LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong công nghiệp hóa đất nước.yêu cầu ứng dụng tự động hóa
ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt,sản xuất (yêu cầu điều khiển tự
động,gọn nhẹ,linh hoạt và hiệu quả….) mặt khác nhờ các công nghệ thong tin,công
nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển
khả trình là PLC.
Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản
phẩm lớn,nhanh mà lại tiện lợi cho kinh tế. Các công ty,xí nghiệp sản xuất thường
sử dụng công nghệ lập trình PLC S7-200 sử dụng các loại phần mềm tự động.Dây
truyền sản xuất có sư dụng PLC S7-200 để giảm sức lao động của công nhân mà
sản xuất đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội.qua đó để thể hiện
thêm vai trò của các phần mềm ứng dụng tốt cho công việc. Qua bài tập lớn của
đồ án môn học chúng em đã hiểu thêm phần nào đó về lập trình của PLC S7-
200và những ứng dụng cụ thể của nó vào sử dụng sản xuất cũng như các ứng dụng
khác.
Trong lúc thực hiện bài tập lớn với đề tài: “ Ứng dụng PLC đo, điều
khiển và cảnh báo tốc độ động cơ với dải đo 0 – 1500 V/p” dưới sự chỉ dẫn của
cô NGUYỄN THU HÀ còn gặp nhiều khó khăn về tài liệu cũng như hiểu
biết,mặc dù đã cố gắng nhưng khả năng,thời gian và kinh nghiệm còn thiếu nhiều
nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ xung của
cô giáo để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn!
Chương I Cơ Sở Lý Thuyết
1.1 Mục đích
Trong khuôn khổ đề tài ứng dụng PLC để đo, điều khiển và cảnh báo tốc độ
động cơ chúng ta cần giải quyết được những vấn đề sau:
- Tìm hiểu chung về PLC và loại PLC được sử dụng
- Tìm hiểu về các module mở rộng cho PLC được sử dụng trong đề tài
- Tìm hiểu về các loại cảm biến Alalog dùng để đo tốc độ và loại được sử dụng
Xây dựng thuật toán điều khiển và chương trình điều khiển.
1.2 Phương pháp đo.

khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB,
FC hoặc FB) và thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét.
Hình 1.3: bộ điều khiển PLC
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có
tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều
hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp
với đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh
đó, nhằm phuvj vụ bài toán điều khiển số PLC còn cần phải có thêm các khối
chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ định thì (Timer) và những
khối hàm chuyên dụng.
Hình 1.4 : Sơ đồ cấu trúc chung của plc
Trong đó:
- Bộ nhớ chương trình : là 1 bộ nhớ điện tử đặc biệt có thể đọc được. Nếu sử
dụng bộ nhớ RAM thì nội dung của nó luôn luôn thay đổi được. Trong trường
hợp mất nguồn, dữ liệu bộ nhớ RAM không bị mất nếu sử dụng pin dự phòng
Nếu chương trình làm việc ổn định thì nó có thể được nạp vào 1 bộ nhớ cốđịnh như
EPROM, EEPROM.
- Hệ điều hành : sau khi cấp nguồn nuôi cho bộ điều khiển, hệ điều hành của nó
sẽ cài đặt các counter, timer, bit nhớ và các dữ liệu với thuộc tính không được
nhớ bởi pin dự phòng.
- Bit nhớ : các bit memory là các phần tử nhớ
- Bộ đệm : là 1 vùng nhớ mà hệ điều hành ghi nhớ các tín hiệu ở các ngõ vào ra
nhị phân.
- Accumulator :là 1 bộ nhớ trung gian mà qua đó các timer hay counter được nạp
hay thực hiện các phép toán số học.
- Counter,timer :là các vùng nhớ,hệ điều hành ghi nhớ các giá trị trong nó
- Hệ thống bus : hệ điều hành, các thiết bị ngoại vi được kết nối với PLC thông
qua các Bus nối.
 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7-200.
Các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật họ S7-200.

- 256 bộ tạo thời gian trễ trong đó có 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có
.độ phân giải 10ms, 236 timer có độ phân giải 100ms.
- 256 bộ đếm được chia làm 2 loại, 1 loại là bộ đếm chỉ đếm lên (CTU), 1 loại là
vừa đếm lên vừa đếm xuống (CTDU).
- 256 bit nhớ đặc biệt và 112 bit dùng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế
độ làm việc.
- 2 đầu vào tương tụ độ phân giải 8 bit
- Tốc độ thực hiện lệnh xấp xỉ 0,37 µs cho 1 lệnh logic.
- Tích hợp đồng hồ thời gian thực và cổng truyền thông RS-485.
- Có các chế độ ngắt như : ngắt truyền thông, ngắt theo sườn xung,…
- Các dữ liệu không bị mất trong vòng 190 giờ khi PLC bị mất điện.
• Mô tả các đèn báo trên CPU:
- SF ( đèn đỏ ) : đèn đỏ SF sáng lên báo hiệu hệ thống bị lỗi.
- RUN ( đèn xanh ) : RUN cho biết hệ thống đang làm việc và thực hiện chương
trình được nạp vào PLC
- STOP ( đèn vàng ) : báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng làm việc.
- I x.x ( đèn xanh ) : đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của
cổng .Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
- Q y.y ( đèn xanh ) : đèn xanh ở cổng ra chỉ định giá trị tức thời của cổng.Đèn
này báo hiệu trạng thái tín hiệu theo logic của cổng.
• Cổng truyền thông
S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục
vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc 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.
5 4 3 2 1 1111
9 8 7 6 6
Sơ đồ chân của cổng truyền thông RS-485
Đồ án môn plc
Trong đó : Chân Giải thích

có một thiết bị trung gian để chuyển các tín hiệu này về tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu
dòng điện – thiết bị này được gọi là các đầu đo hay cảm biến. Để tiện dụng và đơn
giản các tín hiệu vào của module Analog Input và tín hiệu ra của module Analog
Output tuân theo chuẩn tín hiệu của công nghiệp.Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn
điện áp và chuẩn dòng điện.
Đồ án môn plc
-Điện áp : 0 – 10V, 0-5V,±5V…
-Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA,±10mA.
Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đưa ra lại không đúng theo chuẩn . Vì vậy
người ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đưa chúng về chuẩn công
nghiệp. Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ cảm
biến hoàn chỉnh , thường gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn là thiết đo và
chuyển đổi đo (bộ transducer)
Các tín hiệu đầu ra của cảm biến sec được đưa vào các module alalog để đọc và
trả ra giá trị alalog tương ứng tùy theo độ phân giải của module
Hết các PLC đều phải hỗ trợ các công cụ xử lý tín hiệu analog, đối với PLC S7-
200 thì đó là các module analog. Module analog thực chất là các bộ biến đổi tương
tự/số thực hiện việc chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang số để thực hiện các hoạt
động tính toán bên trong PLC. Có hai loại module analog tương ứng với các chức
năng này là module đọc và xuất tín tín hiệu analog.
Để đọc tín hiệu analog vào PLC ta cần có bộ chuyển đổi tín hiệu không điện thành
tín hiệu điện (sensor nhiệt độ, áp suất…), bộ chuyển đổi tín hiệu điện tiêu chuẩn
(PT350…) và module đầu vào analog. S7-200 hỗ trợ hai môdule đọc tín hiệu analog là
EM231 và EM235
1.3.2.2 GIỚI THIỆU VỀ MODULE ANALOG EM235.
EM 235 là một module tương tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp các bộ
chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong).
Đồ án môn plc
• Các thành phần của module analog EM235.
Thành phần

+ Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ
±
10V,
±
10mA,):
MSB LSB
15 4 3 2 1 0
Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0
Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp,
dòng) thành giá trị số từ -32000
÷
32000.
b/ Dữ liệu đầu ra:
- Kí hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…)
- Định dạng dữ liệu
+ Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA):
MSB LSB
15 14 4 3 2 1 0
0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0
Modul Analog output của S7-200 chuyển đổi con số 0
÷
32000 thành tín
hiệu điện áp đầu ra 0
÷
10V.
+ Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ
±
10V,
±
10mA,): Kiểu này các

Đồ án môn plc
• Cài đặt dải tín hiệu vào.
Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vào bằng
switch:
On
Off
Sau đây là bảng cấu hình :
Dải không đối xứng Dải đầu vào Độ phan
giải
S
W1
S
W2
S
W3
S
W4
S
W5
S
W6
O
N
O
FF
O
FF
O
N
O

Đồ án môn plc
O
FF
O
N
O
FF
O
FF
O
N
O
N
0 – 1 V 250 uV
O
N
O
FF
O
FF
O
FF
O
FF
O
N
0 – 5 V 1.25 mV
O
N
O

W3
S
W4
S
W5
S
W6
O
N
O
FF
O
FF
O
N
O
FF
O
FF
± 25 mV 12.5 uV
O
FF
O
N
O
FF
O
N
O
FF

FF
O
N
O
FF
O
FF
O
N
O
FF
± 500 mV 250 uV
O
FF
O
FF
O
N
O
FF
O
N
O
FF
± 1V 500 uV
O
N
O
FF
O

FF
O
FF
± 10 V
5 mV
• Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module analog .
a/ Căn chỉnh đầu vào cho module analog
- Hãy tắt nguồn cung cấp cho module
- Gạt switch để chọn dải đo đầu vào
- Bật nguồn cho CPU và module. Để module ổn định trong vòng 15 phút.
- Sử dụng các bộ truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị 0 đến một trong
những đầu vào.
- Đọc giá trị nhận được trong CPU.
- Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đưa giá trị về 0 (căn chỉnh điểm
không) , hoặc giá trị số cần thiết kế.
- Sau đó nối một trong những đầu vào với giá trị lớn nhất của dải đo.
Đồ án môn plc
- Đọc giá trị nhận được trong CPU.
- Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc được giá trị là 32000, hoặc giá trị
số cần thiết kế.
- Lặp lại các bước chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết.
Chú ý :
- Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải được loại bỏ nhiễu và phải
ổn định.
- Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu.
- Các đầu vào analog không sử dụng phải được nối ngắn mạch (ví dụ A+ nối với
A-)
1.3.2.3 Bộ đếm tốc độ cao (high speed counter – HSC ):
Lệnh khai báo bộ đếm tốc độ cao HSC cấu hình và điều khiển bộ đếm tốc độ
cao nhờ vào các bit nhớ đặc biệt của bộ đếm tốc độ cao đó. Tham số N chỉ ra bộ

•Số lượng bộ đếm HSC có trong PLC và tần số tối đa cho phép:
Tùy thuộc vào loại CPU mà số lượng bộ đếm HSC và tốc độ tối đa cho phép
khác nhau.
Bộ Đếm Ngõ Vào Tần số cho phép Loại CPU
HSCO I0.0 30 KHZ 221,222,224,224XP,226
HSC1 I0.6
30 KHZ
221,222,224,224XP,226
HSC2 I1.2
30 KHZ
221,222,224,224XP,226
HSC3
I0.1 30 KHZ
221,222,224,224XP,226
HSC4
I0.3 200 KHZ
224xp
HSC5
I0.4 200 KHZ
224xp
• Vùng nhớ đặc biệt sử dụng để lập trình cho HSC:
Mỗi vùng nhớ HSC có một vùng nhớ riêng đặc biệt, vùng nhớ này được sử dụng
để khai báo chọn mode đếm, đặt giá trị, lưu giá trị cho HSC tương ứng.
• Sự khác nhau giữa các bộ đếm tốc độ cao:
Mọi chức năng của bộ đếm là như nhau cho các chế độ hoạt động giống nhau.
Có tất cả 4 chế độ cơ bản: bộ đếm một pha với tín hiệu hướng đên bên trong ,
một pha với tín hiệu điều khiển hướng bên ngoài, hai pha với 2 đầu vào clock,
A/B pha cho chế độ nhân tóc. Chú ý rằng không phải tất cả các chế độ điều được
Đồ án môn plc
hỗ trợ bởi một bộ đếm. Có thể sử dụng các loại điều khiển: không sử dụng đầu

Đồ án môn plc
Bảng 6.26 Input for the high-speed couters
M
ode
Description Inputs
HSC0 I0.0 I0.1 I0.2
HSC1 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1
HSC2 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
HSC3 I0.1
HSC4 I0.3 I0.4 I0.5
HSC5 I0.4
0 Single-phase
counter with internal
direction control
Clock
1 Clock reset
2 Clock reset Start
3 Single-phase
counter with external
direction control
Clock direction
4 Clock direction
5 Clock direction Start
6 Two-phase counter
with 2 clock input
Clock up Clock Down
7 Clock up Clock Down
8 Clock up Clock Down Start
9 A/B phase
quadrature counter

Mode 7: đếm tăng hoặc giảm có bit RESET nhưng không có bit START
Mode 8: : đếm tăng hoặc giảm có bit RESET và bit START để cho phép bắt đầu
đếm cũng như bắt đầu reset.Các bit reset cũng như start là các tín hiệu INPUT được
chọn từ bên ngoài
Mode 9,10,11 : dùng để đếm xung A/B của ENCODER có 2 dạng
Dạng 1:đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theo chiều thuận, giảm1 khi có xung
A/B quay theo chiều nghịchĐồ án môn plc
Dạng 2:đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theo chiều thuận, giảm4 khi có xung
A/B quay theo chiều nghịch
Mode 9:chỉ đếm tăng hoặc giảm không có bit START và RESET
Mode 10: đếm tăng hoặc giảm có bit RESET nhưng không có bit START
Mode 11: : đếm tăng hoặc giảm có bit RESET và bit START để cho phép bắt
đầu đếm cũng như bắt đầu reset.Các bit reset cũng như start là các tín hiệu INPUT
được chọn từ bên ngoài
Mode 12:
Chỉ áp dụng với HSC0 và HSC3.HSC0 dùng để đếm xung phát ra từ Q0.0 .
HSC3 dùng để đếm xung phát ra từ Q0.1 .mà không cần phải đấu nối phần cứng có
nghĩa là PLC tự kiểm tra từ bên trong.
• Ý nghĩa các bit của byte trạng thái khi lập trình cho HSC:
Các bit không sử dụng được bỏ qua
Byte điều khiển của HSC0 :SMB36
Byte điều khiển của HSC1: SMB46
Đồ án môn plc
Byte điều khiển của HSC2: SMB56
• Ý nghĩa các bit của byte điều khiển khi lập trình cho HSC:
Các bit không sử dụng được bỏ qua
Byte điều khiển của HSC0