Hà Tất Thắng Trang 1 / 178
PLC01-1
PLC là gì ?
A. Mục đích yêu cầu
Năm đợc các định nghĩa về PLC và hệ thống điều khiển.
Phân biệt đợc một số loại PLC và các thiết bị lập trình, các thiết bị trong hệ
thống điều khiển
Biết đợc khả năng làm việc của PLC, u điểm khi sử dụng PLC
B. Chuẩn bi:
Một số loại PLC hiện có - OMRON, PLC, SIEMENS, DELTA, ABB.
Modul đào tạo PLC tối thiểu, Hoặc modul đầy đủ.
Các mô hình nếu có. Các thiết bị của hệ điều khiển.
Thết bị lập trình cho PLC, Cáp ghép nối, bộ lập trình cầm tay.
Máy tính và phần mềm lập trình.
C. Lý thuyết:
Các bộ điều khiển chơng trình hoá.
Trong quá trình sản xuất thì hiệu quả của sản xuất là chìa khoá của thành công. Hiệu
quả của quá trình sản xuất thể hiện ở các yếu tố rất rộng nh:
Tốc đô sản xuát ra một sản phẩm của thiết bị và dây chuyền phải nhanh
Giá nhân công và vật liệu làm ra phải hạ
Chất lợng sản phẩm phải cao và ít phế phẩm.
Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
Các bộ điều khiển chơng trình hoá PLC đáp úng đợc hầu hết các yêu cầu trên và nh
là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn na hiệu quả của sản xuất. Trớc đây việc tự
động hoá chỉ đợc áp dụng trong các sản xuất hàng loạt năng suất cao. Ngày nay cần
thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất các loại hàng hoá khác nhau nhằm nâng cao
năng xuất và giảm vốn đầu t cho thiết bịvà xí nghiệp.
Các hệ thống sản xuất linh hoạt ngày nay đáp ứng đợc các yêu cầu này. Hệ thống bao
gồm các thiết bị nh các máy điều khiển số CNC, Robot công nghiệp, dây chuyền tự
động. Bạn có thẻ tìm thấy rất nhiều các ứng dụng của bộ điều khiển lập trình PLC trong
các hệ thống tự động đó.

Các loaị Re le
Các bộ đếm thời gian
Các bộ đếm
Các bộ so sánh
Các bản mạch điện tử
+ Khối đầu ra gồm:
Các loại động cơ
Các loại van
Các thiết bị gia nhiệt
Các thiết bị chỉ thị
Hệ điều khiển dùng PLC

Hình 1-3: Hệ điều khiển dùng PLC
- Khối đầu vào tơng tự hệ điều khiển truyền thống
- Khối đầu ra tơng tự hệ điều khiển truyền thống.
- Khối điều khiển đợc thay bằng thiết bị điều khiển PLC kèm theo đó là một chơng
trình ứng dụng, đợc lập trình dới dạng giản đồ thang nh hình vẽ.
II. Khả năng của PLC:
1. Điều khiển Logic:
Chức năng điều khiển re le
Thời gian, đếm
Thay cho các Panel đIều khiển và các mạch in
Điều khiển Tự động, bán tự động , bằng tay các máy và các quá trình.
Trang 4 / 178 Hà Tất Thắng
2. Điều khiển liên tục:
Thực hiện các phép toán số học và logic
Điều khiển liên tục nhiệt độ áp suất lu lợng
Điều khiển PID, FUZY.
Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bớc
Điều khiển biến tần

Trang 6 / 178 Hµ TÊt Th¾ng H×nh 1-7 GhÐp nèi PLC víi m« ®un më réng H×nh 1-8: GhÐp nèi m¹ng PLC
2. Mét sè lo¹i PLC CPM1 cña OMRON: CPM1A - 20CDR

Hµ TÊt Th¾ng Trang 7 / 178

Trang 8 / 178 Hà Tất Thắng
Modul tối thiểu dùng đào tạo PLC

V. Một số thiết bị đầu vào sử dụng trong thí nghiệm:
1. Một số loại cảm biến quang đầu ra ghép Transitor NPN.

A. Mục đích yêu cầu
Năm đợc các vấn đề chính cần biết khi sử dụng PLC
Nắm đợc cấu trúc đặc điểm đầu vào đầu ra của PLC.
Lắp đặt PLC và ghép nối PLC với các thiết bị của hệ thống điều khiển.
Thử nghiệm đa tín hiệu vào PLC.
B. Chuẩn bi:
Một số loại PLC hiện có - OMRON, PLC, SIEMENS, DELTA, ABB.
Modul đào tạo PLC tối thiểu, Hoặc modul đầy đủ.
Các mô hình nếu có.
Thết bị lập trình cho PLC, Cáp ghép nối, bộ lập trình cầm tay.
Máy tính và phần mềm lập trình.
C. Lý thuyết:
I. Đầu vào PLC:
1. Đầu vào là đầu đa tín hiệu vào PLC
2. Phân loại đầu vào: Đầu vào Logic, Đầu vào Analog
3. Số lợng đầu vào phụ thuộc loại PLC
4. Cấu trúc đầu vào Nh hình vẽ:

5. Đặc điểm đầu vào:
Đầu vào đợc đánh số
Đầu vào đợc tín hiệu hoá
Đầu vào đợc ghép quang, Cách ly vi sử lý trong PLC với thế giới bên ngoài
về điện
Đầu vào đợc chế tạo chuẩn hoá ( Dòng đầu vào 5mA - Logic).
Ghép nối cảm biến:
Trang 12 / 178 Hµ TÊt Th¾ng II. §Çu ra PLC

C = 0.002 đến 0.005uF cho mỗi 10VA của tải cuộn cảm.
Tác dụng của mạch RC dùng để khép mạch dòng điện khi mở tiếp điểm.
Dòng (khép mạch) = 2 x 3.14 x f x C x V~ phải nằm trong giới hạn cho phép.
Trang 14 / 178 Hà Tất Thắng
Bạn cũng có thể sử dụng áp biến trở MOV - Metal Oxide Varistor dùng để hạn chế xung
điện áp. Phải chon loại MOV có điện áp làm việc lớn hơn 20% điên áp nguồn VAC~
Ví dụ: Cuộn cảm đầu ra sử dụng là 17VA, điện áp là 115VAC,
Dòng cho phép chạy qua tiếp điểm và cuộn cảm là I = 183VA/115V = 1.59A
chon dòng tính toán Itt = 2A.
Giá trị điện trở R = 0.5 x 115 =57.5 > chọn là 68
Giá trị tụ điên C = (17VA/10) x 0.005 = 0.0085uF, chọn là 0.01uF
Dòng khép mạch = 2 x 3.14 x 60 x 10-6 x 115 = 0.43mA rms.
Sơ đồ lắp ráp PLC với các thiết bị của hệ điều khiển:

Sơ đồ ghép nối PLC CP M1A 20 CDR với các thiết bị của hệ thống điều khiển trong đó:
Đầu vào gồm các Phần tử: Đầu ra gồm các phần tử:
Nút ấn điều khiển
Contactor K1, K2
Công tắc hành trình HT1, HT2
Cảm biến NPN
Công tắc CT1, CT2, CT3
Rele: R1, R2
Đèn báo D1,D2
Hà Tất Thắng Trang 15 / 178
4. Sơ đồ lắp ráp Modul dạy học PLC tối thiểu bằng PLC CPM1A:

Sơ đồ lắp ráp Modul dạy hoc tối thiểu bằng PLC - CPM1A - 20CDR:

8. Đặt PLC ở chế độ RUN
9. Đa tín hiệu vào PLC bằng cách bật tắt các công tắc đầu vào và xem đèn báo tín
hiệu hoá trên các đầu vào PLC.
10. Trờng hợp đầu vào PLC đợc nối với các nut ấn, hoặc các công tắc hành trình thì
tác động vào các nút ấn hoặc cảm biển hành trình.
11. Trờng hợp đầu vào PLC đợc nối với các cảm biến đa tín hiệu vào đầu cảm
biến và xem đèn báo tín hiệu hoá trên các đầu vào PLC.
12. Kết thúc thực hành, Tăt nguồn, rỡ bỏ các thiết bị, viết báo cáo thu hoạch.

E. Câu hỏi cuối bài học
1. Phân tích sự khác nhau giữa cảm biến đầu ra ghép Transitor PNP và NPN, cáh nối
với PLC.
2. Cách bảo vệ đầu ra cho PLC nh thế nào?.
3. Lu ý gì trong lắp đặt PLC.
4. Thiết bị lập trình cầm tay dùng để làm gì?
5. Thiết bị ghép nối PLC với máy tính dùng đẻ làm gì? Hµ TÊt Th¾ng Trang 17 / 178
§Çu ra ®Æc biÖt - ra Analog: Dau vao Analog:
Trang 18 / 178 Hà Tất Thắng
PLC01-03
Các điểm chính khi sử dụng PLC
Bộ nhớ, Ngoại vi, Chu kỳ quét

Ký hiệu:
0.00 Chỉ Chanel 0, bit thứ 00 - đợc nối tới đầu vào 0
0.01 Chỉ Chanel 0, bit thứ 01 - đợc nối tới đầu vào 001

10.00 Chỉ Chanel 10, bit thứ 00 - đợc nối tới đầu vào 1000
10.01 Chỉ Chanel 10, bit thứ 10 - đợc nối tới đầu vào 1001
PLC S7-200:
I0.0 Chỉ Chanel I0, bit thứ 0 - đợc nối tới đầu vào I0.0
Q.01 Chỉ Chanel Q0, bit thứ 1 - đợc nối tới đầu ra Q0.1
Hà Tất Thắng Trang 19 / 178
9. Phân vùng bộ nhớ: Mỗi loại PLC có ký hiệu và cách phân vùng bộ nhớ cũng nh
dung lợng của mỗi vùng là khác nhau . Ngay cùng loại PLC S7-200 với các loại
CPU khác nhau thì phân vùng cũng khác nhau. Học viên nên sử dụng học liệu 1
và 2 để nắm vững về cấu truc bộ nhớ và cách sử dụng. Nói chung vùng nhớ của
PLC đợc phân thành các vùng sau:
1. Vùng nhớ vào ra
2. Vùng nhớ trung gian
3. Vùng nhớ giao tiếp
4. Vùng nhớ Timer, Counter.
5. Vùng nhớ đặc biệt
II. Thiết bị ngoại vi:
1. Bộ lập trình cầm tay Consol
2. Phần mềm lập trình bằng máy tính.
3. Cáp ghép nối máy tính và PLC.
III. Ngôn ngũ lập trình:
Để lập trình cho PLC có 3 loại ngôn ngữ lập trình khác nhau, và trong các phần mềm lập
trình bằng máy tính thờng có những lệnh chuyển đổi giữa các loại ngôn ngữ đó.
1. Ngôn ngữ giản đồ thang LAD -
Ngôn ngữ này gần với mạch Logic điện ví dụ mạch Starstop - hay mạch khởi
động và tự duy trì có sơ đồ mạch điều khiển Logic điện và chơng trình điều

khiển liên tục.
Mô tả chu kỳ quét của chơng trình giản đồ thang:

Hà Tất Thắng Trang 21 / 178
V. Các bơc lập trình cho PLC:

Một số lu khi thực hiện các bớc lập trình cho PLC:
Bớc 1: Tìm hiểu kỹ yêu cầu công nghệ trong bớc này ngời lập trình phải tìm hiểu kỹ
cấc yêu cầu công nghệ và phải bổ xung đợc các yêu cầu còn thiếu vì trong thực tế khi
đặt hàng ngời đặt hàng chỉ quan tâm đến các yêu cầu chính còn các yêu cầu khác để
thực hiện đợc nhiệm vụ chính đặt ra thì thờng không đợc nêu lên.
Bớc 2: Liệt kê đầy đủ các cổng vào ra, các cổng dự trữ, cần thiết khi phát triển hệ
thống.v.v và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu cầu.
Trang 22 / 178 Hà Tất Thắng
Bớc 3: Phân cổng vào ra cho PLC về nguyên tắc nên tuân thủ các nguyên tắc để thuận
tiện cho việc lập trình, theo dõi kiểm tra phát hiện lỗi nh sau:
Phân cổng vào ra theo chức năng yêu cầu: ví dụ đầu vào đếm tốc độ cao, đầu
vào Analog, đầu vào logic, phải đúng với các đầu vào chức năng của PLC
Phân cổng vào ra có dụng ý: theo tên gọi, hoặc theo trình tự tác động để tận
dụng đợc các khả năng tín hiệu hoá của PLC. dễ theo dõi phát hiện lỗi và dễ lập
trình.
Bớc 5: Dịch lu đồ sang giản đồ thang theo một trong hai cách sau:
Sử dụng các phơng pháp tổng hợp mạch logic (Ma trận Cacno, Grafcet,) để
có đợc sơ đồ logic điện sau đó chuyển sang chơng trình dới dạng giản đồ
thang LAD. (Lu ý: Nếu đ có sơ đồ logic điện rồi thì có thể chuyển thẳng
sang chơng trình dạng giản đồ thang LAD
Sử dụng lu đồ chơng trình và một số kỹ thuật lập trình nêu trong bài 29 để có
đợc chơng trình giản đồ thang LAD.
Bớc 7: Chạy mô phỏng kiểm tra chơng trình
Phải tạo ra tập tín hiệu thử tơng tự thực tế đa vào đầu vào PLC

Nút ấn điều khiển
Công tắc hành trình HT1, HT2
Cảm biến NPN
Công tắc CT1, CT2, CT3
Contactor K1, K2
Rele: R1, R2
Đèn báo D1,D2
Sơ đồ lắp ráp Modul dạy học PLC tối thiểu bằng PLC CPM1A:

Trang 24 / 178 Hà Tất Thắng
Sơ đồ lắp ráp Modul dạy hoc tối thiểu bằng PLC - CPM1A - 20CDR:
Đầu vào gồm các Phần tử:
Công tắc CT0, CT1, CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7
Đầu ra gồm các phần tử hoặc là rele hoặc là đèn báo:
Rele: R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7
Đèn báo: D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7.
Sơ đồ lắp ráp Modul dạy học tối thiểu bằng PLC - S7-200-CPU215: Sơ đồ ghép nối modul dạy học tối thiểu PLC S7-200 :
Đầu vào gồm các Phần tử :

E. Câu hỏi cuối bài học
1- Phân tích sự khác nhau giữa cảm biến đầu ra ghép Transitor PNP và NPN, cách nối
với PLC.
2- Cách bảo vệ đầu ra cho PLC nh thế nào?.
3- Lu ý gì trong lắp đặt PLC.
4- Thiết bị lập trình cầm tay dùng để làm gì?
5- Thiết bị ghép nối PLC với máy tính dùng đẻ làm gì?