MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................................................. 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ..................................................................................... 4
1.1. Đặt vấn đề: ..................................................................................................................................... 4
1.2. Giới thiệu công nghệ rửa xe oto: ............................................................................................... 4
1.2.1.

Giới thiệu về phương pháp rửa xe oto................................................................................ 4

1.2.2.

Sơ đồ ngun lí hệ thống..................................................................................................... 5

1.2.3.

Phương án cơng nghệ của phương pháp rửa xe tự động. ................................................ 5

1.2.4. Khảo sát kết cấu các chi tiết chính trong hệ thống rửa xe tự động trong phương án lựa
chọn ............................................................................................................................................. 7
1.3. Mơ hình xây dựng ...................................................................................................................... 9
Chương 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ TỰ ĐỘNG HÓA.................................................................... 13
2.1. Mở đầu ...................................................................................................................................... 13
2.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC ............................................................................... 14
2.2.1.

Cấu hình phần cứng ......................................................................................................... 14

2.2.2.

Bộ xử lý .............................................................................................................................. 14

2.2.3.

Bộ nguồn............................................................................................................................ 15

2.2.4.

Bộ nhớ................................................................................................................................ 16

2.2.5.

Giao diện vào/ra ................................................................................................................ 16

2.2.6.

Cấu tạo chung của PLC .................................................................................................... 17

2.3.

Các vấn đề về lập trình ............................................................................................................ 18

2.3.1.

Khái niệm chung ............................................................................................................... 18

2.3.2.

Các phương pháp lập trình ............................................................................................... 19

Chương 3. BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-1200 ..................................................................................... 23

3.1. Những module phần cứng cơ bản của PLC S7-1200: ........................................................... 25
3.2. Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển: ................................................................................. 26


3.3.

Làm việc với phần mềm SIMATIC TIA Portal: ................................................................... 27

3.3.1.

Kỹ thuật lập trình: ............................................................................................................. 27

3.3.2.

Cấu trúc lập trình: ............................................................................................................. 27

3.3.3.

Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS: .............................................................. 27

3.3.4.

Hàm chức năng- FUNCTION:......................................................................................... 28

3.3.5. Giới thiệu một số tập lệnh trong S7-1200: ....................................................................... 28
3.4. Giới thiệu về WinCC................................................................................................................ 34
3.4.1.

Giới thiệu chung ................................................................................................................ 34


3.4.2. Kết nối giữa PC (SCADA) và PLC: ...................................................................................... 35
3.4.3.

HMI tags: ........................................................................................................................... 35

3.4.4.

SCADA screen và các thành phần thiết kế: ..................................................................... 36

3.4.5.

Các lệnh trong WinCC: ..................................................................................................... 38

Chương 4. Thiết kế hệ thống điều khiển ........................................................................................... 40
4.1.
4.2.
4.3.

Lưu đồ thuật toán..................................................................................................................... 40
Bảng phân công vào ra ............................................................................................................ 42
Sơ đồ kết nối của hệ thống....................................................................................................... 45

Kết luận và hướng phát triển ............................................................................................................. 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................. 52


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Các phương án rửa xe ........................................................................................................ 4
Hình 2 Ngun lí cấp nước cho hệ thống ..................................................................................... 5
Hình 3 Phương pháp rửa xe tự động.............................................................................................. 5

Hình 4 Chổi lau .............................................................................................................................. 8
Hình 5 Động cơ băng tải ................................................................................................................ 9
Hình 6 Sơ đồ ngun lí hệ thống ................................................................................................. 10
Hình 7 Chế độ Hoạt động ............................................................................................................ 11
Hình 8 Nguyên Lí bộ PLC ........................................................................................................... 15
Hình 9 Vịng qt......................................................................................................................... 15
Hình 10 Giao diện vào ra ............................................................................................................. 16
Hình 11 Cách ly tín hiệu vào ....................................................................................................... 17
Hình 12 Cách ly tín hiệu ra .......................................................................................................... 17
Hình 13 Kiểu mo đun .................................................................................................................. 17
Hình 14 Quy Trình lập tình ......................................................................................................... 18
Hình 15 S7-1200 .......................................................................................................................... 23
Hình 16 Cấu trúc lập trình ........................................................................................................... 27
Hình 17 Thêm thiết bị .................................................................................................................. 35
Hình 18 Kết nối ........................................................................................................................... 35
Hình 19 HMI tag .......................................................................................................................... 36
Hình 20 Bảng HMI tag ................................................................................................................ 36
Hình 21 Tạo Screeen ................................................................................................................... 36
Hình 22 Thiết kế giao diện .......................................................................................................... 37
Hình 23 Basic object.................................................................................................................... 37
Hình 24 elenment ......................................................................................................................... 38
Hình 25Screen ............................................................................................................................. 38
Hình 26 Gán giá trị ...................................................................................................................... 39
Hình 27Set bit .............................................................................................................................. 39
Hình 28Animations...................................................................................................................... 39
Hình 29 Lưu đồ main ................................................................................................................... 40
Hình 30 Lưu đồ Auto ................................................................................................................... 41
Hình 31 Lưu đồ man .................................................................................................................... 42
Hình 32 Sơ đồ mạch động lực ..................................................................................................... 45
Hình 33 Sơ đồ mạch động lực 2 .................................................................................................. 46

Hình 34 Sơ đồ đấu dây PLC ........................................................................................................ 47
Hình 35 Sơ đồ đấu dây PLC ....................................................................................................... 48
Hình 36 Sơ đồ đáu nối PLC ......................................................................................................... 49


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1.1. Đặt vấn đề:
Ở các nước phát triển thì có thể nói “dịch vụ rửa xe ô tô “ là một dịch vụ không thể
thiếu. Còn ở các nước đang phát triển như nước ta thì nó chưa hề phát triển. Nhưng đất nước ta
đang trên đà hội nhập và phát triển trong một tương lai khơng sa nó sẽ trở thành một dịch vụ
không thể thiếu của nước ta.
1.2. Giới thiệu công nghệ rửa xe oto:
Với chút kiến thức đã học tập được tại trườn và qua các phương tiện thông tin khác, qua
q trình tìm hiểu về cơng nghệ của hệ thống rửa xe ô tô và trong khuôn khổ ngành điện em xin
trình bày 1 số điểm về cơng nghệ của hệ thống rửa xe ôtô tự động như sau:
1.2.1. Giới thiệu về phương pháp rửa xe oto
Hiện nay tại Việt Nam chúng ta hầu hết là sử dụng các phương pháp rửa xe thủ công là
chủ yếu. Tuy nhiên trong thời gian không xa với 3 phương pháp này sẽ được đan xen nhau và
đưa ra một phương án hợp lý nhất, tiết kiệm thời gian nhất, thiết bị hiện đại nhất với trình độ kỹ
thuật cao là rất cần thiết.

Hình 1 Các phương án rửa xe


1.2.2. Sơ đồ nguyên lí hệ thống
Với hệ thống cung cấp nước cho hệ thống rửa xe tự động như trên thì chúng ta sẽ
giải quyết được các vấn đề khi áp dụng hệ thống rửa xe tự động: giải quyết được việc
ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nguồn nước tiêu thụ.

Hình 2 Ngun lí cấp nước cho hệ thống


1.2.3. Phương án công nghệ của phương pháp rửa xe tự động.

Hình 3 Phương pháp rửa xe tự động


*, Các phương án công nghệ của phương pháp rửa xe tự động
Phương án 1: Chổi lau sườn: 4 chiếc, chổi lau nóc: 1 chiếc (dạng tấm), chổi lau
bánh:2 chiếc, máy sấy: 3 chiếc

Phương án 2:Chổi lau sườn: 4 chiếc, chổi lau nóc: 2 chiếc, chổi lau bánh: 2 chiếc,
vịi phun dung dịch chất tẩy: 11 chiếc, máy sấy khô: 5 chiếc

Phương án 3: Chổi lau sườn: 4 chiếc, chổi lau nóc dạng tấm: 2 chiếc, chổi lau
bánh: 2 chiếc, thanh dọc cọ mép dưới của xe: 4 chiếc, máy thổi khơ:6 chiếc

Phương án 4: Vịi phun nước áp lực cao: 68 chiếc, vịi phun hóa chất tẩy: 11 chiếc,
máy thổi khô: 4 chiếc
Phương án 5: Chổi lau sườn: 2 chiếc, chổi lau nóc dạng con lăn trịn: 1 chiếc, chổi
lau bánh và mép dưới sườn xe: 2 chiếc, dàn phun nước cao áp: 2 dàn, dàn phun dung
dịch chất tẩy: 1 dàn, dàn sấy khơ: 1 dàn, vịi phun nước cao áp để rửa bánh xe: 2 vòi,
thiết bị cảm ứng: 2 cái.


• Phương pháp thực tế ở Việt Nam

Ưu điểm nổi bật so với các hệ thống khác:
o Bố trí các thiết bị tập trung rửa ở những điểm mà xe bẩn nhất bởi địa hình ở
Việt Nam: gầm xe, cẳng trước, cẳng sau xe, hông xe, lốp xe, vành xe,…….
o Bố trí chổi lau bánh xe dạng trụ (các sợi ni lơng lắp theo hình vịng xoắn)

đặt dọc theo chiều chạy của bánh xe.
o Bố trí thiết bị phun nước cao áp gầm xe.
o Hệ thống sấy khô được bố trí cẩn thận và đầu ra của hơi sấy ở nhiều vị trí
khác nhau để vừa đạt được hiệu quả là sấy khơ tồn bề mặt xe vừa tránh hơi
nóng quá nóng làm hỏng lớp sơn xe.
1.2.4. Khảo sát kết cấu các chi tiết chính trong hệ thống rửa xe tự động trong
phương án lựa chọn


• Đường ray
Đường ray được chế tạo bằng thép có các
kích thước như sau:
Chiều dài: 1000cm - 1600cm hoặc lớn hơn.
Chiều rộng: 30cm
Chiều sâu: 5cm

• Các thiết bị phun nước cao áp, hun chất tẩy

• Chổi lau xe.

Hình 4 Chổi lau


• Hệ thống sấy khơ

• Động cơ kéo băng tải

Hình 5 Động cơ băng tải

1.3.


Mơ hình xây dựng


Hình 6 Sơ đồ ngun lí hệ thống

• Hệ thống gồm:
- Động cơ lau
- Động cơ băng tải
- Động cơ cửa
- 2 bơm nước và bơm xà bông
- Các công tắc hành trình
- Quạt sấy khơ
- Bục nâng hạ xe lên xuống
- Các cảm biến
• Quy trình cơng nghệ
Quy trình hoạt động với 2 chế độ Auto và Manual


Chế độ Manual
Khi có xe đi vào chạm cảm biến “LS Xe vào” cửa mở ra băng tải đưa xe vào vị trí
bục thủy lực nâng hạ. Động cơ nâng hạ nâng xe lên vị trí rửa, sau đó bơm nước rửa lần 1> phun xà bông -> chùi -> rửa lần 2-> làm khơ -> hạ xuống.
-

Hình 7 Chế độ Hoạt động


-

Chế độ Manual

Sử dụng các nút nhấn cơ để điều khiển các thiết bị ttrong hệ thống.


Chương 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ TỰ ĐỘNG HĨA
2.1.

Mở đầu

Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại và cơng nghệ điều khiển logic khả
trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy tính.
Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) được phát triển
từ những năm 1968 -1970. Trong giai đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng
phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao. Ngày nay các thiết bị PLC đã phát triển mạnh mẽ
và có mức độ phổ cập cao.
Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi
xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh và thực hiện các chức năng, chẳng hạn
cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật tốn để điều khiển máy và các q
trình cơng nghệ. PLC được thiết kế cho các kỹ sư, không yêu cầu cao về kiến thức máy tính và
ngơn ngữ máy tính, có thể vận hành. Chúng được thiết kế cho các nhà kỹ thuật có thể cài đặt
hoặc thay đổi chương trình. Vì vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương
trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển).
Thuật ngữ logic được sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic, ví dụ
nếu có các điều kiện A và B thì C làm việc... Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh)
vào bộ nhớ PLC. Thiết bị điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo
chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình.
Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hố cho các tác vụ tính tốn và
hiển thị, cịn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môi trường cơng nghiệp.
Vì vậy các PLC:
+ Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn,
+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra,

+ Được lập trình dễ dàng với ngơn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán
logic và chuyển mạch.
Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng giống như chức năng của bộ điều khiển
thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện tử đó là:
+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến,
+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù
hợp với cơng nghệ,
+ Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu thập được,
+ Phân phát các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp.
Riêng đối với máy công cụ và người máy công nghiệp thì bộ PLC có thể liên kết với bộ điều


khiển số NC hoặc CNC hình thành bộ điều khiển thích nghi. Trong hệ thống của các trung tâm
gia cơng, mọi quy trình cơng nghệ đều được bộ PLC điều khiển tập trung.
2.2. Các thành phần cơ bản của một bộ PLC
2.2.1. Cấu hình phần cứng
Bộ PLC thơng dụng có năm bộ phận cơ bản gồm: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao
diện vào/ra và thiết bị lập trình. Sơ đồ hệ thống như hình 1.1 .
2.2.2. Bộ xử lý
Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện 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.
Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, đầu tiên các
thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm sốt bởi
bộ đếm chương trình. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa kết quả điều khiển tới đầu
ra. Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét (scan). Thời gian một vòng quét phụ thuộ
vào dung lượng của bộ nhớ, vào tốc độ của CPU. Nói chung chu kỳ một vịng qt
như hình 1.2.
Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn dấn một thời gian trễ trong khi bộ đếm

của chương trình đi qua một chu trình đầy đủ, sau đó bắt đầu lại từ đầu


Hình 8 Ngun Lí bộ PLC

Hình 9 Vịng qt

Để đánh giá thời gian trễ người ta đo thời gian quét của một chương trình dài 1K
byte và coi đó là chỉ tiêu để so sánh các PLC. Với nhiều loại PLC thời gian trễ này
có thể tới 20ms hoặc hơn. Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho quá trình điều khiển thì
phải dùng các biện pháp đặc biệt, chẳng hạn như lặp lại những lần gọi quan trọng
trong thời gian một lần quét, hoặc là điều khiển các thông tin chuyển giao để bỏ bớt
đi những lần
gọi ít quan trọng khi thời gian quét dài tới mức không thể chấp nhận được. Nếu các
giải pháp trên không thoả mãn thì phải dùng PLC có thời gian qt ngắn hơn.
2.2.3. 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).
1.2.1.3. 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 chun 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.
2.2.4. Bộ nhớ
Bộ nhớ là nơi lưu giữ chương trình sử dụng cho các hoạt động điều khiển. Các dạng
bộ nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM. Người ta ln chế tạo nguồn dự phịng cho RAM
để duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn, thời gian duy trì tuỳ thuộc vào
từng PLC cụ thể. Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích

nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần mở rộng có thể cắm thêm.
2.2.5. Giao diện vào/ra
Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thơng
tin đến các thiết bị bên ngồi. Tín hiệu vào có thể từ các cơng tắc, các bộ cảm biến nhiệt độ,
các tế bào quang điện. Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây cơng tắc tơ, các rơle,
các van điện từ, các động cơ nhỏ... Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời rạc, tín hiệu liên
tục, tín hiệu logic. Các tín hiệu vào/ra có thể thể hiện như hình 1.3.
Mỗi điểm vào ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng.

Hình 10 Giao diện vào ra

Các kênh vào/ra đã có các chức năng cách ly và điều hồ tín hiệu sao cho các bộ
cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà khơng cần thêm mạch điện
khác.
Tín hiệu vào thường được ghép cách điện (cách ly) nhờ linh kiện quang như hình
1.4. Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5v, 24v, 110v, 220v. Các PLC cỡ
nhỏ thường chỉ nhập tín hiệu 24v.


Hình 11 Cách ly tín hiệu vào

Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiểu rơle như hình 1.5a, cách ly
kiểu quang như hình 1.5b. Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA; 110v,
1A một chiều, thậm chí 240v, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC. Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải
tín hiệu ra có thể thay đổi bằng cách lựa chọn các module ra thích hợp.

Hình 12 Cách ly tín hiệu ra

2.2.6. Cấu tạo chung của PLC
Các PLC có hai kiểu cấu tạo cơ bản là: kiểu hộp đơn và kiểu modulle nối ghép. Kiểu

hộp đơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và được cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn
chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào/ra. Kiểu hộp đơn thường vẫn có
khả năng ghép nối được với các module ngoài để mở rộng khả năng của PLC. Kiểu hộp
đơn như hình 1.6.

Hình 1.6 Kiểu hộp đơn

Hình 13 Kiểu mo đun


Kiểu module ghép nối gồm các module riêng cho mỗi chức năng như module nguồn,
module xử lý trung tâm, module ghép nối, module vào/ra, module mờ, module PID... các
module được lắp trên các rãnh và dược kết nối với nhau. Kiểu cấu tạo này có thể được sử
dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộ chức năng khác nhau
được gộp vào các module riêng biệt. Việc sử dụng các module tuỳ thuộc công dụng cụ thể.
Kết cấu này khá linh hoạt, cho phép mở rộng số lượng đầu nối vào/ra bằng cách bổ sung
các module vào/ra hoặc tăng cường bộ nhớ bằng cách tăng thêm các đơn vị nhớ.
2.3. Các vấn đề về lập trình
2.3.1. Khái niệm chung
PLC có thể sử dụng một cách kinh tế hay không phụ thuộc rất lớn vào thiết bị lập
trình. Khi trang bị một bộ PLC thì đồng thời phải trang bị một thiết bị lập trình của cùng
một hãng chế tạo. Tuy nhiên, ngày nay người ta có thể lập trình bằng phần mềm trên máy
tính sau đó chuyển sang PLC bằng mạch ghép nối riêng.
Sự khác nhau chính giữa bộ điều khiển khả trình PLC và công nghệ rơle hoặc bán
dẫn là ở chỗ kỹ thuật nhập chương trình vào bộ điều khiển như thế nào. Trong điều khiển
rơle, bộ điều khiển được chuyển đổi một cách cơ học nhờ đấu nối dây "điều khiển cứng",
cịn với PLC thì việc lập trình được thực hiện thơng qua một thiết bị lập trình và một ngoại
vi chương trình. Có thể chỉ ra quy trình lập trình theo giản đổ hình1.8.
Để lập trình người ta có thể sử dụng một trong các mơ hình sau đây:


Hình 14 Quy Trình lập tình


+ Mơ hình dãy.
+ Mơ hình các chức năng.
+ Mơ hình biểu đồ nối dây.
+ Mơ hình logic.
Việc lựa chọn mơ hình nào trong các mơ hình trên cho thích hợp là tuỳ thuộc vào
loại PLC và điều quan trọng là chọn được loại PLC nào cho phép giao lưu tiện lợi và
tránh được chi phí khơng cần thiết. Đa số các thiết bị PLC lưu hành trên thị trường
hiện nay là dùng mơ hình dãy hoặc biểu đồ nối dây. Những PLC hiện đại cho phép
người dùng chuyển từ một phương pháp nhập này sang một phương pháp nhập khác
ngay trong quá trình nhập.
Trong thực tế khi sử dụng biểu đồ nối dây thì việc lập trình có vẻ đơn giản hơn vì
nó có cách thể hiện gần giống như mạch rơle công tắc tơ. Tuy nhiên, với những người
đã có sẵn những hiểu biết cơ bản về ngơn ngữ lập trình thì lại cho rằng dùng mơ hình
dãy dễ dàng hơn, đồng thời với các mạch cỡ lớn thì dùng mơ hình dãy có nhiều ưu
điểm hơn.
Mỗi nhà chế tạo đều có những thiết kế và phương thức thao tác thiết bị lập trình
riêng, vì thế khi có một loại PLC mới thì phải có thời gian và cần phải được huấn
luyện để làm quen với nó.
2.3.2. Các phương pháp lập trình
Từ các cách mơ tả hệ tự động các nhà chế tạo PLC đã soạn thảo ra các phương pháp
lập trình khác nhau. Các phương pháp lập trình đều được thiết kế đơn giản, gần với các
cách mơ tả đã được biết đến. Từ đó nói chung có ba phương pháp lập trình cơ bản là
phương pháp bảng lệnh STL, phương pháp biểu đồ bậc thang LAD và phương pháp lưu đồ
điều khiển CSF. Trong đó, hai phương pháp bảng lệnh STL và biểu đồ bậc thang LAD
được dùng phổ biến hơn cả.
• Một số ký hiệu chung
Cấu trúc lệnh

Một lệnh thường có ba phần chính và thường viết như hình 1.9 (có loại PLC có
cách viết hơi khác):
1. Địa chỉ tương đối của lệnh (thường khi tập trình thiết bị lập trình tự đưa ra).
2. Phần lệnh là nội dung thao tác mà PLC phải tác động lên đối tượng của lệnh,
trong lập trình LAD thì phần này tự thể hiện trên thanh LAD, không được ghi ra.
3. Đối tượng lệnh, là phần mà lệnh tác động theo yêu cầu điều khiển, trong đối


tương lệnh lại có hai phần:
4. Loại đối tượng, có trường hợp sau loại đối tượng có dấu ":", có các loại đốitượng
như tín hiệu vào, tín hiệu ra, cờ (rơle nội)...
5. Tham số của đối tượng lệnh để xác định cụ thể đối tượng, cách ghi tham số
cũng phụ thuộc từng loại PLC khác nhau.

Hình 1.9 Lệnh STL
Ký hiệu thường có trong mỗi lệnh:
Các ký hiệu trong lệnh, quy ước cách viết với mỗi quốc gia có khác nhau, thậm chí
mỗi hãng, mỗi thời chế tạo của hãng có thể có các ký hiệu riêng. Tuy nhiên, cách ghi
chung nhất cho một số quốc gia là:
Mỹ:
+ Ký hiệu đầu vào là I (In), đầu ra là Q (out tránh nhầm O là không).
+ Các lệnh viết gần đủ tiếng Anh ví dụ ra là out.
+ Lệnh ra (gán) là out.
+ Tham số của lệnh dùng cơ số 10.
+ Phía trước đối tượng lệnh có dấu %.
+ Giữa các số của tham số khơng có dấu chấm.
Ví dụ: AND% I09; out%Q10.
Nhật:
+ Đầu vào ký hiệu là X, đầu ra ký hiệu là Y.
+ Các lệnh hầu như được viết tắt từ tiếng Anh.

+ Lệnh ra (gán) là out.
+ Tham số của lệnh dùng cơ số 8.
Ví dụ: A X 10; out Y 07
Tây đức
+ Đầu vào ký hiệu là I, đầu ra ký hiệu là Q.


+ Các lệnh hầu như được viết tắt từ tiếng Anh.
+ Lệnh ra (gán) là =
+ Tham số của lệnh dùng cơ số 8.
+ Giữa các số của tham số có dấu chấm để phân biệt khe và kênh.
Ví dụ: A I 1.0; = Q 0.7.
Ngoài các ký hiệu khá chung như trên thì mỗi hãng cịn có các ký hiệu riêng, có bộ
lệnh riêng. Ngay cùng một hãng ở các thời chế tạo khác nhau cũng có đặc điểm khác
nhau với bộ lệnh khác nhau. Do đó, khi sử dụng PLC thì mỗi loại PLC phải tìm hiểu
cụ thể hướng dẫn sử dụng của nó.
Một số ký hiệu khác nhau với các lệnh cơ bản được thể hiện rõ trên bảng 1.1.
• Phương pháp hình thang LAD (Ladder Logic)
Phương pháp hình thang có dạng của biểu đồ nút bấm. Các phần tử cơ bản của phương
pháp hình thang là:
+ Tiếp điểm: thường mở
Thương kín + Cuộn dây (mơ tả các rơle)
+ Hộp (mô tả các hàm khác nhau, các lệnh đặc biệt)
Bảng 1.1

IEC
1131-3
LD

Misubishi


OMRON

Siemens

LD

LD

A

Telemecanique
L

Spreher
Chú thích
và Schuh
STR

Khởi đầu với tiếp
điểm thường mở

LDN

AND

LDI

AND


LD NOT

AND

AN

A

AL

A

STR

Khởi đầu với tiếp

NOT

điểm thường kín

AND

Phần tử nối tiếp có
tiếp điểm mở

AND
N

ANI


AND
NOT

AN

AN

AND

Phần tử nối tiếp có

NOT

tiếp điểm kín


O

O

OR

OR

O

OR

Phần tử song song có
tiêu điểm mở


ORN

ORI

ORNOT

ON

ON

OR NOT

Phần tử song song có
tiếp điểm kín

ST

OUT

OUT

=

=

OUT

Lấy tín hiệu ra


Mạng LAD là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn chỉnh, theo thứ tự từ
trái sang phải, từ trên xuống dưới. Quá trình quét của PLC cũng theo thứ tự này.
Mỗ một nấc thang xác định một số hoạt động của quá trình điều khiển. Một sơ đồ
LAD có nhiều nấc thang. Trên mỗi phần tử của biếu đồ hình thang LAD có các
tham số xác định tuỳ thuộc vào ký hiệu của từng hãng sản xuất PLC.
Ví dụ: Một nấc của phương pháp hình thang như hình 1.10.

Hình 1.10. Phương pháp lập trình thang LAD
Hình 1.10a là kiểu ký hiệu của Misubishi
(Nhật) Hình 1.10b là kiểu ký hiệu của Siemens
(Tây đức) Hình 1.10c là ký hiệu của Allen
Bradley

22


Chương 3. BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-1200

Hình 15 S7-1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200. So
với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:
S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm sốt nhiều
ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng
ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200.
S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các
đầu vào/ra (DI/DO).
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình
điều khiển:
+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC.

+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình
S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngồi ra,
có thể dùng các module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba ngơn
ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal của
Siemens.
Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao
gồm cả mơi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.
Dịng sản phẩm PLC S7-1200 có nhiều CPU khác nhau như: CPU 1211, CPU 1212,
CPU 1214, CPU 1215…trong mỗi dòng CPU đều được phân biệt bởi ký hiệu như
AC/DC/Ply, DC/DC/DC…tương ứng với Nguồn cấp cho CPU, Dạng cổng ngõ vào, dạng
cổng ngõ ra. Mỗi CPU có bộ nhớ làm việc, chu kỳ lệnh, cổng truyền thông giao tiếp, khối tổ
chức chương trình OB, chức năng khác nhau…Tùy vào ứng dụng và hệ thống mà ta sẽ lựa
chọn dòng CPU phù hợp để đáp ứng về tốc độ xử lý,cũng như về giá thành của CPU. Dưới
đây chúng em xin đưa ra thông tin một số loại CPU S7-1200:

Dịng CPU
CPU 1211C AC/DC/Rly

Thơng tin sản phẩm
Work memory 30 KB; 120/240VAC
power supply with DI6 x 24VDC
23


(6ES7 211-1BE31-0XB0)

CPU 1212C DC/DC/Rly
(6ES7 212-1HE31-0XB0)


CPU 1214C DC/DC/DC
(6ES7 214-1AG31-0XB0)

CPU 1215C AC/DC/Rly
(6ES7 215-1BG31-0XB0)

SINK/SOURCE; DQ4 x relay and AI2
on board; 3 high-speed counters
(expandable with digital signal board)
and 4 pulse outputs on board; signal
board expands on-board I/O; up to 3
communication modules for serial
communication; 0.04 ms/1000
instructions; PROFINET interface for
programming, HMI and PLC to PLC
communication.
Work memory 30 KB; 24VDC power
supply with DI8 x 24VDC
SINK/SOURCE; DQ6 x relay and AI2
on board; 4 high-speed counters
(expandable with digital signal board)
and 4 pulse outputs on board; signal
board expands on-board I/O; up to 3
communication modules for serial
communication; up to 2 signal modules
for I/O expansion; 0.04 ms/1000
instructions; PROFINET interface for
programming, HMI and PLC-to-PLC
communication
Work memory 75 KB; 24VDC power

supply with DI14 x 24VDC
SINK/SOURCE, DQ10 x 24VDC and
AI2 on board; 6 high-speed counters and
4 pulse outputs on board; signal board
expands on-board I/O; up to 3
communication modules for serial
communication; up to 8 signal modules
for I/O expansion; 0.04 ms/1000
instructions; PROFINET interface for
programming, HMI and PLC-to-PLC
communication
Work memory 100 KB; 120/240VAC
power supply with DI14 x 24VDC
SINK/SOURCE, DQ10 x relay and AI2
and AQ2 on board; 6 high-speed
counters and 4 pulse outputs on board;
signal board expands on-board I/O; up to
3 communication modules for serial
24


communication; up to 8 signal modules
for I/O expansion; 0.04 ms/1000
instructions; PROFINET interface for
programming, HMI and PLC-to-PLC
communication
Bảng 4.1. Các dòng CPU của PLC s7-1200
Với PLC S7-1200 thì các CPU khác nhau về ký hiệu ngay sau tên CPU. Ví dụ CPU
1214C DC/DC/DC: Với nguồn điện áp 24VDC/ ngõ vào kích hoạt ở cấp điện áp 24VDC/
Ngõ ra Transistor. Ưu điểm của loại ngõ ra Transistor dùng để điều biến độ rộng xung, xuất

xung tốc độ cao…Nhược điểm là chỉ có thể sử dụng với 1 cấp điện áp là 24VDC và phải
thông qua 1 Relay đệm 24VDC để sửng dụng với các cấp điện áp khác nhau. Với ngõ ra
Relay có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác nhau, tuy nhiên do tác động chậm nên
không dùng cho điều biến độ rộng xung hoặc phát xung tốc độ cao.
3.1. Những module phần cứng cơ bản của PLC S7-1200:
Thơng thường để tăng tính năng linh động trong ứng dụng thực tế những bộ điều khiển
PLC được thiết kế khơng bị cứng hóa về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module.
Số các module được sử dụng nhiều hay ít tùy thuộc vào từng bài tốn, nhưng tối thiểu bao
giờ cũng phải có Module chính là module CPU. Các module cịn lại là các module nhận
truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như PID, điều
khiển động cơ…được gọi là các module mở rộng. Tất cả các module được gắn trên một
thanh Rail (rack).
• Rack:
Dịng sản phẩm PLC S7-1200 được lắp ráp trên một phần cơ khí để cố định CPU, IM
và các module I/O, Analog, FM… nó được gọi là rack và PLC S7-1200 chỉ có 1 rack.
• Sign Board của PLC S7-1200:
Sign board: SB1223 DC/DC:
- Digital inputs / outputs.
- DI 2 x 24 VDC 0.5A.
- DO 2x24 VDC 0.5A
Sign boards: SB1232AQ:
- Ngõ ra analog.
- AO 1 x 12bit.
- +/- 10VDC, 0 – 20mA
Cards ứng dụng:
- CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng.
- Kích thước của CPU sẽ khơng thay đổi.

• Module xuất / nhập tín hiệu số:


25