MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong chương trình đào tạo ngành công nghệ kĩ thuật điện,
điện tử của trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh, môn học
điều khiển logic lập trình PLC đã được đưa vào giảng dạy. Tuy
nhiên, là ngành mới được triển khai đào nên các thiết bị thực
hành và hệ thống bài tập chưa đầy đủ. Do vậy, đề xuất việc
nghiên cứu ứng dụng PLC và thiết kế bộ thực hành PLC có tích
hợp một số thiết bị ngoại vi giúp sinh viên có thể lập trình các
bài tập đơn giản là thực sự cần thiết. Xuất phát từ thực tiễn đó,
tôi chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây
dựng hệ thống thực hành tại trường Đại học Công nghiệp
Quảng Ninh ”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu tổng quan về thiết bị điều khiển logic khả lập
trình PLC. Thiết kế bộ thực hành PLC có tích hợp một số thiết
bị ngoại vi phục vụ cho việc thực hành PLC của giảng viên,
sinh viên.
3. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu các bài giảng lý thuyết của môn lập trình
PLC để từ đó đưa ra cách xây dựng các bài thí nghiệm để củng
1
cố kiến thức lý thuyết. Dùng các phần mềm đã học (STEP7) để
mô phỏng các bài thí nghiệm trên.
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Trong bản luận văn tôi nghiên cứu 5 bài thực hành cơ bản. Còn
các bài khác xin được phép nghiên cứu tiếp sau này.
5. Nội dung của luận văn
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều khiển logic khả trình
PLC và S7-200, S7-300.
Chương 2: Giới thiệu chung về trường Đại học Công nghiệp

được sử rộng rất rộng rãi trong các ngành khác nhau: Điều
khiển thang máy, sản suất bia, Hệ thống rửa ô tô tự động
1.1.2. Cấu trúc của một PLC
Hình 1.2: Cấu trúc chung của bộ điều khiển lập trình PLC
1.1.3. Các khối của PLC
Các khối khác nhau của một PLC được cho như hình 1.3.
4
Hình 1.3. Các khối trong một PLC
1.1.4. Phương thức thực hiện chương trình trong PLC
Hình 1.5. Chu kỳ quét trong PLC
1.2. Tổng quan về S7-200, S7-300
1.2.1. Tổng quan về S7-200
1.2.1.1. Giới thiệu chung về họ S7-200
5

Hinh 1.6. Bộ PLC S7-200
1.2.1.2. Cấu trúc chung của họ PLC S7-200
Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc bên trong PLC của hãng SIEMENS
6
1.2.1.2.2. Thực hiện chương trình
PLC thực hiện chương trình theo vòng lặp (scan).
1.2.1.3. Phương pháp lập trình với PLC
Các chương trình cho PLC S7 – 200 phải có cấu trúc bao gồm:
Chương trình chính (main program) và sau đó là các chương
trình con và các chương trình xử lý ngắt.
1.2.2. Tổng quan về S7-300
1.2.2.1.Cấu tạo chung của PLC S7-300.
SIMATIC S7-300 là một thiết bị điều khiển quá trình dùng để
điều khiển các hệ thống công nghiệp ví dụ: Điều khiển các xí
nghiệp công nghiệp, công nghiệp chế tạo, lắp ráp, điều khiển

ONT
OFF
T
T
H
TG1
N
N
T
N
ONN
T
N
TG1
Ð2
T
N
Ð1
H
Rh
CKT
TT
NN
* Sơ đồ kết nối PLC
ONT
ONN
OFF
24V
I0.0
COM IN

T
N
Q0.0
COM OUT
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
I0.1
I0.2
CB3
Ð3
I0.3
CB2
I0.4
K1
OFF
K2
CB2
N
K1
K1
T
Ð3
Ð2
L1
N
ON
T
K2 T

K14 TG4 H
Ð2
ON
OFF
24V
I0.0
COM IN
220V
Ð1
Ð2
K1
1K
2K
Q0.0
COM OUT
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
I0.1
Q0.5
Q0.6
3K
H
3. Mô hình thí nghiệm điều khiển khởi động động cơ qua
các cấp điện trở phụ
* Sơ đồ động lực và điều khiển của hệ thống:
* Sơ đồ kết nối PLC
13
* Mô hình hoàn thiện:

K3
K2
F2
A
B
C
Z
Y
X
5. Mô hình thực hành khởi động, động cơ không đồng bộ sử
dụng phương pháp đổi nối sao - tam giác
* Sơ đồ mạch điều khiển bằng Role, khởi động từ như sau:

* Sơ đồ
kết nối PLC
ON
OFF
F2
24V
I0.0
COM IN
220V
Ð1
Ð2
K1
K2
K3
Q0.0
COM OUT
Q0.1

1
và K
2
làm việc động cơ
khởi động ở chế độ nối sao, sau 6s khởi động từ K1, K
3
làm
việc, K2 ngắt động cơ được khởi động và chạy ở chế độ đấu
tam giác, động cơ đang chạy đèn báo Đ1 sáng. Ấn nút OFF,
động cơ dừng, đèn báo dừng Đ2 sáng.
Bài 2: Khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập qua 3
cấp điện trở phụ
Ấn nút ON động cơ được cấp nguồn và khởi động với 3
cấp điện trở phụ, sau 6s cắt cấp điện trở phụ thứ nhất, 6s tiếp
theo cắt cấp điện trở phụ thứ hai, 6s tiếp theo nữa cắt cấp điện
trở phụ thứ ba, lúc này động cơ khởi động không còn cấp điện
trở phụ, động cơ chạy đèn báo Đ1 sáng. Ấn nút OFF động cơ
dừng, đèn Đ2 sáng.
3.2.3. Bài thực hành tổng hợp và nâng cao về PLC S7-300
20
Bài 1: Điều khiển, khởi động động cơ một chiều kích từ độc
lập theo nguyên tắc hành trình (cảm biến)
Nhấn nút ON: Xe đang ở vị trí cảm biến 1 sẽ di chuyển từ trái
sang phải. Khi cảm biến 2 tác động xe dừng lại 3s rồi quay lại
vị trí cảm biến 1. Xe di chuyển từ trái qua phải đèn Đ1 sáng, xe
di chuyển từ phải qua trái, đèn Đ2 sáng. Nhấn nút OFF động cơ
dừng, đèn Đ3 sáng.
Bài 3: Điều khiển hệ thống đèn giao thông
Khởi động bằng nút ấn Start ,dừng bằng nút Stop và trình tự
bật, tắt đèn trên các hướng đi tuyến 1 và tuyến 2 là: Xanh 10s,

trình PLC S7-300. Sau khi trực tiếp thực hành trên bộ thiết bị
đã chế tạo, có thể nhận thấy hệ thống đã hoàn toàn đáp ứng
được các yêu cầu đề ra.
Hướng phát triển của đề tài
22
Với thời gian nghiên cứu chưa nhiều, kiến thức và kinh
nghiệm thực tế có hạn cho nên nội dung luận văn còn một số
hạn chế. Tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện hơn để có thể
áp dụng tốt kết quả nghiên cứu vào công tác chuyên môn sau
này, nhất là áp dụng hệ thống PLC S7-300 trong thực tế sản
xuất, ví dụ như trong lĩnh vực tự động hóa trong các mỏ, nhà
máy nhiệt điện, xi măng,
Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với
các thầy cô giáo đã dạy bảo em trong thời gian vừa qua, đặc biệt
là PGS-TS. Nguyễn Thanh Hà đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo
để em hoàn thành bản luận văn này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Nguyễn Mạnh Tùng, TS. Nguyễn Như Hiển, Điều khiển
logic và PLC, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2006.
2. Trường ĐHBKHN, PLC for automation, 2007
3. Th.s Châu Chí Đức, Kỹ thuật điều khiển Lập trình PLC
Simatic S7-200, Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2008.
23
4. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Tự động hoá với
Simatic S7-200, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2000.
5. Tăng Văn Mùi, TS. Nguyễn Tiến Dũng, Điều khiển logic lập
trình PLC, NXB Thống kê 2006.
6. Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic và ứng dụng,
NXBKHKT, 2000.
7. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà, Tự động