Lập trình PLC docx

Trong cácthiết bị tự động hóa ở các Xí nghiệp có một thiết bị vô c ùng quan trọng, quyết định tất cả hoạtđộng của hệ thống, quyết định to àn bộ công việc - ấy là bộ điều khiển.. Một định

Lời mở đầu

Việt Nam đang bước vào kỹ nguyên Tự Động Hóa & Hiện Đại Hóa h òa mình cùng thế giới

để phát triển Việc Tự Động Hóa các thiết bị trong các công ty cũng nh ư trong các hộ giađình là một thực tế không xa nữa m à người học phải đặt mục tiên học tập nghiên cứu sâu đểnhanh chóng thích hợp với môi trường khi rời ghế nhà trường làm việc thực tế Trong cácthiết bị tự động hóa ở các Xí nghiệp có một thiết bị vô c ùng quan trọng, quyết định tất cả hoạtđộng của hệ thống, quyết định to àn bộ công việc - ấy là bộ điều khiển Có rất nhiều loại bộđiều khiển : bằng relay, bằng mạch điện tử, mạch số, bằng vi điều khiển, bằng máy tínhnhưng trong điều khiển công nghiệp th ường người ta sử dụng bộ điều khiển có khả năng lậptrình PLC Hiện nay, hầu hết các công ty, xí nghiệp đều có thiết bị n ày trong hệ thống điềukhiển của mình Từ những yêu cầu nhỏ nhất như điều khiển trạm bơm, trạm cân, tủ ATS, đến những ứng dụng trung b ình như điều khiển quản lý cả nh à máy và cả những ứng dụngxuyên quốc gia Thiết bị PLC đều có thể đảm nhận thực hiện

Chính vì những ứng dụng to lớn rộng r ãi của chúng mà hiện nay có rất nhiều nơi định hướngđào tạo chuyên sâu về môn này Đây cũng là một trong những điều đang gây nhiều tranh c ãitrong việc định hướng giảng dạy môn PLC Một định h ướng cho rằng, việc giảng dạy PLC l àgiảng dạy về việc sử dụng ngôn ngữ lập tr ình một số lệnh của thiết bị PLC nhỏ, nghi ên cứuchuyên sâu là việc giảng dạy các PLC to h ơn, lớn hơn Một định hướng khác lại cho rằng :giảng dạy PLC là chỉ cho người học về vị trí, cách sử dụng, lắp đặt,… để xây dựng ho ànchỉnh hệ thống điều khiển sử dụng PLC theo chuẩn chung, việc nghi ên cứu chuyên sâu làviệc sử dụng những chức năng chuy ên sâu của thiết bị PLC đó như mạng, giao tiếp máy tính,

xử lý tín hiệu analog,… Định hướng này cho rằng, việc đào tạo chuyên sâu một PLC đểngười học có khả năng nắm bắt đ ược khả năng của một thiết bị PLC của một hảng sản xuất,đối với các hãng khác đều thực hiện tương tự

Nói chung, cả hai định hướng đều có những lý d o trong định hướng và đều có những ưukhuyết điểm khác nhau Những ưu khuyết điểm này tùy thuộc vào đánh giá của cả người học

và khả năng của người dạy Tuy nhiên, tài liệu này được biên soạn và hướng dẫn nghiên cứutheo định hướng thứ 2 với quan niệm rằng : việc nắm vững toàn bộ khả năng của một loạiPLC là nền tảng để cho người dùng nghiên cứu sử dụng các loại PLC khác Các loại PLC đều

có một chuẩn chung trong thiết kế n ên rất dể cho người sử dụng khi áp dụng kiến thức củamình về loại PLC này lên loại PLC khác, ngay cả đối với những loại lớn h ơn vì loại lớn hơn

chỉ là loại có số I/O nhiều hơn, bộ nhớ lớn hơn và một số khả năng hơn PLC nhỏ mà thôi.Sau khi nghiên cứu chuyên sâu về một loại về phương pháp phân tích, phương pháp x ử lý,…Đối với các loại PLC khác các bạn chỉ cần thực hiện t ương tự sau khi nghiên cứu tài liệu vềtập lệnh của chúng.

Tập tài liệu được chia làm 3 phần :

1 Phần cơ bản : Hướng dẫn cách xây dựng, thiết kế, lập t ài liệu hệ thống theo chuẩnIEC-1131-3 trên cơ sở PLC S7-200

2 Phần chuyên sâu : Hướng dẫn việc sử dụng các chức năng : xử lý tín hiệu analog, lậptrình PID, kết nối mạng, giao tiếp máy tính,…

3 Phần mở rộng : Giới thiệu các loại PLC khác nh ư : OMRON, Mitshubishi, Siemens(S7-300, S7-400), LG, …

4 Tài liệu mong muốn có được sự đóng góp của đồng nghiệp và thầy cô để hoàn chỉnhhơn với mục tiêu góp phần đẩy nhanh tiến độ tự động hóa các nh à máy ở Việt Nam

K/s Trần Văn Thành

MỤC LỤC

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLC S7 -200.[2]

1 Tổng quan về hệ thống điều khiển sử dụng PLC S7 -200.[3]

a Giới thiệu một số hệ thống điều khiển th ường gặp [3]

c Kết nối ngõ vào/ra với thiết bị logic.[56]

d Kết nối ngõ vào/ra với thiết bị analog [58]

1 Tổng quan hệ thống điều khiển [ 101]

2 Thiết kế hệ thống điều khiển PLC từ hệ thống sử dụng relay.[104]

a Phương pháp chuyển điều khiển từ relay sang PLC [104]

b Một số các trường hợp đặc biệt.[107]

c Bài tập.[110]

3 Viết các chương trình điều khiển hệ thống tổ hợp [118]

a Phân tích một yêu cầu điều khiển có tính tổ hợp [118]

e Biểu đồ tuyến thời gian [152]

f Sơ đồ khối chức năng [159]

g Bài tập [162]

h Lập tài liệu hệ thống điều khiển sử dụng PLC [173]

5 Tài liệu tham khảo

Tổng quan về hệ thống điều khiển sử dụng PLC.

Cảm biến và thiết bị chấp hành và các module I/O.

Xử lý tín hiệu số, analog v à các module thông minh khác.

Xây dựng giải thuật điều khiển v à phần mềm điều khiển hệ thống.

Xây dựng tài liệu hệ thống và phương pháp bảo trì hệ thống.

Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed Systems)

Ứng dụng một số thiết kế trong với S7 -200.

Ứng dụng một số thiết kế với S7 -300.

Ứng dụng một số thiết kế với Mi tsubishi.

1 Sử dụng phương pháp trao đổi, giao tiếp trong giảng dạy; Không đọc chép ; Trên tinh

thần hướng dẫn sinh viên có khả năng tự nghiên cứu sau khi học bộ môn này

2 Sinh viên đọc trước các vấn đề mà buổi học yêu cầu ở nhà; Đọc tài liệu học tập và tàiliệu tham khảo để có thể thực hiện đ ược yêu cầu đặt ra; Đặt ra những yêu cầu giả địnhtrong thực tế để giải quyết; T ìm những câu hỏi phục vụ cho mục đích b ài học cònvướng mắc ghi chú lên tài liệu để đặt câu hỏi với giáo vi ên hướng dẫn trong lúc lênlớp

3 Giáo viên hướng dẫn trình bày nội dung bài giảng theo mục tiêu đặt ra; trả lời nhữngcâu hỏi về yêu cầu giả định của sinh vi ên; Hướng dẫn những tài liệu cần tham khảo;Nhấn mạnh những nội dung chủ yếu trong ch ương trình

4 Tài liệu này được biên soạn với mục đích định hướng hỗ trợ học tập Việc nắm vững

và đưa vào ứng dụng thực tế đòi hỏi nhiều kỹ năng khác m à người học phải tự traudồi qua quá trình tự học với bạn bè, đồng nghiệp và hệ thống mạng Internet

Phương pháp đánh giá toàn th ể môn học:

1 Sinh viên được đánh giá theo thang điểm h ình chuông (phổ biến ở các nước Mỹ, Anh,

Úc, Singapo) với tổng số điểm là 21 Trong đó : Báo cáo chuyên đề và Xây dựng môhình : Tối đa 7 điểm; Bài kiểm tra giữa kì : 5 điểm.; Điểm thi cuối kì : 9 điểm 5%Sinh viên có điểm đánh giá toàn thể cao nhất đạt mức xuất sắc 10% sinh vi ên sẽ đạtmức giỏi, 20% đạt mức khá, 30% đạt mức trung b ình, 35% còn lại sẽ đạt mức yếukém Ưu điểm của thang điểm này sẽ loại những sinh viên không có ý thức học tập

Phương pháp thực hiện và Phương pháp đánh giá :

Phương pháp đánh giá : Với tư cách là BGĐ của một nhà máy đang lưỡng lự khi đầu tư vào

các quy trình công ngh ệ đang lỗi thời trong nhà máy Với một số tiền không nhiều, BGĐđang lưỡng lự cân nhắc giữa các bản thiết kế để chọn xem n ên đầu tư những hệ thống nào

trước BGĐ sẽ chọn một một nhóm các sản phẩm (5sp/10sp) để đầu t ư BGĐ sẽ đánh giá sản

phẩm được các nhà thiết kế cung cấp trên tiêu chí - Tính khả thi (có thể thiết kế, có thể thu lợi nhuận)

Thang điểm tối đa để đánh giá l à 7/21 Các nhóm được chọn được từ 5-7 Các nhóm còn lạitùy mức độ của đề tài được đánh giá từ 1-5

Phương pháp thực hiện : Với tư cách là các nhà thiết kế, mỗi nhóm sinh vi ên 2 hoặc 3

người được phân công chung một đề t ài Nội dung đề tài có thể do sinh viên lựa chọn hoặc cóthể tham khảo ở các bài tập trong sách Tuy nội dung chung, nh ưng các thành viên phải báocáo riêng lẽ, phải làm nổi bật được đề tài của mình để cho chủ đầu tư quyết định đầu tư vàosản phầm do nhóm mình thiết kế Các nhóm phải cung cấp được những chứng cứ khả thi : t àiliệu, bản vẽ, bảng giá trị chi tiết cũng nh ư tất cả các nội dung liên quan (theo yêu cầu tài liệu

hệ thống & bản chi tiết giá) để khẳng định khả năng có thể ho àn thành sản phẩm; Giải trìnhđược thời gian thu lợi nhuận sau đầu t ư chế tạo sản phẩm

4 Giới thiệu tổng quan về hệ thống điều khiển.

Yêu cầu sau khi học :

1 Sinh nắm được cách đánh giá và có động lực học tập môn

2 Nắm được phân bố điểm và có phương pháp hoàn thành nhi ệm vụ để đạt kết quả caonhất

3 Nắm được chương trình học và có những bố trí phù hợp

4 Biết được các tài liệu cần đọc để sử dụng sau n ày khi cần thiết

Buổi 2 : Các thiết bị liên quan đến hệ thống điều khiển.

Nội dung :

1 Cảm biến; Các cách phân biệt; Các loại cảm biến trong công nghiệp; Các chuẩn

2 Thiết bị chấp hành; Các cách phân biệt, điều khiển; Một số loại thiết bị th ường dùng

3 Thiết bị lập trình

4 Thiết bị giao tiếp máy tính; Phân biệt

5 Mạng

Yêu cầu sau khi học :

1 Nắm được cách lắp đặt và sử dụng các loại cảm biến; Các chuẩn ng õ ra và cách sửdụng từng loại ở những môi tr ường khác nhau

2 Nắm được cách lắp đặt và sử dụng các thiết bị chấp h ành phục vụ cho mục đích điềukhiển

3 Phân biệt các loại thiết bị lập tr ình

4 Nắm được các thiết bị giao tiếp; Hiểu được loại kết nối giao tiếp máy tính.

5 Nắm được các loại mạng trong điều khiển v à ứng dụng

Buổi 3 : Thiết bị PLC và lắp đặt

Nội dung :

1 Thiết bị điều khiển lập trình PLC

2 Lắp đặt hệ thống điều khiển sử dụng PLC

Yêu cầu sau khi học :

1 Nắm được tổng quan về PLC; phân loại; cấu trúc ng õ vào/ra; khả năng làm việc,…

2 Nắm được khả giao tiếp với các ng õ vào/ra; biết lắp đặt các thiết bị, điều khiển theomục đích,

4 Viết chương trình trên máy và sử dụng chương trình mô phỏng

Yêu cầu sau khi học :

1 Hiểu được cấu trúc lệnh; Cách sử dụng phần mềm trợ giúp (Help) trong quá tr ình làmviệc

2 Sử dụng được phần mềm STEP 7 MicroWin viết v à cách sử dụng một số thao táckhác trực tiếp trên PLC; Sử dụng được chương trình S7-200 Simulator để mô phỏng

Buổi 5 : Thiết kế hệ thống từ yêu cầu điều khiển bằng relay

Nội dung :

1 Hướng dẫn phương pháp thiết kế một hệ thống điều khiển tr ên cơ sở một sơ đồ relay

có sẵn; Những mạch đặc biệt có thể xảy ra v à những lưu ý

2 Thực hành bằng những bài tập liên quan có trong phần bài tập

Yêu cầu sau khi học :

1 Sinh viên nắm được phương pháp thực hiện với các bài toán dạng chuyển từ sơ đồrelay sang dạng điều khiển bằng PLC

2 Thực hiện được các bài tập

Buổi 6 : Thiết kế hệ thống có yêu cầu tổ hợp.

Nội dung :

1 Nhắc lại bảng sự thật, phương trình đại số Boolean, phép toán Boolean, b ìa Karnaugh

2 Viết chương trình từ một phương trình đại số Boolean, một yêu cầu tổ hợp

Yêu cầu sau khi học :

1 Có khả năng nhận dạng, phân tích thiết kế những hệ thống có y êu cầu tổ hợp

Buổi 7 : Thiết kế hệ thống có yêu cầu tuần tự.(1)

Nội dung :

2 Giới thiệu tổng quan về hệ tuần tự

3 Phân loại và một số phương pháp phân tích

4 Sơ đồ trạng thái

5 Bit tuần tự

6 Khối logic

Yêu cầu sau khi học :

1 Nắm được cái nhìn tổng quát về hệ thống tuần tự

2 Nắm được tổng quan về các ph ương pháp phân tích

3 Nắm được phương pháp phân tích dùng sơ đ ồ trạng thái

4 Có khả năng lập trình dùng bit tuần tự và khối logic

Buổi 8 : Thiết kế hệ thống từ yêu cầu tuần tự (2)

Nội dung :

1 Phương trình trạng thái

2 Biểu đồ tuyến thời gian

Yêu cầu sau khi học :

1 Viết được chương trình dùng phương pháp sơ đồ trạng thái

2 Thiết kế được chương trình trên cơ sở biểu đồ tuyến thời gian của thiết bị (khí nén,thủy lực)

Buổi 9 : Thiết kế hệ thống từ yêu cầu tuần tự (3)

Nội dung :

1 Sơ đồ khối chứng năng

2 Lập tài liệu hệ thống

Yêu cầu sau khi học :

1 Hiểu được chuẩn GRAFSET, IEC 1131 -3 và IEC 61131-3 trong thiết kế hệ thống

2 Hiểu được cách phân tích hệ thống theo s ơ đồ SFC theo chuẩn IEC 1131 -3 và IEC61131-3

3 Nắm được các thành phần trong tài liệu hệ thống và cách thực hiện chúng

Buổi 10 : Báo cáo thiết kế hệ thống điều khiển các nhóm (1)

Nội dung :

1 Các nhóm báo cáo các đề tài thiết kế hệ thống được phân công

Yêu cầu sau khi thực hiện :

1 Nắm được cách trình bày một chủ đề

2 Cách thuyết phục người đầu tư chấp nhận đầu tư cho hệ thống của nhóm thiết kế

Buổi 11 : Báo cáo thiết kế hệ thống điều khiển các nhóm.(2)

Nội dung :

1 Các nhóm báo cáo các đề tài thiết kế hệ thống được phân công

Yêu cầu sau khi thực hiện :

1 Nắm được cách trình bày một chủ đề

2 Cách thuyết phục người đầu tư chấp nhận đầu tư cho hệ thống của nhóm thiết kế

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TH ƯỜNG GẶP

Mục đích : Phân tích một số hệ thống điều khiển th ường gặp để rút ra được cấu trúc chungcủa một hệ thống điều khiển

Yêu cầu : Sau khi đọc, người học có khả năng nhìn nhận các thành phần trong hệ thống

Hệ thống cắt đoạn sản phẩm :

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)(2) Thiết bị cắt (Actuator)(3) Cảm biến xác định viền cắt (Sensor)(4) Động cơ quay trục cuộc (Actuator)

Hệ thống cắt gạch :

(1) Thiết bị điều khiển PLC(2) Màn hình giao tiếp với người dùng (HMI)(3) Động cơ kéo đẩy máy cắt (Actuator)(4) Encoder xác định vòng quay  chiều dài sản phẩm (Sensor)

Hệ thống cắt 3 :

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)

(2) Động cơ kéo trục cắt (Actuator)

(3) Cảm biến xác định vị trí cắt (Sensor)

(4) Emcoder xác định tốc độ quay của trục lăn (Encord er)

Hệ thống đóng thùng nhớt

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)

(2) Encoder dùng kiểm soát tốc độ của dây chuyền (Sensor)

(3) Động cơ servo điều khiển định vị vị trí đổ nhớt v ào thùng (Actuator)

(4) Cảm biến xác định sự có mặt của th ùng nhớt (Sensor)

Hệ thống phân loại hộp

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)

(2) Động cơ điều khiển cánh lái phân loại sản phẩm (Actuator)

(3) 3 Cảm biến xác định độ cao của sản phẩm (Sensor)

(4) Động cơ kéo dây chuyền (Actuator)

Hệ thống cắt nhãn.

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)

(2) Encoder xác định số vòng quay  số lần cắt (Sensor)

(3) Động cơ cuốn băng nhãn (Actuator)

(4) Cảm biến xác định sức căng, ch ùng của băng nhãn, chống rối (Sensor)

Hệ thống cuốn cuộn đồng

(1) Thiết bị điều khiển (PLC)

(2) Thiết bị giao tiếp giữa người dùng và máy (HMI)

(3) Inverter điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ AC, có thể hoạt động độc lậphoặc như một thiết bị chấp hành (Actuator)

(3) Động cơ kéo cơ cấu tạo gói (Actuator)

(4) Giao tiếp người dùng và máy (HMI)

(5) Động cơ kéo căng tấm nylon (Actuator)

(6) Hai thiết bị điều khiển được kết nối mạng

Tủ điều khiển : Đóng vai tr ò bảo vệ và che chở cho thiết bị liên quan tới điều khiển trước sựxâm nhập của con người và những tác động khác của môi tr ường xung quanh Việc bố trítrong tủ điều khiển phải được nghiên cứu và bố trí hợp lý để đảm bảo an to àn và tiện lợi chongười sử dụng

Hình dưới trình bày việc bố trí trong tủ điều khiển cánh tay Robot – Một hệ thống điều khiển

nhỏ và độc lập

Thành phần cơ khí (Mechanical Structure)

Cánh tay cơ khí (Robot Arm)

Các nút nhất và chuyển mạch lựa chọn (pushbutton & Selector Switch)

Đèn báo trạng thái (Revolving Light)

Đèn (Indicator

Công tắc (Switches)

Thiết bị điều khiển PLC

Relay

Khối đầu cuối (Terminal Blog)

Khởi động từ (Magnetic Contactor)

Cảm biến (Sensors)

Hình dưới là Tủ điều khiển của một nh à máy lớn do Hãng Mitsubishi sản xuất Chúng ta dễdàng thấy chúng được chia nhỏ thành các thành phần nhỏ hơn để dễ quản lý

Hệ thống điều khiển dùng PLC cơ bản Hình vẽ được thể hiện dưới dạng khối

Thường các thành phần như nguồn, khởi động từ, PLC, thiết bị lập trình, Giao tiếp ngườidùng, đèn được đặt trong tủ Những qui định này chỉ có tính chất tương đối, phụ thuộc chủyếu vào người thiết kế và bố trí hệ thống sao cho ph ù hợp và thẩm mỹ

Nhiệm vụ của các thành phần trong hệ thống được mô tả như sau :

PLC nhận các tín hiệu (logic, analog) từ các ngõ vào (inputs), tín hiệu được xử lý bởi phần

mềm do người sử dụng viết (user software) nạp ở bộ nhớ của PLC bằng thiết bị lập trình

(programming device), sau khi xử lý xong, tín hiệu được xuất ra ngõ ra (outputs) dưới dạng

điện (logic, analog) để điều khiển thiết bị M àn hình giao tiếp (HMI) được kết nối với thiết bị

qua cổng truyền thông để hiển thị giao diện giữa ng ười và máy Để viết chương trình điềukhiển cho PLC, đối với từng loại PLC có một hoặc nhiều phần mềm chuy ên biệt để lập trình.

Hệ thống điều khiển sử dụng PLC :

Nhận xét :

Qua việc khảo sát một số hệ thống điều khiển tr ên, ta thấy : Phần cứng hệ thống điều khiển sửdụng PLC cơ bản gồm 3 thành phần : Thiết bị điều khiển (PLC), cảm biến (Sensor) v à thiết bịchấp hành (Actuator) Phần mềm bao gồm : Phần mềm lập trình cho PLC, phần mềm củangười dùng nạp cho PLC để điều khiển thiết bị, phần mềm tạo giao tiếp giữa PLC v à conngười và phần mềm cho các module đặc biệt khác

Ngoài ra, toàn bộ công tắc điện, thiết bị điều khiển, relay điều khiển, … đ ược đặt trong tủđiều khiển và đặt tại vị trí dễ quan sát và thoáng mát

Đối với những hệ thống điều khiển lớn, t ương đương với việc sử dụng các ngõ vào ra nhiều,

độ phức tạp của hệ thống cao h ơn, sử dụng các chuẩn mạng để truyền thông, ch ương trìnhđiều khiển được thiết kế quy mô hơn,…

PLC hiện nay có một số hãng sau : Siemens, Omron, Mitshubishi, Allend Bradley,… Trongmỗi hãng lại có nhiều loại PLC khác nhau ph ù hợp với từng yêu cầu phức tạp của hệ thốngđiều khiển Phần mềm lập tr ình cho từng loại cũng có những điểm giống nhau và khác nhau,

sẽ được nói rõ trong từng phần

Các thành phần trong hệ thống điều khiển có thể thay đổi, có thể có phần n ày hoặc không cóphần kia Hiện nay, các th ành phần trong hệ thống đã được chuẩn hóa, vì thế ta có thể thaythế tương đương từng thành phần của các công ty khác nhau m à vẫn duy trì hoạt động của hệthống

Cảm biến, thiết bị chấp hành, màn hình giao tiếp,… hiện nay được sản xuất bởi rất nhiều cácnhà sản xuất, mỗi nhà sản xuất có những ưu điểm khác nhau nhưng các dòng sản phẩm vẫn

có những chuẩn chung để các thiết bị có thể thay thế giữa các sản phẩm của các công ty khácnhau cho nhau

Yêu cầu thiết kế ngôn ngữ lập tr ình :

Việc thiết kế ngôn ngữ lập tr ình được định hướng bởi yêu cầu của người sử dụng và khả năngthiết kế của người thiết kế Người thiết kế phải có khả năng phân tích y êu cầu của người sử

dụng, sử dụng các loại thiết bị hỗ trợ m à người thiết kế biết, những thiết bị có sẳn theo chuẩn

để lắp ghép nó phục vụ cho mục đích điều khiển của ng ười thiết kế Những thiế t bị nàythường được cập nhật thường xuyên và được tư vấn bởi nhà sản xuất, các công ty tư vấn

Để dễ dàng cho việc thiết kế hệ thống, người ta phân tích vấn đề điều khiển th ành sơ đồ hìnhcây sau :

Control : Vấn đề điều khiển

Continuous : Vấn đề điều khiển mang tính liên tục

Logical : Vấn đề điều khiển mang tính logic

Những tín hiệu điều khiển mang tính li ên tục (Continuous) có thể đ ược chia là tín hiệu tuyếntính (Linear) và tín hiệu phi tuyến (Non_Linear) Đối với tín hiệu tuyến tính ta sử dụng n hữngcông cụ như PID Đối với tín hiệu phi tuyến (non_linear), ng ười ta sử dụng những công cụnhư MRAC hay Fuzzy Logic

Những tín hiệu mang tín logic có thể chia l àm tín hiệu có điều kiện tổ hợp (Conditional) v àtín hiệu mang tính tuần tự (Sequential) Đối với loại điều kiện tổ hợp, ta sử dụng các công cụnhư phép toán Boolean, Expert Systems Đ ối với tín hiệu loại tuần tự, ta dựa tr ên việc sửdụng các sự kiện kết hợp với trạng thái tr ước đó của hệ thống

Những phân tích của hệ thống mang tính t ương đối rất lớn, chủ yếu phụ thuộc vào chủ quanngười thiết kế và khả năng của người thiết kế Người học cần đọc nhiều để t ìm ra một cáchtối ưu nhất cho mình

Dữ liệu trong PLC

Số nhị phân (Binary number)

Số bát phân (octal decimal)

Trong số nhị phân là nhóm 3 bit :

Bảng chuyển đổi :

Số Hexal Decimal

Vị trí các số và chuyển đổi sang cơ số 10

Chuyển đổi sang số nhị phân

Bảng các số tương đương

Chuyển đổi các số

Chuyển đổi một số cơ số 10 sang một số có cơ số 2

Ví dụ : Viết số 35 sang dãy số nhị phân

Ví dụ : Viết số 145 sang số bát phân

Số cần tìm là 221

Ví dụ : Viết số 1355 sang số thập lục phân

Số cuối cùng là 54BH

Bù 1

Một số : 10111 cơ số 2 được biểu diễn số dương là : 010111; được biểu diễn dưới dạng số âm

là –(010111) hoặc 101000 trong đó các số đ ược đảo bit 0 thành bit 1 và ngược lại

Truyền chữ Z trong bảng mã ASCII

Trong PLC, bảng mã ASCII được hiểu khi ta giao tiếp với tất cả các thiết bị khác nh ư máytính, thiết bị hiển thị, PLC khác,…

Mã BCD : Số BCD các bạn đã được nghiên cứu trong môn Kỹ thuật số

Trong PLC, số BCD dùng để hiển thị các giá trị giao tiếp với ng ười dùng như thời gian, khốilượng, biên độ,…

Ngày nay, thiết bị có thể cho phép truyền trực tiếp số BCD v ào cho PLC hoặc nhận trực tiếp

số BCD từ PLC

Dữ liệu từ Thumbwheel Switches l à số BCD được đưa vào PLC.

Dữ liệu từ PLC được đưa ra thiết bị hiển thị số

Mã Gray :

PLC sẽ làm việc trực tiếp với việc xuất nhập, xử lý m ã Gray chẳng hạn thông qua việc nhận

dữ liệu từ Encoder tuyệt đối Việc nắm bắt đ ược nó giúp ta xử lý được giá trị này

Ta có thể nhận trực tiếp dữ liệu n ày bằng mã Gray hoặc thông qua bộ chuyển đổi từ m ã Graysang số BCD

Mạch điều khiển bằng Relay

Mạch điều khiển sử dụng trong PLC

Quan sát từng nhóm riêng biệt

Các khái niệm khác :

Các kí hiệu thường dùng trong PLC

Dữ liệu từ ngõ vào được ánh xạ vào thanh ghi xử lý ảnh ngõ vào tương ứng bên trong Dữliệu từ thanh ghi xử lý ảnh ở ng õ ra được ánh xạ ra ngõ ra.

Ngôn ngữ lập trình : Có 3 dạng ngôn ngữ lập trình cơ bản : Boolean, Ladder, Grafcet Ngôn

ngữ Boolean, Ladder giống nhau về ph ương thức hoạt động mà chỉ khác nhau về câu lệnh.Grafcet mô tả câu lệnh dưới dạng đồ họa

Ngôn ngữ Ladder

Ngôn ngữ boolean

Ngôn ngữ Grafcet

Dưới đây là 5 ngôn ngữ được đăng kí trong chuẩn IEC 1131

Ladder Rung (LAD) Language

Function Block (FBD) Language



Structured Text (Text) Language

Instruction List (IL) Language

Secquential Function Chart (SFC) Language

Việc thiết kế hệ thống PLC bao gồm các phần công việc sau :

Thực hiện phần mềm

CẢM BIẾN VÀ LẮP ĐẶT CẢM BIẾN VỚI PLC

Cảm biến theo quan điểm điều khiển là thiết bị chuyển tín hiệu vật lý nh ư quang, điện, cơ,

nhiệt, áp suất,… thành tín hiệu điện, đối với điều khiển PLC những tín hiệu n ày đã đượcchuẩn hóa

Cảm biến có rất nhiều cách phân loại : theo tín hiệu ng õ vào, theo chức năng điều khiển, theotín hiệu ngõ ra,… Ở đây, dưới quan điểm lập trình PLC là xử lý các tín hiệu ngõ vào củaPLC nên cảm biến được trình bày theo quan điểm xem xét tín hiệu ngõ ra của cảm biến dựatrên phân loại ngõ vào

Dễ dàng nhận thấy trong ứng dụng thực tế có hai khả năng xảy ra : Nếu ta chỉ cần xác địnhviệc có mặt hay không một tác nhân vật lý, tức l à lúc này ta đang bàn đ ến một cảm biến có tínhiệu ngõ ra logic Nếu ta cần xác định một sự biến thi ên về khoảng cách, khối lượng, nhiệtđộ,… điều này có nghĩa là ta đang đề cập đến cảm biến có đại l ượng điện biến thiên ở ngõ ra,hay nói cách khác là cảm biến có tín hiệu tương tự Như vậy, dưới cái nhìn xử lý tín hiệu, tínhiệu ngõ ra của cảm biến bao gồm ba dạng : logic 1/0 (áp AC v à DC), dạng thanh ghi dịch(áp DC) và analog (áp DC và dòng DC)

Để xử lý hai loại tín hiệu ng õ ra của cảm biến, ngõ vào PLC cũng được thiết kế tương ứng đểthực hiện việc nhận tín hiệu, phục vụ cho mục đích điều khiển của thiết bị Ứng với loại ng õ

ra cảm biến dạng logic, ta có những mạch ng õ vào PLC dạng logic, ứng với ngõ ra cảm biếndạng tương tự ta cũng có ngõ vào PLC dạng tương tự Việc lắp đặt ngõ ra cảm biến và ngõ