Bài giảng Thiết bi điều khiển điện: Phần 2 - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Tiếp nội dung phần 1 Bài giảng Thiết bi điều khiển điện: Phần 2 cung cấp các nội dung còn lại là Thiết bị điều khiển lập trình LOGO; Thiết bị điều khiển điện khác. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung của bài giảng.

Chương 3 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH LOGO

3.1 Khái quát thiết bị điều khiển lập trình

Sau quá trình thực hiện cơ giới hoá, điện khí hoá các ngành công nghiệp, yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng Kĩ thuật điều khiển trong tự động hoá nói chung và tự động hóa công nghiệp nói riêng có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như thay đổi về phương pháp điều khiển Trong lĩnh vực điều khiển, người ta phân biệt hai phương pháp điều khiển là: phương pháp điều khiển nối cứng và phương pháp điều khiển lập trình được

3.1.1 Phương pháp điều khiển nối cứng (Hard-wired conútrol)

Trong các hệ thống điều khiển nối cứng, người ta còn chia ra: nối cứng có tiếp điểm và nối cứng không tiếp điểm

Điều khiển nối cứng có tiếp điểm dùng các khí cụ điện như rơ-le, conútactor, kết hợp với các bộ cảm biến, các đèn các công tắc …Các khí cụ điện này được nối lại với nhau theo một mạch điện cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định như: mạch điều khiển đổi chiều quay, mạch điều khiển giới hạn dòng khởi động hay mạch điều khiển động cơ chạy tuần tự và dừng tuần tự Điều khiển nối cứng được thực hiện theo các bước sau:

Hình 3.1 Thứ tự thực hiện trong điều khiển nối cứng

XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CÔNG NGHỆ

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN

CHỌN PHẦN TỬ CHO ĐIỀU KHIỂN

LÁP RÁP NỐI MẠCH CHẠY THỬ –KIỂM TRA

Điều khiển nối cứng không tiếp điểm dùng câc cổng logic cơ bản, câc cổng logic đa năng hay câc mạch tích hợp (gọi chung lă IC số ), kết hợp câc bộ cảm biến, câc đỉn, công tắc …Câc IC số năy được nối lại với nhau theo một sơ đồ logic cụ thể thục hiện một yíu cầu công nghệ nhất định Câc mạch điều khiển nối cứng sử dụng câc liính kiện điện tử công suất như SCR, TRIAC, để thay thế câc conútactor trong câc mạch động lực Trong hệ thống điều khiển nối cứng, câc liính kiện hay khí cụ điện được nối cứng với nhau Do đó, khi muốn thay đổi nhiệm vụ điều khiển thì phải nối dđy lại toăn bộ mạch điện Với câc hệ thống phức tạp thì không hiệu quả vă rất tốn kĩm

3.1.2 Phương phâp điều khiển sử dụng thiết bị lập trình

Trong hệ thống điều khiển lập trình, thường phđn chia thănh hai phần: thiết

bị nối cứng vă chương trình điều khiển (phần mềm) Cấu trúc của thiết bị nối cứng vă câch nối dđy độc lập với chương trình

Chương trình định nghĩa hoạt động điều khiển được ghi trực tiếp văo bộ nhớ của bộ điều khiển nhờ sự trợ giấp của bộ lập trình hay một mây vi tính

Để thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần thay đổi nội dung bộ nhớ của chương trình điều khiển, phần nối dđy bín ngoăi không bị ảnh hưởng Đđy lă ưu điểm lớn nhất của phương phâp lập trình điều khiển được

Phương phâp điều khiển sử dụng thiết bị lập trình được thực hiện theo câc bước sau:

XÂC ĐỊNH YÍU CẦU CÔNG NGHỆ

THIẾT KẾ GIẢI THUẬT

SOẠN THẢO CHƯƠNG TRÌNH

NẠP CHƯƠNG TRÌNH VĂO BỘ NHỚ

CHẠY THỬ –KIỂM TRA

I1 Q1

Q1 I2

n

Chương trình điều khiển có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình bậc cao viết theo 3 dạng cơ bản sau:

+) Lập trình sử dụng ngôn ngữ kiểu thang, ký hiệu LAD (ladder)

Phương pháp này biểu diễn chương trình tương tự như sơ đồ tiếp điểm dùng rơ le trong sơ đồ mạch điện công nghiệp

Ví dụ: Một Network lập trình biểu diễn dưới dạng ngôn ngữ LAD phần mềm lập trình Simatic manager của PLÚC:

+) Lập trình điều khiển sử dụng ngôn ngữ là các cổng logic, ký hiệu FBD Phương pháp có cách biểu diễn chương trình sơ đồ không tiếp điểm dùng các cổng logic (thường dùng theo ký hiệu của châu Âu)

Network lập trình biểu diễn dưới dạng ngôn ngữ LAD trên có thể chuyển sang biểu diễn bằng ngôn ngữ FBD Theo phương pháp này, các tiếp điểm ghép nối được thay bằng cổng AND (&), các tiếp điểm song song được thay thế bằng cổng OR (1), các tiếp điểm thường đóng thì có cổng NOT (-1) Phưong pháp này thích hợp đối với những người có kiến thức về điện tử đặc biệt về mặt số

+) Lập trình sử dụng ngôn ngữ kiểu liệt kê dòng lệnh, ký hiệu STL (Statemenut List)

Tương tự với ngôn ngữ bậc thấp (ngôn ngữ máy assembler) ở máy tính, phương pháp lập trình sử dụng ngôn ngữ STL, các câu lệnh là các từ viết tắt gợi nhớ để thực hiện các giải thuật điều khiển Phương pháp này thích hợp đối với những người làm việc trong lĩnh vực tin học

Ví dụ: Hàm And viết tắt là A, hàm OR viết tắt là O, hàm not viết tắt là N Network lập trình trên có thể biểu diễn bằng ngôn ngữ STL như sau:

:AN I0.1 NET WORK1

để dành cho người sử dụng thuộc ba lĩnh vực

+) Ngành Điện công nghiệp, người lập trình điều khiển thường sử dụng ngôn ngữ LAD

+) Ngành Điện tử, người lập trình điều khiển thường sử dụng ngôn ngữ FBD +) Ngành Tin học, người lập trình điều khiển thường sử dụng ngôn ngữ STL

Có loại PLÚC cho phép sử dụng một trong ba dạng ngôn ngữ (STL, LAD

và FBD) (như Simatic S5) để lập trình điều khiển, có loại PLÚC chỉ cho phép sử dụng một trong hai dạng ngôn ngữ (STL, LAD) để lập trình điều khiển như (Simatic S7); có loại PLÚC chỉ được phép sử dụng một dạng ngôn ngữ (hoặc là LAD hoặc là FBD) để lập trình điều khiển như (Logo, Easy), Đây là dạng ngôn ngữ biểu diễn tương đối thông dụng và đơn giản nhất

khiển;

PLÚC Easy cho phép sử dụng một dạng ngôn ngữ FBD để lập trình điều khiển LAD

3.2 Cấu trúc đặc điểm hoạt động của thiết bị LOGO

3.2.1 Cấu trúc của thiết bị LOGO

+) Một giao diện cho lập trình và cáp nối với máy tính

Hình 3.3 Các thành phần cơ bản trong cấu trúc phần cứng của Logo

- Hai đầu vào cấp nguồn

- Có 8 đầu vào trong đó có 6 đầu vào số từ I1…I6 và hai đầu vào tương tự I7, I8

- Có 4 đầu ra được giáao tiếp theo kiểu TZT- rơle và đưa ra ngoài là các tiếp điểm của các rơle thực hiện đóng cắt cấp nguồn cho đối tượng điều khiển

- Một màn hình hiển thị có 4 dòng kí tự, mỗi dòng có 12 kí tự

- Một bộ phím bấm bao gồm 6 phím với: 4 phím dùng để di chuyển trỏ sang trái, sang phải, đi lên, đi xuống và hai phím chức năng là OK để đồng ý thực hiện, ESC để thoát

- Một khe cắm dùng để Download chương trình tư máy tính PC vào Logo

và load chương trình từ Logo với PC

- Một khe cắm mở rộng để nối thêm các đầu vào và các đầu ra Báo mạch điện tử thực hiện điều khiển, quản lí

2) Các version của họ LOGO

Logo có 2 version: loại có và không có màn hình hiển thị

Loại có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra số

Loại không có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra số

Bảng 3.1 Thông số cơ bản của Logo

3) Khả năng mở rộng của LOGO

Để mở rộng khả năng, số lượng và dạng các phần tử vào ra của Logo, cấu trúc phần cứng của Logo có thể kết nối với một số Modules mở rộng các dạng Modules mở rộng Logo có thể kết nối:

Modul số, 4 ngõ vào và 4 ngõ ra

Modul số, 8 ngõ vào và 8 ngõ ra

Modul analog, 2 ngõ vào analog và 2 ngõ ra analog

Modul truyền thông

a) Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o

Khả năng mở rộng: 4 modul digiátal và 3 modul analog:

Hình 3.4 Thứ tự ghép nối các modules mở rộng trong cấu trúc phần cứng

của Logocó 3 modules Analog b) Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco

Khả năng mở rộng: 4 modul digiátal và 4 modul analog:

Hình 3.5 Thứ tự ghép nối các modules mở rộng trong cấu trúc phần cứng

của Logocó 4 modules Analog 4) Cách nhận dạng LOGO

Trước khi sử dụng một LOGO, ta phải biết một số thông tin cơ bản về sản phẩm như cấp điện áp sử dụng, ngõ ra là relay hay transistor… Các thông tin cơ bản đó có thể tìm thấy ngay ở góc dưới bên trái của sản phẩm

• 12: nguồn cung cấp là 12 VDC

• 24: nguồn cung cấp là 24 VDC

• 230: nguồn cung cấp trong khoảng 115…240 VAC/DC

• R: ngõ ra là relay Nếu dòng thông tin không chứa kí tự này nghĩa

là ngõ ra của sản phẩm là transistor

• C: sản phẩm có tích hợp các hàm thời gian thực

• o: sản phẩm không có màn hình hiển thị

• DM: Modul digiátal

• AM: modul analog

• CM: modul truyền thông

5) Cách đấu dây cho các sản phẩm họ LOGO

* Kết nối đầu vào Logo

a) LOGO! 230…

Hình 3.6 Nối nguồn và các phần tử đầu vào với đầu vào số của Logo

Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 ngõ vào Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp

b) LOGO! AM 2

1: Nối đất bảo vệ 2: Vỏ bọc giáp của dây cáp tín hiệu 3: Thanh ray

Hình 3.7 Nối nguồn và cảm biến 2 dây với modul LOGO! AM 2

Dòng đo lường 0…20mA; Áp đo lường 0…10V

Kết nối cảm biến 2 dây với modul LOGO! AM 2

Ta làm theo các bước sau:

• Kết nối ngõ ra của sensor vào cổng U (0…10V) hoặc ngõ I(0…20mA) của modul AM2

• Kết nối đầu dương của sensor vào 24 V (L+)

• Kết nối dây ground của sensor (M) vào đầu M1 hoặc M2 của modul AM2

c) LOGO! AM 2 PT100

Kỹ thuật 2 dây Kỹ thuật 3 dây

Hình 3.8 Nối nhiệt điện trở PT100 vào modul AM 2 PT 100

Khi đấu nối nhiệt điện trở PT100 vào modul AM 2 PT 100, ta có thể sử dụng kĩ thuật 2 dây hoặc 3 dây

Đối với kỹ thuật đấu 2 day, ta nối tắt 2 đầu M1+ và IC1 ( hoặc M2+ và IC2) Khi dùng kỹ thuật này thì ta sẽ tiết kiệm được 1 dây nối nhưng sai số do điện trở của dây gây ra sẽ không được bù trừ Trung bình điện trở 1 dây dẫn sẽ tương ứng với sai số 2.50C

Với kỹ thuật đấu 3 dây, ta cần thêm 1 dây nối từ cảm biến PT100 về ngõ IC1 của modul AM 2 PT 100 với cách đấu nối này thì sai số do điện trở dây dẫn gây ra sẽ bị triệt tiêu

Chú ý:

Để tránh tình trạng giá trị đọc về bị dao động, ta nên thực hiện theo các qui tắc sau:

• Chỉ sử dụng dây dẫn có bọc giáp

• Chiều dài dây không vượt quá 10m

• Kẹp giữ dây trên một mặt phẳng

• Nối vỏ bọc giáp của dây dẫn vào ngõ PE của modul

• Trong trường hợp modul không được nối đất bảo vệ, ta có thể nối

* Kết nối đầu ra

a) Đối với ngõ ra dạng relay

Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào đầu ra Ví dụ: đèn, motor, conútactor, relay…

Tải thuần trở: tối đa 10A Tải cảm: tối đa 3A, sơ đồ kết nối như sau:

Hình 3.9 Nối đầu ra của Logo dạng relay với tải c) Đối với ngõ ra dạng transistor

Tải kết nối vào ngõ ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dòng điện không vượt quá 0.3 A Sơ đồ kết nối như sau:

Hình 3.10 Nối đầu ra của Logo dạng transistor với tải

d) Kết nối với modul analog output LOGO! AM 2 AQ

1) Điều kiện – Trạng thái hoạt động của của Logo

a) Điều kiện để Logo có thể hoạt động

+) Có chương trình lưu trữ trong Logo

+) Có chương trình trong memory card v được gắn vào Logo

Có bốn nguyên tắc khi khởi động Logo:

- Nếu không có chương trình trong Logo hay memory card thì Logo hiển thị thông báo: No Program

- Nếu có chương trình trong memory card nó sẽ tự động chép vào Logo Nếu trong Logo đã có chương trình thì nó sẽ chép đè lên chương trình cũ

- Nếu có chương trình trong Logo hay memory card thì Logo nhận trạng thái trước khi tắt nguồn

- Thời gian và giá trị đếm bị xóa khi tắt nguồn Chương trình được lưu trữ an toàn khi nguồn lại bị mất

b) Các trạng thái hoạt động của logo

Logo ở trạng thái “STOP” khi “No Program” hay khi bật sang trạng thái lập trình Khi ở STOP” thì:

+) Các đầu vào không được đọc

+) Chương trình không được thực hiện

+) Công tắc của rơ-le của đầu ra luôn hở

Logo ở trạng thái “RUN” khi đã chọn START trong menu chính hay chọn

“Parameterization mode “ khi ở trạng thái RUN thì:

+) Đọc các trạng thái đầu vào

+) Tính toán các trạng thái đầu ra theo chương trình

+) Công tắc của rơ-le của đầu ra ON hoặc OFF

2) Các thao tác trên Logo

a) Các phím bấm trên Logo

+) OK phím chọn chương trình đã có trong logo

+) ESC: phím thoát ra

Hình 3.12 Các phím bấm trên Logo

+) Các phím bấm mũi tên: lên xuống, phải, trái để chọn đầu vào, đầu

ra, chức năng, các thông số hay để kiểm tra chương trình đang có trong logo

- PC/ Card chọn để giáao tiếp với máy tính hay card;

- Start chọn để cho chạy chương trình đang có

>Program …

PC/ Card…

Start

> Edit Prg Clear Prg Set Clock

> PC  LOGO LOGO  Card Card  LOGO

OK

ESC

OK

ESC

+) Menu lập trình có 3 mục

- Edit prg chọn đẻ bắt đầu vào lập trình;

- Clear prg chọn để xóa chương trình đang có;

- Set Clock chọn để chỉnh lại ngày, giáờ đồng hồ trong logo

+) Menu PC/card có 3 mục

- PC Logo: Logo giáao tiếp với máy tính;

- Logo Card: chép chương trình từ logo ra Card;

- Card logo: chép chương trình từ Card ra Logo

+) Menu chỉnh đồng hồ và thông báo có 2 mục

- Chỉnh đồng hồ (SET CLOCK ): chọn để chỉnh lại giáờ, ngày cho đồng

hồ trong Logo

Nếu màn hình hiển thị “No program” Ấn  v OK vào menu chính

chọn Program – Ok chọn Set Clock –Ok: Màn hình hiển thị hình 3.14

Chọn các ngày DAY: SU-MO-TU-WE-TH-FR-SA bằng phím hay  -

OK

 Ấn phím  chọn giáờ: Time : 00.00 bằng các phím  hay - OK

Nếu Logo đang có chương trình thì ấn ESC – OK vào Menu chỉnh thông số Chọn Set Clock –Ok

Vào chương trình Set clock chọn ngày và giờ giáống như phần trên

Sau khi chỉnh ngày giờ xong, ấn Ok thì màn hình sẽ hiển thị như hình dưới đây:

Hình 3.14 Chọn các menu trên màn hiển thị

- Đặt thời gian thực: Thời gian thực rất cần thiết cho Logo khi muốn thực hiện các chương trình liên quan đến thời gian thực trong ngày

Set Clock Day : Sa Time : 09:00

I :1 2 3 4 5 6

Mo 09:03

Q : 1 2 3 4 RUN

Đặt thời gian khi chưa chạy chương trình: Từ màn hình ban đầu chọn CLOCK  OK SET CLOCK dùng  để chuyển con trỏ đến vị trí cần sửa đổi và dùng   để thay đổi các giá trị

SU 00:00 đặt ngày SU (Sunday) 00:00 là giờ phút trong ngày

YYYY - MM – DD: Đặt năm – tháng ngày

Đặt thời gian khi chương trình đang chạy: Từ màn hình đang chạy ấn ESC chọn SET CLOCK sau đó thao tác tương tự

c) Xóa chương trình (Clear Program )

Để xóa chương trinh đang có trong Logo ấn + OK vào Menu chính chọn Program – OK  chọn Clear Prg – OK  chọn NO hay YES (chọn NO

là không xóa, chọn YES là xóa hết chương trình cũ), xong OK để thực hiện lệnh

d) Đặt tên chương trình

Việc đặt tên chương trình hồn tồn không ảnh hưởng đến chương trình muốn lập Đặt tên không nhất thiết phải trước hay sau khi lập trình Thực hiện như sau : Từ màn hình chính chọn PROGRAM  OK  EDIT  OK

EDIT NAME  OK sau đó dùng các phím ,  để đặt tên

3) Vào ra môi trường lập trình và lập trình

Bật công tắc cấp nguồn màn hình sẽ sáng lên Từ màn hình ban đầu chọn

PROGRAM  OK  EDIT PRG  OK sẽ vào được khu vực lập trình (đầu

ra Q1 xuất hiện)  OK con trỏ nhảy về Co (Biến đầu vào) đến đây:

+) Nếu ấn OK sẽ cho phép dùng phím ta sẽ chọn được tín hiệu đầu vào

là :I ,Q, M ,C ,S ,X…sau đó dùng phím  sẽ cho phép chọn các chỉ số của I, Q ,M…( nhớ là đầu vào I có thẻ chọn I1 đến I24 ) sau khi chọn xong ấn OK để chấp nhận giá trị vừa đặt

+) Nếu ấn ngay các phím   cho phép chọn đầu vào từ các hàm logic GF, các chức năng đặc biệt SF…OK tiếp dùng các phím  để chọn các loại cổng logic trong GF hay các TIMER, COUNTER trong SF sau đó ấn OK Khi

đó màn hình cho ta lựa chọn đặt các thông số hay các tín hiệu đầu vào của khối hàm này

Ví dụ: Nếu khối hàm đầu vào của Q1 là cổng AND của I1, I2 ta thao tác

như sau: Từ Q1 ấn OK được Co ta chuyển sang GF nhờ các phím    OK

   ANDOK con trỏ sẽ nhấp nháy tại In1  OK  xuất hiện Co Tại đây thao tác giống như 2 phần trên Sau đó ấn OK để xác nhận giá trị và con trỏ

tự động nhảy tiếp đến các đầu vào liên tiếp ở phía dưới Tại đây ta làm tương tự như đầu vào In1

Trong Logo 24RC cổng AND có 4 đầu vào nghĩa là có 2 cổng không dùng đến thì để trống

+) Chạy thử chương trình : Sau khi đã lập trình xong an ESC liên tiếp cho tới khi xuất hiện màn hình khởi động ban đầu thì chọn START  OK

+) Để dừng chương trình ấn ESC STOP YES OK màn hình về ban đầu

4) Chạy chương trình (START)

Sau khi lập trình xong, ấn OK màn hình sẽ hiện lại đầu ra cuối cùng được lập trình Ấn ESC hai lần để thoát ra Menu chính, chọn Start – OK thì màn hình

sẽ hiện ra các trạng thái đầu vào, đầu ra, cả ngày giờ giữa màn hình, góc dưới bên phải hiện “RUN” (trạng thái hoạt động )

5) Các nguyên tắc khi làm việc trên Logo

+) Nguyên tắc 1

- Vào phương thức lập trình bằng cách bấm 3 phím +OK đồng thời

- Vào phương thức chỉnh giờ và thông số bằng cách bấm 2 phím ESC và

- Dùng các phím mũi tên để di chuyển con trỏ trong mạch

- Bấm OK để chọn đầu nối hay khối

- Bấm ESC để thoát khỏi đầu vào mạch

Khi con trỏ có dạng một khối đậm ta có thể chọn đầu nối hay khối

- Dùng các phím mũi tên để chọn đầu nối hay khối

+) Mô tả hoạt động của đầu vào số I

- Đầu vào ở mức “0” khi I hở

- Đầu vào ở mức “1” khi I kín

b) Đầu vào tương tự AI

Các đầu vào tương tự có thể l các tín hiệu cảm biến đưa về hay tín hiệu của đối tượng…với AI từ AI1…AI8

+) Mô tả hoạt động của đầu ra số Q

Đầu ra Q sẽ nhận mức “1” khi đầu vào của nó lên mức “1” và xuống mức

“0” khi đầu vào của nó xuống mức “0” và thực hiện đóng cấp nguồn cho đầu ra thông qua giao tiếp

d) Đầu ra tương tự AQ

+) Kí hiệu

+) Mô tả hoạt động của đầu ra tương tự AQ:

Đầu ra này sẽ hiển thị cho ta biết giá trị của đầu vào của đối tượng điều khiển, cảm biến …

e) Biến trung gian

Biến trung gian có tn l M phục vụ chức năng trung gian kết nối giữa các

đầu vào với các cổng logic ,timer, counter, FF-RS:

+) Kí hiệu

+) Mô tả hoạt động của biến trung gian số M:

Đầu ra của nó sẽ nhận mức “1” để truyền đi thực hiện điều khiển cho các timer, counter, FF-RS số khi đầu vào của nó lên mức “1” và ngược lại

f) Biến trung gian tương tự

+) Kí hiệu

+) Mô tả hoạt động của biến trung gian tương tự AM :

Biến trung gian tương tự thực hiện truyền tín hiệu tương tự cho đầu ra tương tự, timer tương tự

g) Các phím bấm thay chức năng nút ấn C

Với các C l C, C,C,C

+) Kí hiệu:

+) Mô tả hoạt động của phím bấm C:

Có chức năng như một nút ấn sẽ nhận mức “1” khi kín và nhận mức “0” khi hở

b) Hàm OR (Hoặc)

Hàm OR có đầu ra ở trạng thái “1” khi chỉ cần một đầu vào ở trạng thái

“1”

Hàm OR có sơ đồ mạch, kí hiệu và bảng sự thật như sau: ( Bảng sự thật chỉ

xét hai đầu vào)

c) Hàm NOT ( Đảo )

Hàm NOT có đầu ra đảo lại trạng thái của đầu vào

Hàm NOT có sơ đồ mạch, kí hiệu và bảng sự thật như sau:

d) Hàm NAND ( V - Đảo )

Hàm NAND l mạch có các tiếp điểm thường đóng nối tiếp nhau như sơ đồ

mạch sau (Bảng sự thật chỉ xét hai đầu vào):

e) Hàm NOR ( Hoặc – Đảo )

Hàm NOR l mạch có các tiếp điểm thường đóng nối tiếp nhau như sơ đồ mạch sau (Bảng sự thật chỉ xét hai đầu vào):

f) Hàm XOR (Hoặc loại trừ )

Hàm XOR có ng ra ở trạng thái “1” khi chỉ có 1 ng vào ở trạng thái “1” Hàm XOR l mạch điện có 2 tiếp điểm nối ngược nhau ghép nối tiếp như trong hình dưới đây (Bảng sự thật chỉ xét hai đầu vào):

3) Các chức năng đặc biệt SF (Special Functions )

- Trg (Trigger ): Đầu vào số của timer nó nhận các giá trị đầu ra số của

Co, GF v SF

- Q : là đầu ra của timer, nó thể hiện trạng thái của timer và đầu ra này

là đầu ra số

- BO xx : là thứ tự của timer trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ

tự của cả timer và cổng logic mang giá trị nhỏ khi được khai báo trước, mang giá trị lớn khi được khai báo sau

- T : là thời gian đặt cho timer

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer:

+) Mạch điện ví dụ :

+ Mô tả hoạt động của Timer on delay:

- Nếu đầu vào Trg lên “1” thì sau 1 thời gian chỉnh định đầu ra lên “1”

- Nếu đang trong khoảng tính thời gian hay hết thời gian chỉnh định mà đầu vào xuống mức “0” thì đầu ra xuống mức “0”

- Nếu muốn thay đổi thời gian ta nháy đúp vào biểu tượng của Timer rồi thay đổi với 4 mức: giờ, phút, giây, mini giây

b) TIMER OFF DELAY

+) Kí hiệu:

+) Giới thiệu các đầu vào, ra, các tham số của timer

Q Trg

- Trg (Trigger): Đầu vào số của timer nó nhận các giá trị đầu ra số của

- T: Thời gian đặt cho timer có 3 cấp: seconds, minutes, hours

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer:

Ta R

Trg Par Q

+) Giới thiệu các đầu vào, ra, các tham số của timer

- Trg (Trigger ): Đầu vào số của timer nó nhận các giá trị đầu ra số của

Co, GF và SF

- Q : là đầu ra của timer, nó thể hiện trạng thái của timer và đầu ra này là đầu ra số

- BO xx : là thứ tự của timer trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ

tự của cả timer và cổng logic mang giá trị nhỏ khi được khai báo trước, mang giá trị lớn khi được khai báo sau

- Par :Thời gian đặt cho timer

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer:

+) Mạch điện ví dụ :

+) Mô tả hoạt động của ON/OF DELAY

- Nếu đầu vào Trg thay đổi từ mức “0” lên mức “1” thì sau một thời gian

ta đặt trước cho ON DELAY thì đầu ra lên mức “1”

- Nếu trong khoảng thời gian đang chạy tính cho ON DELAY mà đầu vào Trg thay đổi từ “1” xuống “0” thì thời gian đang chạy quay về bằng “0” (tính lại thời gian )

Q Trg

- Sau khi đã chạy hết thời gian đặt cho ON DELAY đầu ra đã lên mức

“1” nếu mà đầu vàoTrg thay đổi từ “1” xuống “0” thì sau thời gian đặt cho OFF DELAY đầu ra lại xuống mức “0”

- Nếu đang trong khoảng thời gian tính cho OFF DELAY mà ta thay đổi đầu vào từ “0” lên ”1” thì thời gian của OFF DELAY ngay lập tức bằng “0” và đặt lại thời gian cho ON DELAY thực hiện chạy lại từ đầu

d) Timer RETENTIVE ON DELAY

+) Ký hiệu:

+) Giới thiệu các đầu vào, ra, các tham số của timer:

- Trg (trigger): đầu vào số của timer nó nhận các giá trị đầu ra số của Co,

- Box : là thứ tự của timer trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ

tự của cả timer và cổng logic mang giá trị x < (nhỏ) khi được khai báo trước, mang giá trị > (lớn) khi được khai báo sau

- T: Thời gian đặt cho timer:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer:

Trg

R

Ta Q

Trg

+) Mạch điện ví dụ :

+) Mô tả hoạt động của RETENTIVE ON DELAY

- Nếu đầu vào Trg thay đổi từ mức “0” lên mức “1” thì sau một thời gian

ta đặt đầu ra lên mức “1”

- Nếu trong khoảng thời gian đang tính mà đầu vào trg thay đổi từ “1” xuống “0” rồi từ “0” lên “1” thì đầu thời gian vẫn được tính không có sự thay đổi gì xảy ra

- Khi đầu R thay đổi từ mức “0” lên mức “1” thì đầu ra và thời gian đang chạy hay đã chạy xong của timer đều bằng “0”

- Khi đầu vào R thay đổi từ “1” xuống “0” thì:

+) Nếu đầu vào Trg đã ở mức “0” thì timer không chạy nữa, đầu ra vẫn bằng “0”

+ Nếu đầu vào Trg vẫn giữ nguyên mức “1” thì timer lại tiếp tục hoạt động sau một thời gian đầu ra lại lên mức “1”

e) Asynchronous pulse generator

+) Ký hiệu:

+) Giới thiệu các đầu vào ra, các tham số của timer:

- En (Enble): input En đầu vào số cho phép timer làm việc nó nhận các giá trị đầu vào số của Co, GF và SF

- Inv: Input Inv đầu vào này sẽ làm thay đổi trạng thái đầu ra khi nó thay đổi trạng thái từ mức “0” lên mức “1” với En ở trạng thái cho phép (mức “ 1”)

En Inv

- Q : là đầu ra của timer nó thể hiện trạng thái của timer và đầu ra này là đầu ra số

- B0X : là thứ tự của timer trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ tự của cả timer và cổng logic mang giá trị x < (nhỏ) khi được khai báo trước, mang giá trị > (lớn) khi được khai báo sau

-T: là thời gian đặt cho timer bao gồm thời gian sáng và thời gian tắt, thời gian sáng và thời gian tắt có thể đặt khác nhau:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer:

+) Mạch điện VD:

+) Mô tả hoạt động của timer Asynchronous pulse generator:

- Khi đầu vào Trg thay đổi từ mức “0” lên mức “1” thì sau thời gian mà

ta chọn cho Interpulse width đầu ra lên ngay mức “1” và sau một thời gian ta đặt cho pulse width thì đầu ra lại xuống mức “0” cứ liên tục

- Nếu trong khoảng thời gian đang chạy của timer mà đầu En xuống mức

“0” thì đầu ra xuống ngay mức “0” và thời gian được đặt lại

- Nếu trong khoảng thời gian đang tính mà đầu vào Inv lên mức “1” thì: +) Nếu đầu ra ở mức “0” thì nó lên ngay mức “1”

+) Nếu đầu ra ở mức “1” thì nó xuống ngay mức “0”

Khi đầu vào Inv từ mức “1” xuống mức “0” thì đầu ra trở lại trạng thái của

En

QInv

TH TL TH TL TH TH TL

g) Weekly timer

+) Ký hiệu:

+) Giới thiệu các đầu vào, ra, các tham số của timer:

+) No1, No2, No3: Mỗi một Nox bao gồm thời gian mở và tắt cho đầu ra

mà ta đặt cho nó tác động vào các phút, giờ của thứ trong tuần:

- Q : là đầu ra của timer nó thể hiện trạng thái của timer và đầu ra này là đầu ra số

- BOX: là thứ tự của timer trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ tự của timer và cổng logic mang giá trị x < ( nhỏ) khi được khai báo trước, mang giá trị > ( lớn) khi khai báo sau

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của timer Weekly timer:

+) Mạch điện VD:

+) Mô tả hoạt động của timer Weekly timer:

- Khi ta đặt thời gian cho các timer ở các khoảng khác nhau thì nếu đầu vào Nox nào có thời gian ON sớm thì nó sẽ tác động cho đầu ra lên mức “1” và sau thời gian OFF nó sẽ xuống mức “0” và cứ tiếp tục với các Nox khác

No1

QNo2

- Nếu các đầu Nox có ON đặt thời gian theo bậc thang tăng dần còn OFF đặt thời gian giảm dần thì đầu ra sẽ lên mức “1” ở đầu Nox nào có ON sớm nhất,

và sẽ xuống mức “0” ở đầu Nox có OFF sớm nhất

h) Up/Down Couter

+) Ký hiệu:

+) Giới thiệu các đầu vào, ra, các tham số của Up/Down Counter :

- R(Reset): Khi đầu vào này lên mức “1” thì giá trị đang đếm của counter

và đầu ra sẽ bị xóa về mức “0”

- Cnt: (counter: đếm): Khi gặp sườn lên (hay đầu vào này thay đổi từ “0” lên “1”) thì counter thực hiện đếm, khi gặp sườn xuống (hay đầu vào này thay đổi từ “1” xuống “0”) thì counter không thực hiện đếm, tần số đếm của counter tối đa l 2 kHz

- Dir: (direction: hướng đếm) khi Dir có giá trị “0” thì counter có chức năng đếm lên, còn nếu Dir có giá trị “1” thì counter thực hiện chức năng đếm

xuống số đếm counter từ (000000….999999)

- Par : (prameter : thông số đếm) chọn đếm thời gian cho bộ đếm Khi số đếm lên của counter  số chọn cho on/off thuộc Par của counter thì đầu ra của counter lên mức “1”/xuống mức “0” Khi số đếm xuống của counter  số chọn cho off/on thuộc Par của counter thì đầu ra của counter lên mức “1” xuống mức

“0”

- Q : là đầu ra của counter nó thể hiện trạng thái của counter và đầu ra này

là đầu ra số

- B0X : là thứ tự của counter trong mạch điện, nó được sắp xếp theo thứ

tự của cả counter và cổng logic mang giá trị x < (nhỏ) khi được khai báo trước, mang giá trị > (lớn) khi được khai báo sau

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của counter:

+) Mạch điện ví dụ :

+) Mô tả hoạt động của counter :

- Nếu đầu vào Dir ở mức “0” thì khi đầu vào Cnt có xung vào counter sẽ tác động thực hiện đếm lên Bao giờ số đếm của counter  số chọn cho On thuộc Par của counter thì đầu ra của counter lên mức “1” và nếu tiếp tục có xung vào Cnt thì counter tiếp tục đếm khi nào giá trị của counter  số chọn cho Off thuộc Par của counter thì đầu ra của counter xuống mức “0”

- Nếu đầu vào Dir ở mức “1” thì khi đầu vào Cnt có xung vào counter sẽ tác động thực hiện đếm xuống Bao giờ số đếm của counter  số chọn cho Off thuộc Par của counter thì đầu ra của counter lên mức “1” và nếu tiếp tục có xung vào Cnt thì counter tiếp tục đếm khi nào giá trị của counter  số chọn cho On thuộc Par của counter thì đầu ra của counter xuống mức “0”

R

Cnt Dir

On =Off =5

0

Q

- Trong quá trình đang đếm, nếu đầu ra của counter đang ở mức “1” mà nhận R (Reset ) thay đổi từ mức “0” lên mức “1” thì counter ngừng hoạt động,

số đếm của counter quay về 000000 và đầu ra xuống mức “0”

4) Các chức năng đặc biệt mới trong Logo

PLC Logo sau khi được sản xuất, áp dụng trong thực tế công nghiệp đã đạt hiệu quả sản xuất lớn nhờ các tính năng ưu việt của nó Tại Việt Nam, nhiều cơ

sở sản xuất, xí nghiệp lớn nhỏ, trường học, công sở… đã sử dụng thành công Logo với nhiều ứng dụng như:

- Điều khiển chiếu sáng các loại;

- Điều khiển bơm cấp thoát nước, bơm nước nhà kính;

- Điều khiển động cơ, băng tải;

- Điều khiển tự động đóng mở cửa, bãi xe;

- Điều khiển máy nén khí, máy lạnh công nghiệp;

- Điều khiển máy nâng hàng;

- Điều khiển báo giờ, chuông reo tự động

Các loại PLC Logo đời mới lại được tích hợp thêm nhiều tính năng mới tiện lợi và phong phú hơn rất nhiều so với trước Các chức năng đặc biệt mới trong Logo bao gồm:

- Rơle thời gian On-Off Delay;

- Rơle thời gian On-Off Delay ngẫu nhiên;

- Rơle thời gian Off -Delay có tín hiệu báo;

- Mạch tạo xung đơn ổn dùng mức cao ở đầu vào;

- Mạch tạo xung đơn ổn dùng cạnh lên của xung ở đầu vào;

- Mạch tạo xung vuông không đồng bộ;

- Rơle xung kích theo độ rộng xung;

- Công tắc thời gian theo ngày tháng;

- Bộ đếm giờ vận hành máy;

- Bộ điều khiển theo tần số xung;

En

Par

Q

a) Rơle thời gian On-Off Delay ngẫu nhiên

Chức năng này nằm trong menu SF

b) Rơle thời gian Off-delay có tín hiệu báo

Ký hiệu và giản đồ thời gian của Rơle Off-delay có tín hiệu báo, tương tự như Rơle Off-delay nhưng không có đầu vào reset

+) Ký hiệu:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của rơle

Khi đầu vào Trg = ‘1’ thì đầu ra Q lên ‘1’.Khi đầu vào Trg xuống ‘0’ thì đầu ra Q sau thời gian trễ sẽ xuống “0”, nhưng trước khi hết thời gian trễ T thì

Trg

T

Q

Trg Q

T

Xung m

đầu ra sẽ có một xung âm xuống, trong một thời gian ngắn rồi lên cao lại và sau khi đúng thời gian trễ T, đầu ra Q mới xuống “0” ổn định Thời gian xung âm tỉ

lệ theo thời gian T

Xung âm ở đầu ra trước khi kết thúc thời gian trễ có tác dụng như tín hiệu báo hay dùng để thực hiện một lệnh điều khiển thực hiện trước

c) Mạch tạo xung đơn ổn dùng mức cao ở đầu vào

T : (Time) để chọn độ rộng của xung đơn ổn

Chức năng này thường được dùng trong các dây chuyền sản xuất, chế biến lương thực, thực phẩm, rượu bia, nước ngọt…

d) Mạch tạo xung đơn ổn dùng cạnh lên của xung đầu vào

Mạch tạo xung đơn ổn dùng mức cao chỉ cho ra xung khi đầu vào Trg còn

ở mức cao ‘1’ Nếu đầu vào Trg xuống mức ‘0’ thì tức thời chấm dứt xung ra Đối với mạch tạo xung đơn ổn dùng cạnh lên của xung kích đầu vào, chỉ cần xung kích có thời gian rất ngắn đặt vào đầu Trg, sau đó đầu vào xuống mức

0, đầu ra vẫn cho ra xung chuẩn đơn ổn đúng thời gian T định trước

Trg

Trg

T Q

T

+) Ký hiệu:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động :

e) Mạch tạo xung vuông không đồng bộ (Asynchronous Pulse)

Mạch tạo xung vuông không đồng bộ cho phép tạo ra các xung vuông không đối xứng với thời gian đầu ra Q ở mức cao TH và thời gian đầu ra Q ở mức thấp TL khác nhau

+) Ký hiệu:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động :

+) Giới thiệu các đầu vào, ra:

- En (Enable :cho phép ) : khi đầu vào En = “1” thì mạch tạo xung vuông

ở đầu ra, En = “0” thì đầu ra hết xung vuông, Q = “1”

- Inv (Inverse: đảo ngược ) : khi Inv = “0” xung ra có mức cao với thời gian TH, mức thấp với thời gian TL Khi Inv = “1” xung ra bị đảo ngược với thời gian mức cao là TL, thời gian mức thấp là TH

- Par (Parameter) : để chọn thời gian TH và TL Đơn vị thời gian có thể chọn giờ, phút, giây Cả hai thông số TH và TL thường có cùng đơn vị thời gian

EnInvQ

g) Rơle xung điều khiển theo độ rộng xung ở đầu vào

Rơle này còn gọi là rơle có hai chức năng: chức năng tạo xung chuẩn kiểu đơn ổn và chức năng rơle xung loại thông thường

+) Ký hiệu:

+) Giản đồ thời gian mô tả hoạt động :

Nếu đầu vào Trg nhận xung kích có thời gian ngắn hơn TL thì đầu ra Q chỉ

có mức “1” ứng với độ rộng xung là TH Đây là chức năng tạo xung chuẩn kiểu đơn ổn

Nếu đầu vào Trg nhận xung kích có thời gian dài hơn TL thì đầu ra Q sẽ luôn giữ trạng thái “1” Đây là chức năng tạo xung thông thường

Khi đầu ra Q ở mức “1”, nếu đầu vào Trg lại nhận xung kích lên mức “1” thì đầu ra Q xuống mức không tức thời

h) Công tắc thời gian theo ngày tháng

(Twelve-month time switch = công tắc thời gian 12 tháng)

Khi chọn chức năng này, đưa con trỏ đến vị trí NO, ấn OK thì sẽ có màn hình hiển thị cho phép cài đặt các thông số;

Chọn ngày tháng: MM : DD

Hai số đầu tiên bên trái để chọn tháng (từ 01 đến 12)

Hai số sau dấu chấm để chọn ngày (từ 01 đến 31)

Hình 3.15 Ký hiệu và thiết lập thời gian theo ngày tháng trong năm

Trong các PLC Logo có đồng hồ (có chữ C trong model) như 24RCL-230RCL…, khi bị mất điện, đồng hồ bên trong LOGO vẫn chạy nhờ nguồn dự trữ Thời gian dùng nguồn dự trữ phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

24RC-230RC-Ở nhiệt độ o

25 C thì nguồn dự trữ dùng được 80 ngày

i) Bộ đếm giờ vận hành máy (Operating Hours Counter)

Trong công nghiệp, một số thiết bị công nghệ hay phụ trợ cần có bộ đếm giờ vận hành để ấn định số lượng sản phẩm, đánh giá các thông số các chỉ tiêu

kỹ thuật trong sản xuất…

Thí dụ: máy nén khí có đồng hồ đếm số giờ chạy có tải và số giờ chạy không tải, để xác định mức độ tiêu thụ khí nén trong sản xuất trong từng khoảng thời gian…

Trạm bơm nước thải, hay bơm nước cấp, có đồng hồ đếm số giờ động cơ bơm hoạt động để xác định lượng nước sử dụng

MM DD

Tháng : ngàyTháng : ngày ONTháng : ngày OFF

- :không cho hiên thi +: cho hiên thi

Hình 3.16 Ký hiệu và giản đồ thời gian bộ đếm giờ vận hành của hệ thống

- R: (reset) ng R=0 mạch sẽ đếm thời gian vận hành (nếu Ral=0)

Đầu R=1 sẽ reset đầu ra Q về 0

- En (reset all): đầu reset tất cả về ‘0’(Q=’0’v OT=’0’)

Ral =’0’: mạch thực hiện đếm thời gian vận hành (nếu đầu R=’0’)

Ral =’1’: mạch không thực hiện đếm thời gian và sẽ reset đầu ra Q về

‘0’ và thời gian vận hành đã đếm được OT về ’0’

(OT : Operating Time: thời gian vận hành đã được đếm

- Par (Parameter): chọn giới hạn thời gian vận hành MI

REn

Suy ra, thời gian vận hành còn lại là:

MN=MI-OT=5-2=3 giờ Khi OT càng tăng thì MN càng giảm

i) Bộ điều khiển đếm tần số xung kích (Trigger)

Trong lĩnh vực điều khiển tự động công nghiệp, nhiều tín hiệu được mã hóa bằng cách thay đổi tần số xung kích để phân biệt loại tín hiệu điều khiển

Thí dụ: Ánh sáng hồng ngoại trong các bộ thu phát quang điện được mã hóa bằng các xung vuông có tần số khác nhau Bộ cảm biến tia hồng ngoại sẽ có mạch giải mã để nhận dạng tín hiệu điều khiển nhờ mạch đếm tần số xung kích

Hình 3.17 Ký hiệu và giản đồ thời gian mạch đếm tần số xung kích

- FRE: (Frequency) nhận xung kích ở đầu vào để đếm:

Đầu vào I11 và I22 cho bộ đếm tốc độ cao (tối đa 1 KHz)

Những đầu còn lại cho các bộ đếm tốc độ thấp

- PAR : (parameter) chọn các thông số ngưỡng cao, ngưỡng thấp và chọn khoảng thời gian đếm:

SW(Switch-on Threshold): chọn tần số ngưỡng cao (từ 0000 đến 9999)

SW(Switch-off Threshold): chọn tần số ngưỡng thấp( từ 0000 đến 9999) G_T : chọn thời gian đo xung vào (00,05 giây đến 99,95 giây )

+ : giá trị các thông số có thể thay đổi trong khi vận hành

- : giá trị các thông số không thể thay đổi trong khi vận hành mà chỉ có

thể thay đổi khi lập trình

Bộ đếm tần số xung kích đo tín hiệu xung vào đầu FRE Các xung được đo

trong khoảng thời gian G-T nếu các giá trị đo này lớn hơn giá trị ngưỡng trên

SW và giá trị ngưỡng dưới SW thì đầu ra Q lên mức “1”

Đầu ra Q sẽ về mức “0” khi tần số xung vào FRE có giá trị nhỏ hơn giá trị ngưỡng dưới SW ,

Thí dụ : chọn SW=6 Hz, SW=3Hz trong thời gian đo là G-T=1s

Nếu : FRE =4Hz Q= “0”

FRE=8Hz Q= “1”

Sau đó, FRE giảm xuống =4Hz thì Q = “1”

Nếu : FRE =2Hz(<3Hz) thì Q = “0”

k) Đầu ra ảo –Rơle trung gian

Trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm, người ta dùng rơle trung gian để đóng ngắt các tiếp điểm, điều khiển các cuộn dây của contactor hay các đèn tín hiệu, chứ không dùng để đóng ngắt các tải công suất

Trong các loại PLC Logo đời mới được tích hợp thàm một số đầu ra ảo, chức năng như rơle trung gian trong điều khiển có tiếp điểm Các đầu ra ảo được