Nguyễn Văn Sơn
Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt là sự phát
triển của Công nghệ điện tử - tin học. Có thể coi là một cuộc cách mạng
công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử - tin học đã
được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí.
Hiện nay, người ta đã sản xuất ra những thiết bị có thể lập trình được. Đó
chính là thiết bị điều khiển có lập trình Programable Logic Controlle viết tắt
là PLC.
Ra đời năm 90, PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của mạch vi xử lí,
chiếm đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang
phát triển ở Việt Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông
thường thì PLC có nhiều ưư điểm hơn hẳn, ví dụ như: Kết nối mạch điện
đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt công trình, dễ dàng thay đổi công
nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, ứng dụng điều
khiển trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình
(Omron, Siment, ABB, Misubishi, GE fanus ) với nhiều ứng dụng: Tự
động hoá quá trình công nghệ cung cấp vật liệu cho quá trình sản xuất, tự
1
Nguyễn Văn Sơn
động hoá các máy gia công cơ khí, điều khiển hệ thống trạm bơm, điều
khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén, tự động hoá quá trình lắp ráp các linh
kiện điện - điện tử, điều khiển thang máy, hệ thống đèn giao thông Ngày
nay có rất nhiều nhà cao tầng, hầm mỏ… xuất hiện làm cho diện tích đất ở
ngày càng thu hẹp, xe ngày càng nhiều vì vậy không có diện tích để xe .Để
giải quyết vấn đề này người ta xây dựng các ga ra với các hệ thống điều
khiển khác nhau.Trong phạm vi đồ án môn học này tái dựng thiết bị lập trình
PLC để viết chương trình cho hệ thống điều khiển ga ra.
Thiết bị khả trình PLC mà tôi sử dụng để viết chương trình điều khiển
trong đồ án này là PLC OMRON của Nhật. Trong quá trình làm đồ án cũng

- Các thiết bị phải có độ bền cao và tuổi thọ vận hành lớn .
- Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bi.
3
Nguyễn Văn Sơn
- Các cảm biến phải báo chính xác
- Vốn đầu tư phù hợp.
- Hệ thống quạt thông gió phải làm việc đảm bảo
- Hệ thống báo cháy
- Chi phí vận hành thấp.
IV – Yêu cầu công nghệ
Giới thiệu thiết bị:Ga ra bao gồm 40 chỗ được chia làm 4 gara nhỏ .S0 nút
ấn dừng , S1 –S4 các nút ấn báo hiệu quá tải của 4 gara nhỏ , S5 nút ấn khởi
động , B1 Sensor báo ô tô vào gara , B2 Sensor báo ô tô rời khỏi ga ra ,B3
Sensor báo cháy. RESET khởi tạo lại từ đầu(tương ứng như trong ga ra
không có xe nào ) H1-H4 là tín hiệu đèn báo quá tải của gara 1-Ga ra 4
.sáng 3 đèn xanh , đỏ , vàng để báo tín hiệu ở cổng ga ra,S
6
là nút dừng hệ
thống đèn chiếu sáng, S
7
nút mở hệ thống chiếu sáng,S
8
nút ấn dừng hệ
thống quạt thông gió,S
9
Nút mở hệ thống quạt thông gió,S10 Nút ấn dừng hệ
thống báo cháy,H
5
đèn hệ thống chiếu sáng, H
6

ra=11
Giảm 1 đơn vị
Cb ra=
12
Đèn xanh
Đèn vàng
S
Đ
S
Đ
Nguyễn Văn Sơn
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
I - Đặc điểm bộ điều khiển lập trình.
Hiện nay nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã
thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable
logic control ).Hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay
quá trình hoạt động.Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình (PLC) đã
được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle
và thiết bị cồng kềnh,nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dể dàng và
linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản,ngoài ra PLC còn có
thể thực hiện được những tác vụ khác như làm tăng khả năng cho những
hoạt động phức tạp .
7
Bộ nhớ chương
trình
Đơn vị điều
khiển
Khối ngỏ
vào

đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp .
Khả năng chống nhiễu tốt .
Cấu trúc dạng modul do đó dễ dàng thay thế,tăng khả năng (nối thêm modul
mở rộng vào / ra ) và thêm chức năng (nối thêm modul chuyên dùng).
Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngỏ vào và ngỏ ra được chuẩn
hoá .
Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng:Ladder,Intruction,Functionchat dể hiểu và
dể sử dụng .
Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng .
Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều
khiển các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình .
II- Những khái niệm cơ bản .
9
Nguyễn Văn Sơn
Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng General
Motors. Vào năm 1968 họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật nhằm đáp ứng
những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp :
Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển , sử dụng thích hợp trong
nhà máy
Cấu trúc dạng modul để dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp .
Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơ-le chức năng
tương đương.
- Những chỉ tiêu này tạo sự quan tâm của các kĩ sư thuộc nhiều ngành
nghiên cứu về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp . Các kết quả
nghiên cứu đã đưa ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của
PLC: tập lệnh từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ
định thời, tác vụ đếm , sau đó là các lệnh xử lý toán học , xử lý bảng dữ liệu
, xử lý xung tốc độ cao , tính toán số liệu số thực 32 bit , xử lý thời gian thực
đọc mã mạch , vv

11
Nguyễn Văn Sơn
nhiễu
Lắp đặt Mất thời
gia thiết
kế lắp
đặt
Mất thời
gian thiết
kế
Mất nhiều
thời gian lập
trình
Lập trình và
lắp đặt đơn
giản
Khả năng điều
khiển tác vụ
phức tạp
Không Có Có Có
Để thay đổi điều
khiển
Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản
Công tác bảo trì Kém -có
rất nhiều
công tắc
Kém-nếu
IC được
hàn
Kém -có

chươn
g trình
EPRO
M
Nguồn
pin
CPU
bộ
vi
xử
lý
Cloc
k
Bộ
nhớ
hệ
thống
ROM
Bộ
nhớ
dữ
liệu
RA
M
Khố
i
vào
ra
Mạch cách ly
Bộ

nó gồm các thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một từ với một tín hiệu điều
khiển, ta có thể đọc một từ ở bất kỳ vị trí nào. ROM là bộ nhớ không thay
đổi được mà chỉ được nạp chương trình một lần duy nhất .
RAM ( Random Access Memory) : là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, đây là
bộ nhớ thông dụng nhớ để cất giữ chương trình và dữ liệu của người sử
dụng. Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất khi mất điện. Do đó điều này được giải
quyết bằng cách luôn nuôi RAM bằng một nguồn pin riêng.
15
Nguyễn Văn Sơn
EEPROM : Đây là loại bộ nhớ ma nó kết hợp sự truy xuất linh hoạt của
RAM và bộ nhớ chỉ đọc không thay đổi ROM trên cùng một khối , nội dung
của nó có thể xoá hoặc ghi lại bằng điện tuy nhiên cũng chỉ được vài lần .
Bộ nguồn cung cấp : Bộ nguồn cung cấp của PLC sử dụng hai loại điện
áp AC hoặc DC , thông thường nguồn dùng cấp điện áp 100 đến 240
V:50/60 Hz , những nguồn DC thì có các giá trị :5V,24V DC
Nguồn nuôi bộ nhớ :Thông thường là pin để mở rộng thời gian lưu giữ cho
các dữ liệu có trong bộ nhớ , nó tự chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung
lượng tụ cạn kiệt và nó phải thay vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không
bị mất đi .
Cổng truyền thông : PLC luôn dùng cổng truyền thông để trao đổi dữ liệu
chương trình , các loại cổng truyền thông thường dùng là : RS232,RS432,RS
485.Tốc độ truyền thông tiêu chuẩn : 9600 baud .
Dung lượng bộ nhớ : Đối với PLC loại nhỏ thì bộ nhớ có dung lượng cố
định
( thường là 2K) dung lượng chỉ đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều
khiển công nghiệp do giá thành bộ nhớ giảm liên tục do đó các nhà sản suất
PLC trang bị bộ nhớ ngày càng lớn hơn cho các sản phẩm của họ .
16
Nguyễn Văn Sơn
3.3 Khối vào ra .

của phần mềm VDU (Visua Display Unit) ở đây bàn phím, màn hình được
nối với PLC thông qua cổng nối tiếp, thường là RS485, các VDU hổ trợ rất
tốt cho việc lập trình dạng ngôn ngữ ladder kể các chú thích trong chương
trình để dễ đọc hơn.
IV- khái niệm cơ bản về vấn đề lập trình PLC .
18
Nguyễn Văn Sơn
Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dễ hiểu, dễ sử dụng trong
việc lập trình điều khiển, điều này ý muốn nói rằng cần phải có ngôn ngữ
cấp cao với đặc điểm là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện được các
tác vụ điều khiển, không phức tạp và không mất nhiều thời gian để nắm bắt
ngôn ngữ so với các ngôn ngữ cấp cao khác hiện được sử dụng trên máy tính
Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến nhất để
mô tả mạch rơle logic .
Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện bậc thang,
gọi là ngôn ngữ ladder, rất phù hợp để tạo các chương trình điều khiển logic;
đối với những người thiết kế máy đã quen thuộc với các hệ thống điều khiển
rơle truyền thống.
4.1 Giải thích chương trình ladder :
Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình
Ladder, ta xét mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau :
19

Đ
a)
X001 X002 X003 X004
( Y001)

b)
Nguyễn Văn Sơn

Ngõ vào
Ngõ ra
X
n
Y
n
Nguyễn Văn Sơn
.
4.3 Rơ le ( ( ) ) :
Thực chất là một bộ nhớ 1 bit và có tác dụng như rơle phụ trợ vật lý
trong mạch điều khiển dùng rơle truyền thống nên được gọi là rơle lôgic
.Theo thuật ngữ máy tính Rơle còn được gọi là cờ , được ký hiệu là M và
được đánh số thập phân( M
0
; M
500
; M
800
Phân loại rơle logic :
Rơle chốt (Latched Relay) : rơle được chốt là rơle duy trì được trạng thái
khi không cấp điện cho PLC .
Rơle trạng thái (State Relay) : được sử dụng chuyên dùng trong điều
khiển trình tự và thường được gọi là trạng thái STL ( Step Ladder) cờ trạng
thái ký hiệu là S và được đánh số thập phân S
0
; S
10
; S
22
.

0
;D
200
; D
800
;D
8002

Phân loại :
Thanh ghi dữ liệu (Data Register ) :Thanh ghi loại này được dùng để lưu
trữ dữ liệu thông thường trong khi tính toán dữ liệu trên PLC .
Thanh ghi chốt (Latched Register ) : Thanh ghi này có khả năng duy trì nội
dung (chốt) cho đến khi nó được ghi chồng bằng một nội dung mới , khi
PLC chuyển từ trạng thái RUN sang STOP thì dữ liệu trong các thanh ghi
vẫn được duy trì .
22
Nguyễn Văn Sơn
Thanh ghi chuyên dùng (Special Register) : Dùng để lưu trữ kết quả dữ
liệu điều
khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC thường dùng kết hợp
với các cờ chuyên dùng các thanh ghi này có thể sử dụng trong chương trình
Ladder , ngoài ra các trạng thái hoạt động của hệ thống PLC hoàn toàn có
thể xác định được .
Thanh ghi tập tin (Thanh ghi bộ nhớ chương trình Program Memory
Register) :Chiếm từng khối 500 bước bộ nhớ chương trình được sử dụng đối
với các ứng dụng mà chương trình điều khiển cần xử lý nhiều số liệu ( các
thanh ghi RAM có sẵn không đủ đáp ứng )
Thanh ghi điều chỉnh được từ biến trở bên ngoài (External Adjusting
Register) : trên các PLC có sẵn các biến trở dùng để điều chỉnh nội dung của
một số thanh ghi dành riêng nội dung các thanh ghi này có giá trị từ 0 →

+ Bộ đếm xuống :nội dung bộ đếm giảm 1 khi có cạnh lên của xung kích
bộ
đếm
+ Bộ đếm lên -xuống :nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm 1 ,tùy thuộc cờ
chuyên dùng cho phép chiều đếm ,khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm
+ Bộ đếm pha :bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay xuống tùy thuộc vào
sự lệch pha của hai tín hiệu xung kích bộ đếm ,thường dùng với encoder
+ Bộ đếm tộc độ cao :bộ đếm này đếm được xung kích có tần số cao20
KHz trở xuống tùy thuộc số lượng, bộ đếm loại này được sử dụng đồng
thời .
Các loại bộ đếm trên có thể là :
24
Nguyễn Văn Sơn
+ Bộ đếm 16 bít :bộ đếm 16 bít thường là bộ đếm chuẩn bộ đếm này có thể
đếm được khoảng giá trị từ -32.768 đến +32.767
+ Bộ đếm 32 bít bộ đếm 32 bít có thể là bộ đếm chuẩn ,nhưng nó thường là
bộ đếm tốc độ cao và bộ đếm tốc độ cao trên modul chuyên dùng
+ Bộ đếm chốt :bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm
,ngay cả khi PLC không được cấp điện ;có nghĩa là ,khi PLC được cấp điện
trở lại,bộ đếm này có thể tiếp tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm
trước đó .
4.6 Bộ định thời gian ( Timer ) :
Được dùng để định thời các sự kiện , bộ định thời trên PLC được gọi là
bộ định thời logic vì nó là bộ nhớ trong của PLC được tổ chức có tác dụng
như là bộ định thời vật lý , số lượng bộ định thời tuỳ thuộc vào PLC . Thực
chất nó là bộ đếm xung với chu kì thay đổi , chu kì xung kích bằng đơn vị
ms (mili giây) hoặc µs và được gọi là độ phân giải . Ý nghĩa của độ phân
giải là bộ định thời có độ phân giải càng cao thì sẽ định thời được thời gian
lớn .
Kí hiệu là T và cũng được đánh số thập phân : T