Hướng dẫn lập trình PLC Mistubishi

MỤC LỤC
CHƢƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PLC MISUBISHI HỌ FX
-Giới thiệu chung về PLC ------------------------------------------------------------------ 3
Sơ đồ đấu dây ------------------------------------------------------------------------------- 4
Các thiết bị trên bộ PLC FX --------------------------------------------------------------- 6
Các đặc tính kỹ thuật chung --------------------------------------------------------------- 7
Kết nối PLC với các Module mở rộng
------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
0
6. Tập lệnh cơ bản trên bộ PLC FX
------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
3
7. Bài tập cơ bản
------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
8

AU

.,

LT

D

1.
2.
3.
4.
5.

CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH LADER

IA

C

H

II.1. Các lệnh ứng dụng đặc biệt
--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
6

TH

U
YK

H

1. Nhóm lệnh sử lý toán học
------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
6
2. Nhóm lệnh điều khiển lưu trình
------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
0
3. Nhóm lệnh so sánh và di chuyển
------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
3
4. Nhóm lệnh quay và dịch chuyển chuỗi bit
------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
5

5. Nhóm lệnh sử lý dữ liệu
------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
8
6. Nhóm lệnh sử lý tốc độ cao
------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
9


7. Đồng hồ thời gian thực
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2
II.2. Cách xây dựng lập trình bài toán

CHƢƠNG III : CÁC LOẠI XY LANH VÀ CÁC VALSE

LT

D

1. Sơ đồ khối về thuật toán
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
3
2. Các bài tập cơ bản
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
4

C

H

AU

.,

1. Cấu tạo các loại Xy-Lanh
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
7
2. Các loại Valse
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
7

IA

CHƢƠNG IV : ỨNG DỤNG PLC MISUBISHI TRONG ĐIỀU KHIỂN

TH

U
YK

H

1. Bộ đếm tốc độ cao (HSC)
------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
9
2. Thuật toán Analog
------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
2
3. Thuật toán PID
------------------------------------------------------------------------------------------------- 5

5
CHƢƠNG V: BÀI TẬP THỰC HÀNH TRÊN HỌ FX
----------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
8

Lời mở đầu


Giáo trình PLC MISUBISHI đƣợc biên soạn nhằm cung cấp thêm tài liệu cho
các đọc giả tham khỏa thêm
Phần chính của giáo trình này cung cấp các tính năng đặc biệt của họ PLC
MISUBISHI FX , phƣơng pháp lập trình, thiết kế các bộ điều khiển, điều khiển
động cơ, điều khiển băng tải, đồng hồ thời gian thực, điều khiển Analog, bộ điều

D

khiển PID…..Do nội dung khá rộng nên tác giả cố gắng trình bày ngắn gọn để làm

LT

tài liệu nghiên cứu thêm.

.,

Một hệ thống tự động gồm có 3 thành phần cơ bản là bộ điều khiển, cảm biến

AU

đo lƣờng và cơ cấu chấp hành. Trong các dây chuyền sản xuất, đặc biệt là cơ cấu tay
máy thì các phần tử khí nén là cơ cấu chấp hành không thể thiếu đƣợc. Mục đích

H

của tài liệu này là cung cấp thêm kiến thức cơ bản về các phần tử khí nén cũng nhƣ

C

ứng dụng của chúng trong các hệ thống điều khiển tự động phục vụ cho sản xuất.

IA

Riêng phần thực hành các đọc giả có thể tham khảo các bài tập và nhờ Giáo

TH

U
YK

H

viên s hƣớng dẫn để điều khiển các hệ thống thực tại lớp.


CHƢƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PLC MISUBISHI HỌ FX

D

1. Giới thiệu chung về PLC Misubishi.

LT

a. khái niệm:

.,

- PLC là bộ điều khiển lập trình “ Programmable Logic Controller”

IA

C

H

AU

-Bộ điều khiển lập trình là một thiết bị mà người sử dụng có thể lập trình để thực hiện
một loạt hay trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích
thích “ngõ vào “ tác động vào PC hoặc qua các hoạt động trễ như thời gian định thì
hay các sự kiện được đếm.Một khi sự kiện được kích hoạt, nó ở trạng thái ON hoặc
OF.Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử
dụng lập trình ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại thời điểm đã lập
trình.

U
YK

H

-Cấu trúc của bộ điều khiển lập trình có thể được phân thành các thành phần.Bộ phận
mà chương trình được nạp vào lưu trữ và xử lý thường được gọi là Main processing

hay còn gọi là CPU.
Vậy, lập trình cho một PLC là đi tìm điều kiện tín hiệu ngõ vào tác động lên đối
tượng điều khiển cho tín hiệu ngõ ra tương ứng.

TH

b. Giới thiệu chung về PLC Misubishi:
- PLC FX là một loại PLC micro của hãng MISUBISHI nhưng có nhiều tính năng
mạnh mẽ. Loại PLC này được tích hợp sẵn các I/O trên CPU.


D
LT
.,
AU

H

IA

C

H

PLC FX ra đời từ năm 1981 cho đến nay đã có rất nhiều chủng loại tùy theo
Model như: F , F1, FX1, FX0(S), FX0N, FX1S, FX1N, FX2N…và FX3U. Tùy theo
Model mà các loại này có dung lượng bộ nhớ khác nhau.Dung lượng bộ nhớ chương
trình có thể từ 2kStep đến 8kStep (hoặc 64kStep khi gắn thêm bộ nhớ ngoài).Tổng số
I/O đối với các loại này có thể lên đến 256 I/O, riêng đối với FX3U(C) có thể lên đến
384 I/O. Số Module mở rộng có thể lên đến 8 Module.

U
YK

Loại PLC FX tích hợp nhiều chức năng trên CPU (Main Unit) như ngõ ra xung hai
tọa độ, bộ đếm tốc độ cao (HSC), PID, đồng hồ thời gian thực…

TH

Module mở rộng nhiều chủng loại như Analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển vị trí,
các Module mạng như Cclink, Profibus….
Ngoài ra còn có các board mở rộng (Extension Board) như Analog, các board
dùng cho truyền thông các chuẩn RS232, RS422, RS485, và cả USB.
Để lập trình PLC ta có thể sử dụng các phần mền sau: FXGP_WIN_E,
GX_Developer.
Các phương pháp lập trình như: Ladder, Instruction, SFC
Một PLC gồm có:
 Tín hiệu ngõ vào:X
 Tín hiệu ngõ ra : Y


AU

.,

LT

D

 Bộ định thời Timers :T

 Bộ đếm Counter: C
 Các cờ nhớ của PLC: M và S
2. Sơ đồ đấu dây.

TH

U
YK

H

IA

C

H

a. Đấu dây ngõ vào.


U
YK

H

D

IA

C

H

AU

.,

LT

b. Đấu dây ngõ ra.
 Ngõ ra output (Relay)

TH

 Ngõ ra output (Transitor)

3. Các đặc tính kỹ thuật chung
a. Đặc tính ngõ vào.


FX bộ phận chính ,FX Modul mở rộng
X0 ->X7
X10 ->
24VDC 10%
24VDC,7mA
24VDC, 5mA
>4.5mA
>3.5mA
<1.5 mA
<10ms

Dùng photocoupler
Dùng led

LT

D

Điện áp ngõ vào
Dòng ngõ vào
Công tắc ngõ
Off-> On
vào
On-> Off
Thời gian đáp ứng
Cách ly mạch điện dùng
Chỉ dẫn hoạt động

.,

b. Đặc tính ngõ ra.
Ngõ ra dùng relay
<240VAC,<30VDC
2A/1 ngõ, 8A/Com
80VA
100w(1.17A/85VAC,
0.4A/250VAC)
Khi nguồn cấp nhỏ hơn
5VDC thì cho phép ít
nhất 2mA

AU

Mô tả

IA

C

H

Điện áp
Tỷ lệ dòng điện /N ngõ
Công suất lớn nhất của tải
Đèn phụ tải lớn

Off>On

U
YK

Thời
gain đáp ứng

H

Phụ tải nhỏ

10ms

ON-

Ngõ ra dùng Transistor
5-> 30VDC
0.5A/1 ngõ, 0.8A/Com
12W/24VDC
1.5W/24VDC
---------------

<0.2ms; <5 S (chỉ
Y0,Y1)

>OFF

TH

Mạch cách ly
Dòng điện rỉ
Chỉ dẫn hoạt động

Bằng Relay
Photocuopler
---------------0.1mA/30VDC
LED sáng khi cuộn dây được kích hoạt

4. Các thiết bị trên bộ PLC FX
Có 6 thiết bị lập trình cơ bản. Mỗi thiết bị có công dụng riêng. Để dễ dàng xác định
thì mỗi thiết bị gán cho một ký tự.
 X: Dùng để chỉ ngõ vào vật lý gắn trực tiếp vào PC. Các ngõ vào này có thứ tự
đếm theo hệ đếm bát phân X0X1X2X3X4X5X6X7, X10X11…..

 Y: Dùng để chỉ ngõ ra trực tiếp từ PC. Các ngõ ra này có thứ tự đếm theo hệ
đếm bát phân Y0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7, Y 10 Y 11…..
 M và S : Dùng như là các cờ hoạt động trong PC.
Tất cả các thiết bị trên được gọi là các „thiết bị bit‟ nghĩa là các thiết bị này có hai
trạng thái ON hoặc Off. 1 hoặc 0.
Ta có thể tổ hợp các thiết bị bit lại để có thể tạo thành một dữ liệu 4bit, Byte,
Word, hay Doulbe Word như sau:

D

K1M0 = M3M2M1M0(tương ứng dữ liệu 4bit)

LT

K2M10 =M17M16M15M14M13M12M11M10(tương ứng với dữ liệu 8bit)
Tổng quát: KnMm ( 1 n 8 )

FX1N
FX2N(C)
Thực hiện chương trình tuần hoàn

Ngôn ngữ lập trình
Dung lượng chương
trình
Cấu hình vào /ra có
thề
Rơle
phụ trợ
(M)

Rơle
trạng

Chung
Được chốt
Chuyên
dùng
Chung
Được chốt

FX3U(C)

H

IA

FX1s

Cập nhật ở đầu và cuối chu kỳ quét(khi lệnh END được thi hành)
Cơ bản:1.6>3.6 S
ứng
dụng10>100 S

Cơ bản :0.08
Cơ bản:0.72 S
ứng dụng 10->100 S

S

Ladder+ Instruction +SFC

2kStep
8kStep
8kStep(16kStep
gắn thêm bộ
nhớ ngoài)
128I/O(Max 30I/O(Max16In, 128I/O(Max 256 I/O
In/Out 128)
In/Out 128)
14Out)
M0->M511
M0->M1535
M0->M3071
M384->M511
M384->M1535 M500->M3071
M8000->M8255
S0->S127

Cơ bản :0.065

S

ứng dụng 1.52 - ứng dụng 0.642
>100 S
->100 S

TH

Thời gian xử lý

FX0S(N)

U
YK

Mục
Phương pháp xử lý
chương trình
Phương pháp xử lý
vào ra

C

H

AU

.,

 D: Thanh ghi 16 bit/32 bit. Đây là thiết bị Word.
 T: Dùng để xác định thiết bị định thì có trong PC(timer) . Dữ liệu trên Timer là
dữ liệu dạng Word (16bit) và trạng thái Timer ta nói Timer là thiết bị bit.
 C : Dùng để xác định thiết bị đếm có trong PC. Dữ liệu trên Counter là dữ liệu
dạng Word (16bit/32bit) và trạng thái trên counter là trạng thái bit.
 Ta có bảng các thiết bị như sau (đối với các PLC phiên bản từ 2.0 trở lên):

S0->S999
S500->S999

8kStep(64kStep
gắn thêm bộ

nhớ ngoài)
384I/O

M0->M7679
M500->M7679
M8000->M8511
S0->S4095
S500->S4095


Khởi tạo
Cờ hiệu

S0->S9
Không

(S)
Bộ
định
thì
Timer
(T)

S900->S999

T0->T62
T32->T62 (M8028 =ON)

T0->T199
T200->T245

T63

T246->T249

Không

T250->T255
Không

T256->T511
C0->C199

C16->C199

C100->C199

LT

C16->C31

D

C0->C31

C200->C234

AU

.,

Không

Không

C220->C234

C235->C240

C

H

C235>C238

C241->C245

H

C241,C242
và C244

U
YK

100ms
10ms
1ms(được
chốt)
100ms(được

chốt)
1ms
Bộ đếm
Chung
Counter
(U) 16bit
Được
chốt (U)
16bit
Chung
(U/D)
32bit
Được
chốt
(U/D)
32bit
Bộ đếm
1 pha
tốc độ
(U/D)
cao(HSC) 32bit
Một pha
tự khởi
động và
Reset
(U/D) 32
bit
2 pha
(U/D)
32bit

Pha A/B
32 bit
Thanh
Chung
ghi dữ
Được
liệu
chốt
16bit(D)
T /ghi tập
tin
Đặc biêt
Thanh ghi mở rộng
16bit (R)
Thanh ghi tập tin mở
rộng 16bit (ER)
Thanh
V
ghi chỉ

S900->S999

IA

thái

C246, C247
và C249

C246->C250

TH

C251, C252
và C254
D0->D255

C251-> C255
D0->D7999
D128>D7999

D128->D255
D1000->D2499

D200->D7999
D1000->D7999

D8000->D8255
Không

D8000->D8251
R0->R32767

Không
V

ER0>ER32767
V0->V7

mục 16
bit

Z

Z

Z0->Z7

Dùng với
lệnh
CALL/CJ

P0->P63

P0->P63

P0->P127

P0->P4095

(P)
->I30
I00
Con trỏ P
và I

Cạnh lên:

Ngắt bởi

ngõ vào

->I50

Cạnh lên:

1

Cạnh xuống

0

LT

Cạnh xuống

0

Ngắt bởi
Counter
Số mức lồng

không

AU

Không

.,

I6

Ngắt bởi
Timer

->I8

:10->99ms
I010->I060

8 cho lệnh MC và MCR (N0->N7)
16bit: -32.768->+32.767

H

Thập
phân K

C

32bit:-2.147.483.648->+2.147.483.647
16bit: 0000->FFFF

IA

Thập lục
phân H

32bit:00000000->FFFFFFFF

TH

U
YK

Dạng dấu
chấm
động
Số thực R

32bit:0,
1.175.10 38
3.403.10

H

Hằng số

1

D

I00

Không
Không

5. Kết nối PLC với các Module mở rộng
a. Mô hình kết nối:

32bit

38


TH

.,

AU

H

C

IA

H

U
YK

D

LT


b. Giới thiệu về PLC và Các Moudle kết nối

AU

.,

LT

D

 Họ PLC Misubishi FX1N

TH

U
YK

H

IA

C

H

 Họ PLC Misubishi FX2N

 Các Moudle mở rộng


D
LT
.,

AU
H

TH

U
YK

H

IA

C

 Các Moudle có chức năng đặc biệt


D
LT
.,
AU
H

6. Tập lệnh cơ bản trên bộ PLC FX

H

Dạng mẫu

Tác vụ logic bit

Công tắc thường
đóng (NC):

Thiết bị
X,Y,M,S,T,C

Số bước
1

X,Y,M,S,T,C

1

TH

LDI(Load
Inverse)

Chức năng
Công tắc thường hở
(NO):

U
YK

Lệnh gợi nhớ
LD (Load)

IA

C

 Lệnh Load, Load Inverse:

Tác vụ logic bit

 Lệnh OUT:
Lệnh
OUT

Chức năng
Điều khiển cuộn
dây

Dạng mẫu

Thiết bị
Y,M,S,T,C

Số bước
Y,M:1
S,cuộn M chuyên dùng :2


Tác vụ logic bit

T: 3
C(16bit):3
C(32bit):5

 Lệnh And, And Inverse:

Nối tiếp các công tắc
thường đóng (NC):

Thiết bị
X,Y,M,S,T,C

D

ANI(And
Inverse)

Dạng mẫu

LT

Chức năng
Nối tiếp các công tắc
thường hở (NO):

X,Y,M,S,T,C

Số bước
1
1

AU

.,

Lệnh gợi nhớ
AND (And)

Chức năng
Nối song song các
công tắc thường hở
(NO):

ORI(OR
Inverse)

Nối song song công
tắc thường đóng
(NC):

Dạng mẫu

Thiết bị
X,Y,M,S,T,C

Số bước
1

X,Y,M,S,T,C

1

TH

U
YK

H

IA

C

Lệnh gợi nhớ
Or(Or)

H

 Lệnh Or, Or Inverse.

 Lệnh Or Block.
Lệnh gợi nhớ
ORB(Or)

Chức năng
Nối song song
nhiều mạch các
công tắc thường hở
(NO):

Dạng mẫu

Thiết bị
Không có

Số bước
1


ORBI(OR
Block Inverse)

Nối song song
nhiều mạch công
tắc thường đóng
(NC):

Không có

1

Thiết bị
Không có

Số bước
1

 Lệnh And Block.
Dạng mẫu

LT

D

Chức năng
Nối tiếp mạch song
song các công tắc
thường hở (NO):

AU

.,

Lệnh gợi nhớ
ANB(And
Block)

 Lệnh MPS,MRD và MPP.

MRD(read)

H

C

Không có

Số bước
chương trình
1

Không có

1

Không có

1

IA

Thiết bị

TH

MPP(pop)

Lưu kết quả
hiện hành của
tác vụ trong
PC
Đọc kết quả
hiện hành của
tác vụ trong
PC
Lấy ra (gọi là
loại bỏ) kết
quả đã lưu.

Dạng mẫu

H

MPS(Piont

Store)

Chức năng

U
YK

Lệnh gợi nhớ

 Lệnh Master Control và Master Control Reset.
Lệnh gợi
nhớ

Chức năng

Dạng mẫu

Thiết bị

Số
bước
chương
trình


MC(Master
Control)

Chỉ ra điểm
bắt đầu của

một
khối
điều khiển
chính(Master
Control
block)

Y,M (cho
phép thêm
cuộn M
chuyên
dùng loại
NO) N chỉ
mức lồng
(N0->N7)
N chỉ mức
lồng (N0>N7),được
đặt lại

LT
.,
H

Y,M,S

Số bước
chương
trình
Y,M :1, S:2
D,V,Z:3

IA

C

Thiết bị

Y,M,S,D,V,Z

TH

U
YK

RST( Reset)

Các thiết bị
thay
đổi
trạng thái từ
of sang on
Các thiết bị
thay
đổi
trạng thái từ
on sang of

Dạng mẫu

H

SET(set)

Chức năng

AU

 Lệnh Set và Rst.
Lệnh gợi nhớ

2

D

MCR(Master Chỉ ra điểm
Control
kết thúc của
Reset)
một
khối
điều khiển
chính.

3

 Lệnh and Pulse, and Falling Pulse(xung cạnh lên, xung cạnh xuống).
Lệnh gợi nhớ
ANP(And
Pulse)

Chức năng
Mắc nối tiếp
với các thiết
bị.Khi có một
xung cạnh lên
thì thiết bị
ngõ ra được
tác động

Dạng mẫu

Thiết bị
X,Y,M,S,T,C

Số bước
chương trình
2


ANF(And
Falling Pulse)

Mắc nối tiếp
với các thiết
bị.. Khi có
một
xung
cạnh xuống
thì thiết bị
ngõ ra được

tác động

X,Y,M,S,T,C

Thiết bị

H

AU

.,

X,Y,M,S,T,C

Số bước
chương trình
2

X,Y,M,S,T,C

2

TH

U
YK

H

ORF(OR

Falling Pulse)

Mắc song song
với các thiết
bị.Khi có một
xung cạnh lên
thì thiết bị ngõ
ra được tác
động
Mắc song song
với các thiết
bị.. Khi có một
xung
cạnh
xuống thì thiết
bị ngõ ra được
tác động

Dạng mẫu

C

ORP(OR
Pulse)

Chức năng

IA

Lệnh gợi nhớ

LT

D

 Lệnh Or Pulse, Or Falling Pulse(xung cạnh lên, xung cạnh xuống).

 Lệnh timer và Counter
Lệnh gợi nhớ
OUT(Out)

Chức năng
Thi hành các
thiết bị bộ
định thời và
bộ đếm.

Dạng mẫu

Thiết bị
T,C

Số bước
chương trình


RST(Reset)

Reset bộ định
thì và bộ

đếm.

T,C

 Lệnh End.
Dạng mẫu

Thiết bị

Kết thúc một
chương trình

IA

C

H

AU

.,

LT

Không có

H
U
YK
TH

END

Chức năng

Số bước
chương trình
1

D

Lệnh gợi nhớ