Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY

VIẾT THUÊ TRỌN GÓI – VIETKHOALUAN.COM –
ZALO/TELEGRAM 0917 193 864
®¹i häc th¸I nguyªn
Tr-êng ®¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp
TẠ THỊ DUNG
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PLC ĐỂ XÂY DỰNG
HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT- HUNG
TẢI MIỄN PHÍ KẾT BẠN ZALO:0917 193 864
DỊCH VỤ VIẾT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
WEBSITE: LUANVANTRUST.COM
ZALO/TELEGRAM: 0917 193 864
MAIL: BAOCAOTHUCTAPNET@GMAIL.COM
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
Chuyªn ngµnh:kü thuËt ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng hãa

VIẾT THUÊ TRỌN GÓI – VIETKHOALUAN.COM –ZALO/TELEGRAM
0917 193 864
®¹i häc th¸I nguyªn
Tr-êng ®¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp
TẠ THỊ DUNG
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PLC ĐỂ XÂY
DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA
NĂNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG
NGHIỆP VIỆT- HUNG
Chuyªn ngµnh: kü thuËt ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng hãa
M· sè: 60520216
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
Khoa chuyªn m«n
Tr-ëng khoa
ng-êi h-íng dÉn khoa häc
PGS.TS NGUYỄN THANH HÀ
Phßng qu¶n lý ®t sau ®¹i häc
Th¸i Nguyªn - 2014

0917 193 864
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

0917 193 864
i
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Tạ Thị Dung
Sinh ngày: 10 tháng 11 năm 1966
Học viên lớp cao học khóa 14 - Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Công
nghiệp Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại: Trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung.
Tôi cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn do tôi làm theo định hướng của
giáo viên hướng dẫn, không sao chép của người khác.
Các phần trích lục tài liệu tham khảo đã được chỉ ra trong luận văn.
Nếu có gì sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Tác giả luận văn
Tạ Thị Dung

0917 193 864
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo phòng
Quản lý đào tạo sau đại học, khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả có thể hoàn thành bản luận văn
của mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy giáo, cô giáo trong khoa Điện của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên thuộc Đại học Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp. Đặc biệt là dưới sự
hướng dẫn và góp ý của thầy PGS-TS. Nguyễn Thanh Hà đã giúp cho đề tài hoàn
thành mang tính khoa học cao. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các
thầy giáo, cô giáo.
Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đề
tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để tôi tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn
nữa trong quá trình công tác sau này.
Tác giả luận văn
Tạ Thị Dung

0917 193 864
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................................................................ii
MỤC LỤC.........................................................................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ..............................................................................................viii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU......................................................................................................................vii
LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH
PLC............................................................................................................................................................................................2
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC ..........................................2
1.1.1. Khái niệm về PLC..................................................................................................................................2
1.1.2. Lịch sử phát triển của PLC...............................................................................................................2
1.1.3. Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hoá.......................................................................3
1.2. Cấu trúc chung của PLC..............................................................................................................................3
1.2.1. Bộ xử lý tín hiệu......................................................................................................................................4
1.2.2. Bộ nhớ............................................................................................................................................................5
1.2.3. Bộ nguồn.......................................................................................................................................................6
1.2.4. Module vào - ra........................................................................................................................................6
1.2.5. Thiết bị lập trình......................................................................................................................................7
1.3. Nguyên lý hoạt động của PLC.................................................................................................................9
1.3.1. Đọc tín hiệu đầu vào .............................................................................................................................9
1.3.2. Thực hiện chương trình......................................................................................................................9
1.3.3. Cập nhật đầu ra......................................................................................................................................10
1.4. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC ..............................................................11
1.5. Phân tích lựa chọn chủng loại PLC...................................................................................................12
1.6. kết luận chương 1..........................................................................................................................................13
CHƯƠNG 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ZEN CỦA OMRON........................................14
2.1. Tổng quan về ZEN của OMRON.......................................................................................................14
2.1.1. Các đặc điểm cơ bản của Zen......................................................................................................14

0917 193 864
iv
2.1.2. Giới thiệu các loại Zen.....................................................................................................................15
2.1.3. Đặc tính kỹ thuật của ZEN -20C3AR-A-V2......................................................................16
2.2. Các vùng nhớ của Zen................................................................................................................................18
2.2.1. Các bit vào/ ra, các bit làm việc và các bit có lưu.........................................................18
2.2.2. Timer ............................................................................................................................................................19
2.2.3. Counter........................................................................................................................................................22
2.3. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN...........................................................................................22
2.3.1. Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị..........................................................................................................22
2.3.2. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong.......................................................................23
2.3.3. Viết chương trình bậc thang..........................................................................................................24
2.3.4. Sửa chương trình bậc thang...........................................................................................................24
2.4. Các chức năng đặc biệt của ZEN........................................................................................................31
2.4.1. Bảo vệ chương trình...........................................................................................................................31
2.4.2. Xoá password đã đăng ký...............................................................................................................33
2.5. Xử lý lỗi...............................................................................................................................................................33
2.5.1. Xử lý lỗi.....................................................................................................................................................33
2.5.2.Các thông báo lỗi..................................................................................................................................33
2.5.3. Xoá các thông báo lỗi.......................................................................................................................35
2.6. Kết luận chương 2 ........................................................................................................................................36
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG ỨNG DỤNG
PLC ZEN............................................................................................................................................................................37
3.1. Thiết kế bố trí module chứa bộ điều khiển ZEN ......................................................................37
3.2. Mô hình thực hành khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác.......................................39
3.2.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển khởi động động cơ ở chế độ sao tam giác
39
3.2.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt module .........................................................................40
3.2.3. Xây dựng mô hình thực hành.......................................................................................................41
3.2.4. Chương trình điều khiển..................................................................................................................41
3.3. Mô hình thực hành lập trình cửa tự động......................................................................................42
3.3.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển cửa tự động..............................................................42

0917 193 864
v
3.3.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul............................................................................43
3.4. Mô hình trò chơi đường lên đỉnh Olympia...................................................................................45
3.4.1. Tổng quan về trò chơi đường lên đỉnh Olympia.............................................................45
3.4.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul............................................................................46
3.4.4. Chương trình...........................................................................................................................................47
3.5. Mô hình thực hành lập trình điều khiển bãi đỗ xe tự động...............................................48
3.5.1. Tổng quan về hệ thống đóng điều khiển bãi đỗ xe tự động....................................48
3.5.2. Bố trí thiết bị trên bề mặt modul................................................................................................51
3.5.4. Chương trình...........................................................................................................................................53
3.6. Mô hình thực hành điều khiển đèn giao thông tại ngã tư...................................................53
3.6.1. Tổng quan về hệ thống đèn giao thông.................................................................................53
3.6.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm.....................................................................................................57
3.7. Kết luận chương 3 ........................................................................................................................................62
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH ZEN.................................................63
4.1. Cơ sở lý thuyết chung của phương pháp dạy học thực hành............................................63
4.1.1. Khái niệm về thực hành và dạy học thực hành kỹ thuật............................................63
4.1.2. Nhiệm vụ của dạy học thực hành..............................................................................................63
4.1.3. Phương pháp dạy học thực hành kĩ thuật.............................................................................64
4.2. Xây dựng bài thực hành lập trình điều khiển Zen...................................................................64
4.2.1. Tiếp cận thiết bị và thực hành với đầu vào ra. .................................................................65
4.2.2. Thực hành với Timer và Counter..............................................................................................76
4.2.3. Bài thực hành tổng hợp và nâng cao về Zen.....................................................................83
4.3. Kết luận chương 4 ........................................................................................................................................88
KẾT LUẬN.......................................................................................................................................................................89
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................91

0917 193 864
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TT KÝ HIỆU DIỄN GIẢI NỘI DUNG ĐẦY ĐỦ
1 PLC Programmable Logic Controller
2 CPU Bộ xử lý trung tâm
3 RAM Random access Memory - Bộ nhớ cho phép đọc và ghi
4 ROM Read Only Memory - Loại bộ nhớ chỉ đọc
5 PROM Programmable Read Only Memory - Loại bộ nhớ cải tiến từ ROM
6 EPROM Erasable Programmable Read Only Memory - Bộ nhớ cải tiến lên
từ PROM
7 EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - là loại
kết hợp ưu điểu của cả RAM và EPROM
8 AC Nguồn điện xoay chiều
9 DC Nguồn điện một chiều
10 MT Nút mở máy quay động cơ theo chiều thuận
11 MN Nút mở máy quay động cơ theo chiều ngược
12 D Nút dừng động cơ

0917 193 864
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Bảng các loại Zen phiên bản V2.................................................................................................16
Bảng 2.2. Các bit vào ra, các bit làm việc và các bit có lưu............................................................18
Bảng 2.3. Phương pháp đặt thông số trong trang thiết lập thông số ..........................................27
Bảng 2.4. Thông báo lỗi bật điện nhưng không chạy...........................................................................34
Bảng 2.5. Thông báo lỗi khi bật điện hay khi đang chạy...................................................................35
Bảng 2.6. Lỗi khi truyền chương trình từ card nhớ................................................................................35
Bảng 4.1. Yêu cầu cấu hình máy tính.............................................................................................................65
Bảng 4.2. Gán địa chỉ vào/ra.................................................................................................................................76
Bảng 4.3. Bảng tùy chọn Timer ..........................................................................................................................77
Bảng 4.4: Sai số của Timer.....................................................................................................................................78
Bảng 4.5 Các thông số đặt cho Weekly Timer..........................................................................................79
Bảng 4.6 Các thông số cho Calendar timer.................................................................................................80
Bảng 4.7 Các thông số đạt cho Counter ........................................................................................................82
Bảng 4.8 Gán địa chỉ vào/ra...................................................................................................................................83
Bảng 4.9 Gán địa chỉ vào/ra...................................................................................................................................88

0917 193 864
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc chung của PLC......................................................................................................................4
Hình 1.2. Đầu vào - ra của bộ PLC......................................................................................................................7
Hình 1.3. Lập trình PLC bằng máy tính...........................................................................................................8
Hình 1.4. Thiết bị lập trình xách tay...................................................................................................................8
Hình 1.5. Đọc tín hiệu đầu vào...............................................................................................................................9
Hình 1.6. Giai đoạn thực hiện chương trình...............................................................................................10
Hình 1.7. Giai đoạn cập nhật đầu ra.................................................................................................................10
Hình 1.8. Chu trình làm việc của PLC...........................................................................................................11
Hình 1.9. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC.......................................................12
Hình 2.1. Đồ thị thời gian của Timer on delay..........................................................................................19
Hình 2.2. Đồ thị thời gian của OFF delay....................................................................................................20
Hình 2.3. Đồ thị thời gian của One-shot pulse timer............................................................................20
Hình 2.4. Đồ thị thời gian của Flashing pulse timer.............................................................................20
Hình 2.5. Đồ thị thời gian của Twin timer ..................................................................................................21
Hình 2.6. Đồ thị thời gian của Holding timer............................................................................................21
Hình 2.7. Đồ thị mô tả hoạt động của count...............................................................................................22
Hình 2.8. Lập trình và cài đặt thông số trên ZEN...................................................................................23
Hình 2.9. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong của ZEN ...................................................23
Hình 2.10. Viết chương trình bậc thang.........................................................................................................24
Hình 2.11. Đầu vào tương tự và bộ so sánh tương tự ..........................................................................26
Hình 2.12. Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V.....................................................................................................26
Hình 2.13. Khi đầu vào analog I5 ≥ I4...........................................................................................................26
Hình 2.14. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số.......................................................................27
Hình 2.15. Thiết lập khi hiển thị chữ2.3.5. Dùng các bit nút bấm (B)......................................29
Hình 2.16. Dùng các bit nút bấm........................................................................................................................30
Hình 2.17. Thiết lập bảo vệ chương trình.....................................................................................................32
Hình 2.18. Xóa password đã đăng ký..............................................................................................................33
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thiết bị modul chứa bộ điều khiển ZEN.....................................................38
Hình 3.2. Mô hình hoàn thiện Modul chứa bộ điều khiển Zen......................................................38

0917 193 864
ix
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý đổi nối sao - tam giác...................................................................................39
Hình 3.4. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đổi nối sao - tam giác............................................................40
Hình 3.5. Mô hình hoàn thiện Modul đổi nối sao - tam giác...........................................................41
Hình 3.6. Chương trình điều khiển....................................................................................................................42
Hình 3.7. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đóng mở cửa tự động............................................................43
Hình 3.8. Mô hình hoàn thiện modul đóng mở cửa tự động............................................................44
Hình 3.9: Chương trình điều khiển...................................................................................................................45
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị trò chơi đường lên đỉnh Olympia...............................................46
Hình 3.11: Mô hình hoàn thiện trò chơi đường lên đỉnh Olympia...............................................46
Hình 3.12. Chương trình điều khiển.................................................................................................................48
Hình 3.13: Sơ đồ mặt bằng bãi đỗ xe tự động...........................................................................................49
Hình 3.14: Hình ảnh một bãi đỗ xe trong thực tế ...................................................................................50
Hình 3.15: Sơ đồ bố trí thiết bị modul bãi đỗ xe tự động..................................................................52
Hình 3.16. Mô hình hoàn thiện modul bãi đỗ xe tự động..................................................................52
Hình 3.18. Hình ảnh một hệ thống đèn giao ở ngã tư..........................................................................54
Hình 3.19. Sơ đồ thời gian chế độ giờ cao điểm .....................................................................................56
Hình 3.20. Sơ đồ thời gian chế độ bình thường........................................................................................57
Hình 3.21. Hình ảnh bố trí đèn giao thông ở ngã tư..............................................................................58
Hình 3.22. Sơ đồ bố thiết bị modul đèn giao thông...............................................................................58
Hình 3.23. Mô hình hoàn thiện modul đèn giao thông........................................................................59
Hình 3.25. Toàn bộ các mô hình sau khi hoàn thiện.............................................................................62
Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc chương trình theo ngôn ngữ LAD............................................................66
Hình 4.2: Hình giản đồ thời gian của Counter ..........................................................................................81

0917 193 864
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây với sự phát triển của khoa học công nghệ, thiết bị
điều khiển logic khả trình PLC đã được ứng dụng rộng rãi trong tự động hoá xí nghiệp
công nghiệp và rất nhiều lĩnh vực khác. PLC có thể coi như trái tim của hệ thống điều
khiển nhằm tăng năng suất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm.
PLC là một môn học thực sự cần thiết đối với một kỹ sư điều khiển tự động.
Với mục đích bổ sung cơ cở vật chất tại trường ĐHCN Việt - Hung nhằm đào tạo đội
ngũ kỹ sư Điện có tay nghề cao, lập trình PLC thành thạo.
Với ý nghĩa đó, đề tài luận văn: “Nghiên cứu, ứng dụng PLC để xây dựng hệ
thống thực hành đa năng tại trường Đại học công nghiệp Việt - Hung” là một đề tài
thiết thực, có tính ứng dụng cao.
Mục tiêucủa luận văn:
- Thiết kế chế tạo được mô hình bài tập thực hành PLC
- Nghiên cứu hệ lệnh của PLC ZEN và khả năng ứng dụng của ZEN trong thực tế
- Xây dựng được hệ thống bài tập thực hành PLC
- Xây dựng được đề cương hướng dẫn thực hành PLC
Nội dung thực hiện:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về bộ điều khiển PLC
- Nghiên cứu hệ lệnh của bộ PLC ZEN của hãng Omron
- Xây dựng hệ thống bài tập thực hành PLC cơ bản và các yêu cầu công nghệ
điều khiển trong thực tế.
- Lựa chọn chủng loại và cấu hình của bộ PLC
- Thiết kế phần cơ khí các modul bài tập thực hành PLC
- Viết chương trình điều khiển đáp ứng hệ thống bài tập thực hành PLC
- Download chương trình, kết nối với các modul và chạy kiểm tra
- Xây dựng đề cương hướng dẫn thực hiện các bài tập thực hành
Bố cục của luận văn :
Luận văn được chia thành 4 chương
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC
Chương 2: Bộ điều khiển lập trình ZEN của Omron
Chương 3: Xây dựng hệ thống bài tập thực hành ứng dụng PLC ZEN
Chương 4: Xây dựng bài giảng thực hành ZEN

0917 193 864
2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH
PLC 1.1. Giới thiệuchung về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC
1.1.1. Khái niệm về PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt
thành PLC là loại thiết bị được ứng dụng rất rộng rãi trong tự động hoá xí nghiệp công
nghiệp và rất nhiều lĩnh vực khác. Thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình, các thuật toán này có thể sửa đổi và thay
thế một cách nhanh chóng và dễ dàng cho phù hợp với từng yêu cầu công nghệ. PLC
được thiết kế có sẵn giao diện cho các thiết bị vào/ra và có thể lập trình với ngôn ngữ
lập trình đơn giản và dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch,
cho phép các kĩ sư không yêu cầu cao về máy tính và ngôn ngữ máy tính cũng có thể
sử dụng được. PLC là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và dễ trao
đổi thông tin với các PLC khác hoặc với máy tính
1.1.2. Lịch sử phát triển của PLC
Vào khoảng năm 1968, các nhà sản xuất ô tô đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật đầu
tiên cho thiết bị điều khiển logic khả lập trình. Mục đích đầu tiên là thay thế cho các tủ
điều khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện năng và thường xuyên phải thay thế các rơ le
do hỏng cuộn hút hay gãy các thanh lò xo tiếp điểm. Mục đích thứ hai là tạo ra một
thiết bị điều khiển có tính linh hoạt trong việc thay đổi chương trình điều khiển. Những
PLC đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp ô tô vào năm 1969 đã đem lại sự ưu
việt hơn hẳn các hệ thống điều khiển trên cơ sở rơ le. Các thiết bị này được lập trình dễ
dàng, không chiếm nhiều không gian trong các xưởng sản xuất và có độ tin cậy cao
hơn các hệ thống rơ le. Các ứng dụng của PLC đã nhanh chóng rộng mở ra tất cả các
ngành công nghiệp sản xuất khác. Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành công của PLC
đó chính là độ tin cậy cao và khả năng lập trình dễ dàng. Độ tin cậy của PLC được
đảm bảo bởi các mạch bán dẫn được thiết kế thích ứng với môi trường công nghiệp.
Các mạch vào ra được thiết kế đảm bảo khả năng chống nhiễu, chịu được ẩm, chịu
được dầu, bụi và nhiệt độ cao. Vào cuối những năm bảy mươi việc truyền dữ liệu đã
trở nên dễ dàng nhờ sự phát triển nhảy vọt của công nghiệp điện tử. Các PLC có thể

0917 193 864
3
điều khiển các thiết bị cách xa hàng vài trăm mét. Các PLC có thể trao đổi dữ liệu cho
nhau và việc điều khiển quá trình sản xuất trở nên dễ dàng hơn.
PLC được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau trên thế giới. Về nguyên lý hoạt
động các PLC này có tính năng tương tự giống nhau, nhưng về lập trình sử dụng thì
chúng hoàn toàn khác nhau do thiết kế khác nhau của mỗi nhà sản xuất. PLC khác với
các máy tính là không có ngôn ngữ lập trình chung và không có hệ điều hành. Khi
được bật lên thì PLC chỉ chạy chương trình điều khiển ghi trong bộ nhớ của nó, chứ
không thể chạy được hoạt động nào khác. Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi
như: Siemens, Toshiba, Mishubisi, Omron, Allan Bradley,Rocwel,Fanuc là các hãng
chiếm phần lớn thị phần PLC thế giới. Các PLC của các hãng này được ứng dụng rộng
rãi trong công nghiệp sử dụng công nghệ tự động hoá.
1.1.3. Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hoá.
Tất cả mọi hoạt động của hệ thống từ đơn giản đến phức tạp đều được PLC điều
khiển vì vậy PLC đóng vai trò rất quan trọng trong một hệ thống điều khiển, PLC có
thể được xem như trái tim trong một hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương
trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ của PLC. Thông qua các tín hiệu đầu vào (các
tín hiệu ở dạng logic ON/OFF) mà PLC sẽ cho các tín hiệu đầu ra để điều khiển hoạt
động các thiết bị của hệ thống.
1.2. Cấu trúc chung của PLC
Nếu không nhìn về khía cạnh giá thành, kích thước, mức độ phức tạp, tất cả các
PLC đều có những thành phần cơ bản và đặc điểm chức năng giống nhau. Một PLC
bao giờ cũng gồm có 5 thành phần cơ bản:
- Module xử lý tín hiệu
-Module nhớ
- Module nguồn
- Mô đun vào/ra
- Thiết bị lập trình
Sơ đồ của một bộ PLC cơ bản được biểu diễn trên hình 1.1
Ngoài các module chính này, các PLC còn có các module phụ trợ như module kết
nối mạng, các module đặc biệt để xử lý tín hiệu như module kết nối với các can nhiệt,

0917 193 864
4
module điều khiển động cơ bước, module kết nối với encoder, module đếm xung vào
vv.
Mođun
Vào / Ra
Mođun
nguồn
CPU
Thiết bị lập
trình
Mođun nhớ
Hình 1.1. Cấu trúc chung của PLC
1.2.1. Bộ xử lý tín hiệu
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là bộ phận chứa bộ vi xử lý. Bộ
xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương
trình được lưu trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt
động đến các thiết bị ra.
Bộ xử lý tín hiệu có thể bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý tiêu chuẩn hoặc các
bộ vi xử lý hỗ trợ cùng với các mạch tích hợp khác để thực hiện các phép tính logíc,
điều khiển và ghi nhớ các chức năng của PLC. Bộ xử lý thu thập các tín hiệu vào, thực
hiện các phép tính logíc theo chương trình, các phép tính đại số và điều khiển các đầu
ra số hay tương ứng. Phần lớn các PLC sử dụng các mạch logic chuyên dụng trên cơ
sở bộ vi xử lý và các mạch tích hợp tạo nên đơn vị xử lý trung tâm CPU.
Bộ vi xử lý sẽ lần lượt quét các trạng thái của đầu vào và các thiết bị phụ trợ,
thực hiện logic điều khiển được đặt ra bởi chương trình ứng dụng, thực hiện các tính
toán và điều khiển các đầu ra tương ứng của PLC. Bộ vi xử lý nâng cao khả năng logic

0917 193 864
5
và khả năng điều khiển của PLC. Các PLC thế hệ cuối cho phép thực hiện các phép
tính số học và các phép tính logic, bộ nhớ lớn hơn, tốc độxử lý cao hơn và có trang bị
giao diện với máy tính, với mạng nội bộ. Bộ vi xử lý điều khiển chu kỳ làm việc của
chương trình. Chu kỳ này được gọi là chu kỳ quét của PLC, tức là khoảng thời gian
thực hiện xong một vòng các lệnh của chương trình điều khiển.
1.2.2. Bộ nhớ
Bộ nhớ của PLC có vai trò rất quan trọng, bởi vì nó được sử dụng để chứa toàn
bộ chương trình điều khiển, các trạng thái của các thiết bị phụ trợ. Thông thường các
bộ nhớ được bố trí trong cùng một khối với CPU. Thông tin chứa trong bộ nhớ sẽ xác
định việc các đầu vào, đầu ra được xử lý như thế nào. Bộ nhớ bao gồm các tế bào nhớ
được gọi là bit. Mỗi bit có hai trạng thái 0 hoặc 1. Đơn vị thông dụng của bộ nhớ là K,
1K = 1024 từ(word), 1 từ(word) có thể là 8 bit. Các PLC thường có bộ nhớ từ 1K đến
64K, phụ thuộc vào mức độ phức tạp của chương trình điều khiển. Trong các PLC
hiện đại có sử dụng một số kiểu bộ nhớ khác nhau. Các kiểu bộ nhớ này có thể xếp vào
hai nhóm: bộ nhớ có thể thay đổi và bộ nhớ cố định. Bộ nhớ thay đổi là các bộ nhớ có
thể mất các thông tin ghi trên đó khi mất điện. Nếu chương trình điều khiển chứa trong
bộ nhớ mà bị mất điện đột xuất do tuột dây, mất điện nguồn thì chương trình phải được
nạp lại và lưu vào bộ nhớ. Bộ nhớ cố định ngược lại với bộ nhớ thay đổi là có khả
năng lưu giữ thông tin ngay cả khi mất điện.
Bộ nhớ có thể chia làm các loại sau:
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM (Random access Memory): đó là bộ nhớ
cho phép đọc và ghi. Dữ liệu trong RAM dễ dàng sửa được nhưng sẽ bị mất đi khi
PLC mất điện. Để khắc phục nhược điểm này người ta thường dùng pin để lưu trữ dữ
liệu và chương trình trong RAM.
- ROM (Read Only Memory): là loại bộ nhớ chỉ đọc, không thể thay đổi được
dữ liệu trong ROM, ROM do nhà chế tạo chế sẵn chỉ nạp dữ liệu được một lần.
- PROM (Programmable Read Only Memory): là loại bộ nhớ cải tiến từ ROM,
là bộ nhớ trắng được ghi do nhà thiết kế. Tuy nhiên chương trình và dữ liệu được ghi
trong PROM không thể xoá được.

0917 193 864
6
- EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): là bộ nhớ cải tiến lên
từ PROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng pin. Nội dung dữ liệu và chương
trình chứa trong EPROM có thể xoá được bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ
nhỏ trên EPROM và sau đó ghi dữ liệu mới vào máy bằng máy nạp.
- EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): là loại
kết hợp ưu điểu của cả RAM và EPROM, dữ liệu trong EEPROM có thể xoá và nạp
băng tín hiệu điện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn.
1.2.3. Bộ nguồn
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử
lý (thường là 5V) và cho các mạch điện đầu ra hoặc các module còn lại (thường là
24V).
1.2.4. Module vào - ra
Module vào - ra là phương thức liên lạc vật lý giữa hệ thống PLC với thế giới
bên ngoài. Cho phép thực hiện các kết nối, thông qua các kênh vào - ra đến module
vào và module ra. Cũng thông qua module vào - ra chương trình được nạp vào bộ nhớ.
Module vào - ra có thể là số hoặc tương tự.
* Các dạng đầu vào: Các tín hiệu vào từ các thiết bị hay từ các cảm biến cung
cấp các dữ liệu và thông tin cần thiết để bộ xử lý tín hiệu thực hiện các phép tính logic
yêu cầu quyết định đến việc điều khiển máy hoặc quá trình. Các tín hiệu vào có thể lấy
từ các thiết bị khác nhau như nút ấn, công tắc, can nhiệt, ten zô mét, vv.
Tín hiệu vào được nối vào các module vào để lọc tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu về
mức năng lượng thấp để bộ xử lý có thể sử dụng được. Đầu vào có hai dạng là đầu vào
dạng số và đầu vào dạng tương tự.
Đầu vào dạng số được kết nối với các cầu nối kênh trên module vào số, các
kênh này chỉ có các tín hiệu hai trạng thái 0 hay1.
Đầu vào tương tự có thể là tín hiệu điện áp, dòng điện từ các cảm biến tương tự.
* Các dạng đầu ra
Đầu ra của PLC là các tín hiệu cấp hay ngắt năng lượng để điều khiển máy hay
quá trình. Các tín hiệu này là các tín hiệu điện áp từ các mạch ra và nói chung là chúng
có mức năng lượng thấp. Các tín hiệu này thông thường không truyền trực tiếp đến cơ

0917 193 864
7
cấu chấp hành, mà truyền đến các bộ khuyếch đại công suất, hoặc các bộ chuyển mạch
từ công suất thấp sang công suất cao hơn. Ví dụ tín hiệu điều khiển đóng mở van, tín
hiệu này truyền đến cuộn hút của khởi động từ của động cơ, kích hoạt khởi động từ và
mạch điện cấp vào động cơ được đóng, động cơ chạy và bắt đầu đóng hay mở van tuỳ
theo chiều quay của động cơ. Đầu ra cũng có hai dạng tín hiệu là dạng tín hiệu số hoặc
tín hiệu tương tự.
Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic.... Mỗi
điểm vào/ ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng.
Hình 1.2. Đầu vào - ra của bộ PLC
1.2.5. Thiết bị lập trình
Thiết bị lập trình được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết sau
đó được chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng, có
thể là thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, có thể là phần mềm được cài đặt trên máy tính
cá nhân.
- Lập trình nhờ các phần mềm lập trình trên máy tính và nạp chương trình lên
PLC qua cổng RS232 hay qua cổng kết nối với mạng LAN hay mạng Internet. Máy
tính cá nhân là phương tiện lập trình tốt nhất cho PLC, bởi vì chúng ta có thể quan sát
được nhiều dòng lệnh trên màn hình, soạn thảo và truy cập vào chương trình dễ dàng.
Điều bất tiện là máy tính cá nhân không thích hợp lắm với môi trường công nghiệp và
khả năng di chuyển kém.

0917 193 864
8
Hình 1.3. Lập trình PLC bằng máy tính
Lập trình bằng thiết bị lập trình xách tay: lập trình trực tiếp vào bộ nhớ của
PLC. Thiết bị này không dễ sử dụng như máy tính, nhưng lại tiện cho việc mang đi
theo người. Lập trình được thực hiện từng dòng lệnh tương ứng với từng bậc của sơ đồ
thang.
Hình 1.4. Thiết bị lập trình xách tay
- Lập trình trên máy tính, nạp lên thẻ nhớ và sau đó nạp từ thẻ nhớ vào PLC qua
cổng tiêu chuẩn. Các thẻ nhớ EEPROM là các bộ nhớ ROM có thể xoá và lập trình lại
được bằng điện. Ưu điểm của EEPROM là nó có thể thay đổi chương trình của PLC
bằng cách cắm vào cổng của PLC.

0917 193 864
9
1.3. Nguyên lýhoạt động của PLC
Khi chạy, một chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính:
 Đọc tín hiệu đầu vào

 Thực hiện chương trình

 Xuất kết quả ra
1.3.1. Đọc tín hiệu đầu vào
Giai đoạn này bộ vi xử lý “chụp lại” trạng thái logic của các đầu vào rồi truyền
hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu.
Hình 1.5. Đọc tínhiệu đầu vào
1.3.2. Thực hiện chương trình
Thực hiện các phép toán logic chứa trong bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu
đến cuối bằng cách sử dụng “hình ảnh” của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ
liệu. Kết quả của mỗi phép toán logic ( hình ảnh đầu ra ) lại được lưu trong bộ nhớ dữ
liệu.

0917 193 864
10
Hình 1.6. Giai đoạn thực hiện chương trình
1.3.3. Cập nhật đầu ra
Sao chép lại toàn bộ các trạng thái logic hình ảnh của đầu ra (lưu trong bộ nhớ
dữ liệu) ra các module đầu ra để điều khiển các thiết bị bên ngoài.
Hình 1.7. Giai đoạn cập nhật đầu ra

0917 193 864
11
Như vậy, ta có thể khái quát một chu trình làm việc của PLC như sau:
Thu thập dữ liệu đầu vào
Chạy chương trình
Cập nhật đầu ra
Hình 1.8. Chu trình làm việc của PLC
1.4. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC
Đối với một bài toán thiết kế điều khiển PLC ta cần theo các bước sau:
- Tìm hiểu, phân tích yêu cầu công nghệ
- Xác định đối tượng điều khiển của hệ thống
- Xác định loại và số lượng tín hiệu đầu vào và ra, lập bảng phân công địa chỉ
vào/ra
- Vẽ giản đồ thời gian hoặc lưu đồ thuật toán cho các tín hiệu vào/ ra
- Lựa chọn ngôn ngữ lập trình và loại PLC tương ứng
- Viết chương trình điều khiển
- Chạy mô phỏng và kiểm tra lỗi
- Nạp chương trình vào PLC
- Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi
- Chạy thử và kiểm tra
- Nếu tốt ta tiến hành nạp chương trình vào EPROM và tạo tài liệu chương trình

0917 193 864
Xác định yêu cầu
của hệ thống
Vẽ lưu đồ điều khiển
Liệt kê các thiết bị I/O tương
ứng với các đầu I/O của PLC
Soạn thảo chương trình
Nạp chương trình cho
PLC
Sửa chữa chương
trình
Chạy mô phỏng và tìm
lỗi
Chạy lỗi
12
Kết nối các thiết bị I/O vào PLC
Kiểm tra dây nối
Chạy thử chương trình
Kiểm tra
Chạy tốt
N
YE
Nạp vào EPROM
Tạo tài liệu chương trình
Chấm dứt
Hình 1.9. Trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển
PLC 1.5. Phân tích lựa chọn chủng loại PLC
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemen, Omron,
ABB, Mitshubishi, LG.... mỗi hãng đều có những tính năng và ưu điểm riêng. Hiện tại,
phòng thực hành PLC của trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung đã có PLC của các
hãng Siemen, LG, Mitsubitshi. Với mục đích đa dạng về chủng loại để các em được
làm quen với các hãng PLC khác nhau, vì vậy đề tài lựa chọn bộ PLC Zen của hãng
Omron để nghiên cứu. Bộ PLC Zen là bộ PLC đơn giản của hãng Omron, bộ Zen phù

0917 193 864
13
hợp với các yêu cầu điều khiển tự động đơn giản và phù hợp với hệ thống bài tập thực
hành dành cho sinh viên tại trường Đại học Công nghiệp Việt - Hung
Căn cứ vào yêu cầu bài tập và số lượng đầu vào, ra của từng bài tập tác giả lựa
chọn bộ PLC ZEN-20C3AR-A-V2.
1.6. kết luận chương 1
Nội dung chương 1 đã nghiên cứu được về những vấn đề sau :
Tổng quan về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC
Tìm hiểu về vai trò của PLC trong hệ thống tự động
hóa Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của PLC
Đưa ra được trình tự các bước thiết kế bài toán điều khiển PLC từ đó chọn được
chủng loại PLC sử dụng trong luận văn
Trên cơ sở những nghiên cứu bước đầu về PLC trong chương 1, chương 2 sẽ đi
sâu nghiên cứu về bộ điều khiển lập trình Zen của OmRon.

0917 193 864
14
CHƯƠNG 2
BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ZEN CỦA OMRON
2.1. Tổng quan về ZEN của OMRON.
2.1.1. Các đặc điểm cơ bản của Zen
Zen là một loại PLC cỡ nhỏ được cung cấp bởi hãng OMRON (Nhật). Zen còn
được gọi là hệ rơle lập trình được (Programable relays) với nhiều ưu điểm nổi bật:
• Tiết kiệm khi điều khiển tự động hoá cỡ nhỏ.
Một bộ xử lý trung tâm cung cấp 12 đầu vào và 8 đầu ra (đối với khối CPU 20
cổng vào ra). Thích hợp sử dụng cho các điều khiển cỡ nhỏ như hệ thống cung cấp
nước cho nhà cao tầng hay điều khiển ánh sáng cho các văn phòng công sở…
• Hoạt động dễ dàng với một hệ điều khiển giá rẻ.
Lập trình ladder trực tiếp từ bộ xử lý trung tâm. Chương trình ladder có thể dễ
dàng được copy.
• Zen có kích thước rất nhỏ thuận lợi cho việc lắp đặt.
• Dễ dàng trong việc lắp ráp và nối dây.
Việc gá đặt dễ dàng với một rãnh nhỏ phía mặt sau. Sẵn có các Timer và
Counter vì vậy chỉ cần nối dây cho nguồn cấp và các cổng vào ra. Thao tác kết nối đơn
giản chỉ cần dùng một tuốc nơ vít.
• Có thể kết hợp với các module mở rộng tăng số lượng các đầu vào ra. Số
lượng đầu vào ra của Zen có thể lên tới 24 đầu vào và 20 đầu ra nhờ kết hợp thêm 3
module mở rộng.
• Biện pháp khắc phục khi mất điện.
EEPROM vẫn lưu trữ chương trình và dữ liệu cài đặt hệ thống khi không cấp
điện tới ZEN. Các dữ liệu về thời gian, counter, holding timer và các bit làm việc vẫn
được lưu nhờ sử dụng một nguồn nuôi.
• Dễ dàng lưu trữ và copy chương trình.
Sử dụng một băng từ nhớ có thể dễ dàng lưu trữ và copy chương trình
• Có thể lập trình và kiểm tra hoạt động từ một máy vi tính. Phần mềm Zen
Support cung cấp một cách hoàn chỉnh cho quá trình mô phỏng trên máy vi tính.

0917 193 864
15
• Dung lượng đóng cắt lớn: Công tắc đầu ra có thể chịu dòng 8A (250 VAC).
Các công tắc đều độc lập với nhau.
• Đầu vào xoay chiều: Đối với CPU có nguồn cấp đầu vào xoay chiều, có thể
kết nối trực tiếp với điện áp từ 100V đến 240V.
• Lập trình dễ dàng: Có thể đặt cho bit đầu ra 3 sự hoạt động khác nhau.
• Các Timer phong phú: Mỗi Timer đều hỗ trợ 5 kiểu hoạt động và 3 kiểu thang
chia thời gian. Cùng với 8 holding Timers có thể giữ trạng thái Timer khi nguồn cấp bị
ngắt.
• Counter có thể đếm tăng và đếm giảm: Có sẵn 16 Counter có thể điều khiển
đếm tăng hoặc đếm giảm. Sử dụng bộ so sánh có thể lập trình cho nhiều đầu ra từ 1
Counter.
• Hỗ trợ Timer hoạt động theo ngày hoặc theo mùa: Khối CPU với sẵn có chức
năng đồng hồ và lịch hỗ trợ 16 Weekly Timer và Calendar Timer. Calendar Timer hỗ
trợ điều khiển theo mùa, còn Weekly Timer hỗ trợ điều khiển theo ngày giờ.
• Đầu vào tương tự trực tiếp: Khối CPU với đầu vào nguồn cấp 1 chiều có 2 đầu
vào tương tự (từ 0V đến 10V) và 4 bộ so sánh tương tự.
• Bảo dưỡng dễ dàng hơn: Sử dụng chức năng hiển thị của khối CPU để hiển thị
tin nhắn do người sử dụng cài đặt về ngày, thời gian và các dữ liệu khác.
• Đèn màn hình sáng lâu hơn trong điều kiện làm việc tối: Có thể đặt cho đèn
màn hình tắt sau 2, 10 hay 30 phút, cũng có thể đặt chế độ đèn luôn sáng. Với chức
năng hiển thị, đèn màn hình cũng có thể bật sáng khi một tin nhắn hiển thị.
• Lọc nhiễu đầu vào: Mạch lọc nhiễu đầu vào ngăn chặn nhiễu đầu vào.
• Sử dụng rộng rãi trên thế giới: Có thể hiển thị 6 ngôn ngữ. Hỗ trợ chức năng
phân biệt giờ theo mùa.
• Bảo mật chương trình: Chương trình có thể được bảo vệ nhờ cài đặt password.
2.1.2. Giới thiệu các loại Zen.
Nói chung Zen được phân biệt dựa vào các yếu tố sau:
- Sử dụng nguồn nuôi AC hay DC:
+ Zen xoay chiều (nếu dùng nguồn AC)
+ Zen một chiều (nếu dùng nguồn DC)

0917 193 864
16
- Có màn hình tinh thể lỏng LCD (đi kèm phím ấn hay không có).
- Có đồng hồ thời gian theo tuần và năm hay không.
- Có đầu vào Analog hay không.
Dưới đây là bảng các loại Zen phiên bản V2
Bảng 2.1. Bảng các loại Zen phiên bản V2
2.1.3. Đặc tính kỹ thuật của ZEN -20C3AR-A-V2
2.1.3.1. Đặc tính đầu vào
- Điện thế đầu vào: 100V đến 240VAC (-15% /+10%, cho phép 85 ÷ 246
VAC) 50/60Hz,
- Số đầu vào 12 AC
- Tổng trở đầu vào: 680kΩ
- Dòng điện đầu vào: 0,15mA ở 100VAC và 0,35mA ở 240 VAC
- Điện thế đóng (mức 1): 80 VAC min
- Điện thế ngắt (mức 0): 25VAC max
- Thời gian đáp ứng cần thiết cho trạng thái đóng hay ngắt:
• Ở 100 VAC là 50ms hay 70ms (dùng chức năng lọc nhiễu ngõ vào)
• Ở 240 VAC là 100ms hay 120ms (dùng chức năng lọc nhiễu ngõ vào)

0917 193 864
17
2.1.3.2. Đặc tính đầu ra
- Dòng điện cực đại của tiếp điểm 8A ở 250VAC, 5A ở 24 VDC
- Tuổi thọ của Rơle:
• Về điện: 50.000 lần vận hành
• Về cơ: 10 triệu lần vận hành
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi đóng: 15ms
- Thời gian đáp ứng cần thiết khi ngắt: 5ms
2.1.3.3. Công suất tiêu thụ
- Loại AC: 30VA max
- Điện trở cách nhiệt giữa nguồn AC cung cấp và đầu nối đầu vào, đầu nối đầu
ra 20MΩ min ở 500VDC
- Nhiệt độ môi trường cho phép: 00
C đến 550
C
- Độ ẩm môi trường cho phép: 10% đến 90%
2.1.3.4. Các thông số khác
Có 16 bit lưu (holding bit) trạng thái kể cả khi mất điện
16 timer với nhiều loại: ON-delay/OFF-delay timer, One-shot timer, Flashing-
pulse timer
8 Holding timer với trạng thái được lưu kể cả khi mất điện
16 counter có thể đếm lên hoặc xuống thay đổi bằng chương trình
16 display bit dùng để hiển thị các message lên màn hiển thị của ZEN tuỳ theo
trạng thái chương trình
8 bit báo trạng thái các nút bấm
Lưu chương trình bằng EEPROM hoặc bằng card
nhớ 16 weekly/16 calendar timer
Lập trình từ trái sang phải dễ dàng trực tiếp trên ZEN hay bằng phần mềm ZEN
Support Software
Dung lượng chương trình 96 dòng (gồm 3 đầu vào và 1 đầu ra mỗi dòng)
Các tính năng mới bổ sung của model -V2: twin timer, weekly timer multiple-
day operation, pulse output operation, 8-digit counter (150 Hz), 8-digit comparators

0917 193 864
18
2.2. Các vùng nhớ của Zen
2.2.1. Các bit vào/ ra, các bit làm việc và các bit có lưu
Bảng 2.2. Các bit vào ra, các bit làm việc và các bit có lưu
Địa
Số
Tên Kiểu chỉ Chức năng
bít
bít
Bít đầu vào
0 đến
6
CPU có 10 cổng
Phản ánh trạng thái đóng/mở
5 vào/ra
bộ xử lý I của thiết bị đầu vào nối tới đầu
trung tâm
0 đến
12
CPU có 20 cổng
vào của Zen
b vào/ra
Bít đầu vào
khối
X
0 đến
12
Phản ánh trạng thái đóng/mở của thiết bị đầu vào
mudule mở b vào nối tới đầu vào của khối module mở rộng
rộng
Bít đầu vào
B
0 đến
8
Bật ON khi các nút hoạt động được ấn trong chế độ
nút ấn 7 RUN
Bít so sánh
A
0 đến
4
Đầu ra là kết quả so sánh của đầu vào tương tự. Có
tương tự 3 thể chỉ được cho kiểu có điện áp nguồn cấp 24VDC
Bít so sánh P
0 đến
16
So sánh giá trị hiện tại của các Timer. Holding
f Timer và Counter. Đầu ra là kết quả so sánh
Bít so sánh
G
0 đến
4
So sánh kết quả hiện tại của bộ đếm 8 số (F) với
8 số 3 một hằng số. Đầu ra là kết quả so sánh
Bít đầu ra
0 đến
4
CPU có 10
Đưa ra trạng thái đóng/mở cho
3 cổng vào/ra
bộ xử lý Q thiết bị đầu ra nối tới đầu ra của
0 đến CPU có 10
trung tâm 8 Zen
7 cổng vào/ra
Bít đầu ra
khối
Y
0 đến
12
Đưa ra trạng thái đóng/mở cho thiết bị đầu ra nối tới
module mở b đầu ra của khối module mở rộng
rộng

0917 193 864
19
Các bít làm
M
0 đến
16
Chỉ được sử dụng bên trong chương trình. Không
việc f thể đưa ra thiết bị bên ngoài
Bít có lưu H
0 đến
16
Làm việc giống như các bít làm việc tuy nhiên các
f bít này lưu được trạng thái đóng/mở khi mất điện
• Các bit đầu vào có 2 trạng thái: Thường mở và thường đóng
• Các bit đầu ra có 4 trạng thái:
- ‘[‘ Đầu ra hoạt động bình thường: Khi được nối điện thì đầu ra có điện, khi
mất nối điện thì đầu ra mất điện.
- ‘S’ Set bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra được set lên 1
mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đầu ra nữa hay không.
- ‘R’ Reset bit đầu ra: Khi được nối điện thì trạng thái của đầu ra được reset về
0 mà không phụ thuộc vào việc còn nối điện cho đẩu ra nữa hay không.
- ‘A’ Thay đổi trạng thái đầu ra: Mỗi khi được nối điện trạng thái của đầu ra sẽ
chuyển sang trạng thái ngược lại với trạng thái đang có.
2.2.2. Timer
Trên Zen có 4 loại timer:
- Timer thường (T): Từ T0 đến T7
- ON delay timer : Bật sau một khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào
trigger lên ON
Hình 2.1. Đồ thị thời gian của Timer on delay
- OFF delay timer : Vẫn ở ON trong khi đầu vào trigger ON và tắt sau một
khoảng thời gian đặt trước sau khi đầu vào trigger về OFF

0917 193 864
20
Hình 2.2. Đồ thị thời gian của OFF delay
- One-shot pulse timer (O): Vẫn ON ở trong một khoảng thời gian đặt trước khi
đầu vào trigger bật lên ON
Hình 2.3. Đồ thị thời gian của One-shot pulse timer
- Flashing pulse timer (F): Bật và tắt lặp đi lặp lại trong khoảng chu kì đặt
trước trong khi đầu vào trigger ở trạng thái ON
Hình 2.4. Đồ thị thời gian của Flashing pulse timer

0917 193 864
21
- Twin timer ( W ): Bật tắt lặp đi lặp lại khi đầu vào trigger ở trạng thái
ON. Thời gian ON và thời gian OFF có thể tách riêng.
Hình 2.5. Đồ thị thời gian của Twin timer
- Holding Timer (#): Từ #0 đến #3
Bật sau một khoảng thời gian đặt trước khi đầu vào trigger lên ON. Giá trị hiện
hành vẫn được lưu khi timer chuyển từ RUN sang STOP hoặc khi bị ngắt điện. Timer
lại tiếp tục khi đầu vào kích lên ON. Bít đầu ra của Timer cũng được giữ nguyên trạng
thái khi Timer đếm xong.
Hình 2.6. Đồ thị thời gian của Holding timer
- Weekly Timer (@): Từ @0 đến @7
Cho phép đặt các ngày hoạt động trong tuần và thời gian hoạt động trong các
ngày đó.
- Calender Timer(*): Từ *0 đến *7

0917 193 864
22
Cho phép đặt thời gian hoạt động trong 1 năm từ ngày bắt đầu đến ngày kết thúc.
2.2.3. Counter
Có đến 16 bộ đếm và một bộ đếm 8 số có thể đếm tăng hoặc đếm giảm. Giá trị
hiện hành của bộ đếm và trạng thái đầu ra của counter được lưu giữ ngay cả khi thay
đổi chế độ hoạt động hoặc khi mất điện. Đầu ra của bộ đếm bật lên on khi giá trị đếm
được bằng hay lớn hơn giá trị cài đặt. Giá trị đếm được trở về 0 và đầu ra của bộ đếm
(Counter bit) trở về OFF khi đầu vào Reset bật lên ON. Đầu vào của bộ đếm không có
tác dụng đếm khi đầu vào Reset lên ON.
Có 3 đầu vào của bộ đếm:
• Đầu vào đếm: CC (Count) đếm lên/đếm xuống khi đầu vào đếm lên ‘1’
• Đầu chọn hướng đếm: DC (Direction) nếu = ‘0’ là đếm lên, nếu = ‘1’ là đếm
xuống.
• Đầu vào xoá số: RC ( Reset ) khi đầu vào xoá số = ‘1’ thì giá trị đếm trở về
‘0’, đầu ra của bộ đếm trở về ‘0’.
Hình 2.7. Đồ thị mô tả hoạt động của count
2.3. Lập trìnhvà cài đặt thông số trên ZEN
2.3.1. Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị
Có thể lựa chọn tới 6 ngôn ngữ để hiển thị trên mặt hiển thị LCD của ZEN là
Anh, Pháp, Italia, Đức, Tây Ban Nha và Nhật. Mặc định là tiếng Anh.

0917 193 864
23
Bấm OK để chuyển sang trang Menu
Bấm ↓ 4 lần để chuyển con trỏ tới
"LANGUAGE"
Bấm OK để hiển thị ngôn ngữ hiện tại,
Chữ cuối của ngôn ngữ sẽ nhấp nháy
(chữ "H" trong hình)
Bấm OK để làm cho cả từ nhấp nháy.
Bây giờ ta có thể lựa chọn ngôn ngữ khác
dùng phím ↑/↓.
Hình 2.8. Lập trình và cài đặt thông số trên
ZEN 2.3.2. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong
Hình 2.9. Nối dây đầu vào/ra và hoạt động bên trong của ZEN
Nối các công tắc SW1 và SW2 vào các đầu nối input I0 và I1 (số (1) trên
chương trình bậc thang) cũng bật hoặc tắt. Tương tự với công tắc SW2 và bit I1 Khi
chương trình chạy ở chế độ RUN và công tắc SW1 bật, Bit I0 bật lên và cũng làm bit

0917 193 864
24
đầu ra Q0 bật. Khi đó tiếp điểm đầu ra (output contact) cũng bật theo (chỉ thị bởi số (3)
chương trình).
Khi đó tiếp điểm đầu ra (output contact) bật lên (chỉ thị bởi số 3 trong chương
trình), tải nối với đầu nối đầu ra Q0 cũng được bật.
2.3.3. Viết chương trình bậc thang
Cần phải chuyển ZEN về chế độ STOP mới viết hay thay đổi được chương
trình.
Bấm OK để chuyển về màn hình Menu
và chọn PROGRAM
Chọn EDIT PROGRAM
Hình 2.10. Viết chương trình bậc thang
Sau đó màn hình hiển thị như sau:
Bấm OK để chuyển sang trang sửa chương trình bậc thang
Các hoạt động khi ở trang sửa đổi chương trình bậc thang:
Tại 1 thời điểm chỉ có thể hiển thị được 2 dòng trong mạch của chương trình
bậc thang trong màn hình Edit Screen.
Mỗi bộ ZEN có thể chứa tới 96 dòng, mỗi dòng có thể gồm 3 input condition là
các tiếp điểm đầu vào và 1 output.
2.3.4. Sửa chương trình bậc thang
- Thay đổi đầu vào.
Di chuyển con trỏ về vị trí cần thay đổi đầu vào
Bấm OK để đổi con trỏ sang dạng nhấp nháy và chuyển con trỏ sang vị trí nhập
loại bit.

0917 193 864
25
Bấm phím ↑/↓ để lựa chọn M.
Bấm để chuyển sang vị trí nhập loại bit. Dùng phím ↑/↓ để thay đổi đại chỉ
bit từ 0 lên 1.
Bấm OK để hoàn tất.
- Sửa đổi các chức năng phụ khác cho đầu ra bit.
Bây giờ ta sẽ thay đổi chức năng đầu ra bit sang S (tức SET).
Di chuyển con trỏ về vị trí cần thay đổi đầu ra.
Bấm OK để đổi con trỏ sang dạng nhấp nháy.
Bấm chuyển con trỏ sang vị trí thay đổi chức năng đầu ra.
Bấm phím ↑ hai lần để chuyển chức năng đầu ra từ [ thành S Bấm OK để hoàn tất.
- Xoá các đầu vào, đầu ra và các đường nối.
Di chuyển con trỏ tới vị trí của đầu vào, đầu ra hay đường nối cần xoá và bấm
DEL.
Di chuyển con trỏ tới vị trí của đầu vào bên phải của đường nối này. Bấm ALT
để chuyển sang chế độ vẽ đường nối. Con trỏ chuyển sang hình mũi tên
Bấm DEL để xoá
- Chèn các dòng.
• Để chèn 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về đầu dòng cần chèn thêm 1 dòng trắng
và ấn ALT
• Để chèn mạch song song (mạch OR), các đầu vào có thể được thêm vào giữa
các đầu vào song song.
Chuyển con trỏ về đầu dòng cần chèn thêm 1 dòng trắng và ấn
ALT - Xoá các dòng trắng
Để xoá 1 dòng trắng, chuyển con trỏ về vị trí đầu của dòng cần xoá và ấn DEL.
* Đầu vào tương tự (analog input) và bộ so sánh tương tự (analog comparator)
Có thể nối 2 đầu vào tương tự 0-10V vào module CPU của ZEN (với model
dùng nguồn DC). Hai đầu vào này là I4 và I5 như hình dưới.
Tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành dạng số BCD từ 00.0 đến 10.0. Kết
quả có thể được dùng với 1 trong 4 bộ so sánh tương tự (analog comparator) ký hiệu
A0 đến A3. Kết quả của việc so sánh này có thể được dùng làm đầu vào trong chương
trình.

0917 193 864
26
Hình 2.11. Đầu vào tương tự và bộ so sánh tương tự
- Ví dụ 1
Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V
Hình 2.12. Khi đầu vào analog I4 ≥ 5.2V
Đầu ra của bộ comparator sẽ bật lên ON khi điện áp đầu vào 1 đạt đến 5,2V
hoặc cao hơn
- Ví dụ 2
Khi đầu vào analog I5 ≥ I4
Hình 2.13. Khi đầu vào analog I5 ≥ I4

0917 193 864
27
Đầu ra của bộ comparator sẽ bật lên ON khi điện áp đầu vào 2 cao hơn đầu vào
1 * Các bit hiển thị thông báo (Display bit)
Chương trình trong ZEN có thể hiển thị lên trên màn hình LCD các thông báo
tự đặt, thời gian, giá trị hiện hành của timer/counter hay giá trị của bộ so sánh analog.
Có thể hiển thị nhiều dữ liệu trên cùng màn hình.
- Thiết lập trong màn hình sửa chương trình bậc thang.
Các đầu vào của bit hiển thị đựơc vẽ ở màn hình theo dõi thông số (Parameter
settings).
Display address: D0 đến D7 (8 bit)
- Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings).
Hình 2.14. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số
Bảng 2.3. Phương pháp đặt thông số trong trang thiết lập thông số

0917 193 864
28
Chú ý:
(1) Khi L0 hay L1 được chọn để tắt chức năng hiển thị trang thông báo, trang
hiển thị thông báo sẽ không đựơc hiển thị tự động. Dùng các phím để chuyển tới trang
hiển thị hoạt động.
(2) Khi L2 hay L3 được chọn để bật chức năng hiển thị trang thông báo, trang
hiển thị thông báo sẽ được hiển thị tự động để hiển thị dữ liệu đã đặt. Màn hình chính
sẽ không được hiển thị. Để hiển thị màn hình chính, phải chuyển CPU về chế độ
STOP.
Thiết lập khi hiển thị chữ (khi chọn CHR).

29
Hình 2.15. Thiết lập khi hiển thị chữ

0917 193 864
30
2.3.5. Dùng các bit nút bấm (B)
Với ZEN-20C3ARA-V2 là loại có màn hình LCD, mỗi khi bấm 1 nút trên
ZEN, bit nút bấm tương ứng (Button switch) sẽ thay đổi trạng thái. Có 8 bit nút bấm,
ký hiệu và địa chỉ từ B0 đến B7.
Hình 2.16. Dùng các bit nút bấm
Sử dụng bit nút bấm.
Các nút bấm có thể được dùng như các phím ẩn để xoá giá trị hiện hành của
counter hay holding bit.
Ví dụ:
Bấm DEL+ALT đồng thời trong khi đang chạy để reset counter C2 về 0 và bit
H5 về OFF ở chương trình bên.

0917 193 864
31
Chú ý:
+ Các nút bấm có thể được dùng như là nút hoạt động cho mỗi màn hình.
Khi dùng các nút như là các bit nút bấm, hãy thực hiện các lựa chọn tuỳ theo
tình trạng của màn hình.
+ Các nút có thể được dùng cho các hoạt động hệ thống của ZEN như lựa chọn
menu, bất kể bit nút bấm có đang được sử dụng không. Khi 1 nút bấm được nhấn cho
các hoạt động hệ thống của ZEN, bit tương ứng cũng bật. Hãy đảm bảo là hệ thống
không bị ảnh hưởng trước khi bấm các nút này.
2.4. Các chức năng đặc biệt của ZEN
2.4.1. Bảo vệ chương trình.
Chức năng bảo vệ bằng mật mã (password) sẽ bảo vệ chương trình và các thông
số thiết lập khỏi bị thay đổi không mong muốn bởi người vận hành.
Chú ý:
- Luôn ghi lại password đã đặt để sử dụng về sau. Nếu quên, sẽ không thể thao
tác với ZEN được nữa.
- Password là các giá trị từ 0000 đến 9999 (4 chữ số).
- Các hoạt động sau sẽ không thực hiện được nếu password không được nhập
đúng:
Sửa đổi chương trình. Theo
dõi chương trình chạy. Thay
đổi hay xoá password. Đặt
thời gian lọc đầu vào. Đặt
địa chỉ thiết bị.
- Khi chọn 1 trong số các chức năng trên trên menu, màn hình Hỏi password sẽ
được hiển thị. Nếu password được nhập vào đúng, màn hình sẽ chuyển sang màn hình
tiếp theo cho chức năng được lựa chọn. Tuy nhiên, nếu password không được nhập
đúng, màn hình tiếp theo sẽ không được hiển thị.

0917 193 864
32
Bấm OK để chuyển con trỏ thành dạng
nhấp nháy để cho phép đặt password.
Đặt password
Bấm và để chuyển tới ký tự
cần thay
Dùng các phím ↑ và ↓ để nhập các chữ số
từ 0 đến 9.
Bấm OK. Một màn hình xác nhận sẽ
được hiển thị.
Dấu (hình chìa khoá) sẽ xuất hiện ở dưới
bên phải của màn hình khi password đã
được đăng ký.
Hình 2.17. Thiết lập bảo vệ chương trình
Chú ý:
Màn hình sẽ tự động chuyển sang màn hình chờ nhập password khi thực hiện
các thiết lập có yêu cầu nhập password. Dùng cùng phương pháp như vậy để nhập
password đã đăng ký.

0917 193 864
33
2.4.2. Xoá password đã đăng ký
Bấm OK để chuyển con trỏ thành dạng
nhấp nháy để cho phép đặt password.
Nhập vào password
Bấm và để chuyển tới ký tự
cần thay đổi. Dùng các phím ↑ và ↓ để
nhập các chữ số từ 0 đến 9.
Bấm OK. Một màn hình sẽ được hiển thị
để xác nhận có xoá password không.
Nếu password được nhập không trùng
với password đã đăng ký, màn hình sẽ
chuyển về trang màn hình ban đầu. Nếu
password được nhập đúng với password
đã đăng ký, bấm OK để xoá password.
Dấu ³ sẽ không còn hiển thị ở dưới bên
phải của màn hình khi password đã được
xoá.
Nếu password được nhập không trùng
với password đã đăng ký, màn hình sẽ
hiển thị CHECK ERR. Hãy nhập lại
password cho đúng.
Hình 2.18. Xóa password đã đăng ký
2.5. Xử lýlỗi
2.5.1. Xử lý lỗi
Hãy xác định nguyên nhân gây lỗi và thực hiện các biện pháp xử lý ngay nếu có
xuất hiện chữ ERR hoặc thông báo lỗi trên màn hình LCD
2.5.2.Các thông báo lỗi
- Bật điện nhưng không chạy.

0917 193 864
34
Bảng 2.4. Thông báo lỗi bật điện nhưng không chạy
Thông báo lỗi Nguyên nhân Giải pháp có thể
Chương trình bậc thang và
MEMORY ERR Lỗi chương trình
các thông số thiết lập đã bị
xóa. Hãy ghi một chương
trình vào ZEN
Tăt điện nguồn và kiểm tra
I/O BUS ERR Lỗi nối dây của module mở rộng xem module mở rộng đã được
nối đúng chưa
Có nhiều hơn 3 module mở rộng
Tắt điện nguồn và giảm số
UNIT OVER module mở rộng xuống 3
đã được nối
hoặc ít hơn
Chương trình đang dùng loại bít
I/O VRFY ERR
không thể được dùng với câu hình Loại bỏ loại bít không hợp lệ
hệ thống hiện tại (xem ghi chú này trong chương trình
dưới đây)
Ghi chú: I/O VERIFICATION ERR
• Các bit vào ra của module mở rộng (X/Y): Do bit không được cấp phát trong
cấu hình hệ thống đã được sử dụng.
• Bộ so sánh analog (A): Do dùng với loại ZEN dùng nguồn AC
• Weekly timer (@)/Calendar timer (*): Do dùng với loại ZEN không có chức
năng lịch/đồng hồ
• Chức năng hiển thị: Do các nguyên nhân sau:
• Với loại dùng nguồn AC, các giá trị analog được chuyển đổi (I4/I5) được chỉ
định làm mục hiển thị.
• Với các loại không có lịch/đồng hồ, ngày, tháng (DAT) và thời gian (CLK)
được chỉ định làm mục hiển thị.
- Lỗi khi bật điện hay khi đang chạy

0917 193 864
35
Bảng 2.5. Thông báo lỗi khi bật điện hay khi đang chạy
Thực hiện chức năng xóa toàn
MEMORY ERR Lỗi chương trình bộ (ALL CLEAR) rồi viết lại
chương trình
Lỗi nối dây của module mở
Tăt nguồn điện và kiểm tra
I/O BUS ERR xem module mở rộng đã được
rộng
nối đúng chưa
Lỗi truyền tin giữa bộ nhớ và
Bấm bất kỳ nút nào để xóa lỗi.
I2C ERR Thay CPU nếu lỗi xảy ra
đồng hồ thời gian thực
thường xuyên
Bảng 2.6. Lỗi khi truyền chương trình từ card nhớ
M/C ERR
Lỗi chương trình trên thẻ Ghi một chương trình
nhớ không có lỗi vào thẻ nhớ
Chú ý: Dùng phần mềm ZEN để đọc các thông báo lỗi cho loại ZEN không có
màn hình
2.5.3. Xoá các thông báo lỗi
Các thông báo lỗi sẽ được hiển thị nhấp nháy khi lỗi xảy ra. Tắt điện nguồn và
loai bỏ nguyên nhân gây lỗi.
Bấm bất kỳ nút chức năng nào để xoá thông báo lỗi. Một khi các lỗi đã được
loai trừ, màn hình sẽ trở về bình thường.
Bấm 1 trong các nút ESC, OK, DEL, ALT, hay ↑/↓ để xoá thông báo lỗi.
Bấm nút bất kỳ để trở về màn hình bình thường.
Chú ý:
Màn hình hiển thị lỗi sẽ giữ nguyên cho các lỗi bên trong không thể sửa được
như lỗi I/O bus và I/O Unit Over.

0917 193 864
36
2.6. Kết luận chương 2
Nội dung chương 2 đã giải quyết được những vấn đề sau
Nghiên cứu tổng quan về Zen của OmRon, các đặc điểm cơ bản, phân loại, đặc
tính kỹ thuật, đặc tính đầu vào ra, công suất tiêu thụ. Tìm hiểu về các vùng nhớ của
Zen
Tổng quan về phương pháp lập trình và cách cài đặt thông số trên Zen.
Lựa chọn ngôn ngữ hiển thị, cách viết chương trình bậc thang.
Nghiên cứu về các chức năng đặc biệt của Zen, bao gồm bảo vệ chương
trình, xử lý lỗi, thông báo lỗi.
Trên cơ sở những nội dung đã nghiên cứu về Zen của OmRon chương 3 sẽ xây
dựng 1 số bài tập thực hành ứng dụng Zen.

0917 193 864
37
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC HÀNH ĐA NĂNG ỨNG DỤNG PLC ZEN
Với mục đích thiết kế chế tạo mô hình thực hành PLC đa năng giúp sinh viên
thực hành các bài tập: Khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác, Điều khiển bãi đỗ xe
tự động, Mở cử tự động, Trò chơi đường lên đỉnh Olympia, Điều khiển đèn giao thông,
tác giả dự định thiết kế mô hình thành từng modul bài tập nhỏ. Các Modul này có thể
tháo lắp dễ dàng trên các thanh ray thuận tiện cho sinh viên thực hành. Khi cần thực
hành tất cả các bài tập cùng một lúc thì sẽ lắp tất cả các modul này trên cùng một bề
mặt Panel. Bề mặt các modul này được chế tạo bằng phíp dày 5mm, trên bề mặt có gá
lắp các thiết bị ngoại vi và đấu sẵn dây từ các thiết bị ngoại vi về các chân đế giắc cắm.
Khi thực hành lập trình, sinh viên có thể tiến hành lập trình trực tiếp trên bộ ZEN hoặc
lập trình trên máy tính thông qua phần mềm rồi đổ chương trình vào bộ ZEN, sau đó
chỉ việc đấu dây từ bộ ZEN tới các thiết bị ngoại vi thông qua các dây nối giắc cắm.
3.1. Thiết kế bố trí module chứa bộ điều khiển ZEN
Bộ PLC ZEN-20C3ARA-V2 là bộ PLC gồm có 12 đầu vào và 8 đầu ra, nguồn
điện đầu vào là 220V, tín hiệu đầu vào của ZEN là tín hiệu xoay chiều, tín hiệu đầu ra
của ZEN có thể là tín hiệu một chiều và xoay chiều. Để tiện cho việc thực hành tất cả
các tín hiệu nối tới đầu vào và đầu ra của ZEN được đấu dây sẵn tới các chân đế giắc
cắm. Để đảm bào an toàn trên modul này ta bố trí thêm một ATM một pha để đóng
cắt, bảo vệ mạch, phía sau ATM ta nối dây tới các chân đế giắc cắm. Trên modul này
ta bố trí thêm 4 cọc chân đế giắc cắm để lấy nguồn điện một chiều. Tất cả các chân đế
giắc cắm và thiết bị PLC ZEN được bố trí hợp lý trên một bảng phíp có kích thước
50x60cm

38
Sơ đồ bố trí thiết bị:
ATM
ZEN
Rơ le Rơ le
Hình3.1. Sơ đồ bố trí thiết bị modul chứabộ điềukhiểnZEN
Mô hình hoàn thiện sau khi thiết kế
Hình 3.2. Mô hình hoàn thiện Modul chứa bộ điều khiển Zen

0917 193 864
39
3.2. Mô hình thực hành khởi động động cơ ở chế độ sao-tam giác
3.2.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển khởi động động cơ ở chế độ sao tam giác
Trong quá trình sản xuất thực tế, có một số yêu cầu truyền động cần động cơ
công suất lớn đấu dây ở chế độ sao tam giác. Nếu khi khởi động ta đấu trực tiếp động
cơ này vào lưới điện thì dòng điện sẽ rất lớn có thể gây cháy dây quấn động cơ, hơn
nữa dòng điện lớn gây sụt điện áp ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết bị khác. Vì
vậy khi khởi động người ta thường áp dụng các biện pháp nhằm làm giảm dòng điện
dây và điện áp đặt lên động cơ. Phương pháp đơn giản nhất là thực hiện đổi nối sao-
tam giác: Khi khởi động thì đấu cuộn dây ở chế độ sao, sau khi khởi động xong thì
chuyển về đấu ở chế độ tam giác. Để thực hiện phương pháp này thì động cơ phải đưa
sáu đầu dây ra của động cơ và thực hiện đổi nối cách đấu cuộn dây thông qua khởi
động từ. Để điều khiển sự làm việc của khởi động từ ta có thể thực hiện bằng cầu dao,
hệ thống nút bấm hoặc thông qua bộ điều khiển PLC. Sơ đồ điều khiển khởi động sao-
tam giác đơn giản bằng cầu dao có dạng như hình vẽ
CD1
động cơ
A X
nguồn
B Y
ba pha
C Z
nối tam giác (2) CD
cầu dao đảo
Y
nối sao(1)
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý đổi nối sao - tam giác
Với yêu cầu điều khiển này khi thực hiện bằng bộ PLC thì sẽ giảm đáng kể số
lượng dây nối. Đây là bài tập cơ bản giúp sinh viên làm quen và thực hành các lệnh
đơn giản về Timer

0917 193 864
40
Yêu cầu bài toán điều khiển:
Ấn nút FOR khởi động từ KT và K làm việc động cơ quay theo chiều thuận, sau
30s khởi động từ K làm việc. Nếu ấn nút REV thì khởi động từ KN và K làm việc động
cơ quay theo chiều ngược, sau 30s khởi động từ K làm việc. Nếu ấn nút Stop động cơ
dừng làm việc.
3.2.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt module
Với modul thực hành này gồm có 2 nút bấm và 3 khởi động từ. Các thiết bị này
được bố trí cân đối trên bề mặt modul có kích thước 50x60cm. Trên bề mặt modul có
lắp 40 chân đế giắc cắm để tiện việc đấu dây khi thực hành. Bản vẽ thiết kế modul có
dạng như hình vẽ
FOR
REV KT KN
STOP
KY K
Hình3.4. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đổi nối sao - tam giác

41
3.2.3. Xây dựng mô hình thực hành
Mô hình thực hành có dạng như hình vẽ
Hình 3.5. Mô hình hoàn thiện Modul đổi nối sao - tam
giác 3.2.4. Chương trình điều khiển
Bảng phân công tín hiệu vào ra:
Stop : I0; FOR : I1; REV : I2
Khởi động từ KT : Q1
Khởi động từ KN : Q2
Khởi động từ KY : Q3
Khởi động từ K : Q4

0917 193 864
42
Hình 3.6. Chương trình điều khiển
3.3. Mô hình thực hành lập trình cửa tự động
3.3.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển cửa tự động
Việc điều khiển đóng mở cửa tự động ngày nay được ứng dụng rất nhiều trong
thực tế, ví dụ như điều khiển đóng mở cửa tự động ở nhà hàng, khách sạn, nhà kho, bãi
đỗ xe …Việc điều khiển tự động này có thể thực hiện dễ dàng nhờ bộ điều khiển lập
trình PLC.
Các hệ thống điều khiển cửa tự động có thể dùng mắt thần cảm biến, điều khiển
từ xa hoặc các thiết bị kiểm soát ra vào như đầu đọc thẻ,.. để mở hệ thống cửa này.Cửa
tự động thường được sử dụng trong công trình, nơi mà sự giao thông bận rộn, kiến trúc
hiện đại và yêu cầu vệ sinh cao. Hầu hết đa số các công trình hiện đại ngày nay đều sử
dụng cửa trượt tự động cho việc ngăn các không gian công cộng. Sử dụng cửa tự động
là sự văn minh của kiến trúc công trình. Khi được lắp đặt, cửa tự động tạo nên sự sang
trọng hơn hẳn những công trình khác không có cửa tự động. Công năng của cửa tự
động bao gồm:
- Tạo một bước đệm để ngăn không khí không lưu thông hoặc giảm lưu thông
giữa bên trong và bên ngoài khu vực lắp cửa. Điều này giảm bụi và tiết kiệm không
khi lạnh cho điều hòa.
- Khi có nhiều người qua lại cửa, nếu mở bằng tay thường không đảm bảo vệ
sinh và là tác nhân truyền bệnh từ người này sang người khác
Phân loại cửa tự động: Gồm các loại cửa như cửa trượt tự động, Cửa xoay quay
tự động 3-4 cánh, Cửa cong tự động, Cửa Lùa Cộng Mở, Cửa Mở Xếp 4 Cánh….

0917 193 864
43
Trong khuôn khổ luận văn tác giả lựa chọn loại cửa lùa tự động để điều khiển
Yêu cầu bài toán điều khiển:
Ấn nút Start hệ thống bắt đầu hoạt động. Khi sen sơ S1 phát hiện có người đi
vào hoặc sen sơ S2 phát hiện có người đi ra thì cửa được mở ra, chạm công tắc giới
hạn mở cửa thì dừng lại. Sau 30s nếu các sen sơ phát hiện không có người thì cửa
được tự động đóng lại, chạm công tắc giới hạn đóng cửa thì dừng lại. Quá trình cứ tiếp
diễn như vậy. Nếu ấn nút Stop thì hệ thống ngừng làm việc.
3.3.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul
Với modul thực hành này gồm có 2 nút bấm, 4 rơle trung gian, một mô hình
đóng mở cửa, hai sen sơ, 2 công tắc giới hạn hành trình. Các thiết bị này được bố trí
cân đối trên bề mặt modul có kích thước 50x60cm. Trên bề mặt modul có lắp 42 chân
đế giắc cắm để tiện việc đấu dây khi thực hành.
Sơ đồ bố trí thiết bị modul có dạng như hình vẽ
ON
OFF
S1
S2
Sơ
Hình 3.7. Sơ đồ bố trí thiết bị modul đóng mở cửa tự động

44
Mô hình thực hành có dạng như hình vẽ
Hình 3.8. Mô hình hoàn thiện modul đóng mở cửa tự động
3.3.4. Chương trình điều khiển
Bảng phân công tín hiệu vào ra:
Start : I1
Stop : I0
Sen sơ S1: I2
Sen sơ S2 : I3
Công tắc giới hạn mở cửa: I4
Công tắc giới hạn đóng cửa: I5
Rơ le mở cửa: Q1
Rơ le đóng cửa: Q2

0917 193 864
45
Hình 3.9: Chương trìnhđiều khiển
3.4. Mô hình trò chơi đường lênđỉnh Olympia
3.4.1. Tổng quan về trò chơi đường lên đỉnh Olympia
Hiện nay trên các sân chơi văn hóa văn nghệ của Việt Nam có rất nhiều
Gameshow trực tuyến như trò chơi đường lên đỉnh Olympia, 7 sắc cầu vồng, ai là triệu
phú, trò chơi âm nhạc… Nhiệm vụ của người lập trình là lập chương trình điều khiển
theo yêu cầu của luật chơi và chọn ra người trả lời nhanh nhất
Đường lên đỉnh Olympia là một cuộc thi kiến thức trên truyền hình dành cho
học sinh trung học phổ thông do VTV3 - Đài Truyền hình Việt Nam tổ chức. Cuộc thi
này là chương trình có tuổi đời dài nhất trong các chương trình trò chơi truyền hình
của VTV3. Qua nhiều năm phát sóng, cứ mỗi năm lại có thêm những cải tiến và những
luật chơi mới. Nhìn chung yêu cầu điều khiển cho trò chơi này không đổi và gồm
những yêu cầu sau:
Yêu cầu điều khiển
Trò chơi gồm 3 đấu thủ, mỗi đấu thủ có một nút bấm và một đèn. Ấn nút
Start hệ thống bắt đầu hoạt động, khi người dẫn chương trình đọc câu hỏi xong nếu
đấu thủ nào bấm nút trước thì đèn của đấu thủ đó sẽ sáng, nút bấm của các đấu thủ còn

0917 193 864
46
lại không có tác dụng, đồng thời chuông sẽ kêu lên, sau 5 giây thì chuông và đèn sẽ
tắt. Nếu ấn nút Stop thì hệ thống ngừng làm việc.
3.4.2. Thiết kế bố trí thiết bị trên bề mặt modul
Mô hình trò chơi gồm 1 nút Start, 1 nút Stop, 3 nút bấm của 3 đấu thủ,3 đèn của
3 đấu thủ, một chuông. Tất cả các thiết bị này được bố trí cân đối trên bề mặt của
Mudul có kích thước 60x50cm. Căn cứ vào số thiết bị trên, ta bố trí 22 chân đế giắc
cắm có nối dây sẵn từ chân đế giắc cắm đến các thiết bị ngoại vi Bản vẽ thiết kế:
Chuông
ON
OFF
Nút Nút Nút
ấn 1 ấn 2 ấn 3
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị trò chơi đường lênđỉnh Olympia
Mô hình sau khi hoàn chỉnh
Hình 3.11: Mô hình hoàn thiện trò chơi đường lênđỉnh Olympia

47
3.4.4. Chương trình
Bảng phân công tín hiệu vào ra
Nút Start : I0
Nút Stop: I4
Nút bấm đấu thủ 1: I1
Đèn đấu thủ 1: Q1
Chuông: Q0

0917 193 864
48
Hình 3.12. Chương trình điều khiển 3.5. Mô hình thực hành
lập trình điều khiển bãi đỗ xe tự động
3.5.1. Tổng quan về hệ thống đóng điều khiển bãi đỗ xe tự động
Tại Việt Nam nói riêng, việc đưa “công nghệ hiện đại hóa” vào cuộc sống đời
thường cũng đang ngày càng được áp dụng rộng rãi. Đặc biệt là ở những trung tâm
giao dịch, thương mại, hoạt động quốc tế, hoạt động xã hội,…v.v hay cả những khu
sinh sống đông dân cư thì ngay cả việc đảm bảo trong công tác quản lý cũng như an
ninh cho những phương tiện đi lại cũng ngày càng được chú trọng. Đáp ứng những yêu
cầu cần thiết của người dân, hệ thống Quản lý Bãi đỗ xe đã ra đời. Hệ thống Quản lý
Bãi đỗ xe (Parking Control System - PCS) là đối tượng quan tâm của mọi nhà quản
lý/chủ đầu tư nhằm đáp ứng/phục vụ cho những mục tiêu thiết yếu thực tế.

0917 193 864
49
Hình 3.13: Sơ đồ mặt bằng bãi đỗ xe tự động
PCS là một Hệ thống gồm 4 gói nhỏ:
Hệ thống hướng dẫn đỗ xe (Parking Guidance System - PGS)
Hệ thống kiểm soát vào/ra (Parking Access Control - PAC)
Hệ thống đếm xe (Parking Counting System - PCS)
* Hệ thống hướng dẫn đỗ xe (Parking Guidance System - PGS)
Không gian bãi đỗ xe được chia thành từng tầng, từng vùng để quản lý một
cách triệt để. Khi người lái xe đi vào bãi đỗ xe sẽ quan sát thấy bảng điện tử hiển thị
thông tin về số chỗ còn trống và hướng đi tới những vị trí còn trống của từng tầng,
từng khu vực.
Các đèn LED được lắp đặt tại từng vị trí đỗ xe giúp lái xe phát hiện vị trí còn
trống từ khoảng cách xa bằng hai màu xanh (còn trống) và đỏ (đã có xe).
PGS tối ưu hóa việc quản lý vị trí xe còn trống và giảm thiểu thời gian cho
người lái xe tìm kiếm chỗ đỗ xe trong bãi. Nhà quản lý dễ dàng giám sát được tình
trạng của bãi đỗ xe, tăng hiệu quả quản lý, tăng doanh thu đồng thời giảm được chi phí
điều hành, tối ưu hóa nguồn nhân lực.

Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY

Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY

Similar to Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY (20)

More from Viết Thuê Khóa Luận _ ZALO 0917.193.864 default

More from Viết Thuê Khóa Luận _ ZALO 0917.193.864 default (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Luận văn Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. HAY