Giáo trình chuyên đề Điều khiển lập trình cỡ nhỏ được biên soạn với mục đích phục vụ cho công việc giảng dạy tại trường Cao đẳng nghề Nam Định. Tài liệu này chủ yếu đề cập thiết bị lập trình cỡ nhỏ của hãng Siemen đó là thiết bị lập trình LOGO! Tuy nhiên trên cơ sở phần lý thuyết và phần thực hành chủ yếu dùng cho thiết bị LOGO! Nhưng từ đó học sinh, sinh viên có thể mở rộng ra các thiết bị lập trình loại nhỏ của các hãng khác như: Easy của hãng Moeller hay Zen... Giáo trình gồm 2 phần, sau đây là phần 1.
Trang 1Lời nói đầu
Một vài năm gần đây, do yêu cầu tự động hoá trong công nghiệp ngày
càng tăng, nên giáo trình chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ được biên soạn
với mục đích phục vụ cho công việc giảng dạy tại trường Cao đẳng nghề Nam
Định Tài liệu này chủ yếu đề cập thiết bị lập trình cỡ nhỏ của hãng Siemen đó là
thiết bị lập trình LOGO! Tuy nhiên trên cơ sở phần lý thuyết và phần thực hành
chủ yếu dùng cho thiết bị LOGO! Nhưng từ đó học sinh, sinh viên có thể mở
rộng ra các thiết bị lập trình loại nhỏ của các hãng khác như: Easy của hãng
Moeller hay Zen
Phần lý thuyết giáo trình đề cập đến hầu hết các lệnh cơ bản cho phần lập
trình cỡ nhỏ, phần thực hành trên cơ sở lập trình trực tiếp trên LOGO! Và lập
trình trên phần mềm của hãng sản xuất
Nội dung của giáo trình gồm 6 bài cơ bản:
Bài 1: Giới thiệu chung về bộ điều khiển lập trình cở nhỏ
Bài 2: Các chức năng cơ bản của LOGO!
Bài 3: Các chức năng đặc biệt của LOGO!
Bài 4: Lập trình trực tiếp trên LOGO!
Bài 5: Lập trình bằng phần mềm LOGO! SOFT
Bài 6: Bộ điều khiển lập trình EASY của hãng MOELLER
Biên soạn
Vũ Văn Biên
Trang 2BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ LẬP TRÌNH CỠ NHỎ
Giao diện lập trình và cáp giao tiếp với PC
Các hàm cơ bản như hàm trễ on/off và rơle xung
Các khối rơle thời gian
Các khối thực hiện phép toán logic
Kiểu tín hiệu đầu vào và đầu ra tuỳ thuộc vào kiểu của LOGO!
2 Những ứng dụng của LOGO!
Bạn có thể ứng dụng LOGO! trong gia đình và trong các hệ thống phổ
biến ( ví dụ như đèn giao thông, đèn đường, cửa chớp, cửa kính, đèn chiếu trưng
bày hàng hoá ), khoá cửa tự động hay những thiết bị tự động ( ví dụ như hệ
thống cửa tự động, hệ thống thông gió hoặc hệ thống tưới tự động )
Bạn cũng có thể ứng dụng LOGO! trong các hệ thống điều khiển tự động
trong bảo quản hay nhà kính với tín hiệu theo chuẩn Asi, bạn có thể trực tiếp
điều khiển thiết bị hoặc quá trình tự động tại trung tâm
Có thể thay thế một dãy các thiết bị vận hành liên tiếp, tủ điện điều khiển
bằng một khối khối điều khiểnvận hành nhỏ
3 Các loại LOGO!
Có các kiểu modun LOGO! cho các tín hiệu một chiều 12V, 24V hay tín
hiệu xoay chiều như 24V hoặc 230V như sau:
Loại LOGO! chuẩn gồm 6 đầu vào và 4 đầu ra với kích thước 72 x 90 x
Trang 3Loại LOGO! biến thể dạng bus có 12 đầu vào và 8 đầu ra, có thêm giao
diện truyền thông AS để có thể mở rộng thêm 4 đầu vào và 4 đầu ra Kích thước
LOGO! cung cấp các giải pháp từ những khối điều khiển nhỏ để giải
quyết các hệ thống tự động nhỏ và có thể mở rộng cho hệ thống lớn hơn với giao
diện truyền thông mở rộng AS
Theo các kí hiệu thì LOGO! có các loại như sau
*: Kí hiệu loại đầu vào tương tự
4 Kết cấu của LOGO!
Trang 4Đặc điểm của các loại LOGO! qua các kí hiệu:
12: tín hiệu một chiều loại 12V DC
24: tín hiệu một chiều loại 24V DC
230: tín hiệu xoay chiều có điện áp 115 – 230 V
R: đầu ra loại rơle
C: có tích hợp rơle thời gian tính theo ngày trong tuần
O: loại biến thể không có màn hình hiển thị
L: số lượng đầu vào và đầu ra lớn gấp đôi của loại chuẩn
B11: loại modun mở rộng với giao diện truyền thông kiểu AS
Cũng có thể dùng các biểu tượng để mô tả các loại LOGO! khác nhau
6 Khảo sát các loại logo có trong phòng thực tập
Trang 5BÀI 2: CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA LOGO!
LOGO! Có các hàm cơ bản sau:
1 Coång AND:
Trang 6Ngõ ra của hàm AND bằng 1 khi tất cả
các ngõ vào bằng 1 Bảng logic cổng AND
như sau:
2 Cổng AND lấy cạnh xung lên:
Ngõ ra bằng 1 trong 1 chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà cả 4
ngõ vào cùng bằng 1
Ngõ vào không sử dụng ta có thể sử dụng ký
hiệu x (x=1) Giản đồ thời gian:
3 Cổng NAND:
Ngõ ra cổng NAND chỉ bằng 0 khi tất cả ngõ
vào cùng bằng 1 Bảng logic cổng NAND:
Trang 74 Cổng NAND lấy cạnh xung lên:
Ngõ ra của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1 trong 1 chu
kỳ máy tại thời điểm đầu tiên mà một trong các ngõ vào bằng 0
Giản đồ thời gian:
5 Cổng OR:
Ngõ ra bằng 1 nếu có ít nhất một ngõ vào bằng 1
Ngõ vào không sử dụng ta có thể dùng ký hiệu x
(x=0) Bảng logic cổng OR:
6 Cổng NOR:
Ngõ ra cổng NOR bằng 1 nếu tất cả
ngõ vào cùng bằng 0 Ngõ vào không sử dụng ta
có thể dùng ký hiệu x (x=0) Bảng logic cổng
NOR:
7 Cổng XOR:
Ngõ ra cổng XOR bằng 1 khi mức logic
Trang 8của 2 ngõ vào khác nhau Ngõ vào không sử dụng ta có thể dùng ký hiệu x
(x=0)
Bảng logic cổng XOR:
8 Cổng NOT:
Bảng logic cổng NOT
BÀI 3: CÁC CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT CỦA LOGO!
Bảng liệt kê các hàm đặc biệt
Trang 11Rem: thông số này dùng để chọn đặc tính retentive (nhớ) on hay off
On: retentive
Off: non retentive
Nếu đặc tính retentive được chọn thì khi có nguồn lại, trạng thái tín
hiệu trước khi mất nguồn được đặt trở lại vào ngõ ra
1 Hàm ON Delay
a Mơ tả
Hàm ON Delay được mơ tả như bảng sau:
Đầu vào Trg Trg cho phép đơng hồ của hàm
ON Delay hoạt động Tham số T T là khoảng thời gian để qui định
trạng thái của đầu ra Đầu ra Q Sau khi Trg đặt trạng thái ‘1’
một khoảng là T thì đầu ra cũng
sẽ cĩ giá trị ‘1’
b Tham số thời gian T
Đối với một số khối chức năng đặc biệt, cần phải nhập tham số thời gian
T Cách nhập giá trị thời gian cần phụ thuộc vào tham số đơn vị thời gian:
Trang 12Đối với LOGO! thì độ chính xác của tác động thời gian là 1%
Ví dụ:
Giá trị thời gian nhập vào là 1 giờ (3600 giây) thì có thể xuất hiện sai số
là 36 giây
Giá trị thời gian nhập vào là 1 phút thì sai số có thể là 0,6 giây
d Độ chính xác của thời gian chuyển trạng thái
Có thể chắc chắn rằng sự sai số trên của tham số thời gian không ảnh
hưởng đến tính chính xác của thời gian của LOGO! Thời gian chuyển trạng thái
luôn được so sánh với đồng hồ chính xác cao của LOGO!
Do vậy giá trị cao nhất của sai số thời gian là + 5 giây một ngày
e Giản đồ thời gian của hàm ON Delay
g Hoạt động
Khi đầu vào Trg chuyển trạng thái từ ‘0’ sang ‘1’, thì đồng hồ trong
LOGO! bắt đầu đếm Nếu trong khi Trg vẫn giữ nguyên giá trị 1 mà giá trị bộ
đếm thời gian bằng T thì đầu ra Q có trạng thái là ‘1’
Nếu đầu vào Trg chuyển từ ‘1’ sang ‘0’ trước khi bộ đếm thời gian đạt
giá trị T thì bộ đếm thời gian bị xoá về 0
Đầu ra trở về trạng thái ‘0’ nếu đầu vào Trg có giá trị ‘0’
Khi nguồn bị ngắt thì bộ đếm thời gian bị xoá về 0
2 Hàm Off Delay
a Mô tả
Đầu vào Trg Xung xuống tại đầu vào Trg sẽ khởi
động bộ đếm thời gian
Đầu vào R Đầu vào này để xóa bộ đếm thời gian
và đặt trạng thái ‘1’ tới đầu ra Q
Trang 13Tham số T Khoảng thời gian để qui định hoạt
động của hàm Off Delay Đầu ra Q Đầu ra được đặt trạng thái ‘1’ khi Trg
chuyển trạng thái từ ‘0’ sang ‘1’ cho đến khi bộ đếm thời gian đạt giá trị T
b Thời gian T
Cách đặt và ý nghĩa của T được giới thiệu trong hàm ON Delay
c Giản đồ thời gian
d Hoạt động
Khi đầu vào Trg chuyển trạng thái từ ‘0’ sang ‘1’ đầu ra Q cũng chuyển
sang trạng thái ‘1’
Khi đầu vào Trg chuyển về trạng thái ‘0’ thì bộ đếm thời gian bắt đầu
hoạt động Khi bộ đếm đạt giá trị T thì đầu ra Q lại về trạng thái ‘0’
Nếu đầu vào Trg lại chuyển từ ‘1’ sang ‘0’ thì giá trị bộ đếm được xoá
Đầu vào R dùng để xoá bộ đếm thời gian và chuyển đầu ra Q về trạng
thái ‘0’
Khi nguồn bị ngắt thì bộ đếm thời gian bị xoá về 0
3 Hàm On/Off Delay
a Mô tả
Đầu vào Trg Khi có xung lên tại đầu vào Trg,
đồng hồ đếm thời gian thứ nhất hoạt động
Khi có xung xuống tại đầu vào Trg, đồng hồ đếm thời gian thứ hai hoạt động
Trang 14Tham số Par Khi bộ đếm thời gian thứ nhất đạt TH
thì đầu ra Q lên trạng thái ‘1’
Khi bộ đếm thời gian thứ hai đạt giá trị TL thì đầu ra Q trở về ‘0’
Đầu ra Q Đầu ra Q đạt trạng thái ‘1’ sau khi
Trg ở trạng thái ‘1’ trong khoảng thời gian TH Đầu ra Q trở về ‘0’ sau khi Trg về trạng thái ‘0’ trong khoảng thời gian TL.
Cách đặt tham số thời gian TH và TL được giới thiệu trong hàm ON Delay
c Giản đồ thời gian
Nếu bộ đếm thời gian đã đạt giá trị TH, đầu vào Trg chuyển trạng thái về
‘0’ sau khoảng thời gian TL đầu ra Q cũng trở về trạng thái ‘0’
Nếu đầu vào Trg lại lật trạng thái trước khi giá trị bộ đếm thời gian TL đạt
giá trị TL thì bộ đếm bị xoá
Trong truờng hợp nguồn bị tắt thì các bộ đếm đều bị xoá
4 Hàm Retentive On Delay
Trang 15a Mô tả
Đầu vào Trg Đầu vào này có tác dụng khởi
động bộ đếm thời gian cho hàm
Đầu vào R Đầu vào này có tác dụng khởi
động lại bộ đếm thời gian và đặt đầu ra Q trở về ‘0’
Tham số T Là giá trị ngưỡng so sánh của
bộ đếm thời gian
Đầu ra Q Đầu ra này sẽ đạt giá trị ‘1’ khi
bộ đếm thời gian đạt giá trị T
b Tham số T
Cách đặt tham số thời gian T được giới thiệu trong hàm ON Delay
c Giản đồ thời gian
d Hoạt động
Khi trạng thái đầu vào Trg chuyển từ ‘0’ sang ‘1’, bộ đếm thời gian
Ta bắt đầu hoạt động Khi bộ đếm Ta đạt giá trị T thì đầu ra Q được đặt
trạng thái ‘1’ Sau đó đầu vào Trg không còn có tác dụng với bộ đếm Ta
Đầu ra Q và bộ đếm chỉ được khởi động lại khi đầu vào R đạt trạng
thái ‘1’
Trong truờng hợp nguồn bị ngắt thì bộ đếm bị xoá
5 Hàm Latching Relay
a Mô tả
Trang 16Đầu ra Q được đặt trạng thái ‘1’ bởi đầu vào S và đầu ra Q được đặt
trạng thái ‘0’ bởi đầu vào R
Đầu vào S Khi đầu vào S đạt giá trị ‘1’ thì Q
cũng đạt giá trị ‘1’
Đầu vào R Đầu vào R đạt giá trị ‘1’ thì Q đạt
giá trị ‘0’ kể cả khi S = ‘1’
Tham số Par Tham số này để bật hay tắt chế độ
nhớ trạng thái ngay cả khi tắt nguồn
Off: Tắt chế độ On: Bật chế độ Đầu ra Q Đầu ra được đặt trạng thái ‘1’ khi
S đạt trạng thái ‘1’ cho tới khi đầu vào R đạt trạng thái ‘1’
b Giản đồ thời gian
c Ý nghĩa
Đây là phần tử nhớ số đơn giản Tín hiệu đầu ra phụ thuộc vào trạng
thái đầu vào và cả trạng thái đầu ra trước đó Bảng chân lý của hàm này như
sau:
Trang 17Nếu tham số Par được đặt ‘On’ thì các trạng thái đầu vào và đầu ra
không bị xoá ngay cả trong trường hợp tắt nguồn
6 Hàm Current Impulse Relay
a Mô tả
Đầu vào Trg Khi đầu vào Trg để đặt giá trị ‘1’
hoặc ‘0’ cho đầu ra Q
Đầu vào R Đầu vào R đưa đầu ra Q về trạng thái
‘0’
Tham số Par Tham số này để bật hay tắt chế độ
nhớ trạng thái ngay cả khi tắt nguồn Off: Tắt chế độ
On: Bật chế độ Đầu ra Q Đầu ra Q được đảo trạng thái mỗi khi
đầu vào Trg chuyển trạng thái từ ‘0’
sang ‘1’
b Giản đồ thời gian
c Hoạt động
Mỗi khi đầu vào Trg chuyển trạng thái từ ‘0’ sang ‘1’ trạng thái của
đầu ra Q được thay đổi
Đầu vào R dùng để đưa đầu ra Q về trạng thái ‘0’
Nếu không bật chế độ ON cho tham số Par thì khi tẳt nguồn đầu ra Q
Trang 18Đầu vào Trg Đầu vào Trg dùng để khởi động bộ
đếm thời gian
Tham số T T là giá trị ngưỡng so sánh của bộ
đếm Đầu ra Q Đầu ra Q được đặt trạng thái ‘1’
ngay khi đầu vào Trg được đặt trạng thái ‘1’ và trở về trạng thái ‘0’ sau khoảng thời gian T
b Tham số thời gian T
Cách đặt tham số thời gian T được giới thiệu trong hàm ON Delay
c Giản đồ thời gian
d Hoạt động
Khi đầu vào Trg chuyển sang trạng thái 1, đầu ra Q cũng được chuyển
sang trạng thái ‘1’ ngay lập tức, đồng thời bộ đếm thời gian bắt đầu hoạt động
Khi giá trị của bộ đếm đạt giá trị T thì đầu ra Q trở về trạng thái ‘0’ và
Đầu vào Trg Đầu vào Trg dùng để khởi động
bộ đếm thời gian
Tham số T là giá trị ngưỡng so sánh của bộ
đếm
Trang 19Đầu ra Q Đầu ra Q được đặt trạng thái ‘1’
ngay khi đầu vào Trg được đặt trạng thái ‘1’ và trở về trạng thái
‘0’ sau khoảng thời gian T
b Tham số thời gian T
Cách đặt tham số thời gian T được giới thiệu trong hàm ON Delay
c Giản đồ thời gian
d Hoạt động
Khi đầu vào Trg chuyển sang trạng thái 1, đầu ra Q cũng được chuyển
sang trạng thái ‘1’ ngay lập tức, đồng thời bộ đếm thời gian bắt đầu hoạt động
Khi giá trị của bộ đếm đạt giá trị T thì đầu ra Q trở về trạng thái ‘0’ và
bộ đếm được xoá
Nếu đầu vào Trg lại chuyển trạng thái từ ‘0’ sang ‘1’ trước khi bộ đếm
đạt giá trị T thì đầu ra Q vẫn giữ nguyên trạng thái và giá trị của bộ đếm bị xóa
về 0
9 Hàm Sevent-Day Time Switch
a Mô tả
Theo chức năng này thì đầu ra của khối được điều khiển theo đồng hồ
thời gian Theo đó đồng hồ hỗ trợ đếm theo ngày, giờ trong tuần
Tham số No1, No2, No3
Các đầu vào này có thể lập 3 lịch hoạt động khác nhau theo các ngày trong tuần cho đầu
ra Q
Đầu ra Q Đầu ra Q hoạt động theo lịch
trình đã đặt sẵn cho 3 đầu v
ào
Trang 20b Giản đồ thời gian
No1: Có trạng thái tích cực từ 06:30h tới 08:00h hàng ngày
No2: Có trạng thái tích cực từ 03:10h tới 04:15h ngày thứ 3
No3: Có trạng thái tích cực từ 16:30h tới 23:10h ngày thứ 7 và chủ nhật
c Hoạt động
Mỗi hàm này đều có 3 đầu vào là 3 lịch hoạt động khác nhau cho khối
chức năng Mỗi đầu vào có thể xem là 1 đồng hồ thời gian độc lập và được đặt
thời gian trong một cửa sổ riêng biệt Thời gian tích cực và không tích cực của
đầu vào đều được nhập tại cửa sổ này Tại thời điểm tích cực thì đầu ra Q có
trạng thái là ‘1’
Tại thời điểm không tích cực thì đầu ra Q bị đưa về trạng thái ‘0’ Tại
một thời điểm có thể có lịch yêu cầu Q trở về ‘0’, có thể có lịch khác yêu cầu Q
lập trạng thái ‘1’ Khi đó thì lịch No3 có mức ưu tiên cao hơn No2 và No2 có
mức ưu tiên cao hơn No1
d Nhập tham số trong cửa sổ lập trình
Dưới đây là ví dụ lập lịch trong cửa số lập trình:
Khối B01 Lịch 01 Các ngày trong tuần
Chế độ hiển thị tham số
Thời gian đặt trạng thái ’1’
Thời gian đặt trạng thái ‘0’
Các ngày trong tuần
Các kí hiệu sau kí hiệu ‘D=’ có ý nghĩa như sau:
Trang 21Khoảng thời gian đặt
Người lập trình hoàn toàn có khả năng đặt thời gian tích cực hay không
tích cực trong khoảng từ 00:00h tới 23:59h
Cách lập lịch cho khối chức năng
Các bước lập lịch như sau:
1 Di chuyển con trỏ tới một trong 3 lịch (ví dụ lịch No1)
2 Nhấn OK Khi đó LOGO! mở cửa sổ lập lịch Đầu tiên con trỏ xuất
hiện trên các kí tự ngày
3 Sử dụng các phímvàđể chọn một hay nhiều ngày trong tuần
4 Sử dụng phím để di chuyển con trỏ đến vị trí đầu tiên của thời
gian tích cực
5 Chon thời gian tích cực
Dùng các phím và để thay đổi thời gian tích cực Để di chuyển
sang vị trí khác sử dụng phím và
6 Sử dụng phím để di chuyển con trỏ tới vị trí đầu tiên của thời
gian không tich cực
7 Cách đặt thời gian không tích cực giống như bước 5
8 Nhấn OK để chấp nhận
Tương tự như vậy có thể đặt thời gian cho các lịch No2 và No3
10 Hàm Twelve-Month Time Switch
a Mô tả
Đầu No Dùng đầu vào này để đặt thời
gian tích cực cho đầu ra Q
Trang 22Đầu ra Q Đầu ra Q chỉ tích cực trong
khoảng thời gian được lập trình
b Giản đồ thời gian
Tại thời điểm tích cực đầu ra Q được đặt trạng thái ‘1’ và tại thời điểm
không tích cực đầu ra Q được đặt về trạng thái ‘0’ Giá trị đầu tiên là tháng, giá
trị thứ hai là ngày
11 Hàm Up/Down Counter
a Mô tả
Đầu vào R Đầu vào này để xoá bộ đếm sự kiện
và đưa đầu ra về trạng thái ‘0’
Đầu vào Cnt Bộ đếm sự kiện sẽ thay đổi mỗi khi
đầu vào này chuyển từ trạng thái ‘0’