ứng dụng plc panasonic điều khiển hệ thống khoan mạch in tự động

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
PHN I. DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trước đây, việc ứng dụng công nghệ tự động vào các lĩnh vực sản xuất còn
chưa phát triển dẫn đến năng suất và chất lượng sản phẩm chưa cao. Ngày nay,
cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và lý thuyết điều khiển tự động, thì
việc ứng dụng tự động hóa trong các ngành công nghiệp ngày càng phát triển. Các
thiết bị tự động ngày càng phong phú và đa dạng.
PLC – Programable Logic Controler, là một thiết bị quan trọng trong dây
chuyền sản xuất, có khả năng lập trình để điều khiển một hệ thống máy móc từ
đơn giản cho đến phức tạp. Có thể kết nối các module để mở rộng hệ thống khi có
thay đổi về yêu cầu sản xuất. Bên cạnh đó việc điều khiển và giám sát hệ thống
thường được thực hiện bằng HMI, Human Machine Inteface. Đây là một thiết bị
giúp con người điều khiển máy móc một cách dễ dàng trực quan và chính xác
hơn. Chính vì vậy việc nghiên cứu, phát triển các hệ thống sản xuất tự động sử
dụng PLC, HMI … là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn trong sản xuất công
nghiệp.
II. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong ngành công nghiệp điện tử, trước đây việc khoan mạch in thường được
thực hiện một cách thủ công, lãng phí thời gian và công sức. Do vậy yêu cầu về tự
động hóa trong công đoạn khoan mạch in là một nhu cầu thiết thực trong nghành
điện điện tử. Với nhu cầu như vậy, máy khoan mạch in tự động được xây dựng
nhằm mục đích tiết kiệm nhân công và thời gian trong công đoạn này, đáp ứng
yêu cầu sản xuất.
PLC Panasonic là loại PLC khá mới mẻ trên thị trường hiện nay, vì vậy việc
nghiên cứu và ứng dụng PLC Panasonic vào các hệ thống sản xuất công nghiệp là
yêu cầu cần thiết. Do đó chúng em quyết định lựa chọn đề tài: “ Ứng dung PLC
Panasonic điều khiển hệ thống khoan mạch in tự động ” với mục đích là nghiên
cứu tổng quan về PLC Panasonic, màn hình HMI GT32, PCWAY …
III. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:
Do thời gian nghiên cứu có hạn, chúng em chỉ nghiên cứu các vấn đề sau:

- Nghiên cứu về mô hình máy khoan mạch in tự đông.
- Cách thức điều khiển và một số tập lệnh của PLC Panasonic.
- Nghiên cứu sơ lược về màn hình HMI GT32.
IV. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Qua đề tài này, chúng em nghiên cứu về mô hình máy khoan mạch in tự
động, Cách thức điều khiển động cơ bước. Để từ đó có thể ứng dụng vào sản
xuất thực tế.
- Nghiên cứu về cách lập trình và kết nối PLC Panasonic, HMI. Cách thức
giao tiếp và truyền thông giữa PLC và HMI.
- Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm PCWAY để liên kết Excel và PLC.
V. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Mô hình máy khoan mạch in tự động: Nguyên lý hoạt động
- PLC Panasonic CT 30: Thông số kĩ thuật, cách thức kết nối …
- Màn hình cảm ứng HMI GT 32: Cách thức truyền thông giữa PLC và HMI.
- 1 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
- Phần mềm lập trình FPWIN: cách thức lập trinh, câu lệnh …
- Phần mềm thiết kế gian diện cho màn hình GTWIN: Cài đặt thông số, Vẽ
các thành phần trong màn hình.
VI. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
1. Phương pháp nghiên cứu
- Đọc và nghiên cứu các tài liệu liên quan đến PLC Panasonic, màn hình
HMI, PCWAY.
- Tham khảo ý kiến thầy cô và thảo luận với bạn bè .
2. Phương tiện nghiên cứu
- Máy tính cá nhân .
- PLC Panasonic CT30.
- Màn hình HMI GT32.
- Mô hình máy khoan mạch in tự động.
VII. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU

STT Thời gian
Nội dung
Tuần
1-3
Tuần
4-7
Tuần
8-12
Tuần
13-15
1 Xác định nội dung đề tài X
2 Hoàn thành mô hình X
3 Thu thập và đọc tài liệu X X
4 Nghiên cứu và thi công X
5 Viết báo cáo và Hoàn thành đề
tài
X
- 2 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
PHN II. N*I DUNG
- 3 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
CHƯƠNG I. PLC PANASONIC
I. TỔNG QUAN VỀ PLC
1. Giới Thiệu
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập
trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic
thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một
loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích
(ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì

hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay
OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập
trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở
ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều
khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:
♦ Lập trình dể dàng, ngôn ngữ lập trình dể học.
♦ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa.
♦ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.
♦ Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp.
♦ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng,
các môi Modul mở rộng.
♦ Giá cả cá thể cạnh tranh được.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và
các Logic thời gian. Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng
nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả …
Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công
nghiệp. Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm,
định thời, thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn …
Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I / O
nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình
điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được
xác định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của
PLC, PLC sẽ thực hiện viêïc điều khiểûn dựa vào chương trình này. Như vậy nếu
muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi
chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ
được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với
các bộ dây nối hay Relay.
2. Cấu Trúc, Nguyên Lý Hoạt Động Của PLC

a. Cấu Trúc
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là:
- 4 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một
số bộ nhớ ngoài EPROM ).
 Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC.
Các Modul vào /ra.
Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm môït đơn vị lập
trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ
RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị
lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi
nào chương trình đã được kiểm tra và sẳn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ
nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hổ trợ cho
việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua
cổng RS232, RS422, RS458, …
b.Nguyên Lý Hoạt Động Của PLC
 Đơn vị xử lý trung tâm
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra
chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong
chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới
các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ
thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.
 Hệ thống bus
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín
hiệu song song:
 Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác
nhau.
 Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.
 Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thời và

điểu khiển đồng bộ các hoạt động của PLC.
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra
thông qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm
cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song.
Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ
chuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8
đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu
từ Data bus. Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình
hoạt động của PLC.
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời
gian hạn chế.
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O.
Bên cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1(8 MHZ. Xung
này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời,
đồng hồ của hệ thống.
- 5 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Bộ nhớ
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp:
Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.
Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi
các Relay.
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí
trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong
bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh
tiếp theo. Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu
ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc.
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này
có khả năng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các

bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng.
RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa
bỏ nội dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị
mất. Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng
cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế
RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay
dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.
EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà
người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được. Nội
dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã
được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn
mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG
(Programer) có sẵn chổ ghi và xóa EPROM.
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trong
máy lập trình. Đĩa cứng hoăïc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng
để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài.
Kích thước bộ nhớ:
♦ Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công
nghệ chế tạo.
♦ Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ
2000 ÷16000 dòng lệnh.
Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.
 Các ngõ vào ra I / O
Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul (các đầu vào
của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra (các đầu ra của PLC).
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêïu xử lý là
12/24VDC hoặc 100/240VAC.
- 6 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh

I/O được cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra
hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện
việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra.
3. Các Hoạt Động Xử Lý Bên Trong PLC
a. Xử Lý Chương Trình
Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽ được
trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ.
PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong
bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho
đến cuối chương trình. Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi
là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử
lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai
đoạn nối tiếp nhau:
♦ Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình
phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành.
♦ Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình.
Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực
hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu
ra.
♦ Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các
modul đầu ra.
b.Xử Lý Xuất Nhập
Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I / O trong PLC:
 Cập nhật liên tục
Điều nay đòi hỏi CPU quét các lệnh ngỏ vào (mà chúng xuất hiện trong
chương trình ), khoảng thời gian Delay được xây dựng bên trong để chắc chắn
rằng chỉ có những tín hiệu hợp lý mới được đọc vào trong bộ nhớ vi xử lý. Các
lệnh ngỏ ra được lấy trực tiếp tới các thiết bị. Theo hoạt động logic của chương
trình, khi lệnh OUT được thực hiện thì các ngỏ ra cài lại vào đơn vị I / O, vì thế

nên chúng vẫn giữ được trạng thái cho tới khi lần cập nhật kế tiếp.
 Chục ảnh quá trình xuất nhập
Hầu hết các PLC loại lớn có thể có vài trăm I/O, vì thế CPU chỉ có thể xử
lý một lệnh ở một thời điểm. Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõ
nhập phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương
trình. Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ
thống lấy mẫu liên tục trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào.
Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I/O được cập nhật tới
một vùng đặc biệt trong chương trình. Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng
như một bộ đệm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I/O. Mỗi ngõ
vào ra đều có một địa chỉ I/O RAM này. Suốt quá trình copy tất cả các trạng thái
- 7 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
vào trong I/O RAM. Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình (từ Start đến
End ).
Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được
copy tiêu biểu là vài ms. Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều
dài chương trình điều khiển tương ứng mỗi lệnh mất khoảng từ 1-10 s.
II. GIỚI THIỆU VỀ PLC PANASONIC
1. Sơ Lược Về PLC Panasonic
Panasonic là thương hiệu quốc tế của công ty sản xuất sản phẩm điện tử
Nhật Bản Matsushita Electric Industrial Co. Và là công ty điện tử lớn nhất Nhật
bản. Với thương hiệu này, Matsushita sản xuất và bán các bảng hiển thị LCD,
plasma, máy ghi DVD, các thiết bị chơi Blu-ray, điện thoại, lò vi sóng, máy
chiếu, camera kỹ thuật số, máy tính xách tay v.v và đặc biệt hiện nay Panasonic
cũng đã xâm nhập vào lĩnh vực PLC và các thiết bị công nghiệp.
PLC Panasonic là loại PLC ra đời trễ hơn các loại PLC của các hãng khác,
do vậy chúng có khá nhiều những ưu điểm như: các câu lệnh đơn giản, dể sử
dụng, giao diện đẹp, PLC nhỏ gọn, đẹp… Bao gồm các họ PLC FP-e, FP-X, FP-
sigma, …. cũng có những thuộc tính tương tự các dòng PLC của các hãng khác là

khả năng điều khiển và truyền thông như điều khiển PID, PWM, kết nối mạng
Modbus, mạng Ethernet…
 FP-e: PLC (hình 2.3.a).
− 8 ngõ vào / 6 ngõ ra hoặc 6 ngõ vào / 6 ngõ ra + 2 thermocouple hoặc
ngõ ra analog
− Cổng giao tiếp 2 x RS232C hoặc 1x RS232 + 1x RS485
− Bộ nhớ chương trình: 2700 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 1660 words.
 PLC FP0 (hình 2.3.b).View Details
− Ngõ vào tối đa: 64 / ngõ ra transistor tối đa: 64 hoặc ngõ ra relay tối đa:
54.
− Ngõ vào analog tối đa: 24 / ngõ ra analog tối đa: 12.
− Cổng giao tiếp 2 x RS232C
− Bộ nhớ chương trình: 2700 to 10000 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 1660 to 16384 words.
− Truyền thông: PROFIBUS, Ethernet TCP/IP, Modbus, S-Link, CC-Link.
 PLC FP-Sigma (hình 2.3.c)
− Ngõ vào tối đa: 192 / ngõ ra transistor tối đa: 192 hoặc ngõ ra relay tối
đa: 56.
− Ngõ vào analog tối đa: 40/ ngõ ra analog: 28.
- 8 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
− Cổng giao tiếp 3x RS232C hoặc RS232 + RS485
− Bộ nhớ chương trình: 32000 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 32k to 1056k words.
− Truyền thông: Profibus, Ethernet TCP/IP, Modbus, CC-Link, S-link,
CANopen, DeviceNet.
 FP-X (hình 2.3.d)
− Ngõ vào, ra tối đa 382.
− Ngõ vào analog tối đa: 28 / ngõ ra analog tối đa 12.

− Cổng giao tiếp 3 x RS232C hoặc 2 x RS232 + 1x RS485.
− C30 và C60 sử dụng cổng USB để nạp chương trình.
− Bộ nhớ chương trình: 16000 or 32000 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 32765 words.
− Cổng truyền thông: PROFIBUS, Ethernet TCP/IP, Modbus.
 Modular PLC FP2 (hình 2.3.e).
− Ngõ vào tối đa 1600 / ngõ ra transistor tối đa 1472 hoặc ngõ ra relay tối
đa 400.
− Ngõ vào analog tối đa 144 / ngõ ra analog tối đa 60.
− Cổng giao tiếp 39 x RS232C or 38 x RS485/RS422 + 1 x RS232C
− Bộ nhớ chương trình: 16000 to 32000 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 6k to 36k words.
− Cổng truyền thông PROFIBUS, Ethernet TCP/IP, Modbus, S-Link,
CANopen, DeviceNet.
 Modular high-speed PLC FP2SH (hình 2.3.f).
− Ngõ vào tối đa 1600/ ngõ ra transistor tối đa 1472 hoặc ngõ ra relay tối
đa: 400.
− Ngõ vào analog tối đa: 184 / ngõ ra analog tối đa: 60.
− Cổng giao tiếp 39 x RS232C hoặc 38 x RS485/RS422 + 1 x RS232C
− Bộ nhơ chương trinh: 60000 to 120000 steps.
− Bộ nhớ dữ liệu: 10k to 1.000k words
− Cổng truyền thông PROFIBUS, Ethernet TCP/IP, Modbus, S-Link,
CANopen, DeviceNet.
- 9 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn

a) Họ FP-e b) Họ FP-0 c) Họ FP-sigma

d) Họ FP-X e) Họ FP2 f) Họ FP2SH
Hình 2.3. Các họ PLC của Panasonic.

a) Họ FP-e b) Họ FP-0 c) Họ FP-sigma

d) Họ FP-X e) Họ FP2 f) Họ FP2SH
Hình 2.3. Các họ PLC của Panasonic.
2. Họ FPX: bao gồm 2 loại CPU FP-X C30T và FP-X C30R:
 CPU FP-X C30T: Ngõ ra, ngõ vào sử dụng transistor
 CPU FP-X R30R: Ngõ ra, ngõ vào sử dụng relay
 Đặc tính kỹ thuật:
 Bộ nhớ chương trình lớn 32k-step.
 Tốc độ xử lí cao 0.32 µs.
 Số lượng I/O có thể mở rộng tối đa là 382 I/O.
 Application cassettles có các loại như: analog 2-ch input+1ch-output,
thermocouple 2-ch, high-speed counter input + pulse output.
- 10 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 communicaton cassettles có các loại như: 1-ch RS233+1 RS485, 2-ch
RS485, ethernet+1-ch RS232, sử dụng trong các ứng dụng lớn cần kết
nối mạng PLC.
 Có thể kết nối qua PROFIBUS, MODBUS, Ethernet TCP/IP, S-Link,
CC-Link, có chức năng điều khiển chuyển động.
 Ngoài ra để phục vụ thêm cho việc mở rộng hệ thống hãng còn có thêm
một số sản phẩm như Modul PLC FP2, modul tốc độ cao FP2SH, và một
số dạng khác như FPM, FP1, FP3/FP10SH phục vụ cho các lĩnh vực
khác nhau.
 Phần mềm lập trình: FPWINGR và FPWIN-Pro.
a. Bộ nhớ
 Vùng tiếp điểm
 Tiếp điểm ngõ vào: Tín hiệu tiếp điểm này điều khiển chương trình
bằng một thiết bị bên ngoài như công tắc hoặc một cảm biến quang

điện.
Hạn chế:
- Địa chỉ của ngõ vào thực sự không được tồn tại và không được sử dụng
- Trạng thái bật và tắt của tiếp điểm ngõ vào không thể thay đổi bởi
chương trình
- Không có sự giới hạn số lần tiếp điểm ngõ vào được lập trình
 Tiếp điểm ngõ ra: là kết quả đạt được của chương trình và được kết nối
với thiết bị bên ngoài như một van, bảng hoạt động, động cơ Trạng
thái bật và tắt của tiếp điểm ngõ ra như một tín hiệu điều khiển
Hạn chế:
- Tiếp điểm ngõ ra chưa được sử dụng có thể sử dụng như một tiếp điểm
bên trong nhưng không phải tiếp điểm loại giữ trạng thái
- Khi sử dụng như một công tắc không giới hạn số lần được sử dụng
- 11 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Tiếp điểm bên trong: Tiếp điểm này chỉ có thể được sử dụng trong
chương trình và trạng thái bật hoặc tắt không được cung cấp bởi ngõ ra bên
ngoài. Khi cuộn dây của tiếp điểm có điện, tiếp điểm đóng lại.
Như một qui luật, theo lý thuyết kết quả hoạt động của ngõ ra là kết quả
hoạt động của OT và KP. Các tiếp điểm ngõ ngõ ra không được sử dụng 2 lần.
Chú ý: Bạn có thể cho phép dùng ngõ ra lặp lại bằng cách thay đổi cài đặt
trong thanh ghi hệ thống. Thậm chí nếu tiếp điểm giống nhau được sử dụng như
một toán hạng set và reset, nó thì không quan tâm đến sự lặp lại của ngõ ra.
 Tiếp điểm bên trong đặc biệt: Tiếp điểm bên trong đặc biệt này bật lên
hoặc tắt đi dưới một điều kiện đặc biệt. Trạng thái bật hoặc tắt không tác động
bởi ngõ ra bên ngoài và chỉ có chức năng trong chương trình.
Những cờ trạng thái hoạt động: trạng thái hoạt động được chỉ ra bởi bật và tắt.
- Hoạt động trong xử lý (R9020)
- Ngõ ra/ ngõ vào bị ép buộc trong xử lý (R9029)
- Hoạt động của trạm kết nối (R9060 đến R909F)

- Bật và tắt trong mỗi vòng quét (R9012)
- Kết quả chức năng so sánh (R900A đến R900C)
- Cờ điều khiển bộ đếm ở tốc độ cao (R903A đến R903D)
Cờ lỗi: bật khi một lỗi xuất hiện
- Hoạt động lỗi (R9007, R9008)
- Lỗi truy cập bộ nhớ đã được sử dụng (R9031)
Tiếp điểm cái được bật và tắt dưới một điều kiện đặc biệt: điều kiện yêu cầu
có thể được chọn trong chương trình và những tiếp điểm khác được sử dụng
cho phù hợp.
- Luôn luôn trên tiếp điểm (R9010)
- Tiếp điểm xung đồng hồ (R9018 đến R901E)
 Tiếp điểm kết nối: Tiếp điểm kết nối là tiếp điểm sử dụng
cho kết nối với máy tính cá nhân, điều này có thể chia sẽ giữa
- 12 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
nhiều chương trình điều khiển khi chúng được sử dụng kết nối
PLC.
Nếu kết quả tính toán là ngõ ra tiếp điểm kết nối (cuộn dây) của PLC nào
đó, kết quả cũng được gởi đến các PLC khác kết nối với MEWNET, và sẽ
được tác động trong tiếp điểm kết nối có cùng mã số. khi tiếp điểm kết nối
được sử dụng, thông tin bit có thể được trao đổi bằng cách này giữa các PLC.
Vùng có sẵn của những tiếp điểm kết nối:
Sự thay đổi của khoảng có sẵn của tiếp điểm kết nối phụ thuộc
vào loại mạng và sự phối hợp của các trạm. vùng có sẵn và những
con số của các trạm phải khác nhau của mỗi mạng.
Đối với MEWNET_W0: Tối đa là 1024 trạm có sẵn với một
đơn vị điều khiển. vùng có sẳn từ L0 đến L63F.
 Timer và counter
 Khi một timer hoạt động và thời gian đặt trôi qua, tiếp
điểm timer được đóng lại. Khi timer ở trạng thái hoạt

động và điều kiện thực hiện của timer tắt, tiếp điểm của
timer hở ra.
 Khi counter loại giảm được hoạt động và giá trị đặt giảm xuống 0,
tiếp điểm counter được đóng lại. Khi ngõ vào reset của counter
đóng lại, tiếp điểm counter mỡ ra.
 Sự phân chia của timer và counter
Timer và counter có chung vùng nhớ. Sự phân chia vùng
nhớ có thể được thay đổi để có được vùng timer và
counter cần thiết để sử dụng.
Sự phân chia vùng này bằng thanh ghi hệ thống 5 và 6,
timer loại không giữ, và counter loại giữ. Bình thương
những giá trị giống nhau nên được đặt cho cả 2 thanh ghi
hệ thống.
 Vùng bộ nhớ
 Thanh ghi dữ liệu: là vùng nhớ 16 bit và được sử dụng để lưu trữ dữ liệu
như dữ liệu số 16 bit
- 13 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Thanh ghi dữ liệu đặc biệt
Những thanh ghi dữ liệu này có những ứng dụng khác nhau.
Không thể dùng lệnh F0 (MV) để ghi dữ liệu lên thanh ghi dữ liệu đặc biệt.
Với FP0 T32C, FPΣ, FP−X, FP2, FP2SH, FP10SH và FP0 C10/C14/C16/
C32, FP−e, FP1, FP−M, FP3, thanh ghi dữ liệu đặc biệt có những kí hiệu
khác nhau, nhưng 3 con số cuối của những kí hiệu này giống nhau.
Môi trường cài đặt và trạng thái hoạt động
Trạng thái hoạt động của chương trình điều khiển được định nghĩa với
thanh ghi hệ thống và loại giá trị được lưu trữ.
 Trạng thái giao tiếp kết nối (DT9140 đến DT9254/ DT90140 đến
DT90254)
 Cờ điều khiển counter ở tốc độ cao (DT9052/ DT90052)

Các lỗi:
 Mã lỗi chẩn đoán (DT9000 đến DT90000)
 Xuất hiện lỗi ở các khe cắm của module (DT9002, DT9003, …)
 Các lỗi ngõ vào, ngõ ra của các trạm tớ (DT9131, DT9135)
 Xuất hiện lỗi ở các địa chỉ (DT9017, DT9018/DT90017, DT90018)
 WX, WY, WR và WL
Nhưng thanh ghi này là thanh ghi 16 bit (1 word), chúng có thể được xem
như thanh ghi dữ liệu. Thành phần của bộ nhớ này được trình bày như ở hình
dưới:
- 14 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Vùng giá trị thời gian đặt của timer/counter
Một giá trị của timer hoặc counter được lưu trữ vùng nhớ SV với
trị số giống như trị số của timer và counter. Vùng nhớ SV là vùng
nhớ 16bit (1 word) lưu trữ một số nhị phân từ K0 đến K32767
Sử dụng vùng giá trị đặt (SV)
Trong suốt qua trình PLC chạy, giá trị đặt của timer hoặc counter có thể
được thay đổi bằng cách ghi đè lên giá trị củ. Giá trị trong vùng nhớ đặt có thể
được đọc và thay đổi từ chương trình bằng cách chỉ rõ thông tin bằng lệnh
MV(F0). Và cũng có thể được đọc và ghi bằng công cụ của chương trình
 Vùng dữ liệu chứa thời gian trôi qua của timer và counter
Khi một timer hoặc counter đang hoạt động, giá trị trôi qua
được lưu trữ trong vùng nhớ EV với trị số giống với trị số của
timer và counter.
Sử dụng vùng nhớ EV
Giá trị trôi qua của timer hoặc counter trong quá trình hoạt động có thể
thay đổi bằng cách kéo dài hoặc rút ngắn quá trình hoạt động. Giá trị trong
vùng nhớ EV có thể được đọc và thay đổi từ chương trình bằng lệnh MV. Và
cũng có thể được đọc và ghi bằng việc sử dụng một công cụ của chương trình
- 15 -

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
b. Ngõ Vào, Ngõ Ra
 Đối với trị số I/O
Trong PLC FP-X và FP0, những trị số giống nhau được sử dụng cho cả ngõ
ra và ngõ vào. Ngõ vào X và ngõ ra Y được định rõ là sự tổ hợp giữa số nhị
phân và số thập lục phân. Được trình bày như ở dưới:
Slot no. là con số được chỉ rõ trong việc cài đặt vị trí của cassette cái được sử
dụng trong chương trình bởi thêm cassette
Sự qui định của đơn vị điều khiển FPX:
- 16 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 Sự qui định I/O của cassettle được thêm vào FPX
 Kết Nối Ngõ Vào Và Ngõ Ra
 Kết nối ngõ vào:
Nếu ngõ vào của PLC chưa về mức 0 bởi vì sụt dòng từ loại cảm biến 2 dây
(cảm biến quang hoặc cảm biến tiệm cận), thì cần phải sử dụng điện trở treo, công
thức được tính dựa trên trở kháng ngõ vào là 5, 6kΩ. Giá trị trở kháng ngõ vào phụ
- 17 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
thuộc vào số ngõ vào. Ta tính điện trở treo theo bài toán dưới đây:
Điện áp mức thấp của ngõ vào là 2, 4v, vì vậy để chọn giá trị của điện trở treo
(R) do đó điện áp giữa chân chung và ngõ vào sẽ thấp hơn 2, 4v. Trở kháng ngõ vào
là 5, 6 kΩ.
4.2
6.5
6.5
≤
+
×
RR

R
I
)(
4.26.5
44.13
Ω
−
≤ k
I
R

R
U
W
2
=
 Kết nối ngõ ra:
Không được kết nối tải vượt quá khả năng cho phép của ngõ ra
Bảo vệ mạch với những tải cảm ứng:
- Với một tải cảm ứng, mạch điện bảo vệ nên được cài đặt song song với
tải
- Khi những tải cảm ứng DC với loại ngõ ra relay, hãy chắc chắn rằng kết
nối với một diode song song với tải
Khi sử dụng một tải cảm ứng AC
Khi sử dụng một tải cảm ứng DC:
Sự phòng ngừa khi sử dụng tải dung:
Khi kết nối với dòng lớn, với hiệu ứng của chúng nhỏ nhất, kết nối với
một mạch bảo vệ theo hình dưới đây:
- 18 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn

Điều kiện an toàn đối với việc kết nối ngõ ra, ngõ vào:
Cách ly nguồn, ngõ ra, ngõ vào
- Khi kết nối, bạn cần lựa chọn đường kính dây kết nối chịu được dòng
cho phép
- Việc đi dây phải đảm bảo sự cách ly giữa ngõ vào và ngõ ra, những kết
nối này cũng cần cách ly với dây nguồn nếu có thể. Không nên đi dây
thành ống hoặc bó với nhau.
- Cách ly đường dây ngõ vào và ngõ ra với dây nguồn và đường dây điện
áp cao khoảng 100mm.
- Những đường dây đi không chính xác có thể là lý do của những hư
hỏng
- Nên đi dây sau khi nguồn cung cấp đã được tắt
- Nên tắt nguồn khi kết nối đơn vị điều khiển, đơn vị mỡ rộng và
cassettes. Nếu kết nối khi nguồn cung cấp đang bật có thể sẽ gây hư
hỏng.
c. Tool Port và USB Port
 Tool port (RS232C)
Cổng này được sử dụng để kết nối một thiết bị lập trình:
Dây kết nối gồm có 5 dây. Chức năng của các chân được qui định như ở
hình dưới đây:
- Tốc độ baud: 9600 bps
- Kiểm tra chẳn, lẻ: kiểm tra lẻ
- 19 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
- Độ dài bit stop: 1 bit
Chức Năng Của Tool Port:
- Kết nối máy tính được sử dụng cho giao tiếp giữa một máy tính và
PLC. Lệnh được truyền xuống PLC và PLC đáp ứng trở lại dựa trên
chức năng nhận.
- Công cụ MEWNET được gọi là MEWTOCOL-COM được sử dụng để

thay đổi dữ liệu giữa máy tính và PLC. Có 2 cách thức để giao tiếp
khác nhau, giao tiếp 1:1 và 1:N. Mạng 1:N được gọi là C-NET. Tối đa
khoảng 99 đơn vị FP-X có thể được kết nối với một máy tính cá nhân.
Cài đặt tool port: Cài đặt tốc độ baud và định dạng việc giao tiếp của tool
port sử dụng chương trình FPWIN GR. Chọn “options” trên thanh menu
bar, sau đó chọn “PLC configuration”. Kích đúp vào “tool port”
- No. 410 unit number
Số trạm có thể được cài đặt trong dãy 1 đến 99
- No. 412 Communication mode
Chọn mode hoạt động của tool port:
Nhấn nút và chọn “computer link”
- No. 413 Communication Format setting
Char. Bit …………… 8 bits
Parity ………………. Odd
Stop Bit ……………. 1 bit
Terminator ………… Cannot be
specified
Header …………… Cannot be
specified
Để thay đổi định dạng giao tiếp để phù hợp với một thiết bị bên
ngoài kết nối đến tool port, vào cài đặt cho những mục khác nhau như
hình dưới
- No. 415 Baud rate setting
Cài đặt mặc định của tốc độ baud là 9600 bps. Thay đổi giá trị để phù
hợp với thiết bị bên ngoài kết nối đến tool port:
Nhấn vào , và chọn một giá trị từ 2400, 4800, 9600, 19200,
38400, 57600 và 115200 bps.
- 20 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
 USB port

- kết nối máy tính được sử dụng cho giao tiếp giữa một máy tính và
PLC. Lệnh được truyền xuống PLC và PLC đáp ứng trở lại dựa trên
chức năng nhận.
- công cụ MEWNET được gọi là MEWTOCOL-COM được sử dụng để
thay đổi dữ liệu giữa máy tính và PLC. Có 2 cách thức để giao tiếp
khác nhau, giao tiếp 1:1 và 1:N. Mạng 1:N được gọi là C-NET. Tối đa
khoảng 99 đơn vị FP-X có thể được kết nối với một máy tính cá nhân.
Cài đặt tool port: Cài đặt tốc độ baud và định dạng việc giao tiếp của
tool port sử dụng chương trình FPWIN GR. Chọn “options” trên thanh
menu bar, sau đó chọn “PLC configuration”. Kích đúp vào “COM2 port”
- No. 411 unit number
- 21 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
Số trạm có thể được cài đặt trong dãy 1 đến 99
- No. 412 Communication mode
Chọn USB (COM2)hoạt động của tool port:
Nhấn nút và chọn “computer link”
Chọn internal USB
- No. 414 Communication Format setting
Char. Bit …………… 8 bits
Parity ………………. Odd
Stop Bit ……………. 1 bit
Terminator ………… CR (fixed)
Header …………… No STX (fixed)
Để thay đổi định dạng giao tiếp để phù hợp với một thiết bị bên
ngoài kết nối đến cổng USB (COM2), vào cài đặt cho những mục
khác nhau như hình trên
- No. 415 Baud rate setting
Tốc độ baud được cài đặt là 115200 bps
3. Tập Lệnh Điều Khiển Của PLC

 FIRST SCAN R9013: Tiếp điểm sẽ đóng lại trong lần quét đầu tiên của
chương trình và mở ra trong các lần quét tiếp theo.
 SET/RESET:
SET: khi điều kiện thực hiện đã đạt được, ngõ ra sẽ lên mức 1
và trạng thái này sẽ được duy trì
RESET: khi điều kiện thực hiện đã đạt được, ngõ ra sẽ xuống
mức 0 và trạng thái này sẽ được duy trì
Vùng nhớ sử dụng cho SET, RST
- 22 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
A: Sử dụng được
N/A: không sử dụng được
- Khi X0 lên mức 1, Y30 lên mức 1 và duy trì trạng thái
- Khi X1 lên mức 1, Y30 xuống mức 0 và duy trì trạng thái
 DF và DF/
- DF: Tiếp điểm sẽ đóng lại trong một lần quét khi phát hiện xung cạnh
lên.
- DF/: Tiếp điểm sẽ đóng lại trong một lần quét khi phát hiện xung
cạnh xuống.
- Y10 sẽ lên 1 khi có một xung cạnh lên của X0 được phát hiện (mở →
đóng)
- Y11 sẽ lên 1 khi có một xung cạnh xuống của X0 được phát hiện (đóng
→ mở)
 TML: Timer (0, 001s); TMR: Timer(0.01s); TMX: Timer(0, 1s) và TMY:
Timer(1s)
- 23 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
- TML: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 001s
- TMR: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 01s
- TMX: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 0, 1s

- TMY: đặt giá trị thời gian trễ khoảng 1s
A: sử dụng
N/A: không thể sử dụng
Vùng nhớ có thể sử dụng để đặt dữ liệu:
Timer sẽ không được giữ nếu nguồn bị tắt hoặc chế độ bị chuyển từ RUN sang
PROGRAM(nếu muốn giữ trạng thái hoạt động, cài đặt trong thanh ghi 6, trong
mục này pin phải được sử dụng)
Khi tiếp điểm lên mức 1, thời gian đặt giảm xuống đến 0, tiếp điểm của timer
sẽ đóng lại.
 So sánh (=, <, >, <>, >=, <=)
Thực hiện hoạt động so sánh giữa 2 dữ liệu word với một điều kiện so sánh.
Tiếp điểm sẽ đóng lại hoặc mở ra phụ thuộc vào kết quả so sánh.
- 24 -
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Trương Đình Nhơn
.
S1: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số 16 bit để so sánh.
S2: Thanh ghi 16 bit hoặc hằng số 16 bit để so sánh.
A: sử dụng.
Các vùng nhớ có thể sử dụng làm S1 và S2:
So sánh dữ liệu S1 với dữ liệu S2 theo điều kiện so sánh. Kết quả quá trình so
sánh như ở hình dưới đây:
 MOVE (MV)
Sao chép dữ liệu của một vùng nhớ này đến một vùng nhớ khác
- 25 -