PHÂN TÍCH CHỌN PLC, đặt địa CHỈ, THIẾT kế sơ đồ NGUYÊN lý

Page |1

PHẦN 1.PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN
PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN
1.1. Phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống phân loại sản phẩm trong công
nghiệp
1.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống phân loại sản phẩm
Ngày nay trong công cuộc đổi mới khoa học kỹ thuật tiến bộ thì việc sử dụng
các loại máy móc đang dần thay thế sức lao động của con người.Khoa học kỹ
thuật áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực từ sản xuất công nghiệp,nông nghiệp,y
tế,học đường…trong đó công nghệ tự động hóa được chú trọng hàng đầu.qua
quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học thì việc sản xuất ra những thiết b ị
hiện đại đem lại hiệu quả cao.
Đối với ngành công nghiệp sản xuất,chế tạo ta có thể thấy rất rõ các thành tựu
đã đạt được của kho học kỹ thuật nói chung và tự động hóa nói riêng
Trong các xí nghiệp sản xuất thì đều được chia ra làm nhiều công đoạn,dây
truyền khác nhau.Một trong những công đoạn đó là dây truyền phân loại sản
phẩm.điều này thấy rất rõ trong công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng thùng.
Mục đích hàng đầu của các xí nghiệp ,doanh nghiệp là đạt chỉ tiêu về số lượng
cũng như về chất lượng.Vì vây,mỗi công đoạn cần tính toán thiết kế đảm bảo
năng suất,giảm thời gian quá độ giữa các công đoạn.Từ đó tiết kiệm chị phí sản
xuất,tăng năng suất,chất lượng sản phẩm.Hàng hóa chủ yếu được sản xuất dưới
hình thức hàng loạt,vì vậy sản phẩm sản xuất ra cần được phân loại theo hình
thức.
Do vậy,trong sản xuất công nghiệp nói chung và hàng hóa nói riêng thì công
đoạn phân loại là rất quan trọng.nó quyết định rất lớn tới các công đoạn sau đó.
Ngày nay,phân loại sản phẩm được chia ra làm rất nhiều hình thức khác nhau
tùy theo yêu cầu của sản phẩm đặt ra trong đó có các hình thức phổ biến như :
Phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Phân loại sản phẩm theo khối lượng.
Phân loại sản phẩm theo màu sắc.

Phân loại sản phẩm,phế phẩm.


Page |2

1.1.2. Phân tích yêu cầu công nghệ
1.1.2.1. Yêu cầu công nghệ

Khi ấn nút START hệ thống bắt đầu làm việc: Băng tải 1 vận chuyển sản phẩm
tới băng tải 2.Nếu sản phẩm là thấp băng tải 2 sẽ chạy thuận,nếu sản phẩm tới là
cao thì băng tải 2 sẽ chạy nghịch.Khi băng tải 2 dừng thì băng tải 1 sẽ chạy
lại.Khi số sản phẩm thấp vào thùng là 10 hoặc số sản phẩm cao vào thùng là 10
sản phẩm thì băng tải vận chuyển tạm nghỉ 5 phút để băng tải di chuyển thùng
sản phẩm đi đóng gói.Hệ thống lặp lại như cũ khi vận chuyển thùng sản phẩm
xong,thúng mới vào vị trí nhận sản phẩm.Hệ thống sẽ ngừng làm việc khi ấn nút
STOP.Dộng cơ truyền động băng tải 1 có 2 cấp tốc độ và có bảo vệ quá tải và
ngắn mạch.
1.1.2.2. Phân tích hệ
Phân tích hệ: có thể phân hệ thống điều khiển vận chuyển và phân loại sản phẩm
thành 2 hệ
-Hệ điều khiển băng tải 1:
TT1 là trạng thái đầu khi cấp nguồn cho hệ
TT2 là trạng thái băng tải dừng sau khi ấn nút start
TT3 là trạng thái băng tải chạy.


Page |3

TT4 là trạng thái băng tải dừng khi có sự cố
Khi cấp nguồn cho hệ thì hệ ở trạng thái T1, ấn nút khởi động start hệ chuyển

sang trạng thái T2, nếu băng tải 2 đang dừng và có sản phẩm trên băng tải tải 1
thì hệ chuyển sang trạng thái T3. Khi băng tải chạy nếu cảm biến thứ 2 phát hiện
có sản phẩm thì sau 3s hệ chuyển sang trạng thái T2.Khi hệ thống gặp sự cố quá
tải hay ngắn mạch thì hệ thống sẽ chuyển từ trạng thái T3 sang trạng thái T4,khi
sự cố đã được giải trừ thì hệ tiếp tục làm việc. Khi đang chạy hoặc đang dừng
mà ấn nút dừng stop thì hệ chuyển về trạng thái T1(từ T2 về T1 hoặc từ T3 về
T1).
-Hệ điều khiển băng tải 2:
TT1 là trạng thái hệ được cấp nguồn để chuẩn bị làm việc
TT2 là trạng thái hệ được kích hoạt
TT3 là trạng thái băng tải chạy thuận
TT4 là trạng thái băng tải chạy nghịch
TT5 là trạng thái hệ chờ để thay thùng sản phẩm mới
Sau khi hệ được đóng nguồn thì ở trạng thái T1, ấn nút start hệ chuyển sang
trạng thái T2. Từ trạng thái T2 hoặc hệ chuyển sang trạng thái T3 sau khi phát
hiện sản phẩm cao một khoảng thời gian 3s hoặc hệ chuyển sang trạng thái T4
sau phát hiện sản phẩm thấp một khoảng thời gian 3s. Hệ ở trạng thái T3 hoặc
T4 trong khoảng thời gian 7s rồi chuyển về trạng thái T2. Hệ chuyển từ trạng
thái T3 hoặc T4 về trạng thái T5 khi C=10. Sau khi hệ ở trạng thái T5 trong
khoảng thời gian 5 phút thì hệ chuyển về trạng thái T2. Khi hệ đang ở trạng thái
bất kì nào đó mà ấn nút stop thì hệ chuyển về trạng thái T1.


Page |4

1.2. Lựa chọn phương án thực hiện
1.2.1. Nút ấn
Nút ấn (nút điều khiển) là khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa các thiết bị điện
từ khác nhau, chuyển đổi các mạch điều khiển.

Nút ấn có hai loại:
+ Nút ấn thường mở:
+ Nút ấn thường kín:


Page |5

Trong đồ án này em chọn nút ấn thường mở cho các nút ấn trong bảng điều
khiển
1.2.2. Động cơ truyền động cho các hệ thống
Động cơ là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống ,thường xuyên phải
làm việc với nhiều trạng thái như là khởi động (quá trình quá độ),trạng thái quá
tải , trạng thái hãm.Hiện nay chia ra làm hai loại động cơ chính là:
+ Động cơ điện xoay chiều .
+ Động cơ điện 1 chiều .
1.2.2.1. Động cơ điện xoay chiều
-Động cơ không đồng bộ:
Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công
suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sở
dĩ như vậy: là do động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vật
hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha , và về
kinh tế giá thành nhỏ hơn so với động cơ một chiều. Động cơ không đồng bộ có
hai loại chính là:
+ Động cơ rôto lồng sóc
+ Động cơ rô to dây quấn
U~


0
th

U~

§
§

Ký hiệu động cơ không

0

b) Ký hiệu động cơ không

đồng bộ ba pha rôto lồng sóc

đồng bộ ba pha rôto dây quấn


Page |6

-Động cơ đồng bộ:
Động cơ đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong những truyền động công suất
trung bình và lớn ,có yêu cầu ổn định tốc độ cao .Động cơ đồng bộ thường dùng
cho máy bơm quạt gió , hệ truyền động trong nhà máy luyện kim và cũng
thường dùng làm động cơ sơ cấp trong các tổ máy phát - Động cơ công suất lớn.
Động cơ đồng bộ có độ ổn định tốc độ cao hệ số cosφ và hiệu suất lớn ,vận hành
tin cậy.

1.2.2.2. Động cơ một chiều
Động cơ một chiều được ra đời rất sớm và cơ sở lý thuyết về loại động cơ này
đã được hoàn thiện . Hiện nay nó chiếm 70 % trong các hệ truyền động từ công

suất nhỏ đến công suất lớn .Tuỳ thuộc vào yêu cầu hệ truyền động mà động cơ
một chiều có cuộn kích từ mắc nối tiếp hay song song với phần ứng nên chia
làm hai loại động cơ một chiều:
+Động cơ một chiều kích từ độc lập
+Động cơ một chiều kích từ nối tiếp
+Động cơ một chiều hỗn hợp
-Động cơ một chiều kích từ nối tiếp.
Sơ đồ nguyên lý và dạng đặc tính cơ như hình vẽ

n
u¦

+

-

r f =0

ckt

rf

®c

rf# 0
m

Đặc điểm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp là cuộn kích từ mắc nối tiếp
với cuộn dây phần ứng, nên cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ , số vòng
ít, chế tạo dễ dàng

- Động cơ một chiều kích từ độc lập.


Page |7

Sơ đồ nguyên lý và dạng đặc tính cơ như hình vẽ

+

u¦

-

n
no

®c
ckt

m

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ mắc vào nguồn một
chiều độc lập (đối nguồn có công suất không đủ lớn) và cũng có thể cuộn kích từ
mắc song song với mạch phần ứng (đối nguồn một chiều có công suất vô cùng
lớn).
Đặc điểm: Đối với động cơ loại này cuộn kích từ mắc độc lập với phần ứng
động cơ nên tiết diện dây nhỏ ,điện trở lớn ,dòng kích từ không phụ thuộc vào
tính chất của tải .
-Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp
Loại động cơ này có 2 cuộn dây kích từ một cuộn mắc song song ,một mắc nối

tiếp với phần ứng động cơ vì vậy nó tận dụng được các ưu điểm của động cơ
một chiều kích từ nối tiếp và kích từ độc lập
Kết luận:
Qua phân tích và các nhận xét về các loại động cơ ta thấy mỗi loại động cơ có
những ưu điểm riêng cho từng loại phụ tải giá thành và môi trường làm việc
.Căn cứ vào yêu cầu thiết kế của đề tài thấy động cơ một chiều có nhiều ưu điểm
hơn động cơ xoay chiều .
Vì vậy em chọn động cơ một chiều kích từ độc lập làm động cơ truyền động
trong hệ thống.


Page |8

1.2.3. Cảm biến

Hình ảnh một số loại cảm biến thông dụng
Các cảm biến (Sensor) giúp cho PLC phát hiện các trạng thái và đo lường các
giá trị của một quá trình. Cảm biến Logic chỉ xác định trạng thái đúng hay sai
của một hiện tượng vật lý, còn cảm biến liên tục biến đổi hiện tượng vật lý thành
các tín hiệu đo lường được dưới dạng điện áp hay dòng điện.
Các loại cảm biến logic cơ bản thường gặp:


Page |9

+ Cảm biến điện cảm (Inductive Sensor)
+ Cảm biến điện dung (Capacitive Sensor)
+ Cảm biến quang (Optical Sensor)
+ Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor)
+ Cảm biến tiếp xúc cơ…

Các loại cảm biến tương tự cơ bản thường gặp:
+ Cảm biến góc quay/Cảm biến vị trí
+ Cảm biến gia tốc
+ Cảm biến nhiệt độ
+ Cảm biến áp suất/Cảm biến lưu lượng
+ Cảm biến ứng suất/biến dạng/ lực
+ Cảm biến ánh sáng..
Trong đồ án này em chọn cảm biến làm cảm biến vị trí trong hệ thống điều
khiển logic sử dụng PLC cho công đoạn phân loại sản phẩm trong công nghiệp.
1.2.4. Chọn băng tải
Hiện nay băng tải thường sử dụng đẻ vận chuyển các sản phẩm,chi tiết trong
công nghiệp khai thác,chế biến,phân loại…theo phương ngang hoặc phương
nghiêng.
Trong các dây chuyền sản xuất băng tải được sử dụng khá phổ biến,nó được
dùng làm phương tiện di chuyển từ công đoạn này đến công đoạn khác.Nó giúp
giảm thời gian di chuyển cũng như sức lao động của con người.
Dưới đây là một số hình ảnh của băng tải:


P a g e | 10

Ưu điểm của băng tải:
Cấu tạo đơn giản,bền có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo phương
ngang,phương nghiêng hoặc kết hợp cả phương ngang và phương nghiêng.
Vốn đầu tư không cao,vận hành đơn giản,bảo dưỡng,sửa chữa,thay thế dễ
dàng.Độ tin cậy cao nhất là khi vận chuyển sản phẩm theo chu kỳ ở công đoạn
nhất định,tiêu hao năng lượng nhỏ hơn so với các máy vận chuyển ở cùng 1
năng suất.
Cấu tạo của băng tải:

Chú thích:
1: Bộ phận kéo cùng các yếu tố trực tiếp mang vật.
2: Trạm dẫn động,truyền chuyển động cho bộ phận kéo.
3: Bộ phận căng,tạo lực cần thiết cho bộ phận kéo.


P a g e | 11

4: Hệ thống đỡ băng (con lăn,giá đỡ),làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu
tố làm việc.
-Một số loại băng tải thường sử dụng trong thực tế
Băng tải dây đai có tải trọng <50 kg
Băng tải thanh đẩy (50-250 kg)
Băng tải lá (25-125 kg)
-Chọn băng tải cho công đoạn phân loại sản phẩm
Do công đoạn là phân loại sản phẩm theo chiều cao nên yêu cầu băng tải phải
bằng phẳng để đẩm bảo độ tin cậy cho cảm biến.
Từ những yêu cầu thực tế của quá trình công nghệ ta chọn loại băng tải dây đai
cỏ tải trọng nhỏ <50 kg.có phạm vi ứng dụng rộng rãi để vận chuyển sản phẩm
đi đóng gói
-Đặc biệt băng tải dây đai còn có ưu điểm rất lớn sau:
Tải trọng băng tải nhỏ
Kết cấu cơ khí đơn giản
Dễ dàng hiệu chỉnh băng tải


P a g e | 12

PHẦN 2.PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG,
THIẾT KẾ HÀM LOGIC

2.1. Phân tích chọn biến vào/ra
2.1.1. Biến vào
- M: Nút ấn Start (thường mở),
+ M=1: Nút ấn được ấn,
+ M=0: nút ấn không được ấn
- d: Nút ấn Stop (thường đóng),
+ d=1: Nút ấn không được ấn
+ d=0: Nút ấn được ấn
- X: các cảm biến trong hệ thống
+ X1: cảm biến s1 chức năng phát hiện sản phẩm đi qua để quyết định băng
tải 1 chạy hay dừng, X1=1 cảm biến phát hiện sản phẩm , X1 =0 cảm biến chưa
phát hiện sản phẩm.
+ X2: Cảm biến s2 có chức năng phân loại sản phẩm cao, X2 =1 cảm biến
phát hiện sản phẩm, X2 =0 cảm biến chưa phát hiện sản phẩm.
+ X3: Cảm biến s2 có chức năng là đầu vào kích cho bộ đếm timer 3s và là
cảm biến phân loại sản phẩm thấp, X3=1 cảm biến phát hiện sản phẩm, X4 =0
cảm biến chưa phát hiện sản phẩm.
- F: tín hiệu sự cố


P a g e | 13

+F1: sự cố ngắn mạch, F1=1~ không có sự cố, F1=0~ có sự cố
+F2: sự cố quá tải, F2=1~ không có sự cố, F2=0~ có sự cố
- T: Biến thời gian
+ T1: biến thời gian bằng 3s, T1=1~ thời gian lớn hơn hoặc bằng 3s, T1=0~
thời gian nhỏ hơn 3s
+ T2: biến thời gian bằng 7s, T2=1~ thời gian lớn hơn hoặc bằng 7s, T2=0~
thời gian nhỏ hơn 7s
+ T3: biến thời gian bằng 5 phút, T3=1~ thời gian lớn hơn hoặc bằng 5 phút,

T3=0~ thời gian nhỏ hơn 5 phút
- C =10: Biến đếm sản phẩm.
C1: biến đếm sản phẩm thấp
+ C1=1: hệ thống đếm đủ 10 sản phẩm thấp
+ C1=0: hệ thống chưa đếm đủ 10 sản phẩm thấp
C2: biến đếm sản phẩm cao
+ C2=1: hệ thống đếm đủ 10 sản phẩm cao
+ C2=0: hệ thống chưa đếm đủ 10 sản phẩm cao
2.1.2. Biến ra
- Y: là biến ra điều khiển động cơ băng tải 1
- T: là biến ra điều khiển băng tải 2 chạy thuận
- N: là biến ra điều khiển băng tải 2 chạy ngược
2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic
2.2.1. Các phương pháp mô tả hệ thống
Phương pháp bảng chuyển trạng thái:
Phương pháp này mô tả quá trình chuyển đổi trạng thái dưới hình thức bảng
+ Các cột của bảng ghi các biến vào và biến ra
+ Các hàng của bảng ghi các trạng thái trong của mạch (S1, S2, S3…).Số hàng
của bảng chỉ rõ số trạng thái trong cần có của hệ.


P a g e | 14

+ Các ô giao nhau của cột biến vào và các hàng trạng thái sẽ ghi trạng thái của
mạch. Nếu trạng thái mạch trùng với tên hàng thì đó là trạng thái “ổn định”, nếu
trạng thái mạch không trùng với tên hàng thì đó là trạng thái “không ổn định”.
+ Các ô giao nhau của cột tín hiệu ra và các hàng trạng thái sẽ ghi giá trị tín hiệu
ra tương ứng.
Phương pháp đồ hình trạng thái:
Đồ hình trạng thái là hình vẽ mô tả các trạng thái chuyển của một mạch logic

trình tự, đồ hình gồm các đỉnh và các cung định hướng trên đó ghi các tín hiệu
vào/ra và kết quả.Phương pháp này thường chỉ dùng cho hàm một đầu ra. Ta sẽ
xét hai loại: đồ hình Mealy và đồ hình Moore.
- Đồ hình Mealy
Đồ hình Mealy gồm các đỉnh biểu diễn các trạng thái trong của mạch và các
cung định hướng, trên các cung ghi biến tác động và kết quả hàm khi chịu sự tác
động của biến đó.Đồ hình Mealy chính là chuyển bảng trạng thái thành dạng đồ
hoạ.
- Đồ hình Moore
Trong đồ hình Moore, các đỉnh là các trạng thái và giá trị của hàm, còn các
cung định hướng sẽ ghi biến tác động.
Phương pháp lưu đồ:
Đồ hình thuật toán là cách mô tả hệ thống một cách suy luận trực quan. Các khối
chính của lưu đồ và các khối được mô tả ở hình

Sau đây ta biểu diễn đồ hình Moore cho hệ điều khiển 2 băng tải 1 và 2.


P a g e | 15

2.2.2. Hệ thống điều khiển băng tải 1
- Dựa vào phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống băng tải 1 trong mục 1.1.2 ta
xây dựng được đồ hình Moore của hệ thống như sau:
- Do hệ thống có 5 trạng thái nên ta chọn 03 phần tử nhớ A,B,C loại RS để lưu
các trạng thái trên. Mã hóa các trạng thái như hình sau:

M.F1.F2

010

XYZ
000

TT2
Y=0

TT1
Y=0

d'
001
T1+C1+C2

d'

TT5
Y=x

X1.T'.N'.F1.F2.C1'.C2'.T3

d'
F1'+F2'
111

TT4
Y=0
(F1+F2).M

- Hàm kích cho các phần tử nhớ:
SX=YZ×(+)

RX=XYZ×M×(F1+F2)
SY =×M×F1×F2
RY=(YZ+Y)×
SZ =Y×X1×××F1×F2×××T3
RZ=×+YZ×(T1+C1+C2)
- Xác định hàm logic cho các biến ra Y:
Y

TT3
Y=1

011


P a g e | 16

X

YZ

0

00

01

11

10

0

x

1

0

x

x

0

1

x

Y=Z

2.2.3. Hệ thống điều khiển băng tải 2
- Dựa vào phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống trong mục 1.1.2 ta xây dựng
được đồ hình Moore của hệ thống như sau:
- Do hệ thống có 10 trạng thái nên ta chọn 04 phần tử nhớ A,B,C,D loại RS để
lưu các trạng thái trên. Mã hóa các trạng thái như hình sau:
d'
0111

M

1110
TT2

TT8

TN=00

ABCD
TT1
TN=00

1111

TN=XX

d'
d'

T2
TT3
d'

C1+C2

TN=10

T2
TT9

0110

TN=XX

TT6

1011

0100

TN=XX

T3

d'
d'

C1+C2
TT4
TN=01

TT10

0011
C1+C2

TN=XX

TN=XX

1101

d'

- Hàm kích cho các phần tử nhớ:
SA=(BD+CD+BCD+BC)×
RA=ABCD×M
SB= CD×T2+D×(C1+C2)+CD×
RB=BCD×X2×X3×××T1
SC=ABD×+BD×T3
RC=(CD+BC)×(C1+C2)

TT5
TN=00 0101

TT7

0001

C1+C2


P a g e | 17

SD=BC×T2+B×(C1+C2)+ABC×
RD=BCD××X3×××T1
- Xác định hàm logic cho các biến ra: T và N

T
AB

CD

00

01

11

10

00

0

x

x

x

01

x

x

x

x

11

0

x

x

0

10

0

1

x

x

CD 00

01

11

10

T=D
N
AB

N=B

00

0

x

x

x

01

x

x

x

x

11

1

x

x

0

10

0

0

x

x


P a g e | 18

2.2.4. Mạch khống chế khởi động động cơ
-

RI

Y

1G

Rn

Y

Ð

CKÐ

Y

RTh1

RTh1

1G

2.2.5. Timer
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong ddieuf
khiển thường được gọi là khâu trễ.Trong S7-200 có hai loại Timer khác nhau:
- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), ký hiệu là TON.
- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu là TONR.
Trong đồ án này em chọn Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (TON) có thời
gian trễ là 1s
- Tín hiệu kích thích cho bộ định thời tạo thời gian trễ t=3s là X2=1 hoặc X2=1
và X3=1
- Tín hiệu kích thích cho bộ định thời tạo thời gian trễ t=7s là sau khi có tín hiệu
T1=0
- Tín hiệu kích thích cho bộ định thời tạo thời gian trễ t=5 phút là C1=1 hoặc
C2=1
2.2.6. Counter
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn lên của xung.Trong S7-200
CÓ 2 loại bộ đếm :
+ bộ đếm tiến(CTU)
+ bộ đếm tiến/lùi(CTUD)
Trong phạm vi đồ án này em chọn bộ đếm tiến CTU

P a g e | 19

- Gía trị đặt trược C=10
- Tín hiệu kích thích đếm:
+ Đếm sản phẩm cao X2=1 và X3=1
+ Đếm sản phẩm thấp X3=1


P a g e | 20

PHẦN 3.PHÂN TÍCH CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ, THIẾT KẾ SƠ ĐỒ
NGUYÊN LÝ
3.1. Phân tích chọn PLC
3.1.1. Giới thiệu chung về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển logic
lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển
logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.
PLC được cấu thành từ hai phần chính:
+ Phần cứng: Được cấu tạo nên bởi vi xử lý, ROM, RAM
+ Phần mềm: Thực chất là một ngôn ngữ dịch để tạo ra ngôn ngữ lập trình gần
con người nhất và tối giản nhất, nó có nhiệm vụ chỉ ra các thiết bị được sử dụng
với địa chỉ cụ thể và chức năng với thông số cụ thể cũng như cách nối các thiết
bị với nhau. Phần mềm này cho phép ta lập được chương trình điều khiển theo
công nghệ có thể thực hiện trên máy tính PC hoặc trên máy lập trình PG sau đó
chuyển chương trình vào bộ nhớ RAM.
Thực tế trong công nghệ để đảm bảo độ tin cậy sau khi lập trình chương trình
điều khiển chạy thử kiểm nghiệm đảm bảo thì chuyển chương trình vào EPROM
khi đó trong quá trình sử dụng không sợ chương trình bị thay đổi.
3.1.2. Giới thiệu họ PLC S7-200

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình của hãng Siemens (CHLB Đức),
có cấu trúc theo kiểu module và có các modulee mở rộng. Các module này được
sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau. S7-200 được cấu tạo
theo các module trong đó module chính là module chứa CPU có địa chỉ cửa vào
ra, còn các module mở rộng có thể là tương tự hoặc số và địa chỉ hoàn toàn phụ
thuộc vào kiểu module và vị trí của module trong hệ vì vậy không ghi địa chỉ.
Thành phần cơ bản của S7 - 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về
hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số
đầu vào/ra nguồn cung cấp.
- CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng


P a g e | 21

2 module mở rộng.
- CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm
bằng 7 module mở rộng.
S7-200 có nhiều loại module mở rộng khác nhau.
CPU 212 bao gồm
+ 512 từ đơn tức là 1KB để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ
đọc/ghi được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với EPROM.
+ Có 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic.
+ Có thể ghép nối thêm 2 module để mở rộng số cổng vào/ra, bao
gồm cả module tương từ (analog).
+ Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
+ Có 64 bộ tạo thời gian trễ
+ Có 64 bộ đếm, chia làm hai loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại
vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
+ 368 bít nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bít đặt
chế độ làm việc.

+ Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm ngắt
truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và
ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2 KHz).
+ Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50h khi PLC bị
mất nguồn nuôi.
CPU 214 bao gồm
+ 2048 từ đơn (4KB) để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ghi
được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM.
+ Có 14 cổng vào và 10 cổng ra logic
+ Có 7 module để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm cả module
analog.
+ Tổng số cổng vào ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
+ Có 128 bộ tạo thời gian trễ.
+ Có 128 bộ đếm chia làm hai loại chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa


P a g e | 22

đếm lùi.
+ Có 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ
làm việc.
+ Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm ngắt truyền thông, ngắt theo
sườn lên hoặc xuống, ngắt theo thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt
truyền xung.
+ Có 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7 KHz.
+ Có 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM
+ Có 2 bộ điều chỉnh tương tự
+Toàn bộ vùng nhớ không bị mất giữ liệu trong khoảng thời gian
190h khi PLC bị mất nguồn nuôi.
3.1.3. Kết luận chọn PLC

Dựa vào các biến đầu vào trong phạm vi đề tài này em chọn CPU 214
3.1.4. Đặt địa chỉ
- Đặt địa chỉ cho các biến vào
Biến vào

Địa chỉ

Chức năng

M

I0.0

Khởi động hệ thống

d

I0.1

Cưỡng bức dừng hệ thống

S1

I0.2

Sensor S1 phát hiện sản phẩm

S2

I0.3

Sensor S2 phát hiện sản phẩm cao

S3

I0.4

Sensor S3 phát hiện sản phẩm thấp

Rn

I0.5

Tiếp điểm rơle nhiệt bảo vệ quá tải

RI

I0.6

Tiếp điểm rơle dòng bảo vệ ngắn mạch


P a g e | 23

- Đặt địa chỉ cho các biến nội bộ

Biến nội bộ

Địa chỉ

Chức năng

T1

T37

Tạo bộ đếm thời gian t=3s

T2

T38

Tạo bộ đếm thời gian t=7s

T3

T39

Tạo bộ đếm thời gian t=5 phút

C1

C1

Tạo bộ đếm counter đếm 10 sản phẩm thấp

C2

C2

Tạo bộ đếm counter đếm 10 sản phẩm cao

Trigơ R-S (X)

M0.0

Trigơ nhớ X được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (Y)

M0.1

Trigơ nhớ Y được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (Z)

M0.2

Trigơ nhớ Z được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (A)

M0.3

Trigơ nhớ A được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (B)

M0.4

Trigơ nhớ B được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (C)

M0.5

Trigơ nhớ C được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

Trigơ R-S (D)

M0.6

Trigơ nhớ D được lưu vào địa chỉ nhớ nội bộ

- Đặt địa chỉ cho các biến ra
Biến ra

Địa chỉ

Chức năng

TG1

Q0.0

Đầu ra dùng để điều khiển động cơ băng tải 1 chạy

TG2

Q0.1

Đầu ra dùng để điều khiển động cơ băng tải 1 chạy
thuận

TG3

Q0.2

Đầu ra dùng để điều khiển động cơ băng tải 2 chạy
ngược