ĐỒ ÁN : Phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC S7 1200

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất
nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng
cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước. Điều đó đòi hỏi phải
nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có
khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó
ngành cơ khí tự động hóa đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của
đất nước. Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành Cơ điện tử nói chung,
đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và trình độ
chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí, điện-điện
tử và kỹ thuật phần mềm.
Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Công Nghệ Tự Động Hóa, từ
những kiến thức đã được học, Em đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống
phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC và giám sát bằng WinCC ”. Việc tạo ra
một hệ thống như vậy để thay thế con người trong công việc là vấn đề hết sức cần thiết.
Nội dung đề tài báo cáo của em gồm 3 chương:
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM VÀ THIẾT BỊ
ĐIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆT PLC VÀ GIAO ĐIỆN GIÁM SÁT WINCC
CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

1


Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và
các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.s Bùi Tuấn Anh em có thể
hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn! Việc hoàn thành
đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót. Em rất mong được sự phê bình,
đánh giá của các thầy cô để em có thể rút ra được kinh nghiệm cũng như phát triển
thêm đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện
Trịnh Trung Hiếu

2


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM VÀ THIẾT
BỊ ĐIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
1.1. Các loại hệ thống phân loại sản phẩm đang hiện hành
Nhằm phục vụ nhiệm vụ hiện đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại
sản phẩm ra đời là một công cụ hiệu quả giúp thay thế con người trong công việc phân
loại, nó đã góp phần nâng cao hiệu quả trong công việc. Một hệ thống hoàn chỉnh có
thể phân loại các sản phẩm với độ tin cậy cao, hoạt động liên tục và giảm tối đa thời
gian trì hoãn hệ thống. Hơn thế nữa, đối với những công việc đòi hỏi sự tập trung cao
và có tính tuần hoàn, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công
việc. Điều đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.
Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời nhằm đáp ứng
nhu cầu cấp bách này
Hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng dụng thực tế trong
các nhà máy xí nghiệp, nhưng chủ yếu được chia thành ba loại chính là: phân loại sản
phẩm theo màu sắc, theo hình dạng và theo chiều cao.
a) Phân loại sản phẩm theo màu sắc
Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc

Hình 1.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc.
 Cấu tạo:
3

Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc (Hình 1.1) có cấu tạo chính gồm:
• Một băng chuyền.
• Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền
• Cảm biến nhận biết màu sắc.
• Ba xylanh piston để phân loại sản phẩm.
• Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.
• Các van đảo chiều.
• Các rơ le trung gian.
• Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.
• Nút nhấn.
 Nguyên lý hoạt động:
Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạt
động, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai. Xylanh piston sẽ đẩy
sản phẩm ra băng chuyền. Trên băng chuyền sẽ thiết kế những cảm biến nhận biết
sản phẩm có màu sắc khác nhau. Khi sản phẩm đi qua, cảm biến nhận biết và gửi tín
hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu về van đảo chiều tác động điều
khiển pistong đẩy từng sản phẩm có màu sắc khác nhau vào nơi chứa riêng biệt.
 Ứng dụng:
Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc được ứng dụng rất nhiều trong các
dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói, Đá Granite, trong các dây chuyền phân loại các
sản phẩm nhựa hay trong chế biến Nông sản (như Cà Phê, Gạo)… Hệ thống sẽ giúp
nhà sản xuất tốn ít nhân công lao động và giảm thiểu thời gian làm việc, nâng cao
năng suất lao động.
b) Phân loại sản phẩm theo chiều cao
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao(Hình 1.2)

4


Hình 1.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.

 Cấu tạo:
• Hai băng chuyền.
• Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.
• Ba cảm biến nhận biết chiều cao.
• Hai xylanh piston để phân loại sản phẩm.
• Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.
• Hai van đảo chiều.
• Các rơ le trung gian.
• Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.
• Nút nhấn.
 Nguyên lý hoạt động:
Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều thứ nhất
hoạt động, truyền chuyển động cho băng chuyền thứ nhất thông qua dây đai. Trên
băng chuyền này sẽ thiết kế những cảm biến nhận biết sản phẩm có chiều cao khác
nhau. Khi sản phẩm đi qua, cảm biến nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau
5


đó PLC đưa ra tín hiệu về van đảo chiều tác động điều khiển piston đẩy sản phẩm
cao và trung bình vào khay chứa tương ứng, sản phẩm thấp sẽ được đi đến hết băng
chuyền và được phân loại vào hộp chứa nằm trên băng chuyền thứ hai. Sau đó động
cơ một chiều thứ hai truyền chuyển động cho băng chuyền thứ hai vận chuyển hộp
chứa sản phẩm thấp về vị trí tương ứng.
 Ứng dụng:
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng rất nhiều trong các
ngành công nghiệp:
• Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói.
• Ứng dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm như bánh kẹo, hoa quả...
• Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia, nước giải khát.
c) Phân loại sản phẩm theo hình dạng

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng (Hình 1.3).

Hình 1.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng.
 Cấu tạo:
• Một băng chuyền.
• Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.
• Hai động cơ bước gạt sản phẩm để phân loại.
6


• Cảm biến thị giác Camera (Nhận dạng vật thể qua Camera).
• Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.
• Các rơ le trung gian.
• Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.
• Nút nhấn.
 Nguyên lý hoạt động:
Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạt
động, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai. Trên băng chuyền sẽ
thiết kế cảm biến thị giác Camera nhận dạng sản phẩm. Khi sản phẩm đi qua, Cảm
biến thị giác nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu
điều khiển động cơ bước gạt từng sản phẩm có hình dạng khác nhau vào nơi chứa
riêng biệt.
 Ứng dụng:
Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng được ứng dụng trong rất nhiều
ngành công nghiệp:
• Ứng dụng trong công nghiệp kiểm tra và phân loại sản phẩm có hình dáng
khác nhau như: Gạch, Ngói, thực phẩm tiêu dùng…
• Ứng dụng trong kiểm tra và phân loại Nông Sản.
• Ứng dụng kết hợp với Robot thông minh.
Như vậy, ngoài ba loại hệ thống phân loại sản phẩm trên, chúng ta còn thấy có hệ

thống phân loại sản phẩm khác theo đặc tính của sản phẩm. Ví dụ như phân loại sản
phẩm theo trọng lượng, kích thước... Hầu hết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của
chúng khá tương tự nhau, chỉ khác nhau ở bộ phận đẩy sản phẩm phân loại (có thể là
xylanh piston hoặc động cơ bước) và bộ phận nhận dạng sản phẩm (có thể là các
loại cảm biến như màu sắc, cảm biến quang thu phát, cảm biến phát hiện kim loại,
hay camera phát hiện hình dạng vật thể)

7


Mỗi loại hệ thống phân loại đều có nhưng ưu nhược điểm khác nhau, theo đề tài
nghiên cứu được giao hệ thống em sử dụng để thiết kế là hệ thống phân loại sản
phẩn theo chiều cao
1.2 Nhưng thiết bị điện sự dụng trong hệ thống
a. Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK
Lâu nay, chúng ta đã quen với việc sử dụng cảm biến siêu âm để phát hiện vật
cản, tuy nhiên điểm yếu của nó là dễ bị nhiễu. Để khắc phục điểm yếu trên, đồ án đã
sử dụng một phương pháp phát hiện vật cản khác. Đó chính là sử dụng hồng ngoại,
mà cụ thể hơn là sử dụng cảm biến E18-D80NK thường ứng dụng cho các đặc tính
Robot tránh vật cản, trên các dây chuyền phát hiện sản phẩm, các bộ reminder đa chức
năng..v.v..
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác
định vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia
hồng ngoại theo tần số riêng biệt. Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách hoạt động thông
qua biến trở ở phần cuối thân cảm biến.

Hình 1.4: Cảm biến E18-D80NK
 Thông số kỹ thuật
• Điện áp hoạt động: 5VDC
8

• Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
• Dòng kích ngõ ra: 300mA
• Góc điểm: ~15o
• Thời gian hồi đáp: ~2ms
• Nhiệt độ môi trường làm việc: -25oC~50oC
• Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên
• áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu.
• Chất liệu vỏ cảm biến: Nhựa
• Hiển thị ngõ ra bằng Led
• Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)
Sơ đồ dây
• E18-D80NK có cách nối dây tương đối đơn giản:
• Màu nâu: VCC, nguồn dương 5VDC
• Màu xanh dƣơng: GND, nguồn âm 0VDC
• Màu đen: tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN, cần trở treo để tạo mức cao

Hình 1.5: Sơ đồ chân của E18-D80NK

9


b. Máy Nén Khí Piston
Máy nén khí Piston được sử dụng phổ biến rộng rãi hiện nay đặc biệt trong các
ngành sản xuất thiết bị điện tử, những ngành nghề mà ở đó thường xảy ra những vụ nổ
nguy hiểm bắt nguồn từ các thiết bị phun sơn, các chi tiết nhựa, chất dẻo,… hay
ngành sửa chữa, bảo dưỡng xe máy, ô tô. Về mặt chức năng máy nén khí Piston cũng
giống như máy nén khí trục vít nhưng về mặt cấu tạo thì máy nén khi Piston chinh
phục được người dùng vì có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng và dễ bảo hành. Hãy cùng

Nam Phát tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động để người dùng sử dụng và bảo
dưỡng máy hiệu quả nhé.
Cấu tạo máy nén khí Piston:

Hình 1.6 Cấu tạo của piston
Máy nén khí Piston được cấu thành bởi các chi tiết và cụm chi tiết giữ vị trí, vai trò
và nhiệm vụ khác nhau; chúng không thể thiếu vắng trong quá trình máy nén khí công
nghiệp hoạt động. Máy nén khí piston với cấu tạo đơn giản, bao gồm xi lanh, piston,
cần đẩy, thanh truyền, con trượt, tay quay, van nạp, van xả, phớt,…Dòng máy Piston
được chia thành 2 loại:

10


• Máy nén khí một chiều một cấp: xi lanh, piston, con trượt, thanh truyền, tay quay,
van nạp khí , van xả khí, con đẩy…
• Máy nén khí hai chiều một cấp : xi lanh, piston, con đẩy, con trượt, thanh truyền,
tay quay, phớt, van nạp , van xả,bình làm mát.
Nguyên lý hoạt động
Mỗi loại máy nén sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau. Nhưng đa số, máy nén khí
piston được hoạt động dựa theo nguyên lý thay đổi thể tích, quy trình nén của thiết bị
được thực hiện giữ khí vào một không gian khép kín và giam thể tích của khí, áp suất
của khí nhờ đó sẽ được tăng lên. Khi áp suất cao hơn so với áp suất ngưng tụ hơi thì
khí sẽ được đưa ra khỏi không gian khép kín này. Và dựa trên nguyên tắc di chuyển
của một piston lên xuống trong xilanh.
Máy nén khí một cấp một chiều: không khí được hút trực tiếp từ bên ngoài qua bộ
lọc khí đến piston tiến hành nén khí và đẩy ra bình chứa khí nén. Khí nén chỉ được
nén một lần duy nhất, thanh truyền tay quay được nối với piston giúp piston có thể
tịnh tiến.
• Khi piston đi sang phải V tăng dần, lúc này P giảm thì van nạp sẽ mở ra, không

khí bên ngoài sẽ đi vào bên trong xi lanh để thực hiện quá trình nạp khí.
• Và ngược lại, khi piston đi sang trái, không khí trong xi lanh được nén, P tăng,
van nạp sẽ đóng, cho đến khi giá trị P tăng cao hơn sức căng lò xo; thì van xả tự
động mở, khí nén sẽ đi qua van xả theo đường ống đến bình chứa khí ( hay còn
gọi là bình tích áp). Và kết thúc một chu kỳ làm việc.
• Sau đó, các quá trình này tiếp tục được lặp đi lặp lại để cung cấp khí nén thúc
đẩy các thiết bị khác hoạt động.

11


Máy nén khí hai cấp một chiều: không khí đi từ môi trường bên ngoài vào máy
nén, đi qua bộ lộc khí đến piston. Cả hai đầu xi lanh của máy nén khí piston cả hai
đầu xi lanh của máy nén khí piston.
• Trường hợp piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn dần, áp
suất P sẽ giảm, van nạp số 7 mở ra, lúc này không khí sẽ được nạp vào phía trên
piston. Đồng thời, khi piston đi xuống, thể tích dưới piston giảm, P tăng van xả số
8 mở ra, khí theo đường ống qua bình chứa.
• Còn trong trường hợp piston đi lên, không gian phía dưới piston lớn dần, P giảm
van nạp số 7 mở ra, không khí được nạp vào xi lanh; đồng thời V phía trên piston
nhỏ dần. Lúc này, P tăng, van xả số 8 mở ra, khí nén phía trên piston được nén đẩy
vào bình chứa.

12


Ưu điểm, nhược điểm và đặc điểm kỹ thuật
Ưu Điểm:
 Giá thành phù hợp với nhu cầu sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày,
 Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không lớn,

 Tiện lợi khi tháo lắp các cụm chi tiết,
 Có thể tạo ra áp suất lớn từ 2-1000 kg/cm2 và có thể lớn hơn nữa.
 Chính sự phù hợp với các nhu cầu công việc của các đơn vị, tổ chức cá nhân nên
dòng máy nén khí piston được bán với doanh số rất cao trên thị trường.
Nhược Điểm
 Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động không
cân bằng, làm việc còn khá ồn và rung động,
 Khí nén cung cấp không được liên tục, do đó phải có bình chứa khí nén đi kèm,
độ ổn định và độ bền của máy không cao như dòng máy nén khí trục vít.
13


 Đặc điểm kỹ thuật
 Máy nén khí piston một cấp ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston,
vì vậy không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự
động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi
piston đi xuống tới “ điểm chếch dưới” và bắc đầu đi lên., không khí đi vào
buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và
quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức
nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ
thống khí nén.
 Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và các van đóng mở tự động do sự
thong khí sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van.
c. Motor DC
Giới thiệu
Động cơ điện một chiều là máy điện chuyển đổi năng lượng điện một chiều
sang năng lượng cơ. (Máy điện chuyển đổi từ năng lượng cơ sang năng lượng điện
là máy phát điện).
Động cơ DC giảm tốc V1 là loại được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất hiện
nay cho các mô hình, thiết kế Robot đơn giản... Động cơ DC giảm tốc V1 có chất

lượng tương đối cùng với khả năng dễ lắp ráp đem lại sự tiện dụng,
Cấu tạo & Hoạt động
Gồm có 3 phần chính stator (phần cảm), rotor (phần ứng), và phần chỉnh lưu
(chổi than và cổ góp).
- Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu,
hay nam châm điện.
- Rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều.
- Bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động
quay của rotor là liên tục.
14


Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển
động quay của rotor.

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor
cùng dấu, trở lại pha 1
Nguyên lý hoạt động phần cảm và phần ứng.

15


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆT PLC VÀ GIAO ĐIỆN GIÁM SÁT WINCC
2. Giới thiệu S7-1200
2.1 Giới thiệu chung
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh
để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết
hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S71200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa

dạng khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ
ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ. Sau
khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu
để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các ngõ
vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao gồm
các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép toán phức hợp và
việc truyền thông với các thiết bị thông minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương trình
điều khiển:
• Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu
hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
• Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằm
trong một khối xác định.
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET. Các
module truyền thông là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232 hay
RS485.
2.1.1 Cấu trúc chung của PLC
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều
phiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bài
toán đơn giản hay phức tạp. Ngoài ra còn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghép
16


nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tính
tạo thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một quá
trình công nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân xưởng sản xuất. Mặc dù vậy, một hệ
thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC nào đều cũng có cấu trúc sau:
- Ngõ vào dạng số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì
ngõ vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trang thái OFF thì

ngõ vào có thể đươc coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp.
- Ngõ ra số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối
ra để điều khiển các cuộn dây contactor, đèn tín hiệu,…
- Thiết bị đầu vào: Các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển thường là nút nhấn,
cảm biến.
- Thiết bị chấp hành(Autuator): Là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC
thành một tác động vật lý. Autuator được nối với ngõ ra của PLC.
- Chương trình điều khiển: Một chương trình bao gồm một hay nhiều lệnh
nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Việc lập trình cho PLC chỉ đơn giản là xây
dựng một tập hợp các lệnh. Để lập trình cho PLC này, lập trình hình thang (LAD)
hay dạng câu lệnh (STL). Chương trình điều khiển định ra quy luật thay đổi tín hiệu
output ở phía đầu ra của PLC theo sự thay đổi tín hiệu input ở phía đầu vào theo
mong muốn và chạy phần mềm điều khiển trên máy tính PC và được nạp vào PLC
thông qua cáp, nối giữa PLC và PC hay PG.
+ Thiết bị lập trình (PG/PC): Chương trình viết trong thiết bị lập trình và
truyền xuống PLC.
+ Cáp kết nối (cáp PPI): Thiết bị cần thiết để truyền dữ liệu từ thiết bị lập
trình xuống PLC.
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).

17


2.2 PLC S7-1200 CPU 1211C AC/DC/RLY
2.2.1 Giới thiệu chung
1. Bộ phận kết nối nguồn
2 . Các bộ phận kết nối nối dây của
người dùng có thể tháo được (phía sau
các nắp che) Khe cắm thẻ nhớ nằm

dưới cửa phía trên
3.

Các

LED trạng thái dành

choI/Otích hợp
4. Bộ phận kết nối PROFINET (phía
trên của CPU

2.2.2 Các bảng tín hiệu.
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người dùng
có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía trước
của CPU. • SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC) • SB với 1 ngõ
ra kiểu tương tự.
1. Các LED trạng thái trên
SB
2. Bộ phận kết nối nối dây
của người dùng có thể
tháo ra

2.2.3 Các module tín hiệu.
18


Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức năng.
Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.
1 Các LED trạng thái dành
cho I/O của module tín hiệu

2

Bộ phận kết nối đường

dẫn
3 Bộ phận kết nối nối dây
của người dùng có thể tháo
ra
2.2.4. Các module truyền thông.
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng bổ
sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thông: RS232 và RS485.
• CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông
• Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM
khác)
1 Các LED trạng thái dành cho
module truyền thông
2 Bộ phận kết nối truyền thông

2.2 Phần mên lập trình TIA Portal V14
Phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic chạy hệ điều hành Windows, phần
mềm làm nhiệm vụ trung gian giữa ngƣời lập trình và PLC.
• Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP

19


• Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa
chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau. Sau đây là cách tạo một project trên
 Một số thao tác cơ bản khi làm quen với phần mềm
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V14

Bước 2: Click chuột vào Create new project để tạo dự án

Bước 3: Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create new project

Bước 4: Chọn configure a device

20


Bước 5: Chọn add new device

Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add

21


Bước 7: Project mới được hiện ra

2.3 Giao diện giám sát Wincc

2.3.1 Giới thiệu chung
WinCC là một trong những chương trình ứng dụng cho mạng HMI, Scada trong
lĩnh vực dân dụng cũng như công nghiệp.

22


WinCC (Windows Control Center) là phần mềm của hãng Siemens dùng để giám
sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình sản xuất. Nói rỏ hơn, WinCC là

chương trình dùng để thiết kế các giao diện Người và Máy – HMI (Human Machine
Interface) trong hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), với
chức năng chính là thu thập số liệu, giám sát và điều khiển quá trình sản xuất. Với
WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu với PLC của nhiều hãng khác nhau như:
Siemens, Mitsubishi, Allen braddly, Omron,.. thông qua cổng COM với chuẩn
RS232 của PC và chuẩn RS485 của PLC.

Hingh?
Với WinCC, ta có thể tận dụng nhiều giải pháp khác nhau cho để giải quyết công
việc, từ thiết kế cho hệ thống có quy mô nhỏ đến quy mô lớn, hệ thống thực hiện sản
xuất – MES (Manufacturing Excution System). WinCC có thể mô phỏng bằng hình
ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình điều khiển dưới dạng chuổi sự kiện. Để đáp
ứng yêu cầu công nghệ ngày càng phát triển, WinCC cung cấp nhiều hàm chức năng
cho mục đích hiển thị, thông báo, ghi báo cáo, xử lý thông tin đo lường, các tham số
công thức,.. và là một trong những chương trình thiết kế giao diện Người và Máy –
HMI được tin dùng nhất hiện nay.
2.3.2 Chức năng của WinCC(HMI)
 Hiển thị quá trình:

23


Quá trình được hiển thị trên thiết bị HMI(Wincc). Màn hình trên thiết bị HMI được
cập nhật một cách năng động. Điều này được dựa trên các sự chuyển tiếp quá trình.
 Điều khiển vận hành của quá trình:
Người vận hành có thể điều khiển quá trình bởi GUI. Ví dụ, người vận hành có thể
đặt trước các giá trị tham khảo cho điều khiển hay khởi động một động cơ.
 Hiển thị các cảnh báo:
Các quá trình nghiêm trọng tự động khởi phát báo động, ví dụ, khi giá trị đặt được
vượt quá.

 Lưu trữ các giá trị và cảnh báo quá trình:
Hệ thống HMI có thể ghi lại các cảnh báo và giá trị quá trình. Tính năng này cho
phép bạn lưu giữ các dãy quá trình và lấy ra các dữ liệu của sản xuất từ trước.
 Ghi chép các cảnh báo và các giá trị quá trình:
Hệ thống HMI có thể đưa ra các báo cáo giá trị quá trình và các cảnh báo. Tính năng
này cho phép bạn in ra các dữ liệu sản xuất ở cuối của ca làm việc.
 Quản lí thông số máy móc và quá trình:
Hệ thống HMI có thể lưu giữ các thông số của các quá trình và máy móc dưới dạng
công thức. Ví dụ, bạn có thể download những thông số trên một đường dẫn từ thiết
bị HMI tới PLC để thay đổi toàn kiểu sản xuất của sản phẩm.
Các bước cấu hình và kết nối wincc với plc

24


25