1

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các hàm chức năng cơ bản
Bảng 2.2. Chức năng đặc biệt của các hàm
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ khối
Hình 1.2. Mạch điều khiển cuộn hút chuông bằng Transistor và rơle
Hình 1.3. Mạch tạo xung nhịp cho vi điều khiển
Hình 1.4. Mạch tạo thời gian thực
Hình 1.5. Vi điều khiển 8051
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiểu chuông điện
Hình 1.7. Sơ đồ đấu nối Modul Logo
Hình 2.1. Xóa chương trình trên Logo


2

Hình 2.2. Màn hình soạn thảo khi chọn Edit Prg
Hình 2.3. Cài đặt chạy chương trình trên PLC Logo
Hình 2.4. Sơ đồ chân của cổng truyền thông
Hình 2.5. Giao diện phần mềm Soft Comfort V7.0
Hình 2.6. Giản đồ thời gian hàm On – delay
Hình 2.7. Giản đồ thời gian hàm Off – delay
Hình 2.8. Giản đồ thời gian Rơle On – Delay có nhớ
Hình 2.9. Giản đồ thời gian bộ phát xung phụ thuộc tín hiệu analog
Hình 2.10. Giản đồ thời gian bộ phát xung không đồng bộ
Hình 2.11. Logo 230RC
Hình 2.12. Chuông điện

Ngày nay công nghệ PLC đóng vai trò quan trọng trong cơ khí
năng lượng và là bộ não cho các bộ phận cần tự động hoá và cơ giới hoá. Do
đó điều khiển logic khả lập trình PLC rất cần thiết đối với các kỹ sư cơ khí
cũng như các kỹ sư điện - điện tử, từ đó giúp họ nắm được phạm vi ứng dụng
rộng rãi và kiến thức về PLC cũng như cách sử dụng thông thường.
Vấn đề báo tiết học trong các trường Trung cấp, Cao đẳng, Đại học trống,
tiếng kẻng để báo tiết học thường bất cập, được thể hiện ở chỗ:
- Khuôn viên trường có diện tích lớn có thể lên tới vài trục thậm chí đến
hàng trăm hecta.
- Số lượng sinh viên là rất lớn.
- Cách bố chí phòng học, phòng thí nghiệm chia theo từng khu, từng khoa
riêng biệt.
- Khu giảng đường thường xây theo kiến trúc nhà cao tầng.
Từ những nguyên nhân trên mà ta không thể sử dụng trống, kẻng để báo
tiết học. Thay vào đó người ta sử dụng hệ thống chuông bấm.
Hệ thống chuông bấm giải quyết được các vấn đề:
- Lắp đặt dễ dàng, hệ thống bao gồm nhiều chuông được bố trí ở nhiều địa
điểm cần thiết.
- Việc điều khiển rất đơn giản, chỉ cần một người bảo vệ ngồi trong phòng
ấn nút điều khiển.
- Độ tin cậy cao.


4

Nhưng nhược điểm lớn nhất của hệ thống chuông bấm này đó chính là
con người. Phải mất một người thường xuyên phải trực ở đó để bấm chuông báo
giờ. Đôi khi người trực quên hoặc xem nhầm giờ, và rất nhiều nguyên nhân
khách quan khác ảnh hưởng đến sự sai lệch thời gian tiết học. Ngoài ra rất khó
phân biệt tiếng chuông vào lớp, ra chơi hay tan học.

5.1. Phương pháp tổng hợp khái quát hóa tài liệu
Thông qua đọc, dịch tài liệu, sách, tạp chí và các tài liệu khác, chúng tôi
dùng phương pháp này để phân tích tổng hợp lí thuyết liên quan đến đề tài để
thu thập thông tin cần thiết.
5.2. Phương pháp lập trình
Sử dụng công cụ lập trình giải quyết yêu cầu công nghệ của hệ thống.
5.3. Phương pháp chuyên gia
Tham khảo ý kiến của các giảng viên có kinh nghiệm của bộ môn tự động
hóa trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, bạn bè, đồng nghiệp
trao đổi về những vấn đề liên quan đến đề tài.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Sử dụng phần mềm Logo Soft Comfort là nền tảng cho việc nghiên cứu
ứng dụng các phần mềm PLC cho ngành tự động hóa.
- Sản phẩm của đề tài có tính ứng dụng cao trong thực tế.
- Là tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành điện - điện tử, điều khiển
và tự động hóa.


6

CHƯƠNG I
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CHUÔNG ĐIỆN
1.1. Phương pháp dùng vi điều khiển
Thành phần cơ bản của bộ điều khiển là một vi điều khiển được người
thiết kế lập trình và ghi vào bộ nhớ của vi điều khiển, mỗi khi thực hiện lệnh vi
điều khiển sẽ kiểm tra và khống chế các thiết bị bên ngoài (Động cơ, các cảm
biến, rơle, các công tắc...) khi kiểm tra xong các thiết bị đó vi điều khiển thực
hiện theo lệnh đã lập trình và đưa ra các quyết định điều khiển.
Vi điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từ các thiết bị đầu vào như là: các

VI ĐIỀU
KHIỂN
8051

Khố
(LC

Khối


8

Hình 1.2. Mạch điều khiển cuộn hút chuông bằng Transistor và rơle
Do cuộn hút của chuông điện sử dụng nguồn điện xoay chiều 220VAC
nên ta sử dụng Transistor điều khiển cuộn hút rơle hoặc công tắc tơ, rơle và công
tắc tơ có tác dụng cách li về điện với mạch động lực và nó điều khiển đóng ngắt
chuông điện. Transistor Q1 được điều khiển bởi chân P3.2 của vi điều khiển.

Hình 1.3. Mạch tạo xung nhịp cho vi điều khiển
Sử dụng thạch anh 12MHz để tạo dao động bên trong vi điều
khiển. Nối vào 2 chân XTAL1 và XTAL2. Thời gian thực được lập trình dựa
trên tần số dao động này. Ta lập trình một đồng hồ thời gian trên cơ sở bộ ngắt
bộ định thời, xung nhịp hoạt động cho vi điều khiển.


9

Hình 1.4. Mạch tạo thời gian thực
DS1307 là một IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ, dùng để cập
nhật thời gian và ngày tháng với 56 bytes SRAM. Địa chỉ và dữ liệu được truyền

11

ban đầu khi xảy ra lỗi.

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiểu chuông điện
* Nguyên lý hoạt động:
Ban đầu khi khởi động nó sẽ thực hiện việc đọc dữ liệu từ DS1307 và
hiển thị ngày giờ hiện tại lên màn hình LCD. Kế tiếp nếu có ngắt gọi đến (tức
tác động) vào phím SET để điều chỉnh thời gian (Tăng - UP button, Giảm DOWN button) cho RTC, khi đó vi điều khiển sẽ điều khiển việc tăng hay giảm


12

time (ngày, tháng, năm, thứ, giờ, phút), theo ý muốn của người sử dụng, bằng
cách nhấn phím UP hoặc phím DOWN. Set xong thì LCD sẽ trở về màn hình lúc
trước và hiển thị thời gian theo time đã cài đặt và hoạt động.
Trong quá trình time hiện tại được hiển thị trên LCD mà ta thấy thì vi điều
khiển luôn thực hiện việc kiểm tra (lặp lại việc kiểm tra) thời gian hiện tại xem
xem có trùng với mốc thời gian vào tiết học hay kết thúc tiết học hay không?
Nếu có, thì nhảy tới chương trình báo chuông và đổ chuông báo, thời gian
chuông dài hay ngắn có thể thay đổi trên code, là do người lập trình thiết lập,
thiết lập mốc thời gian theo ý muốn. Tức là, cứ thỏa mãn điều kiện thời gian
hiện tại bằng với thời gian đã hẹn trước sẽ có chuông reo.
1.2. Phương pháp dùng PLC Logo
1.2.1. Giới thiệu về module Logo 230RC
Bộ điều khiển module Logo 230RC là thiết bị có khả năng lập trình được.
Sản phẩm Logo 230RC là của tập đoàn Siemens thuộc cộng hòa liên bang Đức.
Phục vụ các nhiệm vụ điều khiển cỡ nhỏ trong các lĩnh vực lắp đặt điện dân
dụng và lắp ráp tủ đóng cắt điện hạ thế, cũng như trong lĩnh vực chế tạo máy và
các ứng dụng thực tế khác. Nó thay thế các công nghệ thông dụng mà hiện tại

- L+

= 100...253 VDC

- I115VDC

= 5...15 mA

- I240VDC

= 5...10 mA

- Công suất tiêu thụ 3W/230VAC, 2.5W/115VAC
- Tần số lưới 47Hz......63Hz
- Sai số thời gian thực ± 5s/ngày
- Có bàn phím và bộ hiển thị
- Lối ra điều khiển 4 rơle có lối ra cách điện với dòng 8A
- Giao tiếp với máy tính PC
- Kích thước: 72x90x55
- Ngõ ra dùng rơle có I 0MAX = 8 A. Với bốn công tắc thời gian (theo đồng
hồ) với ba lần đóng cắt cho mỗi công tắc.
1.2.2. Đầu ra, đầu vào Logo 230RC
Mỗi đầu vào được nhận dạng bởi chữ I với con số. Khi nhìn Logo từ
mặt trước, bạn nhận thấy các đầu nối của đầu vào phía trên bên phải. Mỗi đầu
ra được đánh dấu bởi chữ Q và một con số. Có thể thấy đầu nối output ở phía
dưới.
Logo 230RC có ngõ vào ở mức “0” khi công tắc hở hay có điện áp ≤ 40
VDC, ngõ ra có mức “1” khi công tắc đóng hay có điện áp ≥ 79 VAC. Dòng điện
ngõ vào lớn nhất là 0.24 mA. Thời gian đổi trạng thái từ “0” lên “1” hay từ “1”
xuống “0” tối thiểu là 50 ms để Logo nhận biết được.

Ngõ ra được Set lên khi thời


15

gian trong ngày trùng với thời
gian đặt trong các kênh.
Mỗi đồng hồ có 3 Cam định giờ. Thông số No1, No2, No3
Sử dụng thông số No để cho 3 Cam định giờ của đồng hồ. Thông số của
Cam No1 như sau:
Khối B01
Cam No1
B01: No1
Day = Mon
On = 07:00 Thời gian mở là 7h00
Off =07:31 Thời gian tắt là 7h31
Ngày trong tuần
Mon, Tu, We, Th , Fr

, Sa , Su tương ứng thứ hai, thứ ba, thứ tư, thứ

năm, thứ sáu, thứ bảy, chủ nhật.
Mo..Fr

Hàng ngày từ thứ hai đến thứ sáu

Mon..Sa

Hàng ngày từ thứ hai đến thứ bảy


Kí hiệu Logo

Kết nối
Thông số No

Mô tả
Định gian thời điểm On và
Off vào hai ngày khác nhau
trong năm.
Ngõ ra được Set lên khi

Output Q

ngày hiện tại rơi vào vùng
ngày định trước

Giản đồ thời gian:

MM: Month (tháng)
DD: Day (ngày)
Thời điểm On và Off được đặt vào ngmày nào đó trong năm. Khi ngày
hiện tại trong năm rơi vào khoảng thời gian này thì ngõ ra sẽ được set lên 1.


17

Việc thiết đặt No cũng tương tự như thiết đặt các No của bộ định
thời gian theo tuần đã nêu ở bên trên.
d. Đặt thời gian trong chế độ đặt thông số.
Chuyển sang chế độ đặt thông số bằng cách ấn đồng thời hai phím “OK”



18

1.3.2. Phương pháp dùng PLC Logo
a. Ưu điểm
- Công suất tiêu thụ ít.
- Ngôn ngữ lập trình đơn giản.
- Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết.
- Có độ bền và độ tin cậy vận hành khá cao.
- Dễ dàng thay đổi chương trình khi cần.
- Bảo trì sửa chữa dễ dàng
- Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính thích hợp cho việc thực
hiện các lệnh tuần tự của nó.
- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối
mạng, các Modul mở rộng.
b. Nhược điểm
- Giá thành khá cao.
- Khó sửa chữa thay thế các khối bị hỏng.
1.4. Nhận xét và lựa chọn phương án
Phương pháp dùng vi điều khiển có nhược điểm độ tin cậy không cao, dễ
xảy ra nhiễu, sai lệch về thời gian thực. Ngôn ngữ lập trình phức tạp. Nên ta
không sử dụng.
Phương án dùng PLC Logo là hợp lý nhất. Chỉ có một nhược điểm là giá
thành mua thiết bị cao, nhưng gần đây giá thành giảm dần rất nhiều.
Từ những lý do trên PLC thể hiện rõ ưu điểm của nó so với các thiết bị
điều khiển thông thường khác. PLC còn có khả năng thêm vào hay thay đổi các
lệnh tùy theo yêu cầu công nghệ. Khi đó ta chỉ cần thay đổi chương trình của nó,
điều này nói lên tính năng điều khiển khá linh động của PLC Logo.


hiện rơle điện tử thì panel rơle trở thành chủ đạo trong điều khiển. Khi


20

transistors xuất hiện nó được áp dụng ngay ở những chỗ mà rơle điện tử không
đáp ứng được những yêu cầu điều khiển cao.
Ngày nay, lĩnh vực điều khiển được mở rộng đến cả quá trình sản xuất
phức tạp, đến các hệ thống điều khiển tổng thể với các mạch vòng kín, đến các
hệ thống xử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập trung hóa.
Hệ thống điều khiển logic thông thường không thể thực hiện điều khiển
tổng thể được, và các bộ điều khiển chương trình hóa hoặc điều khiển bằng máy
vi tính đã trở nên cần thiết.
2.2. Các thao tác trên PLC Logo
Một ưu điểm của Logo là thiết bị có màn hình hiển thị LCD và các
phím chức năng. Do đó người sử dụng có thể can thiệp lập trình thay đổi thông
số trực tiếp trên logo mà không cần tới máy tính. Để lập trình trực tiếp người lập
trình sử dụng kết hợp các phím chức năng, giao tiếp với màn hình LCD bố trí
trên PLC Logo.
2.2.1. Thao tác chỉnh thông số trực tiếp trên Logo
Chỉnh thông số nhanh: Nhấn hai phím kết hợp ESC + OK, sau đó chọn
Param, sau đó dùng phím mũi tên di chuyển con trỏ tới các khối chức năng cần
chỉnh thông số.
Chỉnh thông số trên chương trình điều khiển: Vào mục soạn thảo (Edit
Prg), sau đó dùng phím mũi tên di chuyển con trỏ tới các khối chức năng cần
chỉnh thông số.
2.2.2. Xóa chương trình trên logo
Để can thiệp vào chương trình điều khiển cho Logo ta thực hiện như sau:
- Cấp nguồn cho Logo. Sau khi được cấp nguồn màn hình sẽ xuất hiện
như hình 2.1a:


-

Xóa chương trình chọn Clear. Khi chọn Clear màn hình xuất hiện hình
2.1c:
Nếu muốn xoá chọn Yes và nhấn OK
Muốn trở lại màn hình trước hoắc không xoá chọn No và nhấn OK.

2.2.3. Viết chương trình mới trên màn hình hiển thị logo
- Để soạn thảo chương trình chọn Edit Prg. Khi chọn Edit Prg màn hình
xuất hiện hình 2.2:

[

B01 Q01

Hình 2.2. Màn hình soạn thảo khi chọn Edit Prg
Dùng các phím chức năng chọn các khối chức năng để soạn thảo chương
trình.
Chú ý: + Nhập chương trình từ đầu ra tín hiệu (Q) tới đầu vào tín hiệu (I).
+ Giữa đầu ra tín hiệu và đầu vào tín hiệu: số khối không quá 7 khối.
2.2.4. Chạy chương trình (Logo ở chế độ Run)
Khi chương trình đã hoàn tất nhấn phím ESC cho đến khi xuất hiện giao
diện hình 2.3a:


22

> Program
PC/Card

f)

Hình 2.3. Cài đặt chạy chương trình trên PLC logo
Chọn Start để chạy chương trình
- Cài đặt thời gian chọn: Set Clock
Khi chọn Clock màn hình sẽ xuất hiện hình 2.3b dùng các phím chức
năng di chuyển con trỏ chọn thay đổi: thứ, giờ, tháng, ngày, năm
Chú ý: Với các dòng sản phẩm Logo V3.0 đến V7.0
Để lập trình trực tiếp người lập trình thao tác như sau:
+ Cấp nguồn cho Logo.
+ Màn hình xuất hiện hình 2.3c
Chọn Stop màn hình xuất hiện hình 2.3d
+ Chọn Program để soạn thảo chương trình
- Khi chọn program màn hình xuất hiện hình 2.3e.
Chọn Password để nhập mã bảo vệ chương trình hoặc thay đổi chương
trình cũ. Chọn xong nhấn OK. Nhập Password bằng cách sử dụng các phím lên
xuống để chọn ký tự.
Khi soạn thảo xong chương trình nhấn phím ESC cho đến khi màn hình
xuất hiện Start sau đó chọn Start. Dùng phím trái phải di chuyển màn hình hiển
thị xuất hiện các tín hiệu vào ra.


23

PLC Logo đang ở chế độ Run. Muốn thay đổi thông số nhấn đồng thời hai
phím ESC + OK. Màn hình sẽ xuất hiện hình 2.3f
Chọn Set Clock: để thay đổi thời gian.
Chọn Set Param để thay đổi các tham số của các khối chứa năng như: thời
gian trễ, số đếm....
Chọn Card để giao tiếp với thẻ nhớ (Nhập chương trình từ thẻ nhớ hoặc

Trong đó:
1: Đất
2: 24VDC
3: Truyền và nhận dữ liệu
4: Không sử dụng
5: Đất

5

4
9

3
8

2
7

1
6

6: 5VDC ( Điện trở trong 100
7: 24VDC (120mA tối đa)

Hình 2.4. Sơ đồ chân của cổng truyền thông

8: Truyền và nhận giữ liệu
9: Không sử dụng
Để ghép nối Logo 230RC với máy lập trình PC hay lactop có thể sử dụng một
cáp nối thẳng MPI.

Nhập thông số sau đó chọn OK.
b. Mô phỏng chương trình
Mô phỏng chương trình điều khiển trên phần mềm Logo Softcomfort.
Khi soạn thảo xong nhấn vào biểu tượng mô phỏng Simulation. Để mô
phỏng người sử dụng dùng trỏ chuột tác động vào các đầu vào tín hiệu và quan
sát đầu ra tín hiệu: đầu ra tín hiệu ở mức 1 logic (đèn sáng), đầu ra tín hiệu ở
mức 0 logic (đèn tối).
2.3.6. Cách download, upload một chương trình điều khiển giữa PC và Logo

- Để download: kích trái chuột lên biểu tượng

hoặc nhấn tổ hợp

phím: Ctrl + U
- Để Upload: kích trái chuột lên biểu tượng
Ctrl + U

hoặc nhấn tổ hợp phím: