ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: HUỲNH DUY QUANG
MSSV: 103103075
THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH ĐÓNG GÓI VÀ
PHÂN LOẠI SẢN PHẨM GẠO THEO KHỐI LƯỢNG
DÙNG PLC S7_200 VÀ GIAO TIẾP
MÁY TÍNH
CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ

Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên phản biện:
TP. HỒ CHÍ MINH – 19/01/2008
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2


TP. HCM: Ngày Tháng Năm 2008
LỜI CẢM ƠN
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4
Qua bốn năm học tại trường em được sự giúp đỡ và dìu dắc tận tình của
quí Thầy cô.
Đến nay khóa học đã kết thúc và chúng em cũng đã hoàn thành Đồ Án Tốt
Nghiệp. Đó chính là nhờ vào sự giúp đỡ của quí Thầy Cô, đặc biệt là thầy Bùi
Thanh Luân đã hết lòng giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn
thành chương trình Đồ Án Tốt Nghiệp này sau mười lăm tuần.
Không những thế, các quí thầy cô còn chỉ bảo và truyền đạt những kiến
thức cũng như kinh nghiệm quí báu của mình cho chúng em.
Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên Đồ Án không thể tránh nhiều
thiếu sót, mong quí Thầy Cô, và các bạn góp ý để Đồ Án của em được hoàn chỉnh
tốt hơn.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại
học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM, và toàn thể quí Thầy, Cô giảng dạy khoa
Điện - Điện Tử.
4.4.5 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH 23
4.5 SƠ ĐỒ KẾT NỐI GIỬA PLC VÀ MÔ HÌNH 23
4.6 MÔ TẢ TOÁN HẠNG 24
4.7 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG 27
4.8 LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN 30
4.9 LẬP TRÌNH PLC 39
4.10 LẬP TRÌNH VB 66
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6
MỞ ĐẦU
Nước ta đang trong công cuộc hiện đại hoá để từng bước bắt kiệp sự phát
triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mặt kinh tế và xã hội, công
nghiệp sản xuất hàng hoá đống vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh
tế.Việc tự động hoá là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lĩnh vực nhằm tạo
ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị
trường.
Ngày nay công nghệ điện tử và sinh học ngày càng phát triển đã góp phần
nâng cao năng xuất lao động một cách đáng kể, đặc biệt là các bộ điều khiển, xuất
hiện đã đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại
Tốc độ sản xuất phải nhanh, chất lượng cao và ít phế phẩm, giá nhân công
hạ, thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
Đất nước phát triển, nhu cầu của con người càng cao nên cần có những
thiết bị máy móc có thể thay thế được sức lao động của con người, đặc biệt là
trong công nghiệp sản xuất, vì vậy mà cần có những dây chuyền sản xuất tự động
ra đời giúp chúng ta lao động nhẹ nhàng hơn.
Hoà nhịp cùng sự phát triển đó rất nhiều thiết bị tự động ra đời đáp ứng

quan sát được trạng thái hoạt động của băng chuyền trên máy tính, băng
chuyền ở trạng thái nào START hay STOP , cảm biến nào đang tác động ,
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN
2.1 SƠ ĐỒ MẠCH NGUỒN +15V, -15V:
Mục đích:
Cấp nguồn cho bộ khuyếch đại tín hiệu từ loadcell
- +
1
4
3
2
0 V
0
- 1 5 V
2 2 0 0 u / 5 0 v
J 1
C O N 3
1
2
3
+ 1 5 V
J 1
C O N 3
1
2
3
C 2

D 4
L E D
2 2 0 0 u / 5 0 v
2 7 0
R
0
- +
D 1
B R I D G E
1
4
3
2
C 2
1 0 4
H2.2 Sơ đồ mạch nguồn +5V
D 3
L E D
J 1
C O N 2
1
2
2 2 0 0 u / 5 0 v C 2
1 0 4
- +
D 2
B R I D G E
1
4
3

GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11
U 2
A T 8 9 C 5 1
9
1 8
1 9
2 9
3 0
3 1
1
2
3
4
5
6
7
8
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 7
2 8
1 0
1 1
1 2
1 3

P 2 . 4 / A 1 2
P 2 . 5 / A 1 3
P 2 . 6 / A 1 4
P 2 . 7 / A 1 5
P 3 . 0 / R X D
P 3 . 1 / T X D
P 3 . 2 / I N T 0
P 3 . 3 / I N T 1
P 3 . 4 / T 0
P 3 . 5 / T 1
P 3 . 6 / W R
P 3 . 7 / R D
P 0 . 0 / A D 0
P 0 . 1 / A D 1
P 0 . 2 / A D 2
P 0 . 3 / A D 3
P 0 . 4 / A D 4
P 0 . 5 / A D 5
P 0 . 6 / A D 6
P 0 . 7 / A D 7
H3.1 Sơ đồ chân IC 89C51
8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập.
Trong đó có 24 chân có tác dụng kép, mỏi đường có thể hoạt động như
đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus
dữ liệu và bus địa chỉ.
 Port 0:
Là port có 2 chức năng ở các chân 32-39 của 8951. Trong các thiết kế cở
nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O, Đối với
các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mỡ rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus
dữ liệu. Cần chú ý là khi Port 0 được dùng như một ngỏ I/O bình thường thì

4
5
6
7
8
3 9
3 8
3 7
3 6
3 5
3 4
3 3
3 2
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 72 8
1 7
1 6
2 9
3 0
1 1
1 0
E A / V P
X 1
X 2
R E S E T

A L E / P
T X D
R X D
1 0 0
R 1 2 8 . 2 K
1 1 . 0 5 9 2
Z T B
3 3 p F
R 1 1
C 2
C 1
5 V D C
H3.2 Sơ đồ mạch Vi Điều Khiển
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 13
 Mạch xử lý trung tâm dùng một IC AT89C51 với 4Kbyte EPROM dùng
cho lập trình ứng dụng. Mạch làm nhiệm vụ nhận tín hiệu về xử lý và thực
hiện yêu cầu của tín hiệu nhận được xuất dữ liệu ra bên ngoài theo yêu cầu
 Chân 31(EA) được mắc lên nguồn 5(V) cùng với chân cấp nguồn Vcc (40)
để vi mạch thực hiện chương trình bên trong.
 Chân 20 được nối mass
 Chân 18, 19 nối với thạch anh 12MHz và các tụ C1, C2 tạo thành mạch dao
động tạo xung cho vi mạch.
3.3 TÍNH TOÁN MẠCH RESET:

R 2
8 . 2 K
C 1
1 0 n F
5 V C C

Chọn thời gian tồn tại xung RESET là 300(ns).
Ta có:
e
-T/R.C
Vcc.R =U
(3.1)
Ln(Vcc) = ln(Vcc) + ln(
e
-T/R.C
.
) (3.2)
)(7348
.10)).8.4ln()5(ln(
.300
))).2ln()(ln(
2
10
10
6
6
Ω=
−
=
−
=
−
−
CVRVcc
t
R

−
−
(3.6)
R1 = ln
Ω=






−






− 38,831
t
C
Vcc
Vc
(3.7)
chọn R1= 100
Ω
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 15
1 8
C 2

B
C
D
E
F
G
3
8
P
U 7
7
6
4
2
1
9
1 0
3
8
5
A
B
C
D
E
F
G
3
8
P

C B 2
C 1
C 3
1 0 u F
U 7
7
6
4
2
1
9
1 0
3
8
5
A
B
C
D
E
F
G
3
8
P
C B 3
0
5 V C C
U 7
7

9
1 2
1 3
1 4
1 5
1
2
3
4
5
6
7
8
3 9
3 8
3 7
3 6
3 5
3 4
3 3
3 2
2 1
2 2
2 3
2 4
2 5
2 6
2 72 8
1 7
1 6

P 2 . 2
P 2 . 3
P 2 . 4
P 2 . 5
P 2 . 6P 2 . 7
R D
W R
P S E N
A L E / P
T X D
R X D
1 0 0
A 1 0 1 5
3 3 p F
5 V D C
4 K 7
1 1 . 0 5 9 2
Z T B
4 k 7
1
2
3
4
5
6
7
8
1 6
1 5
1 4

Để khởi động lại mạch điều khiển.
2. Mạch dao động dùng thạch anh 12MHz
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17
Tạo dao động cho IC hoạt động .
3. Mạch xử lý trung tâm thực hiện các lệnh điều khiển.
4. Mạch hiển thị LED 7 đoạn, hiển thị số thùng của 3 loại
thùng.
5. Mạch điều khiển gồm 3 cảm biến CB1, CB2, CB3.
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18
CHƯƠNG 4
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200
4.1CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC:
4.1.1 Đơn vị xử lý trung tâm:
Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC, thực hiện
chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bị bên
ngoài.
4.1.2 Bộ Nhớ (Memory):
Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau, đây là nơi lưu trữ trạng thái hoạt động
của hệ thống, và bộ nhớ của người sử dụng. Để dảm bảo cho PLC hoạt
động, phải cần có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ
nhớ để thực hiện các chức năng khác như:
 Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất/nhập được gọi
là RAM xuất/ nhập.
 Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong: Timer,
Counter, Relay.
 Bộ nhớ gồm có những loại sau:
 Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: read only memory): ROM không phải là một bộ
nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho

từ bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành. Chương trình ở
dạng STL sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình,
sau khi thực hiện xong chương trình, CPU sẽ gởi hoặc cập nhật tín hiệu tới
các thiết bị, được thực hiện thông qua Module xuất.
Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngỏ vào, thực hiện chương trình và
gởi cập nhật tín hiệu ở ngỏ ra được gọi là một chu kỳ quét.
Trên đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt
động sẽ giúp cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC. Nhằm
cụ thể hóa hoạt động của một PLC.
Thực tế khi PLC thực hiện chương trình, khi cập nhật tín hiệu ngỏ
vào (ON/OF) các tín hiệu hiện nay không được truy xuất tức thời để đưa ra
ở ngõ ra mà quá trình cập nhật tín hiệu ở ngõ ra phải theo hai bước:
Khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các bước
logic ở ngỏ ra trong “chương trình nội” đả được lập trình, các bước logic
này sẽ chuyển đổi ON/OF.
Tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở ngõ ra vẫn chưa được đưa ra. Khi
kết thúc chương trình xử lý việc chuyển đổi các mức logic đã hoàn thành,
thì việc cập nhật các tín hiệu ở ngõ ra mới thực sự tác động lên ngỏ ra để
điều khiển các thiết bị ở ngõ ra.
Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với một thời gian rất
ngắn, một vòng quét đơn có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới
100ms.
Việc thực hiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ
dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp giửa PLC với các thiết bị
ngoại, vi Vi xử lý có thể đọc được tín hiệu ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu
này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quét.
Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các hệ thống chấp hành là
các hệ thống cơ khí nên có tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các
chức năng của dây chuyền sản xuất.
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG

 Đồng hồ thời gian thực
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 22
 Thường được lập trình bằng bộ lập trình cầm tay
 LOẠI 3: PLC cỡ trung bình
PLC này ứng dụng được những thuật toán thay đổi được các đặc tính của
PLC nhờ vào hoạt động của phần cứng và phần mềm (nhất là phần mềm) các
thông số của PLC trung bình như sau:
 Có khoảng 1024 ngõ vào/ra
 Dùng vi xử lý 8 bít
 Bộ nhớ 4k có thể nâng lên 8k
 Tín hiệu ngõ vào là tương tự hoặc số
 Có các lệnh dạng khối và ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ cấp cao
 Có timer, counter, thanh ghi dịch
 Có khả năng xử lý chương trình con (qua lệnh JUMP…)
 Thực hiện các thuật toán (cộng, trừ, nhân, chia…)
 Có đường tín hiệu đặc biệt ở Module vào ra
 Giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng RS232
 Có khả năng hoạt động với mạng
 Lập trình qua CRT (Cathode Ray Tube) để dễ quan sát
 LOẠI 4: PLC cỡ lớn
PLC này được sử dụng rộng rải hơn do có khả năng hoạt động hữu hiệu,
có thể nhận dữ liệu, báo những dữ liệu đã nhận. Phần mềm cho thiết bị điều
khiển cầm tay được phát triển mạnh hơn tạo thuận lợi cho người sử dụng, tiêu
chuẩn của PLC cỡ lớn như sau:
 Có 2048 cổng vào/ra
 Dùng vi xử lý 8 bít hoặc 16 bít
 Bộ nhớ cơ bản có dung lượng 12k, mở rộng lên được 32k
 Chuỗi lệnh cho phép ngắt
 PID hoặc làm việc với hệ thống phần mềm PID

4.4.3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH:
Khi viết chương trình theo sơ đồ bật thang (ladder) phải theo sự hoạt động
tuần tự từng bước của hệ thống.
4.4.4 NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO BỘ NHỚ:
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 24
Chúng ta nạp chương trình vào bộ nhớ thông qua bộ console lập trình
hay.
Máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang. Sau khi nạp xong kiểm tra
lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ thống để
chắc chắn rằng chương trình đã hoạt động tốt.
4.4.5 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH:
Trước khi nhấn nút START, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ
vào ra đến các thiết bị nhập, xuất đã được nối đúng theo chỉ định.
Lúc đó PLC mới bắt đầu hoạt động thật sự. Trong khi chạy chương trình,
nếu bị lỗi thì máy tính hoặc bộ console sẽ báo lỗi, ta phải sửa lại cho đến khi nó
hoạt động an toàn.
4.5 SƠ ĐỒ NỐI KẾT GiỮA PLC VÀ MÔ HÌNH:
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 25
4.6 MÔ TẢ TOÁN HẠNG:
I0.0 CB1 Phân loại thùng 1
GVHD : BÙI THANH LUÂN SVTH : HUỲNH DUY QUANG
CB1
CB2
CB3
START
STOP
CB4
CB5

I0.6
I1.0
I1.1
24V
0V
+
-
MẠCH
KHUYẾCH
ĐẠI
LOADCELL
ANALOG