GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC

Giáo trình: Lập trình PLC
Bài 1: Mạch logic ứng dụng và các công nghệ sản
xuất tự động trong công nghiệp
Bài 2: Khái niệm về PLC
Bài 3: Bộ điều khiển PLC S7-200
Bài 4: Phương pháp lập trình PLC
Bài 5: Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra và bảo trì hệ thống
Bài 6: Bộ điều khiển PLC S7-300
Biên soạn : Bùi Mạnh Cường
Bộ mộn: Đo lường và Điều khiển Tự động
Khoa Điện Tử - Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp
12/22/16

1


Bi 1: Mch logic ng dng v cỏc cụng

ngh sn

xut t ng trong cụng
nghip

1.1. Những khái niệm cơ bản
1.2. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
1.3. Các phương pháp tối thiểu hoá hàm
logic
1.4. Các thiết bị điều khiển
1.5. Một số mạch điều khiển dùng Rơle
12/22/16

2


1.1. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n
1.1.1. Kh¸i niÖm vÒ logic hai tr¹ng
th¸i
1.1.2. C¸c hµm logic c¬ b¶n
1.1.3. C¸c phÐp tÝnh c¬ b¶n
1.1.4. TÝnh chÊt vµ mét sè hÖ thøc c¬
b¶n

12/22/16

3


1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1.1. Khái niệm về logic hai trạng thái
Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng
thể ở hai trạng thái như: sạch và bẩn, đắt và
rẻ, giỏi và dốt, tốt và xấu...
Trong kỹ thuật có khái niệm về hai trạng
thái: đóng và cắt như đóng điện và cắt điện,
đóng máy và ngừng máy...

12/22/16

4

Trong toán học ta dùng hai giá trị: 0 và
1, ta gọi các giá trị 0 hoặc 1 đó là các giá trị
logic.
Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở
toán học để tính toán các hàm và các biến
chỉ lấy hai giá trị 0 và 1 này, hàm và biến đó
được gọi là hàm và biến logic, cơ sở toán học
để tính toán hàm và biến logic gọi là đại số
logic cũng có tên là đại số Boole.

12/22/16

5


1.1.2. Các hàm logic cơ bản
Một hàm y = f ( x 1 , x 2 ,..., x n ) với các biến
x1, x2, ... xn chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 và
hàm y cũng chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 thì
gọi là hàm logic.
1.1.2.1. Hàm logic một biến: y = f ( x )
Với biến x sẽ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1,
nên hàm y có 4 khả năng hay thường gọi là 4
hàm y0, y1, y2, y3.
Các khả năng và các ký hiệu mạch rơle
và điện tử của hàm một biến như trong bảng
1.1.
12/22/16

6

12/22/16

7


1.1.2.2. Hàm logic hai biến y = f ( x1 , x 2 )
Với hai biến logic x1, x2, mỗi biến nhận hai
giá trị 0 và 1, như vậy có 16 tổ hợp logic tạo
thành 16 hàm. Các hàm này được thể hiện
trên bảng1.2.

12/22/16

8


12/22/16

9


12/22/16

10


12/22/16

11


12/22/16

12


1.1.2.3. Hàm logic n biến y = f ( x1 , x 2 ,..., x n )
Với hàm logic n biến, mỗi biến nhận một
trong hai giá trị 0 hoặc 1 nên ta có 2n tổ hợp
biến, mỗi tổ hợp biến lại nhận hai giá trị 0
hoặc 1, do vậy số hàm logic tổng là:
Ta thấy:
2n
2 tạo hàm,
1 biến có 4 khả năng
2 biến có 16 khả năng tạo hàm,
thì 3 biến có 256 khả năng tạo hàm,
như vậy, khi số biến tăng thì số hàm có khả
năng tạo thành rất lớn

12/22/16

13


1.1.3. C¸c phÐp tÝnh c¬ b¶n
PhÐp phñ ®Þnh (®¶o):
ký hiÖu b»ng dÊu “ -” phÝa trªn ký hiÖu

cña biÕn.
PhÐp céng (tuyÓn):
ký hiÖu b»ng dÊu “ +” (song song)
PhÐp nh©n (héi):
ký hiÖu b»ng dÊu “ .” (nèi tiÕp).

12/22/16

14


1.1.4. Tính chất và một số hệ thức cơ bản
1.1.4.1. Các tính chất
Tính chất của đại số logic được thể hiện ở
bốn luật cơ bản là:
+ luật hoán vị,
+ luật kết hợp,
+ luật phân phối
+ luật nghịch đảo.

12/22/16

15


+ luËt ho¸n vÞ
x1 + x 2 = x 2 + x1

x1 .x 2 = x 2 .x1
+ luËt kÕt hîp

x1 + x 2 + x 3 = ( x1 + x 2 ) + x 3 = x1 + ( x 2 + x 3 )

.x 2 .x 3phèi
= ( x 1 .x 2 ).x 3 = x1 .( x 2 .x 3 )
+ luËtx1ph©n
( x 1 + x 2 ).x 3 = x 1 .x 3 + x 2 .x 3

KiÓmxtra
tÝnh
®óng
®¾n
cña
luËt
ph©n
phèi
+
x
.
x
=
(
x
+
x
).(
x
+
x
)
1

2 3
1
2
1
3
12/22/16

16


12/22/16

17


12/22/16

18


+ LuËt nghÞch ®¶o tæng qu¸t:
(®Þnh lý De Morgan)

x1 .x 2 .x 3 .... = x1 + x 2 + x 3 + ...

x1 + x 2 + x 3 + ... = x 1 .x 2 .x 3 ...

12/22/16

19

1.1.4.2. Các hệ thức cơ bản
Một số hệ thức cơ bản thường dùng trong
đại số logic được cho ở bảng 1.5:

12/22/16

20


1.2. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
1.2.1. Phương pháp biểu diễn bằng
bảng trạng thái
1.2.2. Phương pháp biểu diễn hình học
1.2.3. Phương pháp biểu diễn bằng
biểu thức đại số
1.2.4. Phương pháp biểu diễn bằng bìa
Karnaugh

12/22/16

21


12/22/16

22

1.2.2.Phương pháp biểu diễn hình học
+ Hàm n biến được biểu diễn trong không
gian n chiều,
+ tổ hợp biến được biểu diễn thành một
điểm trong không gian.
+ Phương pháp này rất phức tạp khi số
biến lớn nên ít dùng.

12/22/16

23


1.2.3. Biểu diễn bằng biểu thức đại số
Một hàm logic n biến bất kỳ bao giờ cũng có
thể biểu diễn thành các hàm tổng chuẩn đầy đủ
và tích chuẩn đầy đủ.
+ Hàm tổng chuẩn là hàm chưa tổng các tích
mà mỗi tích có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ:
f =tích
x1.xchuẩn
.x 2hàm
.x 3 + xchưa
.x 2 .xtổng
2 .x 3 + x1là
1 .x 2 .xtích
3 + x 1các
3
+ Hàm

mà mỗi tổng đều có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ:

f = ( x1 + x 2 + x 3 )(x1 + x 2 + x 3 )(x1 + x 2 + x 3 )(x1 + x 2 + x 3 )

12/22/16

24


1.2.4. Biểu diễn bằng bảng Karnaugh (bìa canô)
Nguyên tắc xây dựng bảng Karnaugh là:
Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập
một bảng có 2n ô, mỗi ô tương ứng với một tổ hợp
biến. Đánh số thứ tự các ô trong bảng tương ứng
với thứ tự các tổ hợp biến.
Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho
phép khác nhau về giá trị của 1 biến.
Trong các ô ghi giá trị của hàm tương ứng với
giá trị tổ hợp biến.
12/22/16

25