Giáo trình Kỹ thuật lập trình PLC

trị BCD) 
5 Giây (0-59) Dữ liệu giây (giá trị BCD) 
6 00 Đưa dữ liệu về 00 
7 Ngày trong tuần (1-
7) 
Dữ liệu ngày trong tuần, mặc định Chủ 
nhật = 1 (giá trị BCD) 
Dữ liệu đầu tiên cần đọc thường là dữ liệu của năm ( trong vùng nhớ MB0). 
Các dữ liệu trên chương trình đều hiểu là số Hex, vì thế khi sử dụng vào 
phép toán so sánh ta phải quy đổi ra số thập phân. 
BÀI TẬP SỐ 1. 
Đề bài: Viết chương trình điều khiển đèn tương ứng với địa chỉ Q0.0 sáng 
vào thời gian thực từ 5h-8h ngày 6/5/2012. 
* Các bước thực hiện: 
- Viết chương trình so sánh dữ liệu thời gian: 
- Bước 2: Đặt thời gian thực cho CPU 
 BÀI 4: LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC. 
1. Giới thiệu. 
Hiện nay, việc ứng dụng các thiết bị có khả năng lập trình được vào hệ thống 
điều khiển đang phát triển mạnh và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực 
sản xuất công nghiệp để thay thế cho những hệ thống điều khiển truyền thống. 
Công việc thiết kế và thi công các hệ thống điều khiển dùng PLC cũng trở lên dễ 
dàng và ít nhầm lẫn, có thể nhanh chóng sửa đổi. Tuy nhiên, khi thiết kế và lắp đặt 
hệ thống tự động hóa trong công nghiệp, cần phải căn cứ vào mục đích, chức năng, 
điều kiện và môi trường làm việc của hệ thống để đưa ra quy trình thực hiện hợp lý 
đáp ứng yêu cầu. Tùy theo điều kiện cụ thể để xác định quy trình này. Có thể đưa 
ra một cách tổng quan về quy trình thiết kế và lắp đặt hệ thống tự động hóa trong 
công nghiệp như sau: 
Bước 1: Tìm hiểu và phân tích yêu cầu công nghệ. Thiết kế và vẽ sơ đồ lắp 
đặt hệ thống điều khiển 
- Tìm hiểu quy trình làm việc của hệ thống tự động hóa: nhằm mục đích xác 
định được quy trình làm việc, vẽ được sơ đồ nguyên lý tiếp điểm tương đương để 
thực hiện quy trình làm việc đó, hoặc từ sơ đồ nguyên lý có sẵn, phân tích và xây 
dựng lưu đồ thuật toán điều khiển quy trình làm việc của sơ đồ. 
- Lập bảng địa chỉ và vẽ sơ đồ đấu dây. 
- Vẽ sơ đồ lắp ráp và xây dựng bảng trình tự lắp ráp. 
Bước 2: Lắp đặt các thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành 
- Căn cứ vào quy trình làm việc đã phân tích ở trên và các yêu cầu, tiêu 
chuẩn của hệ thống điều khiển để đưa ra các tiêu chuẩn để lựa chọn các thiết bị 
điều khiển và cơ cấu chấp hành để đáp ứng yêu cầu công nghệ của hệ thống. 
+ Tính chọn các thiết bị điều khiển, cơ cấu chấp hành đáp ứng yêu cầu công 
nghệ và phù hợp với tín hiệu của bộ điều khiển. 
+ Kiểm tra các thiết bị điều khiển đã chọn 
+ Lắp ráp các thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành 
Bước 3: Lập trình điều khiển hệ thống theo yêu cầu công nghệ 
- Lựa chọn bộ điều khiển có đủ cả về số lượng và dạng tín hiệu điều khiển 
của đầu vào và đầu ra đáp ứng yêu cầu công nghệ của mạch điều khiển và động lực 
đã lắp đặt. 
- Quy định các địa chỉ vào của tín hiệu điều khiển địa chỉ ra của tín hiệu 
chấp hành trong bộ điều khiển 
- Lập trình điều khiển hệ thống tự động hóa trên máy tính 
- Mô phỏng, chạy thử bằng phần mềm mô phỏng và nạp chương trình vào bộ 
điều khiển PLC, chạy thử kiểm tra trạng thái tác động theo chương trình làm việc. 
Bước 4: Kết nối PLC với cơ cấu chấp hành của hệ thống, chạy thử kiểm tra 
- Xác định rõ yêu cầu và nguyên lý hoạt động của hệ thống 
- Chạy thử kiểm tra quá trình hoạt động theo yêu cầu công nghệ đúng như 
bảng trình tự kiểm tra. 
- Thuyết minh quy trình làm việc của hệ thống tự động hóa. 
2. Cách kết nối dây. 
2.1 Chuẩn bị và kiểm tra dụng cụ. 
- Lập bảng kê danh mục thiết bị: dựa vào yêu cầu của hệ thống từ đó lựa 
chọn các sản phẩm phù hợp. 
- Kiểm tra số lượng thiết bị: dựa theo bảng kê thiết bị để kiểm tra, phân loại 
thành vật tư, thiết bị, dụng cụ tháo lắp, dụng cụ đấu nối... 
- Kiểm tra chất lượng thiết bị: 
+ Kiểm tra trực quan: nhìn và quan sát xem các thiết bị có hiện tượng nứt, 
vỡ, méo bất thường, các bộ phận của thiết bị có đầy đủ không; quan sát kỹ để chắc 
chắn rằng dây điện không bị nứt, dây tóc bóng đèn không bị đứt. 
+ Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng: dùng đồng hồ vạn năng đo cách điện và 
thông mạch cầu dao, công tắc. 
+ Kiểm tra CPU: cấp nguồn, xem các đèn báo CPU có hiện tượng gì bất 
thường không. 
2.2 Lắp các thiết bị vào bảng mạch. 
3. Bài tập ứng dụng 
3.1 Điều khiển van điện từ hai cuộn dây. 
Chọn bảng thực hành bằng gỗ (hoặc tủ điện), kích thước 0,4m x 0,4m để vẽ 
sơ đồ gá lắp thiết bị theo tỷ lệ của khổ giấy A4. Dựa trên sơ đồ nguyên lý vẽ sơ đồ 
lắp đặt thiết bị tương ứng từ trên xuống dưới. Sau đó, dựa trên sơ đồ gá lắp thiết bị 
dùng máy bắn vít, kìm tuốc nơ vít bắt chặt thiết bị vào bảng mạch (bắt các thiết bị 
có kích thước lớn và ở giữa mạch trước, các thiết bị xung quanh bắt sau). 
Vậy ta có thể bố trí các thiết bị trên bảng mạch như sau: 
Hinh 6.1: Sơ đồ bố trí thiết bị trên bảng mạch thực hành. 
2.3 Vẽ sơ đồ đi dây. 
- Vẽ phần đi dây động lực (các dây pha đi song song, không chồng chéo lên 
nhau, màu đậm, các pha chọn các màu khác nhau: pha A- đỏ, pha B: vàng, pha C: 
xanh): vẽ đi dây từ trên xuống dưới, từ trái qua phải 
Hinh 6.2: Sơ đồ đi dây mạch động lực. 
- Vẽ phần đi dây mạch điều khiển ( chọn nét vẽ mảnh, có thể dùng một hoặc 
hai màu, hạn chế nhiều đường đi dây, nên đi dây theo một số đường để khi lắp ráp 
dễ dàng bó buộc lại hoặc đi vào trong máng): vẽ từ phần nguồn tới các thiết bị. 
Với bài trên ta tiến hành xác định số lượng và chủng loại đầu vào/ra và quy 
định địa chỉ như sau: 
- Đầu vào: Nút ấn điều khiển chạy ON – I0.0 (thường mở) 
 Nút ấn điều khiển dừng OFF-I0.1 (thường đóng) 
- Đầu ra: Cuộn dây công tắc tơ K- Q0.0. 
Ta vẽ được sơ đồ nguyên lý đấu nối mạch điều khiển như sau: 
Hinh 6.3: Sơ đồ nguyên lý đấu nối từ PLC tới thiết bị chấp hành 
Ta vẽ sơ đồ đi dây mạch điều khiển như sau: 
Hinh 6.4: Sơ đồ đi dây mạch điều khiển từ thiết bị đến phần nối với PLC 
2.4 Lắp mạch 
* Kiểm tra và lắp các thiết bị vào bảng mạch 
* Lắp mạch động lực: đấu nối dây theo nguyên tắc từ trên xuống dưới, từ 
trái qua phải. Cụ thể: Dùng dây đơn 1,5mm2 đi dây từ Aptomat K ĐC. 
* Với mạch điều khiển: 
- Dùng dây đơn hoặc dây bất kỳ đo đo dài giữa các phần cần đi dây. Uốn 
dây vuông góc tại các điểm gấp khúc và giao nhau để đảm bảo dây đi song song, 
không chồng chéo. 
2.5 Kiểm tra trực quan. 
Công tắc tơ, nút ấn, cầu chì không bị nghiêng, dây động lực không bị 
chồng chéo lên nhau, các đầu cốt không bị hở, không có thiết bị và dây điện 
thừa, cầm mạch lên lắc không có thiết bị và dây điện bị bung ra. 
+ Đo thông mạch theo sơ đồ. 
2.6 Kết nối với PLC và cơ cấu chấp hành. 
Khi kết nối PLC với cơ cấu chấp hành cần phải đảm bảo rằng chương trình 
điều khiển viết bằng phần mềm S7-200 đã được kiểm tra và chạy thử, sau khi thử 
tác động các trường hợp giả định đạt yêu cầu thì mới tiến hành đấu nối và vận 
hành. Sơ đồ đấu nối từ PLC tới có cấu chấp hành như sau: 
Hinh 6.5: Sơ đồ kết nối từ PLC tới cơ cấu chấp hành. 
3.2. Điều khiển hệ thống cung cấp khí nén. 
Động cơ quay hai chiều được sử dụng rộng rãi trong các máy công nghiệp 
và dân dụng. Việc điều khiển các máy sản xuất đảo chiều quay hoặc chuyển động 
tịnh tiến theo hai chiều thực chất là điều khiển đảo chiều quay các động cơ truyền 
động cho các cơ cấu của máy, nên cần phải nắm vững cách điều khiển để có thể sử 
dụng trong thực tế điều khiển. Lập trình PLC giúp điều khiển đảo chiều quay động 
cơ không đồng bộ 3 pha dễ dàng và thuận tiện. 
Các bước giải quyết bài toán: 
*Bước 1: Phân tích quy trình làm việc 
- Xác định quy trình làm việc của phụ tải: 
Mạch điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha quay hai chiều có thể mổ tả 
quy trình hoạt động như sau: 
 Nếu ấn nút MT thì động cơ M quay thuận hoặc ấn nút MN động cơ M quay 
ngược. Ấn nút D động cơ M dừng. Để điều khiển động cơ M ta dùng công tắc tơ K 
và cấp điện và bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA. 
Bước 2:. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic 
* Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra 
- Địa chỉ đầu vào: 
Tín hiệu 
 đầu vào 
Địa 
chỉ 
Chức năng 
MT I0.0 Nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay thuận 
MN I0.1 Nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay ngược 
D I0.2 Nút dừng động cơ, thường đóng 
RN I0.3 Tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải 
động cơ 
- Địa chỉ đầu ra: 
Tín hiệu 
đầu ra 
Địa 
chỉ 
Chức năng 
KT Q0.0 Cuộn dây của công tắc tơ KT 
KN Q0.1 Cuộn dây của công tắc tơ KN 
* Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển: 
Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương 
trình trên phần mềm Step 7 Micro/win như sau: 
Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng 
SIMULINK S7 200 để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã 
có. 
Bước 3: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp 
hành 
* Kết nối cơ cấu chấp hành 
Để điều khiển đầu ra là cuộn dây công tắc tơ K, ta chọn PLC loại 
AC/DC/RLY có: các tín hiệu vào là +24VDC ứng với mức logic 1 và 0VDC ứng 
với mức logic 0, cổng ra rơ le. 
3.3. Điều khiển hệ thống cung cấp thuỷ lực. 
Các thiết bị vận tải liên tục dùng để vận chuyển các vật liệu thể hạt, thể cục 
kích thước nhỏ, các chi tiết ở dạng thành phẩm và bán thành phẩm, hoặc vận 
chuyển hành khách theo một cung đường nhất định. Thiết bị vận tải liên tục gồm: 
băng tải, băng chuyền.... 
Băng tải thường được dùng để vật chuyển vật liệu thể bột mịn, hạt hoặc kích 
thước nhỏ theo phương nằm ngang hoặc nghiêng với góc nhỏ hơn 300 với các cơ 
cấu kéo đa dạng như băng vải, cao su... 
*Bước 1: Phân tích quy trình làm việc 
* Xác định quy trình làm việc của phụ tải . 
+ Ấn M, hệ thống chuẩn bị làm việc. 
+ Khi có sản phẩm trên băng tải 1 để cảm biến CB1 tác động và có hộp để 
cảm biến CB3 tác động thì băng tải 1 chạy chuyển sản phẩm vào hộp. 
+ Khi cảm biến CB2 đếm được 15 sản phẩm (hộp đầy) thì băng tải 1 dừng, 
băng tải 2 chạy để đưa hộp ra ngoài. Nếu đặt hộp mới vào vị trí thì băng tải 2 dừng, 
đồng thời nếu có sản phẩm qua CB1 thì băng tải 1 chạy. Sau đó hoạt động của dây 
chuyền lặp lại như trên. 
- Ấn nút dừng, cả hai băng tải cùng dừng. 
- Các băng tải được bảo vệ bằng rơ le nhiệt, khi 1 băng tải quá tải cả hai 
băng tải đều phải dừng. 
Bước 2: Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic. 
*Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra: 
- Địa chỉ đầu vào: 
Tín hiệu đầu 
vào 
Địa chỉ Chức năng 
M I0.0 Nút ấn "chạy", thường mở 
D I0.1 Nút "dừng", thường đóng 
RN I0.4 Tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ 
quá tải động cơ 
CB1 I0.2 Cảm biến 1 
CB2 I0.3 Cảm biến 2 
CB3 I0.4 Cảm biến 3 
- Địa chỉ đầu ra: 
Tín hiệu đầu ra Địa chỉ Chức năng 
BT1 Q0.0 Cuộn dây của công tắc tơ điều khiển BT1 
BT2 Q0.1 Cuộn dây của công tắc tơ điều khiển BT1 
* Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển: 
Trên cơ sở quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương trình 
trên phần mềm Step 7 Micro/win như sau: 
Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng 
SIMULINK S7 200 để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã 
có. 
* Bước 3: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp 
hành 
- Kết nối cơ cấu chấp hành 
Để điều khiển đầu ra là cuộn dây công tắc tơ K, ta chọn PLC loại 
AC/DC/RLY có: các tín hiệu vào là +24VDC ứng với mức logic 1 và 0VDC ứng 
với mức logic 0, cổng ra rơ le. 
3.4. Điều khiển hệ thống thông gió. 
Động cơ không đồng bộ 3 pha công suất lớn khi khởi động có thể gây ra sụt 
áp và làm giảm chất lượng của nguồn điện. Phương pháp đổi nối Y- thường 
được sử dụng để giảm dòng khi khởi động nhằm khắc phục nhược điểm này. Đây 
là phương pháp đơn giản, chắc chắn và sử dụng tin cậy. Chúng ta nên nắm vững 
cách điều khiển để có thể sử dụng trong thực tế điều khiển. Lập trình PLC giúp 
khởi động đổi nối Y- động cơ không đồng bộ 3 pha dễ dàng và thuận tiện. 
Các bước giải quyết bài toán: 
*Bước 1: Phân tích quy trình làm việc 
- Xác định quy trình làm việc của phụ tải 
Bước 2: Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic. 
* Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra 
- Địa chỉ đầu vào: 
Tín hiệu đầu 
vào 
Địa chỉ Chức năng 
M I0.0 Nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay 
D I0.1 Nút dừng động cơ, thường đóng 
RN I0.2 Tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ 
quá tải động cơ 
Địa chỉ đầu ra: 
Tín hiệu đầu ra Địa chỉ Chức năng 
K Q0.0 Cuộn dây của công tắc tơ K 
KY Q0.1 Cuộn dây của công tắc tơ KY 
K∆ Q0.2 Cuộn dây của công tắc tơ K∆ 
* Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển 
Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương 
trình trên phần mềm Step 7 Micro/win như sau: 
* Mô phỏng chạy thử: 
*Bước 3: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp 
hành 
- Kết nối cơ cấu chấp hành: Để điều khiển đầu ra là cuộn dây công tắc tơ, ta 
chọn PLC loại AC/DC/RLY có: các tín hiệu vào là +24VDC ứng với mức logic 1 
và 0VDC ứng với mức logic 0, cổng ra rơ le. 
Bài tập thực hành 
Lập trình PLC điều khiển 2 động cơ không đồng bộ 3 pha theo yêu cầu sau: 
Ấn nút M, động cơ 1 chạy ngay. Sau 5 giây, động cơ 2 khởi động đổi nối Y- với 
thời gian khởi động là 3 giây. Ấn nút D hai động cơ cùng dừng. 
3.5. Điều khiển động cơ thuận nghịch 
Động cơ quay hai chiều được sử dụng rộng rãi trong các máy công nghiệp 
và dân dụng. Việc điều khiển các máy sản xuất đảo chiều quay hoặc chuyển động 
tịnh tiến theo hai chiều thực chất là điều khiển đảo chiều quay các động cơ truyền 
động cho các cơ cấu của máy, nên cần phải nắm vững cách điều khiển để có thể sử 
dụng trong thực tế điều khiển. Lập trình PLC giúp điều khiển đảo chiều quay động 
cơ không đồng bộ 3 pha dễ dàng và thuận tiện. 
Các bước giải quyết bài toán: 
*Bước 1: Phân tích quy trình làm việc 
- Xác định quy trình làm việc của phụ tải: 
Mạch điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha quay hai chiều có thể mổ tả 
quy trình hoạt động như sau: 
 Nếu ấn nút MT thì động cơ M quay thuận hoặc ấn nút MN động cơ M quay 
ngược. Ấn nút D động cơ M dừng. Để điều khiển động cơ M ta dùng công tắc tơ K 
và cấp điện và bảo vệ ngắn mạch ta dùng Aptomat TA. 
Bước 2:. Thiết kế mạch điều khiển bằng phần tử logic 
* Khai báo địa chỉ đầu vào- đầu ra 
- Địa chỉ đầu vào: 
Tín hiệu 
 đầu vào 
Địa 
chỉ 
Chức năng 
MT I0.0 Nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay thuận 
MN I0.1 Nút ấn mở máy, thường mở, động cơ quay ngược 
D I0.2 Nút dừng động cơ, thường đóng 
RN I0.3 Tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt để bảo vệ quá tải 
động cơ 
- Địa chỉ đầu ra: 
Tín hiệu 
đầu ra 
Địa 
chỉ 
Chức năng 
KT Q0.0 Cuộn dây của công tắc tơ KT 
KN Q0.1 Cuộn dây của công tắc tơ KN 
* Vẽ sơ đồ thiết kế mạch điều khiển: 
Trên cơ sở Quy trình làm việc và địa chỉ vào/ra ta tiến hành viết chương 
trình trên phần mềm Step 7 Micro/win như sau: 
Sau khi viết chương trình chúng ta dùng chương trình mô phỏng 
SIMULINK S7 200 để kiểm tra các chức năng của mạch theo giản đồ thời gian đã 
có. 
Bước 3: Kết nối cơ cấu chấp hành, nạp chương trình chạy cơ cấu chấp 
hành 
* Kết nối cơ cấu chấp hành 
Để điều khiển đầu ra là cuộn dây công tắc tơ K, ta chọn PLC loại 
AC/DC/RLY có: các tín hiệu vào là +24VDC ứng với mức logic 1 và 0VDC ứng 
với mức logic 0, cổng ra rơ le.