Đồ án điều khiển Logic phân loại sản phẩm theo chiều cao

GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA BĂNG
CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
1.1 Giới thiệu chung
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực trong việc vận
chuyển và hỗ trợ chế tạo, chế biến , lắp ráp, đóng gói hàng hóa rất đắc
lực. Một cỗ máy sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện, gói
hàng từ điểm A tới điểm B trong nhà máy.
Băng chuyền đồng thời là thiết bị công nghiệp có tính kinh tế cao. với
khả năng đảm nhận đồng thời các yêu cầu : vận chuyển và vị trí thao tác
sản xuất , chế biến , lắp ráp, đóng gói. Sử dụng băng chuyền để có thể
tiết kiệm được nhân lực lao động, diện tích nhà xưởng, đồng thời tăng
năng suất, doanh thu cho doanh nghiệp.
Như vậy , băng chuyền là 1 sản phẩm của công nghệ tiên tiến,là một
trong những thiết bị máy móc ko thể thiếu đối với dây chuyền chế tạo ,
chế biến , lắp ráp của những nhà máy với quy mô lớn. Góp phần tạo nên
các khu công nghiệp hiện đại , khoa học và giải phóng sức lao động
mang lại hiệu quả kinh tế cao.
1.2 Ưu điểm của băng chuyền
 Cấu tạo đơn giản, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các
hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với
nằm nghiêng.
 Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản,
bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng
lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm.

1.3

Cấu tạo chung của băng chuyền

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 1


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình1.0: Cấu tạo chung băng chuyền
1. Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật
2. Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo.
3. Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận
kéo
4. Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho bộ
phận kéo và các yếu tố làm việc.
1.4 Các loại băng chuyền trên thị trường hiện nay
Khi thiết kế hệ thống băng chuyền vận chuyển sản phẩm đến vị trí
phân loại có thể lựa chọn một số loại băng chuyền sau:
 Băng chuyền cao su: chịu nhiệt, sức tải lớn
 Băng chuyền xích: sử dụng tốt trong ứng dụng dạng chai và sản
phẩm cần độ vũng chắc.
 Băng chuyền con lăn: sử dụng các con lăn bằng nhựa PVC, thép
mạ kẽm truyền động bằng motor để vận chuyển sản phẩm
 Băng chuyền đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương hướng
lên thẳng đứng.

 Băng chuyền linh hoạt: có thể di chuyển một cách linh hoạt
 Băng chuyền góc cong: chuyển hướng sản phẩm từ 30° đến
180°
Mỗi loại băng chuyền đều có hình dạng, chức năng và ứng dụng khác
nhau phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau. Để băng chuyền phát huy
được hết chức năng của nó phục vụ tốt cho việc vận chuyển sản phẩm thì phải

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 2


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

lựa chọn loại băng chuyền có chức năng phù hợp. Đồng thời, tiết kiệm được rất
nhiều chi phi và tăng năng suất cho công việc.
Vậy để phân loại sản phẩm theo chiều cao một cách tốt nhất ta chọn sử
dụng băng chuyền con lăn thép mạ kẽm bởi vì băng chuyền này thích hợp để di
chuyển các sản phẩm có mặt phẳng đáy cứng như là hộp carton, hộp nhựa… và
dễ dàng đẩy sản phẩm qua các băng tải khác nhờ độ ma sát thấp đồng thời có
thể làm việc trong các môi trường thông thường cho đến các môi trường có chất
ăn mòn, bụi bặm…
1.5

Quy trình hoạt động của băng chuyền phân loai

Hình 1.1: Quy trình công nghệ của hệ thống

Hệ thống sẽ hoạt động như sau:

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 3


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Đầu tiên băng tải 2 và 3 sẽ đưa các thùng hàng đã được để sẵn trên các băng tải
dùng để chứa sản phẩm đồng thời băng tải 4 cũng băt đầu hoạt động ngay khi
gặp cảm biến 3 và 4 băng tải 2 và 3 sẽ ngừng hoạt động.
Khi băng tải 2 và 3 đã ngừng hoạt động băng tải 1 sẽ bắt đầu hoạt động đưa
sản phẩm đến các vị trí phân loại.
Khi băng tải 1 đưa các sản phẩm đến vị trí của cảm biến 1 thì các sản phẩm
cao sẽ được piston1 đẩy xuống thùng hàng bên dưới của băng tải 2.Các sản
phẩm còn lại đi qua cảm biến 1 sẽ là sản phẩm trung bình và thấp. Khi các sản
phẩm đến vị trí của cảm biến 2 thì sản phẩm trung bình sẽ được piston đẩy
xuống thùng hàng bên dưới của băng tải 3. Các sản phẩm thấp còn lại sẽ được
coi là phế phẩm sẽ được đưa đến băng tải 4 .
Khi thùng hàng ở băng tải 2 hay thùng hàng ở băng tải 3 đã đầy sản phẩm thì
băng tải 1 sẽ dừng hoạt động để băng tải 2 hay 3 đưa thùng hàng mới đến vị trí
phân loại.
Khi không có thùng hàng hay sản phẩm trên các băng tải trong khoảng thời
gian nào đó thì hệ thống sẽ dừng hoạt động và báo lỗi bằng đèn tương ứng .
Khi các piston kích đẩy sản phẩm nhưng không chạm công tắc hàng trình hoặc
thu về thì hệ thống sẽ dừng hoạt động và báo lỗi bằng đèn tương ứng .

Khi các sản phẩm thấp đi vào băng tải 4 thì sẽ được cảm biến 5 ghi nhận. Sau 1
khoảng thời gian nếu số lượng sản phẩm thấp nhiều hơn số lượng sản phẩm cao
và sản phẩm trung bình thì hệ thống sẽ dừng hoạt động và báo lỗi bằng đèn
tương ứng.

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 4


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ CÁC PHẦN TỬ CHẤP HÀNH
2.1 Cảm biến
2.1.1 Khái niệm chung
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi các đại lượng vật lý và các
đại lượng không cáo tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và
xử lý được.
Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp
suất…) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như
điện tích, điện áp, dòng điện, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin
cho phép xác định giá trị của đại lượng cần đo. Đặc trưng (s) là hàm của đại
lượng cần đo (m):
S = F(m)
Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến, (m) là đại
lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo). Thông qua đo
đạc (s) cho phép nhận biết giá trị của (m).

Phương trình của cảm biến được viết như sau : Y = f(X)
Trong đó : X là đại lượng cần đo
Y là đại lượng điện sau chuyển đổi
2.1.2 Phân loại cảm biến
Theo nguyên lý của cảm biến:






Cảm biến điện trở
Cảm biến điện từ
Cảm biến tĩnh điện
Cảm biến hóa điện
Cảm biến nhiệt điện

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 5


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

 Cảm biến điện từ và ion
Theo tính chất nguồn điện:
 Cảm biến phát điện

 Cảm biến thông số
Theo phương pháp đo:
 Cảm biến biến đổi trực tiếp
 Cảm biến bù
2.1.3 Cảm biến dùng trong hệ thống
Để có thể phân loại được sản phẩm theo chiều cao thì ta sử dụng cảm biến
quang điện (Photoelectric Sensor, PES) bởi vì cảm biến quang điện có thể phát
hiện nhiều dạng vật thể khác nhau ở các vị trí khác nhau như là từ việc phát hiện
1 chai nhựa trên băng chuyền hoặc kiểm tra xem tay robot đã gắp linh kiện ô tô
để lắp đặt hay chưa.
 Nguyên lý hoạt động là khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt
của cảm biến quang thì chúng sẽ thay đổi tính chất. Tín hiệu quang
được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực
catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào.
 Các loại cảm biến quang hiện có:
 Cảm biến quang thu phát.
 Cảm biến quang phản xạ gương.
 Cảm biến quang khuếch tán.
 Cấu trúc của cảm biến quang điện gồm 3 thành phần chính sau:
 Bộ phát sáng
 Bộ thu sáng
 Mạch xử lý tín hiệu ra
Hình 2.1 Cấu trúc của cảm biến quang

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 6


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH

HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

*Vị trí đặt cảm biến quang : Đặt cảm biến quang phía trước piston để xác định
được loại sản phẩm. Tùy theo vị trí độ cao đặt cảm biến quang để có thể phát
hiện được sản phẩm tương xứng với độ cao ấy.
2.2Các cơ cấu chấp hành
2.2.1 Công tắc hành trình
Công tắc hành trình là thiết bị chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu
điện.Tín hiệu của công tắc hành trình phục vụ cho quá trình điều khiển và
giám sát và nó được đặt trên đường hoạt động của một cơ cấu nào đó sao
cho khi cơ cấu đến 1 vị trí nào đó sẽ tác động lên công tắc. Hành trình có
thể là tịnh tiến hoặc quay.
Nguyên lý hoạt động là khi công tắc hành trình được tác động thì nó sẽ
làm đóng hoặc ngắt một mạch điện do đó có thể ngắt hoặc khởi động cho
một thiết bị khác.

Hình2.2 Công tắc hành trình
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 7


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

2.2.2 Piston khí nén

Piston khí nén là các thiết bị cơ được chạy bằng khí nén (thường sử dụng
không khí) và thường được sử dụng với van điện tử khí nén để có thể điều
khiên hoạt động.
Nguyên lý hoạt động piston khí nén là nhờ vào hệ thống cấp khí nén từ
bên ngoài vào. Khi khí nén được cấp vào, nó đẩy piston trượt lên, theo
hướng trục của piston. Khi hết hành trình, piston lại đẩy khí nén ra ngoài
tiếp tục vòng tuần hoàn.

Hình 2.3 piston khí nén
*Vị trí đặt piston: Chúng ta đặt piston sao cho sau khi tín hiệu trên cảm biến
quang vừa chớm tắt thì sản phẩm vào ngay vị trí giữa của pitston nhằm tránh
hiện tượng piston đẩy sớm và ở đây sử dụng piston loại tự thụt vào khi vừa đẩy
xong
2.2.3 Động cơ điện
Động cơ điện là máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng điện sang năng
lượng cơ. Các động cơ điện thường gặp dùng trong gia đình như quạt điện, tủ
lạnh,..Trong công nghiệp được dùng rất nhiều trong máy nâng hạ, máy bơm và
đặc biệt trong hệ thống của chúng ta thì được sử dụng để kéo băng tải.

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 8


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Động cơ điện gồm có động cơ điện xoay chiều (động cơ không đồng bộ và

động cơ động bộ), động cơ điện một chiều (động cơ kích từ nam châm vĩnh cữu
và động cơ kích từ bằng điện), động cơ bước.
Nguyên lý hoạt động của động cơ điện là phần chính của động cơ gồm phần
đứng yên (staor) và phần chuyển động (rotor) được quấn nhiều vòng dây dẫn
hay có nam châm vinh cửu. Khi cuộn dây trên rotor và stator được nối nguồn
điện, xung quanh nó tồn tại các từ trường, sự tương tác từ trường của rotor và
stator tạo ra chuyển động quay của rotor quanh trục hay 1 mômen.

Hình 2.4 Động
cơ điện
2.2.4 Rơ le trung gian :
Nhiệm vụ: Đóng ngắt dòng điện . Trong rơ le có chứa một nam châm điện
, thông qua chuyển động của nam châm điện này , rơ le sẽ kéo tiếp điểm di
chuyển để mở hoặc đóng tiếp điểm . Tiếp điểm chủ yếu phân thành tiếp điểm
N.O (thường mở) và tiếp điểm N.C( thường đóng)

Rơ le được sử dụng cho các động cơ và đèn báo (còi báo) và các piston
điện từ …..
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 9


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 2.5 Rơ le trung gian
2.2.5 Đèn báo, nút bấm

 Đèn báo dùng để báo lỗi hệ thống về cho người vận hành điều khiển

Hình 2.6 Đèn báo



Nút bấm dùng để khởi động hệ thống

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 10


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 2.7: Nút bấm
2.2.6 Van điện từ
Van điện từ có tên tiếng anh Solenoid vavle. Đây là một thiết bị cơ điện,
dùng để kiểm soát dòng chảy chất khí hoặc lỏng dựa vào nguyên lý chặn
đóng mở do lực tác động của cuộn dây điện từ.
Nguyên lý hoạt động của van điện từ như sau:
 Có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi sắt và 1 lò xo nén vào lõi sắt,
trong khi đó lõi sắt lại tỳ lên đầu 1 giăng bằng cao su.
 Khi không có điện thì lò xo ép vào lõi sắt, van sẽ ở trạng thái
đóng.
 Nếu chúng ta cấp điện, tức là cho dòng điện chạy qua, cuộn dây
sinh từ trường sẽ tác động làm hút lõi sắt ra, từ trường này có lực

đủ mạnh để thắng được lò xo, lúc này van mở ra.

Hình 2.8: Van điện từ
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 11


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ PLC MITSUBISHI
3.1 Phần cứng
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập
trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển
logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực
hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân
kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời
gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự,
nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một
bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp trong chương trình do “người sử dụng lập
ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập
trình. Và để khắc phục những nhược điểm của bộ diểu khiển dùng dây nối (bộ
điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu
cầu sau:
• Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học.
• Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
• Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức

tạp.
• Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính nối mạng,
các module mở rộng.
• Giá cả có thể cạnh tranh được.

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình
điều khiển hoặc xử lí hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ
được xác định bởi 1 chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ
của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy
nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần
thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 12


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng mà không cần sự can thiệp vật lý
nào so với các bộ dây nối hay rơ le.

3.1.1 Cấu trúc phần cứng
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là:
• Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số
bộ nhớ ngoài EPROM)

• Một bộ vi xử lí có cổng giao tiếp dung cho việc ghép nối với PLC.
• Các module vào/ra.

Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển
Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình
bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ
RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị
lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ
khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền
sang bộ nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường được lập trình trên máy tính
nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình
nối với PLC qua cổng RS232, RS433, RS485…
Điều khiển các hoạt động bên trong PLC là CPU. Khối điều khiển trung tâm
(CPU) gồm ba phần: bộ xử lý, hệ thống bộ xử lý hệ thống bộ nhớ và hệ thống
nguồn cung cấp. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 13


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt
các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết được thực
thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều
khiển được dữ trong bộ nhớ.

Hình 3.2: Sơ đồ khối tổng quát CPU
3.1.2

Mối quan hệ giữa các thành phần trong PLC

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 14


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 3.3: Mối quan hệ giữa các thành phần trong PLC

3.1.3 Vòng quét của chương trình
PLC thực hiện chương trình theo vòng lặp. Mỗi vòng lặp được gọi vòng quét
(scan).
Các giai đoạn của vòng quét






Nhận các tín hiệu đầu vào
Thực hiện chương trình điều khiển
Xử lý các yêu cầu về truyền thông (nếu có)

Kiểm tra trạng thái làm việc của CPU
Gửi tín hiệu tới đầu ra
Kiểm tra
trạng thái
làm việc của
CPU

Gởi các tín
hiệu đầu ra

Xử lý truyền
thông

Nhận các tín
hiệu đầu vào

Thực hiện
chương trinh
điều khiển

Hình 3.4 Chu kỳ vòng quét của PLC
Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng
được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng quét được
thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 15


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH

HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông.
Trong vòng quét đó. Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượngđể xử lý,
tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có một khoảng thời
gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét
quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC. Thời
gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao.
Khi gặp lệnh vào/ra tức thời ngay lập tức hệ thống dừng tất cả mọi công
việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện chương trình này
trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín
hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình.
Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín
hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ thời điểm nào trong vòng quét.
3.1.4 Danh sách các thiết bị

 Relay ngõ vào (X) và relay ngõ ra (Y)
 Số relay ngõ vào và relay ngõ ra ở hệ bát phân được án cho mỗi khối
chính theo dạng “X000 đến X007, X010 tới X017..., Y000 tới Y007,
Y010 tới Y017...”. Số relay ngõ vào (X) và relay ngõ ra (Y) trong khối
mở rộng cũng là các liên tiếp trong hệ bát phân tương ứng với thứ tự
kết nối vào khối chính.
 Sử dụng bộ lọc số cho bộ lọc ngõ vào của các relay ngõ vào và giá trị
bộ lọc có thể dược thây đổi bằng chương trình. Tương ứng, gán số
relay ngõ vào cho mục đích nhận tốc độ cao.
 Relay phụ trợ (M)
 Các relay xây dựng trong PLC là các relay phụ trợ, và chúng được sử

dụng trong chương trình. Khác với các I/O relay, relay phụ trợ không
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 16


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

thể nhận các ngõ vào bên ngoài hoặc điều khiển trực tiếp các tải bên
ngoài.
 Có các loại relay được chốt (có nguồn pin nuôi ), trạng thái ON/OFF
của nó được lưu lại ngay cả khi PLC bật về OFF.
 Relay trạng thái (S)
 Các relay trạng thái được sử dụng trong chương trình step ladder hoặc
khi xữ lí các số trong SFC.
 Khi một relay trạng thái không được sử dụng như một chương trình,
nó có thể được lập trình như một tiếp điểm / cuộn dây thông thường
giống như cách của relay phụ trợ.
 Các relay trạng thái có thể được sử dụng như các bộ cảnh báo cho
chẩn đoán lỗi bên ngoài.
 Relay thời gian – Timer (T)
 Timer cộng và đếm số xung clock 1, 10 hay 100ms và tiếp điểm ngõ
ra của nó sẽ bật ON hoặc OFF khi kết quả đếm được đạt đến một giá
trị cài đặt trước.
 Timer có thể đếm từ 0.001s đến 3276.6s phụ thuộc vào xung clock.
 Timer T192 tới T199 được dùng cho chương trình con và chương trình
ngắt.

 Timer T250 tới T255 là dạng timer có nhớ cho các xung 100ms. Nghĩa
là giá trị hiện hành vẫn được giữ khi cuộn dây timer thì bật về OFF.
Và khi ngõ vào diều khiển bật ON trở lại thì timer có nhớ lại đếm tiếp
từ giá trị bị ngắt.
 Bộ đếm – Counter (C)
Các dạng bộ đếm sau được cung cấp và được dùng tùy theo mục đích:
 Bộ đếm được chốt: Bộ đếm được cung cấp cho tín hiệu bên trong
PLC, tốc độ đáp ứng thường nhỏ cỡ vài chục Hz.
 Bộ đếm 16-bit: Bộ đếm lên với tầm đếm từ 1 tới 32767
 Bộ đếm 32-bit: Bộ đếm lên và xuống, phạm vi đếm từ
-2,147,483,648 đến +2,147483,647
 Bộ đếm tốc độ cao được chốt: Bộ đếm tốc độ cao có thể đếm với
tần số vài kHz mà không cần quan tâm đến hoạt động trong PLC.
Bộ đếm 32 bit: Bộ đếm lên và xuống, phạm vi đến từ
-2,147,483,648 đến +2,147,483,647 (1-pha 1 chiều đếm, 1-pha 2
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 17


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

chiều đếm và 2-pha 2 chiều đếm), được gán cho các relay ngõ vào
riêng.
 Thanh ghi dữ liệu (D)
 Thanh ghi dữ liệu lưu giá trị dữ liệu số.
 Tất cả thanh ghi dữ kiệu trong PLC FX là dạng 16 bit (bit có trọng

số cao nhất của nó là dương hoặc âm). Khi kết hợp 2 thanh ghi lại,
chúng có thể thực hiện giá trị số 32 bit (bit có trọng số cao nhất của
nó là dương hoặc âm).
 Giống với các thiết bị khác, thanh ghi dữ liệu được chia thành dạng
tổng quát và dạng được chốt (có nguồn pin nuôi).
 Thanh ghi mở rộng (R) và thanh ghi tài liệu mở rộng (ER)
 Thanh ghi mở rộng (R) được mở rộng từ dạng của thanh ghi dữ
liệu (D).
 Chúng được bảo vệ bằng nguồn pin chống lại sự cố mất điện.
 Khi bộ nhớ cassette được gắn vào, nội dung của thanh ghi mở rộng
(R) có thể được lưu vào thanh ghi tài liệu mở rộng (ER). Thanh ghi
tài liệu mở rộng chỉ có thể được sử dụng khi có bộ nhớ cassette
được kết nối vào.
 Thanh ghi chỉ mục (V), (Z)
Trong các thanh ghi, loại thanh ghi chỉ mục V & Z được dùng để hiệu
chỉnh. Thanh ghi dữ liệu và thanh ghi chỉ mục được dùng để gán gián
tiếp giá trị định cho timer và bộ đếm hay dùng trong các lệnh ứng
dụng.
 Con trỏ (P) (I)
Con trỏ được phân thành con trỏ rẽ nhánh và con trỏ ngắt:
 Con trỏ rẽ nhánh (P) được xác định điểm đến của lệnh nhảy có điều
kiện CJ (FNC 00) hay lệnh gọi chương trình con CALL (FNC 01).
 Con trỏ ngắt (I) xác định ngắt ngõ vào, ngắt timer hay ngắt bộ đếm.
 Hằng số (K) (H) (E)

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 18

GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

 Giá trị hằng số được sử dụng trong PLC, "K" chỉ giá trị nguyên
thập phân, "H" chỉ giá trị thập lục phân, "E" chỉ giá trị thực (dữ liệu
dấu chấm động).
 Hằng số được dùng như giá trị đặt hay giá trị hiện hành cuả timer
hay bộ đếm hay các toán hạng cho các lệnh ứng dụng.
3.1.5

Lựa chọn bộ điều khiển trong hệ thống

Mitsubishi có nhiều dòng PLC MELSEC FX khác nhau đa dạng phù hợp với
nhiều muc đích sử dụng như là FX0N, FX2N, FX3G,FX3U,…
Với hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao thì tụi em chọn PLC
FX3G-40MR/ES-A đáp ứng các yêu cầu của hệ thống.
 Giới thiệu về FX3G-40MR/ES-A:
FX3G-40MR/ES-A thuộc dòng PLC FX3G được tích hợp bộ nhớ trong lên
đến n 32Kb bước lệnh cho dòng tiêu chuẩn , tốc độ xử lý một lệnh đơn logic
trong thời gian 0.21μs. Thêm vào đó, nó cho phép xử ly trên số thực và các
ngắt. Việc lâp trình trên FX3G đơn giản hơn nhờ vào sự thực thi thông qua
đồng thời 2 công truyền thông tốc độ cao là RS422 và USB.
 Đặc tính kỹ thuật của FX3G-40MR/ES-A:
 Số ngõ vào: 24
 Số ngõ ra: 16 kiểu Relay.
 Nguồn cung cấp:100 – 240V AC(+10% / -15%), 50/60Hz
 Công suất tiêu thụ : 32W
 Truyền thông : USB, RS232C, RS485

 Bộ đếm tốc độ cao: 60 Hz x4 kênh và 10Hz x2 kênh
 Bộ nhớ trong : 32Kb
 Có thể mở rộng 16-128 ngõ vào/ra
 Tích hợp đồng hồ thời gian thực
 Kích thước

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 19


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 3.5 :Kích thước của PLC FX3G-40MR/ES-A
 Sơ đồ các chân

sdvsdvsdvvsHình 3.6 : Sơ đồ các chân của PLC FX3G-40MR/ES-A
Giải thích sơ đồ chân:
 S/S: chân này nối về 0V nếu ta dùng kiểu nối source và nối lên 24V
nếu ta dùng kiểu nối sink.
 L.N đầu vào ta cấp nguồn xoay chiều 220V/AC.
 0V/24V: khi ta cấp nguồn 220V/AC thì trong PLC sẽ tạo ra nguồn
24V để sử dụng.
 X0-X27 đầu vào digital
 Y0-Y17 đầu ra digital
 ● chân này bỏ trống.
 Sơ đồ nối dây:

 Sơ đồ nối dây đầu vào của PLC
 Đầu vào kiểu nút nhấn
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 20


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

a)

b)

Hình 3.7 a) sơ đồ nối dây đầu vào kiểu Sink
b) sơ đồ nối dây đầu vào kiểu Source

 Đầu vào kiểu Transistor

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 21


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

a)

b)
Hình 3.7 a) sơ đồ nối dây đầu ra kiểu Sink
b) sơ đồ nối dây đầu ra kiểu Source

 Sơ đồ nối dây đầu ra của PLC

Hình 3.8 sơ đồ nối dây đầu ra của PLC
3.2 Phần mềm
3.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm GX Works2 của Mitsubishi
GX Works2 là phần mềm cấu hình và lập trình thế hệ kế tiếp cho điều khiển
FX và Q Series . GX Works2 cho phép nhà phát triển có thể "trộn" và kết hợp
từ năm ngôn ngữ lập trình khác nhau, phù hợp với các phong cách lập trình
khác nhau. Nhà phát triển thoải mái thoải mái lựa chọn ngôn ngữ để phát triển
cho phù hợp với công việc. Môi trường này tuân theo tiêu chuẩn IEC1131-3,
cũng cho phép các bộ phận của dự án được lưu trong thư viện để sử dụng trong
các ứng dụng trong tương lai. Điều đó có nghĩa mỗi một chức năng, chức năng
chặn các chương trình, hoặc cấu trúc được viết, được thử nghiệm, và chứng
minh, có thể được tích hợp vào các hệ thống mới trong vòng vài phút. Hoàn
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 22


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

toàn tùy biến các cài đặt, có nghĩa là lựa chọn công cụ và các phím tắt để tối ưu
hóa khả năng trực giác của riêng người dùng. Tích hợp mạng và các module
chức năng đặc biệt giữ cho các tập tin dự án tổ chức và dễ dàng truy cập. Được
xây dựng với PLC ảo trên máy tính mô phỏng cho phép hệ thống hoàn chỉnh
trước khi đến phần cứng. Sau khi dự án được tải về hệ thống thực tế, GX
Works2 bao gồm nhiều chế độ theo dõi , theo dõi chức năng, và khả năng gỡ lỗi
trực tuyến cho phép kiểm soát được tình trạng của ứng dụng.
MELSOFT GX Works2 đại diện cho thế hệ tiếp theo của phần mềm lập trình
trong bảo trì PLC của MELSOFT. Chức năng của nó đã được thừa hưởng từ cả
GX và IEC phát triển, với những cải tiến được thực hiện trong suốt để tăng năng
suất và giảm chi phí kỹ thuật.
Thông qua phần mềm GX Works2 việc biên soạn và lập trình PLC trở nên đơn
giản nhờ các hình vẽ minh họa. Khi đã sử dụng thành thạo những tao tác cơ bản,
thì việc thao tác với PLC trở nên đơn giản vì chỉ cần thao tác lại những thao tác
cũ.

3.2.2 Cấu trúc màn hình của GX Work2

a)Thanh tiêu đề

b)Thanh trình đơn

c)Thanh công cụ

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

d) Thanh trạng thái

Trang 23

f) Màn hình biên soạn


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 3.4: Cấu trúc cửa sổ làm việc của GX Work2

a) Thanh tiêu đề
Thanh tiêu đề sẽ hiển thị tên của thiêt kế đang mở và các biểu tượng
vận hành
Phóng lớn thu nhỏ cửa sổ làm việc GX Work2

Thay đổi kích cỡ hoặc đóng cửa sổ GX Work2

Hiển thị tên dự án

Thu nhỏ cực tiểu GX Work2

Hình 3.5 : Cấu trúc thanh tiêu đề

b) Thanh trình đơn

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 24

Đóng cửa sổ GX Work2


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Khi ta chọn một danh mục trên thanh trình đơn, thanh trình đơn sẽ
trải xuống và hiện ra các chức năng của GX Works2 trong đó.
Hình 3.6: Cấu trúc thanh tiêu đề
Mục biên dịch

Mục dự án

Mục chỉnh
sửa

Mục hiển thị

Mục tìm kiếm
và thaythế

Mục
trực
tuyến

Mục gỡ lỗi

Mục chẩn

đoán

Mục cửa sổ

Mục công cụ

Mục giúp đỡ

c) Thanh công cụ
Các chức năng có tần số sử dụng lớn được bố trí ngay trên thanh công cụ.
Nhờ đó ta có thể thao tác trực tiếp mà không cần lựa chọn từ thanh trình đơn.
Các nội dung của thanh công cụ có thể được di chuyển, bổ sung hoặc
tách rời ra khỏi thanh công cụ. Do đó, nội dung hiển thị và bố trí trên thanh
công cụ sẽ khác nhau tùy vào môi trường làm việc.

Khi ta rê chuột đến vị trí tương
ứng, nội dung của chức năng
đó sẽ hiển thị.

Hình 3.7: Cấu trúc của thanh công cụ
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 25