Đề tài: Nghiên cứu thiết kế mơ hình điều khiển
băng tải, nhiệt độ, vệ sinh tự động sử dụng PLC
Mitsubishi FX ứng dụng trong quy trình chăn ni

Mơ hình trong mơ phỏng

Mơ hình thực tế


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan: Khố luận tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu thiết
kế mơ hình điều khiển băng tải, nhiệt độ, vệ sinh tự động sử dụng PLC
Mitsubishi FX ứng dụng trong quy trình chăn ni” là cơng trình nghiên
cứu của cá nhân tơi, khơng sao chép của bất cứ ai.
Tôi xin chịu mọi trách nhiệm về cơng trình nghiên cứu của riêng mình!
Hà Nội 15 tháng 6 năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Người cam đoan

Mai Ngọc Huân


LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của quý thầy cô khoa Điện, Trường Đại Học Kinh
Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp, sau gần ba tháng thực tập em đã hoàn thành Khóa
luận tốt nghiệp “Nghiên cứu thiết kế mơ hình điều khiển băng tải, nhiệt độ,
vệ sinh tự động sử dụng PLC Mitsubishi FX ứng dụng trong quy trình
chăn ni”.
Để hồn thành q trình nghiên cứu và hồn thiện luận văn này, lời đầu

tiên tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Đức Dương, thuộc
Khoa Điện – Trường Đại Học kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp. Thầy đã trực
tiếp chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suat quá trình nghiên cứu để tơi hồn thiện
luận văn này. Ngồi ra tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Khoa
Điện đã đóng góp những ý kiến quý báu cho luận văn.
Tuy nhiên vì kiến thức chun mơn cịn hạn chế và bản thân còn thiếu
nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo không tránh khỏi
những thiếu xót, em rất mong nhận sự góp ý, chỉ bảo thêm của q thầy cơ
cùng tồn thể cán bộ, công nhân viên tại các doanh nghiệp để báo cáo này
được hồn thiện hơn.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn những người thân, bạn bè đã luôn bên tôi,
động viên tôi hồn thành khóa học và bài luận văn này.
Hà Nội 15 tháng 6 năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Người thực hiện

Mai Ngọc Huân


Mục lục
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH, ỨNG DỤNG
THỰC TẾ.......................................................................................................... 2
1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH ......................................... 2
1.2. NGUN LÝ LÀM VIỆC CỦA MƠ HÌNH ......................................... 3
1.3. ỨNG DỤNG MƠ HÌNH VÀO CHĂN NI THỰC TẾ...................... 6
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH ......... 9
2.1. GIỚI THIỆU VỀ PLC MITSUBISHI .................................................... 9
2.1.1. Giới thiệu tổng quát về PLC Mitsubishi FX............................... 9
2.1.2. Giới thiệu về các tập lệnh ........................................................... 11

2.1.3. Sơ đồ đấu nối chung .................................................................... 24
2.1.3.1. Sơ đồ đấu nối đầu vào ............................................................ 24
2.1.3.2. Sơ đồ đấu nối đầu ra............................................................... 25
2.1.3.3. Vị trí lắp đặt ............................................................................ 26
2.1.3.4. Nối đất ..................................................................................... 26
2.2. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ............................... 27
2.2.1. Hệ thống cung cấp thức ăn tự động ............................................ 27
2.2.1.1. Cảm biến tiệm cận .................................................................. 27
2.2.1.2. Băng tải ................................................................................... 30
2.2.1.3. Cuộn hút (Nam châm điện) ..................................................... 32
2.2.2. Hệ thống vệ sinh chuồng trại tự động ....................................... 33
2.2.2.1. Hệ thống khí nén và van ......................................................... 33
2.2.2.2. Xy lanh .................................................................................... 37
2.2.2.3. Trục vitme ............................................................................... 39
2.2.3. Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động ....................................... 40
2.2.3.1. Đồng hồ nhiệt FOX-D1004..................................................... 40
2.2.3.2. Điện trở nhiệt NTC 10K.......................................................... 44
2.3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ KHÁC ........................................... 46
2.3.1. Động cơ DC .................................................................................. 46
2.3.1.1. Cấu tạo: .................................................................................. 46
2.3.1.2. Nguyên lý hoạt động: .............................................................. 48
2.3.2. Máy bơm nước ............................................................................. 49
2.3.2.1. Cấu tạo của máy bơm nước: ................................................... 49
2.3.2.2. Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm: .................................... 49
2.3.2.3. Phân loại máy bơm nước:....................................................... 50
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH .................................... 52
3.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MƠ HÌNH ................................................. 52
3.1.1. Thiết kế hệ thống cung cấp thức ăn tự động ............................ 53
3.1.2. Thiết kế hệ thống vệ sinh chuồng trại tự động ......................... 54
SV: MAI NGỌC HUÂN


MSV: 14104100415


3.1.3. Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động......................... 55
3.1.4. Thiết kế tử điều khiển ................................................................. 55
3.2. LẬP TRÌNH, ĐẤU NỐI VÀ KIỂM TRA............................................ 56
3.2.1. Giới thiệu phần mềm lập trình GX Developer ......................... 56
3.2.2. Sơ đồ đấu nối mơ hình ................................................................ 58
3.2.3. Chương trình điều khiển ............................................................ 60
3.2.3.1. Lưu đồ thuật toán .................................................................... 60
3.2.3.2. Khai bao đầu vào/ra ............................................................... 61
3.2.3.3. Chương trình ........................................................................... 62
3.2.4. Thiết kế giao diện điều khiển ..................................................... 72
3.2.4.1. Giới thiệu phần mềm GT DESIGNER3 .................................. 72
3.2.4.2. Giao diện điều khiển ............................................................... 72
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... 74
4.1. KẾT LUẬN ......................................................................................... 74
4.2. KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 76

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


DANH MỤC BẢNG
STT
1
2

3
4
5
6
7
8

Bảng
Bảng 1 Cách đọc chủng loại PLC
Bảng 2 Các bit địa chỉ trong PLC
Bảng 3 Dữ liệu về thời gian thực
Bảng 4 Thông số đầu vào của PLC
Bảng 5 Thông số đầu ra của PLC
Bảng 6 Thông số cài đặt
Bảng 7 Các bước cài đặt FOX-D1004
Bảng 8 Khai báo các biến vào ra của PLC

SV: MAI NGỌC HUÂN

Trang
10
11
23
24
25
41
42
60

MSV: 14104100415



DANH MỤC HÌNH
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31
32
33
34
35

Hình
Hình 1.1 Chăn ni thủ cơng
Hình 1.2 Chăn ni cơng nghiệp
Hình 1.3 Chăn ni hiện đại
Hình 1.4 Hệ thống làm mát
Hình 1.5 Hệ thống dọn vệ sinh
Hình 2.1 Cách bố trí thiết bị trong tử điều khiển
Hình 2.2 Sơ đồ nối đất thiết bị
Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động cảm biến từ
Hình 2.4 Tín hiệu ra của cảm biến từ loại 3 dây và 2 dây
Hình 2.5 Cấu tạo băng tải
Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động của nam châm điện
Hình 2.7 Van 2/2
Hình 2.8 Van 3/2
Hình 2.9 Van 4/2
Hình 2.10 Van 5/2
Hình 2.11 Van đảo chiều 4/3 tác động điện 2 đầu
Hình 2.12 Kí hiệu van 5/3
Hình 2.13 Xy lanh tác động đơn
Hình 2.14 Xy lanh tác dụng kép

Hình 2.15 xy lanh quay thủy
Hình 2.16 Xy lanh quay khí
Hình 2.17 Cấu tạo trục vitme
Hình 2.18 Đồng hồ nhiệt FOX-D1004
Hình 2.19 Sơ đồ đấu nối FOX-D1004
Hình 2.30 Đường cong NTC đặc trưng
Hình 2.31 Một số loại động cơ trên thực tế.
Hình 2.32 Cấu tạo động cơ điện một chiều.
Hình 2.33 Nguyên lý hoạt động của động cơ DC
Hình 3.1 Một số hình ảnh mơ phỏng
Hình 3.2 Cơ cấu băng tải đưa thức ăn tự động
Hình 3.3 Hệ thống vệ sinh
Hình 3.4 Hệ thống điều hịa nhiệt
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí tử điều khiển
Hình 3.6 Sơ đồ đấu nối thết bị tủ điều khiển
Hình 3.7 Sơ đồ đấu nối thiết bị phần động lực

SV: MAI NGỌC HUÂN

Trang
6
6
7
7
8
26
26
28
29
31

32
34
34
35
35
36
36
37
38
38
38
39
40
43
44
46
47
48
52
53
54
55
55
58
58

MSV: 14104100415


1


PHẦN MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, việc tự động hố trong q trình sản xuất và
ứng dụng mang một ý nghĩa hết sức to lớn. Sự tự động hoá trong sản xuất làm
tăng năng suất, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sản phẩm và tiếp cận thâu
tóm thị trường. Những chỉ số đó là những mục tiêu mà các doanh nghiệp ln
muốn hướng đến và cải thiện.
Chính vì thế mà sau khi tìm hiểu kĩ và cuối cùng, chúng em quyết định
chọn đề tài : “Nghiên cứu thiết kế mơ hình điều khiển băng tải, nhiệt độ,
vệ sinh tự động sử dụng PLC Mitsubishi FX ứng dụng trong quy trình
chăn ni”. Với mơ hình này sẽ cho chúng ta hình dung một khía cạnh nhỏ
trong lĩnh vực tự động hóa qua đó cũng tư duy cho chúng ta về một hệ thống
lớn. Bên cạnh đó là một lần chúng em củng cố lại những kiến thức đã tiếp thu,
mang nó đem ra thực tế ứng dụng… Từ những điều dó em đã viết bản báo cáo
này gồm 4 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mơ hình và ứng dụng thực tế
Chương 2: Giới thiệu thiết bị và cơ cấu chấp hành
Chương 3: Xây dựng thiết kế mô hình
Chương 4: Kết luận – Kiến nghị
Chúng em là sinh viên của trường Đại học Kinh Tế Kỹ Thuật Công
Nghiệp, là chủ nhân tương lai của đất nước, chúng em sẽ cố gắng học hỏi,
nâng cao tính sáng tạo và tư duy để khơng phụ lịng mong mỏi của thầy cô,
của đất nước.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn đến: Thầy: Th.s Nguyễn Đức Dương
Tuy nhiên, trong khi thực hiện đề tài vẫn khơng tránh khỏi thiếu sót vì
những nguyên nhân khách quan nên mong quý thầy cô bỏ qua và đóng góp ý
kiến để chúng em hồn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
SVTH: Mai Ngọc Huân


SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH, ỨNG DỤNG
THỰC TẾ
1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH
Từ xưa đến nay nước ta là nước chuyên về nông nghiệp, hơn 90 phần trăm
dân chúng trong nước chuyên sống với nghề nông trang, nên việc chăn nuôi
lợn, gà được coi là nghề tay trái đối với mọi người.
Chăn nuôi phải có hiệu quả kinh tế, năng suất và chất lượng sản phẩm tốt,
được người tiêu dùng tin cậy. Do vậy, việc chăm sóc, ni dưỡng và quản lý
phải đảm bảo cho chúng sinh trưởng, phát triển bình thường, có tốc độ tăng
trọng nhanh, có khả năng sinh sản tốt và sản xuất con giống có chất lượng cao,
có sức đề kháng tốt. Muốn vậy, người chăn nuôi phải nắm chắc kỹ thuật chăn
ni, phịng trừ dịch bệnh và tiếp cận tốt với thị trường.
Trước sự hội nhập của nền kinh tế thế giới, nền nơng nghiệp nước ta nói
riêng và các nước trên thế giới nói chung đang trong thời kỳ phát triển mạnh
mẽ không chỉ về mặt kinh tế, nền nông nghiệp nước ta đang dần được cải
thiện về quy mô lẫn công nghệ.
Nên yêu cầu đặt ra phải xây dựng một mơ hình chăn ni hiện đại phù hợp
với thời đại cơng nghiệp hóa hiện nay, đem lại nguồn kinh tế cao, đảm bảo
được các yếu tố trong chăn nuôi, giúp bà con cải thiện và nâng cao đời sống.
Ở Việt Nam, cơng nghệ vẫn cịn đang hạn chế, vẫn chưa được sử dụng
nhiều như ở các nước phát triển. Chính vì vậy, với sự giúp đỡ của thầy cơ
trong bộ mơn, nhóm chúng em đã tìm hiểu và xây dựng một mơ hình “Chăn
Ni Lợn Tự Động”. Mơ hình đem lại rất nhiều lợi ích như:

-

Tuổi thọ cao
Chi phí đầu tư ban đầu thấp
Chăm sóc rất dễ dàng
Tiết kiệm tối đa diện tích đất làm chuồng trại.
Khơng gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
Đạt hiệu quả kinh tế rất cao
Tiết kiệm được thời gian
Giúp các trang trại lớn giảm được nhân cơng
Giảm chi phí thức ăn, tiết kiệm thức ăn
Đảm bảo vệ sinh trong chăn nuôi
Cung cấp nguồn thịt lợn sạch
Đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn trong chăn nuôi

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


3

1.2.

NGUN LÝ LÀM VIỆC CỦA MƠ HÌNH

Mơ hình có 3 chế độ: bằng tay, bán tự động và tự động
 Khi nhấn START lần 1 thì ở chế độ bằng tay lúc này đèn START sẽ
sáng
 Ở chế độ này sẽ reset và đưa các cơ cấu như xy lanh, trục

vitme về vị trí ban đầu, khi đưa các cơ cấu về vị trí ban đầu thì
đèn xanh và đèn đỏ đồng thời bật khi các cơ cấu về vị trí ban
đầu thì đèn đỏ tắt, đèn xanh vẫn sáng
 Chế độ bằng tay chỉ điều khiển 2 nút bấm để bật được đèn
sưởi ấm và quạt mát, để tắt 2 chế độ này thì ta nhấn thêm lần
nữa
 Khi nhấn START lần 2 sẽ chuyển sang chế độ tự động hoặc bán tự
động nhờ công tắc chuyển mạch
 Chế độ tự động đèn START sáng tắt cới chu kỳ 1s, tất cả các
hoạt động của hệ thống sẽ chạy hoàn toàn tự động bằng thời
gian thực
 Chế độ bán tự động thì đèn START sẽ sáng tắt với chu kỳ 4s
(sáng 1s, tắt 3s), hệ thống sẽ được điều khiển bằng nút nhấn
để hoạt động theo chương trình
 Khi nhấn STOP thì hệ thống dừng hoạt động, đèn đỏ sáng
Nguyên lý của từng hệ thống
 Hệ thống băng tải đưa thức ăn tự động
 Chế độ auto
 Thức ăn sẽ được đưa vào tự động hằng ngày 3 lần
Lần 1 vào lúc 6h sáng
Lần 2 vào lúc 12h trưa
Lần 3 vào lúc 18h
 Chế độ bán tự động
 Khi bật nút thức ăn bắt đầu hệ thống bắt đầu hoạt động
 Nguyên lý: Mỗi lần đưa thức ăn vào băng tải bằng 1 nam châm
điện đóng mở thùng thức ăn thì động cơ kéo băng tải chạy đến
khi có cảm biến phát hiện ra thức ăn ở cuối chuồng thì băng tải
dừng lại 10p để cho lợn ăn, sau đó tiếp tục chạy để cho thức ăn
thừa rơi vào thùng, chu trình lặp lại 2 lần


SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


4

 Hệ thống tắm tự động
 Chế độ auto vào mùa hè thời gian từ 13h hằng ngày nếu nhiệt độ
trong chuồng lớn hơn 35oC, Nhiệt độ được khống chế bằng bộ
điều khiển nhiệt độ FOX-D1004
 Chế độ bán tự động khi nhấn nút nhấn tắm hệ thống sẽ hoạt động.
 Hệ thống được lắp thanh trượt và được chạy từ đầu chuồng đến
cuối chuồng
 1 máy bơm để rửa tắm.
 Nguyên lý hoạt động
Khi đến giờ tắm hoặc hoặc được điều khiển bằng tay thì máy bơm
tắm hoạt động, hệ thống thanh trượt sẽ được chạy từ đầu chuồng đến cuối
chuồng rồi quay ngược lại, lặp lại 2 lần sau đó máy bơm tắt
 Hệ thống dọn vệ sinh chuồng
 Dọn vệ sinh 1 ngày 1 lần.
 Ở chế độ auto vào 14h hằng ngày hệ thống hoạt động.
 Ở chế độ bán tự động khi nhấn nút nhấn dọn vệ sinh hệ thống sẽ
hoạt động.
 Hệ thống được lắp thanh trượt và được chạy từ đầu chuồng đến
cuối chuồng,
 trên hệ thống thanh trượt có 1 xy lanh điều khiên quá trình lên
xuống và được lắp với hệ thống gạt phân.
 1 máy bơm để rửa chuồng
 Nguyên lý hoạt động:

Khi đến giờ dọn vệ sinh hoặc được điều khiển bằng tay thì máy
bơm hoạt động hệ thống thanh trượt ở vị trí ban đầu xy lanh được hạ xuống rồi
thanh trượt được chạy từ đầu chuồng đến cuối chuồng để gạt phân, khi đến
cuối chuồng xy lanh đi lên và thanh trượt trở về vị trí ban đầu lặp lại 2 lần sau
đó máy bơm tắt

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


5

 Hệ thống điều hòa nhiệt
 Ở chế độ auto Nhiệt độ được khống chế bằng bộ điều khiển nhiệt
độ FOX-D1004 có 1 cảm biến nhiệt độ để điều khiển 2 relay, 1
relay có điện khi nhiệt độ max>=35oC, 1 relay có điện khi nhiệt độ
min <=10oC
 1 relay nhiệt độ max sẽ được đấu vào 1 đầu vào của PLC
 1 relay nhiệt độ min sẽ được đấu vào 1 đầu vào của PLC
 Vào mùa hè khi nhiệt độ max sẽ bật quạt trong 1h rồi tắt
 Vào mùa đông khi nhiệt độ min sẽ bật đèn sưởi trong 1h
rồi tắt
 Chế độ bán tự động khi nhấn nút nhấn Quạt, Đèn Sưởi hệ thống sẽ
hoạt động.
 khi chọn nút bật quạt thì quạt chạy trong vịng 1h rồi tắt
 khi chọn nút bật đèn sưởi thì đèn bật trong vòng 1h rồi tắt
 Chế độ bằng tay khi nhấn nút Quạt, Đèn Sưởi lần 1 thì hệ thống
hoạt động, khi nhấn nút Quạt, Đèn Sưởi lần 2 thì hệ thống dừng
hoạt động


SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


6

1.3.

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH VÀO CHĂN NI THỰC TẾ

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế,
công tác nghiên cứu khoa học và hợp tác quốc tế của chăn ni đã có những
bước chuyển mình tích cực. Mơ hình giải quyết được các vấn đề mà chăn nuôi
nhỏ lẻ gặp phải. Lợn được nuôi trong mơi trường thơng thống, kiểm sốt
nhiệt độ một cách hợp lý, lợn được cho ăn đúng giờ, hệ thống thơng gió làm
mát được lắp đặt hợp lý, bên cạnh hệ thống chiếu sang là hệ thống sưởi ấm giữ
ấm cho lợn vào mùa đông, không cần che chắn như chăn nuôi nhỏ lẻ, xử lý
chất thải một cách triệt để lợn không bị nhiễm các bệnh thường gặp như lở
mồm long móng…

Hình 1.1 Chăn ni thủ cơng
Chăn ni nhỏ lẻ thủ công phụ thuộc sức lao động con người là chính

Hình 1.2 Chăn ni cơng nghiệp
Chăn ni đã có quy mơ tập trung, vẫn chưa có ứng dụng khoa học kỹ thuật
vào thực tiễn trong chăn nuôi nên vẫn còn phụ thuộc vào con người

SV: MAI NGỌC HUÂN


MSV: 14104100415


7

Hình 1.3 Chăn ni hiện đại
Chăn ni có quy mơ lớn, áp dụng các ứng dụng khoa học kỹ thuật vào chăn
nuôi, giảm sức lao động của con người, tạo nguồn thực phẩm sạch

Hình 1.4 Hệ thống làm mát
Ở Việt Nam nhất là ở miền bắc, khí hậu thất thường mùa hè nhiệt độ cao
thường trên 33oC và mùa đông nhiệt độ trung bình dưới 15oC nên ảnh hưởng
lớn đến ngành chăn ni, vì thế hệ thống điều hịa nhiệt rất quan trọng đối
với ngành chăn nuôi tại Việt Nam

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


8

Hình 1.5 Hệ thống dọn vệ sinh
Trong chăn ni việc thu dọn, xử lý phân làm bằng thủ cơng hồn toàn,
như vậy việc đảm mất an toàn về dịch bệnh, nguy cơ lây lan các ổ dịch lớn
trên toàn khu vực, làm giảm giá thành của thực phẩm. Khi xử lý được chất
thải biến chúng thành nguồn năng lượng tái tạo sẽ góp phần giảm ơ nhiễm
mơi trường, giảm đầu tư vào chăn nuôi như vậy sẽ tăng doanh thu góp phần
phất triển kinh tế

Mơ hình của chúng em có ứng dụng vào thực tế rất cao, Đã giải quyết
được một cách tương đối có hệ thống và cơ bản vấn đề xử lý chất thải chăn
nuôi. Việc xây dựng được cơng nghệ xử lý phù hợp có tính khả thi đối với
chất thải ngành chăn nuôi sẽ tạo điều kiện để các trang trại chăn nuôi ứng
dụng và xây dựng các hệ thống xử lý chất thải góp phần bảo vệ môi trường và
phát triển bền vững, tăng cường an toàn sinh học, giảm dịch bện và nâng cao
hiệu quả hoạt động kinh tế của trang trại chăn nuôi.

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


9

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH
2.1. GIỚI THIỆU VỀ PLC MITSUBISHI
Mơ hình sử hồn tồn tín hiệu số để điều khiển vì thế khơng cần địi hỏi
cao về các dịng PLC có tính năng cao để giảm giá thành và cũng muốn tiếp
cận với dòng PLC mới thay cho dòng PLC Siemens mà chúng e đã được học ở
trường và hơn thế nữa trong những năm gần đây PLC của Mitsubishi đã
không ngừng phát triển tại nhiều cơng ty ở Việt Nam vì vậy chúng em đã
quyết định chọn PLC của Mitsubishi dòng FX1s_30MR để ứng dụng vào mơ
hình
2.1.1. Giới thiệu tổng qt về PLC Mitsubishi FX
PLC là bộ điều khiển lập trình “Programmable
Logic Controller”
- PLC Mitsubishi do Nhật bản phát triển,
thường dùng trong các dây chuyền, máy, móc
của các cơng ty Nhật, Hàn, Trung Quốc. Trong

đó phổ biến là các dịng FX series nhỏ gọn linh
hoạt.
- PLC FX là một loại PLC micro của hãng
Mitsubishi nhưng có nhiều tính năng mạnh mẽ.
Loại PLC này được tích hợp sẵn các I/O trên
CPU.
- PLC FX ra đời từ năm 1981 cho đến nay đã có rất nhiều chủng loại tùy
theo model như: F, F1, F, F1, FX1, FX0(S), FX0N, FX1S, FX1N,
FX2N…và FX3U. Tùy theo model mà các loại này có dung lượng và bộ
nhớ khác nhau. Dung lượng bộ nhớ có thể từ 2kStep đến 8kStep (hoặc
64kStep nếu gắn thêm bộ nhớ ngoài). Tổng số I/O có thể lên đến 256 I/O.
Riêng với FX3U có thể lên đến 384 I/O. Số module mở rộng có thể lên đến
8 module.
- Loại PLC FX tích hợp nhiều chức năng trên CPU (Main Unit) như ngõ ra
xung hai tọa độ, bộ đếm tốc độ cao (HSC), PID, đồng hồ thời gian thực…
- Module mở rộng nhiều chủng loại như Analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển
vị trí, các Module mạng như Cclink, Profibus….
- Ngồi ra cịn có các board mở rộng (Extension Board) như Analog, các
board dùng cho truyền thông các chuẩn RS232, RS422, RS485, và cả USB.
- Để lập trình PLC ta có thể sử dụng các phần mền sau: FXGP_WIN_E,
GX_Developer. GX Works2, GX Works3 và phần mềm mơ phỏng GT
Designer3.
- Các phương pháp lập trình như: Ladder, Instruction, SFC

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


10


 Cách đọc chủng loại PLC Mitsubishi

A
B
C

D

E

Loại PLC Fx1S
Tổng số chân vào ra I/O
M- Mô đun CPU
E- Mô đun I/O
Loại mô đun
EX- Mô đun đầu vào
EY- Mô đun đầu ra
Ngõ ra
R- Ngõ ra relay
T- Ngõ ra Transistor
Omit- Nguồn nuôi AC
D- Nguồn nuôi DC
Nguồn nuôi
DS- Nguồn vào DC, Ngõ ra relay
DSS- Nguồn vào DC, Ngõ ra Transistor
ES- Nguồn vào Ac, Ngõ ra relay
ESS- Nguồn vào AC, Ngõ ra Transistor
F
CE, UL nơi đăng ký sản phẩm

Bảng 1 Cách đọc chủng loại PLC

Ứng dụng thực tế của PLC vào trong đời sống
PLC được sử dụng rộng dãi như là một thành phần cốt lõi của tự động
hóa trong nhà máy, cũng như trong các sản phẩm ứng dụng điện tử thiết yếu,
để tiết kiệm chi phí và cải thiệnchất lượng tự động hóa.
PLC có thể được sử dụng cho nhiều loại ứng dụng như các ứng dụng có
hệ thống. Trong đó, nó cung cấp quyền kiểm soát tất cả các nhà máy hay các
ứng dụng độc lập hoặc một máy độc lập.

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


11

2.1.2. Giới thiệu về các tập lệnh
Các ngôn ngữ lập trình được sử dụng cho các bộ điều khiển khả trình
bao gồm Trình lập trình PLC dạng bậc thang (Ladder), Danh sách lệnh
(instruction List (IL)) và sơ đồ chức năng trình tự (Sequential Function Chart
(SFC)).
Chương trình lập trình PLC dạng bậc thang (Ladder) là một sơ đồ logic
dạng biểu đồ dựa trên mạch điện. Trong các chương trình lập trình PLC dạng
bậc thang (Ladder) các biểu tượng biểu thị các lệnh được kết nối với các dòng,
tương tự như sơ đồ mạch điện và có thể dễ dàng nhận biết các dịng vận hành.
Ngồi ra, lập trình PLC dạng bậc thang (Ladder) khơng u cầu các
kiến thức lập trình đặc biệt như với các ngôn ngữ C hay BASIC và những ai
đã có kinh nghiệm về mạch và relay đều có thể hiểu được dễ dàng.


Trong điều khiển trình tự, một chuỗi vận hành được thực hiện dựa trên
các tín hiệu Bật/Tắt nhận được từ thiết bị kết nối với mơ đun đầu vào và sau
đó các kết quả vận hành được đưa ra thiết bị kết nối với mô đun đầu ra.

Các thiết bị của PLC họ FX
• X: ngõ vào gắn trực tiếp vào PLC
• S: relay trạng thái, cờ hiệu (S900S999)
• Y: ngõ ra nối trực tiếp từ PLC
• D: thanh ghi
• T: thiết bị định thì
• P: con trỏ
• C: thiết bị đếm
• K: hằng số thập phân
• M: relay phụ trợ, cờ chuyên dụng
• H: hằng số thập lục phân
(M8000-M8255)
Bảng 2 Các bit địa chỉ trong PLC

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


12

Tập lệnh cơ bản FX SERIES
Lệnh Load và Load Inverse
• Load(LD): có nhiệm vụ khởi tạo lại cơng tắc NO.
• Load inverse (LDI): có nhiệm vụ khởi tạo lại cơng tắc NC.


Lệnh OUT
• Điều khiển cuộn dây.
• Nhiều lệnh OUT có thể được nối song song.

Lệnh AND và AND INVERSE
• AND: Nối tiếp nhiều cơng tắc NO, có thể nối tiếp nhiều cơng tắc cùng một
lúc.
• ANI (AND INVERSE): Nối tiếp nhiều cơng tắc NC, có thể nối tiếp nhiều
cơng tắc cùng một lúc.

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


13

Lệnh OR, OR INVERSE
• OR: Nối song song các cơng tắc NO, tối đa là 10 nhánh nối song song cho
một cuộn dây.
• ORI (OR INVERSE): OR: Nối song song các công tắc NC, tối đa là 10
nhánh nối song song cho một cuộn dây.

Ví dụ
Mơ phỏng hoạt động của 2 lệnh có cùng số hiệu thiết bị bằng cách nhấp chuột
vào công tắc đầu vào, loại sử dụng này (sử dụng OUT Y70 cho 2 lệnh) được
gọi là cuộn cảm nhân đơi

Trong ví dụ này điều kiện đầu vào X1 được ưu tiên hơn và đầu vào X0 bị bỏ
qua


SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


14

Lệnh Set và Reset
Không giống như lệnh OUT, lệnh duy trì vận hành (lệnh Set) sẽ duy trì hiện
trạng đầu ra ngay cả khi điều kiện đầu vào trở thành khơng được thỏa mãn. Để
hủy đầu ra (Tắt), có thể thực hiện lệnh hủy duy trì vận hành (lệnh RST)

Biểu tượng

Chức năng
Lệnh duy trì vận hành SET
Lệnh này sẽ bật thiết bị và duy trì hiện trạng bật ở đầu
ra
Đầu ra được duy trì ngay cả khi điều kiện đầu vào tắt
Lệnh hủy duy trì vận hành (RST)
Hủy hiện trạng BẬT và hủy đầu ra tới thiết bị được
chỉ định

Biểu đồ thời gian

Lệnh xung
Không giống như lệnh OUT, lệnh cạnh xung lên (lệnh PLS) Bật cuộn cảm cho
một lần quét sau khi điều kiện bật đầu vào được thỏa mãn
Ngược với lệnh PLS, lệnh cạnh xung đầu xuống (lệnh PLF) Bật cuộn cảm cho

một lần quét khi điều kiện đầu vào trở thành không được thỏa mãn
Cuộn cảm được bật bởi lệnh PLS/PLF sẽ trở về tắt sau một lần quét

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


15

Chương trình ladder và vận hành

Các mã lệnh chức năng
Biểu tượng

Chức năng
Đầu ra tại cạnh xung lên PLS
Dữ liệu được chuyển ra một thiết bị được chỉ định ở lần
quét đầu tiên sau khi thỏa mãn điều kiện đầu vào
Đầu ra cạnh xung xuống PLF
Dữ liệu được chuyển ra một thiết bị được chỉ định ở lần
quét đầu tiên sau khi điều kiện đầu vào trở thành không
thỏa mãn

Biểu đồ thời gian

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415



16

Lệnh Timer (T)
Các bộ định thì hoạt động bằng cách đếm các xung clock. Ngõ ra của Timer
được kích hoạt khi giá trị đếm được đạt đến giá trị hằng số K. Khoảng thời
gian
trơi qua được tính bằng cách lấy giá trị đếm được nhân với độ phân giải của
Timer.
Timer 10 ms đếm giá trị 100 khi đó khoảng thời gian trơi qua được tính như
sau: 100*10ms= 100*0.01s= 1s
• Khoảng thời gian định thì được đặt trực tiếp thơng qua hằng số K, hoặc gián
tiếp qua thanh ghi dữ liệu D. Thường dùng thanh ghi dữ liệu được chốt để
đảm
bảo không bị mất dữ liệu khi mất điện. Tuy nhiên nếu điện áp của nguồn Pin
giảm quá mức thì thời gian định thì có thể bị sai.

Chương trình Ladder và vận hành
-Lệnh OUT và thiết bị bộ hẹn giờ (T)
được sử dụng để đo thời gian
-Khi điều kiện đầu vào được thỏa
mãn BẬT, việc đo thời gian sẽ bắt
đầu. Khi khoảng thời gian đạt đến
giá trị được chỉ định, thiết bị bộ hẹn
giờ (T) sẽ BẬT
-Nếu điều kiện đầu vào không được
thảo mãn (TẮT) hoặc thiết bị bộ hẹn
giờ (T) được cài lại bằng lệnh RST,
thời gian trôi qua và đầu ra sẽ khởi
động lại

-Có thể sử dụng hiện trạng thiết bị
thiết bị bộ hẹn giờ (T) làm điều kiện
đầu vào trong các thành phần khác
của chương trình
SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


17

Các mã lệnh và chức năng
Biểu tượng

Chức năng
-Thiết bị bộ hẹn giờ (T) được sử dụng với một đầu ra
cuộn cảm OUT để đo khoảng thời gian thỏa mãn điều
kiện (đang BẬT)
-Việc hết thời gian cho phép sẽ xảy ra sau khoảng thời
gian quy định
-Đồng thời khi hết thời gian cho phép, bộ hẹn giờ (T0) sẽ
bật
-Giá trị được cài cho bộ hẹn giờ được biểu thị bằng Kn
Các bộ hẹn giờ thường được sử dụng làm bộ định thời độ
trẽ quá trình mở, quy định thời gian sau khi thỏa mãn một
điều kiện nhất định

Biểu đồ thời gian

Lệnh Counters (C)

Chương trình ladder và vận hành
Lệnh OUT và thiết bị bộ đếm (C)
được sử dụng để đếm
Khi một điều kiện đầu vào được thỏa
mãn, số đếm sẽ tăng lên và khi số
đếm đạt đến một giá trị được quy
định, thiết bị bộ đếm quy định (C) sẽ
BẬT
Nếu thiết bị bộ đếm (C) được đặt lại
bằng lệnh RST, số đếm và hiện trạng
thiết bị sẽ được khởi tạo

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415


18

Các mã lệnh và chức năng
Biểu tượng

Chức năng
-Bộ đếm (C)
-Kết hợp với một đầu ra cuộn cảm OUT, bộ đếm sẽ đếm
thêm lần lượt được thực hiện khi số đếm đạt đến số được
chỉ định và tiếp điểm bộ đêm BẬT
-Giá trị được cài cho bộ đếm được biểu thị bằng Kn

Biểu đồ thời gian


Thanh Ghi
Chúng ta biết rằng các thiết bị lưu thông tin bit (Bật/Tắt) được gọi là “thiết bị
bít” và các thiết bị lưu thiết bị từ được gọi là “thiết bị từ”
Lệnh truyền dữ liệu 16bit (MOV) sẽ chuyển một dữ liệu đơn vị 1 từ 16 bít
sang một thiết bị từ được chỉ định
Dữ liệu có thể chuyển có thể là một giá trị trong thiết bị hoặc có thể được chỉ
định, Định dạng dữ liệu có thể chuyển có thể là thập lục phân hay thập phân
Chương trình Ladder và vận hành

SV: MAI NGỌC HUÂN

MSV: 14104100415