Giáo trình điều khiển khả trình Plc omron

1. 22
CHƯƠNG 2
TẬP LỆNH CĂN BẢN
2.1. Giới thiệu chung về chương trình PLC
2.1.1. Khái quát chương trình
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng
quét. Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng
bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc END. Sau
giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng
quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.
Hình 2.1 Thực hiện chương trình trong PLC
Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra không làm việc trực tiếp tại cổng vào
ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông
giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn (1) và (4) do CPU quản lý. Khi gặp
lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương
trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào/ra.
2.1.2. Các ký hiệu dùng trong chương trình
Có 4 phần tử lập trình cơ bản, mỗi phần tử có công dụng riêng. Để dễ dàng xác
định thì mỗi phần tử được gán cho một ký tự:
 000 : Dùng để chỉ ngõ vào vật lý nối trực tiếp vào PLC.
 010 : Dùng để chỉ ngõ ra vật lý nối trực tiếp từ PLC.
 TIM : Dùng để xác định phần tử định thời có trong PLC.
 CNT : Dùng để xác định phần tử đếm có trong PLC.
Tất cả các phần tử trên có hai trạng thái ON hoặc OFF (1 hoặc 0).
Cuộn dây có thể được dùng để điều khiển trực tiếp ngõ ra từ PLC (như phần tử
010) hoặc có thể điều khiển bộ định thời, bộ đếm. Mỗi cuộn dây được gắn với các
công tắc. Các công tắc này có thể là thường mở hoặc thường đóng.
Các ngõ vào vật lý nối đến bộ điều khiển lập trình (phần tử 000) không có cuộn
dây để lập trình. Các phần tử này chỉ có thể dùng ở dạng các công tắc (loại thường
đóng và thường mở).
2.1.3. Các dạng chương trình
4. Chuyển dữ liệu từ bộ
đệm ảo ra ngoại vi
3. Truyền thông và
tự kiểm tra lỗi
2.Thực hiện
chương trình
1. Nhập dữ liệu từ
ngoại vi vào

2. 23
Chương trình biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình.
Chương trình bắt đầu thực hiện từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc bằng lệnh cuối
trong một vòng quét.
Cách lập trình cho CPM2A nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên hai
phương pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương
pháp liệt kê lệnh (Statement list, viết tắt là STL).
Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự động tạo ra
một chương trình theo dạng STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình
viết dưới dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD.
 Phương pháp hình thang (LAD): LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa,
những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng
điều khiển bằng rơ le. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn
lệnh logic như sau:
 Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le
Tiếp điểm thường mở
Tiếp điểm thường đóng
 Cuộn dây (coil): Là biểu tượng   mô tả rơ le được mắc theo chiều dòng
điện cung cấp cho rơ le.
 Hộp (Box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, chúng làm việc khi có
dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là
các bộ thời gian (Timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và
các hộp phải mắc đúng chiều dòng điện.
Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường
nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây pha, đường
nguồn bên phải là dây trung hòa và cũng là đường trở về nguồn cung cấp. Dòng điện
chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
 Phương pháp liệt kê lệnh (STL): Là phương pháp thể hiện chương trình dưới
dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình
thức biểu diễn một chức năng của PLC.
2.2. Lệnh LD, LDNOT
2.2.1. Lệnh LD
Lệnh này nạp một công tắc thường hở nối với phía bên trái đường dây điện
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
B
B: Bit
IR,SR,AR,HR,TC,LR

3. 24
2.2.2. Lệnh LDNOT
Lệnh này nạp một công tắc thường đóng nối với phía bên trái đường dây điện
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
2.3. Lệnh AND, AND NOT
2.3.1. Lệnh AND
Lệnh AND dùng để nối tiếp một công tắc thường hở với một công tắc đứng trước nó.
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử
2.3.2. Lệnh ANDNOT
Dùng để nối tiếp một công tắc thường đóng với một công tắc đứng trước nó
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
2.4. Lệnh OR, ORNOT:
2.4.1. Lệnh OR
Lệnh OR dùng để nối một công tắc thường hở với một đường dây điện bên trái song
song với một hoặc nhiều công tắc đứng trong cùng một nhánh.
Ký hiệu hình thang:
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B
B

4. 25
Vùng dữ liệu toán tử:
2.4.2. Lệnh ORNOT
Lệnh ORNOT dùng để nối một công tắc thường đóng với một đường dây điện bên trái
song song với một hoặc nhiều công tắc đứng trong cùng một nhánh.
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
2.5. Lênh OUT, OUTNOT
2.5.1. Lệnh OUT
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
2.5.2. Lệnh OUTNOT
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
2.6. Lệnh ORLD (OR LOAD)
Lệnh ORLD: Dùng để liên kết hai khối song song nhau
Ví dụ:
Chương trình dạng ladder:
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR

5. 26
Chương trình dạng STL:
Địa chỉ Lệnh Dữ liệu
00000 LD 00000
00001 AND 00002
00002 LD 00001
00003 AND 00003
00004 ORLD
00005 OUT 01000
2.7. Lệnh ANDLD (AND LOAD)
Lệnh ANDLD: Là lệnh dùng để liên kết hai khối công tắc liên tiếp với nhau.
Ví dụ 1:
Chương trình dạng ladder:
Chương trình dạng STL:
Địa chỉ Lệnh Dữ liệu
00000 LD 00000
00001 OR 00001
00002 LD 00002
00003 ORNOT 00003

6. 27
00004 ANDLD
00005 OUT 01000
Ví dụ 2: kết hợp lệnh AND LD và OR LD:
2.8. Lệnh DIFU và DIFD
2.8.1. Lệnh DIFU
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
Lệnh DIFU (13) được dùng để bật ON bit đã định trong một chu kỳ khi điều kiện
ngõ vào chuyển từ OFF sang ON.
Mỗi khi thực hiện, DIFU (13) so sánh điều kiện thực hiện hiện tại của ngõ vào
với điều kiện trước đó của nó. Nếu điều kiện thực hiện trước đó là OFF và hiện tại là
ON, DIFU (13) sẽ bật ON bit đã định. Nếu điều kiện thực hiện trước đó là ON và điều
kiện thực hiện hiện tại là ON hay OFF lệnh DIFU (13) sẽ giữ nguyên trạng thái bit đã
định cho đến hết một chu kỳ quét.
Ví dụ:
DIFU(13)
200.00
00.00
Giản đồ thời gian:
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR

7. 28
00.00
200.00
Hình 2.2 Giản đồ thời gian minh họa lệnh DIFU
2.8.2. Lệnh DIFD
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
Lệnh DIFD (14) được dùng để bật ON bit đã định trong một chu kỳ khi điều kiện
ngõ vào chuyển từ ON sang OFF.
Khi thực hiện, lệnh DIFD (14) sẽ so sánh điều kiện thực hiện ngõ vào hiện tại với điều
kiện trước đó. Nếu điều kiện trước đó là ON và hiện tại là OFF thì lệnh DIFD (14) sẽ
bật ON bit đã định. Nếu điều kiện thực hiện tại ngõ vào là ON bất chấp điều kiện trước
đó là ON hay OFF, lệnh DIFD (14) sẽ OFF bit đã định.
Ví dụ:
DIFD(14)
200.00
00.00
Giản đồ thời gian:
00.00
200.00
Hình 2.3 Giản đồ thời gian minh họa lệnh DIFU
2.9. Lệnh SET và RESET
2.9.1. Lệnh SET
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR

8. 29
Lệnh SET dùng để ON bit toán tử khi điều kiện thực hiện ngõ vào là ON và không ảnh
hưởng trạng thái bit toán tử khi điều kiện thực hiện ngõ vào là OFF.
2.9.2. Lệnh RESET
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
Lệnh RESET dùng để OFF bit toán tử khi điều kiện thực hiện là ON và không ảnh
hưởng trạng thái của toán tử khi điều kiện thực hiện là OFF.
2.10. Lệnh KEEP(11)
Ký hiệu hình thang:
Vùng dữ liệu toán tử:
Lệnh KEEP (11) dùng để duy trì trạng thái bit đã định theo hai điều kiện thực hiện ngõ
vào là S và R. S là ngõ vào set; R là ngõ vào reset. Lệnh KEEP (11) hoạt động giống
như một relay chốt mà được set bởi S và reset bởi R.
Ví dụ: cho đoạn chương trình sau
Ta có giãn đồ thời gian như sau:
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR
B: Bit
IR, SR, AR, HR, TC, TR

9. 30
Hình 2.4 Giản đồ thời gian minh họa lệnh KEEP
2.11. Các chương trình ứng dụng:
2.11.1. Chương trình điều khiển động cơ:
Yêu cầu: Nhấn start động cơ hoạt động, nhấn stop động cơ dừng.
Khai báo biến và địa chỉ
Ngõ vào Thiết bị Ngõ ra Thiết bị
00000 Start 01000 Motor
00001 Stop
Chương trình viết bằng ladder
Chương trình viết bằng STL
2.11.2. Chương trình push on push off 1
Khai báo biến và địa chỉ
Ngõ vào Thiết bị Ngõ ra Thiết bị
Start 01000 Motor
00000
Stop
Chương trình viết bằng ladder

10. 31
Chương trình viết bằng STL
2.11.3. Chương trình push on push off 2
Ngõ vào Thiết bị Ngõ ra Thiết bị
Start 01000 Motor
00000
Stop
Chương trình viết bằng ladder

11. 32
Chương trình viết bằng STL
2.11.4. Chương trình điều khiển cửa tự động
Yêu cầu của hệ thống:
Một cảm biến siêu âm (ultrasonic switch) được dùng để phát hiện ô tô đang lại
gần cửa. Một cảm biến quang điện được dùng để phát hiện ô tô đang đi qua cửa. PLC
sẽ nhận các tín hiệu vào này và điều khiển động cơ đóng mở cửa.

12. 33
Hình 2.5 Mô hình cửa tự động
Khai báo biến và địa chỉ
Ngõ vào Thiết bị Ngõ ra Thiết bị
00000 Ultrasonic switch 01000 Motor to raise door
00001 Photoelectric switch 01001 Motor to lower door
00002 Door Upper limit switch
00003 Door Lower limit switch
Chương trình viết bằng ladder

13. 34
Chương trình viết bằng STL
BÀI TẬP CHƯƠNG 2
Bài tập 1
Viết chương trình cho hệ thống rửa xe với yêu cầu như sau:
Khi xe đến nhờ băng chuyền đưa xe đến cảm biến L1, động cơ M1 lau và val 1 phun
nước. Khi đến cảm biến L2 thì val 2 thổi hơi, khi đến cảm biến L3 thì đưa xe ra ngoài.
Hình 2.6 Mô hình rửa xe tự động
Khai báo biến và địa chỉ
Thiết bị ngoài Thiết bị trong máy Chú thích
S1
S2
L1
L2
L3
K1
K2
000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
010.00
010.01
Nút dừng hoạt động
Nút khởi động
Cảm biến 1
Cảm biến 2
Cảm biến 3
Ngõ ra điều khiển băng chuyền
Ngõ ra điều khiển chổi lăn

14. 35
K3
K4
Đ1
Đ2
010.02
010.03
010.04
010.05
Ngõ ra điều khiển van phun nước
Ngõ ra điều khiển van thổi hơi
Ngõ ra báo đèn xanh
Ngõ ra báo đèn đỏ
Bài tập 2
Viết chương trình điều khiển cho hệ thống bơm tự động cung cấp nước
Trong các xí nghiệp công nghiệp hay các nhà ở cao tầng thường được thiết kế
có hồ chứa nước phục vụ cho sản xuất, sinh hoạt. Động cơ bơm nước vào hồ chứa theo
nguyên tắc:
Khi mực nước trong hồ giảm xuống dưới mức thấp thì động cơ được cấp điện
để bơm nước từ giếng hay từ hệ thống nước thủy cục vào hồ chứa
Khi mực nước trong hồ tăng lên đến mức cao thì động cơ bị ngắt điện và ngưng
bơm
Động cơ bơm nước có thể hoạt động ở chế độ tự động hay chế độ điều khiển
bằng tay.
Bài tập 3
Viết chương trình điều khiển cho hệ thống kẹp chặt và khoan chi tiết
Hình 2.7 Nguyên lý làm việc của máy khoan
Bài tập 4
Viết chương trình cho cơ cấu khoan với cấp phôi tự động

15. 36
Hình 2.8 Cơ cấu khoan với cấp phôi tự động
Viết chương trình điều khiển hệ thống khoan chi tiết với phôi được cấp tự động,
hệ thống được mô tả ở hình 3. Nguyên lý làm việc của hệ thống khoan làm việc như
sau: Phôi được chuyển bằng băng tải, đến ngay vị trí gia công thì S0 tác động làm
piston 1.0 được tác động bởi van 5/2/1 side sẽ nay chi tiết vào vị trí kẹp phôi và S2
được tác động, piston 1.0 trở về vị trí ban đầu. Khi S1 tác động, piston 2.0 dịch chuyển
má kẹp đến kẹp chặt phôi từ S3 -> S4, khi S4 tác động thì piston 3.0 sẽ mang đầu
khoan đi xuống để thực hiện gia công lỗ và đạt đến chiều sâu lỗ, tức là S6 tác động thì
piston 3.0 giật về, khi S5 tác động thì piston 2.0 giật má kẹp về vị trí ban đầu để tháo
chi tiết ra.