Kỹ thuật Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ thống thực hành đa năng tại trường Đại học Công nghiệp Việt Hung

đại học tháI nguyên

đại học tháI nguyên

Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

T TH DUNG

T TH DUNG

NGHIấN CU, NG DNG PLC XY DNG
H THNG THC HNH A NNG TI TRNG
I HC CễNG NGHIP VIT- HUNG
NGHIấN CU, NG DNG PLC XY DNG
H THNG THC HNH A NNG TI TRNG
I HC CễNG NGHIP VIT- HUNG

Chuyên ngành: kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Mã số: 60520216

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Khoa chuyên môn
Trưởng khoa

người hướng dẫn khoa học

Chuyên ngành: kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

PGS.TS NGUYN THANH H
Phòng quản lý đt sau đại học

Thái Nguyên - 2014

S húa bi Trung tõm Hc liu

/>
Thái Nguyên - 2014

S húa bi Trung tõm Hc liu

/>

i

ii

LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
Lời đầu tiên tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo phòng

Tên tôi là: Tạ Thị Dung

Quản lý đào tạo sau đại học, khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái

Sinh ngày: 10 tháng 11 năm 1966
Học viên lớp cao học khóa 14 - Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Công

Nguyên đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả có thể hoàn thành bản luận văn
của mình.

nghiệp Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại: Trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung.
Tôi cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn do tôi làm theo định hướng của

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy giáo, cô giáo trong khoa Điện của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên thuộc Đại học Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp. Đặc biệt là dưới sự

giáo viên hướng dẫn, không sao chép của người khác.
Các phần trích lục tài liệu tham khảo đã được chỉ ra trong luận văn.

hướng dẫn và góp ý của thầy PGS-TS. Nguyễn Thanh Hà đã giúp cho đề tài hoàn
thành mang tính khoa học cao. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các

Nếu có gì sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Tác giả luận văn

thầy giáo, cô giáo.
Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đề
tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để tôi tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn
nữa trong quá trình công tác sau này.
Tác giả luận văn

Tạ Thị Dung

Tạ Thị Dung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

iii

iv

2.1.2. Giới thiệu các loại Zen..............................................................................15

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................i

2.1.3. Đặc tính kỹ thuật của ZEN -20C3AR-A-V2..............................................16

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii

2.2. Các vùng nhớ của Zen .....................................................................................18

MỤC LỤC................................................................................................................. iii

2.2.1. Các bit vào/ ra, các bit làm việc và các bit có lưu ......................................18

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..................................................vi

2.2.2. Timer ........................................................................................................19

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ..............................................................viii

2.2.3. Counter .....................................................................................................22

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..............................................................................vii

2.3. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN ............................................................22

LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1

2.3.1. Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị ......................................................................22

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH

2.3.2. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong ...............................................23

PLC .............................................................................................................................2

2.3.3. Viết chương trình bậc thang ......................................................................24

1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC ............................2

2.3.4. Sửa chương trình bậc thang.......................................................................24

1.1.1. Khái niệm về PLC.......................................................................................2

2.4. Các chức năng đặc biệt của ZEN .....................................................................31

1.1.2. Lịch sử phát triển của PLC..........................................................................2

2.4.1. Bảo vệ chương trình.................................................................................31

1.1.3. Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hoá. ..............................................3

2.4.2. Xoá password đã đăng ký .........................................................................33

1.2. Cấu trúc chung của PLC ....................................................................................3

2.5. Xử lý lỗi ..........................................................................................................33

1.2.1. Bộ xử lý tín hiệu .........................................................................................4

2.5.1. Xử lý lỗi....................................................................................................33

1.2.2. Bộ nhớ ........................................................................................................5

2.5.2.Các thông báo lỗi ......................................................................................33

1.2.3. Bộ nguồn ....................................................................................................6

2.5.3. Xoá các thông báo lỗi ...............................................................................35

1.2.4. Module vào - ra..........................................................................................6

2.6. Kết luận chương 2 ...........................................................................................36

1.2.5. Thiết bị lập trình .........................................................................................7

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG ỨNG DỤNG

1.3. Nguyên lý hoạt động của PLC ...........................................................................9

PLC ZEN...................................................................................................................37

1.3.1. Đọc tín hiệu đầu vào ...................................................................................9

3.1. Thiết kế bố trí module chứa bộ điều khiển ZEN ..............................................37

1.3.2. Thực hiện chương trình...............................................................................9

3.2. Mô hình thực hành khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác .........................39

1.3.3. Cập nhật đầu ra .........................................................................................10

3.2.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển khởi động động cơ ở chế độ sao tam giác

1.4. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC .........................................11

...........................................................................................................................39

1.5. Phân tích lựa chọn chủng loại PLC.................................................................12

3.2.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt module.................................................40

1.6. kết luận chương 1 ............................................................................................13

3.2.3. Xây dựng mô hình thực hành ....................................................................41

CHƯƠNG 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ZEN CỦA OMRON ..........................14

3.2.4. Chương trình điều khiển ...........................................................................41

2.1. Tổng quan về ZEN của OMRON. ...................................................................14

3.3. Mô hình thực hành lập trình cửa tự động .........................................................42

2.1.1. Các đặc điểm cơ bản của Zen....................................................................14

3.3.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển cửa tự động .........................................42

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
/>

v

vi

3.3.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul ..................................................43

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

3.3.3. Xây dựng mô hình thực hành ....................................................................44
TT

KÝ HIỆU

3.4. Mô hình trò chơi đường lên đỉnh Olympia.......................................................45

1

PLC

3.4.1. Tổng quan về trò chơi đường lên đỉnh Olympia ........................................45

2

CPU

Bộ xử lý trung tâm

3.4.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul ..................................................46

3

RAM

Random access Memory - Bộ nhớ cho phép đọc và ghi

3.4.3. Xây dựng mô hình thực hành ....................................................................46

4

ROM

Read Only Memory - Loại bộ nhớ chỉ đọc

3.4.4. Chương trình.............................................................................................47

5

PROM

Programmable Read Only Memory - Loại bộ nhớ cải tiến từ ROM

3.5. Mô hình thực hành lập trình điều khiển bãi đỗ xe tự động ...............................48

6

EPROM

Erasable Programmable Read Only Memory - Bộ nhớ cải tiến lên

7

EEPROM

Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - là loại

8

AC

Nguồn điện xoay chiều

3.3.4. Chương trình điều khiển ...........................................................................44

3.5.1. Tổng quan về hệ thống đóng điều khiển bãi đỗ xe tự động........................48
3.5.2. Bố trí thiết bị trên bề mặt modul ...............................................................51

từ PROM

3.5.3. Xây dựng mô hình thực hành ....................................................................52
3.5.4. Chương trình.............................................................................................53

DIỄN GIẢI NỘI DUNG ĐẦY ĐỦ
Programmable Logic Controller

kết hợp ưu điểu của cả RAM và EPROM

3.6. Mô hình thực hành điều khiển đèn giao thông tại ngã tư..................................53

9

DC

Nguồn điện một chiều

3.6.1. Tổng quan về hệ thống đèn giao thông......................................................53

10

MT

Nút mở máy quay động cơ theo chiều thuận

3.6.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm...................................................................57

11

MN

Nút mở máy quay động cơ theo chiều ngược

3.6.3. Chương trình điều khiển ...........................................................................59

12

D

Nút dừng động cơ

3.7. Kết luận chương 3 ...........................................................................................62
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH ZEN ................................63
4.1. Cơ sở lý thuyết chung của phương pháp dạy học thực hành.............................63
4.1.1. Khái niệm về thực hành và dạy học thực hành kỹ thuật.............................63
4.1.2. Nhiệm vụ của dạy học thực hành ..............................................................63
4.1.3. Phương pháp dạy học thực hành kĩ thuật...................................................64
4.2. Xây dựng bài thực hành lập trình điều khiển Zen ............................................64
4.2.1. Tiếp cận thiết bị và thực hành với đầu vào ra. ...........................................65
4.2.2. Thực hành với Timer và Counter ..............................................................76
4.2.3. Bài thực hành tổng hợp và nâng cao về Zen ..............................................83
4.3. Kết luận chương 4 ...........................................................................................88
KẾT LUẬN ...............................................................................................................89
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................91

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

vii

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Bảng 2.1. Bảng các loại Zen phiên bản V2.................................................................16

Hình 1.1. Cấu trúc chung của PLC...............................................................................4

Bảng 2.2. Các bit vào ra, các bit làm việc và các bit có lưu........................................18

Hình 1.2. Đầu vào - ra của bộ PLC ..............................................................................7

Bảng 2.3. Phương pháp đặt thông số trong trang thiết lập thông số ............................27

Hình 1.3. Lập trình PLC bằng máy tính .......................................................................8

Bảng 2.4. Thông báo lỗi bật điện nhưng không chạy..................................................34

Hình 1.4. Thiết bị lập trình xách tay.............................................................................8

Bảng 2.5. Thông báo lỗi khi bật điện hay khi đang chạy ............................................35

Hình 1.5. Đọc tín hiệu đầu vào....................................................................................9

Bảng 2.6. Lỗi khi truyền chương trình từ card nhớ.....................................................35

Hình 1.6. Giai đoạn thực hiện chương trình ...............................................................10

Bảng 4.1. Yêu cầu cấu hình máy tính.........................................................................65

Hình 1.7. Giai đoạn cập nhật đầu ra ...........................................................................10

Bảng 4.2. Gán địa chỉ vào/ra......................................................................................76

Hình 1.8. Chu trình làm việc của PLC .......................................................................11

Bảng 4.3. Bảng tùy chọn Timer .................................................................................77

Hình 1.9. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC ....................................12

Bảng 4.4: Sai số của Timer ........................................................................................78

Hình 2.1. Đồ thị thời gian của Timer on delay ...........................................................19

Bảng 4.5 Các thông số đặt cho Weekly Timer ...........................................................79

Hình 2.2. Đồ thị thời gian của OFF delay...................................................................20

Bảng 4.6 Các thông số cho Calendar timer.................................................................80

Hình 2.3. Đồ thị thời gian của One-shot pulse timer...................................................20

Bảng 4.7 Các thông số đạt cho Counter .....................................................................82

Hình 2.4. Đồ thị thời gian của Flashing pulse timer ...................................................20

Bảng 4.8 Gán địa chỉ vào/ra.......................................................................................83

Hình 2.5. Đồ thị thời gian của Twin timer..................................................................21

Bảng 4.9 Gán địa chỉ vào/ra.......................................................................................88

Hình 2.6. Đồ thị thời gian của Holding timer .............................................................21
Hình 2.7. Đồ thị mô tả hoạt động của count ...............................................................22
Hình 2.8. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN .......................................................23
Hình 2.9. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong của ZEN..................................23
Hình 2.10. Viết chương trình bậc thang .....................................................................24
Hình 2.11. Đầu vào tương tự và bộ so sánh tương tự..................................................26
Hình 2.12. Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V...................................................................26
Hình 2.13. Khi đầu vào analog I5 ≥ I4 .......................................................................26
Hình 2.14. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số ...............................................27
Hình 2.15. Thiết lập khi hiển thị chữ2.3.5. Dùng các bit nút bấm (B).........................29
Hình 2.16. Dùng các bit nút bấm...............................................................................30
Hình 2.17. Thiết lập bảo vệ chương trình ...................................................................32
Hình 2.18. Xóa password đã đăng ký .........................................................................33
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thiết bị modul chứa bộ điều khiển ZEN ...................................38
Hình 3.2. Mô hình hoàn thiện Modul chứa bộ điều khiển Zen....................................38

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

1

ix

Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý đổi nối sao - tam giác .......................................................39
Hình 3.4. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đổi nối sao - tam giác .......................................40
Hình 3.5. Mô hình hoàn thiện Modul đổi nối sao - tam giác.......................................41
Hình 3.6. Chương trình điều khiển.............................................................................42
Hình 3.7. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đóng mở cửa tự động.......................................43
Hình 3.8. Mô hình hoàn thiện modul đóng mở cửa tự động ......................................44
Hình 3.9: Chương trình điều khiển.............................................................................45
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị trò chơi đường lên đỉnh Olympia...............................46
Hình 3.11: Mô hình hoàn thiện trò chơi đường lên đỉnh Olympia ..............................46
Hình 3.12. Chương trình điều khiển...........................................................................48
Hình 3.13: Sơ đồ mặt bằng bãi đỗ xe tự động ............................................................49
Hình 3.14: Hình ảnh một bãi đỗ xe trong thực tế........................................................50
Hình 3.15: Sơ đồ bố trí thiết bị modul bãi đỗ xe tự động............................................52
Hình 3.16. Mô hình hoàn thiện modul bãi đỗ xe tự động............................................52
Hình 3.17. Chương trình điều khiển...........................................................................53
Hình 3.18. Hình ảnh một hệ thống đèn giao ở ngã tư .................................................54
Hình 3.19. Sơ đồ thời gian chế độ giờ cao điểm.........................................................56
Hình 3.20. Sơ đồ thời gian chế độ bình thường ..........................................................57
Hình 3.21. Hình ảnh bố trí đèn giao thông ở ngã tư....................................................58
Hình 3.22. Sơ đồ bố thiết bị modul đèn giao thông ....................................................58

Hình 3.23. Mô hình hoàn thiện modul đèn giao thông................................................59
Hình 3.24. Chương trình điều khiển...........................................................................61
Hình 3.25. Toàn bộ các mô hình sau khi hoàn thiện ...................................................62
Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc chương trình theo ngôn ngữ LAD .......................................66
Hình 4.2: Hình giản đồ thời gian của Counter ............................................................81

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây với sự phát triển của khoa học công nghệ, thiết bị
điều khiển logic khả trình PLC đã được ứng dụng rộng rãi trong tự động hoá xí nghiệp
công nghiệp và rất nhiều lĩnh vực khác. PLC có thể coi như trái tim của hệ thống điều
khiển nhằm tăng năng suất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm.
PLC là một môn học thực sự cần thiết đối với một kỹ sư điều khiển tự động.
Với mục đích bổ sung cơ cở vật chất tại trường ĐHCN Việt - Hung nhằm đào tạo đội
ngũ kỹ sư Điện có tay nghề cao, lập trình PLC thành thạo.
Với ý nghĩa đó, đề tài luận văn: “Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ
thống thực hành đa năng tại trường Đại học công nghiệp Việt - Hung” là một đề tài
thiết thực, có tính ứng dụng cao.
Mục tiêu của luận văn:
- Thiết kế chế tạo được mô hình bài tập thực hành PLC
- Nghiên cứu hệ lệnh của PLC ZEN và khả năng ứng dụng của ZEN trong thực tế
- Xây dựng được hệ thống bài tập thực hành PLC
- Xây dựng được đề cương hướng dẫn thực hành PLC
Nội dung thực hiện:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về bộ điều khiển PLC
- Nghiên cứu hệ lệnh của bộ PLC ZEN của hãng Omron
- Xây dựng hệ thống bài tập thực hành PLC cơ bản và các yêu cầu công nghệ điều
khiển trong thực tế.

- Lựa chọn chủng loại và cấu hình của bộ PLC
- Thiết kế phần cơ khí các modul bài tập thực hành PLC
- Viết chương trình điều khiển đáp ứng hệ thống bài tập thực hành PLC
- Download chương trình, kết nối với các modul và chạy kiểm tra
- Xây dựng đề cương hướng dẫn thực hiện các bài tập thực hành
Bố cục của luận văn :
Luận văn được chia thành 4 chương
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC
Chương 2: Bộ điều khiển lập trình ZEN của Omron
Chương 3: Xây dựng hệ thống bài tập thực hành ứng dụng PLC ZEN
Chương 4: Xây dựng bài giảng thực hành ZEN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

2

3

CHƯƠNG 1

điều khiển các thiết bị cách xa hàng vài trăm mét. Các PLC có thể trao đổi dữ liệu cho

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC

nhau và việc điều khiển quá trình sản xuất trở nên dễ dàng hơn.
PLC được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau trên thế giới. Về nguyên lý hoạt
động các PLC này có tính năng tương tự giống nhau, nhưng về lập trình sử dụng thì

1.1.1. Khái niệm về PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt

chúng hoàn toàn khác nhau do thiết kế khác nhau của mỗi nhà sản xuất. PLC khác với

thành PLC là loại thiết bị được ứng dụng rất rộng rãi trong tự động hoá xí nghiệp công

các máy tính là không có ngôn ngữ lập trình chung và không có hệ điều hành. Khi

nghiệp và rất nhiều lĩnh vực khác. Thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán

được bật lên thì PLC chỉ chạy chương trình điều khiển ghi trong bộ nhớ của nó, chứ

điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, các thuật toán này có thể sửa đổi và thay

không thể chạy được hoạt động nào khác. Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi

thế một cách nhanh chóng và dễ dàng cho phù hợp với từng yêu cầu công nghệ. PLC

như: Siemens, Toshiba, Mishubisi, Omron, Allan Bradley,Rocwel,Fanuc là các hãng

được thiết kế có sẵn giao diện cho các thiết bị vào/ra và có thể lập trình với ngôn ngữ

chiếm phần lớn thị phần PLC thế giới. Các PLC của các hãng này được ứng dụng

lập trình đơn giản và dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch,

rộng rãi trong công nghiệp sử dụng công nghệ tự động hoá.

cho phép các kĩ sư không yêu cầu cao về máy tính và ngôn ngữ máy tính cũng có thể

1.1.3. Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hoá.

sử dụng được. PLC là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và dễ trao

Tất cả mọi hoạt động của hệ thống từ đơn giản đến phức tạp đều được PLC điều

đổi thông tin với các PLC khác hoặc với máy tính

khiển vì vậy PLC đóng vai trò rất quan trọng trong một hệ thống điều khiển, PLC có

1.1.2. Lịch sử phát triển của PLC

thể được xem như trái tim trong một hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương

Vào khoảng năm 1968, các nhà sản xuất ô tô đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật đầu

trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ của PLC. Thông qua các tín hiệu đầu vào (các

tiên cho thiết bị điều khiển logic khả lập trình. Mục đích đầu tiên là thay thế cho các tủ

tín hiệu ở dạng logic ON/OFF) mà PLC sẽ cho các tín hiệu đầu ra để điều khiển hoạt

điều khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện năng và thường xuyên phải thay thế các rơ le

động các thiết bị của hệ thống.

do hỏng cuộn hút hay gãy các thanh lò xo tiếp điểm. Mục đích thứ hai là tạo ra một

1.2. Cấu trúc chung của PLC

thiết bị điều khiển có tính linh hoạt trong việc thay đổi chương trình điều khiển.

Nếu không nhìn về khía cạnh giá thành, kích thước, mức độ phức tạp, tất cả các

Những PLC đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp ô tô vào năm 1969 đã đem lại

PLC đều có những thành phần cơ bản và đặc điểm chức năng giống nhau. Một PLC

sự ưu việt hơn hẳn các hệ thống điều khiển trên cơ sở rơ le. Các thiết bị này được lập

bao giờ cũng gồm có 5 thành phần cơ bản:

trình dễ dàng, không chiếm nhiều không gian trong các xưởng sản xuất và có độ tin

- Module xử lý tín hiệu

cậy cao hơn các hệ thống rơ le. Các ứng dụng của PLC đã nhanh chóng rộng mở ra tất

-Module nhớ

cả các ngành công nghiệp sản xuất khác. Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành công

- Module nguồn

của PLC đó chính là độ tin cậy cao và khả năng lập trình dễ dàng. Độ tin cậy của PLC

- Mô đun vào/ra

được đảm bảo bởi các mạch bán dẫn được thiết kế thích ứng với môi trường công

- Thiết bị lập trình

nghiệp. Các mạch vào ra được thiết kế đảm bảo khả năng chống nhiễu, chịu được ẩm,

Sơ đồ của một bộ PLC cơ bản được biểu diễn trên hình 1.1

chịu được dầu, bụi và nhiệt độ cao. Vào cuối những năm bảy mươi việc truyền dữ liệu

Ngoài các module chính này, các PLC còn có các module phụ trợ như module kết

đã trở nên dễ dàng nhờ sự phát triển nhảy vọt của công nghiệp điện tử. Các PLC có thể

nối mạng, các module đặc biệt để xử lý tín hiệu như module kết nối với các can nhiệt,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

4

5

module điều khiển động cơ bước, module kết nối với encoder, module đếm xung vào

và khả năng điều khiển của PLC. Các PLC thế hệ cuối cho phép thực hiện các phép

vv.

tính số học và các phép tính logic, bộ nhớ lớn hơn, tốc độxử lý cao hơn và có trang bị
giao diện với máy tính, với mạng nội bộ. Bộ vi xử lý điều khiển chu kỳ làm việc của

Mođun
Vào / Ra

Mođun
nguồn

chương trình. Chu kỳ này được gọi là chu kỳ quét của PLC, tức là khoảng thời gian
thực hiện xong một vòng các lệnh của chương trình điều khiển.
1.2.2. Bộ nhớ
Bộ nhớ của PLC có vai trò rất quan trọng, bởi vì nó được sử dụng để chứa toàn
bộ chương trình điều khiển, các trạng thái của các thiết bị phụ trợ. Thông thường các
bộ nhớ được bố trí trong cùng một khối với CPU. Thông tin chứa trong bộ nhớ sẽ xác

CPU

định việc các đầu vào, đầu ra được xử lý như thế nào. Bộ nhớ bao gồm các tế bào nhớ
được gọi là bit. Mỗi bit có hai trạng thái 0 hoặc 1. Đơn vị thông dụng của bộ nhớ là K,
1K = 1024 từ(word), 1 từ(word) có thể là 8 bit. Các PLC thường có bộ nhớ từ 1K đến

Mođun nhớ

Thiết bị lập
trình

64K, phụ thuộc vào mức độ phức tạp của chương trình điều khiển. Trong các PLC
hiện đại có sử dụng một số kiểu bộ nhớ khác nhau. Các kiểu bộ nhớ này có thể xếp
vào hai nhóm: bộ nhớ có thể thay đổi và bộ nhớ cố định. Bộ nhớ thay đổi là các bộ nhớ

Hình 1.1. Cấu trúc chung của PLC

có thể mất các thông tin ghi trên đó khi mất điện. Nếu chương trình điều khiển chứa
trong bộ nhớ mà bị mất điện đột xuất do tuột dây, mất điện nguồn thì chương trình

1.2.1. Bộ xử lý tín hiệu
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là bộ phận chứa bộ vi xử lý. Bộ
xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương
trình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt

phải được nạp lại và lưu vào bộ nhớ. Bộ nhớ cố định ngược lại với bộ nhớ thay đổi là
có khả năng lưu giữ thông tin ngay cả khi mất điện.
Bộ nhớ có thể chia làm các loại sau:
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM (Random access Memory): đó là bộ nhớ

động đến các thiết bị ra.
Bộ xử lý tín hiệu có thể bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý tiêu chuẩn hoặc các
bộ vi xử lý hỗ trợ cùng với các mạch tích hợp khác để thực hiện các phép tính logíc,
điều khiển và ghi nhớ các chức năng của PLC. Bộ xử lý thu thập các tín hiệu vào, thực
hiện các phép tính logíc theo chương trình, các phép tính đại số và điều khiển các đầu
ra số hay tương ứng. Phần lớn các PLC sử dụng các mạch logic chuyên dụng trên cơ
sở bộ vi xử lý và các mạch tích hợp tạo nên đơn vị xử lý trung tâm CPU.
Bộ vi xử lý sẽ lần lượt quét các trạng thái của đầu vào và các thiết bị phụ trợ,
thực hiện logic điều khiển được đặt ra bởi chương trình ứng dụng, thực hiện các tính

cho phép đọc và ghi. Dữ liệu trong RAM dễ dàng sửa được nhưng sẽ bị mất đi khi

PLC mất điện. Để khắc phục nhược điểm này người ta thường dùng pin để lưu trữ dữ
liệu và chương trình trong RAM.
- ROM (Read Only Memory): là loại bộ nhớ chỉ đọc, không thể thay đổi được
dữ liệu trong ROM, ROM do nhà chế tạo chế sẵn chỉ nạp dữ liệu được một lần.
- PROM (Programmable Read Only Memory): là loại bộ nhớ cải tiến từ ROM,
là bộ nhớ trắng được ghi do nhà thiết kế. Tuy nhiên chương trình và dữ liệu được ghi
trong PROM không thể xoá được.

toán và điều khiển các đầu ra tương ứng của PLC. Bộ vi xử lý nâng cao khả năng logic

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

6

7

- EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): là bộ nhớ cải tiến lên

cấu chấp hành, mà truyền đến các bộ khuyếch đại công suất, hoặc các bộ chuyển mạch

từ PROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng pin. Nội dung dữ liệu và chương

từ công suất thấp sang công suất cao hơn. Ví dụ tín hiệu điều khiển đóng mở van, tín

trình chứa trong EPROM có thể xoá được bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ

hiệu này truyền đến cuộn hút của khởi động từ của động cơ, kích hoạt khởi động từ

nhỏ trên EPROM và sau đó ghi dữ liệu mới vào máy bằng máy nạp.

và mạch điện cấp vào động cơ được đóng, động cơ chạy và bắt đầu đóng hay mở van

- EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): là loại
kết hợp ưu điểu của cả RAM và EPROM, dữ liệu trong EEPROM có thể xoá và nạp
băng tín hiệu điện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn.

tuỳ theo chiều quay của động cơ. Đầu ra cũng có hai dạng tín hiệu là dạng tín hiệu số
hoặc tín hiệu tương tự.
Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic.... Mỗi
điểm vào/ ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng.

1.2.3. Bộ nguồn
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử
lý (thường là 5V) và cho các mạch điện đầu ra hoặc các module còn lại (thường là
24V).
1.2.4. Module vào - ra
Module vào - ra là phương thức liên lạc vật lý giữa hệ thống PLC với thế giới
bên ngoài. Cho phép thực hiện các kết nối, thông qua các kênh vào - ra đến module
vào và module ra. Cũng thông qua module vào - ra chương trình được nạp vào bộ nhớ.
Module vào - ra có thể là số hoặc tương tự.
* Các dạng đầu vào: Các tín hiệu vào từ các thiết bị hay từ các cảm biến cung
cấp các dữ liệu và thông tin cần thiết để bộ xử lý tín hiệu thực hiện các phép tính logic

Hình 1.2. Đầu vào - ra của bộ PLC

yêu cầu quyết định đến việc điều khiển máy hoặc quá trình. Các tín hiệu vào có thể lấy
từ các thiết bị khác nhau như nút ấn, công tắc, can nhiệt, ten zô mét, vv.

1.2.5. Thiết bị lập trình

Tín hiệu vào được nối vào các module vào để lọc tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu về

Thiết bị lập trình được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết sau

mức năng lượng thấp để bộ xử lý có thể sử dụng được. Đầu vào có hai dạng là đầu vào

đó được chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng, có

dạng số và đầu vào dạng tương tự.

thể là thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, có thể là phần mềm được cài đặt trên máy tính

Đầu vào dạng số được kết nối với các cầu nối kênh trên module vào số, các

cá nhân.
- Lập trình nhờ các phần mềm lập trình trên máy tính và nạp chương trình lên

kênh này chỉ có các tín hiệu hai trạng thái 0 hay1.
Đầu vào tương tự có thể là tín hiệu điện áp, dòng điện từ các cảm biến tương tự.

PLC qua cổng RS232 hay qua cổng kết nối với mạng LAN hay mạng Internet. Máy

* Các dạng đầu ra

tính cá nhân là phương tiện lập trình tốt nhất cho PLC, bởi vì chúng ta có thể quan sát

Đầu ra của PLC là các tín hiệu cấp hay ngắt năng lượng để điều khiển máy hay

được nhiều dòng lệnh trên màn hình, soạn thảo và truy cập vào chương trình dễ dàng.

quá trình. Các tín hiệu này là các tín hiệu điện áp từ các mạch ra và nói chung là chúng

Điều bất tiện là máy tính cá nhân không thích hợp lắm với môi trường công nghiệp và

có mức năng lượng thấp. Các tín hiệu này thông thường không truyền trực tiếp đến cơ

khả năng di chuyển kém.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

8

9

1.3. Nguyên lý hoạt động của PLC
Khi chạy, một chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính:
 Đọc tín hiệu đầu vào
 Thực hiện chương trình
 Xuất kết quả ra
1.3.1. Đọc tín hiệu đầu vào

Giai đoạn này bộ vi xử lý “chụp lại” trạng thái logic của các đầu vào rồi truyền
hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu.

Hình 1.3. Lập trình PLC bằng máy tính
Lập trình bằng thiết bị lập trình xách tay: lập trình trực tiếp vào bộ nhớ của
PLC. Thiết bị này không dễ sử dụng như máy tính, nhưng lại tiện cho việc mang đi
theo người. Lập trình được thực hiện từng dòng lệnh tương ứng với từng bậc của sơ đồ
thang.

Hình 1.5. Đọc tín hiệu đầu vào
1.3.2. Thực hiện chương trình
Thực hiện các phép toán logic chứa trong bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu
Hình 1.4. Thiết bị lập trình xách tay
- Lập trình trên máy tính, nạp lên thẻ nhớ và sau đó nạp từ thẻ nhớ vào PLC qua
cổng tiêu chuẩn. Các thẻ nhớ EEPROM là các bộ nhớ ROM có thể xoá và lập trình lại

đến cuối bằng cách sử dụng “hình ảnh” của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ
liệu. Kết quả của mỗi phép toán logic ( hình ảnh đầu ra ) lại được lưu trong bộ nhớ dữ
liệu.

được bằng điện. Ưu điểm của EEPROM là nó có thể thay đổi chương trình của PLC
bằng cách cắm vào cổng của PLC.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

10

11

Như vậy, ta có thể khái quát một chu trình làm việc của PLC như sau:

Thu thập dữ liệu đầu vào

Chạy chương trình

Cập nhật đầu ra
Hình 1.6. Giai đoạn thực hiện chương trình
Hình 1.8. Chu trình làm việc của PLC

1.3.3. Cập nhật đầu ra
Sao chép lại toàn bộ các trạng thái logic hình ảnh của đầu ra (lưu trong bộ nhớ

1.4. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC
Đối với một bài toán thiết kế điều khiển PLC ta cần theo các bước sau:

dữ liệu) ra các module đầu ra để điều khiển các thiết bị bên ngoài.

- Tìm hiểu, phân tích yêu cầu công nghệ
- Xác định đối tượng điều khiển của hệ thống
- Xác định loại và số lượng tín hiệu đầu vào và ra, lập bảng phân công địa chỉ
vào/ra
- Vẽ giản đồ thời gian hoặc lưu đồ thuật toán cho các tín hiệu vào/ ra
- Lựa chọn ngôn ngữ lập trình và loại PLC tương ứng
- Viết chương trình điều khiển
- Chạy mô phỏng và kiểm tra lỗi

- Nạp chương trình vào PLC
- Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
- Chạy thử và kiểm tra
- Nếu tốt ta tiến hành nạp chương trình vào EPROM và tạo tài liệu chương trình

Hình 1.7. Giai đoạn cập nhật đầu ra

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

12

13

hợp với các yêu cầu điều khiển tự động đơn giản và phù hợp với hệ thống bài tập thực
Xác định yêu cầu
của hệ thống

Kết nối các thiết bị I/O vào PLC

hành dành cho sinh viên tại trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung
Căn cứ vào yêu cầu bài tập và số lượng đầu vào, ra của từng bài tập tác giả lựa
chọn bộ PLC ZEN-20C3AR-A-V2.

Vẽ lưu đồ điều khiển

Kiểm tra dây nối

1.6. kết luận chương 1
Nội dung chương 1 đã nghiên cứu được về những vấn đề sau :

Liệt kê các thiết bị I/O tương
ứng với các đầu I/O của PLC

Tổng quan về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC

Chạy thử chương trình

Tìm hiểu về vai trò của PLC trong hệ thống tự động hóa
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của PLC

Soạn thảo chương trình

Đưa ra được trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC từ đó chọn được
Kiểm tra

chủng loại PLC sử dụng trong luận văn

Nạp chương trình cho
PLC

Trên cơ sở những nghiên cứu bước đầu về PLC trong chương 1, chương 2 sẽ đi

Chạy tốt
N
O

YE

sâu nghiên cứu về bộ điều khiển lập trình Zen của OmRon.

Sửa chữa chương
trình

Nạp vào EPROM
Chạy mô phỏng và tìm
lỗi

Chạy lỗi

Tạo tài liệu chương trình

Chấm dứt

Hình 1.9. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC
1.5. Phân tích lựa chọn chủng loại PLC
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemen, Omron,
ABB, Mitshubishi, LG.... mỗi hãng đều có những tính năng và ưu điểm riêng. Hiện tại,
phòng thực hành PLC của trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung đã có PLC của các
hãng Siemen, LG, Mitsubitshi. Với mục đích đa dạng về chủng loại để các em được
làm quen với các hãng PLC khác nhau, vì vậy đề tài lựa chọn bộ PLC Zen của hãng
Omron để nghiên cứu. Bộ PLC Zen là bộ PLC đơn giản của hãng Omron, bộ Zen phù

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

14

15

• Dung lượng đóng cắt lớn: Công tắc đầu ra có thể chịu dòng 8A (250 VAC).

CHƯƠNG 2
BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ZEN CỦA OMRON

Các công tắc đều độc lập với nhau.
• Đầu vào xoay chiều: Đối với CPU có nguồn cấp đầu vào xoay chiều, có thể

2.1. Tổng quan về ZEN của OMRON.

kết nối trực tiếp với điện áp từ 100V đến 240V.

2.1.1. Các đặc điểm cơ bản của Zen
Zen là một loại PLC cỡ nhỏ được cung cấp bởi hãng OMRON (Nhật). Zen còn

• Lập trình dễ dàng: Có thể đặt cho bit đầu ra 3 sự hoạt động khác nhau.

được gọi là hệ rơle lập trình được (Programable relays) với nhiều ưu điểm nổi bật:

• Các Timer phong phú: Mỗi Timer đều hỗ trợ 5 kiểu hoạt động và 3 kiểu thang

• Tiết kiệm khi điều khiển tự động hoá cỡ nhỏ.

chia thời gian. Cùng với 8 holding Timers có thể giữ trạng thái Timer khi nguồn cấp bị

Một bộ xử lý trung tâm cung cấp 12 đầu vào và 8 đầu ra (đối với khối CPU 20

ngắt.

cổng vào ra). Thích hợp sử dụng cho các điều khiển cỡ nhỏ như hệ thống cung cấp
nước cho nhà cao tầng hay điều khiển ánh sáng cho các văn phòng công sở…
• Hoạt động dễ dàng với một hệ điều khiển giá rẻ.
Lập trình ladder trực tiếp từ bộ xử lý trung tâm. Chương trình ladder có thể dễ
dàng được copy.

• Counter có thể đếm tăng và đếm giảm: Có sẵn 16 Counter có thể điều khiển
đếm tăng hoặc đếm giảm. Sử dụng bộ so sánh có thể lập trình cho nhiều đầu ra từ 1
Counter.
• Hỗ trợ Timer hoạt động theo ngày hoặc theo mùa: Khối CPU với sẵn có chức
năng đồng hồ và lịch hỗ trợ 16 Weekly Timer và Calendar Timer. Calendar Timer hỗ

• Zen có kích thước rất nhỏ thuận lợi cho việc lắp đặt.
• Dễ dàng trong việc lắp ráp và nối dây.

trợ điều khiển theo mùa, còn Weekly Timer hỗ trợ điều khiển theo ngày giờ.
• Đầu vào tương tự trực tiếp: Khối CPU với đầu vào nguồn cấp 1 chiều có 2 đầu

Việc gá đặt dễ dàng với một rãnh nhỏ phía mặt sau. Sẵn có các Timer và
Counter vì vậy chỉ cần nối dây cho nguồn cấp và các cổng vào ra. Thao tác kết nối đơn
giản chỉ cần dùng một tuốc nơ vít.

vào tương tự (từ 0V đến 10V) và 4 bộ so sánh tương tự.

• Bảo dưỡng dễ dàng hơn: Sử dụng chức năng hiển thị của khối CPU để hiển thị
tin nhắn do người sử dụng cài đặt về ngày, thời gian và các dữ liệu khác.

• Có thể kết hợp với các module mở rộng tăng số lượng các đầu vào ra. Số

• Đèn màn hình sáng lâu hơn trong điều kiện làm việc tối: Có thể đặt cho đèn

lượng đầu vào ra của Zen có thể lên tới 24 đầu vào và 20 đầu ra nhờ kết hợp thêm 3

màn hình tắt sau 2, 10 hay 30 phút, cũng có thể đặt chế độ đèn luôn sáng. Với chức

module mở rộng.

năng hiển thị, đèn màn hình cũng có thể bật sáng khi một tin nhắn hiển thị.

• Biện pháp khắc phục khi mất điện.

• Lọc nhiễu đầu vào: Mạch lọc nhiễu đầu vào ngăn chặn nhiễu đầu vào.

EEPROM vẫn lưu trữ chương trình và dữ liệu cài đặt hệ thống khi không cấp
điện tới ZEN. Các dữ liệu về thời gian, counter, holding timer và các bit làm việc vẫn
được lưu nhờ sử dụng một nguồn nuôi.

• Sử dụng rộng rãi trên thế giới: Có thể hiển thị 6 ngôn ngữ. Hỗ trợ chức năng
phân biệt giờ theo mùa.
• Bảo mật chương trình: Chương trình có thể được bảo vệ nhờ cài đặt password.

• Dễ dàng lưu trữ và copy chương trình.

2.1.2. Giới thiệu các loại Zen.

Sử dụng một băng từ nhớ có thể dễ dàng lưu trữ và copy chương trình

Nói chung Zen được phân biệt dựa vào các yếu tố sau:

• Có thể lập trình và kiểm tra hoạt động từ một máy vi tính. Phần mềm Zen

- Sử dụng nguồn nuôi AC hay DC:

Support cung cấp một cách hoàn chỉnh cho quá trình mô phỏng trên máy vi tính.

+ Zen xoay chiều (nếu dùng nguồn AC)
+ Zen một chiều (nếu dùng nguồn DC)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

16

17

- Có màn hình tinh thể lỏng LCD (đi kèm phím ấn hay không có).

2.1.3.2. Đặc tính đầu ra

- Có đồng hồ thời gian theo tuần và năm hay không.

- Dòng điện cực đại của tiếp điểm 8A ở 250VAC, 5A ở 24 VDC

- Có đầu vào Analog hay không.

- Tuổi thọ của Rơle:

Dưới đây là bảng các loại Zen phiên bản V2

• Về điện: 50.000 lần vận hành

Bảng 2.1. Bảng các loại Zen phiên bản V2

• Về cơ: 10 triệu lần vận hành
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi đóng: 15ms
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi ngắt: 5ms
2.1.3.3. Công suất tiêu thụ
- Loại AC: 30VA max
- Điện trở cách nhiệt giữa nguồn AC cung cấp và đầu nối đầu vào, đầu nối đầu
ra 20MΩ min ở 500VDC
- Nhiệt độ môi trường cho phép: 00 C đến 550 C
- Độ ẩm môi trường cho phép: 10% đến 90%
2.1.3.4. Các thông số khác
Có 16 bit lưu (holding bit) trạng thái kể cả khi mất điện
16 timer với nhiều loại: ON-delay/OFF-delay timer, One-shot timer, Flashingpulse timer

2.1.3. Đặc tính kỹ thuật của ZEN -20C3AR-A-V2

8 Holding timer với trạng thái được lưu kể cả khi mất điện

2.1.3.1. Đặc tính đầu vào

16 counter có thể đếm lên hoặc xuống thay đổi bằng chương trình

- Điện thế đầu vào: 100V đến 240VAC (-15% /+10%, cho phép 85 ÷ 246 VAC)
50/60Hz,

16 display bit dùng để hiển thị các message lên màn hiển thị của ZEN tuỳ theo
trạng thái chương trình

- Số đầu vào 12 AC

8 bit báo trạng thái các nút bấm

- Tổng trở đầu vào: 680kΩ
- Dòng điện đầu vào: 0,15mA ở 100VAC và 0,35mA ở 240 VAC

Lưu chương trình bằng EEPROM hoặc bằng card nhớ
16 weekly/16 calendar timer

- Điện thế đóng (mức 1): 80 VAC min

Lập trình từ trái sang phải dễ dàng trực tiếp trên ZEN hay bằng phần mềm ZEN

- Điện thế ngắt (mức 0): 25VAC max
- Thời gian đáp ứng cần thiết cho trạng thái đóng hay ngắt:

Support Software

• Ở 100 VAC là 50ms hay 70ms (dùng chức năng lọc nhiễu ngõ vào)

Dung lượng chương trình 96 dòng (gồm 3 đầu vào và 1 đầu ra mỗi dòng)

• Ở 240 VAC là 100ms hay 120ms (dùng chức năng lọc nhiễu ngõ vào)

Các tính năng mới bổ sung của model -V2: twin timer, weekly timer multipleday operation, pulse output operation, 8-digit counter (150 Hz), 8-digit comparators

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

18

19

2.2. Các vùng nhớ của Zen

Các bít làm

2.2.1. Các bit vào/ ra, các bit làm việc và các bit có lưu

việc

M

Bảng 2.2. Các bit vào ra, các bit làm việc và các bit có lưu
Địa

Tên

Kiểu chỉ
bít
0 đến

Bít đầu vào
bộ xử lý

I

trung tâm

5
0 đến
b

Bít có lưu
Số
bít

Chức năng

mudule mở

f
0 đến
f

16

16

Chỉ được sử dụng bên trong chương trình. Không
thể đưa ra thiết bị bên ngoài
Làm việc giống như các bít làm việc tuy nhiên các
bít này lưu được trạng thái đóng/mở khi mất điện

• Các bit đầu vào có 2 trạng thái: Thường mở và thường đóng
• Các bit đầu ra có 4 trạng thái:

6

12

CPU có 10 cổng
vào/ra
CPU có 20 cổng
vào/ra

Phản ánh trạng thái đóng/mở
của thiết bị đầu vào nối tới đầu
vào của Zen

- ‘[‘ Đầu ra hoạt động bình thường: Khi được nối điện thì đầu ra có điện, khi
mất nối điện thì đầu ra mất điện.
- ‘S’ Set bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra được set lên 1
mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đầu ra nữa hay không.

Bít đầu vào

khối

H

0 đến

- ‘R’ Reset bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra được reset về
X

0 đến
b

12

Phản ánh trạng thái đóng/mở của thiết bị đầu vào
vào nối tới đầu vào của khối module mở rộng

rộng

0 mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đẩu ra nữa hay không.
- ‘A’ Thay đổi trạng thái đầu ra: Mỗi khi được nối điện trạng thái của đầu ra sẽ
chuyển sang trạng thái ngược lại với trạng thái đang có.

Bít đầu vào
nút ấn
Bít so sánh
tương tự
Bít so sánh
Bít so sánh
8 số

B

A

P

G

7
0 đến
3
0 đến
f
0 đến
3
0 đến

Bít đầu ra
bộ xử lý

0 đến

Q

trung tâm

3
0 đến
7

8

4

16

4

4

8

Bật ON khi các nút hoạt động được ấn trong chế độ

Trên Zen có 4 loại timer:

Đầu ra là kết quả so sánh của đầu vào tương tự. Có

- Timer thường (T): Từ T0 đến T7

thể chỉ được cho kiểu có điện áp nguồn cấp 24VDC
So sánh giá trị hiện tại của các Timer. Holding

module mở

- ON delay timer : Bật sau một khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào
trigger lên ON

Timer và Counter. Đầu ra là kết quả so sánh

So sánh kết quả hiện tại của bộ đếm 8 số (F) với
một hằng số. Đầu ra là kết quả so sánh
CPU có 10
cổng vào/ra
CPU có 10
cổng vào/ra

Đưa ra trạng thái đóng/mở cho
thiết bị đầu ra nối tới đầu ra của
Zen
Hình 2.1. Đồ thị thời gian của Timer on delay

Bít đầu ra
khối

2.2.2. Timer

RUN

- OFF delay timer : Vẫn ở ON trong khi đầu vào trigger ON và tắt sau một
Y

0 đến
b

12

Đưa ra trạng thái đóng/mở cho thiết bị đầu ra nối tới

khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger về OFF

đầu ra của khối module mở rộng

rộng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

20

21

- Twin timer ( W ): Bật tắt lặp đi lặp lại khi đầu vào trigger ở trạng thái ON.
Thời gian ON và thời gian OFF có thể tách riêng.

Hình 2.2. Đồ thị thời gian của OFF delay
- One-shot pulse timer (O): Vẫn ON ở trong một khoảng thời gian đặt trước khi
đầu vào trigger bật lên ON

Hình 2.5. Đồ thị thời gian của Twin timer
- Holding Timer (#): Từ #0 đến #3
Bật sau một khoảng thời gian đặt trước khi đầu vào trigger lên ON. Giá trị hiện
hành vẫn được lưu khi timer chuyển từ RUN sang STOP hoặc khi bị ngắt điện. Timer
lại tiếp tục khi đầu vào kích lên ON. Bít đầu ra của Timer cũng được giữ nguyên trạng
Hình 2.3. Đồ thị thời gian của One-shot pulse timer

thái khi Timer đếm xong.

- Flashing pulse timer (F): Bật và tắt lặp đi lặp lại trong khoảng chu kì đặt trước
trong khi đầu vào trigger ở trạng thái ON

Hình 2.6. Đồ thị thời gian của Holding timer
- Weekly Timer (@): Từ @0 đến @7
Hình 2.4. Đồ thị thời gian của Flashing pulse timer

Cho phép đặt các ngày hoạt động trong tuần và thời gian hoạt động trong các
ngày đó.
- Calender Timer(*): Từ *0 đến *7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

22

23

Cho phép đặt thời gian hoạt động trong 1 năm từ ngày bắt đầu đến ngày kết thúc.

Bấm OK để chuyển sang trang Menu

2.2.3. Counter

Bấm ↓ 4 lần để chuyển con trỏ tới

Có đến 16 bộ đếm và một bộ đếm 8 số có thể đếm tăng hoặc đếm giảm. Giá trị

"LANGUAGE"

hiện hành của bộ đếm và trạng thái đầu ra của counter được lưu giữ ngay cả khi thay

Bấm OK để hiển thị ngôn ngữ hiện tại,

đổi chế độ hoạt động hoặc khi mất điện. Đầu ra của bộ đếm bật lên on khi giá trị đếm

Chữ cuối của ngôn ngữ sẽ nhấp nháy

được bằng hay lớn hơn giá trị cài đặt. Giá trị đếm được trở về 0 và đầu ra của bộ đếm

(chữ "H" trong hình)

(Counter bit) trở về OFF khi đầu vào Reset bật lên ON. Đầu vào của bộ đếm không có

Bấm OK để làm cho cả từ nhấp nháy.

tác dụng đếm khi đầu vào Reset lên ON.

Bây giờ ta có thể lựa chọn ngôn ngữ khác

Có 3 đầu vào của bộ đếm:

dùng phím ↑/↓.

• Đầu vào đếm: CC (Count) đếm lên/đếm xuống khi đầu vào đếm lên ‘1’
• Đầu chọn hướng đếm: DC (Direction) nếu = ‘0’ là đếm lên, nếu = ‘1’ là đếm
Hình 2.8. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN

xuống.
• Đầu vào xoá số: RC ( Reset ) khi đầu vào xoá số = ‘1’ thì giá trị đếm trở về

2.3.2. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong

‘0’, đầu ra của bộ đếm trở về ‘0’.

Hình 2.9. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong của ZEN
Hình 2.7. Đồ thị mô tả hoạt động của count
2.3. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN

Nối các công tắc SW1 và SW2 vào các đầu nối input I0 và I1 (số (1) trên
chương trình bậc thang) cũng bật hoặc tắt. Tương tự với công tắc SW2 và bit I1 Khi

2.3.1. Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị

chương trình chạy ở chế độ RUN và công tắc SW1 bật, Bit I0 bật lên và cũng làm bit

Có thể lựa chọn tới 6 ngôn ngữ để hiển thị trên mặt hiển thị LCD của ZEN là
Anh, Pháp, Italia, Đức, Tây Ban Nha và Nhật. Mặc định là tiếng Anh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

24

25

đầu ra Q0 bật. Khi đó tiếp điểm đầu ra (output contact) cũng bật theo (chỉ thị bởi số (3)

Bấm phím ↑/↓ để lựa chọn M.
Bấm  để chuyển sang vị trí nhập loại bit. Dùng phím ↑/↓ để thay đổi đại chỉ

chương trình).
Khi đó tiếp điểm đầu ra (output contact) bật lên (chỉ thị bởi số 3 trong chương

bit từ 0 lên 1.

trình), tải nối với đầu nối đầu ra Q0 cũng được bật.

Bấm OK để hoàn tất.

2.3.3. Viết chương trình bậc thang

- Sửa đổi các chức năng phụ khác cho đầu ra bit.

Cần phải chuyển ZEN về chế độ STOP mới viết hay thay đổi được chương

Bây giờ ta sẽ thay đổi chức năng đầu ra bit sang S (tức SET).

trình.

Di chuyển con trỏ về vị trí cần thay đổi đầu ra.

Bấm OK để chuyển về màn hình Menu và

Bấm OK để đổi con trỏ sang dạng nhấp nháy.

chọn PROGRAM

Bấm  chuyển con trỏ sang vị trí thay đổi chức năng đầu ra.

Chọn EDIT PROGRAM

Bấm phím ↑ hai lần để chuyển chức năng đầu ra từ [ thành S Bấm OK để hoàn tất.
- Xoá các đầu vào, đầu ra và các đường nối.
Di chuyển con trỏ tới vị trí của đầu vào, đầu ra hay đường nối cần xoá và bấm
DEL.
Di chuyển con trỏ tới vị trí của đầu vào bên phải của đường nối này. Bấm ALT

Hình 2.10. Viết chương trình bậc thang

để chuyển sang chế độ vẽ đường nối. Con trỏ chuyển sang hình mũi tên 
Bấm DEL để xoá

Sau đó màn hình hiển thị như sau:

- Chèn các dòng.
• Để chèn 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về đầu dòng cần chèn thêm 1 dòng trắng
và ấn ALT
• Để chèn mạch song song (mạch OR), các đầu vào có thể được thêm vào giữa
Bấm OK để chuyển sang trang sửa chương trình bậc thang

các đầu vào song song.

Các hoạt động khi ở trang sửa đổi chương trình bậc thang:

Chuyển con trỏ về đầu dòng cần chèn thêm 1 dòng trắng và ấn ALT
- Xoá các dòng trắng
Để xoá 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về vị trí đầu của dòng cần xoá và ấn DEL.
* Đầu vào tương tự (analog input) và bộ so sánh tương tự (analog comparator)
Có thể nối 2 đầu vào tương tự 0-10V vào module CPU của ZEN (với model
dùng nguồn DC). Hai đầu vào này là I4 và I5 như hình dưới.
Tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành dạng số BCD từ 00.0 đến 10.0. Kết
quả có thể được dùng với 1 trong 4 bộ so sánh tương tự (analog comparator) ký hiệu
A0 đến A3. Kết quả của việc so sánh này có thể được dùng làm đầu vào trong chương
trình.

Tại 1 thời điểm chỉ có thể hiển thị được 2 dòng trong mạch của chương trình
bậc thang trong màn hình Edit Screen.
Mỗi bộ ZEN có thể chứa tới 96 dòng, mỗi dòng có thể gồm 3 input condition là
các tiếp điểm đầu vào và 1 output.
2.3.4. Sửa chương trình bậc thang
- Thay đổi đầu vào.
Di chuyển con trỏ về vị trí cần thay đổi đầu vào
Bấm OK để đổi con trỏ sang dạng nhấp nháy và chuyển con trỏ sang vị trí nhập
loại bit.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

26

27

Đầu ra của bộ comparator sẽ bật lên ON khi điện áp đầu vào 2 cao hơn đầu vào 1
* Các bit hiển thị thông báo (Display bit)
Chương trình trong ZEN có thể hiển thị lên trên màn hình LCD các thông báo
tự đặt, thời gian, giá trị hiện hành của timer/counter hay giá trị của bộ so sánh analog.
Có thể hiển thị nhiều dữ liệu trên cùng màn hình.
- Thiết lập trong màn hình sửa chương trình bậc thang.

Hình 2.11. Đầu vào tương tự và bộ so sánh tương tự
Các đầu vào của bit hiển thị đựơc vẽ ở màn hình theo dõi thông số (Parameter

- Ví dụ 1

settings).

Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V

Display address: D0 đến D7 (8 bit)
- Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings).

Hình 2.12. Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V
Đầu ra của bộ comparator sẽ bật lên ON khi điện áp đầu vào 1 đạt đến 5,2V
hoặc cao hơn
- Ví dụ 2

Hình 2.14. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số

Khi đầu vào analog I5 ≥ I4

Bảng 2.3. Phương pháp đặt thông số trong trang thiết lập thông số

Hình 2.13. Khi đầu vào analog I5 ≥ I4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

28

29

Hình 2.15. Thiết lập khi hiển thị chữ

Chú ý:
(1) Khi L0 hay L1 được chọn để tắt chức năng hiển thị trang thông báo, trang
hiển thị thông báo sẽ không đựơc hiển thị tự động. Dùng các phím để chuyển tới trang
hiển thị hoạt động.
(2) Khi L2 hay L3 được chọn để bật chức năng hiển thị trang thông báo, trang
hiển thị thông báo sẽ được hiển thị tự động để hiển thị dữ liệu đã đặt. Màn hình chính
sẽ không được hiển thị. Để hiển thị màn hình chính, phải chuyển CPU về chế độ
STOP.
Thiết lập khi hiển thị chữ (khi chọn CHR).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

30

31

2.3.5. Dùng các bit nút bấm (B)

Chú ý:

Với ZEN-20C3ARA-V2 là loại có màn hình LCD, mỗi khi bấm 1 nút trên

+ Các nút bấm có thể được dùng như là nút hoạt động cho mỗi màn hình.

ZEN, bit nút bấm tương ứng (Button switch) sẽ thay đổi trạng thái. Có 8 bit nút bấm,
ký hiệu và địa chỉ từ B0 đến B7.

Khi dùng các nút như là các bit nút bấm, hãy thực hiện các lựa chọn tuỳ theo
tình trạng của màn hình.
+ Các nút có thể được dùng cho các hoạt động hệ thống của ZEN như lựa chọn
menu, bất kể bit nút bấm có đang được sử dụng không. Khi 1 nút bấm được nhấn cho
các hoạt động hệ thống của ZEN, bit tương ứng cũng bật. Hãy đảm bảo là hệ thống
không bị ảnh hưởng trước khi bấm các nút này.
2.4. Các chức năng đặc biệt của ZEN
2.4.1. Bảo vệ chương trình.
Chức năng bảo vệ bằng mật mã (password) sẽ bảo vệ chương trình và các thông

số thiết lập khỏi bị thay đổi không mong muốn bởi người vận hành.
Chú ý:
- Luôn ghi lại password đã đặt để sử dụng về sau. Nếu quên, sẽ không thể thao
tác với ZEN được nữa.
- Password là các giá trị từ 0000 đến 9999 (4 chữ số).
- Các hoạt động sau sẽ không thực hiện được nếu password không được nhập
đúng:
Sửa đổi chương trình.

Hình 2.16. Dùng các bit nút bấm

Theo dõi chương trình chạy.

Sử dụng bit nút bấm.

Thay đổi hay xoá password.

Các nút bấm có thể được dùng như các phím ẩn để xoá giá trị hiện hành của

Đặt thời gian lọc đầu vào.

counter hay holding bit.

Đặt địa chỉ thiết bị.

Ví dụ:

- Khi chọn 1 trong số các chức năng trên trên menu, màn hình Hỏi password sẽ

Bấm DEL+ALT đồng thời trong khi đang chạy để reset counter C2 về 0 và bit

H5 về OFF ở chương trình bên.

được hiển thị. Nếu password được nhập vào đúng, màn hình sẽ chuyển sang màn hình
tiếp theo cho chức năng được lựa chọn. Tuy nhiên, nếu password không được nhập
đúng, màn hình tiếp theo sẽ không được hiển thị.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

32

33

Bấm OK để chuyển con trỏ thành dạng

2.4.2. Xoá password đã đăng ký

nhấp nháy để cho phép đặt password.

Bấm OK để chuyển con trỏ thành dạng

Đặt password

nhấp nháy để cho phép đặt password.

Bấm  và  để chuyển tới ký tự cần

Nhập vào password

thay

Bấm  và  để chuyển tới ký tự cần

Dùng các phím ↑ và ↓ để nhập các chữ số

thay đổi. Dùng các phím ↑ và ↓ để nhập

từ 0 đến 9.

các chữ số từ 0 đến 9.

Bấm OK. Một màn hình xác nhận sẽ

Bấm OK. Một màn hình sẽ được hiển thị

được hiển thị.

để xác nhận có xoá password không.

Dấu (hình chìa khoá) sẽ xuất hiện ở dưới

Nếu password được nhập không trùng

bên phải của màn hình khi password đã

với password đã đăng ký, màn hình sẽ

được đăng ký.

chuyển về trang màn hình ban đầu.
Nếu password được nhập đúng với
password đã đăng ký, bấm OK để xoá

Hình 2.17. Thiết lập bảo vệ chương trình

password.

Chú ý:

Dấu ³ sẽ không còn hiển thị ở dưới bên

Màn hình sẽ tự động chuyển sang màn hình chờ nhập password khi thực hiện

phải của

các thiết lập có yêu cầu nhập password. Dùng cùng phương pháp như vậy để nhập

màn hình khi password đã

được xoá.

password đã đăng ký.

Nếu password được nhập không trùng
với password đã đăng ký, màn hình sẽ
hiển thị CHECK ERR. Hãy

nhập lại

password cho đúng.
Hình 2.18. Xóa password đã đăng ký
2.5. Xử lý lỗi
2.5.1. Xử lý lỗi
Hãy xác định nguyên nhân gây lỗi và thực hiện các biện pháp xử lý ngay nếu có
xuất hiện chữ ERR hoặc thông báo lỗi trên màn hình LCD
2.5.2.Các thông báo lỗi
- Bật điện nhưng không chạy.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

34

35

Bảng 2.4. Thông báo lỗi bật điện nhưng không chạy
Thông báo lỗi

Nguyên nhân

Giải pháp có thể

Bảng 2.5. Thông báo lỗi khi bật điện hay khi đang chạy
Thông báo lỗi

Nguyên nhân

Giải pháp có thể
Thực hiện chức năng xóa toàn

Chương trình bậc thang và
MEMORY ERR

các thông số thiết lập đã bị

Lỗi chương trình

MEMORY ERR

chương trình

Lỗi nối dây của module mở rộng

đã được nối

đồng hồ thời gian thực

Thông báo lỗi
M/C ERR

Loại bỏ loại bít không hợp lệ
này trong chương trình

hệ thống hiện tại (xem ghi chú
dưới đây)

Bấm bất kỳ nút nào để xóa lỗi.
Thay CPU nếu lỗi xảy ra
thường xuyên

Bảng 2.6. Lỗi khi truyền chương trình từ card nhớ

module mở rộng xuống 3

Chương trình đang dùng loại bít
I/O VRFY ERR

nối đúng chưa

Lỗi truyền tin giữa bộ nhớ và

I2C ERR

Tắt điện nguồn và giảm số

hoặc ít hơn

không thể được dùng với câu hình

xem module mở rộng đã được

rộng

xem module mở rộng đã được
nối đúng chưa

Có nhiều hơn 3 module mở rộng

Tăt nguồn điện và kiểm tra

Lỗi nối dây của module mở

I/O BUS ERR

Tăt điện nguồn và kiểm tra

UNIT OVER

bộ (ALL CLEAR) rồi viết lại

xóa. Hãy ghi một chương
trình vào ZEN

I/O BUS ERR

Lỗi chương trình

Nguyên nhân

Giải pháp có thể

Lỗi chương trình trên thẻ

Ghi một chương trình

nhớ

không có lỗi vào thẻ nhớ

Chú ý: Dùng phần mềm ZEN để đọc các thông báo lỗi cho loại ZEN không có
màn hình
2.5.3. Xoá các thông báo lỗi

Ghi chú: I/O VERIFICATION ERR

Các thông báo lỗi sẽ được hiển thị nhấp nháy khi lỗi xảy ra. Tắt điện nguồn và

• Các bit vào ra của module mở rộng (X/Y): Do bit không được cấp phát trong
cấu hình hệ thống đã được sử dụng.

loai bỏ nguyên nhân gây lỗi.
Bấm bất kỳ nút chức năng nào để xoá thông báo lỗi. Một khi các lỗi đã được

• Bộ so sánh analog (A): Do dùng với loại ZEN dùng nguồn AC
• Weekly timer (@)/Calendar timer (*): Do dùng với loại ZEN không có chức

loai trừ, màn hình sẽ trở về bình thường.
Bấm 1 trong các nút ESC, OK, DEL, ALT, hay ↑/↓ để xoá thông báo lỗi.
Bấm nút bất kỳ để trở về màn hình bình thường.

năng lịch/đồng hồ
• Chức năng hiển thị: Do các nguyên nhân sau:

• Với loại dùng nguồn AC, các giá trị analog được chuyển đổi (I4/I5) được chỉ

Chú ý:
Màn hình hiển thị lỗi sẽ giữ nguyên cho các lỗi bên trong không thể sửa được
như lỗi I/O bus và I/O Unit Over.

định làm mục hiển thị.
• Với các loại không có lịch/đồng hồ, ngày, tháng (DAT) và thời gian (CLK)
được chỉ định làm mục hiển thị.
-

Lỗi khi bật điện hay khi đang chạy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

36

37

2.6. Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3

Nội dung chương 2 đã giải quyết được những vấn đề sau
Nghiên cứu tổng quan về Zen của OmRon, các đặc điểm cơ bản, phân loại, đặc

XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG ỨNG DỤNG PLC ZEN
Với mục đích thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC đa năng giúp sinh viên

tính kỹ thuật, đặc tính đầu vào ra, công suất tiêu thụ. Tìm hiểu về các vùng nhớ của

thực hành các bài tập: Khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác, Điều khiển bãi đỗ xe

Zen

tự động, Mở cử tự động, Trò chơi đường lên đỉnh Olympia, Điều khiển đèn giao
Tổng quan về phương pháp lập trình và cách cài đặt thông số trên Zen. Lựa

chọn ngôn ngữ hiển thị, cách viết chương trình bậc thang.
Nghiên cứu về các chức năng đặc biệt của Zen, bao gồm bảo vệ chương trình,
xử lý lỗi, thông báo lỗi.

thông, tác giả dự định thiết kế mô hình thành từng modul bài tập nhỏ. Các Modul này
có thể tháo lắp dễ dàng trên các thanh ray thuận tiện cho sinh viên thực hành. Khi cần
thực hành tất cả các bài tập cùng một lúc thì sẽ lắp tất cả các modul này trên cùng một
bề mặt Panel. Bề mặt các modul này được chế tạo bằng phíp dày 5mm, trên bề mặt có

Trên cơ sở những nội dung đã nghiên cứu về Zen của OmRon chương 3 sẽ xây
dựng 1 số bài tập thực hành ứng dụng Zen.

gá lắp các thiết bị ngoại vi và đấu sẵn dây từ các thiết bị ngoại vi về các chân đế giắc
cắm. Khi thực hành lập trình, sinh viên có thể tiến hành lập trình trực tiếp trên bộ ZEN
hoặc lập trình trên máy tính thông qua phần mềm rồi đổ chương trình vào bộ ZEN, sau
đó chỉ việc đấu dây từ bộ ZEN tới các thiết bị ngoại vi thông qua các dây nối giắc cắm.
3.1. Thiết kế bố trí module chứa bộ điều khiển ZEN

Bộ PLC ZEN-20C3ARA-V2 là bộ PLC gồm có 12 đầu vào và 8 đầu ra, nguồn
điện đầu vào là 220V, tín hiệu đầu vào của ZEN là tín hiệu xoay chiều, tín hiệu đầu ra
của ZEN có thể là tín hiệu một chiều và xoay chiều. Để tiện cho việc thực hành tất cả
các tín hiệu nối tới đầu vào và đầu ra của ZEN được đấu dây sẵn tới các chân đế giắc
cắm. Để đảm bào an toàn trên modul này ta bố trí thêm một ATM một pha để đóng
cắt, bảo vệ mạch, phía sau ATM ta nối dây tới các chân đế giắc cắm. Trên modul này
ta bố trí thêm 4 cọc chân đế giắc cắm để lấy nguồn điện một chiều. Tất cả các chân đế
giắc cắm và thiết bị PLC ZEN được bố trí hợp lý trên một bảng phíp có kích thước
50x60cm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

38

39

Sơ đồ bố trí thiết bị:

3.2. Mô hình thực hành khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác
3.2.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển khởi động động cơ ở chế độ sao tam giác
Trong quá trình sản xuất thực tế, có một số yêu cầu truyền động cần động cơ

ATM

công suất lớn đấu dây ở chế độ sao tam giác. Nếu khi khởi động ta đấu trực tiếp động

ZEN

cơ này vào lưới điện thì dòng điện sẽ rất lớn có thể gây cháy dây quấn động cơ, hơn
nữa dòng điện lớn gây sụt điện áp ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết bị khác. Vì
vậy khi khởi động người ta thường áp dụng các biện pháp nhằm làm giảm dòng điện
dây và điện áp đặt lên động cơ. Phương pháp đơn giản nhất là thực hiện đổi nối sao-

Rơ le

Rơ le

tam giác: Khi khởi động thì đấu cuộn dây ở chế độ sao, sau khi khởi động xong thì
chuyển về đấu ở chế độ tam giác. Để thực hiện phương pháp này thì động cơ phải đưa
sáu đầu dây ra của động cơ và thực hiện đổi nối cách đấu cuộn dây thông qua khởi

Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thiết bị modul chứa bộ điều khiển ZEN

động từ. Để điều khiển sự làm việc của khởi động từ ta có thể thực hiện bằng cầu dao,
hệ thống nút bấm hoặc thông qua bộ điều khiển PLC. Sơ đồ điều khiển khởi động sao-

Mô hình hoàn thiện sau khi thiết kế

tam giác đơn giản bằng cầu dao có dạng như hình vẽ
động cơ

CD1

nguồn
ba pha

A

X

B

Y

C

Z

Y

nối sao(1)

nối tam giác (2) CD
cầu dao đảo

Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý đổi nối sao - tam giác
Với yêu cầu điều khiển này khi thực hiện bằng bộ PLC thì sẽ giảm đáng kể số
lượng dây nối. Đây là bài tập cơ bản giúp sinh viên làm quen và thực hành các lệnh
đơn giản về Timer
Hình 3.2. Mô hình hoàn thiện Modul chứa bộ điều khiển Zen

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>