Lập trình điều khiển

1
Giáo trình:
Giáo trình:
điều khiển lập trình
điều khiển lập trình
Chương 1
Chương 1
:
:
lý thuyết cơ sở
lý thuyết cơ sở
Chương 2
Chương 2
: M
: M
ột số ứng dụng mạch logic
ột số ứng dụng mạch logic


trong điều khiển
trong điều khiển
Chương 3
Chương 3
: Lý luận chung về điều khiển
: Lý luận chung về điều khiển


logic lập trình PLC
logic lập trình PLC
Chương 4
Chương 4

:
:
Bộ điều khiển PLC CPM1A
Bộ điều khiển PLC CPM1A
Chương
Chương
5
5
:
:
Bộ điều khiển PLC - S5 (Siemen)
Bộ điều khiển PLC - S5 (Siemen)


Chương 6
Chương 6
:
:


Bộ điều khiển PLC - S7-200
Bộ điều khiển PLC - S7-200


Chương 7
Chương 7
:
:

Bộ điều khiển PLC - S7-300
Bộ điều khiển PLC - S7-300
Chương
Chương
8
8
:
:
CáC ứNG DụNG TRONG CN
CáC ứNG DụNG TRONG CN
NextCác chương
2
Chương 1
Chương 1
:
:
lý thuyết cơ sở
lý thuyết cơ sở
1.1
1.1
.
.
Những khái niệm cơ bản
Những khái niệm cơ bản
1.2
1.2
.
.
Các phương pháp biểu diễn hàm logic
Các phương pháp biểu diễn hàm logic

1.3
1.3
.
.
Các phương pháp tối thiểu hoá hàn logic
Các phương pháp tối thiểu hoá hàn logic
1.4
1.4
. Các hệ mạch logic
. Các hệ mạch logic
1.5
1.5
.
.
Grafcet để mô tả mạch trình tự trong
Grafcet để mô tả mạch trình tự trong


công nghiệp
công nghiệp
NextNội dung C1
Back
3
1.1
1.1
. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n
. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n
1.1.1
1.1.1
. Kh¸i niÖm vÒ logic hai tr¹ng th¸i

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


b¶n
b¶n
NextC1 T1
Back
4
điều khiển lập trình
điều khiển lập trình
Chương 1:
Chương 1:
Lí Thuyết Cơ Sơ
Lí Thuyết Cơ Sơ
1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1.1
1.1.1

. Khái niệm về logic hai trạng thái
. Khái niệm về logic hai trạng thái
Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng
Trong cuộc sống các sự vật và hiện tượng
thể ở hai trạng thái như: sạch và bẩn, đắt và rẻ,
thể ở hai trạng thái như: sạch và bẩn, đắt và rẻ,
giỏi và dốt, tốt và xấu...
giỏi và dốt, tốt và xấu...
Trong kỹ thuật có khái niệm về hai trạng
Trong kỹ thuật có khái niệm về hai trạng
thái: đóng và cắt như đóng điện và cắt điện, đóng
thái: đóng và cắt như đóng điện và cắt điện, đóng
máy và ngừng máy...
máy và ngừng máy...
NextC1 T1
Back
5
Trong toán học ta dùng hai giá trị: 0 và 1,
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.
ta gọi các giá trị 0 hoặc 1 đó là các giá trị logic.
Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở
Các nhà bác học đã xây dựng các cơ sở
toán học để tính toán các hàm và các biến chỉ
toán học để tính toán các hàm và các biến chỉ
lấy hai giá trị 0 và 1 này, hàm và biến đó được
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
gọi là hàm và biến logic, cơ sở toán học để tính
toán hàm và biến logic gọi là đại số logic cũng

toán hàm và biến logic gọi là đại số logic cũng
có tên là đại số Boole.
có tên là đại số Boole.
NextC1 T1
Back
6
1.
1.
1
1
.2
.2
. Các hàm logic cơ bản
. Các hàm logic cơ bản
Một hàm với các biến x
Một hàm với các biến x
1
1
,
,
x
x
2
2
, ... x
, ... x
n
n
chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 và hàm y
chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 và hàm y

cũng chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 thì gọi là hàm
cũng chỉ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1 thì gọi là hàm
logic.
logic.
1.1.2.1. Hàm logic một biến:
1.1.2.1. Hàm logic một biến:


Với biến x sẽ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1, nên
Với biến x sẽ nhận hai giá trị: 0 hoặc 1, nên
hàm y có 4 khả năng hay thường gọi là 4 hàm y
hàm y có 4 khả năng hay thường gọi là 4 hàm y
0
0
,
,
y
y
1
1
, y
, y
2
2
, y
, y
3
3
.
.

Các khả năng và các ký hiệu mạch rơle và
Các khả năng và các ký hiệu mạch rơle và
điện tử của hàm một biến như trong
điện tử của hàm một biến như trong
bảng 1.1
bảng 1.1
.
.
NextC1 T1
Back
)x,...,x,x(fy
n21
=
)x(fy =
7
.
.
Next
Back
C1 T1
8


1.1.2.2. Hàm logic hai biến
1.1.2.2. Hàm logic hai biến


Với hai biến logic x
Với hai biến logic x
1

1
, x
, x
2
2
, mỗi biến nhận hai
, mỗi biến nhận hai
giá trị 0 và 1, như vậy có 16 tổ hợp logic tạo thành
giá trị 0 và 1, như vậy có 16 tổ hợp logic tạo thành
16 hàm. Các hàm này được thể hiện trên
16 hàm. Các hàm này được thể hiện trên
bảng1.2
bảng1.2
.
.
Next
Back
C1 T1
)x,x(fy
21
=
9
Next
Back
C1 T1
10
Next
Back
C1 T1
11

Next
Back
C1 T1
12
Next
Back
C1 T1
13
1.1.2.3. Hàm logic n biến
1.1.2.3. Hàm logic n biến


Với hàm logic n biến, mỗi biến nhận một
Với hàm logic n biến, mỗi biến nhận một
trong hai giá trị 0 hoặc 1 nên ta có 2
trong hai giá trị 0 hoặc 1 nên ta có 2
n
n
tổ hợp biến,
tổ hợp biến,
mỗi tổ hợp biến lại nhận hai giá trị 0 hoặc 1, do
mỗi tổ hợp biến lại nhận hai giá trị 0 hoặc 1, do
vậy số hàm logic tổng là:
vậy số hàm logic tổng là:


Ta thấy:
Ta thấy:

1 biến có
1 biến có
4
4
khả năng tạo hàm,
khả năng tạo hàm,
2 biến có
2 biến có
16
16
khả năng tạo hàm,
khả năng tạo hàm,
thì 3 biến có
thì 3 biến có
256
256
khả năng tạo hàm,
khả năng tạo hàm,
như vậy
như vậy
, khi số biến tăng thì số hàm có khả năng
, khi số biến tăng thì số hàm có khả năng
tạo thành rất lớn
tạo thành rất lớn
Next
Back
C1 T1
)x,...,x,x(fy
n21
=

n
2
2
14
1.
1.
1.
1.
3
3
.
.
C¸c phÐp tÝnh c¬ b¶n
C¸c phÐp tÝnh c¬ b¶n
PhÐp phñ ®Þnh
PhÐp phñ ®Þnh
(®¶o):
(®¶o):
ký hiÖu b»ng dÊu “-“ phÝa trªn ký hiÖu cña
ký hiÖu b»ng dÊu “-“ phÝa trªn ký hiÖu cña
biÕn.
biÕn.
PhÐp céng
PhÐp céng
(tuyÓn):
(tuyÓn):
ký hiÖu b»ng dÊu “+“ (song song)
ký hiÖu b»ng dÊu “+“ (song song)
PhÐp nh©n
PhÐp nh©n

(héi):
(héi):
ký hiÖu b»ng dÊu “.“ (nèi tiÕp)
ký hiÖu b»ng dÊu “.“ (nèi tiÕp)
.
.
Next
Back
C1 T1
15
1.1.4
1.1.4
. Tính chất và một số hệ thức cơ bản
. Tính chất và một số hệ thức cơ bản
1.1.4.1
1.1.4.1
. Các tính chất
. Các tính chất
Tính chất của đại số logic được thể hiện ở
Tính chất của đại số logic được thể hiện ở
bốn luật cơ bản là:
bốn luật cơ bản là:
+ luật hoán vị,
+ luật hoán vị,
+ luật kết hợp,
+ luật kết hợp,
+ luật phân phối
+ luật phân phối
+ luật nghịch đảo.
+ luật nghịch đảo.

Next
Back
C1 T1
16
+ luËt ho¸n vÞ
+ luËt ho¸n vÞ
+ luËt kÕt hîp
+ luËt kÕt hîp
+ luËt ph©n phèi
+ luËt ph©n phèi
KiÓm tra tÝnh ®óng ®¾n cña luËt ph©n phèi
KiÓm tra tÝnh ®óng ®¾n cña luËt ph©n phèi
Next
Back
C1 T1
1221
xxxx +=+
1221
x.xx.x =
)xx(xx)xx(xxx
321321321
++=++=++
)x.x.(xx).x.x(x.x.x
321321321
==
3231321
x.xx.xx).xx( +=+
)xx).(xx(x.xx
3121321
++=+

17
Next
Back
C1 T1
18
Next
Back
C1 T1
19
+ LuËt nghÞch ®¶o tæng qu¸t:
+ LuËt nghÞch ®¶o tæng qu¸t:
(®Þnh lý De Morgan)
(®Þnh lý De Morgan)
Next
Back
C1 T1
...xxx....x.x.x
321321
+++=
...x.x.x...xxx
321321
=+++
20
1.1.4.2
1.1.4.2
. Các hệ thức cơ bản
. Các hệ thức cơ bản
Một số hệ thức cơ bản thường dùng trong đại
Một số hệ thức cơ bản thường dùng trong đại
số logic được cho ở

số logic được cho ở
bảng 1.5
bảng 1.5
:
:
Next
Back
C1 HếtT1
21
1.2
1.2
. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
. Các phương pháp biểu diễn hàm logic
1.2.1
1.2.1
. Phương pháp biểu diễn bằng
. Phương pháp biểu diễn bằng


bảng trạng thái
bảng trạng thái


1.2.2
1.2.2
. Phương pháp biểu diễn hình học
. Phương pháp biểu diễn hình học
1.2.3
1.2.3
. Phương pháp biểu diễn bằng biểu

. Phương pháp biểu diễn bằng biểu


thức đại số
thức đại số
1.2.4
1.2.4
. Phương pháp biểu diễn bằng bìa
. Phương pháp biểu diễn bằng bìa


Karnaugh
Karnaugh
NextC1 T2
Back
22
Next
Back
C1 T2
23
1.2.2.Phương pháp biểu diễn hình học
1.2.2.Phương pháp biểu diễn hình học
+ Hàm n biến được biểu diễn trong không
+ Hàm n biến được biểu diễn trong không
gian n chiều,
gian n chiều,
+ tổ hợp biến được biểu diễn thành một điểm
+ tổ hợp biến được biểu diễn thành một điểm
trong không gian.
trong không gian.

+ Phương pháp này rất phức tạp khi số biến
+ Phương pháp này rất phức tạp khi số biến
lớn nên ít dùng.
lớn nên ít dùng.
Next
Back
C1 T2
24
1.2.3. Biểu diễn bằng biểu thức đại số
1.2.3. Biểu diễn bằng biểu thức đại số
Một hàm logic n biến bất kỳ bao giờ cũng có
Một hàm logic n biến bất kỳ bao giờ cũng có
thể biểu diễn thành các hàm tổng chuẩn đầy đủ và
thể biểu diễn thành các hàm tổng chuẩn đầy đủ và
tích chuẩn đầy đủ.
tích chuẩn đầy đủ.
+
+
Hàm tổng chuẩn là hàm chưa tổng các tích
Hàm tổng chuẩn là hàm chưa tổng các tích
mà mỗi tích có đủ tất cả các biến của hàm.
mà mỗi tích có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ
Ví dụ
:
:
+
+
Hàm tích chuẩn là hàm chưa tích các tổng
Hàm tích chuẩn là hàm chưa tích các tổng

mà mỗi tổng đều có đủ tất cả các biến của hàm.
mà mỗi tổng đều có đủ tất cả các biến của hàm.
Ví dụ
Ví dụ
:
:
Next
Back
321321321321
x.x.xx.x.xx.x.xx.x.xf +++=
)xxx)(xxx)(xxx)(xxx(f
321321321321
++++++++=
C1 T2
25
1.2.4. Biểu diễn bằng bảng Karnaugh (bìa canô)
1.2.4. Biểu diễn bằng bảng Karnaugh (bìa canô)
Nguyên tắc xây dựng bảng Karnaugh là:
Nguyên tắc xây dựng bảng Karnaugh là:
Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập
Để biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập
một bảng có 2n ô, mỗi ô tương ứng với một tổ hợp
một bảng có 2n ô, mỗi ô tương ứng với một tổ hợp
biến. Đánh số thứ tự các ô trong bảng tương ứng
biến. Đánh số thứ tự các ô trong bảng tương ứng
với thứ tự các tổ hợp biến.
với thứ tự các tổ hợp biến.
Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho
Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho
phép khác nhau về giá trị của 1 biến.

phép khác nhau về giá trị của 1 biến.
Trong các ô ghi giá trị của hàm tương ứng
Trong các ô ghi giá trị của hàm tương ứng
với giá trị tổ hợp biến.
với giá trị tổ hợp biến.
Next
Back
C1 T2