TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
CƠ SỞ THANH HÓA – KHOA CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN 1

ĐỀ TÀI :
TÌM HIỂU PLC VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÈN GIAO
THÔNG – KẾT HỢP VỚI VIỆC KẾT NỐI MÁY TÍNH
GIÁO VIÊN HD : PHẠM THÁI HÒA
NHÓM SV : NHÓM 02
LỚP : CDDI13BTH
THANH HÓA, THÁNG 03 NĂM 2014.
`
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
DANH SÁCH NHÓM 02
TT HỌ VÀ TÊN MSSV GHI CHÚ
1 Nguyễn Trọng Tuấn 11014043
2 Nguyễn Tuấn Linh 11021153
3 Nguyễn Mạnh Toản 11012623
4 Nguyễn Văn Hoàng 11021073
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

được một số ứng dụng và phương pháp lập trình điều khiển của PLC hãng
Mitsubishi. Đây chỉ là một mô hình nhỏ và là hệ thống ứng dụng ngoài thực tế.
Tuy nhiên, PLC là một lĩnh vực mới đối với sinh viên đang ngồi trên ghế
nhà trường, cũng như thời gian nghiên cứu tương đối ngắn, nên mặc dù được
thầy giáo hướng dẫn tận tình và sự nỗ lực của nhómnhưng không tránh khỏi
những sai sót.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thái Hòa đã tận tình giúp đỡ chúng
em trong thời gian qua.
Thanh Hóa , ngày … tháng …. năm 2014
Nhóm sinh viên thực hiện:
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 6
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật ngành tự
động hóa đã phát triển nhanh chóng cùng với các ngành công nghệ khác, nhằm đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Tự động hóa đóng vai trò cốt lõi trong hệ
thống của các công ty, nhà máy sản xuất, giao thông
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ gia tăng không ngừng về các
loại phương tiện giao thông. Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao
thông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên.Vấn đề
đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điều
khiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một
giải pháp. Để viết chương trình điều khiển đèn giao thông ta có thể viết trên nhiều
hệ ngôn ngữ khác nhau. Nhưng với những ưu điểm vượt trội của PLC FX 1N như:
Có thể ghép nối mở rộng, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh
hoạt. Nên ở đây tôi đã tìm hiểu hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC
(Programmble Logic Control) với ngôn ngữ lập trình của FX 1Nđể viết chương
trình điều khiển đèn giao thông. Xuất phát từ những nhu cầu thực tế, tình trạng ách
tắc thường xảy ra vào những thời gian cao điểm.Với ham muốn hiểu biết về về lĩnh

có nhiều vấn đề cần giải quyết, hơn nữa kiến thức người tìm hiểu đề tài có hạn,
sinh viên thực hiện đề tài chỉ tập trung giải quyết những vấn đề sau:
Tìm hiểu và phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống PLC .
Ứng dụng của hệ thống PLC để thiết kế và thi công đèn giao thông - kết
hợp với việc ghép nối máy tính.
1.4. Thực hiện đề tài
Nghiên cứu mô hình “tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việc
ghép nối máy tính” sử dụng PLC FX1N của hãng tìm hiểu về PLC và đèn giao
thông - kết hợp với việc ghép Mitshumishi.
Thông qua PLC thực hiện đóng mở hệ thống relay, bộ đếm, thanh ghi …
Lập trình điều khiển PLC .
Thiết kế hệ thống đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính.
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 8
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
2.1. Sơ đồ khối
Hình 2.1 : Sơ đồ khối của hệ thống
Hệ thống được điều khiển bởi bộ điều khiển lập trình Programmable Logic
Controller viết tắc là PLC , cụ thể là PLC MITSUBISHI FX1N và một số thiết
bị khác như, rơ le, nút bấm, Aptomat, đèn
2.2. Phân tích các khối ứng dụng
2.2.1. Khối nguồn
Trong hệ thống ta dùng bộ nguồn có điện áp ổn định gồm cả nguồn AC và
DC
Nguồn AC dùng để cung cấp cho bộ nguồn biến đổi AC- DC 24V, PLC ,
biến tần, đèn báo
Nguồn DC dùng để cung cấp cho rơle và nguồn điều khiển PLC
Hình 2.2 :Hình khối nguồn cung cấp cho PLC
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 9
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính

nhỏ đi qua, không có tiếp điểm chính.
Trong relay trung gian có những tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm
thường mở nhưng không có bộ phận dập hồ quang.
Nhằm bảo vệ cho CPU tránh những rủi ro từ nguồn điện xoay chiều
220VAC làm hư hỏng PLC , nên tránh cấp nguồn 220VAC trực tiếp vào tiếp
điểm PLC , vì thế phải dùng relay trung gian loại 24 VDC để đóng ngắt các tiếp
điểm của van.
 Thông số kỹ thuật:
- Loại 02 tiếp điểm thường đóng 02 tiếp điểm thường hở
- Điện áp cuộn dây: 24VDC /5A
- Cường độ dòng điện định mức: 28VDC/ 5A hoặc 220VAC
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 11
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
Hình 2.5: Hình dạng một số loại rờ le trung gian sử dụng trong điện
công nghiệp
2.2.4. Khối hiển thị
2.2.4.1. Đèn báo
Dùng để báo hiệu hệ thống đang ở trạng thái nào. Trong mô hình này đèn
báo được cấp điện áp 220V
- Đèn START báo hiệu hệ thống được cấp nguồn đầy đủ để người điều khiển
biết hệ thống đã thực hiện chương trình chưa.
- Đèn STOP báo hiệu hệ thống đã ngừng hoạt động.
- Đèn RUN báo hiệu hệ thống đang hoạt động .
Hình 2.10: Hình dạng đèn báo trong hệ thống
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 12
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ PLC
3.1. Cấu trúc PLC
Tất cả PLC đều có thành phần chính là:
Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ

kiển đồng bộ các hoạt động trong PLC .
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và module vào ra
thông qua Data Bus gồm 8 đường truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời
hay song song.
Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ cuả nó trên Address Bus, nó sẽ
chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của
8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 14
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
liệu từ Data bus. Contol bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu
trình hoạt động của PLC .
Các địa chỉ vào số liệu được chuyển lên các bus tương ứng trong một
thời gian hạn chế.
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và
I/O. Bên cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1 – 8 MHZ.
Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định
thời, đồng hồ của hệ thống.
3.1.3. Bộ nhớ
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :
Làm bộ nhớ định thời cho các kênh trạng thái I/O.
Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi
các Relay.
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bô nhớ, tất cả mọi vị trí
trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ.
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một đếm địa chỉ ở bên trong bộ
vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp
theo. Với một địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra,
quá trình này được gọi là quá trình đọc.
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này
có khả năng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh, tùy theo loại vi mạch. Trong PLC

hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện
việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra.
3.2. Các hoạt động xử lý bên trong PLC
3.2.1. Xử lý chương trình.
Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ được
viết trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ.
PLC có bộ đếm địa chỉ bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong
bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách từng tự từng lệnh một, từ đầu đầu
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 16
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
cho đến cuối chương trình. Một chu kỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp
nhau:
- Đọc trạng thái tất cả đầu vào: PLC thực hiện lưu các trạng thái vật lý của
ngõ vào. Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được
gọi là hệ điều hành.
- Thực hiện chương trình: Bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong
chương trình. Trong khi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các
đầu vào, thực hiện các phép toán logic kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái
của các đầu ra.
- Xử lý những yêu cầu truyền thông: Suốt thời gian CPU xử lý thông tin
trong chu trình quét. PLC xử lý tất cả thông tin nhận được từ cổng truyền
thông hay các module mở rộng.
- Thực hiện tự kiểm tra: Trong 1 chu kỳ quét, PLC kiểm tra hoạt động của
CPU và trạng thái của các module mở rộng.
- Xuất tín hiệu ngõ vào: Bộ vi xử lý sẽ gắn các trạng thái mới cho các đầu ra
tại các module đầu ra.
Hình 3.3: Sơ đồ khối hoạt động PLC
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 17
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính

Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
chương trình con sẽ được thực hiện tự động vào cuối chu kỳ quét hiện hành và
đầu chu kỳ kế tiếp. Do đó, trạng thái của các ngõ vào/ra được cập nhật.
Lưu ý rằng, do chương trình con cập nhật trạng thái được thực hiện tại một
thời điểm xác định của chu kỳ quét, trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra không
thay đổi trong chu kỳ quét hiện hành. Nếu một ngõ vào có trạng thái thay đổi
sau sự thực thi chương trình con hệ thống, trạng thái đó sẽ không được nhận biết
cho đến quá trình cập nhật kế tiếp xảy ra.
Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được sử
dụng, thường là vài ms. Thời gian thực thi chương trình (chu kỳ quét) phụ thuộc
vào độ lớn chương trình điều khiển. Thời gian thi hành một lệnh cơ bản (một
bước) là 0,08 µs đến 0,1µs tùy loại PLC , nên chương trình có độ lớn 1K bước
(1000 bước) có chu kỳ quét là 0,8ms đến 1ms. Tuy nhiên, chương trình điều
khiển thường ít hơn 1000 bước, khoảng 500 bước trở lại.
3.3. Ngôn ngữ lập trình
Có 5 loại ngôn ngữ lập trình cho PLC :
 Ngôn ngữ lập trình ST (Structure text) hoặc (Statement List)
 Ngôn ngữ lập trình IL (Instruction List)
 Ngôn ngữ lập trình FBD (Function Block Diagrams)
 Ngôn ngữ lập trìnhSFC (Sequence Function Charts)
 Ngôn ngữ lập trình LD (Ladder Diagram)
3.4. Giới thiệu tổng quan về PLC MITSUBISHI FX1N
FX1N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra
trong khoảng 14-60 I/O. Tuy nhiên, khi sử dụng các module vào ra mở rộng,
FX1N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O. FX1N được tăng cường
khả năng truyền thông, nối mạng, cho phép tham gia trong nhiều cấu trúc mạng
khác nhau như Ethernet, ProfileBus, CC-Link, CanOpen, DeviceNet,… FX1N
có thể làm việc với các module analog, các bộ điều khiển nhiệt độ. Đặc biệt,
FX1N PLC được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ
cao (tần số tối đa 60kHz), hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là

Có tối đa 298 lệnh ứng
dụng được thi hành
Cấu hình Vào/Ra (I/O) Phần cứng có tối đa 256 ngõ Vào/Ra, tùy thuộc
vào người sử dụng chọn (Phần mềm có tối đa 256
đầu vào, 256 đầu ra)
Rơ le phụ
trợ (M)
Thông
thường
Số lượng: 500 Từ M0 ÷ M499
Chốt Số lượng: 2572 Từ M500 ÷ M3071
Đặc biệt Số lượng: 256 Từ M8000 ÷ M8255
Rơ le trạng
thái (S)
Thông
thường
Số lượng: 490 Từ S10 ÷ S499
Chốt Số lượng: 400 Từ S500 ÷ S899
Khởi tạo Số lượng: 10 (tập con) Từ S0 ÷ S9
Khai báo Số lượng: 100 Từ S900 ÷ S999
Bộ định thì 100 mili giây Khoảng định thì: 0 ÷ Từ T0 ÷ T199
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 20
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
Timer (T)
3276,7 giây
Số lượng: 200
10 mili giây Khoảng định thì: 0 ÷
327,67 giây
Số lượng: 46
Từ T200 ÷ T245

đến 2.147.483.647
Số lượng: 20
Từ C200 ÷ C219
Loại: bộ đếm lên/xuống
32 bit
Chốt 32 bit Khoảng đếm:
-2.147.483.648 đến
2.147.483.647
Số lượng: 15
Từ C220 ÷ C234
Loại: bộ đếm lên/xuống
32 bit
Bộ đếm tốc
độ cao
(HSC)
1 pha
Khoảng đếm:
-2.147.483.648 đến
2.147.483.647
Từ C235 ÷ C240
1 pha hoạt
động
bằng ngõ vào
1 pha:
* Tối đa 60kHz cho
phần cứng của HSC
Từ C241 ÷ C245
2 pha Từ C246 ÷ C250
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 21
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính

chỉnh bên
ngoài
Trong khoảng: 0 ÷ 255
Số lượng: 2
Dữ liệu chuyển từ biến
trở điều chỉnh điện áp
đặt ngoài vào thanh ghi
D8030 và D8031
Đặc biệt Số lượng: 256 (kể cả
D8030,
D8031)
Từ D8000 ÷ D8255
Loại: thanh ghi lưu trữ
dữ liệu 16 bit
Chỉ mục Số lượng: 16 Từ V0 ÷ V7 và Z0 ÷ Z7
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 22
Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính
Loại: thanh ghi dữ liệu
16 bit
Con trỏ
(P)
Dùng với lệnh
CALL
Số lượng: 128 Từ P0 ÷ P127
Dùng với các
ngắt
Số lượng: 6 100* đến 150* (kích
cạnh lên *=1, kích cạnh
xuống *=0)
Số mức

2. Vít định vị PLC
3. Vít định vị ngõ vào ra của PLC
4. Ngõ vào của PLC
5. Đèn báo trạng thái ngõ vào
6. Nắp bảo vệ bus mở rộng
7. Đèn báo trạng thái hoạt động của PLC
8. Đèn báo trạng thái ngõ ra
9. Chốt gài cố định PLC
10. Ngõ ra của PLC
11. Mở rộng kết nối với adapter
12. Bus mở rộng
13. Công tắc Run/Stop
14. Kết nối thiết bị lập trình
15. Biến trở điều chỉnh
GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 25