Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.......................................................03
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................05
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG........................................................................ 06
1.1 Giới thiệu...................................................................................................................06
1.2 Các vấn đề đặt ra.......................................................................................................07
1.3 Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................08
1.4 Phạm vi giới hạn.......................................................................................................08
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM...........09
2.1 Giới thiệu về các loại phân loại sản phẩm................................................................09
2.1.1 Các loại hệ thống phân loại sản phẩm đang hiện hành................................10
2.1.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao..............................................13
2.2 Hệ thống truyền động................................................................................................16
2.2.1 Động cơ điện một chiều...............................................................................16
2.2.2 Băng chuyền.................................................................................................20
2.3 Hệ thống điều khiển..................................................................................................21
2.3.1 Bộ điều khiển PLC.......................................................................................21
2.3.1.1 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình PLC................................21
2.3.1.2 Giới thiệu bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-200.........................26
2.3.2 Piston xylanh đẩy sản phẩm.........................................................................30
2.3.3 Van đảo chiều...............................................................................................32
2.3.4 Cảm biến quang............................................................................................34
2.3.5 Rơ le trung gian............................................................................................37
2.3.6 Nút nhấn.......................................................................................................40
CHƯƠNG III: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG........................... 42
3.1 Mô hình hóa hệ điện của động cơ điện một chiều....................................................42

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà Nội, ngày…tháng…năm 2015
Giáo viên hướng dẫn


Hà Nội, ngày… tháng…năm 2015
Giáo viên phản biện

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất
nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng

4


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước. Điều đó đòi hỏi phải
nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có
khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó
ngành cơ khí tự động hóa đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển
của đất nước. Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành Cơ điện tử nói
chung, đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và
trình độ chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí,
điện-điện tử và kỹ thuật phần mềm.
Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Công Nghệ chế tạo máy, từ
những kiến thức đã được học, nhóm chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết
kế, chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm”. Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay
thế con người trong công việc là vấn đề hết sức cần thiết.
Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy
cô và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Hoài Sơn để
nhóm có thể hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất. Nhóm tác giả xin chân thành cảm

điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực
khoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phải
nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển
nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự
động nói riêng. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được
ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ
xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với
các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.
Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm
điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triển
các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây
chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết
kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng. Để đáp ứng yêu cầu
đó, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế mô hình hệ thống phân loại
sản phẩm theo chiều cao (Hình 1.1).

Hình 1.1 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động trên nguyên lý dùng các cảm biến để
xác định chiều cao của sản phẩm. Sau đó dùng xylanh để phân loại sản phẩm có chiều
cao khác nhau.

6


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những

đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng công nhân đến mức
tối đa…
1.2 Các vấn đề đặt ra
Mục tiêu đặt ra là nghiên cứu chế tạo: Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều
cao có kiểu dáng nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, bảo trì, sửa chữa.
Để thiết kế được chúng ta cần thiết kế cơ khí và điều khiển được động cơ và hệ
thống hoạt động tự động dựa vào lập trình và điều khiển của PLC. Ngoài ra còn có các
vấn đề khác như là: vật liệu mô hình, nguồn cung cấp, tính toán thông số chi tiết...
Các vấn đề cần được giải quyết đó là:
-

Vấn đề cơ khí: phân tích tính toán và lựa chọn vật liệu, thông số kỹ thuật của các chi
tiết sao cho thỏa mãn yêu cầu của đề tài: nhỏ, gọn, nhẹ, bền, có tính thẩm mỹ cao, dễ

-

dàng lắp đặt và sửa chữa.
Vấn đề điều khiển: điều khiển hoàn toàn tự động.

7


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

- Vấn đề an toàn: đảm bảo an toàn cho người sử dụng và sản phẩm không bị
hỏng.
1.3 Phương pháp nghiên cứu


8


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Nhằm phục vụ nhiệm vụ hiện đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại sản
phẩm ra đời là một công cụ hiệu quả giúp thay thế con người trong công việc phân
loại, nó đã góp phần nâng cao hiệu quả trong công việc. Một hệ thống hoàn chỉnh có
thể phân loại các sản phẩm với độ tin cậy cao, hoạt động liên tục và giảm tối đa thời
gian trì hoãn hệ thống. Hơn thế nữa, đối với những công việc đòi hỏi sự tập trung cao
và có tính tuần hoàn, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công
việc. Điều đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.
Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời nhằm đáp ứng nhu
cầu cấp bách này.
Hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng dụng thực tế trong
các nhà máy xí nghiệp, nhưng chủ yếu được chia thành ba loại chính là phân loại sản
phẩm theo màu sắc, theo hình dạng và theo chiều cao.
a) Phân loại sản phẩm theo màu sắc
Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc (Hình 2.1).

Hình 2.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc.
 Cấu tạo:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc (Hình 2.1) có cấu tạo chính gồm:
-


dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói, Đá Granite, trong các dây chuyền phân loại các sản
phẩm nhựa hay trong chế biến Nông sản (như Cà Phê, Gạo)… Hệ thống sẽ giúp nhà
sản xuất tốn ít nhân công lao động và giảm thiểu thời gian làm việc, nâng cao năng
suất lao động.
b) Phân loại sản phẩm theo chiều cao
Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao (Hình 2.2).

10


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Hình 2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.



Cấu tạo:
Hai băng chuyền.
Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.
Ba cảm biến nhận biết chiều cao.
Hai xylanh piston để phân loại sản phẩm.
Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.
Hai van đảo chiều.
Các rơ le trung gian.
Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.
Nút nhấn.
Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng (Hình 2.3).

Hình 2.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng.



Cấu tạo:
Một băng chuyền.
Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.
Hai động cơ bước gạt sản phẩm để phân loại.
Cảm biến thị giác Camera (Nhận dạng vật thể qua Camera).
Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.
Các rơ le trung gian.
Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.
Nút nhấn.
Nguyên lý hoạt động:

12


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạt
động, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai. Trên băng chuyền sẽ
thiết kế cảm biến thị giác Camera nhận dạng sản phẩm. Khi sản phẩm đi qua, Cảm
biến thị giác nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu điều
khiển động cơ bước gạt từng sản phẩm có hình dạng khác nhau vào nơi chứa riêng


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

hệ thống phân loại sản phẩm” (Hình 2.4). Mô hình này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn
về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của các dây chuyền thiết bị được dùng trong
hệ thống phân loại, đồng thời ứng dụng PLC vào việc điều khiển hệ thống.

Hình 2.4 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Vị trí
Tên gọi
1
Con lăn căng băng tải
2
Con lăn căng băng tải
3
Hộp chứa sản phẩm
4
Pittông-xilanh đẩy sản phẩm vào băng tả
5
Con lăn dẫn động băng tải
6
Động cơ điện
7
Đai thang
8
Đế đỡ pittông-xilanh
9


-

cao và trung bình tính từ hộp cấp phôi (Hình 2.4).
Quá trình phân loại sản phẩm trên băng chuyền: tùy thuộc vào độ cao của từng sản
phẩm để có thể phân loại. Nếu sản phẩm cao trên băng chuyền đi qua sẽ che cảm biến
cao, lập tức gửi tín hiệu về PLC, bộ PLC xử lý và đưa ra tín hiệu về đầu tác động điện
của van đảo chiều 5/2 điều khiển piston đẩy sản phẩm cao vào khay chứa tương ứng.
Sản phẩm có chiều cao trung bình sẽ không che cảm biến cao và khi đi qua cảm biến
trung bình, cảm biến sẽ nhận biết và gửi tín hiệu về PLC. Bộ PLC xử lý và xuất tín
hiệu đến đầu tác động điện của van đảo chiều 5/2 điều khiển piston đẩy sản phẩm
trung bình vào khay chứa tương ứng. Sản phẩm thấp nhất sẽ được đi hết băng chuyền
và được phân loại vào khay chứa cuối cùng.
Khi nhấn nút Stop, hệ thống dừng hoạt động.

 Ứng dụng:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng để phân loại các
sản phẩm có chiều cao khác nhau với độ chính xác cao. Hệ thống được ứng dụng rất
nhiều trong các ngành công nghiệp như:
-

Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm như bánh kẹo, hoa quả...
Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia, nước giải khát.

2.2 Hệ thống truyền động
2.2.1 Động cơ điện một chiều
Trong mô hình, vì sử dụng truyền động băng chuyền dây đai và không yêu cầu
tải trọng lớn nên không cần động cơ có công suất lớn. Với yêu cầu khá đơn giản của


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Hình 2.13 Cấu tạo động cơ điện một chiều.
1- Cổ góp điện.

2- Chổi than.

3- Rotor.

4- Cực từ.

5- Cuộn cảm.

6- Stator.

7- Cuộn dây phần ứng.

 Cấu tạo của động cơ điện một chiều (Hình 2.13):

Thông tin chi tiết về động cơ [1]
- Stator (phần tĩnh): Gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy.
Các cực từ chính có dây quấn kích từ.
- Rotor (phần động): Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ, làm
bằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0.5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại. Mỗi
phần tử của dây quấn phần động có nhiều vòng dây, hai đầu với hai phiến góp, hai
cạnh tác dụng của phần tử dây quấn trong hai rãnh dưới hai cực khác tên.

không đổi, không phụ thuộc vào dòng điện trong phần ứng động cơ. Loại động cơ một
chiều kích từ song song cũng được coi như kích từ độc lập.
- Động cơ một chiều kích từ nối tiếp: dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch
phần ứng.
- Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp: gồm hai dây quấn kích từ, dây quấn kích
từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song là chủ
yếu.
d) Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn
so với loại động cơ khác, không những nó có khả năng thay đổi tốc độ một cách dễ
dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng
điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng.
Từ phương trình tính tốc độ:
Suy ra: để điều chỉnh có thể:
- Điều chỉnh Uư .
- Điều chỉnh Rư bằng cách thêm Rp vào mạch phần ứng.
- Điều chỉnh từ thông Φ của phần ứng.
 Điều chỉnh tốc độ bằng dùng thêm Rp

18


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Mắc nối tiếp Rp vào phần ứng, từ công thức tính tốc độ động cơ suy ra R ư tăng
lên, suy ra giảm, độ dốc của đường đặc tính giảm. Các đường 1, 2 là đường đặc tính
sau khi tăng Rư, đường TN là đặc tính tự nhiên của động cơ ban đầu (Hình 2.14).

trình:

19


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Vì từ thông của động cơ không đổi nên độ dốc đặc tính cơ cũng không đổi, còn
tốc độ không tải lý tưởng thì tùy thuộc vào giá trị điện áp điều khiển U ư của hệ thống,
do đó có thể nói phương pháp điều khiển này là triệt để.
Đặc tính thu được khi điều khiển là một họ đường thẳng song song.
2.2.2 Băng chuyền
a) Giới thiệu chung về băng chuyền
Băng chuyền thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu
rời theo phương ngang và phương nghiêng. Trong các dây chuyền sản xuất các thiết bị
này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ,
trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các
trạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu.
b) Ưu điểm của băng chuyền
- Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các
hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang và nằm nghiêng.
- Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo
dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận
chuyển khác không lớn lắm.
c) Cấu tạo chung của băng chuyền
Cấu tạo chung của băng chuyền (Hình 2.15).


tính công nghiệp để thực hiện một dãy quá trình.
b) Giới thiệu về PLC

Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC ra đời đầu tiên năm 1968
(Công ty General Moto – Mỹ). Tuy nhiên hệ thống này còn khá đơn giản và cồng
kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống, vì vậy qua
nhiều năm cải tiến và phát triển không ngừng khắc phục những nhược điểm còn tồn tại
để có được bộ điều khiển PLC như ngày nay, đã giải quyết được các vấn đề nêu trên
với các ưu việt như sau:
-

Là bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán điều khiển.
Có khả năng mở rộng các modul vào ra khi cần thiết.
Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu thích hợp với nhiều đối tượng lập trình.
Có khả năng truyền thông đó là trao đổi thông tin với môi trường xung quanh như máy

-

tính, các PLC khác, các thiết bị giám sát, điều khiển…
Có khả năng chống nhiễu với độ tin cậy cao và có nhiều ưu điểm khác nữa.

21


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Cơ khí

Bài tập lớn TĐHQTSX

Hiện nay trên thế giới đang song hành có nhiều hang PLC khác nhau cùng phát


-

gia nhiệt…
Thủy tinh và phim ảnh: Trong quá trình đóng gói, thí nghiệm vật liệu, cân đong, các

-

khâu hoàn tất sản phẩm, do cắt giấy.
Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: Phân loại sản phẩm, đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm,

-

kiểm soát quá trình sản xuất, đóng gói…
Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm tra chất

-

lượng.
Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý các tuabin…) các trạm

cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ).
d) Ưu nhược điểm khi lập trình hệ thống điều khiển PLC
 Ưu điểm của PLC:
Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau:

22


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử dụng rộng

-

dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơ le trước đây
Tuổi thọ là bán – vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ tin cậy

-

cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơ le tiếp điểm.
 Nhược điểm của PLC:
Do chưa tiêu chuẩn hóa nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữ lập

-

trình khác nhau, đẫn dến thiếu tính tống nhất toàn cục về hợp thức hóa.
Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử dụng

bằng phương pháp rơ le.
e) Cấu trúc của PLC
Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, bao gồm: bộ xử lý, bộ nhớ,
bộ nguồn, giao diện nhập/xuất (I/O), và thiết bị lập trình.
 Bộ xử lý của PLC:
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý,
biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình
được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt
động đến các thiết bị xuất.
 Bộ nguồn:
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp DC cần thiết
cho bộ xử lý và các mạch điện có trong các module giao diện nhập và xuất.

Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình vào bộ nhớ của bộ xử lý.
Chương trình được viết trên thiết bị này sau đó được chuyển đến bộ nhớ của PLC.
 Các phần tử nhập và xuất:
Là nơi bộ xử lý nhận các thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin
đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu nhập có thể đến từ các công tắc hoặc từ các bộ cảm
biến…
Thực chất PLC hoạt động như một máy tính cá nhân nghĩa là phải có bộ vi xử
lý, hệ điều hành, bộ nhớ để lưu trữ chương trình điều khiển, dữ liệu, có cổng vào ra để
giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. Bên cạnh đó PLC còn có các bộ Counter, Timer để
phục vụ bài toán điều khiển.

f)

Cấu trúc bên trong cơ bản của PLC
Cấu trúc cơ bản bên trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU) chứa bộ
vi xử lý hệ thống, bộ nhớ, và mạch nhập/xuất. CPU điều khiển và xử lý mọi hoạt động
bên trong của PLC. Bộ xử lý trung tâm được trang bị đồng hồ có tần số trong khoảng
từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn thời
gian và đồng bộ hóa tất cả các thành phần của hệ thống. Thông tin trong PLC được
truyền dưới dạng các tín hiệu digital. Các đường dẫn bên trong truyền các tín hiệu
digital được gọi là Bus. Về vật lý bus là bộ dây dẫn truyền các tín hiệu điện. Bus có
thể là các vệt dây dẫn trên bảng mạch in hoặc các dây điện trong cable. CPU sử dụng
bus dữ liệu để gửi dữ liệu giữa các bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới các vị trí truy
cập dữ liệu được lưu trữ và bus điều khiển dẫn tín hiệu liên quan đến các hoạt động
điều khiển nội bộ. Bus hệ thống được sử dụng để truyền thông giữa các cổng và thiết
bị nhập/xuất.
Cấu hình CPU tùy thuộc vào bộ xử lý. Nói chung CPU bao gồm:

24


địa chỉ phân biệt là 28=256. Với bus địa chỉ 16 đường số lượng địa chỉ khả dụng
65536.
+ Bus điều khiển: bus điều khiển mang các tín hiệu được CPU sử dụng để điều
khiển. Ví dụ để thông báo cho các thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhập hoặc xuất
dữ liệu và tải các tín hiệu chuẩn thời gian được dùng để đồng bộ hóa các hoạt động.
+ Bus hệ thống: được dùng để truyền thông giữa các cổng nhập/xuất và các
thiết bị nhập/xuất.
2.3.1.2 Giới thiệu bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-200
a) Giới thiệu chung
Simatic S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình của hãng SIEMENS (Cộng
hòa Liên bang Đức). Simatic S7-200 rất linh hoạt và hiệu quả do các đặc tính sau:

-

Có nhiều CPU khác nhau trong hệ S7-200 nhằm đáp ứng nhu cầu khác nhau trong

-

từng ứng dụng.
Có nhiều modul mở rộng khác nhau như modul vào/ra tương tự, modul vào/ra số. Có
thể mở rộng đến bảy modul. Bus nối tích hợp trong modul ở phía sau.

25