Giáo trình PLC (Mới nhất)

xe tiếp tục đi vế đến điểm A và sẽ dừng khi công tắc mini 
M1 đ−ợc bật. 
 Z1 Z2 
 C 
 M1 M2 
 P1 P2 
 PLC 
Hình 1*** 
Hệ thống điều khiển hoạt động khi bắt đầu công tắc nguồn trên PLC đ−ợc bật và trạng 
thái khởi động đ−ợc kích hoạt. Đầu ra Z1 và Z2 đang ở trạng thái tắt. Nếu nút ấn P1 ch−a 
đ−ợc ấn, xe ở nguyên ở trạng thái khởi động. Khi nút ấn P1 chuyển từ trạng thái 0 sang 1, 
thiết bị điều khiển thay đổi trạng thái bên trong nó và đầu ra Z1 đ−ợc kích hoạt. Tại B, khi 
xe đến thì công tắc mini M2 chuyển từ 0 sang 1, Z1 đ−ợc tắt và Z2 đ−ợc kích hoạt. Xe 
chuyển động về A. Nếu nút P2 không đ−ợc ấn, xe chạy về đến A, công tắc mini M1 
chuyển trạng thái từ 0 sang 1, xe dừng tại vị trí khởi động. Nếu nút P2 đ−ợc ấn tr−ớc khi 
 134
xe quay về đến A, Z2 tắt và Z1 đ−ợc kích hoạt, xe quay lại điểm B và lắp lại hành trình từ 
B về A. 
Nếu thể hiện chức năng của hệ thống điều khiển bằng các hàm lô gíc thì ta sẽ có: 
2221111 ... PZMMPMZ ++= 
12122 .).( ZPMMZ += 
Ch−ơng trình điều khiển của hệ thống viết bằng ngôn ngữ bảng lệnh cơ bản sẽ có dạng: 
 STR M1 
 AND P1 
 STR NOT M1 
 AND M2 
 OR STR 
 STR NOT Z2 
 AND P2 
 OR STR 
 OUT Z1 
 STR M2 
 OR NOT M1 
 AND NOT P2 
 AND NOT Z1 
 OUT Z2 
Ch−ơng trình điều khiển viết trong ngôn ngữ LAD: 
 M1 IR2 IR0 
 IR0 
 P1 M2 IR0 Z1 
 IR1 
 P2 M2 IR1 
 IR1 
 M2 IR2 
 IR2 
 IR2 M1 IR1 Z2 
 135
Ch−ơng trình thể hiện bằng ngôn ngữ Grafcet: 
 1 Khởi động hệ thống & M1=1 
 P1 =1 
 2 Chuyển động đến 
 B : Z1 =1, Z2=0 
 M2 = 1 
 Chuyển động về 
 3 A: Z2 = 1, Z1=0 
 P2 = 1 M1 = 1 
Ví dụ 9.2. Một sản phẩm cơ khí dạng thanh sản xuất trên dây chuyền tự động đ−ợc 
chuyển ra trên băng tải. Chiều dài của sản phẩm không đ−ợc v−ợt qua kích th−ớc L. Hệ 
thống phân loại sản phẩm (hình **. ) bao gồm băng tải, hai cảm biến quang điện đặt cách 
nhau một khoảng đúng bằng L. Các càm biến này gồm một đầu phát sáng và một đầu thu. 
Đầu ra của các cảm biến quang điện này là tín hiệu điện áp t−ơng ứng với mức lô gíc 0 
hay 1, khi có sản phẩm đi qua giữa chúng và các đầu phát. Phía sau cảm biến thứ hai là 
một cửa xả, điều khiển bằng động cơ M. Nếu thanh sản phẩm nào dài hơn L, động cơ phải 
đ−ợc kích hoạt để thanh sản phẩm đó rơi xuống. Nếu sản phẩm không dài hơn L, động cơ 
M không hoạt động và để thanh sản phẩm đi ra. Một khi thanh sản phẩm đã rơi, động cơ 
M đ−ợc tắt và cửa xả đ−ợc đóng lại và hệ thống lại sẳn sàng cho chọn sản phẩm tiếp theo. 
Khoảng cách giữa các thanh sản phẩm để lựa chọn, phảu đảm bảo đ−ợc điều kiện là chỉ 
có 1 thanh đi vào vùng kiểm tra mỗi lần. Vấn đề ở đây là thiết kế hệ thống điều khiển lô 
gíc, mà đầu vào của nó là các đầu ra từ cảm biến x1 và x2 và đầu ra Z kích hoạt động cơ 
M. 
 136
 Nguồn sáng 
 Sản phẩm Cửa xả 
 Băng tải 
 Cảm biến quang 
 X1 X2
 M 
 X2 PLC Z 
 X1
Hình **. Hệ thống phân loại sản phẩm 
Nh− vậy ta thấy rằng khi khởi động hệ thống thì X1=0 và X2=0. Nếu sản phẩm đi qua các 
cảm biến thì có thể X1=1, sau đó X2=1. Nếu X1=1 khi X2 chuyển từ 0 thành 1, thì sản 
phẩm này đã dài hơn yêu cầu. Động cơ dừng khi X2=0 
Ch−ơng trình trong ngôn ngữ bảng lệnh cơ bản sẽ có dạng: 
 STR X1
 AND X2
 OUT Z 
Ch−ơng trình bằng ngôn ngữ Grafcet: 
 1 Khởi động hệ thống phân loại 
 X1.X2=1 
 Mở cửa xả: Z=1 
 2 
 X2=0 
 137
1. Điều khiển cấp phôi tự động cho máy CNC 
4.1 ứng dụng PLC trong điều khiển hệ thống cấp phôi cho máy công cụ 
Ta có hệ thống tự động cấp phôi cho máy công cụ phục vụ bởi một rô bốt công 
nghiệp nh− hình vẽ. 
 Cảm biến mã vạch C1/R1 
 Tấm chắn R4 
 Phôi Băng tải 
 Cảm biến tiếp xúc MS1 
 Rô bốt 
 C2, R2, R3 Máy CNC C3, C4
Rô bốt cấp phôi vào máy CNC và lấy chi tiết từ máy CNC ra băng tải. Khi 
phôi chạy trên băng tải, chạm vào cảm biến tiếp xúc MS1, cảm biến mã vạch sẽ 
quét để nhận dạng phôi. Nếu đúng chi tiết yêu cầu, tấm chắn sẽ đ−ợc đẩy ra để 
dừng phôi lại. Rô bốt sẽ kẹp phôi và gá vào máy nếu máy đang ở trạng thái 
không làm việc. Ng−ợc lại, rô bốt phải chờ để tháo chi tiết đã gia công xong từ 
máy CNC ra băng tải. Các thành phần của hệ thống điều khiển gồm: 
TT Ký 
hiệu 
Mô tả Trạn
g 
thái 
Chú thích 
1 MS1 Cảm biến tiếp xúc 1 Phôi đến 
2 R1 Đầu ra của cảm biến mã vạch 1 Quét mã vạch 
3 C1 Đầu vào của cảm biến mã vạch 1 Đúng loại phôi 
4 R2 Đầu ra của rô bốt 1 Gá lắp phôi 
5 R3 Đầu ra của rô bốt 1 Tháo chi tiết 
6 C2 Đầu vào của rô bốt 1 Rô bốt đang bận 
7 R4 Đầu ra của cơ cấu đẩy tấm 
chặn 
1 Đẩy tấm chắn ra 
8 C3 Đầu vào từ máy CNC 1 Máy CNC đang bận 
9 C4 Đầu vào từ máy CNC 1 Gia công xong 
2. Điều khiển thang máy 
3. Điều khiển máy rửa xe 
4. Điều khiển lò hơi 
 138
Hệ thống cấp dầu cho lò hơi trong các nhà máy nhiệt điện hoạt động theo nguyên 
tắc sau: 
1. Dầu trong thùng chứa đ−ợc sấy đến một nhiệt độ nhất định bằng bộ sấy 
bằng điện ( hoặc bằng chính hơi n−ớc). Cảm biến nhiệt TSL sẽ chỉ thị mức 
nhiệt độ cần sấy (TSL=1). 
2. Trong thùng chứa dầu còn có cảm biến mực dầu LSL. Nếu cảm biến này 
báo mức dầu thấp hơn mức cho phép, phải dừng bơm P (LSL=1, PP=1), 
van điện từ XV3 mở để dầu trở về thùng chứa và đồng thời đèn đỏ RL 
đ−ợc bật lên để báo hiệu hệ thống đạng bị dừng (XV3=1, RL=1) . 
3. Nếu áp suất của dầu tổn thất qua bộ lọc F, làm tăng áp trên trên đầu ra của 
bơm (cảm biến cao áp DPSH = 1) hay áp suất dầu trên đầu ra của bộ lọc 
giảm (cảm biến áp thấp PSL=1), nh− vậy hoạt động thứ hai đ−ợc lặp lại. 
4. Nếu áp suất dầu trên đầu ra của của bộ lọc v−ợt quá một mức cho phép 
(cảm biến PSH=1), van điện từ XV3 phải đ−ợc mở (XV3=1). 
5. Nếu một trong các súng bơm dầu bị tắt lửa (BS1 = 1 hay BS2 = 1) thì các 
van điện từ t−ơng ứng XV1 hay XV2 phải đ−ợc đóng (XV1=0 hay 
XV2=0) và XV3 phải đ−ợc mở (XV3=1). 
6. Nếu không có súng phun nào hoạt động (BS1=1 và BS2=1), hệ thống phải 
dừng hoạt động nh− ở b−ớc 2. 
7. Trong điều kiện hoạt động bình th−ờng đèn xanh GL đ−ợc bật (GL=1). 
Với hoạt động nh− vậy, điều kiện để bơm ngừng hoạt động có thể biểu diễn bằng hàm 
lô gíc sau: 
2.1 BSBSPSLDPSHTSLLSLPP ++++= 
PPGL
PPRL
=
=
11 BSXV =
22 BSXV =
213 BSBSPSLDPSHTSLLSLXV
+++++= 
Qui −ớc các biến vào/ra đ−ợc thể hiện trên bảng sau: 
STT Tên biến Ký hiệu biến cho PLC 
1 LSL X0 
2 TSL X1 
3 DPSH X2 
4 PSL X3 
5 PSH X4 
6 BS1 X5 
7 BS2 X6 
8 PP Y1 
9 XV1 Y2 
10 XV2 Y3 
11 XV3 Y4 
12 GL Y5 
13 RL Y6 
 139
Ch−ơng trình thể hiện bằng ngôn ngữ bảng lệnh: 
 STR X0 
 OR X1 
 OR X2 
 OR X3 
 STR X5 
 AND X6 
 OR STR 
 OUT Y1 
 STR NOT X5 
 OUT Y2 
 STR NOT X6 
 OUT Y3 
 STR Y1 
 OR X4 
 OUT Y4 
 STR NOT Y1 
 OUT Y5 
 STR Y1 
 OUT Y6 
Ngôn ngữ LAD: 
 X0 Y1 
 X1 
 X2 
 X3 
 X5 X6 
 X5 Y2 
 X6 Y3 
 Y1 Y4 
 X4 
 Y1 Y5 
 Y1 Y6 
 140
5. Điều khiển ga ra tự động 
Có một ga ra tự động điều khiển bằng PLC. Ga ra này có dung l−ợng chứa là 10 xe. Trên 
đầu vào và đầu ra của ga ra có hai ba ri ê điều khiển bằng hai động cơ M1 và M2. Mỗi ba 
ri ê đầu có hai cảm biến đặt phía tr−ớc và phía sau của ba ri ê để báo có xe phía tr−ớc hay 
xe đã đi qua ba ri ê (S1, S2, S3 và S4). Không bao giờ đồng thời cả S1 và S2 hoặc S3 và S4 
đều đ−ợc bật đồng thời. Trên đầu ra có một cảm biến S5 để kiểm soát vé ra. Hệ thống 
điều khiển của ga ra sẽ điều khiển các hoạt động sau: 
1. Đóng và mở ba ri ê tự động. Ba ri ê vào sẽ mở nếu trong ga ra có ít hơn 10 
xe và cảm biến S1 = 1, báo có xe vào tr−ớc ba ri ê. Khi xe đi qua ba ri ê sẽ 
đóng lại nếu cảm biến S2 chuyển trạng thái từ 1 sang 0. Ba ri ê ra sẽ mở 
nếu S5 bật và S3 chuyển trạng thái từ 0 sang 1. Và ba ri ê ra đóng lại khi 
S4 chuyển từ trạng thái 1 sang 0, báo xe đã đi qua. 
2. Trên đầu vào của ga ra nếu đèn xanh bật, báo hiệu ga ra đang còn chỗ. 
3. Nếu trên đầu vào có đèn đỏ, báo hiệu ga ra đã đầy. 
Hệ thống điều khiển có các đầu vào sau: 
- Nút khởi động M: từ khi nguồn đ−ợc cấp vào PLC, không có một xe nào đ−ợc 
vào hay ra khi ch−a ấn nút này. 
- Nút dừng P: nếu nút này đ−ợc bật, không xe nào đ−ợc vào hay ra khi ch−a ấn 
lại nút M. Tr−ờng hợp cả hai nút P và M ấn đồng thời, thì nút P đ−ợc −u tiên. 
- Nút ấn R: để đặt lại số của bộ đếm xe khi PLC đ−ợc bật lên. 
 Cảm biến S4
 M2 Ba ri ê ra 
 Cảm biến S3
 Ra 
 P 
 Cảm biến S5 
 M 
 R 
 Vào 
 Cảm biến S2
 RL 
 M1 Ba ri ê vào 
 GL 
 Cảm biến S1
Hình **.. 
 141
Để xác định đ−ợc ch−ơng trình điều khiển của hệ thống này, tr−ớc hết ta phải qui −ớc các 
biến vào/ra: 
Biến ngoài Biến trong PLC 
S1 X0
S2 X1
S3 X2
S4 X3
S5 X4
M X5
P X6
R X7
M1 Y0
M2 Y1
GL Y2
RL Y3
Các hàm lô gíc t−ơng ứng với các chức năng của hệ thống điều khiển gồm: 
 2050 .. YXXY =
2451 .. XXXY = 
CTRXY .52 =
CTRXY .53 =
Do cần sử dụng bộ đếm, cho nên ta phải sử dụng các biến trung gian để tạo xung và tạo 
các mạch duy trì các trạng thái của các biến vào. Trong ch−ơng trình này sử dụng 6 biến 
trung gian từ IR0 đến IR6. 
Ch−ơng trình PLC bằng ngôn ngữ bảng lệnh cơ bản của hệ thống điều khiển đ−ợc thể hiện 
nh− sau: 
 STR X5
 OR IRO ( Tạo mạch duy trì) 
 AND NOT X6
 OUT IR0
 STR X0
 OR Y0
 AND NOT IR2 (Gán mạch duy trì cho đầu ra Y0) 
 AND IR0
 AND NOT Y3
 OUT Y0
 STR X1
 OR IR1
 AND NOT IR2 (Tạo xung đếm xe vào ga ra cho bộ đếm và 
 AND Y0 hạ ba ri ê ) 
 OUT IR1
 STR NOT X1
 142
 AND IR1
 OUT IR2
 STR X4
 OR IR3
 AND NOT IR5 (Tạo mạch duy trì cho trạng thái soát vé ra) 
 AND IR0
 OUT IR3
 STR IR3
 AND X2
 OR Y1 ( Tạo mạch duy trì cho đầu ra Y1) 
 AND NOT IR5
 OUT Y1
 STR X3 
 AND Y1 
 OR IR4 
 AND NOT IR5 (Tạo xung đếm cho xe ra ) 
 AND IR0 
 OUT IR4 
 STR NOT X3 
 AND IR4 
 OUT IR5 
 STR X7 
 AND Y1 
 STR IR5 
 STR IR2 ( Đếm xe và bật đèn đỏ khi số xe bằng 10) 
 OR IR5 
 CTR 45 
 10 
 OUT Y3 
 STR IR0 
 AND NOT Y3 ( Tạo tín hiệu đèn xanh) 
 OUT Y2 
 END 
Ch−ơng trình viết bằng ngôn ngữ LAD: 
 143
 X5 X6 IR0
 IR0
 X0 IR2 IR0 Y3 Y0
 Y0
 X1 IR2 Y0 IR1 
 IR1
 X1 IR1 IR2
 X4 IR5 IR0 IR3 
 IR3
 IR3 X2 IR5 Y1 
 Y1
 X3 Y1 IR5 IR0 IR4
 IR4
 X3 IR4 IR5
 X7 IR0
 CTR 45 
 IR5
 10 
 IR2 Y3
 IR5
 IR0 Y3 Y2
 144