Tài liệu Sơ lược về Zen doc

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ZEN CỦA OMRON
1. Giới thiệu chung về PLC ( Programmable logic controller )
1.1. Khái niệm về PLC
PLC hay thiết bị điều khiển logic lập trình được là dạng thiết bị điều
khiển đặc biệt sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện
các chức năng như: thực hiện các phép toán logic, lập chuỗi, định giờ, đếm và
các thuật toán để điều khiển máy và các quá trình. PLC được thiết kế có sẵn
giao diện cho các thiết bị vào/ra và có thể lập trình với ngôn ngữ lập trình đơn
giản và dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch, cho
phép các kĩ sư không yêu cầu cao về máy tính và ngôn ngữ máy tính cũng có
thể sử dụng được.
1.2. Lịch sử phát triển của PLC
Vào khoảng năm 1968, các nhà sản xuất ô tô đã đưa ra các yêu cầu kỹ
thuật đầu tiên cho thiết bị điều khiển logic khả lập trình. Mục đích đầu tiên là
thay thế cho các tủ điều khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện năng và thường
xuyên phải thay thế các rơ le do hỏng cuộn hút hay gãy các thanh lò xo tiếp
điểm. Mục đích thứ hai là tạo ra một thiết bị điều khiển có tính linh hoại trong
việc thay đổi chương trình điều khiển. Các yêu cầu kỹ thuật này chính là cơ sở
của các máy tính công nghiệp, mà ưu điểm chính của nó là sự lập trình dễ dàng
bởi các kỹ thuật viên và các kỹ sư sản xuất. Với thiết bị điều khiển khả lập trình,
người ta có thể giảm thời gian dừng trong sản xuất, mở rộng khả năng hoàn
thiện hệ thống sản xuất và thích ứng với sự thay đổi trong sản xuất. Một số nhà
sản xuất thiết bị điều khiển trên cơ sở máy tính đã xuất ra các thiết bị điều khiển
khả lập trình còn gọi là PLC.
Những PLC đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp ô tô vào năm
1969 đã đem lại sự ưu việt hơn hẳn các hệ thống điều khiển trên cơ sở rơ le. Các
thiết bị này được lập trình dễ dàng, không chiếm nhiều không gian trong các
xưởng sản xuất và có độ tin cậy cao hơn các hệ thống rơ le. Các ứng dụng của
PLC đã nhanh chóng rộng mở ra tất cả các ngành công nghiệp sản xuất khác.
Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành công của PLC đó chính là độ tin cậy

cao và khả năng lập trình dễ dàng. Độ tin cậy của PLC được đảm bảo bởi các
mạch bán dẫn được thiết kế thích ứng với môi trường công nghiệp. Các mạch
vào ra được thiết kế đảm bảo khả năng chống nhiễu, chịu được ẩm, chịu được
dầu, bụi và nhiệt độ cao. Các ngôn ngữ lập trình đầu tiên của PLC tương tự như
sơ đồ thang trong các hệ thống điều khiển lô gíc, nên các kỹ sư đã làm quen với
sơ đồ thang dễ dàng thích nghi với việc lập trình mà không cần phải qua một
quá trình đào tạo nào. Một số các ứng dụng của máy tính trong sản xuất trong
thời gian đầu bị thất bại, cũng chính vì việc học sử dụng các phần mềm máy
tính không dễ dàng ngay cả với các kỹ sư.
Khi các vi xử lý được đưa vào sử dụng trong những năm 1974 – 1975,
các khả năng cơ bản của PLC được mở rộng và hoàn thiện hơn. Các PLC có
trang bị vi xử lý có khả năng thực hiện các tính toán và xử lý số liệu phức tạp,
điều này làm tăng khả năng ứng dụng của PLC cho các hệ thống điều khiển
phức tạp. Các PLC không chỉ dừng lại ở chỗ là các thiết bị điều khiển logic, mà
nó còn có khả năng thay thế cả các thiết bị điều khiển tương tự. Vào cuối những
năm bảy mươi việc truyền dữ liệu đã trở nên dễ dàng nhờ sự phát triển nhảy vọt
của công nghiệp điện tử. Các PLC có thể điều khiển các thiết bị cách xa hàng
vài trăm mét. Các PLC có thể trao đổi dữ liệu cho nhau và việc điều khiển quá
trình sản xuất trở nên dễ dàng hơn.
Thiết bị điều khiển khả lập trình PLC chính là các máy tính công nghiệp
dùng cho mục đích điều khiển máy, điều khiển các ứng dụng công nghiệp thay
thế cho các thiết bị “cứng” như các rơ le cuộn hút và các tiếp điểm.
Ngày nay chúng ta có thể thấy PLC trong hàng nghìn ứng dụng công
nghiệp. Chúng được sử dụng trong công nghiệp hoá chất ,công nghiệp chế biến
dầu, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp cơ khí, công nghiệp xử lý nước thải,
công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt may, nhà máy điện hạt nhân, trong
công nghiệp khai khoáng, trong giao thông vận tải, trong quân sự, trong các hệ
thống đảm bảo an toàn, trong các hệ thống vận chuyển tự động, điều khiển rô
bốt, điều khiển máy công cụ CNC v v. Các PLC có thể được kết nối với các
máy tính để truyền, thu thập và lưu trữ số liệu bao gồm cả quá trình điều khiển

bằng thống kê, quá trình đảm bảo chất lượng, chẩn đoán sự cố trực tuyến, thay
đổi chương trình điều khiển từ xa. Ngoài ra PLC còn được dùng trong hệ thống
quản lý năng lượng nhằm giảm giá thành và cải thiện môi trường điều khiển
trong các hệ thống phục vụ sản xuất, trong các dịch vụ và các văn phòng công
sở.
1.3. Cấu trúc chung của PLC
Hình 1.1 Cấu trúc chung của PLC
Nguồn
Bộ xử lí
trung tâm
Bộ nhớ
Khối trung tâm
Modul
e
vào/ra
Cơ cấu
tiền tác
động
Cảm
biến
Bus
1.3.1 Nguồn
Cung cấp năng lượng cho hệ thống điều khiển. Bộ nguồn trong PLC
thường gồm 2 loại:
Nguồn nuôi: Có thể là điện áp xoay chiều hoặc một chiều cung cấp năng
lượng cần thiết cho bộ xử lý trung tâm, các mạch điện trong các module vào/ra
và toàn bộ các hoạt động của PLC.
Nguồn pin: Thường là các lọi pin khô hoá học, có thể được sử dụng để
mở rộng thời gian lưu trữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin được tự
động chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng của tụ nhớ bị cạn kiệt

và nó thay thế vào vị trí đó để dữ liệu lưu trong bộ nhớ không bị mất đi.
1.3.2 Bộ xử lý trung tâm CPU
Là bộ não của PLC, điều khiển và xử lý mọi hoạt động bên trong PLC.
Bộ xử lý trung tâm được trang bị đồng hồ có tần số khoảng 2 đến 8 MHz. Tần
số này quyết định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp thời gian và đồng bộ hoá
tất cả các thành phần hệ thống. Cấu hình CPU tuỳ thuộc vào bộ vi xử lý.
Nói chung CPU gồm có:
- Bộ thuật toán và logic: chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện
các phép toán số học ( cộng, trừ ) và các phép toán logic AND, OR, NOT và
XOR.
- Bộ điều khiển: được dùng để chuẩn thời gian của các phép toán.
CPU thường xuyên đọc chương trình chứa trong bộ nhớ. Theo chỉ dẫn
của chương trình, bộ xử lý kiểm tra các thông tin từ module vào ( cơ cấu điều
khiển, cảm biến… ). Sau đó ra lệnh cho các cơ cấu tác động thông qua các
module ra.
1.3.3 Bus
Bus là tập hợp các mạch nối điện song song ( mạch in hoặc cáp nhiều
sợi ) dùng để truyền các thông tin bên trong PLC. Thông tin trong PLC được
truyền theo dạng nhị phân, hay nhóm bit, mỗi bit là một trạng thái on/off. Số
lượng dây dẫn tạo thành Bus phụ thuộc vào thông tin cần truyền.
Hệ thống PLC có 4 loại Bus:
- Bus dữ liệu ( Data Bus )
- Bus địa chỉ ( address Bus )
- Bus điều khiển ( Control Bus )
- Bus hệ thống ( System Bus )
Bộ xử lý trung tâm ( CPU ) sử dụng hệ bus dữ liệu để gửi dữ liệu qua các
bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ các vị trí truy cập dữ liệu được lưu trữ và bus
điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt động nội bộ. Bus hệ thống được
dùng để truyền thông giữa các cổng và thiếu bị vào/ra. Các loại bus này có thể
là loại hai chiều ( truyền cả hai chiều cùng một lúc ) hoặc là loại một chiều ( chỉ

truyền theo một hướng ) tuỳ theo mục đích sử dụng.
1.3.4 Bộ nhớ
Bộ nhớ là tập hợp các ô nhớ dùng để lưu trữ chương trình và dữ liệu. Mỗi
ô nhớ là một phần tử vật lý có hai trạng thái đóng hoặc mở, gọi là các bit. Các ô
nhớ được xác định bằng cách đánh địa chỉ.
Để xác định quy mô của bộ nhớ người ta đưa ra khái niệm dung lượng bộ
nhớ. Dung lượng bộ nhớ được tính bằng số từ hay số bit mà bộ nhớ có thể chứa.
Đơn vị dung lượng bộ nhớ thường được tính bằng byte.
Bộ nhớ có thể chia làm các loại sau:
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM ( Random access Memory ): đó là bộ
nhớ cho phép đọc và ghi. Dữ liệu trong RAM dễ dàng sửa được nhưng sẽ bị mất
đi khi PLC mất điện. Để khắc phục nhược điểm này người ta thường dùng pin
để lưu trữ dữ liệu và chương trình trong RAM.
- ROM ( Read Only Memory ): là loại bộ nhớ chỉ đọc, không thể thay đổi
được dữ liệu trong ROM, ROM do nhà chế tạo chế sẵn chỉ nạp dữ liệu được
một lần.
- PROM ( Programmable Read Only Memory ): là loại bộ nhớ cải tiến từ
ROM, là bộ nhớ trắng được ghi do nhà thiết kế. Tuy nhiên chương trình và dữ
liệu được ghi trong PROM không thể xoá được.
- EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory ): là bộ nhớ cải
tiến lên từ PROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng pin. Nội dung dữ
liệu và chương trình chứa trong EPROM có thể xoá được bằng cách chiếu tia
cực tím vào một cửa sổ nhỏ trên EPROM và sau đó ghi dữ liệu mới vào máy
bằng máy nạp.
- EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ):
là loại kết hợp ưu điểu của cả RAM và EPROM, dữ liệu trong EEPROM có thể
xoá và nạp băng tín hiệu điện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn.
1.3.5 Module vào/ra
Module vào ra là phương thức liên lạc vật lý giữa hệ thống với thế giới
bên ngoài. Cho phép thực hiện các kết nối, thông qua các kênh vào/ra đến

module vào và module ra. Cũng thông qua module vào/ra chương trình được
nạp vào bộ nhớ. Module vào/ra có thể là số hoặc tương tự.
- Module vào: Được nối với các công tắc, nút ấn, các bộ cảm biến… Các
đầu vào được kí hiệu theo thứ tự I
1
,

I
2
,

I
3
,… Module vào cho phép:
• Chuyển trạng thái của cảm biến có liên quan
• Biến đổi tín hiệu điện thành trạng thái logic 0 hoặc 1
- Module ra: Được nối với các tải ở đầu ra như: Cuộn dây của rơle, công
tắc tơ, đèn tín hiệu, van điện từ… Các đầu ra được kí hiệu theo thứ tự Q
1
, Q
2
, Q
3
… Module ra cho phép
• Biến đổi trạng thái logic 0 hoặc 1 thành thành tín hiệu điện.
• Tác động lên cơ cấu tác động: cuộn dây rơ le, công tắc tơ…
1.4. Nguyên lý hoạt động
Khi chạy, một chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính:
 Đọc tín hiệu đầu vào: Bộ vi xử lý “chụp lại” trạng thái logic của
các đầu vào rồi truyền hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu.

Hình 1.2 Giai đoạn đọc tín hiệu đầu vào
 Thực hiện chương trình: Thực hiện các phép toán logic chứa trong
bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng
“hình ảnh” của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ liệu. Kết
quả của mỗ phép toán logic ( hình ảnh đầu ra ) lại được lưu trong
bộ nhớ dữ liệu.
Hình 1.3 Giai đoạn thực hiện chương trình
Đầu vào 2
Đầu vào 0
Đầu vào n
Đầu vào n mức logic 1
Đầu vào 2 mức logic 1
Đầu vào 1 mức logic 0
Đầu vào 0 mức logic 1
Đầu vào 0 mức logic 1
Đầu vào 1 mức logic 0
Đầu vào 2 mức logic 1
Đầu vào n mức logic 1
Chụp lại
+
Truyền
Đầu vào 1
24 V
+ 24 V
+ 24 V
Bộ nhớ
dữ liệu
Module
vào
+ 24 V

Bằng cách
sử dụng hình
ảnh đầu vào
Thực hiện
chương trình
Bộ nhớ chương trình
Đầu vào 0 mức logic 1
Đầu vào 1 mức logic 1
—
—
—
Đầu vào n mức logic 1
—
—
—
Đầu ra 5 mức logic 1
Đầu ra 1 mức logic 0
Đầu ra 0 mức logic 1
—
—
—
—
Đầu vào n mức logic 1
Đầu vào 2 mức logic 0
Cập nhật
hình ảnh
đầu ra
Nếu đầu vào 1 là 1 và
nếu đầu vào 2 là 0 thì đặt
đầu ra 5 là 1

…………………
…
………………………
……
………………………
………
…
…
Chương trình
………………………
.
………………………
.
………………………
.
………………………
.
………………………
.
………………………
.
………………………
.
 Cập nhật đầu ra: Sao chép lại toàn bộ các trạng thái logic hình ảnh
của đầu ra ( lưu trong bộ nhớ dữ liệu ) ra các module đầu ra để điều
khiển các thiết bị bên ngoài.
Hình 1.4 Giai đoạn cập nhật đầu ra
Như vậy ta có thể khái quát một chu trình làm việc của PLC như sau:
Hình 1.5 Một chu trình mà PLC thực hiện
1.5. Các kiểu PLC

PLC có hai kiểu thông dụng là kiểu hộp đơn và kiểu module nối ghép.
Kiểu hộp đơn:
Kiểu hộp đơn thường được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình
cỡ nhỏ, độc lập, sử dụng ít các đầu vào, ra PLC kiểu hộp đơn được cung cấp
Đầu ra 0
OV
Đầu ra 0 mức logic 1
Đầu vào 0 mức logic 1
Đầu vào 1 mức logic 1 Đầu ra 1 mức logic 0
Đầu vào 2 mức logic 0 Đầu ra 2 mức logic 1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Đầu ra 5 mức logic 1
Đầu vào n mức logic 1
Đầu ra 1
Đầu ra 2
Đầu ra 0 mức logic 1
Đầu ra 5
Đầu ra 1 mức logic 1
—
—
Đầu ra 5 mức logic 1

—
—
Đầu ra n mức logic 1
Đầu ra n mức logic 1
Đầu ra n
.
MÔĐUN RA
Sao chép lại
Thu thập dữ liệu đầu
vào
Chạy chương trình
Cập nhật đầu ra
dưới dạng nguyên chiếc, hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý trung tâm và các
module vào, ra.
Thông thường PLC kiểu hộp đơn có thể có khoảng 40 đầu vào, ra và bộ
nhớ chỉ lưu được khoảng từ 300 đến 1000 lệnh.
Kiểu module nối ghép:
Kiểu module nối ghép được sử dụng cho thiết bị điều khiển lập trình với
mọi kích cỡ, với rất nhiều đầu vào/ra, xử lý được các tín hiệu số, Analog. Kiểu
module nối ghép có module riêng cho bộ nguồn, bộ xử lý trung tâm. Tuỳ theo
yêu cầu công dụng và số đầu vào/ra của bài toán điều khiển mà người sử dụng
có thể tuỳ chọn sự phối hợp cho các module với nhau vì vậy PLC kiểu này rất
linh hoạt. Ví dụ như trong trường hợp muốn mở rộng số đầu vào/ra thì ta có thể
bổ xung các module đầu vào/ra, còn để tăng cường bộ nhớ thì ta chỉ cần tăng
thêm các đơn vị nhớ ( dùng card mở rộng ).
1.6. Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hoá
Tất cả mọi hoạt đọng của hệ thống từ đơn giản đến phức tạp đều được
PLC điều khiển vì vậy PLC đóng vai trò rất quan trọng trong một hệ thống điều
khiển, PLC có thể được xem như trái tim trong một hệ thống điều khiển tự động
đơn lẻ với chương trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ của PLC. Thông

qua các tín hiệu đầu vào ( các tín hiệu ở dạng logic ON/OFF ) mà PLC sẽ cho
các tín hiệu đầu ra để điều khiển hoạt động các thiết bị của hệ thống.
PLC có thể được sử dụng cho những yêu cầu điều khiển đơn giản và được
lập đi lập lại theo chu kỳ. Đối với các hệ thống mà trong đó có rất nhiều các
thiết bị mà sự hoạt động của các thiết bị đó độc lập với nhau và có độ phức tạp
khác nhau, muốn điều khiển hệ thống một các linh hoạt thì cần phải liên kết các
PLC lại hoặc liên kết PLC với máy tính chủ thông qua một kiểu hệ thống mạng
truyền thông để thực hiện các quá trình xử lý phức tạp.
2. Tổng quan về Zen
Zen là một loại PLC cỡ nhỏ được cung cấp bởi hãng OMRON ( Nhật )
sản xuất năm 2001. Zen còn được gọi là hệ rơle lập trình được ( Programable
relays ) với nhiều ưu điểm nổi bật.
• Tiết kiệm khi điều khiển tự động hoá cỡ nhỏ.
Một bộ xử lý trung tâm cung cấp 12 đầu vào và 8 đầu ra (đối với khối
CPU 20 cổng vào ra). Thích hợp sử dụng cho các điều khiển cỡ nhỏ như hệ
thống cung cấp nước cho nhà cao tầng hay điều khiển ánh sáng cho các văn
phòng công sở…
• Hoạt động dễ dàng với một hệ điều khiển giá rẻ.
Lập trình ladder trực tiếp từ bộ xử lý trung tâm. Chương trình ladder có
thể dễ dàng được copy.
• Bảng điều khiển nhỏ hơn.
Zen có kích thước rất nhỏ 90 x 70 x 56 mm ( chiều cao x chiều rộng x
chiều sâu ) rất thuận lợi cho việc lắp đặt.
• Dễ dàng trong việc lắp ráp và nối dây.
Việc gá đặt dễ dàng với một rãnh nhỏ phía mặt sau. Sẵn có các Timer và
Counters vì vậy chỉ cần nối dây cho nguồn cấp và các cổng vào ra. Thao tác kết
nối đơn giản chỉ cần dùng một tuốc nơ vít.
• Có thể kết hợp với các module mở rộng tăng số lượng các đầu vào ra.
Số lượng đầu vào ra của Zen có thể lên tới 24 đầu vào và 20 đầu ra nhờ
kết hợp thêm 3 module mở rộng.

• Biện pháp khắc phục khi mất điện.
EEPROM vẫn lưu trữ chương trình và dữ liệu cài đặt hệ thống khi không
cấp điện tới ZEN. Các dữ liệu về thời gian, counter, holding timer và các bit làm
việc vẫn được lưu nhờ sử dụng một nguồn nuôi.
• Dễ dàng lưu trữ và copy chương trình.
Sử dụng một băng từ nhớ có thể dễ dàng lưu trữ và copy chương trình
• Có thể lập trình và theo kiểm tra hoạt động từ một máy vi tính.
Phầm mềm Zen Support cung cấp một cách hoàn chỉnh cho quá trình mô
phỏng trên máy vi tính.
• Dung lượng đóng cắt lớn hơn.
Công tắc đầu ra có thể chịu dòng 8A ( 250VAC ). Các công tắc đều độc
lập với nhau.
• Đầu vào xoay chiều.
Đối với CPU có nguồn cấp đầu vào xoay chiều, có thể kết nối trực tiếp
với điện áp từ 100V đến 240V
• Lập trình dễ dàng.
Có thể đặt cho bit đầu ra 3 sự hoạt động khác nhau.
• Các Timer phong phú.
Mỗi Timer đều hỗ trợ 5 kiểu hoạt động và 3 kiểu thang chia thời gian.
Cùng với 8 holding Timers có thể giữ trạng thái Timer khi nguồn cấp bị ngắt.
• Counter có thể đếm tăng và đếm giảm.
Có sẵn 16 Counter có thể điều khiển đếm tăng hoặc đếm giảm. Sử dụng
bộ so sánh có thể lập trình cho nhiều đầu ra từ 1 Counter.
• Hỗ trợ Timer hoạt động theo ngày hoặc theo mùa.
Khối CPU với sẵn có chức năng đông hồ và lịch hỗ trợ 16 Weekly Timer
và Calendar Timer. Calendar Timer hỗ trợ điều khiển theo mùa, còn Weekly
Timer hỗ trợ điều khiển theo ngày giờ.
• Đầu vào tương tự trực tiếp.
Khối CPU với đầu vào nguồn cấp 1 chiều có 2 đầu vào tương tự ( từ 0V
đến 10V ) và 4 bộ so sánh tương tự.

• Bảo dưỡng dễ dàng hơn.
Sử dụng chức năng hiển thị của khối CPU để hiển thị tin nhắn do người
sử dụng cài đặt về ngày, thời gian và các dữ liệu khác.
• Đèn màn hình sáng lâu hơn trong điều kiện làm việc tối.
Có thể đặt cho đèn màn hình tắt sau 2, 10 hay 30 phút, cũng có thể đặt
chế độ đèn luôn sáng. Với chức năng hiển thị, đèn màn hình cũng có thể bật
sáng khi một tin nhắn hiển thị.
• Lọc nhiễu đầu vào.
Mạch lọc nhiễu đầu vào ngăn chặn nhiễu đầu vào.
• Sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Có thể hiển thị 6 ngôn ngữ. Hỗ trợ chức năng phân biệt giờ theo mùa.
• Bảo mật chương trình.
Chương trình có thể được bảo vệ nhờ cài đặt password.
2.1. Các loại Zen
Nói chung Zen được phân biệt dựa vào các yếu tố sau:
- Sử dụng nguồn nuôi AC hay DC:
+ Zen xoay chiều ( nếu dùng nguồn AC )
+ Zen một chiều ( nếu dùng nguồn DC )
- Có màn hình tinh thể lỏng LCD (đi kèm phím ấn hay không có ).
- Có đồng hồ thời gian theo tuần và năm hay không.
- Có đầu vào Analog hay không.
Dưới đây là bảng các loại Zen phiên bản V2
2.1.1 Bộ xử lý trung tâm với 10 cổng vào/ra
Hình dạng
Nguồn
cấp/điện
áp đầu vào
Số
đầu
vào

Số đầu ra Đầu
vào
tương
tự
Mã Zen
Có màn
hình hiển
thị và nút
điều khiển
Kiểu LCD
chuẩn
100 đến
240 VAC,
50/60Hz
6
đầu
vào
Rơle 4
đầu
ra
Khôn
g
ZEN-
10C1AR-A-
V2
12 đến 24
VDC
Có ZEN-
10C1DR-D-
V2

12 đến 24
VDC
Transis
-tors
Có ZEN-
10C1DT-D-
V2
Kiểu kinh
tế ( không
thể kết nối
với
module
mở rộng )
100 đến
240 VAC,
50/60Hz
Rơle Khôn
g
ZEN-
10C3AR-A-
V2
12 đến 24
VDC
Có ZEN-
10C3DR-D-
V2
Kiểu
truyền
thông
100 đến

240 VAC,
50,60Hz
3
đầu
ra
Khôn
g
ZEN-
10C4AR-A-
V2
12 đến 24
VDC
Có ZEN-
10C4DR-D-
V2
Kiểu LED không có
màn hình hiển thị
100 đến
240 VDC,
50/60Hz
4
đầu
ra
Khôn
g
ZEN-
10C2AR-A-
V2
12 đến 24
VDC

Có ZEN-
10C2DR-D-
V2
12 đến 24
VDC
Transis
-tors
Có ZEN-
10C2DT-D-
V2
2.1.2 Bộ xử lý trung tâm với 20 cổng vào/ra
Hình dạng Nguồn
cấp
Số
đầu
vào
Số đầu ra Đầu
vào
tương
Mã Zen
Có màn hình
hiển thị và
các nút điều
khiển
Kiểu
LCD
chuẩn
100 đến
240 VAC
50/60 Hz

12 Rơle 8 Không ZEN-
20C1AR-A-
V2
12 đến 24
VDC
Có ZEN-
20C1DR-D-
V2
12 đến 24
VDC
Transis
-tors
Có ZEN-
20C1DT-D-
V2
Kiểu
kinh tế
( Khôn
g thể
kết nối
với các
module
mở
rộng)
100 đến
240 VAC
50/60Hz
Rơle Không ZEN-
20C3AR-A-
V2

12 đến 24
VDC
Có ZEN-
20C3DR-D-
V2
Kiểu LED không có
màn hình hiển thị
100 đến
240 VAC
50/60Hz
Không ZEN-
20C2AR-A-
V2
12 đến 24
VDC
Có ZEN-
20C2DR-D-
V2
12 đến 24
VDC
Transis
-tors
Có ZEN-
20C2DT-D-
V2
2.2. Đặc tính kỹ thuật của Zen
2.2.1 Đặc tính đầu vào cho loại dùng nguồn AC
- Điện thế đầu vào: 100V đến 200V ( +10% / -15% ), 50/60Hz
- Tổng trở đầu vào: 680kΩ
- Dòng điện đầu vào: 0,15mA ở 100VAC và 0,35mA ở 240 VAC

- Điện thế đóng ( mức 1 ): 80 VAC min
- Điện thế ngắt ( mức 0 ): 25VAC max
- Thời gian đáp ứng cần thiết cho trạng thái đóng hay ngắt:
• Ở 100 VAC là 50ms hay 70ms ( dùng chức năng lọc nhiễu ngõ vào )
• Ở 240 VAC là 100ms hay 120ms ( dùng chức năng lọc nhiễu ngõ
vào )
2.2.2 Đặc tính đầu vào cho loại dùng nguồn DC
- Điện thế đầu vào: 25VDC ( +10% / -15% )
- Tổng trở đầu vào: 4,8kΩ
- Dòng điện đầu vào: 5mA
- Điện thế đóng ( mức 1 ): 16VDC min
- Điện thế ngắt ( mức 0 ): 5VDC max
- Thời gian đáp ứng cần thiết cho trạng thái đóng hay ngắt là 15ms hay
50ms ( dùng chức năng lọc nhiễu đầu vào )
2.2.3 Đặc tính đầu vào Analog
- Khoảng điện thế đầu vào: 0V đến 10V
- Tổng trở đầu vào: 150kΩ
- Độ phân giải: 0,1V
2.2.4 Đặc tính đầu ra
- Dòng điện cực đại của tiếp điểm 8A ở 250VAC, 5A ở 24 VDC
- Tuổi thọ của Rơle:
• Về điện: 50.000 lần vận hành
• Về cơ: 10 triệu lần vận hành
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi đóng: 15ms
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi ngắt: 5ms
2.2.5 Đặc tính kĩ thuật chung
- Nguồn cung cấp:
• Loại AC: 100 ÷ 250 VAC ( cho phép 85 ÷ 246 VAC )
• Loại DC: 24 VDC ( cho phép 20,4 VDC ÷ 26,4 VDC
- Công suất tiêu thụ:

• Loại AC: 30VA max
• Loại DC: 6,5W max
- Điện trở cách nhiệt giữa nguồn AC cung cấp và đầu nối đầu vào, đầu
nối đầu ra 20MΩ min ở 500VDC
- Nhiệt độ môi trường cho phép: 0
o
C đến 55
o
C
- Độ ẩm môi trường cho phép: 10% đến 90%
2.3. Các vùng nhớ
2.3.1 Các bit vào ra, các bit làm việc và các bit có lưu
Tên Kiểu Địa chỉ bit Số
bít
Chức năng
Bit đầu vào
bộ xử lý
trung tâm
I 0 đến 5 6 CPU có 10
cổng vào/ra
Phản ánh trạng thái
đóng/mở của thiết bị
đầu vào nối tới đầu
vào của Zen.
0 đến b 12 CPU có 20
cổng vào/ra
Bit đầu vào
khối
module mở
rộng

X 0 đến b 12 Phản ánh trạng thái đóng/mở của thiết
bị đầu vào nối tới đầu vào của khối
module mở rộng
Bit đầu vào
nút ấn
B 0 đến 7 8 Bật ON khi các nút hoạt động được ấn
trong chê độ RUN
Bit so sánh
tương tự
A 0 đến 3 4 Đầu ra là kết quả so sánh của đầu vào
tương tự. Có thể chỉ được sử dụng cho
kiểu có điện áp nguồn cấp 24VDC
Bit so sánh P 0 đến f 16 So sánh giá trị hiện tại của các timer,
holding timer và counter. Đầu ra là kết
quả so sánh
Bit so sánh
8 số
G 0 đến 3 4 So sánh kết quả hiện tại của bộ đếm 8
số ( F ) với 1 hằng số. Đầu ra là kết quả
so sánh
Bit đầu ra
bộ xử lý
trung tâm
Q 0 đến 3 4 CPU có 10
cổng vào/ra
Đưa ra trạng thái
đóng/mở cho thiết bị
đẩu ra nối tới đầu ra
của Zen
0 đến 7 8 CPU có 20

cổng vào/ra
Bit đầu ra
khối
module mở
rộng
Y 0 đến b 12 Đưa ra trạng thái đóng/mở cho thiết bị
đầu ra nối tới đầu ra của khối module
mở rộng
Các bit làm
việc
M 0 đến f 16 Chỉ được sử dụng bên trong chương
trình. Không thể đưa ra đến thiết bị bên
ngoài
Bit có lưu H 0 đến f 16 Làm việc giống như các bit làm việc tuy
nhiên bit này lưu được trạng thái
đóng/mở khi mất điện
• Các bit đầu vào có 2 trạng thái: Thường mở và thường đóng
• Các bit đầu ra có 4 trạng thái:
- ‘[‘ Đẩu ra hoạt động bình thường: Khi được nối điện thì đầu ra
có điện, khi mất nối điện thì đầu ra mất điện.
- ‘S’ Set bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra
được set lên 1 mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đầu
ra nữa hay không.
- ‘R’ Reset bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra
được reset về 0 mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đẩu
ra nữa hay không.
- ‘A’ Thay đổi trạng thái đầu ra: Mỗi khi được nối điện trạng thái
của đầu ra sẽ chuyển sang trạng thái ngược lại với trạng thái đang
có.
2.3.2 Timer

Trên Zen có 4 loại timer:
- Timer thường (T): Từ T
0
đến T
7
• ON delay timer ( X ) : Bật sau một khoảng thời gian đặt trước sau
khi đầu vào trigger lên ON
• OFF delay timer ( ) : Vẫn ở ON trong khi đầu vào trigger ON và
tắt sau một khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger về
OFF
• One-shot pulse timer (O): Vẫn ON ở trong một khoảng thời gian
đặt trước khi đầu vào trigger bật lên ON
• Flashing pulse timer (F): Bật và tắt lặp đi lặp lại trong khoảng chu
kì đặt trước trong khi đầu vào trigger ở trạng thái ON
• Twin timer ( W ): Bật tắt lặp đi lặp lại khi đầu vào trigger ở trạng
thái ON. Thời gian ON và thời gian OFF có thể tách riêng.
On time
Off time
0
T0
RT0
TT0
- Holding Timer (#): Từ #
0
đến #
3
Bật sau một khoảng thời gian đặt trước khi đầu vào trigger lên ON. Giá
trị hiện hành vẫn được lưu khi timer chuyển từ RUN sang STOP hoặc khi bị
ngắt điện. Timer lại tiếp tục khi đầu vào kích lên ON. Bít đầu ra của Timer cũng
được giữ nguyên trạng thái khi Timer đếm xong.

- Weekly Timer (@): Từ @
0
đến @
7
Cho phép đặt các ngày hoạt động trong tuần và thời gian hoạt động trong
các ngày đó.
- Calender Timer(*): Từ *
0
đến *
7
Cho phép đặt thời gian hoạt động trong 1 năm từ ngày bắt đầu đến ngày
kết thúc.
Dưới đây là bảng tổng quát về các Timer của Zen
Loại timer
ký hiệu
Hoạt động Loại ứng
dụng chính
X
On
delay
Timer
Bật sau một khoảng
thời gian đặt trước
Trễ thời gian
OFF
delay
Timer
Vẫn ở trạng thái
ON trong khi đầu
vào trigger ON và

tắt sau một khoảng
thời gian đặt trước
sau khi đầu vào về
OFF
Đặt thời gian
cho đèn
chiếu sáng
và quạt
thông gió
O
One
shot
pulse
Timer
Vẫn ON trong một
khoảng thời gian
đặt trước khi đầu
vào trigger lên ON
Ứng dụng
khi cần hoạt
động theo
lượng ổn
định.
F
Flash-
ing
pulse
Timer
Bật và tắt lặp đi lặp
lại trong khoảng

chu kỳ đặt trước
trong khi đầu vào
trigger ở trạng thái
ON
Mạch báo
động cho còi
hay đèn nhấp
nháy
W Twin
Timer
Bật tắt lặp đi lặp lại
khi đầu vào trigger
ở trạng thái ON.
Thời gian ON và
thời gian OFF có
thể tách rời
On time
Off time
0
T0
RT0
TT0
Sử dụng
nhiều trong
các hoạt
động có gián
đoạn như
quạt thông
gió
#

Hold-
ing
Timer
Bật lên sau một
khoảng thời gian
đặt trước khi đầu
vào trigger lên 1
Trễ thời gian
có yêu cầu
trở lại sau
khi mất điện
@
Week
-ly
Timer
Bật lên ON trong
các ngày vào những
giờ nhất định đã cài
đặt
Hoạt động
tuần hoàn
trong các
khoảng thời
gian của một
ngày hay
một tuần
TT0
RT0
0
T0

T
TT1
TT
1
0
T0
T
TT3
TT
3
TT3
T3
T#0
R#0
0
#0
T
Start
timer
Stop
timer
Start
day
Stop
day
@0
Start day Stop day
*0
TT0
RT0

0
T0
2.3.3 Counter
Có đến 16 bộ đếm và một bộ đếm 8 số có thể đếm tăng hoặc đếm giảm.
Giá trị hiện hành của bộ đếm và trạng thái đầu ra của counter được lưu giữ ngay
cả khi thay đổi chế độ hoạt động hoặc khi mất điện.
Đầu ra của bộ đếm bật lên on khi giá trị đếm được bằng hay lớn hơn giá
trị cài đặt. Giá trị đếm được trở về 0 và đầu ra của bộ đếm ( Counter bit ) trở về
OFF khi đầu vào Reset bật lên ON. Đầu vào của bộ đếm không có tác dụng đếm
khi đầu vào Reset lên ON.
Có 3 đầu vào của bộ đếm:
• Đầu vào đếm: CC ( Count ) đếm lên/đếm xuống khi đầu vào đếm
lên ‘1’
• Đầu chọn hướng đếm: DC ( Direction ) nếu = ‘0’ là đếm lên, nếu =
‘1’ là đếm xuống.
• Đầu vào xoá số: RC ( Reset ) khi đầu vào xoá số = ‘1’ thì giá trị
đếm trở về ‘0’, đầu ra của bộ đếm trở về ‘0’.
3. Một số ứng dụng của Zen
3.1. Điều khiển cấp nước cho bể chứa.
(Ứng dụng của các bit đầu vào/ra )
Sử dụng Zen và máy đổi điện để điều khiển động cơ bơm nước cho bể
chứa. Khi mức nước thấp động cơ bơm nước với tốc độ cao. Khi mức nước
trung bình động cơ bơm nước với tốc độ bình thường. Khi mức nước cao bơm
với tốc độ chậm. Khi đầy bể thì dừng động cơ.
Hình 1.6 Sơ đồ điều khiển cấp nước cho bể chứa
Nguyên lý hoạt động:
• Khi nước đầy qua giới hạn thấp thì I0 được cấp điện.
• Khi nước đầy qua giới hạn nửa bể thì I1 được cấp điện.
• Khi nước đầy qua giới hạn đầy thì I2 được cấp điện.
• Q0 điều khiển máy đổi điện để động cơ hoạt động với tốc độ chậm

• Q1 điều khiển máy đổi điện để động cơ hoạt động với tốc độ trung
bình.
• Q2 điều khiển máy đổi điện để động cơ hoạt động với tốc độ cao.
Lập trình cho Zen
Q2
Q1
Q0
I0 I1
I1
I0
I1I0
I2
3.2. Điều khiển máy hàn nhiệt
(Ứng dụng của các bit vào/ra và Timer )
Khi khởi động máy xilanh phun khí nóng ra. Khi cảm
biến vị trí phát hiện xilanh đến đáy, máy sẽ hàn trong
vòng 3s. Sau đó máy thổi khí lạnh trong vòng 3s để làm
nguội giữ chặt mối hàn. Hệ thống có một cảm biến nếu
phát hiện có tay người trong vùng hàn sẽ điều khiển
dừng hàn, và một công tắc dừng điều khiển nhiệt trong
trường hợp khẩn cấp.
Hình 1.7 Sơ đồ điều khiển máy hàn nhiệt
• I0 công tắc khởi động hệ thống
• I1 công tắc dừng khẩn cấp ( thường đóng )
• I2 Cảm biến vị trí đáy xilanh
• I3 Cảm biến an toàn: Điều khiển dừng máy hàn khi phát hiện tay
công nhân trong vùng hàn.
• Q0 Điều khiển xilanh phun khí
• Q1 Điều khiển thổi khí lạnh
• Q2 Dừng quá trình điều khiển

Lập trình cho Zen

I0
M1 I1 I3
Q0
M0 T1
Q0 I2
T0
I1
M1
M0
Q0
T0
T1
Q1
Q2
T
T
I1
I2
@0
@1
T0
I0
M0
M0
M0
Q0
T0
S

R
T
Thời gian hàn T0 Thời gian thổi khí T1
Đặt 3s Đặt 3s
3.3. Điều khiển cầu thang cuốn
(Ứng dụng cho các Timer và Weekly Timer )
Cầu thang cuốn hoạt động liên tục theo ngày và thời
gian đặt trước( từ thứ 2 đến thứ 6 trong khoảng từ 7.00
đến 10.00 và từ 17.00 đến 22.00 ) . Tuy nhiên ngoài
khoảng thời gian đó, khi cảm biến phát hiện có người
trên cầu thang thì nó sẽ hoạt động trong thời gian 3
phút.
• I0 Cảm biến phát hiện có
người ở gần cầu thang
• I1 Công tắc hoạt động
• I2 Công tắc dừng
• Q0 Điều khiển động cơ hoạt
động thang cuốn.
Hình 1.8 Sơ đồ điều khiển thang cuốn
Lập trình cho Zen
Weekly Timer @0 Weekly Timer @1
Thứ 2 đến thứ Thứ 2 đến thứ 6 OFF delay Timer T0
07.00 đến 10.00 17.00 đến 22.00
3.4. Điều khiển quạt thông gió cho nhà kính
(Ứng dụng Timer, Calendar Timer và Weekly Timer )
Zen điều khiển hoạt động của quạt thông gió hoạt
động vào ban đêm (từ 19.00 đến 6.00) trong suốt
mùa đông từ 15 tháng 11 đến 30 tháng 3. Trong suốt
thời gian hoạt động quạt thông gió hoạt động
gián đoạn 60 phút ON và 30 phút OFF. Các

quạt khởi động cách nhau 30s.
• I0 công tắc khởi động hệ thống
• I1 công tắc dừng hệ thống