Đồ án tốt nghiệp “nghiên cứu, ứng dụng PLC trong điều khiển tự động máy xấn tôn

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

“Nghiên cứu, ứng dụng PLC trong điều
khiển tự động máy xấn tôn”

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN
LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH (PLC)
1.1. Khái niệm về PLC.
PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic
Controller
Theo hiệp hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ ( NEMA- National
Electrical Manufactures Association) thì PLC là một thiết bị điều khiển
mà được trang bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian,
đếm xung và tính toán cho phép điều khiển nhi ều loại máy móc và các
bộ xử lý. Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắ p xếp
theo chươ ng trình. Nói một cách ngắn gọn PLC là một máy tính công
nghiệp để thực hiện một dãy quá trình.
1.2.Điểm mạnh và điể m yếu của
PLC. a)Điểm mạnh của PLC
Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như
sau:
- PLC dễ dang tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình
- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: Chương trình tác
động đến bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ
dàng bằng xem xét việc thực hiện và giải quyết tại chỗ những vấn
đề liên quan đến sản xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết
1

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

-

-

-

2

dễ dàng bằng công nghệ điề u khiển chu trình trước đây. Như thế,
người lập trình chương trình thực hiện việc nối PLC với công nghệ
điều khiển chu trình.
Ngườ i lập chương trình đượ c trang bị các công cụ phần mề m để
tìm ra lỗi cả phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay
theo dõi được cả phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn
Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín
hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle.
Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không
cần những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơle tiếp
điểm và không tiếp điểm.
Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức
năng điều khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để
thực hiện chức năng đó.
Ngô ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến khiến
thức chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng
như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc
Việc tạo ra PLC không những dễ cho việc chuyển đổi các tác động
bên ngoài thành các tác động bên trong (tức chương trình), mà
chương trình tác động nối tiếp bên trong còn trở thành một phần

mềm có dạng tương ứng song song với các tác động bên ngoài.
Việc chuyển đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với máy tính.
Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp
tới bộ xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. đầu I/O
này được đặt tại giữa các dụng cụ ngoài và CPU có chức năng
chuyển đổi tín hiệu từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic và
chuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà
các dụng cụ ngoài có thể làm việc được.
Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất
nhiều cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle,
thì ở PLC những công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương
trình và các chương trình đó được lưu giữ ở băng catssete hay đĩa
CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở lại.


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

-

-

Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được
đem ra sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp
điều khiển bằng rơle trước đây,
Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp
điểm nên độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.

b) Điểm yếu của PLC
Do chưa tiêu chuẩn hoá nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra
các ngôn ngữ lậ p trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất toàn

cục về hợp thức hoá.
Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt
hơn khi sử dụng bằng phương pháp rơle.
1.3.Cấu trúc của PLC :
Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, gồm bộ xử lý,
bộ nhớ, bộ nguồn, giao diện nhập/ xuất (I/O), và thiết bị lập trình.
(Hình 1.1)
Thiết bị
lập trình
Bộ nhớ

Giao
diện nhập
Nguồn công suất

3


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

Hình 1.1
a) Bộ xử lý của PLC :
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là
linh kiện chứa bộ vi xử lý, biên dịch các tín hiệu
nhập và thực hiệ n các hoạt động điều khiển theo
chương trình được lưu động trong bộ nhớ của CPU,
truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động
đến các thiết bị xuất.
b) Bộ nguồn:
B ộ ngu ồn có nhiệm vụ chuyể n đổi điện áp AC

thành điện áp thấp DC (5V) cần thiết cho bộ xử lý và
các mạch điện có trong các module giao diện nhập và
xuất.
c) Bộ nhớ:
Bộ nhớ là nơi lưu chương trình được sử dụng cho
các hoạt động điều khiển, dưới sự kiểm tra của bộ
vi xử lý.
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ :
Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung
cấp dung lượng lưu trỡ cho hệ điều hành và dữ liệu
cố định được CPU sử dụng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Ramden Accept
Memory) dành cho chương trình của người dùng.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho d ữ liệu.
Đây là nơi lưu trữ thông tin theo trạng thái của các
thiết bị nhậ p, xuất, các giá trị của đồng hồ thời chuẩn
các bộ đếm và các thiết bị nội vi khác.
RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặc
bảng ghi.
Một phần của bộ nhớ này, khối địa chỉ, dành cho các
địa chỉ ngõ vào, ngõ ra, cùng với trạng thái của ngõ
vào và ngõ ra đó. Một phần dành cho dữ liệ u được
cài đặt trước, và một phần khác dành để lưu trữ các
giá trị của bộ đếm, các giá trị của đồng hồ thời chuẩn,
vv…
Bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá và lập trình đượ c
( EPROM ) Là các ROM có th ể được lập trình, sau


đó các chương trình này được thường trú trong

ROM.
Người dùng có thể thay đổi chương trình và dữ liệu
trong RAM. Tất cả các PLC đều có một lượng RAM
nhất định để lưu chương trình do người dùng cài đặt
và dữ liệu chương trình. Tuy nhiên để tránh mất mát
chương trình khi nguồn công suất bị ngắt, PLC sử
dụng ác quy để duy

4


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

trì nội dung RAM trong một thời gian. Sau khi được cài đặt vào RAM
chương trình có th ể được tải vào vi mạch của bộ nhớ EPROM, thường
là module có khoá nối với PLC, do đó chương trình trở thành vĩnh cửu.
Ngoài ra còn có các bộ đệm tạm thời lưu trữ các kênh nhập/xuất ( I/O).
Dung lượng lưu tr ữ của bộ nhớ được xác định bằng số lượng từ nhị
phân có thể lưu trữ được. Như vậy nế u dung lượng bộ nhớ là 256 từ,
bộ nhớ có thể lưu trữ 256 × 8 = 2048 bit, nếu sử dụng các từ 8 bit và
256× 16 = 4096 bit nếu sử dụng các từ 16 bit.
d) Thiếp bị lập trình.
Thiết bị l ập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của
bộ xử lý. Chươ ng trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển
đến bộ nhớ của PLC.
e) Các phần nhập và xuất.
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thi ết bị ngoại vi và truyền
thông tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhậ p có thể đến từ các
công tắc hoặc từ các bộ cảm biến vv… Các thiết bị xuất có thể đến các
cuộn dây của bộ khởi động động cơ, các van solenoid vv…

1.4.Cấu trúc bên trong cơ bản của PLC.
Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU)
chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/ xuất. CPU điều khiển
và xử lý mọi hoạt động bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được
trang bị đồng hồ có tần số trong kho ảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này
quyết định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng
bộ hóa tất cả các thành phần của hệ thống. Thông tin trong PLC được
truyền dưới dạng các tín hiệ u digital. Các đường dẫ n bên trong truyền
các tín hiệu digital được gọi là Bus. Về vật lý bus là bộ dây dẫn truyền
các tín hiệu điện. Bus có thể là các vệt dây dẫn trên bản mạch in hoặc
các dây điện trong cable bẹ. CPU sử dụng bus dữ liệu để gửi dữ liệu
giữa các bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tớ i các vị trí truy cậ p dữ
liệu được lưu trữ và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt

5


Trng i hc Bỏch Khoa H Ni --- ỏn Tt Nghip

ng i u khin ni b. Bus h thng c s dng truyn thụng
gia cỏc cng v thit b nhp /xut.
Cu trỳc ca PLC c minh ho nh s sau.

Palen
chơng
trình

quycắ

dùng

Bus dữ liệu
BUS Hệ thống (I/O)
Bộ đệm

Hình 1.2

Khoá

Khớp
nối

Giao diện

quang

bộ truyền

Các kênh nhập

động

Bộ truyền động

Các kênh xuất

CPU
Cu hỡnh CPU tựy thuc vo b vi x lý. Núi chung CPU cú:
1. B thut toỏn v logic (ALU) chu trỏch nhim x lý d liu, thc
hin cỏc phộp toỏn s hc (cng, tr, nhõn, chia) v cỏc phộp toỏn

logic AND, OR,NOT,EXCLUSIVE- OR.

6


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

2.
3.

Bộ nhớ còn gọi là các thanh ghi, bên trong bộ vi xử lý, được sử dụng
để lưu trữ thông tin liên quan đến sự thực thi của chương trình.
Bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển chuẩn thời gian của các
phép toán.

BUS
Bus là các đường dẫn dùng để truyền thông bên trong PLC. Thông tin
được truyền theo dạng nhị phân, theo nhóm bit, mỗi bit là một số nhị
phân 1 hoặc 0, tương tự các trạng thái on/off của tín hiệ u nào đó. Thuật
ngữ từ được sử dụng cho nhóm bit tạo thành thông tin nào đó. Vì vậy
một từ 8 - bit có thể là số nhị phân 00100110. Cả 8- bit này được truyền
thông đồng thời theo dây song song của chúng. Hệ thống PLC có 4 loại
bus.
1. Bus dữ liệu: tải dữ liệu được sử dụng trong quá trình xử lý của CPU.
Bộ xử lý 8- bit có 1 bus dữ liệu nội có thể thao tác các số 8- bit, có
thể thực hiện các phép toán giữa các số 8-bit và phân phối các kết
quả theo giá trị 8- bit.
2. Bus địa chỉ: được sử dụng để tải các địa chỉ và các vị trí trong bộ
nhớ. Như vậy mỗi từ có thể được định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trí
nhớ được gán một địa chỉ duy nhất. Mỗi vị trí từ được gán một địa

chỉ sao cho dữ liệu được lưu trữ ở vị trí nhất định. để CPU có thể
đọc hoặc ghi ở đó bus địa chỉ mang thông tin cho biết địa chỉ sẽ
được truy cập. Nếu bus địa chỉ gồm 8 đường, số lượng từ 8-bit, hoặc
số lượng địa chỉ phân biệt là 2 8 = 256. Với bus địa chỉ 16 đường số
lượng địa chỉ khả dụng là 65536.
3. Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng
để điều khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu
từ thiết bị nhập hoặc xuất dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian
được dùng để đồng bộ hoá các hoạt động.
4. Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất
và các thiết bị nhập/xuất.
Bộ nhớ
Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ như: bộ nhớ chỉ để đọc
(ROM), bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), bộ nhớ chỉ đọc có thể xoá

7


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

và lập trình được (EPROM). Các loại bộ nhớ này đã được trình bày ở
trên.

Chương II
CÁC THIẾT BỊ NHẬP- XUẤT
Các thiết bị nhập/ xuất trong PLC bao gồm: các tín hiệu digital và
analog, Chẳng hạn các công tắc cơ dò tìm vị trí, các công tắc proximity,
các công tắc quang điện, các bộ mã hoá, các công tắc nhiệt độ và công
tắc áp xuất, các đồng hồ điện áp các biến áp vi sai tuyến tính, các đồng
hồ biến dạng, các transitor nhiệt, các cặp nhiệt điện. Các thiết bị xuất

gồm rơle, các thiết bị tiếp xúc, các van solenoid, và động cơ v.v…
2.1 Các thiết bị nhập:
Một số các thiết bị nhập thông dụng cho PLC:
2.1.1 Công tắc cơ :
Công tắc cơ tạo ra tín hiệu đóng- mở, hoắc các tín hiệu là kết quả của
tác động cơ học làm công tắc mở hoặc đóng. Loại công tắc này có thể
được sử dụng để cho biết sự hiện di ện của chi tiế t gia công trên bàn
máy, do chi tiết ép vào công tắc làm cho công tắc đóng. Sự vắng mặt
của chi tiết gia công được biểu thị bằng công tắc mở và sự hiện hữu của
chi tiết gia công được biểu thị bằng công tắc đóng.

8


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

2.1.2 các bộ cảm biến.
Hiện nay các bộ cảm biế n được sử dụng rộng rãi trong việc đưa tín
hiệu đầ u vào của PLC. Có rất nhiều loại cảm biến.
a) bộ cảm biến quang điện:
Các thiết bị chuyển mạch quang điện có thể vậ n hành theo kiểu truyền
phát, vật thể cần phát hiệ n sẽ chắn chùm sáng không cho chúng chiếu
tới thiết bị dò hoặc theo ki ểu phát xạ vật thể cần phát hiện sẽ phản
chiếu chùm sáng lên thiết bị dò.
Trong cả hai kiểu, cực phát bức xạ thông thường gọi là điốt phát quang
(LED) thiết bị dò bức xạ có thể là các transistor quang thường là một
cặp transistor. Cặp transistor này làm tăng độ nhạ y của thiết bị tuỳ theo
mạch được sử dụng đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến
mức cao hoặc mức thấp sau khi ánh sáng truyền đến transistor. Các bộ
cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của vật

thể ở khoảng cách ngắn.

Diode ph¸t quang
VËt thÓ
ThiÕt bÞ dß quang häc

b) Cảm biến nhiệt độ :
Dạ ng đơn giả n của cảm biến nhiệt độ có thể được sử dụng để cung
cấp tín hiệ u đóng – ngắt khi nhiệt độ đạt đến giá trị xác định đó là phần
tử lưỡng kim. Phần tử này gồm hai dải kim loại khác nhau, ví dụ: đồng
thau và sắ t, được gắn với nhau. Hai kim loạ i này có h ệ số dãn nở
khác nhau. Khi nhiệt độ tăng dải lưỡ ng kim sẽ bị uốn cong do một
trong hai kim loại có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn. khi nguội hiệu ứng
uốn cong xảy ra theo chiều ngược lại. Sự chuyển động này của dải
lưỡng kim có thể được sử dụng để ngắt các thiết bị tiếp xúc điện.
c) Cảm biến áp suất:

9


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

Các bộ cảm biến áp suất thông dụng cung cấp các đáp ứng liên quan
đến áp su ất là kiểu màng và kiều xếp. Kiể u màng g ồm một đĩa mỏng
bằng kim loại hoặ c chấ t dẻo, đượ c định vị theo chu vi. Khi áp xuất ở
hai phía của màng khác nhau, tâm màng bị lệch. Độ lệ ch này tương
ứng với chênh lệch áp suất ở hai phía và có thể phát hiện nhờ các đồng
hồ biến dạng được gắn với màng hoặc sử dụng bộ lệch này để nén tinh
thể áp điện. Khi tinh thể áp điện bị nén sẽ có sự dịch chuyển tươ ng đối
giữa các điện tích âm và các điện tích dương trong tinh th ể đó và các

bề mặt phía ngoài của các tinh thể sẽ tích điện và như vậy hiệu điện thế
xuất hiện.

H×nh 2.3

Ví dụ về loại cảm biến này là bộ cảm biến
Motorola MPX100AP hình 2.3
Bộ cảm biến này có chân không
ở một phía của màng, do đó độ
lệch của màng cung cấp giá trị
áp suất tuyệt đối tác động lên
phía bên kia màng. Tín hiệu ra
là điện áp, tỉ lệ với áp suất tác
động.
Bộ cảm biến áp suất có thể
được sử dụng để đo mức chất lỏng trong thùng chứa. Áp suất do cột
chất lỏng có chiều
cao h so với mức nào đó là hρg


trong đó ρ là tỉ trọng của chất lỏng
và g là gia tốc trọng trường (hình 2.4)
ChÊt láng

H×nh 2.4

10


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

2.2 Các thiết bị xuất.
Các cổng ra của PLC có kiểu rơle hoặc bộ cách điện
quang với các kiểu Transistor hoặc triac tuỳ theo các
thiết bị được kết nối với chúng sẽ được đóng ho ặc
mở. Nói chung tín hiệu digital từ kênh suất của PLC
được sử dụng để điề u khiển thiết bị kích hoạt, sau đó
thiết bị kích hoạt điều khiể n quá trình nào đó. Thuật
ngữ thiết bị kích hoạ t được sử dụng cho thiết bị biến
đổi tín hiệ u điệ n thành hoạt động có công suất cao
hơn, sau đó hoạt động này sẽ điều khiển quá trình
Hiện nay PLC được sử dụng rộng rãi trong các hệ
thống thuỷ lực, chúng dùng trong việc điều khiển tự
động các van điều khiển hướng vận hành bằng
solennoid.
Van này được sử dụng để điề u khiển hướng lư u
thông của khí nén hay dầu ép và cũng được sử dụng
để vận hành các thiết bị khác, chẳng hạn như chuyển
động của Piston trong xylanh.
Hình 2.5 minh hoạ kiểu van cuộn được sử dụng để
điều khiển chuyển động của Piston trong xylanh.
Trong sơ đồ trên khí nén hoặc dầu thủy lực được nạp
vào cổng P, cổng này được nối với nguồn áp suất từ
bơm hoặ c máy nén, và cổng T được nối kết để cho
phép dầu tở về thùng chứa hoặc di vào hộp hệ thống
thủy lực để đẩ y không khí ra ngoài. Khi không có
dòng điện chạy qua cuộn solenoid dầu thuỷ lực hoặc
khí nén được nạp vào bên phải Piston và được xả ra ở
bên trái , kết quả là Piston di chuyển về bên trái. Khi
có dòng điện đi qua cuộn

Piston-Xilanh
Solenoid
A

Dßng ®iÖn qua solenoid kÐo con
tr−ît vÒ bªn ph¶i. Khi kh«ng cã
dßng ®iÖn lß xo kÐo con tr−ît vÒ
bªn tr¸i

B

Van 5/2
T

P

T

Lß xo
ChÊt láng vμo


ChÊt láng ra
H×nh 2.5

11


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

solenoid van cuộn chuyể n dầu hoặc khí nén đến bên trái Piston và
được xả ra ở bên phải. Piston dịch chuyển về bên phải. Sự dịch chuyển
của piston có thể được sử dụng để đẩy bộ chuyển hướng hoặc thực hiện
dạng dịch chuyển khác cần có công suất.
2.2.1 Một số cơ cấu điều khiển, điều chỉnh trong hệ thống thuỷ lực:
Trong hệ thống dầ u ép, ngoài cơ cấu biến đổi năng lượng ra còn có rất
nhiều loạ i cơ cấu điều khiển và điều chỉnh làm các nhiệm vụ khác
nhau, tùy theo công dụng
Các cơ cấu đó có thể được chia ra làm ba loại chính
- Cơ cấu chỉnh áp
- Cơ cấu chỉnh lưu lượng
- Cơ cấu chỉnh hướng.

a) Cơ cấu chỉnh áp.
Cơ cấu chỉnh áp dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng,
giảm trị số áp suất trong hệ thống.
Van an toàn hay van tràn.
Van an toàn dùng để đề phòng sự quá t ải trong hệ thống dầu ép. Khi áp
suất trong hệ thống vượt quá mức điề u chỉnh van, van an toàn mở ra để
đưa dầu về bể dầu do đó áp suất giảm xuống.
Nhiều khi van an toàn còn làm nhiệm vụ giữ áp su ất không đổi trong
hệ thống dầu ép. Trong trường hợp này van an toàn đóng vai trò của
van áp lực hoặc van tràn để xả bớt dầu thừa về bể dầu.
Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.6

H×nh 2.6

12

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

b) Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng.
Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng dùng để xác định lượng
chấ t lỏng chảy qua nó trong một đơn vị thời gian, và
nhơ thế có th ể điều chỉnh được vận tốc của cơ cấu
chấp hành trong hệ thống thuỷ lực .
Van tiết lưu:
Van tiế t lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu và do
đó điều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ
thống dầu ép.
Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.7
Đây là một dạng van kim với đầu côn
để có thể điều chỉnh được lưu lượng đi
đến xilanh hay động cơ thuỷ lực. Chính
vì vậy có thể điều chỉnh được vận tốc
của xilanh.

H×nh 2.7

c) Cơ cấu điều khiển hướng.
Cơ cấu điều khiển hướng là loại cơ cấu điều khiển
dùng để đóng, mở, nối liền hoặc ngăn cách các
đường dẫn dầu về những bộ phận tương ứng của hệ
thống thuỷ lực. Cơ cấu điều hướng thường dùng các
loại sau.
Van một chiều.
Van một chiều dùng để điều khiển
hướng chất lỏng đi theo một hướng
và ở hướng kia dầu bị chặn lại.

Trong hệ thống thuỷ lực van một
chiều thường được đặt ở nhiều vị
trí khác nhau tuỳ thuộc vào những mục đích khác nhau.
Sơ đồ kết cấu và kí hiệu như hình 2.8


13


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

Van đảo chiều.
Van đả o chiều là một loại cơ cấu điều khiể n dùng
đóng, mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến
đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các xilanh truyền
lực hay động cơ dầu bằng cách đổi hướng chuyển
động của dầu ép.
Nguyên tắc làm việc.
Van đảo chiều có rất nhiề u dạng khác nhau, nhưng
dựa vào một số đặc điểm chung là số vị trí và số cửa
để phân biệt chúng với nhau:
Số vị trí: là số chỗ định vị con trượt của van. Thông
thường van đảo chiều có hai hoặc ba vị trí, ở những
trường hợp đặc biệt có thể có nhiều hơn.
Số cửa (đường): là số lỗ để dẫn dầ u vào hay ra. Số
cửa của van đảo chiều thường dùng là 2, 3, 5, đôi khi
dùng nhiều hơn.
a) Van đảo chiều hai vị trí (2/2)
Tử số chỉ số cửa,
mẫu số chỉ số vị

trí Sơ đồ và kí
hiệu như hình 2.9
Kí hiệu mỗi vị
trí là một ô
vuông Các mũi
tên trong các ô
chỉ đường dẫn
dầu qua các
cửa. Các kí hiệu
giống chữ T
trong ô vuông
là chỉ cửa dầu
bị chặn
b)Van đảo chiều 3 cửa hai vị trí (3/2)


c)Van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí.

14


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

d) Van đảo chiều 5 cửa 3 vị trí

Một số môđun được sử dụng trong hệ thống thuỷ lực :

A
a

B
b

a

b
P

T
Van 4/2

15


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

A
a
a
P


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

a)

17


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

Chương III

18


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

LẬP TRÌNH PLC
Các chương trình dùng trong hệ thống dựa trên bộ xử lý phải được tải
vào hệ thống theo mã máy, đây là chuỗi số theo mã nhị phân để biểu
diễn các lệnh chương trình. Tuy nhiên, có thể sử dụng ngôn ngữ
Assembly, là ngôn ngữ dựa trên thuật nhớ, ví dụ LD được sử dụng để
cho biết hoạt động được yêu cầu để tải thêm dữ liệu tiếp theo LD, và
chương trình máy tính (Assembler ) được dùng để diễn dịch thuậ t nhớ
thành mã máy. Việc lập trình có thể được thực hiện ngay từ đầu bằng
cách sử dụng các ngôn ngữ bậ c cao ví dụ C, BASIC, PASCAL,
FORTRAN, COBOL,…Các ngôn ngữ này sử dụng các hàm có sẵn và
được biểu diễn bằ ng các từ đơn giản hoặc kí hiệu mô tả hàm. Ví dụ,
trong ngôn ngữ C, kí hiệu & được sử dụng cho toán tử logic AND. Tuy
nhiên việc sử dụng các phương pháp này để viết chươ ng trình đòi hỏi
một số kĩ năng lập trình nhất định, trong khi các PLC được nhắm đến
người dùng là các kỹ sư, không đòi hỏi kiến thức quá cao về lậ p trình.
Do dó việc lậ p trình bằng ngôn ngữ bậc thang được nghiên cứu và ứng
dụng. Đây là phương pháp viết chươ ng trình, có thể chuy ển thành mã
máy nhờ phần mềm chuyên dùng cho bộ vi xử lý của PLC.
Chương này giới thiệu phương pháp lập trình cho PLC một cách tổng
quát bằng cách sử dụng các sơ đồ thang.

C«ng t¾c

3.1 Sơ đồ bậc thang.

Để giới thiệu về sơ đồ thang ta khảo

H×nh 3.1 a

L1
Ngâ vμo dc
L2

L1
H×nh 3.1 b


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội --- Đồ án Tốt Nghiệp

sát sơ đồ mắc dây mạch điện như trên
hình 3.1a
Sơ đồ này trình bày mạch điện
dùng để mở hoặc tắt động cơ điện
Ta có thể vẽ lại sơ đồ này theo
cách khác, sử dụng hai đường
dọc để biểu diễ n đườ ng dẫn
công suấ t vào và nối phần còn
lại giữa hai mạch đó. Hình 3.1b
Cả hai mạch đều có công tắ c mắc nối tiếp với động cơ và động cơ
được cấp điện khi đóng công tắc.
Mạch được trình bày trên hình 3.1b được gọi là sơ đồ thang.
Với sơ đồ này, nguồn điện cấp cho các mạch luôn luôn được trình bày

bằng hai đường dọc, phần con lạ i của mạch là các đường ngang. Các
đườ ng công suất trông giống mặt đứng của thang và các đường ngang
của mạch tương tự các nấc thang. Các nấc ngang ch ỉ cho thấy phần
điều khiển của mạch. Các sơ đồ thường cho thấy vị trí vật lý tươ ng đối
của các bộ phận trong mạch và cách nối kế t chúng. Các sơ đồ thang
không nhằm mục đích trình bày vị trí thực tế mà chú trọng trình bày rõ
ràng cách điều khiển.
3.2 Lập trình bậc thang PLC.
Phương pháp lập trình PLC thông dụng dựa trên các sơ đồ thang. Việc
viết chương trình tươ ng đương với việc vẽ mạch chuyển mạch. Sơ đồ
thang gồm hai đường dọc biểu diễn đường dẫn công suất. Các mạch nối
kết theo đường ngang (các nấc thang) giữa hai đường dọc này.
Để vẽ sơ đồ thang cần tuân theo các bước sau:
a- Các đườ ng dọc trên sơ đồ biểu diễn đường công suất, các mạch
được nối kết giữa hai đường này.
b- Mỗi nấc thang xác định một hoạt động trong quá trình điều khiển.
c- Sơ đồ thang được đọc từ trái qua phải, từ trên xuống.
Hình 3.2 minh hoạ sự quét do PLC thực hiện.
NÊc 1
NÊc 2

20NÊc 3
NÊc 4