Lập trình logo 230RC điều khiển bơm cấp nước tự động

Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

M U
1. Lý do chọn đề tài.
- Chúng ta đang sống trong thời đại mà khoa học kĩ thuật và công nghệ
đang phát triển rất mạnh mẽ. Bên cạnh các lĩnh vực đã ra đời và tồn tại từ rất
lâu thì kĩ thuật điện tử tuy là một ngành kĩ thuật còn khá non trẻ nhưng sự ra
đời của nó đã làm thay đổi sâu sắc toàn bộ hoạt động của thế giới.
- Một trong những thế mạnh của kĩ thuật điện tử là điều khiển tự động
và nó ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của sản xuất
và đời sống như quá trình bơm cấp nước tự động, điều khiển đèn tín hiệu giao
thông, tự động đóng mở cửa cho các bãi xe,
- Trong quá trình bơm cấp nước, thay thế cho việc con người phải tốn
rất nhiều thời gian và công sức để đóng, ngắt điện; đồng thời phải thường
xuyên kiểm tra, theo dõi các sự cố có thể xảy ra thì sự tự động hoá là rất cần
thiết. Nó không những khắc phục được những nhược điểm trên mà còn cho độ
chính xác cao.
- Vì lý do trên mà em đã lựa chọn đề tài: Lập trình Logo! 230RC điều
khiển bơm cấp nước tự động để nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu.
- Nhằm nâng cao hiểu biết, không những có thể xây dựng được sơ đồ và
lập trình trên Logo! 230RC điều khiển bơm cấp nước tự động mà còn nhiều
ứng dụng khác trong thực tế.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Nghiên cứu sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển: Hệ thống bơm cấp
nước tự động dùng Logo! 230RC.
- Lập trình trên Logo! 230RC.

Khúa lun tt nghip

1

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

4. Đối tượng nghiên cứu.
- Logo! 230RC.
- Sơ đồ mạch điều khiển dùng Logo! 230RC.
5. Phương pháp nghiên cứu.
- Phân tích, thực hành lập trình Logo.
6. í nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
- Việc nghiên cứu đề tài: Lập trình Logo! 230RC điều khiển bơm cấp
nước tự động đòi hỏi sự hiểu biết về các môn chuyên ngành đặc biệt là kĩ
thuật điện, kĩ thuật điện tử, kĩ thuật số; giúp cho một người giáo viên không
những sẽ nắm vững về chuyên môn mà còn có thể mở mang kiến thức, tiếp
cận với công nghệ tiên tiến và có những phát minh sáng chế ứng dụng trong
thực tế.

Khúa lun tt nghip

2

Nguyn Th Bớch K31C

Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

CHNG I: KHI QUT V K THUT IU KHIN
Sau quá trình thực hiện cơ khí hoá, điện khí hoá các ngành công nghiệp,
giờ đây yêu cầu tự động hoá công nghiệp ngày càng phát triển. Yêu cầu tự
động hoá công nghiệp đòi hỏi kĩ thuật điều khiển phải có nhiều thay đổi về
thiết bị cũng như thay đổi về phương pháp điều khiển, từ các thiết bị và
phương pháp điều khiển bằng tay như công tắc, nút ấn, cầu daođến các thiết
bị tự động và bán tự động như rơle, cầu chì, côngtắctơ, khởi động từ, áptômát
với các phương pháp điều khiển đóng cắt cố định và các phương pháp lập trình
được.
1. Các thiết bị điều khiển tự động.

1.1. Cầu chì.
- Khái niệm: Là loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện và lưới
điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch, thường dùng bảo vệ cho đường dây và
máy biến áp, động cơ
- Ưu điểm: Đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ
nên ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong mạnh điện sinh hoạt.
- Cấu tạo:
60A

- Phân loại: Cu chì hộp, cầu chì ống, cầu chì nắp vặn, cầu chì
nút.
1.2. Rle.
1.2.1. Nhiệm vụ và các yêu cầu.
Rơle đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống mạch điện, nó có
thể duy trì mạch điện làm việc một cách bình thường trong trường hợp bình

Khúa lun tt nghip

3

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

thường hoặc kịp thời thông báo các tín hiệu cho công nhân vận hành biết về
tình trạng làm việc không bình thường của mạch điện.
- Một hệ thống rơle được coi là đảm bảo và tin cậy phải đảm bảo các
nhiệm vụ sau:
+ Thông báo các tín hiệu cần thiết cho người vận hành biết về tình trạng
làm việc không bình thường của mạch điện.
+ Tự động loại trừ các đường dây có sự cố ra khỏi hệ thống một cách
chính xác và nhanh chóng.
+ Tự động đóng lại hoặc đóng nguồn dự trữ khi sự cố đã được loại trừ.
- Yêu cầu của mạch bảo vệ rơle:
+ Tính tác động nhanh: Để giảm bớt ảnh hưởng không cho sự cố gây
lên thì rơle bảo vệ phải nhanh chóng cắt bộ phận có sự cố ra khỏi lưới để đảm
bảo sự làm việc bình thường của các thiết bị còn lại.
+ Tính tác động chọn lọc: Khi sự cố xảy ra thì thiết bị bảo vệ gần nhất
phải tác động để loại trừ sự cố ra khỏi mạch.
+ Độ tin cậy: Bảo vệ rơle được gọi là tin cậy có nghĩa là các sự cố xảy
ra trong các hình thức vận hành khác nhau và các trạng thái làm việc không
bình thường thì rơle bảo vệ phải tác động chính xác không tác động nhầm và

cũng không cự tuyệt sự làm việc.
Một hệ thống rơle được coi như độ tin cậy cao phải đáp ứng đủ yêu cầu của
bảo vệ, mạch phải đơn giản và làm việc chắc chắn.
+ Độ nhạy của rơle bảo vệ: Khả năng phản ứng của hệ thống rơle đối
với sự cố và các trạng thái làm việc không bình thường của thiết bị gọi là độ
nhạy. Để đảm bảo cơ cấu bảo vệ tác động chính xác thì cơ cấu bảo vệ phải có
độ nhạy đầy đủ trong điều kiện làm việc bất lợi nhất.
1.2.2. Mt s loi rle.
1.1.2.1. Rle thi gian (dựa theo nguyên tắc điện từ):
Khúa lun tt nghip

4

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

- Nhiệm vụ để xác lập thời gian cần thiết từ khi có sự cố đến khi tiếp
điểm của nó được mở ra.
Xét rơle thời gian kiểu cơ học:
* Cấu tạo:
1. Cuộn dây điện

9

3

4

8

2. Mạch từ tĩnh
3. Mạch từ động

1

4. Cần chuyển động

5

6

5. Bánh răng hình quạt
6. Cơ cấu đồng hồ

2

7. Hệ thống tiếp điểm
8. Cơ cấu cóc
9. Lò xo kéo

7

Hình 1.2. Rơle thời gian kiểu cơ học.

* Nguyên lý làm việc: Khi cho nguồn điện vào cuộn dây số 1, cuộn dây
sẽ sinh ra một lực hút điện từ hút lắp từ động số 3 về phía lõi làm cần 4

chuyển động và hệ thống bánh răng quạt 5 cũng chuyển động theo nhờ cơ cấu
đồng hồ số 6 mà tốc độ của bánh răng hình quạt chậm đi tạo nên thời gian cần
thiết cho việc đóng tiếp điểm, thời gian đó được định bởi vị trí tiếp điểm động
chạm vào tiếp điểm tĩnh và có thể đạt được từ 0,5 - 0,9giây.
1.2.2.1. Rle nhit.
- Rơle nhiệt được chế tạo dựa trên nguyên lý sự thay đổi về kích thước
của vật thể khi nhiệt độ của chúng thay đổi.
- Rơle nhiệt gồm có nhiều loại, tuỳ theo cấu tạo của nó mà ta phân
thành:
+ Rơle nhiệt đốt gián tiếp: có nghĩa là dòng điện phụ tải không trực tiếp
đi vào thanh đốt nóng.

Khúa lun tt nghip

5

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

IPT

Hình 1.3. Rơle nhiệt đốt gián tiếp.

+ Rơle nhiệt đốt trực tiếp: Có nghĩa là dòng điện phụ tải đi trực tiếp vào
thanh kim loại 2 chất.
I

Hình 1.4. Rơle nhiệt đốt trực tiếp.

+ Rơle đốt nóng hỗn hợp:

I

Hình 1.5. Rơle đốt nóng hỗn hợp.

- Phân theo nhiệm vụ của rơle nhiệt:
+ Rơle nhiệt dùng để điều chỉnh nhiệt độ: Nhiệm vụ của nó dùng để
theo dõi hoạt động nào đó để duy trì hoạt động đó, đại lượng đó không đổi.
+ Rơle nhiệt dùng để bảo vệ: Nhiệm vụ của nó là phát tín hiệu cho
mạch điều khiển khi trị số công tác vượt quá trị số cho phép cụ thể như trong
áptômát, khởi động từ.
Xột cu to v nguyờn lý lm vic ca rle nhit t giỏn tip:

Khúa lun tt nghip

6

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

* Cấu tạo:

7

1

1. Dây điện trở được mắc nối tiếp với phụ tải.
2. Thanh kim loại 2 chất có hệ số giãn nở vì
2

3

nhiệt khác nhau được gắn chặt với nhau
một đầu cố định, một đầu tự do.

4

3. Đòn gánh.

6

4. Lò xo phản.
5. Tip im ng.
5

6. Nút ấn phục hồi của rơle.
7. Buồng giữ nhiệt bằng amiăng.

Hình 1.8. Cấu tạo của rơle nhiệt đốt gián tiếp.

* Nguyờn lý lm vic:
- Khi có dòng điện bằng dòng điện định mức chạy vào dây điện trở số

1, lượng nhiệt sinh ra không đủ làm nóng thanh kim loại hai chất số 2 khi đó
rơle nhiệt không tác động.
- Khi dòng điện lớn hơn dòng điện định mức (hiện tượng quá tải) lượng
nhiệt sinh ra trong dây điện trở số 1 lớn làm thanh kim loại hai chất số 2 bị
nóng lên và nó biến dạng cong lên phía trên, đòn gánh số 3 mất điểm tựa lò xo
4 làm hệ thống tiếp điểm số 5 mở ra đưa tín hiệu đi cắt mạch.
- Vì rơle nhiệt dựa trên sự biến dạng của vật thể do nhiệt độ gây nên do
vậy cần có thời gian cần thiết để tạo lên lực cắt tiếp điểm. Do vậy đối với dòng
điện lớn hơn rất nhiều dòng điện định mức thì rơle nhiệt không thể bảo vệ
được mà phải kết hợp với cầu chì để bảo vệ mạch điện. Do vậy rơle nhiệt chỉ
ứng dụng bảo vệ quá tải cho mạch điện.
- Cách điều chỉnh trị số tác động và thời gian tác động của rơle như sau:
+ Điều chỉnh khoảng cách của thanh kim loại 2 với dây điện trở số 1.
+ Điều chỉnh khoảng gối đỡ của đòn gánh với thanh kim loại 2 chất.
+ Điều chỉnh lực căng của lò xo số 4.
Khúa lun tt nghip

7

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

1.3. áptômát.
* Nhiệm vụ: Là thiết bị dùng để phối hợp với cầu dao và cầu chì để
đóng cắt mạch điện bằng tay, hoặc đóng bằng tay và cắt mạch điện tự động.
áptômát có nhiều loại:

- Phân theo số pha: áptômát 1 pha, 2 pha, 3 pha.
- Phân theo tính năng bảo vệ: áptômát bảo vệ dòng cực đại, dòng cực
tiểu, dòng ngược, áptômát bảo vệ điện áp thấp.
- Phân theo số phần tử bảo vệ: áptômát 1 phần tử, 2 phần tử, 3 phần tử.
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số loại áptômát.
- áptômát 2 phần tử (bảo vệ dòng cực đại và sụt áp).
1. Tiếp điểm của áptômát.
2. Lò xo cắt.

1

6

3

7

3. Móc rơi tự do.
4. Rơle dòng cực đại.

2

5. Rơ le bảo vệ sụt áp.
5

6. Cần.
4

7. Cơ cấu đóng cắt bằng tay.
- Trong rơle dòng số 4 có các bộ phận

sau: Cuộn dây, lò xo, mạch tư, vấu.
- Nguyên lý làm việc:

- Đóng cắt bằng tay được thực hiện bằng núm số 7.
- Đóng bằng tay và cắt tự động được diễn ra như sau:
+ Khi đóng bằng tay nếu mạch điện làm việc ở trạng thái bình thường
(Iđm, Uđm) thì áptômát làm việc bình thường.
+ Khi có hiện tượng sự cố xảy ra (ví dụ ngắn mạch ở một điểm A nào
đó) dòng điện ngắn mạch chạy qua cuộn dây của rơle dòng làm lực hút điện từ

Khúa lun tt nghip

8

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

của nó lớn, hút lắp từ về lõi lò xo bị dãn ra làm vấu đập vào cần số 6, móc rơi
tự do số 3 được mở ra, lò xo số 2 kéo thực hiện cắt mạch.
+ Khi ngắn mạch ở pha không có rơle dòng hoặc do điện áp của lưới bị
sụt quá điện áp định mức, lúc này lực hút của rơle điện áp nhỏ hơn lực lò xo
kéo nên vấu của nó đập vào cần 6 làm móc 3 mở ra thực hiện cắt mạch.
- Như vậy ở trạng thái bình thường áptômát thực hiện việc đóng cắt
mạch bằng tay. Khi mạch điện làm việc bị sự cố mà áptômát có các phần tử
bảo vệ đúng các hiện tượng sự cố đó thì nó tự động cắt mạch ra khỏi nguồn.
* áptômát bảo vệ quá tải và ngắn mạch:

1. Vỏ.
2. Tiếp điểm tĩnh.

5

1

3. Tiếp điểm động.
4. Lò xo đóng cắt.
5. Cần đóng cắt bằng tay.

6

9
4

6. Móc rơi tự do.

8

3

7. Rơle dòng cực đại.
8. Rơle bảo vệ quá tải.

2

10

7

9. Buồng dập hồ quang.
10.Dây dẫn mềm.
- Khi thực hiện đóng cắt bằng tay thì thực hiện bằng cần số 5 trong trường
hợp phụ tải làm việc định mức, tình trạng làm việc bình thường khi đó
áptômát làm việc bình thường. Việc đóng cắt tuỳ theo ý muốn của con người.
1.4. Côngtắctơ.
- Côngtắctơ là một thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện bằng điện từ, nó
được dùng trong cả mạch điện một chiều và xoay chiều, trong mạch 1 pha
hoặc 3 pha có tần số thao tác lớn 1500lần/giờ.

Khúa lun tt nghip

9

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

- Nhờ đóng cắt bằng điện từ mà côngtắctơ có thể thực hiện được điều khiển
sự làm việc từ xa các loại phụ tải và được áp dụng nhiều trong truyền động và
tự động hoá.
- Phân loại côngtắctơ:
+ Phân theo tính chất của nguồn điện: Côngtắctơ xoay chiều và côngtắctơ
một chiều.
+ Phân theo số pha: Côngtắctơ 1 pha, 2 pha, 3 pha.
+ Phân theo nhiệm vụ: Côngtắctơ đơn, côngtắctơ kép. Côngtắctơ đơn là chỉ

có một côngtắctơ dùng để đóng cắt mạch điện đơn thuần, côngtắctơ kép là
dùng 2 cái phối hợp với nhau để đóng cắt và đảo chiều mạch điện.
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của côngtắctơ xoay chiều:
1. Đế cách điện bằng nhựa.
3

2. Tiếp điểm tĩnh và động.

2

1

3. Buồng dập hồ quang.
4. Cuộn dây điện từ đóng cắt.

5

5. Mạch từ.
4

6. Lò xo cắt.
7

7. Tiếp điểm phụ.

6
8

8. Dây dẫn mềm.

- Khi đặt điện áp U = Uđm của cuộn dây vào cuộn dây số 4, nó sẽ sinh ra
một lực hút điện từ hút lắp động về phía lõi mang theo tiếp điểm động về phía
tiếp điểm tĩnh lúc đó được đóng mạch lúc này tiếp điểm phụ cũng được đóng
lại để thông báo côngtắctơ có làm việc. Hồ quang phát sinh ở tiếp điểm 2 được
dập tắt nhờ buồng dập hồ quang số 3.
- Đối với côngtắctơ xoay chiều trên mạch từ đặt vòng ngắn mạch để chống
hiện tượng lắp từ bị rung.

Khúa lun tt nghip

10

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

- Muốn cắt côngtắctơ ngừng làm việc thì cắt điện áp vào cuộn dây số 4 khi
đó lực hút điện từ bằng 0 lò xo s 6 kéo phần động để ngắt mạch.
* Đối với mỗi côngtắctơ nó có 2 trị số định mức:
- Trị số làm việc của cuộn dây điện từ để thực hiện việc đóng cắt trên đó có
ghi : Uđm; số vòng dây W; đường kính dây quấn.
- Trị số làm việc của côngtắctơ: có ghi số pha, Uđm mạch chính; Iđm mạch
chính, đó là trị số lớn nhất để côngtắctơ làm việc ổn định và không bị phá
hoại.
* Khi chọn côngtắctơ để sử dụng ta phải căn cứ vào điện áp của mạch để
chọn côngtắctơ, và căn cứ vào công suất của phụ tải để chọn dòng điện mà
tiếp điểm chính có khả năng chịu tải.

* Ký hiệu côngtắctơ trên sơ đồ bản vẽ:

- Tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng:
1.5. Khởi động từ.
* Nhiệm vụ.
Khởi động từ là một thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện bằng điện từ và
làm nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho mạch điện. Nó có thể thực hiện được việc
điều khiển từ xa. Sự đóng cắt của mạch điện với tần số lớn 24000 lần/giờ và tự
động cắt mạch khi mạch bị quá tải.

Khúa lun tt nghip

11

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

* Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Khởi động từ là một côngtắctơ được mắc kèm theo rơle nhiệt, nó có cấu tạo
như sau:

3

1. Đế cách điện.
2. Tiếp điểm.

2

1

10

5

3. Buồng dập hồ quang.
4. Cuộn dây điện từ đóng cắt.

4

5. Mạch từ.

6

7

6. Lò xo cắt.

9

7. Tiếp điểm phụ.

8
RN

8. Dây mềm.
9. Phần tử đốt nóng rơle nhiệt.

10.Tiếp điểm rơle nhiệt.
* Nguyên lý làm việc: Tiếp điểm của rơle nhiệt được đấu nối tiếp vào cuộn
dây của côngtắctơ (tiếp điểm thường đóng). Phần tử nhiệt của rơle nhiệt được
đấu nối tiếp với phụ tải.
- Khi đặt điện áp vào cuộn dây điện từ số 4 cuộn dây này sinh ra lực hút
điện từ hút nắp từ về phía lõi mang theo hệ thống tiếp điểm động đúng về tiếp
điểm tĩnh mạch điện động lực được nối thông. trạng thái bình thường (U =
Uđm, I = Iđm) thì dòng điện chạy qua rơle nhiệt không đủ khả năng làm nóng
phần tử nhiệt nên tiếp điểm RN số 10 vẫn được đóng kín, khởi động từ làm
việc bình thường.
- Khi mạch điện bị quá tải, dòng điện qua phần tử nhiệt của rơle nhiệt số 9
lớn hơn dòng điện định mức do vậy mà lượng nhiệt sinh ra lớn làm nóng thanh
kim loại và nó cong lên dẫn đến tiếp điểm RN số 10 mở ra làm cuộn dây số 4
bị mát điện, lò xo số 6 kéo tiếp điểm chính ra, khởi động từ cắt mạch, như vậy
khởi động từ chỉ có tác dụng bảo vệ khi dòng điện trong mạch bị quá tải,
không có tác dụng bảo vệ đối với dòng điện ngắn mạch.
Khúa lun tt nghip

12

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

- Sơ đồ mắc khởi động từ.

D

k

K

M

k
RN

RN

2. Kĩ thuật điều khiển điện cơ.
2.1. Dùng công tắc tơ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha tự
duy trì.
a) Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.11: Sơ đồ mạch điện dùng côngtắctơ điều khiển động cơ KĐB 3 pha tự duy trì.

Khúa lun tt nghip

13

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Cuộn dây KM: Cuộn hút côngtắctơ.
Tiếp điểm KM: Tiếp điểm thường hở côngtắctơ.
FR: Tiếp điểm thường kín rơle nhiệt.
D: Nút ấn Stop (dừng máy).
S1: Nút ấn Start (mở máy).
b) Hoạt động.
- Cấp điện cho mạch điều khiển, thử hoạt động của mạch điều khiển.
- Cấp điện cho mạch lực.
- Nhấn nút Start (S1) nối kín mạch điều khiển, cuộn hút côngtắctơ KM
có điện hút các tiếp điểm thường hở KM, đồng thời tiếp điểm phụ KM nối
song song với nút ấn S1 cũng đóng lại nên khi nhả S1 ra, mạch điều khiển vẫn
kín, máy điện vẫn tiếp tục hoạt động.
- Nhấn nút D mạch điều khiển hở mạch, cuộn dây KM mất điện, các
tiếp điểm chính KM nhả ra ngắt động cơ khỏi nguồn điện, đồng thời tiếp điểm
phụ KM cũng nhả ra.
- Cầu chì CC bảo vệ ngắn mạch cho máy điện, 2 rơle FR bảo vệ quá tải.
Khi động cơ bị quá tải, dòng điện trong mạch chính đi qua phần tử đốt nóng
của rơle nhiệt FR ở mạch lực vượt quá ngưỡng làm việc tiếp điểm thường kín
rơle nhiệt FR mở ra. Cuộn dây KM mất điện sẽ làm nhả các tiếp điểm KM.
Khi điện áp nguồn sụt quá giới hạn cho phép, lực điện từ của cuộn dây KM
không duy trì được lực đóng các tiếp điểm KM.
2.2. Điều khiển động cơ quay thuận nghịch có bảo vệ liên động bằng tiếp
điểm của nút ấn.

Khúa lun tt nghip

14

Nguyn Th Bớch K31C

Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

a) Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.12: Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ quay thuận nghịch
có bảo vệ bằng tiếp điểm của các nút ấn.

KT: Côngtắctơ điều khiển quay thun.
KN: Côngtắctơ điều khiển quay ngược.
D: Nút ấn Stop (dừng máy).
S1: Nút ấn Start1 (quay thuận).
S2: Nút ấn Start2 (quay ngược).
b) Nguyên lý hoạt động.
- Cấp điện cho mạch điều khiển, thử hoạt động của mạch điều khiển.
- Cấp điện 3 pha cho mạch lực.
- Nhấn nút S1, cuộn dây KT của côngtắctơ có điện, hút các tiếp điểm
KT động cơ được quay theo chiều thuận, đồng thời tiếp điểm phụ KT nối song
song với nút ấn S1 cũng được đóng lại. Đồng thời khi đó tiếp điểm liên động
của nút ấn S1 được mở ra để bảo vệ máy điện.
Khúa lun tt nghip

15

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

- Nhấn nút S2, mạch điều khiển quay thuận bị hở, đồng thời mạch điều
khiển quay ngược được đóng kín, có dòng điện qua cuộn dây KN của
côngtắctơ hút các tiếp điểm chính KN, động cơ được quay theo chiều ngược
lại, đồng thời tiếp điểm phụ KN nối song song với nút ấn cũng được đóng lại
để duy trì hoạt động của máy điện khi ta bỏ tay khỏi nút ấn S2.
- Nhấn nút D mạch điều khiển hở, cuộn dây KN mất điện, các điểm KN
nhả ra, động cơ ngừng hoạt động.
2.3. Điều khiển động cơ quay thuận nghịch có bảo vệ liên động bằng tiếp
điểm côngtắctơ.
a) Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.13: Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ quay thuận nghịch
có bảo vệ liên động bằng tiếp điểm côngtắctơ.

KT: Côngtắctơ điều khiển quay thuận.
KN: Côgtắctơ điều khiển quay ngược.
D: Nút ấn Stop (dừng máy).
Khúa lun tt nghip

16

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

S1: Nút ấn Start1 (quay thuận).
S2: Nút ấn Start2 (quay ngược).
b) Nguyên lý hoạt động.
- Cấp điện cho mạch điều khiển, thử hoạt động của mạch điều khiển.
- Cấp điện cho mạch lực.
- Nhấn nút S1, cuộn dây KT có điện hút các tiếp điểm chính KT động
cơ quay thuận, đồng thời tiếp điểm phụ KT nối song song với S1 đóng lại duy
trì hoạt động của máy điện khi ta bỏ tay khỏi nút ấn S1.
- Nhấn nút S2, cuộn dây KN có điện hút các tiếp điểm chính KN, động
cơ quay theo chiều ngược lại, đồng thời tiếp điểm phụ KN nối song song với
nút ấn S2 đóng lại, duy trì hoạt động của máy điện khi ta bỏ tay khỏi nút ấn.
- Nhấn nút D, mạch điều khiển bị hở mạch, động cơ ngừng hoạt động.

Khúa lun tt nghip

17

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

CHNG II: LOGO V K THUT IU KHIN LP
TRèNH
1. Kĩ thuật số.
1.1. Flip - Flop.
- Khái niệm: Flip - Flop là phần tử có khả năng lưu tr một trong hai

trạng thái 0 hay 1. Ta xét một loại Flip Flop đó là RS FF.
- Định nghĩa RS FF: là một FF có hai đầu vào điều khiển R, S. S là
đầu vào đặt (thiết lập 1 Set), R là đầu vào xoá (Reset).
- Sơ đồ khối của RS FF:
R

Q

RS - FF

S

Q

- Bảng trạng thái
Dòng

S

R

Q

Q

1

0

0

0

0

2

0

0

1

1

3

0

1

0

0

4

0

1

1

0

5

1

0

0

1

6

1

0

1

1

7

1

1

0

X

8

1

1

1

X

Khúa lun tt nghip

18

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

+ S, R, Q là các giá trị của các tín hiệu vào điều khiển (S, R) và trạng
thái của FF (Q) tại thời điểm t.
+ Q là trạng thái sẽ chuyển biến tới của FF sau thời gian quá độ là t.
* Nhận xét:

+ Khi S = R = 0, FF giữ nguyên trạng thái cũ: Q = Q.
+ Khi S = 0, R = 1, đầu vào xoá (Reset) có tín hiệu, FF sẽ chuyển đến
trạng thái 0, nghĩa là Q = 0, dù rằng trước đó FF ở trạng thái 0 hay 1.
+ Khi S = 1, R = 0, đầu vào thiết lập 1 (Set) có tín hiệu, FF sẽ chuyển
đến trạng thái 1, nghĩa là Q = 1.
+ Tổ hợp tín hiệu vào R = S = 1 là tổ hợp tín hiệu vào cấm của RS FF.
Khi đó FF nhận được đồng thời 2 tín hiệu điều khiển thiết lập 1 (S = 1) và
xoá (R = 1), trạng thái của FF sẽ không xác định.
+ Phương trình đặc trưng của RS FF được biểu diễn ở dạng Q bằng
F(S, R, Q): Q = S + RQ
1.2. Một số hàm logic cơ bản
1.2.1. Hàm AND.
Q = A x B.
Kí hiệu:

Trong đó: A, B là các biến vào.
Q là biến ra.
Dấu x là dấu nhân logic.
Để biểu diễn phép nhân logic ta chọn mạch điện đơn giản thực hiện
hàm AND:
Khúa lun tt nghip

19

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Hỡnh 2.1. Sơ đồ mạch điện thực hiện hàm AND

Các biến được các công tắc và bóng đèn thực hiện theo bảng sau.
A

Mở

Đóng

Đóng

Mở

B

Mở

Mở

Đóng

Đóng

Q =A x B

Tối

Tối

Sáng

Tối

Các công tắc có 2 trạng thái ứng với 2 mức logic: Mở: Mức 0.
Đóng: Mức 1
Bóng đèn có 2 trạng thái ứng với 2 mức logic: Tối: Mức 0.
Sáng: Mức 1.
Viết theo mức logic ta có bảng sau:
A

0

1

1

0

B

0

0

1

1

Q=AxB

0

0

1

0

Biến logic ra chỉ ở mức logic cao 1 khi tất cả các biến vào ở mức cao.
1.2.2. Hàm NOT.
Q= C
Kí hiệu:

Trong đó: C là biến vào.
Q là biến ra.
_ là dấu đảo.

Khúa lun tt nghip

20

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Để thực hiện phép đảo logic ta chọn mạch điện đơn giản sau thực hiện

hàm logic đảo. Núm ấn thường đóng C thực hiện biến vào, bóng đèn thực hiện
theo biến ra:

Hỡnh 2.2. Sơ đồ mạch điện thực hiện hàm NOT

Núm C có 2 trạng thái ứng với 2 mức logic: Không ấn: Mức 0.
Cú n: Mc 1.
Bóng đèn có 2 trạng thái ứng với 2 mức logic: Tối: Mức 0.
Sáng: Mức 1.
Viết theo các mức logic ta có bảng sau:
C

0

1

Q= C

1

0

Biến ra và biến vào luôn ở 2 mức cao thấp ngược nhau.
1.2.3. Hàm OR.
Q = A + B.
Kí hiệu:

Trong đó: A, B là các biến vào.
Q là biến ra.
Dấu + là dấu cộng logic.

Khúa lun tt nghip

21

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Để hiểu được phép cộng logic ta chọn mạch điện đơn giản thực hiện
hàm OR. Các biến được các công tắc và các bóng đèn thực hiện theo mạch
điện sau:

Hỡnh 2.3. Sơ đồ mạch điện thực hiện hàm OR.

Các công tắc có 2 trạng thái ứng với 2 mức: Mở: Mức 0.
Đóng: Mức 1.
Bóng đèn có 2 trạng thái ứng với 2 mức logic: Tối: Mức 0.
Sáng: Mức 1.
Viết theo các mức logic ta có bảng sau:
A

0

1

1

0

B

0

0

1

1

Q

0

1

1

1

Biến ra Q ở mức logic cao 1 khi một trong hai biến vào ở mức cao 1.
2. Sử dụng Logo trong điều khiển.
- Các thiết bị trên đây chỉ đóng vai trò đơn thuần là đóng hay cắt khi có
sự cố xảy ra. Nhu cầu của con người ngày càng cao, với một yêu cầu đặt ra là
khi chúng ta muốn điều khiển theo một chương trình cài đặt sẵn thì sao để đáp
ứng được yêu cầu này con người đã sáng chế ra máy tính điện tử (MTĐT). Nó
là thành tựu lớn nhất của kĩ thuật điện tử. Ngày nay, MTĐT đã trở thành công

cụ phục vụ đắc lực cho con người trong mọi lĩnh vực sản xuất và đời sống, đặc
biệt nó không thể thiếu trong nền sản xuất tự động húa và hệ thống thông tin
liên lạc hiện đại. Các chức năng chính của máy tính điện tử là tự động xử lý số
Khúa lun tt nghip

22

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

liệu, khả năng tìm kiếm và lưu trữ thông tin với tốc độ nhanh và chính xác.
Máy tính có thể tính toán với tốc độ hàng trăm triệu phép tính trong 1s và có
dung lượng bộ nhớ không hạn chế.
- Tuy nhiên chỉ điều khiển một chương trình cài đặt sẵn đơn giản như tự
động bơm cấp nước trong sản xuất và sinh hoạt, bơm nước thải công nghiệp,
điều khiển đèn tín hiệu giao thông, Mà ta vẫn dùng MTĐT thì thật là cồng
kềnh và lãng phí. Chính vì vậy mà Logo! 230RC một thiết bị nhỏ gọn đã
được sử dụng trong điều khiển.
2.1. Tìm hiểu Logo! 230RC.
- Khái niệm: Logo! 230RC là model có màn hình hiển thị: Gồm 8 đầu
vào (INPUT) và 4 đầu ra (OUTPUT), sử dụng nguồn điện 115240 VAC.
Đầu vào từ I1I8 là các nút ấn đã được nối sẵn các dây bên trong để cung cấp
mức logic tạo đầu vào cho các bài thí nghiệm.
Đầu ra từ Q1Q4 là 4 rơle 230V/10A, các tiếp điểm của rơle sẽ được cách ly
về điện áp với nguồn cấp và các đầu vào. Có thể nối các loại tải khác nhau với
đầu ra như đèn, côngtắctơ, động cơ,

a) Định nghĩa mạch điện sang dạng các khối hàm trong Logo.
- Để định nghĩa mạch điện một cách đơn giản ta xem xét một số mạch
điện đơn giản sau:

Tải E1 sẽ được đóng/ cắt bằng cách chuyển đổi trạng thái của công tắc
S1, rơle K1 sẽ được kích hoạt khi công tắc S1 đóng.
Khúa lun tt nghip

23

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Tuy nhiên, trong Logo! 230RC chứa nhiều khối hàm chức năng khác
nhau, mạch điện trên không đáp ứng được điều đó. Ta sắp xếp mạch điện sau:

Hình 2.1. Sơ đồ mạch điện dùng cho Logo.

Tải E1 sẽ được đóng/ cắt bằng cách chuyển đổi trạng thái của các công
tắc (S1 hoặc S2) và công tắc S3.
Rơle K1 sẽ được kích hoạt khi các công tắc S1 hoặc S2 và S3 đóng.
Trong Logo ứng với mạch điện trên, ta có thể cấu trúc mạch điện bằng
các khối chức năng được kết nối như sau:

Để chuyển đổi mạch điện sang các khối hàm chức năng trong Logo
hãy bắt đầu từ đầu ra cho đến đầu vào:

Bước 1: Tại đầu ra Q1 sẽ có một chuỗi nối tiếp các mối nối của công tắc
thường mở S3 với các phần tử mạch điện khác. Mối nối này sẽ được thực hiện
bằng khối AND:

Khúa lun tt nghip

24

Nguyn Th Bớch K31C


Trng i hc s phm H Ni 2

Khoa Vt Lý

Bước 2: S1 và S2 được nối song song với nhau. Mối nối song song sẽ
được thực hiện bằng khối OR:

- Cuối cùng ta đã có một mô tả hoàn toàn về mạch điện cho Logo và ta
chỉ còn nối dây các đầu/ ra của Logo tương ứng.
- Thực hiện nối dây các đầu vào tương ứng như sau:
Công tắc S1 với đầu vào I1 trên Logo.
Công tắc S2 với đầu vào I2 trên Logo.
Công tắc S3 với đầu vào I3 trên Logo.
- Lưu ý: Nếu chỉ có 2 đầu vào khối OR thì đầu vào thứ 3 sẽ phải được
đánh dấu không sử dụng và được chỉ thị bằng dấu X.
- Tương tự đối với khối AND cũng có lưu ý như trên.
- Đầu ra của khối AND sẽ thực hiện điều khiển rơle đầu ra Q1. Tải E1
sẽ được nối với đầu ra Q1.

Khúa lun tt nghip

25

Nguyn Th Bớch K31C