THUYẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC.

n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm
CHNG 7:
THUYT K H THNG IU KHIN PLC.
7.1. GII THIU V IU KHIN T NG BNG PLC
Ngy nay vi s phỏt trin vt bc ca nn khoa hc k thut ó em li nhng
li ớch to ln cho con ngi. Vic c khớ hoỏ, t ng hoỏ trong sn xut giỳp con
ngi gii phúng c sc lao ng, tng nng xut v cht lng sn phm. Trong
cỏc ngnh sn xut núi chung v c khớ núi riờng thỡ iu khin t ng bng PLC
hin nay c s dng rng rói v khỏ hiu qu nh nhng tớnh nng ni bc ca nú:
- iu khin chớnh xỏc, n nh.
- B iu khin nh gn, d s dng.
- Giỏ thnh khụng cao.
- Thay i chng trỡnh diu khin mt cỏch d dng.
7.1.1. B iu khin PLC
7.1.1.1. S khi ca b iu khin PLC
Hỡnh 7.1. S khi ca b iu khin PLC
a. B x lý trung tõm
- Chc nng: iu khin, tớnh toỏn v qun lý ton b hot ng ca PLC. Trong
ú bao gm:
+ B thut toỏn, logic: X lý s liu, tớnh toỏn cỏc phộp tớnh s hc v logic
+ B iu khin : iu khin chun thi gian thc hin cỏc phộp tớnh.
+ B nh : Cỏc thanh ghi lu nhng thụng tin n vic thc thi chng trỡnh.
b. B nh : Bao gm:
- B nh ch c : ROM.
- B nh truy cp ngu nhiờn RAM : Dnh cho ngi s dng.
- B nh truy cp ngu nhiờn RAM :Lu tr thụng tin ca thit b xut nhp,
chun gi n d kin v lu tr cỏc a ch vo ra.
- B nh ch c cú th xoỏ - lp trỡnh li EFROM.
c. Giao din xut nhp
Lm tng thớch in ỏp v dũng vo ra ca thit b vi PLC.
SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 97

Giao dióỷn
nhỏỷp
Bọỹ xổớ lờ
trung tỏm
Giao dióỷn
xuỏỳt
Bọỹ nguọửn
Bọỹ nhồù
Thióỳt bở lỏỷp trỗnh
PLC
chổồng trỗnh
t / h rat / h vaỡo
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm
d. Bộ nguồn
Dùng để chuyển điện áp AC thành DC để cung cấp cho PLC.
e. Thiết bị lập trình
Là thiết bị dùng để viết chương trình và nhập chương trình vào bộ nhớ. Có thể là
bàn phím bằng tay hoặc có thể lập trình trên máy tính. Ngoài ra còn có các đường dẫn
để truyền tín hiệu gọi là các bit (các bộ dây dẫn hoặc mạch dẫn), bao gồm:
+ Bit dữ liệu: Dùng để tải các dữ liệu trong chương trình xử lý CPU.
+ Bit địa chỉ: Dùng để tải các địa chỉ trong CPU.
+ Bit điều khiển: Dùng để truyền tín hiệu điều khiển trong CPU.
+ Bit hệ thống: Dùng để truyền thông tin giữa các thiết bị xuất - nhập và các cổng
xuất - nhập.
7.1.1.2. Lập trình các thiết bị logic chuẩn
Bao gồm việc lập trình cho các thiết bị chuẩn sau:
- Rơle.
- Thanh ghi.
- Bộ định thời.
- Bộ đếm.

*. Ở đây ta sử dụng bộ PLC do hãng Mitsubishi của Nhật sản xuất.
a. Lập trình rơle phụ trợ.(M : M0, M500...)

b. Lập trình thanh ghi :D
Việc lập trình khi sử dụng thanh ghi rất quan trọng khi xử lý số liệu được nhập từ
ngoài vào. Các số liệu này được đọc - ghi và xử lý để xuất đến cổng ra.
c. Lập trình bộ đếm :C
Dùng để đếm các sự kiện. Việc lập trình bộ đếm được cài đặt theo giá trị cho
trước. Khi nhận được số xung của tín hiệu vào thì bộ đếm sẽ vận hành các thiết bị
tương ứng.
d. Lập trình bộ định thời : T
Dùng để định thời gian cho các xự kiện. Độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms...
SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 98
X001 X002 M100
M100
X004 X003 M101
M101
M100 M101 Y000
n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm
7.1.1.3. Ni dung ca mt chng trỡnh iu khin
Ni dung bao gm:
- Chng trỡnh iu khin ch hot ng.
- Lp trỡnh theo trỡnh t hay logic t hp.
- Chng trỡnh kớch cỏc cng vo ra.
- Chng trỡnh ch th, ch bỏo.
S- Kt thỳc.
a. Dng chng trỡnh iu khin
Thng c vit di 2 dng: + Dng cõu lnh.
+ Dng Ledder (Dng bc thang).
Vớ d : Lnh iu khin dng Ledder.

Kớ hiu:

b. Cỏc lnh c bn
LD : Dựng v cụng tc logic thng m.
LDI: Dựng v cụng tc logic thng úng.
OUT: t 1 rle logic cui dũng chng trỡnh.
AND: t 1 cụng tc logic thng m vo sau 1 cụng tc logic thng m khỏc
(ni tip).
OR: t 1 cụng tc logic thng m song song.
ANI: t 1 cụng tc thng úng ni tip.
ORI: t 1 cụng tc thng úng song song.
ORB: To ra nhiu nhỏnh song song.
ANB: To ra nhiu nhỏnh ni tip.
SET: Dựng t cỏc tham s vi giỏ tr 1 ch vnh vin.
RST: Dựng t cỏc tham s vi giỏ tr 0 ch vnh vin.
MPS, MRD, MPP : Dựng thc hin vic r nhỏnh phớa phi ca nhỏnh.
CJ: Nhy cú iu kin.
SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 99
t/õióứm thổồỡng õoùng.
t/õióứm thổồỡng mồớ.
Thióỳt bở nhỏỷp.
Thióỳt bở xuỏỳt.
Thióỳt bở õc bióỷt.
Kóỳt thuùc.
END
Hoỷc
Vờ duỷ :
X001 Y000
X004 X003 Y001
X004 Y002

X005
END
Cọứng vaỡo
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm
CALL: Khi có 1 đoạn chương trình lặp lại nhiều lần thì dùng chương trình con.
(lệnh gọi chương trình con).
CMP: So sánh giá trị nhập vào bộ đếm, bộ định thời với giá trị đã lưu trong thanh
ghi.
7.2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN
Một phương án tối ưu là phương án mà xét về phương diện kỹ thuật vẫn đảm bảo
được những yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra khi thiết kế (làm việc ổn định, hiệu quả, năng
xuất...), về kinh tế phải đảm bảo thấp nhất về chi phí chế tạo và trong điều kiện cụ thể
có thể đáp ứng được.
7.2.1. Dùng một công tắc hành trình
*. Sơ đồ: Như hình vẽ sau: Hình 7.2.

Hình 7.2. Sơ đồ đo dùng một công tắc hành trình
1. Công tắc hành trình. 2. Thướt đo.
3. Vít hãm. 4. Phôi.
*. Hoạt động: Phôi (4) được bộ phận cấp phôi đưa vào với vận tốc Vph khi chạm
công tắc hành trình (1) sẽ ngắt điện ở động cơ cấp phôi, phôi ngừng chuyển động,
đồng thời tín hiệu đưa về từ công tắc (1) qua bộ điều khiển sẽ tác động làm đầu dao
trên đi xuống, thực hiện quá trình cắt. Công tắc (1) được gắn trên thướt đo (2) và có
thể chuyển động dọc theo thân thướt. Ta có thể cắt với những cách L khác nhau bằng
cách di chuyển công tắc (1) theo thân thướt và cố định ở vị trí mong muốn bằng vít
hãm (3).
*. Ưu, nhược điểm:
- Ưu: + Chỉ dùng 1 công tắc hành trình, ít tốn kém.
+ Đơn giản cho bộ phận điều khiển và cho cả chương trình điều khiển.
- Nhược: Với mỗi khoảng cách L khác nhau của sản phẩm, ta phải điều chỉnh

(dịch chuyển) công tác hành trình một cách thủ công.
SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 100
L
v
ph
1
4
2
3
Meïp càõt
n Tt Nghip Thit K Mỏy Ct Thộp Tm
7.2.2. Dựng nhiu cụng tc hnh trỡnh
* S : Hỡnh 7.3.
Hỡnh 7.3. S o dựng nhiu cụng tc hnh trỡnh
*. Hot ng:
Cng dựng cụng tc hnh trỡnh nhng ln ny ta t nhiu cụng tc ni tip nhau,
cỏch mi dao 1 khong L1, L2, L3,...(l nhng khong cỏch m ta cnct). Gi s ta
cn ct 1 on L2, t b iu khin ta cho cụng tc 2 vo v trớ lm vic. Bõy gi mi
vic li tng t nh khi dựng 1 cụng tc hnh trỡnh. Sau khi ct s lng cn ct,
theo chng trỡnh ta a cụng tc 2 tr v v trớ c, v a cụng tc 3 vo v trớ lm
vic (gi s ta cn ct vi di L3), v tng t cho cỏc cụng tc khỏc.
- u:
+ Khụng cn phi iu chnh th cụng mi khi thay i chiu di cn ct.
+ Chng trỡnh iu khin khụng b giỏn on.
- Nhc:
B phn iu khin cng knh (phi thờm b phn iu khin cụng tc).
SVTH: Hong Vn Thựy Lp 03C1C Trang 101
L
v
ph

L
L
L
L
1
3
4
5
h
PLC
(V)
-F
1 3 4 5
2
Phọi
Tờn hióỷu
Bọỹ õióửu
khióứn.
(Nguọửn).
Caùc cọng
từc haỡnh
trỗnh.
u
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm
7.2.3. Sử dụng cảm biến hồng ngoại
*. Sơ đồ: Hình 7.4.
L
v
ph
2

5
PLC
u (V)
4
-F
Chuìm tia häöng ngoaûi
3
Hình 7.4. Sơ đồ đo dung cảm biến hồng ngoại
1. Cảm biến phát. 2. Cảm biến thu (cảm biến nhận)
3. Thướt đo. 4. Bộ điều khiển.
5. Phôi.
*. Hoạt động: Hoạt động tương tự trường hợp đầu tiên (dùng công tắc hành trình),
chỉ khác ở chỗ khi phôi tiến vào sẽ ngăn dòng ánh sáng phát ra từ cảm biến phát, do đó
cảm biến thu sẽ không nhận được ánh sáng. Điều này sẽ được chuyển thành tín hiệu
truyền về bộ PLC để điều khiển các động cơ. Để cắt được những độ dài khác nhau ta
dịch chuyển các cảm biến theo thân thướt cố định (2).
7.2.4. Dùng cảm biến đo độ dài
*. Sơ đồ: Hình 7.5.
Hình 7.5. Sơ đồ đo dung cảm biến đo dộ dài
1. Bánh ma sat. 2. Cảm biến độ dài.
3. Bộ điều khiển. 4. Phôi.
*. Hoạt động: Bề mặt bánh ma sat (1) của bộ cảm biến được ép tiếp xúc với bề
mặt phôi (4) và sẽ lăn không trượt trên bề mặt này khi phôi chuyển động đi vào. Cảm
biến độ dài (2) có nhiệm vụ đo độ dài của phôi đi vào thông qua số vòng quay hoặc
góc quay được của bánh ma sat, chuyển thành tín hiệu điện và truyền về bộ điều khiển.
Ở bộ PLC đã được lập trình sẵn tuỳ theo độ dài cần cắt mà điều khiển chu trình hoạt
động.
SVTH: Hoàng Văn Thùy – Lớp 03C1C Trang 102
d
PLC

U (V)
L
1
4
3
-F