ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LOGIC Thiết kế hệ thống băng chuyền chuyển, phân loại và đếm sản phẩm sử dụng PLC FX của Mitsubishi

TRƯỜNG DHBK ĐÀ NẴNG

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

KHOA ĐIỆN

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐIỀU KHIỂN LOGIC
Họ và tên sinh viên: Lê Văn Quốc
Lớp : 13TDH2
1. Tên đề tài:
Thiết kế hệ thống băng chuyền chuyển, phân loại và đếm sản phẩm sử
dụng PLC FX của Mitsubishi
2. Nội dung:

Các kí hiệu trong hình vẽ:
- S1,S3, S4, S5, S6: cảm biến quang thu phát.
-LS1, S2, LS2, LS3, LS4: công tắc hành trình.
-MA, MB, MC, MD:động cơ dùng để vận hành băng chuyền.
-MT, MN: cánh tay robot quay thuận, quay ngịch.
-MK: cơ cấu kẹp.
-PT: piton.


Hoạt động: Khi nhấn nút start cánh tay robot quay nghịch đến khi chạm công tắc
hành trình LS1 thì dừng lại, băng chuyền MA khởi động khi có sản phẩm tác động
S1 thì dừng lại cơ cấu kẹp hoạt động, khi đã kẹp chặt, tức s2 tác động cho cánh tay
quay thuận đến khi chạm vào công tắc hành trình LS2 thì dừng lại và bắt đầu thả
vật, khi thả vật xong ( D2 hết tác động) thì đồng thời cho cánh tay robot quay

nghịch tiếp tục chu kì và cho băng chuyền MB quay sau 5s thì dừng. khi sản phẩm
cao tác động vào S3 thì sau 2s cho piton đẩy, đến khi chạm LS3 thì cho piton quay
về chạm vào LS4 thì dừng.khi piton đây thì bộ đếm C0 tăng lên một đơn vị sản
phẩm thấp đi hết băng chuyền rơi vào thùng tác động vào S4 thì bộ đếm C1 tăng
lên một đơn vi, bất ki thùng nào đầy thì băng chuyền chứa thùng đó chạy cho đến
khi có thùng mới vào, khi băng chuyền chạy đưa thùng đi thì chuông kêu lên để
người công nhân biết đem thùng tiếp theo vào.
Yêu cầu:
-dùng phần mềm GX work2 viết chương trình vận hành hệ thống bằng ngôn
ngữ lader.
-tính chọn các thiết bị cần dùng trong hệ thống.

kiểm tra tiến độ đồ án

Đà Nẵng, ngày

tháng

Giáo viên hướng dẫn

năm


THIẾT KẾ BĂNG CHUYỀN CHUYỂN, PHÂN LOẠI
VÀ ĐẾM SẢN PHẨM

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

I.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHUNG VỀ BĂNG CHUYỀN

Ngày nay, cùng với sự công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, nhiều ngành
công nghiệp phục vụ quá trình công nghiệp phát triển đất nước.
Như khai thác khoáng sản, vận chuyển vật liệu trong các bến các trong các nhà
máy. Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời, nhờ những ưu điểm là có khả
năng vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc êm, năng suất cao va tiêu hao năng
lượng không lớn lắm, chính nhờ những ưu điểm đó mà băng tải được ứng dụng
rộng rãi trong nhiều các lĩnh vực sản xuất như khai thác hầm mỏ, chế biến thực
phẩm, vận chuyển hàng hóa, ứng dụng trong các bến cảng, nhà máy...
Nhận thấy tầm quan trọng của băng tải trong các ngành công nghiệp và đây là
một hệ thống cần có sự cải tiến và thiết kế mới nhất là trong lĩnh vực trang bị điện,
truyền động điện đóng góp vai trò nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Vì
vậy các hệ thống truyền động điện luôn được qua tâm nghiên cứu để nâng cao năng
suất, chất lượng đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa cao.
Ngoài ra, trong một băng chuyền sản xuất có thể sản xuất nhiều sản phẩm khác
nhau và chúng ta cần phân loại nó ra trước khi đóng gói, đóng thùng để tiện cho
việc vận chuyển va phân phối đến với người tiêu dùng.
Băng tải là một phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm cực kì quan
trọng trong tất cả các ngành công nghiệp, nhà máy. Ra đời từ rất lâu và có vai trò
quan trọng nhờ những ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, bền vững, có khả năng vận
chuyển nguyên vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách từ gần
đến xa, làm việc êm, năng suất cao mà tiêu hao năng lượng không lớn


Ngày nay, cấu tạo và vật liệu làm băng tải ngày càng hiện đại đáp ứng nhu cầu
sản xuất chuyên môn hóa cao cũng như phù hợp với đặc thù riêng của từng lĩnh
vực, sản phẩm. Việt Nam là quốc gia đang phát triển với số lượng các nhà máy,
công trình, khu công nghiệp ngày càng tăng. Kéo theo sự phát triển đó cũng là nhu
cầu cao về số lượng và sự phong phú của các hệ thống băng tải.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều công ty sản xuất và chế tạo băng tải. Do đó
có rất nhiều loại băng tải có cấu tạo và chức năng khác nhau phù hợp với đặc thù

của từng lĩnh vực sản xuất, vận chuyển.
Tùy vào mục đích sử dụng người ta chia làm nhiều loại băng chuyền khác nhau
như:
- Băng tải ngang: dùng để vận chuyển đồ hộp, chai lọ, nguyên vật liệu dạng hạt...


- Băng tải xích: dùng để vận chuyển đồ hộp, thanh cán...

- Băng tải nâng: vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm vào lò, thùng từ vị trí thấp
lên cao...


- Băng tải treo: vận chuyển chai, lọ sản phẩm, gia cầm, gia súc giết mổ...

- Băng tải con lăn: dùng trong vận chuyển thanh cán, sản phẩm dạng thanh, tấm
Tùy vào tính chất môi trường làm việc người ta có thể phân loại theo chất tiệu
cũng như tính chất của băng chuyền:
- Băng tải EP: tính linh hoạt cao, cơ tính tốt, chịu va đập, hệ số giãn dài thấp,
chịu nước, môi trường ẩm ướt, chịu nhiệt chịu ăn mòn.
- Băng tải chịu nhiệt: với lớp bó bằng bông vải chịu nhiệt và có khả năng chịu
nhiệt độ cao của lớp cao su, chúng được dùng trong ngành than cốc, xi măng, xỉ
nóng, đúc...
- Băng tải chịu axit, kiềm: sử dụng bông vải, vải nilon, hay vải polyester với một
lõi được thực hiện với hiệu suât đàn hồi tốt vào khe, việc sử dụng nó kéo dài nhỏ,
chịu được môi trường kiềm, axit, dùng trong nhà máy hóa chất, phân bón nhà máy
giấy...


II. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN CHUYỂN,
PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM

1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống

2. Các thiết bị trong hệ thống
Động cơ:
- MA, MB, MC, MD: động cơ dùng để vận hành băng tải.
- MK: động cơ dùng để vận hành cơ cấu kẹp.
Cảm biến:
- LS1, LS2: công tắc hành trình thiết lập vùng làm việc cánh tay robot.
- LS3, LS4: công tắc hành trình dùng để thiết lập vùng hoạt động của piton.
- S2: công tắc hành trình dùng để thiết lập hoạt động của cơ cấu kẹp.
- S1, S3: cảm biến quang thu phát dùng để xác định vị trí của vật.
- S4 : cảm biến quang thu phát dùng để đếm sản phẩm.
- S5, S6: cảm biến quang thu phát dùng xác định trạng thái băng chuyền.
Nút nhấn:
- Start: khởi động hệ thống.
- Stop: dừng toàn bộ hệ thống.
Cánh tay robot: có thể đảo chiều quay dùng để chuyển sản phẩm từ băng
chuyền này sang băng chuyền khác.
Piton: dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi băng chuyền.
Chuông: dùng để báo hiệu.


3. Hoạt động của hệ thống
Băng chuyền vận chuyển và phân loại sản phẩm (sản phẩm gồm một
loại cao và một loại thấp).
Ban đầu cánh tay robot nằm ở vị trí LS2, khi nhấn nút start cánh tay robot sẽ
quay thuận từ phải qua trái cho đến khi chạm vào công tắc hành trình LS1 thì dừng
cánh tay robot lại. khi đó động cơ MA sẽ quay vận hành băng chuyền đưa các sản
phẩm vào. Khi có sản phẩm tác động vào cảm biến quang thu phát S1 thì dừng
động cơ MA lại, khởi động động cơ MA để kẹp sản phẩm. Khi sản phẩm đã được

kẹp chặt tức là công tắc hành trình S2 đã bị tác động thì ngừng động cơ MK nhưng
vật vẫn được kẹp. Tiếp đến cho cánh tay robot quay thuận cho tới khi chạm công
tắc hành trình LS1 thì dừng. Khi đó ta cho thả vật khi công tắc hành trình Ls2 hết
tác động thì ta cho cánh tay robot quay nghịch tiếp tục quy trình lặp lại trong khi
đó. Khi S2 vừa hết tác động thì cho khởi động động cơ MB đồng thời thiết lập bộ
định thời T0 5s. Sau 5s thì T0 tác động ta cho dừng MB lại. trong quá trình vận
hành. Bất cứ lúc nào sản phẩm cao tác động vào cảm biến S3 thì thiết lập bộ đình
thời T1 2s. khi T1 tác động thì cho piton đẩy đến khi chạm công tắc hành trình LS3
thì thu về cho đến khi chạm công tắc hành trình LS4. Khi công tắc hành trình bị tác
động thì bộ đếm C0 tăng lên một đơn vị. khi C0 đạt đến số lượng đã định sẵn(100)
thì ta khởi động động cơ MC đưa thùng ra ngoài đồng thời chuông báo để người
công nhân biết và đặt thùng khác vào. Khi người công nhân đặt thùng khác vào thì
cảm biến S5 sẽ tác động và chuông ngừng kêu đồng thời dừng động cơ MC lại. Sản
phẩm thấp không tác động vào cảm biến sẽ đi hết băng chuyên và rơi vào thùng.
Trước khi vào thùng sẽ tác động vào cảm biến S4 khi đó bộ đếm C1 tăng lên 1 đơn
vị. Khi đã đạt đến số lượng định sẵn (150) thì ta khởi động động cơ MD đưa thùng
ra ngoài đồng thời chuông báo để người công nhân biết và đặt thùng khác vào. Khi
người công nhân đặt thùng khác vào thì cảm biến S6 sẽ tác động và chuông ngừng
kêu đồng thời dừng động cơ MD lại.
Toàn bộ hệ thống hoạt động cho đến khi người điều khi ển nh ấn stop thì
dừng toàn bộ.
4. Lưu đồ thuật toán


CHƯƠNG II
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

I .TÍNH CHỌN PLC
Từ những yêu cầu đặt ra chọn em chọn loại plc có nhưng thông số như sau:
- số lượng đầu vào ≥ 12 loại đầu vào số cấp điện áp 24VDC

- số lượng đầu ra ≥ 10 loại đầu ra rơle
- nguồn cung cấp 220AC
Từ đó chúng em chọn loại PLC fx2n-32mr-es/ul

Một vài thông số:
•

Số ngõ vào số: 16.

•

Số ngõ ra số: 16, Relay.


•

Nguồn cung cấp: 240 VAC.

•

Đồng hồ thời gian thực.

•

Có thể mở rộng 16 đến 128 ngõ vào/ra.

•

Kích cỡ W x H x D: 150 x 90 x 87.

II. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG.
1. Băng chuyền

Tất cả băng chuyền được sử dụng trong hình là loại băng chuyền ngang pvc,

động cơ dụng để vận hành là động cơ không đồng bộ ba pha. Ưu điểm của
loại động cơ này là dễ dàng khởi động, điều chỉnh tốc độ, giá thành hợp lí
thông số kĩ thuật động cơ không đồng bộ ba pha AEEF(1794)
Dòng máy: AEEF - 2 pole, 4 pole
Nhãn hiệu: MinsunVN
Đặc điểm: mô tơ cảm ứng
Vận tốc: 925-2950rpm
Tần số: 50Hz
Công suất: 2HP
Điện áp: 380V - xoay chiều 3 pha
Tiêu chuẩn: IEC, DIN42673


ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
a. Khái niệm và công dụng
- Khái niệm: Động cơ xoay chiều ba pha có tốc độ quay của roto (n) nhỏ hơn tốc độ
quay (n1) của từ trường dòng điện cấp cho động cơ được gọi là động cơ không
đồng bộ ba pha.
- Công dụng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp và đời sống...
(vì có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản).
II. Cấu tạo
- Gồm 2 bộ phận chính là stato và rôto;
- Ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy...

1. Stato (phần tĩnh)

- Gồm lõi thép và dây quấn:
a. Lõi thép: gồm các lõi thép kĩ thuật điện ghép lại thành hình trụ, mặt trong có
rãnh dây quấn


b. Dây quấn: Dây quấn stato động cơ không đồng bộ ba pha là dây đồng được phủ
sơn cách điện, gồm ba pha dây quấn AX, BY và CZ đặt trong các rãnh stato theo
một quy luật nhất định. Sáu đầu dây của ba pha dây quấn được nối ra ngoài hộp
đấu dây (đặt ở vỏ của động cơ) để nhận điện vào.

2. Roto (phần quay)
a. Lõi thép: làm bằng các lá thép kĩ thuật điện, mặt ngoài xẻ rãnh, ở giữa có lỗ để
lắp trục, ghép lại thành hình trụ.
b. Dây quấn: có 2 kiểu:
- Dây quấn kiểu roto lồng sóc
- Dây quấn kiểu roto dây quấn

III. Nguyên lí làm việc
Khi cho dòng ba pha vào ba dây quấn stato của động cơ, trog stato sẽ có từ trường
quay. Từ trường quay này quét qua các dây quấn của roto, làm xuất hiện các suất
điện động và dòng điện cảm ứng. Lực tương tác điện từ giữa từ trường quay và các
dòng điện cảm ứng này tạo ra momen quay tác động lên roto, kéo roto quay theo
chiều quay của từ trường với tốc độ n < n1 (n1 là tốc độ của từ trường quay)


IV. Cách đấu dây
Các đầu dây quấn ba pha của stato được đưa ra hộp đấu dây đặt ở vỏ động cơ

Tùy thuộc vào điện áp của lưới điện và cấu tạo của động cơ mà chọn cách dấu

dây sao cho phù hợp
Để đổi chiều quay của động cơ, người ta đảo hai pha bất kì cho nhau. Ví dụ:
giữ nguyên pha A, đảo pha B cho pha C
B. CẢM BIẾN
Trong hình sử dụng hai loại cảm biến
- loại 1( S3, S4, S5): cảm biến quang học thu phát độc lập.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt độngCảm biến quang loại thu phát độc lập bao
gồm hai phần: phần thu và phần phát độc lập nhau, vật được đặt vào giửa bộ
thu và phát như hình dưới
Nguyên tắc hoạt động như sơ đồ hình dưới. Ánh sáng từ đầu phát E
tới đầuthu R. Khi tia sáng đó bị chặn lai bởi vật O thì ngỏ ra bị tác động.
Cảm biếnquang có hai đầu phát và thu rời có khả năng nhận biết lên tới 30m.


Cũng giốngnhư cảm biến quang có gương, loại cảm biến này có khả năng
phát hiện tất cảcác vật không cho ánh sáng truyền qua

Đặc biệt, cảm biến này có thể phát hiện vật phản xạ một cách dễ dàng. Trong
môi trường bẩn và có sự thay đổi tính chất của đối tượng nguyên tắc hoạt
động của cảm biến hầu như không thay đổi. Cần phải chú ý cung cấp đúng
nguồn cho cả hai đầu phátvà thu. Trong bất cứ trường hợp nào thì chi phí lắp
đặt cho cảm biến này điều cao nhất.
Cảm biến quang loại thu phát độc lập có đặc điểm:
Độ tin cậy cao
Khoảng cách phát hiện xa.
hông bị ảnh hưởng bởi màu sắc và bề mặt của vật.
Khoảng cách có thể lên đến 30m
Kiểm tra được tất cả các vật thể trừ một ít vật thể có bề mặt trong suốt.
Hiệu quả sử dụng là cao nhất
Chọn loại cảm biến quang thu phát Omron E3Z-LS63 2M

•

Cảm biến quang điện điều chỉnh được khoảng cách phát hiện.

•

Khoảng đo: 2 - 80 mm.

•

Dải cài đặt: 20 - 80 mm.

•

Nguồn cấp: 12 - 24 VDC ± 10%.

•

Ngõ ra: NPN cực thu hở.

•

Chế độ hoạt động: Light-ON | Dark-ON.

•

Điều chỉnh độ nhạy: 5 biến trở vô cấp.

•

Kết nối: Cáp dài 2 m.

•

Bảo vệ vọt áp, phân cực ngược, nhiễu giao thoa
- loại 2(S1, S2):công tắc hành trình

ƯU ĐIỂM

Đáng tin cậy, chịu được va chạm, dễ sử dụng
Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu
Hoạt động đơn giản
NHƯỢC ĐIỂM

Tuổi thọ ngắn, dễ bị hao mòn
Chọn loại công tắc hành trình Omron WLCA12-2-TS


- Loại cần: điều chỉnh độ dài, góc 90
- Tốc độ tác động: 1mm/s đến 1m/s .
- Tần số tác động: Cơ: 120 lần/phút; Điện 30 lần/phút Min.
- Cách điện: 100MΩ Min. (ở 500VDC)
- Điện trở tiếp điểm: 25mΩ Max.
- Nhiệt độ làm việc: -10oC đến 80oC
- Tiếp điểm : SPDT, 10 A at 125 VAC, A600
- Operating force : 900 g (1.98 lb.)
- Kích thước: H x W x D mm : 103.4 to 167.4 x 40 x 67
- Tuổi thọ: Cơ: 15 000 000 lần Min.; Điện: 750 000 lần Min. - Cập bảo vệ: IP67

C. CÁNH TAY ROBOT
Chọn loại robot kiểu tọa độ trụ giống với yêu cầu hoạt động của băng chuyền

Cánh tay sử dụng động cơ servo MG995 có mô men xoắn lớn. Bánh răng kim
loại. Hoạt động ở mức điện áp 4.8V- 7.2V đáp ứng được các yêu cầu hoạt động của
một mô hình.


Tay kẹp robot được thiết kế rất chuẩn bằng kim loại là một sản phẩm công
nghiệp có độ chính xác cao. tối ưu trong hoạt động gắp sản phẩm của cánh tay
•

Khung kim loại cánh tay robot

•

1 tay kẹp robot

•

4 động cơ servo MG995

•

1 bộ ốc vít, ổ bi

•

Không bao gồm mạch điều khiển

D. PITTON
Chọn pitton khí loại nén hai chiều, khi có tín hiệu thì van 1 mở không khi vào và
pitton bị đẩy ra, khi có tín hiệu van 2 mở không khí vào piton thu về.
Lưu ý: cả hai van không được mở một lúc. Chọn loại Xylanh tròn Festo 196059
DSNU-63-320-PPV-A

•

Xylanh tròn thân nhôm, tác động kép, có từ tính

•

Đường kính nòng: 63 mm

•

Hành trình piston: 320 mm

•

Áp suất hoạt động: 1.5 to 10 bar


•

Nhiệt độ hoạt động: -20 to 80 độ C

CHƯƠNG III
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PLC MITSU

I. TỔNG QUAN VỀ PLC
1. Lịch sử ra đời và phát triển của PLC
a. Giới thiệu về PLC (bộ điều khiển logic khả trình).
- Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) là
loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông
qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc thể hiện thuật toán đó bằng mạch
số.
- Trên thế giới có rất nhiều PLC của nhiều hãng khác nhau như: Siemens của
Đức, Mitsubishi của Nhật,…..


Hình 3.1 PLC của Mitsubishi

Hình 3.2 PLC của siemens
- Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều
khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với
môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ
chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối
chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng
quét.
- Tự động ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp.
Ngày nay, ngành tự động đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ
của lý thuyết điều khiển tự động, tiến bộ của những ngành khác như điện tử,
tin học… Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có
khả năng phục vụ rộng là bộ điều khiển PLC.


- Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC là ý tưởng của nhóm kỹ sư hãng
General Motors vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp
ứng những yêu cầu điều khiển như sau:

• Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong
các nhà máy công nghiệp.
• Cấu trúc dạng Module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa.
• Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công
nghiệp.
• Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên phảicó kích thước nhỏ gọn hơn mạch
role mà chức năng vẫn tương đương.
• Giá cả cạnh tranh.
2. Những chỉ tiêu chất lượng của PLC.
- Những chỉ tiêu này đã tạo được sự quan tâm của những kỹ sư thuộc nhiều
ngành nghiên cứu khả năng ứng dụng PLC trong công nghiệp. Các kết quả
nghiên cứu đã đưa ra thêm một số các chỉ tiêu cần phải có trong chức năng
của PLC :
a Về phần mềm:
Từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác
vụ đếm. Sau đó là các lệnh về xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung
ở tốc độ cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lý thời gian thực, đọc mã
vạch…
b Về phần cứng :
+ Bộ nhớ lớn hơn.
+ Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn.
+ Nhiều loại module chuyên dùng hơn.
- Đến năm 1976 thì PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào, ngõ ra từ xa
bằng kỹ thuật truyền thông ( khoảng 200 mét ).
- Sự gia tăng những ứng dụng của PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà
sản xuất hoàn chỉnh kỹ thuật củacác họ PLC với mức độ khác nhau về khả
năng tốc độ xử lý và hiệu xuất.
- Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào / ra và
dung lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các họ PLC có cấu
trúc module nhằm làm dễ dàng hơn cho việc mở rộng thêm chức năng

chuyên dùng như:
• Xử lý tín hiệu liên tục.
• Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước.
• Truyền thông.


• Bộ nhớ mở rộng.
- Với cấu trúc module cho phép mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều
khiển PLC với chi phí và công sức thấp nhất.
- Riêng nước ta, hàng rào thuế quan khu vực đang dần dần được loại bỏ, kinh
tế mở cửa hợp tác với nước ngoài. Trước tình hình đó, nền công nghiệp sẽ
gặp không ít khó khăn vì còn khá nhiều dây chuyền công nghệ lạc hậu. Các
doanh nghiệp cần phải chú trọng đến những ứng dụng và phát triển của tự
động trong sản xuất công nghiệp, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản
phẩm, cũng như giá thành sản phẩm hạ. Một trong những phương án tốt nhất
và được sử dụng rộng rãingày nay là thay thế những công nghệ cũ bằng
những hệ thống điều khiển tự động dùng PLC.
3. Khái quát về bộ lập trình PLC
Trong kỹ thuật tự động, điều khiển được chia làm hai loại : điều khiển bằng
dây nối, và điều khiển bằng bộ lập trình PLC.
a. Điều khiển bằng dây nối:
-

Các bộ điều khiển được gọi là bộ điều khiển dây nối nếu các phần tử chuyển
mạch của nó được nối với nhau bằng dây dẫn cố định một cách vĩnh viễn.

-

Đó là các bộ điều khiển bằng dây nối dùng để nối kết các nút nhấn và các
phần tử chuyển mạch là các tiếp điểm với nhau bằng dây dẫn song song hoặc

nối tiếp. Các công tắc và tiếp điểm được sắp xếp với nhau khi ta đã biết rõ
chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện, tức phải biết rõ sơ đồ nguyên lý
và vị trí khi tiến hành đấu dây. Mặt khác, khi muốn thay đổi chức năng của
bộ điều khiển ta phải thay đổi lại cấu trúc cũng như sơ đồ đấu dây. Đối với
những mạch điện lớn phức tạp thì sự đấu dây trở nên rất khó khăn và dễ bị
sai sót. Ngoài ra trong cách dùng này cần tốn nhiều linh kiện như : role trung
gian, role thời gian, bộ đếm…

b. Điều khiển dùng PLC:
-

PLC là từ viết tắt của Programmable Logical Controller (chương trình điều
khiển tự động có lập trình), chương trình này được lưu trữ trong bộ nhớ
ROM và được nạp vào thông qua máy vi tính cá nhân.

-

Trong PLC chức năng bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một
chương trình, chương trình này được nạp vào bộ nhớ PLC. Khi đó PLC sẽ


thực hiện quá trình điều khiển dựa vào chương trình đã được nạp sẵn. Cấu
trúc và sơ đồ đấu dây của bộ điều khiển không phụ thuộc vào chức năng hay
quá trình hoạt động.
-

Tất cả các linh kiện cần thiết cho việc thiết kế mạch đều được lập trình sẵn
trong bộ PLC như : sensor, công tắc, nút nhấn, tế bào quang điện, và tất cả
các cơ cấu chấp hành như cuộn dây, đèn tín hiệu, bộ định thì, role trung gian,
… đều được nối vào PLC.

Nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ ta chỉ
cần thay đổi chương trình bên trong bộ PLC. Điều này rất tiện ích cho các kỹ
sư thiết kế.


c. Những ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC:

Chỉ tiêu so
sánh
Giá thành
Kích thước vật
lý
Tốc độ điều
khiển
Khả năng
chống nhiễu
Lắp đặt
Khả năng điều
khiển tác vụ
phức tạp
Thay đổi, nâng
cấp và điều
khiển
Công tác bảo
trì

Role

Mạch số

Máy tính

PLC

Khá thấp

Thấp

Cao

Thấp

Lớn

Rất gọn

Khá gọn

Rất gọn

Chậm

Rất nhanh

Khá nhanh

Nhanh

Rất tốt

Tốt

Khá tốt

Tốt

Mất thời gian
thiết kế và
lắp đặt

Mất thời gian
đáng kể

Lấp trình
phức tạp và
tốn thời gian

Lập trình và
lắp đặt đơn
giản

Không có

Có

Có

Có

Rất khó

Khó

Khá đơn giản

Rất đơn giản

Kém

Kém

Kém

Tốt

So với các hệ thống vận hành sử dụng các thiết bị khác như Role, Mạch số,
Máy tính, PLC có giá thành thấp, kích thước gọn, tốc độ điều khiển cao, hoạt động
ổn định. Khả năng điều khiển các thao tác phức tạp, dễ thay đổi, nâng cấp, dễ bảo
trì.trên. Mặt khác, PLC có khả năng kết nối mạng và kết nối các thiết bị ngoại vi rất
cao giúp cho việc điều khiển được dễ dàng.
d. Phạm vi ứng dụng PLC:
-

Dùng để điều khiển Robot : ví dụ như gắp phôitừ băng tải bỏ qua bàn gia
công của máy CNC, hay điều khiển Robot đưa vật liệu thiết bị vào băng tải,
thực hiện các việc đóng hộp, dán tem nhãn…


Ngoài ra, PLC có thể ứng dụng để giám sát các quá trình trong các nhà máy
mạ, dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử, dây chuyền kiểm tra sản phẩm…

bằng các sensor, công tắc hành trình.


3. Cấu trúc phần cứng PLC họ FX của Mitsubishi

Cấu trúc của PLC được phân thành các thành phần như sau:

KHỐI NGÕ VÀO

BỘ NHỚ

QUẢN LÝ GHÉP NỐI
ĐƠN VỊ XỬ LÝ TRUNG TÂM

BỘ NGUỒN

KHỐI NGÕ RA

a. Đơn vị xử lý trung tâm (CPU Central Processing Unit):
Là bộ vi xử lý thực hiện các lệnh trong bộ nhớ chương trình. Nhập dữ liệu ở
ngõ vào, xử lý chương trình, nhớ chương trình, xử lý các kết quả trung gian và
các kết quả này được truyền trực tiếp đến cơ cấu chấp hành để thực hiện chương
trình xuất dữ liệu ra các ngõ ra.
b. Bộ nhớ:
Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau.Đây là nơi lưu gữi trạng thái hoạt động của
hệ thống và bộ nhớ của người sử dụng. Để đảm bảo cho PLC hoạt động, phải