Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
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
bán dẫn. Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc
điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều
khiển tự động hóa hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính
chủ. Ngoài ra, nó còn giao diện để kết nối với các thiết bò khác (như là: bảng
điều khiển, động cơ, contact, cuộn dây, ….). Khả năng chuyển giao mạng của PLC
có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra,
nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều khiển.
Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng. Từ
hình 1.1 ta thấy: PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không được kết nối
với các thiết bò cảm ứng. Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy móc nào hoạt
động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ. Và tất nhiên, vùng
máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất riêng biệt.

SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
Hình 1.1: Một hệ thống điều khiển điển hình dùng PLC
1.2 VAI TRÒ CỦA PLC
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như là trái tim của
hệ thống điều khiển. Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong
bộ nhớ của PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm:
kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bò nhập, dựa vào chng trình logic để xử
lý tín hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bò xuất.
PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp.
Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều

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.
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
Hình 1.4: Sơ đồ khối của PLC
1.5 SO SÁNH PLC VỚI CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THÔNG THƯỜNG
KHÁC
Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các
hệ thống điều khiển bằng relay, contactor thông thường. Ta hãy thử so sánh ưu,
khuyết điểm của hai hệ thống trên:
♦ Hệ thống điều khiển thông thường:
• Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn và relay trên bản điều khiển.
• Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế, lắp đặt.
• Tốc độ hoạt động chậm.
• Công suất tiêu thụ lớn.
• Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại tòan bộ, tốn nhiều
thời gian.
• Khó bảo quản và sữa chữa.
♦ Hệ thống điều khiển bằng PLC:
• Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn.
• Công suất tiêu thụ ít hơn.
• Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn
nhờ phần mềm điều khiển bằng máy tính hay trên Console.
• Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn.
• Bảo trì và sữa chữa dễ dàng.
• Độ bền và tin cậy vận hành cao.
• Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
• Có thiết bò chống nhiễu.
• Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
• Dễ lập trình và có thể lập trình trên máy tính, thích hợp cho việc thực hiện

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
hoặc bộ Console sẽ báo lỗi , ta phải sữa lại cho đến khi nó hoạt động an toàn
Sau đây là lưu dồ phương pháp thiết kế bộ điều khiển
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 6
Xác đònh yêu cầu của
hệ thống điều khiển
Vẽ lưu đồ chung của
hệ thống điều khiển
Liệt kê tất cả các ngõ ra, ngõ vào nối
tương đối đến các cổng I/O của PLC
Chuyển lưu đồ sang
sơ đồ hình thang
Nạp lập trình sơ đồ hình
thang thiết kế cho PLC
Mô phỏng chương trình và
sửa lỗi phần mềm
Hiệu chỉnh chương
trình cho phù hợp
Kết nối toàn bộ thiết bò
vào, ra với PLC
Kiểm tra tất cả các
tiếp điểm vào, ra
Chương

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
trong RAM sẽ bò mất đi nếu nguồn điện bò mất. Tuy nhiên vấn đề này được giải
quyết bằng cách gắn thêm vào RAM một nguồn điện dự phòng. Ngày nay, trong
kỹ thuật phát triển PLC , người ta dùng CMOSRAM nhờ sự tiêu tốn năng lượng
khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho các RAM này khi mất nguồn. Pin
dự phòng có tuổi thọ ít nhất một năm trước khi cần thay thế, hoặc ta chọn pin sạc
gắn với hệ thống , pin sẽ được sạc khi cấp nguồn cho PLC.
+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được (EPROM: Erasable Programmable
Read Only Memory): EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM, tuy nhiên nội dung
của nó có thể bò xoá đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại
chương trình trong bộ nhớ.
+ Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xoá được bằng điện (EEPROM: Electric
Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM kết hợp khả năng truy
linh động của RAM và tính khả biến của EPROM, nội dung trên EEPROM có thể
bò xoá và lập trình bằng điện , tuy nhiên chỉ giới hạn trong một số lần nhất đònh.
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT PLC CỦA HÃNG OMRON
2.1 KHẢO SÁT LOẠI CPM2A
2.1.1 Giới thiệu chung:
Các bộ điều khiển lập trình của hãng OMRON rất đa dạng, gồm các loại
CPM1A, CPM2A, CPM2C, CQM1,…. những loại PLC nên tạo thành từ những
modul rời kết nối lại với nhau, có thể cho phép mở rộng dung lượng bộ nhớ và
mở rộng vác ngõ vào, ra. Vì vậy chúng được sử dụng rất linh hoạt và đa dạng
trong thực tiễn. Ngoài ra, hãng OMRON còn sản xuất các bộ PLC có cấu trúc cố

DC
AC
DC
AC
DC
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
CPU có
ngõ ra
dùng
Transistor
CPM2A-20CDT-D
CPM2A-20CDT1-D
CPM2A-30CDT-D
CPM2A-30CDT1-D
CPM2A-40CDT-D
CPM2A-40CDT1-D
CPM2A-60CDT-D
CPM2A-60CDT1-D
20 (ngõ ra
ở mức thấp)
20 (ngõ ra
ở mức cao)
30 (ngõ ra
ở mức thấp)
30 (ngõ ra
ở mức cao)
40 (ngõ ra
ở mức cao)
40 (ngõ ra

PWR
(xanh)
On PLC đã được cấp nguồn
Off PLC chưa được cấp nguồn
RUN
(xanh)
On PLC đang hoạt động ở chế độ
RUN hoặc ở chế độ MONITOR
Off PLC đang ở chế độ
PROGRAM hoặc bò lỗi
COMM
(vàng)
Flashing Dữ liệu đang được chuyển vào
CPU thông qua cổng Peipheral
hoặc cổng RS-232C
Off Dữ liệu không được chuyển
vào CPU thông qua cổng
Peripheral hoặc cổng RS-232C
ERR/ALARM
(red)
On Xuất hiện lỗi (PLC ngừng hoạt
động )
Off Đèn báo hoạt động bình thường
8 - Đèn báo trạng thái ngõ vào : khi 1 trong các ngõ vào ở trạng thái ON thì
đèn báo tương ứng sẽ sáng.
 Lưu ý : Khi ta sử dụng bộ đếm tốc độ cao thì các đèn báo ngõ vào sẽ không
sáng nếu tần số xung sáng quá nhanh.
9 - Đèn báo trạng thái ngõ ra: các đèn báo trạng thái ngõ vào sẽ sáng khi các
ngõ ra ở trạng thái ON.
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 11

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.
Cấu tạo của khối mở rộng Analog được mô tả trong hình
Hình 2.3: Các thành phần của modul Analog I/O
1. Các đầu nối của khối Analog I/O : kết nối với các thiết bò tương tự nhập
hoặc xuất .
SVTH: Lê Hạ Thiên Tường 13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Lưu Văn Quang
2. Cáp kết nối của phần mở rộng : kết nối Analog I/O Unit với cổng mở rộng
của CPU hoặc của khối mở rộng khác .
3. Cổng mở rộng : Kết nối cổng mở rộng I/O Unit với khối mở rộng khác
(Analog I/O Unit, Temperature Senson Unit hoặc Compo Bus/S I/O Link
Unit). Một CPU chỉ có thể kết nối tối đa 3 khối mở rộng.
2..2 CÁC KIỂU LIÊN KẾT TRUYỀN THÔNG CỦA PLC:
2..2.1 Truyền thông liên kết chủ :
Là mối liên kết “ chủ - tớ “ giữa máy tính chủ hoặc thiết bò lập trình cầm
tay với PLC . Sử dụng để đọc / ghi dữ liệu từ thiết bò lập trình vào PLC
• Truyền thông liên kết chủ 1-1:
Thực hiện việc liên kết 1 - 1giữa CPM2A CPU với máy tính tương thích,
máy tính IBM PC/AT hoặc màn điều khiển PT thông qua cổng Peripheral hoẵc
cổng RS-232C . Cách kết nối đươc biểu diễn trong hình vẽ sau
Hình 2.4: Kết nối thông qua Peripheral Port
Hình 2.5: Kết nối thông qua RS-232C Port
• Truyền thông liên kết chủ 1-N:
Kiểu liên kết này cho phép kết nối 1 máy tính chủ hoặc PT với 32 bộ điều
khiển lập trình PC, được thực hiện bằng cách dùng bộ nối tương thích (Adaptor)