thế hơn so với các hệ thống khác
không sử dụng PLC. Điều đó thể hiện qua sơ đồ sau:
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 14 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Hình 1.4 Phân biệt PLC với hệ thống điều khiển khác.
Trong hệ thống điều khiển dùng PLC thì sẽ có những ưu điểm sau:
- Thay đổi chương trình dễ dàng, linh động.
- Không gian lắp đặt thiết bị nhỏ. Có độ tin cậy cao.
- Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra phù hợp.
- Dễ dàng thay đổi đối với cấu hình trong tương lai khi có nhu cầu mở rộng sản
xuất.
Sau đây là hình ảnh tổng quát về hệ thống điều khiển dùng PLC.
Điều khiển
Với chức năng được lưu trữ bằng
Tiếp xúc vật lý Bộ nhớ khả lập trình
Không thay đổi Thay đổi
được
Quy trình cứng
Liên kết cứng Liên kết phíc cắm
Rơle, linh kiện điện tử, cơ-thuỷ khí,
mạch điện tử.
Quy trình mềm
Khả lập trình tự do Bộ nhớ thay đổi được
Ram-EEPROM Rom-EPROM
PLC xử lý 1bit, PLC xử lý từ ngữ
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 15 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Hình 1.5 Hệ thống điều khiển dùng PLC.
1.2.2 Giới thiệu về PLC.

a. Tổng quan về PLC.
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đã được những nhà thiết kế cho ra đời
năm 1968. Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử
dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng và vận hành hệ thống. Vì vậy các
nhà thiết kế đã từng bước cải thiện hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành,
nhưng việc lập chương trình cho hệ thống gặp khó khăn, do lúc này không có
các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 16 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Để đơn giản hóa việc lập trình hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đầu tiên
được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo nên sự phát triển thật sự cho kỹ thuật
điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình
( PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều
khiển cổ điển. Quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được
một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là lập trình dùng giản đồ hình
thang, kí hiệu la LAD. Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống
PLC có thêm khả năng khác, đó là sự hỗ trợ bởi những thuật toán, vận hành với
các dữ liệu cập nhật. Mặt khác do sự phát triển của màn hình dùng cho máy tính
nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng chở nên
thuận tiện hơn.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay
đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng:
Hệ thống ngõ vào/ ra có thể tăng lên đến 8.000 cổng vào/ ra, dung lượng bộ nhớ
chương trình tăng lên hơn 128.000 từ bộ nhớ. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo
ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC
chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý tốt với những
chức năng phức tạp số lượng cổng vào/ ra lớn.
Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác
thông qua CIM ( Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ
thống: Rôbôt, Cad/ Cam … mà các nhà thiết kế còn xây dựng các loại PLC với
các chức năng điều khiển thông minh gọi là các siêu PLC.

b. Khái niệm và đặc điểm của PLC.
* Khái niệm PLC.
PLC được hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968.
PLC (Progammable Logic Controller) – Bộ điều khiển logic khả trình. Là một
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 17 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
thiết bị điều khiển logic lập trình được. Thiết bị này có các đầu vào logic sau
quá trình xử lý theo chương trình bên trong nó cho đầu ra là các mức logic có
quan hệ với các đầu vào thông qua chương trình bên trong của thiết bị. PLC
được ứng dụng rộng rãi và trở nên không thể thiếu được trong các dây truyền
sản xuất hiện đại.
Hình 1.6 Hình ảnh về bộ PLC.
Chức năng điều khiển của PLC rất đa dạng nó có thể thay thế cho cả một
mảng rơle. Hơn thế nữa PLC giống như một máy tính có thể lập trình được. PLC
lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, ổn định trong môi trường công
nghiệp, giá cả cạnh tranh.
* Đặc điểm PLC.
PLC được thực sử dụng trong nhiều lập trình ứng dụng khác nhau và có những
lợi ích như:
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 18 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
- PLC dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển để thích ứng một yêu cầu mới
mà vẫn có thể giữ nguyên thiết kế phần cứng, đầu nối dây …
- PLC có thể điều khiển nhiều chức năng khác nhau từ những thao tác đơn giản,
lặp lại, liên tục đến những thao tác đòi hỏi chính xác, phức tạp.
- PLC dễ dàng hiệu chỉnh chính xác công việc điều khiển và xử lý nhanh chóng
các lệnh, từ lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời gian, chương trình
con, …
- Giao tiếp dễ dàng với các thiết bị ngoại vi, các module và các thiết bị phụ trợ
khác như màn hình hiển thị.
- Có khả năng chống nhiễu trong công nghiệp.
- Ngôn ngữ lập trình cho PLC đã trở thành thiết bị chính trong việc điều khiển

các thiết bị công nghiệp.
c. Cấu trúc chung của một bộ PLC.
Một bộ PLC có cấu trúc như sau:
Hình 1.7 Cấu trúc của một PLC.
Môdun
nguồn
Môdun
Vào/ra
CPU
Thiết bị
lập trình
Môdun
nhớ
Đầu ra
Đầu vào
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 19 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Khi nghiên cứu về PLC thì điều đầu tiên là số lượng các đầu vào/ ra (I/O) đối
với 1 PLC thì số đầu vào/ra có thể là 6 hoặc 8 hay nhiều hơn nữa. Số lượng đầu
vào/ ra cho biết mức độ quản lý được nhiều thiết bị. Vấn đề này đặc biệt quan
trọng khi ứng dụng PLC vào một dây truyền sản xuất phức tạp cần gia công
nhiều biến đầu vào.
Các biến đầu vào được đóng cắt bằng các công tắc bật tắt thông thường.
Công tắc vị trí hay các sensor logic để đặt các giá trị đầu vào, các đầu vào này
thường có mức điện áp cao để tăng độ chính xác khi truyền đi xa. Trong PLC có
1 bộ chuyển mức điện áp về mức chuẩn với mức logic 1 là +5V và mức logic 0
là 0V. Khi đó PLC sẽ quét các đầu vào để lấy dữ liệu sau một quá trình xử lý
bên trong bằng chương trình phần mềm, sau đó dữ liệu đầu ra dạng số với mức
logic tương ứng, qua mạch chuyển đổi để có mức điện áp ra phù hợp với yêu
cầu điều khiển.
Các đầu ra được nối với các cuộn hút đóng cắt rơle, động cơ máy sản xuất,

…
Với PLC thì bộ điều khiển MCU (Micro Contronller Unit) là hạt nhân của cả hệ.
Bộ vi điều khiển đảm nhiệm tất cả các công việc từ thu nhập dữ liệu đầu vào, xử
lý các dữ liệu đó và đưa ra đầu ra, PLC làm việc như một máy tính và quá trình
hoạt động là hoàn toàn tự động.
Ngoài các đầu vào/ ra logic thì PLC còn có các đầu vào cấp nguồn, thông
thường nguồn nuôi PLC là một điện áp xoay chiều qua bộ xử lý tạo ra điện áp 1
chiều phù hợp để nuôi bộ vi điều khiển và các mạch điện tử khác.
d. Ứng dụng và ưu nhược điểm của PLC.
* Ứng dụng PLC.
PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành như công nghiệp chế biến
thực phẩm, thiết bị y tế, ôtô, …
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 20 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
- Hoá học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn,
…
- Chế tạo máy và sản xuất: tự động hoá trong chế tạo máy, quá trình lắp đặt máy,
…
- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm số lượng, kiểm tra chất lượng sản phẩm,
cân, đóng gói, …
* Ưu nhược điểm của PLC.
- Thời gian lắp đặt công trình ngắn.
- Dễ dàng thay đổi mà không gây tổn thất đến tài chính.
- Có thể dễ dàng tính toán chính xác giá thành.
- Cần ít thời gian huấn luyện.
- Dễ dàng thay đổi phần mền.
- Phạm vi ứng dụng rộng rãi.
- Dễ bảo trì, xử lý sự cố dễ và nhanh hơn.
- Độ tin cậy cao, chuẩn hoá được phần cứng điều khiển.
- Thích ứng với môi trường khắc nghiệt.
Tuy nhiên với mức độ quản lý và điều khiển rộng thì PLC lại không phù hợp

với những hệ thống nhỏ, đơn giản vì khi đó sẽ không tận dụng được khả năng
làm việc của thiết bị này.
1.2.3 Phân loại PLC.
Có hai cách phân loại PLC:
- Theo hãng sản xuất: Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay, …
- Theo version: Gồm có.
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 21 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
PLC của Siemen có các họ: PLC S7-200, PLC S7-300, PLC S7-400, Logo.
PLC của Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon.
Trong quá trình sản xuất thực phẩm, rượu bia, thuốc lá, … thì rất phù hợp
với việc sử dụng PLC để đếm số lượng sản phẩm, kiểm tra chất lượng sản phẩm,
…Chính vì vậy theo đê tài được giao em thấy chọn PLC S7-200 là hợp lý nhất,
như vậy sẽ tận dụng được khả năng làm việc của thiết bị mà không bị lãng phí.
1.2.4 Bộ điều khiển PLC S7-200.
PLC S7-200 là bộ điều khiển logic khả trình thuộc họ PLC của Siemen.
a. Các tính năng của PLC S7-200.
- Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi
hẹp.
- Có nhiều loại CPU.
- Có nhiều Module mở rộng, có thể mở rộng đến 7 Module.
- Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau.
- Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Proifibus.
- Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.
- Không qui định rãnh cắm.
- Phần mềm điều khiển riêng.
- Tích hợp CPU, I/ O nguồn cung cấp vào 1 Module.
- Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.
+ Tích hợp CPU, I/ O nguồn cung cấp vào 1 Module. Có nhiều loại CPU: CPU
212, CPU 214, CPU 215, CPU 216,
+ Các Module mở rộng EM.

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 22 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
- Module ngõ vào Digital: 24V DC, 120/230V AC.
- Module ngõ ra Digital: 24V DC, ngắt điện từ.
- Module ngõ vào Analog: Áp, dòng , điện trở, cặp nhiệt.
- Module ngõ ra Analog: Áp, dòng.
+ Module liên lạc xử lý ( CP) : Module CP 242-2 có thể dùng để nối S7-200
làm chủ Module giao tiếp AS . kết quả là có đến 248 phần tử nhị phân được điều
khiển bằng 31 Module giao tiếp AS. Gia tăng đáng kể số ngõ vào và ngõ ra của
S7-200.
+ Phụ kiện: Bus nối dữ liệu.
Các đèn báo trên CPU: Các đèn báo trên mặt PLC cho phép xác định trạng
thái hiện hành của PLC:
- SF ( đèn đỏ): Khi sáng sẽ thông báo hệ thống PLC bị hỏng.
- RUN ( đèn xanh): Khi sáng sẽ thông báo PLC đang làm việc và thực hiện
chương trình nạp vào máy.
- STOP ( đèn vàng): Khi sáng sẽ thông báo PLC đang ở chế độ dừng. Dừng
chương trình đang thực hiện lại.
- Ix.x ( đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời của cổng vào PLC. Ix.x
(x.x=0,0 - 1.5). Đèn này thông báo trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của
cổng.
- Qy.y ( đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời của cổng ra PLC. Qy.y
(y.y=0,0 - 1.1). Đèn này thông báo trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của
cổng.
+ Công tắc chọn chế độ làm việc của CPU.
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 23 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
Công tắc này có 3 vị trí: RUN - TERM – STOP: Cho phép xác lập chế độ
làm việc của PLC.
- RUN: Cho phép PLC vận hành theo chương trình trong bộ nhớ. Trong khi
PLC đang ở RUN, nếu có sự cố hoặc gặp lệnh STOP, PLC sẽ rời khỏi lệnh RUN
và chuyển sang chế độ STOP.

- STOP: Cưỡng bức CPU dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ
STOP, ở chế độ STOP cho phép PLC hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp
chương trình mới.
- TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ làm việc của CPU ở chế
độ RUN hoặc chế độ STOP.
c. Các vùng nhớ, vùng dữ liệu, các qui định về dữ liệu và cách truy cập
địa chỉ trên PLC.
Bộ nhớ của PLC có tính năng động cao, có thể đọc và ghi được trong toàn
vùng, ngoại trừ các bit nhớ đặc biệt có ký hiệu ( SM) chỉ có thể truy cập để đọc.
Bộ nhớ có 1 tụ nhớ để giữ thế nuôi, duy trì trong khoảng thời gian mất điện. Bộ
nhớ của PLC được chia thành 4 vùng.
- Vùng chương trình: Là vùng lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc
kiểu không bị mất dữ liệu, đọc/ ghi được.
- Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các thông số như: Từ khoá, địa chỉ trạm cũng
như vùng nhớ chương trình vùng tham số thuộc kiểu đọc/ ghi được.
- Vùng dữ liệu: Dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả
các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền
thông, một phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile.
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 24 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
- Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ ra tương
tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không kiểu non-volatile nhưng
đọc/ ghi được.
1.3. Hệ thống băng tải.
1.3.1 Vai trò.
Ngày nay băng tải đã được sử dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp,
nông nghiệp. Băng tải dùng để vân chuyển các vật liệu dạng hạt, viên, tảng, các
vật mỏng nhẹ để đưa tới khâu đóng gói, chế biến hoặc để sấy khô hoặc là phẳng.
Nó được sử dụng rất hưu ích trong địa hình rất phức tạp như: Tải cát từ dưới
lòng sông lên xe, chuyển than từ thuyền lên xe tải hay các đia hình nhỏ trật hẹp.
Mà phương tiện vân chuyển như xe tai máy xúc máy cẩu hay con người không

thể thực hiên được. Nhờ có băng tải mà lượng nhân công cho công việc này
giảm rất nhiều đồng thời năng suất của việc vận chuyển nhờ băng tải này tăng
rất nhiều lần so với việc thuê nhân công. Nhờ có băng tải ma khối lượng công
việc lớn được giải quyết trong thời gian ngắn đem lai lợi hiệu quả kinh tế rất lớn
.
1.3.2 Phân loại băng tải.
- Băng tải dùng trong vân chuyển nguyên liệu có khối lượng lớn như: Cát, đá,
than,
- Băng tải dùng trong các dây truyền công nghiệp như : Nhà máy bia, nhà máy
bánh kẹo, dùng để vân chuyển nguyên nhiên liệu đến lơi chế biến hoặc đóng gói.
- Băng tải dùng trong nghành công nghiệp dệt may, nghành công nghiệp nhẹ.
Dùng để dẫn vải qua các thiết bị là, sáy khô,
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 3 25 GVHD: Nguyễn Tiến Hưng
1.3.3 Cấu tạo.
Băng tải là thiết bị vận tải liên tục dùng để chuyên trở hàng dạng hạt, cục theo
phương ngang, theo mặt phẳng nghiêng, theo đường gấp khúc kết cấu của một
băng tải cố định được biểu diễn trên hình vẽ.




Hình 1.8 Cấu tạo băng tải.
Băng tải gồm 7 dùng chở hàng, khung làm giá đỡ 10, truyền động kéo băng
tải nhờ 2 trục 5 (trục thụ động ) và trục 8 ( trục chủ động). Trục chủ động 8 gá
chặt trên 2 giá đỡ và nối với trục động cơ truyền động qua hộp giảm tốc. Tạo gia
sức căng ban đầu của băng tải nhờ cơ cấu kéo căng nhờ: Động cơ căng, trùng
băng tải hoặc cơ cấu cơ khí gồm: đối trọng cơ cấu định vị và dẫn hướng. Băng
tải dẫn vật liệu từ phễu 6 đến đổ ở máng 9.
Vật liệu làm băng tải có thể làm bằng những vật liệu sau:
- Lưới: Chịu được nhiệt, ít bị ăn mòn , ít chịu ảnh hưởng của môi trường, nhẹ

nhàng, bền.
1
6
9
8
7
5