GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HÓA CUNG CẤP ĐIỆN
**  **
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
MÁY IN HOA VĂN TRÊN KHĂN DÙNG PLC TẠI CÔNG
TY ASC CHARWIE
SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN HỮU THIỆN
MÃ SỐ SV: 96102310
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 1
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: VŨ ĐỖ CƯỜNG
TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 2 - 2001
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 2
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghóa Việt Nam
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Thành phố Hồ Chí Minh

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HÓA – CUNG CẤP ĐIỆN
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên : NGUYỄN HỮU THIỆN
MSSV : 96102310
Niên khóa : 1996 - 2001
Ngành : ĐIỆN KHÍ HÓA – CUNG CẤP ĐIỆN
1. Tên đề tài:

Ngày tháng năm 2001
Giáo viên hướng dẫn
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 4
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HỮU THIỆN
MSSV: 96102310
Giáo viên duyệt:


SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 6
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa để từng bước
bắt kòp sự phát triển trong khu vực Đông Nam Á và thế giới về mọi mắt kinh tế và
xã hội. Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc phát
triển kinh tế. Việc tự động hóa là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lónh vực
nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên
thò trường.
Cùng với sự của các ngành sản xuất khác, ngành dệt và sản xuất hàng may
mặc cũng phát triển mạnh, các mặt hàng vải đa dạng về chủng loại, màu sắc hoa
văn phong phú.
Các trang thiết bò máy móc phục vụ trong công nghiệp ở nước ta đa số còn
lạc hậu song do nhu cầu sản xuất số máy này vẫn được khai thác. Với nguồn vốn
đầu tư mới hạn hẹp do đó bên cạnh việc mua sắm những trang thiết bò mới, hiện
đại cần phải cải tạo nâng cấp các hệ thống thiết bò máy móc cũ để đáp ứng cho
việc sản xuất. Việc nâng cấp các hệ thống này nhằm nâng cao mức độ tự động
hóa, tăng năng suất trong sản xuất. Bước thực hiện việc cải tạo nâng cấp một hệ
thống máy móc đầu tiên là thay thế hệ thống điều khiển cũ sử dụng rơle bằng một
thiết bò điều khiển có thể lập trình được là PLC nhằm làm cho mạch điều khiển của
hệ thống gọn nhẹ, hoạt động chính xác đáng tin cậy hơn và quan trọng nhất là dễ
dàng thay đổi chương trình điều khiển khi có yêu cầu. PLC là một thiết bò điều
khiển công nghiệp mới đã và đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam.
Vấn đề tự động hóa trong công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay và
nâng cao năng suất lao động, là một trong những đề tài được các bạn sinh viên, các
thầy cô ở những trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều nhất. Việc khảo sát
và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC họ SIMATIC S7 để điều khiển máy in
hoa văn trên khăn tắm là nội dung của tập luận văn tốt nghiệp mà em trình bày.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 7
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp

PHẦN NỘI DUNG
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 9
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
KẾT LUẬN
Qua 6 tuần thực hiện đồ án, tuy thời gian tương đối ngắn nhưng em đã hết
sức cố gắng để có thể thu thập những thông tin và các vấn đề liên quan đến đồ
án và cuối cùng đã hoàn thành đúng thời gian quy đònh. Cũng qua đồ án này em
đã học hỏi thêm được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu về nghề nghiệp
của mình trong tương lai. Hiểu rõ những khó khăn cần phải giải quyết khi bắt
tay vào nghiên cứu các vấn đề khoa học, cách bố trí thời gian một cách hợp lý
khoa học thì mới có thể hoàn thành.
Tuy nhiên vì lý do khách quan nên em không thể thực hiện làm mô hình cho
nội dung đồ án thêm phong phú.
Do thời gian và điều kiện còn hạn chế do đó những thiếu sót là điều không
thể tránh khỏi, rất mong được sự góp ý của Thầy Cô và các bạn sinh viên.
Một lần nữa em chân thành cảm ơn q Thầy, Cô trong Khoa Điện và thầy
VŨ ĐỖ CƯỜNG đã nhiệt tình hướng dẫn, cùng tất cả các bạn đã giúp em hoàn
thành đồ án này.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 10
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tự động hóa với SIMATIC S7 – 200 _ Dr Ing NGUYỄN DOÃN PHƯỚC
Dr Ing PHAN XUÂN MINH
NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1997
• Kỹ thuật điêu khiển lập trình (SPS - PLC) _ NGÔ QUANG HÀ
TRẦN VĂN TRỌNG
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
• Các tài liệu tham khảo về qui trình công nghệ hệ thống máy in của công ty
ASC CHARWIE
• Các luận văn tốt nghiệp của các khóa trước trường Đại Học Sư Phạm Kỹ

nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên
thuận tiện hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ
thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ
thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh
hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng
ra/vào lớn.
Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ đònh thời, các thanh ghi
(register) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác
nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ,
nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.
Những đặc điểm của PLC:
- Thiết bò chống nhiễu.
- Có thể kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra.
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy
tính cá nhân.
- Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ.
- Bảo trì dễ dàng.
Do các đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không mất nhiều thời
gian nối dây phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập chương
trình mới thay cho chương trình cũ.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 12
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để
đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đưa ra hàng loạt các
dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của
người sử dụng.
Để đánh giá một bộ PLC người ta dựa vào 2 tiêu chuẩn chính: dung lượng
bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó. Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức
năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số

- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn
lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền
xung.
- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhòp 2 KHz và 7KHz.
- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
- 2 bộ điều chỉnh tương tự.
- Toàn bộ vùng nhớ không bò mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi
PLC bò mất nguồn nuôi.
Hình 1. Bộ điều khiển lập trình được S7 – 200, CPU 214
● Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214
SF (đèn đỏ) Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bò hỏng. Đèn SF sáng lên
khi PLC bò hỏng hóc.
RUN (đèn xanh) Đèn xanh RUN chỉ đònh PLC đang ở chế độ làm việc và
thực hiện chương trình được nạp trong máy.
STOP (đèn vàng) Đèn vàng STOP chỉ đònh PLC đang ở chế độ dừng. Dừng
chương trình đang thực hiện lại.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 14
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
I1.0
I.11
I1.2
I1.3
I1.4

độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của
PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400.
Chân Giải thích Chân Giải thích
1 Đất 6 5 VDC (điện trở trong 100)
2 24 VDC 7 24 VDC (120mA tối đa)
3 Truyền và nhận dữ liệu 8 Truyền và nhận dữ liệu
4 Không sử dụng 9 Không sử dụng
5 Đất
Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình
thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm theo máy
lập trình.
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI
với bộ chuyển đổi RS232/RS485.
Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC
Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7
– 200 có ba vò trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 15
Hình 2. Sơ đồ chân của cổng
truyền thông
5 4 3 2 1
9 8 7 6
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
- RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7 – 200 sẽ
rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nế trong máy có sự cố
hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế
độ RUN. Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
- STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và chuyển
sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương
trình hoặc nạp một chương trình mới.
- TERM cho phép máy lập trình tự quyết đònh một trong các chế độ làm việc

đọc/ghi được.
b. Vùng dữ liệu:
Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể được truy nhập theo từng
bit, từng byte, từng từ đơn hoặc từng từ kép và được sử dụng làm miền lưu trữ dữ
liệu cho các thuật toán các hàm truyền thông, lập bảng các hàm dòch chuyển,
xoay vòng thanh ghi, con trỏ đòa chỉ …
Vùng dữ liệu lại được chia thành các miền nhớ nhỏ với các công dụng khác
nhau. Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưng
cho từng công dụng của chúng như sau:
V - Variable memory.
I - Input image regigter.
O - Output image regigter.
M - Internal memory bits.
SM - Speacial memory bits.
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte,
từng từ đơn (word-2byte) hoặc từ kép (2 word).
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 17
Chương trình
Tham số
Dữ liệu
Vùng đối tượng
Chương trình
Tham số
Dữ liệu
Chương trình
Tham số
Dữ liệu
EEPROM Miền nhớ ngoài
Hình 3. Bộ nhớ trong và ngoài của S7 – 200
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp

V4095
I0.x (x=0÷7)

I7.x (x=0÷7)
M0.x (x=0÷7)

M31.x (x=0÷7)
Q0.x (x=0÷7)

Q7.x (x=0÷7)
SM0.x (x=0÷7)

SM29.x (x=0÷7
SM30.x (x=0÷7

SM85.x (x=0÷7
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
o Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập được bằng con
trỏ. Con trỏ được đònh nghóa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2
và AC3. Mỗi con trỏ đòa chỉ chỉ gồm 4 byte (từ kép).
c. Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình
như các giá trò tức thời, giá trò đặt trước của bộ đếm, hay Timer. Dữ liệu kiểu đối
tượng bao gồm của thanh ghi của Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm
vào/ra tương tự và các thanh ghi Accumulator (AC).
Kiểu được đối tượng bò hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ
được ghi theo mục đích cần sử dụng của đối tượng đó.
Hình 5. Vùng nhớ đối tượng được phân chia như sau:
CPU214
15 0 bit

AC2
AC3
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Bộ đếm tốc độ cao
(đọc/ghi)
d. Mở rộng ngõ vào/ra:
Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các
modul mở rộng về phía bên phải của CPU (CPU 214 nhiều nhất 7 modul), làm
thành một móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu.
Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tương ứng
với số đầu vào/ra của các modul.
Sau đây là một ví dụ về cách đặt đòa chỉ cho các modul mở rộng trên
CPU 214:
CPU214 MODUL 0
(4vào/4ra)
MODUL 1
(8 vào)
MODUL 2
(3vào
analog /1ra
analog)
MODUL 3
(8 ra)
MODUL 4
(3vào
analog /1ra
analog)
I0.0 Q0.0
I0.1 Q0.1
I0.2 Q0.2

Q3.0
Q3.1
Q3.2
Q3.3
Q3.4
Q3.5
Q3.6
Q3.7
AIW8
AIW10
AIW12
AQW4
3. Thực hiện chương trình:
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 20
HSC0
HSC1 (chỉ có trong CPU 214)
HSC2 (chỉ có trong CPU 214)
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là một
vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng gian đoạn đọc dữ liệu từ các
cổng vào vùng đệm ảo, tiếp theo là gian đoạn thực hiện chương trình. Trong từng
vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh
kết thúc (MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là gian đoạn truyền thông
nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội
dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.
Hình 6. Chương trình thực hiện theo vòng quét (scan) trong S7 – 200.
Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm
việc mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền
thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi
gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả

- Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình. Nếu cần
sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương
trình chính MEND.
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình
chính. Sau đó đến các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc
chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này.
Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau
chương trình chính.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 22
Main Program

MEND
Thực hiện trong một vòng
quét
SBR 0 chương trình con thứ nhất

RET
Thực hiện khi được chương
trình chính gọi
SBR n chương trình con thứ n+1

RET
INT 0 chương trình xử lý ngắt thứ nhất

RET
Thực hiện khi có tín hiệu
báo ngắt
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Hình 7. Cấu trúc chương trình của S7 – 200
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 23

- Tiếp điểm: là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp
điểm đó có thể là thường mở┤├ hoặc thường đóng ┤/├.
- Cuộn dây (coil): là biểu tượng ─( )─ mô tả các rơle được mắc theo chiều
dòng điện cung cấp cho rơle.
- Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng
điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là
các bộ đònh thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học.
Cuộn dây và các hộp phải được mắc đúng chiều dòng điện.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 25