Đồ án tốt nghiệp

Viết chương trình
ứng dụng của
PLC OMRON

Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
De tai: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG CỦA PLC OMRON
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC
1.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÀ GÌ:
Tổng quát, một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bò điện
tử, được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn đònh, sự chính xác, sự
chuyển đổi nhòp nhàng của một quy trình hoặc một hoạt động sản xuất. Nó thực
hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lựơng đến một thiết bò

dao, phím,…. Ngoài ra, PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiết bò nhận dạng tự
động như: công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến quang điện, cảm biến
cấp độ , …. Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng logic ON/OFF hoặc tín
hiệu Analog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modul
nhập.
Hình1.2: Input Devices
1.3.2 Thiết bò xuất
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 2
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
Trong một hệ thống tự động hóa, thiết bò xuất cũng là một yếu tố rất quan
trọng. Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bò xuất thì hầu như hệ
thống sẽ bò tê liệt hòan toàn. Các thiết bò xuất thông thường là: động cơ, cuộn dây
nam châm, relay, chuông báo ,…. Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây,
PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết bò
xuất là một phần kết cấu của hệ thống tự động hóa và vì thế nó ảnh hưởng trực
tiếp vào hiệu suất của hệ thống .
Tuy nhiên, các thiết bò xuất khác như là : đèn pilot, còi và các báo động chỉ
cho biết các mục đích như: báo cho chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào , các
thiết bò ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modul ngõ ra PLC.

Hình 1.3: Output devices
1.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐƯC (PLC) LÀ GÌ
PLC là bộ điều khiển logic theo chương trình bao gồm: bộ xử lý trung tâm
gọi là CPU (Central Processing Unit) chứa chương trình ứng dụng và các modul
giao diện nhập xuất. Nó được nối trực tiếp đến các thiết bò I/O. Vì thế, khi tín
hiệu nhập, CPU sẽ xử lý tín hiệu và gởi tín hiệu đến thiết bò xuất.
Hình 1.4: Sơ đồ khối của PLC
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 3
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
1.5 SO SÁNH PLC VỚI CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THÔNG THƯỜNG

1.6 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ 1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÙNG PLC
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 4
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
Để thiết kế 1 chng trình điều khiển cho một hoạt động bao gồm những
bước sau:
1. Xác đònh qui trình công nghệ
Trước tiên , ta phải xác đònh thiết bò hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục
đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động
Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các thiết bò đầu vào. Nó nhận
tín hiệu và gởi tín hiệu đến CPU , CPU xử lý tín hiệu và gởi nó đến thiết bò xuất
để điều khiển sự hoạt động của hệ thống như lập trình sẵn trong chương trình
2. Xác đònh ngõ vào, ngõ ra :
Tất cả các thiết bò xuất , nhập bên ngoài đều được kết nối với bộ điều khiển
lập trình. Thiết bò nhập là những contact, cảm biến ... Thiết bò xuất là những cuộn
dây , valve điện từ , motor, bộ hiển thò.
Sau khi xác đònh tất cả các thiết bò xuất nhập cần thiết, ta đònh vò các thiết
bò vào ra tương ứng cho từng ngõ vào, ra trên PLC trước khi viết chương trình.
3. Viết chương trình:
Khi viết chương trình theo sơ đồ hình bậc thang (ladder ) phải theo sự hoạt
động tuần tự từng bước của hệ thống
4. Nạp chương trình vào bộ nhớ :
Bây giờ chúng ta có thể cung cấp nguồn cho bộ điều khiển có lập trình
thông qua cổng I/O. Sau đó nạp chương trình vào bộ nhớ thông qua bộ console
lập trình hay máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang. Sau khi nạp xong,
kiểm tra lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ
thống để chắc chắn rằng chng trình đã hoạt động tốt.
5. Chạy chương trình :
Trước khi nhấn nút Start, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ vào,
ra đến các thiết bò nhập, xuất đã được nối đúng theo chỉ đònh. Lúc đó PLC mới
bắt đầu hoạt động thực sự. Trong khi chạy chương trình, nếu bò lỗi thì máy tính

Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC, thực hiện
chương trình, xử lý tín hiệu nhập xuất và thông tin liên lạc với các thiết bò bên
ngoài
1.7.2 Bộ nhớ (Memory):
Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau. Đây là nơi lưu giữ trạng thái hoạt động
của hệ thống và bộ nhớ của người sử dụng. Để đảm bảo cho PLC hoạt động ,
phải cần có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực
hiện các chức năng khác như :
+ Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất / nhập được gọi
là RAM xuất / nhập
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 7
Chạy thử chương trình
Hiệu đính lại
phần mềm
Nạp chương trình
vào EPROM
Lập hồ sơ hệ thống
cho tất cả các bản vẽ
END
Chương
trình
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
+ Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong : Timer ,
Counter, Relay
Bộ nhớ gồm có những loại sau :
+ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only Memory): ROM không phải là một
bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ một lần. Do đó không thích hợp cho việc
điều khiển “mềm” của PLC. ROM ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác.
+ Bộ nhớ ghi đọc (RAM: Random Access Memory): RAM là một bộ nhớ
thường được dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng. Dữ liệu

Họ CPM2A có rất nhiều loại. Ta có thể tóm tắt trong bảng sau:
Tên Modul Số ngõ I/O Nguồn cung cấp
CPU có
ngõ ra
dùng Relay
CPM2A-20CDR-A
CPM2A-20CDR-D
CPM2A-30CDR-A
CPM2A-30CDR-D
CPM2A-40CDR-A
CPM2A-40CDR-D
CPM2A-60CDR-A
CPM2A-60CDR-D
20
20
30
30
40
40
60
60
AC
DC
AC
DC
AC
DC
AC
DC
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 9

DC
DC
DC
DC
DC
DC
DC
2.1.2 Các thành phần của CPU:
Cấu tạo chung của 1 bộ CPU gồm những phần như sau:
Hình 2.1: Các thành phần của CPU
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 10
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
Trong đó:
1 - Nguồn cung cấp: tuỳ theo loại CPU mà ta dùng nguồn AC từ 100V-240V
hoặc nguồn DC 24V
2,3 - Chân nối đất bảo vệ (đối với loại CPU dùng nguồn AC): để bảo vệ an
toàn cho người sử dụng.
4 - Nguồn cung cấp cho ngõ vào : đây là nguồn 24V DC được dùng để cung
cấp điện áp cho các thiết bò đầu vào (đối với loại CPU dùng nguồn AC ).
5 - Các ngõ vào : để liên kết CPU với các thiết bò ngõ vào.
6 - Các ngõ ra : để liên kết CPU với các thiết bò ngõ ra.
7 - Các đèn báo chế độ làm việc của CPU : các đèn báo này cho chúng ta biết
chế độ làm việc hiện hành của PLC.
Đèn báo Trạng thái nghóa
PWR
(xanh)
On PLC đã được cấp nguồn
Off PLC chưa được cấp nguồn
RUN
(xanh)

thiết bò lập trình cầm tay và máy tính chủ).
13- Communication Switch : là công tắc , chọn để sử dụng một trong hai cổng
Peripheral hoẵc cổng RS-232C để liên kết với thiết bò lập trình
14 - Bộ Acquy
15 - Phần mở rộng : kết nối CPU và PLC với khối mở rộng I/O hoặc khối mở
rộng nói chung ( Analog I/O Unit, Temporature Senson Unit ...) , có thể kết
nối 3 modul mở rộng
2.1.3 Các thành phần khác của khối mở rộng
Hình 2.2: Các thành phần của khối mở rộng
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 12
Đồ án tốt nghiệp Chinh sua boi: [email protected]
Trong đó :
1. Đầu nối ngõ vào : liên kết CPU với các thiết bò ngõ vào.
2. Đầu nối ngõ ra : liên kết CPU với các thiế bò ngõ ra.
3. Các đèn báo hiển thò ngõ ra.
4. Các đèn báo hiển thò ngõ vào.
5. Cáp kết nối đơn vò mở rộng I/O với CPU.
2.1.4 Các thành phần của Modul nhập xuất Analog.
Modul I/O Analog thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu
số hoặc từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để giao tiếp giữa CPU với các thiết bò
tương tự như máy phát sóng cảm biến , các dụng cụ đo và các thiết bò điều khiển
khác.
Modul I/O Analog có khoảng thay đổi tín hiệu điện áp từ 0-10V hoặc từ
0-5V (đối với Analog Input) và từ -10-10V (Analog Out Put). Một CPU có thể kết
nối với 3 modul Analog I/O ( 2 Analog Input và 1 Analog Output )
Dữ liệu đã được biến đổi thì được lưu trữ trong vùng phân bổ words của
Analog I/O Unit và nó được sử dụng bởi lệnh đọc nội dung của Words ngã vào .
Một chức năng khác của nó là xử lý giá trò trung bình để cho tất cả các dữ
liệu ở ngõ ra ổn đònh . Nó còn có chức năng phát hiện dây dẫn bò đứt khi tầm ngõ
vào được đặt khoảng 4-20mA , hoặc từ 1-5 V.