Mô hình thí nghiệm PLC CP1L

TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Tổng quan về điều khiển

Điều khiển có vai trò quan trọng trong việc thực hiện các chức năng cụ thể của máy móc hoặc thiết bị, tuân theo một trình tự hoạt động đã được định trước Quy trình này phụ thuộc vào trạng thái của máy hoặc tín hiệu từ bộ phát.

Sự điều khiển đƣợc phân biệt theo các đặc điểm khác nhau:

* Theo loại biểu diễn thông tin

- Điều khiển nhị phân: Xử lý tín hiệu đầu vào nhị phân (tín hiệu 1-0) thành các tín hiệu ra nhị phân

- Điều khiển số: Xử lý các thông tin số, có nghĩa các thông tin đƣợc biểu diễn dưới dạng số

* Theo loại xử lý tín hiệu

Điều khiển liên kết là quá trình mà các trạng thái tín hiệu của ngõ ra được xác định dựa trên các trạng thái tín hiệu của ngõ vào, tùy thuộc vào các chức năng liên kết cụ thể.

Điều khiển trình tự là quá trình thực hiện từng bước một, trong đó sự hoàn thành của một bước phụ thuộc vào điều kiện của bước tiếp theo Các điều kiện này có thể dựa trên quy trình cụ thể hoặc thời gian nhất định.

Điều khiển không đồng bộ cho phép xử lý tín hiệu đầu vào một cách trực tiếp mà không cần tín hiệu xung phụ, giúp thực hiện điều khiển chậm hiệu quả.

- Điều khiển đồng bộ xung: Việc điều khiển đƣợc xử lý ở các tín hiệu chỉ đồng bộ với một tín hiệu xung (điều khiển nhanh)

* Theo loại thực hiện chương trình

Điều khiển theo chương trình kết nối cứng là loại điều khiển có khả năng lập trình cố định, không thể thay đổi, như việc lắp đặt dây nối cố định Tuy nhiên, nó cũng cho phép thay đổi chương trình thông qua các đầu nối, chẳng hạn như ma trận diode.

Điều khiển khả trình là chức năng được lưu trữ trong bộ nhớ chương trình, cho phép thay đổi chương trình mà không cần can thiệp vào phần cơ khí Sử dụng bộ nhớ đọc/ghi (RAM) cho phép lập trình tự do, trong khi bộ nhớ chỉ đọc (ROM) yêu cầu thay đổi bộ nhớ để điều chỉnh chương trình.

Hình 1.1: Sơ đồ các loại điều khiển

Các loại điều khiển

Trong kỹ thuật điều khiển cũng như tự động hóa, người ta chia ra làm hai loại điều khiển: điều khiển kết nối cứng và điều khiển khả trình

Điều khiển kết nối cứng là phương pháp điều khiển trong đó các chức năng được thiết lập cố định thông qua việc nối dây Để thay đổi chức năng, cần phải thực hiện việc thay đổi kết nối dây Loại điều khiển này có thể được áp dụng với các thiết bị tiếp điểm như relay, khởi động từ, hoặc thông qua các mạch điện tử.

Điều khiển khả trình (PLC) là hệ thống điều khiển với chức năng cố định thông qua chương trình lưu trữ, gọi là bộ nhớ chương trình Hệ thống này bao gồm một thiết bị điều khiển, nơi kết nối tất cả các bộ phát tín hiệu và đối tượng điều khiển cho một chức năng cụ thể Khi cần thay đổi chức năng điều khiển, người dùng chỉ cần điều chỉnh chương trình qua thiết bị lập trình hoặc thay thế bằng bộ nhớ chương trình đã được lập trình khác.

Hệ thống số

Khi xử lý các phần tử nhớ, ngõ vào, ngõ ra và thời gian bằng PLC, hệ thống số nhị phân (hệ hai trị) được sử dụng thay vì hệ thập phân.

Hệ nhị phân chỉ sử dụng hai ký hiệu 0 và 1, giúp việc đọc và biểu diễn giá trị trở nên dễ dàng trong kỹ thuật Giá trị của một số nhị phân được xác định bởi số mũ của hai, trong khi độ lớn của số thường được thể hiện dưới dạng mã BCD (Binary-Coded Decimal).

Decimal) Đối với mỗi số Decimal đƣợc viết với số nhị phân 4 vị trí

* Số thập lục phân ( Hexadecimal)

Hệ thập lục phân có 16 ký hiệu khác nhau từ 0-9 và A-F Giá trị định vị của một số thập lục phân số mũ của 16

Giá trị định vị = Số mũ của cơ số 2

Hệ thập lục phân: gồm các chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Giá trị định vị = số mũ của cơ số 16

Các khái niệm xử lý thông tin

Trong PLC, hầu hết các khái niệm trong xử lý thông tin cũng nhƣ dữ liệu đều đƣợc sử dụng bit, byte, Word, doubleword

Bit là đơn vị thông tin nhị phân nhỏ nhất, có thể có giá trị 0 hoặc 1

Mức 0 ~ không có điện áp

Hình 1.2 Một bit có thể có mức 1 hoặc mức 0

1 Word gồm có 2 byte hay 16 bit Với Word có thể đƣợc biểu diễn ở các dạng: số nhị phân, ký tự hay câu lệnh điều khiển

1 DoubleWord gồm có 4 byte hay 32 bit Với DoubleWord có thể biểu diễn ở các dạng: số nhị phân, ký tự hay câu lệnh điều khiển

Bộ điều khiển lập trình PLC – Cấu trúc và phương thức hoạt động

Các thành phần của kỹ thuật điều khiển điện và điện tử ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa Gần đây, bên cạnh các phương pháp điều khiển truyền thống như Relay và khởi động từ, việc sử dụng điều khiển có thể lập trình được đang phát triển mạnh mẽ thông qua hệ thống đóng mạch điện tử và lập trình máy tính Nhiều lĩnh vực đã chuyển từ các loại điều khiển cũ sang các bộ điều khiển logic khả trình (PLC), mang lại hiệu quả và tính linh hoạt cao hơn trong quản lý và điều khiển hệ thống.

Sự khác biệt chính giữa điều khiển logic khả trình (PLC) và điều khiển theo kết nối cứng là khả năng thay đổi quy trình hoạt động Thay vì sử dụng kết nối dây, PLC cho phép lập trình thông qua các ngôn ngữ lập trình đơn giản, giúp người sử dụng dễ dàng điều chỉnh mà không cần kiến thức sâu về lập trình phức tạp Các liên kết logic cơ bản cũng có thể được sử dụng để lập trình PLC, mang lại sự linh hoạt và tiện lợi cho người dùng.

Thiết bị PLC đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế mạch điện điều khiển trong quá trình xử lý dữ liệu Chương trình điều khiển, được xác định bởi một số bước thực hiện hữu hạn, sẽ quy định nhiệm vụ của sơ đồ mạch điều khiển.

Chương trình này hướng dẫn các bước để gọi một tiến trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ, được gọi là điều khiển theo lập trình nhớ hay điều khiển khả trình Dựa trên sự khác biệt trong khâu xử lý số liệu, có thể biểu diễn hai hệ điều khiển khác nhau.

Xác định nhiệm vụ điều khiển

Chọn phần tử mạch điện

Dây nối liên kết các phần tử

Xác định nhiệm vụ điều khiển

Các bước thiết lập hệ điều khiển bằng relay điện

Các bước thiết lập hệ điều khiển bằng PLC

Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển, người ta cần thay đổi mạch điều khiển bằng cách lắp lại mạch và thay thế các phần tử mới bằng relay điện Ngược lại, khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển trong hệ điều khiển logic khả trình (PLC), chỉ cần điều chỉnh chương trình soạn thảo mà không cần thay đổi phần cứng.

1.5.2 Sự khác nhau giữa điều khiển bằng relay và điều khiển bằng PLC

Sự khác biệt giữa hệ điều khiển bằng relay và PLC có thể được minh họa qua việc điều khiển ba máy bơm sử dụng ba khởi động từ K1, K2, K3 Trình tự điều khiển yêu cầu các khởi động từ phải hoạt động tuần tự: K1 đóng trước, sau đó K2 và cuối cùng là K3 Để thực hiện nhiệm vụ này, mạch điều khiển được thiết kế tương ứng.

Mạch điều khiển trình tự 3 máy bơm hoạt động khi khởi động từ K2 đóng khi công tắc S3 được kích hoạt, với điều kiện là khởi động từ K1 đã được đóng trước đó Phương thức điều khiển này được gọi là điều khiển trình tự và được thực hiện một cách cƣỡng bức.

- Bốn nút nhấn S1, S2, S3, S4: Các phần tử nhập tín hiệu

- Các tiếp điểm K1, K2, K3 và các mối nối liên kết là các phần tử xử lý

- Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý

Nếu thay đổi mạch điện điều khiển ở phần xử lý bằng hệ PLC ta có thể biểu diễn hệ thống nhƣ sau:

- Phần tử vào: Các nút nhấn S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên

- Phần tử ra: Ba khởi động từ K1, K2, K3, để đóng và mở ba máy bơm vẫn giữ nguyên

- Phần tử xử lý: Đƣợc thay thế bằng PLC

Sơ đồ kết nối với PLC được trình bày trong hình 2.3 Trình tự đóng mở theo yêu cầu sẽ được lập trình và nạp vào bộ nhớ của PLC.

Giả sử nhiệm vụ điều khiển đã thay đổi, hệ thống ba máy bơm vẫn giữ nguyên nhưng có trình tự hoạt động mới: chỉ cho phép đóng hai trong ba máy bơm hoặc cho phép mỗi máy bơm hoạt động độc lập.

Theo yêu cầu mới về hệ thống điều khiển bằng relay điện, cần thiết phải thiết kế lại mạch điều khiển và hoàn thiện lại sơ đồ lắp ráp một cách hoàn toàn mới Sơ đồ mạch điều khiển được thể hiện như hình 2.4.

Mạch điều khiển sẽ có sự thay đổi đáng kể, tuy nhiên các phần tử đưa tín hiệu vào và ra vẫn giữ nguyên Điều này dẫn đến việc chi phí cho nhiệm vụ mới sẽ tăng cao hơn.

Việc chuyển đổi từ hệ điều khiển hiện tại sang hệ điều khiển lập trình PLC sẽ giúp tăng tốc độ và đơn giản hóa quá trình điều khiển khi có sự thay đổi trong nhiệm vụ, chỉ cần điều chỉnh lại chương trình.

Hình 2.2: Sơ đồ mạch được chuyển thành chương trình PLC

Hình 2.3: Sơ đồ kết nối PLC

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điều khiển 3 động cơ đã đƣợc thay đổi

Hệ điều khiển lập trình PLC có những ƣu điểm sau:

- Thích ứng với những nhiệm vụ điều khiển khác nhau

- Khả năng thay đổi đơn giản trong quá trình đƣa thiết bị vào sử dụng

- Tiết kiệm không gian lắp đặt

- Tiết kiệm thời gian trong quá trình mở rộng và phát triển nhiệm vụ điều khiển bằng cách copy các chương trình

- Các thiết bị điều khiển theo chuẩn

- Không cần các tiếp điểm

Hệ thống điều khiển lập trình PLC đƣợc sử rộng rất rộng rãi trong các ngành khác nhau:

- Điều khiển các quá trình sản xuất khác nhau: sản suất bia, sản xuất xi măng v.v

- Hệ thống rửa ô tô tự động

- Thiết bị đóng gói bao bì, tự động mạ và tráng kẽm v.v

Cấu trúc của một PLC

Các bộ điều khiển PLC được sản xuất theo dòng sản phẩm và không có chương trình ứng dụng khi xuất xưởng Chúng tích hợp các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter, và được lập trình bởi người dùng cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể Có nhiều loại bộ điều khiển PLC, được phân biệt qua các thành phần khác nhau.

- Các ngõ vào và ra

- Các chức năng đặc biệt

- Loại xử lý chương trình

Các bộ điều khiển lớn thường được cấu thành từ các modul riêng biệt, trong khi các bộ điều khiển nhỏ lại tích hợp tất cả các thành phần vào một thiết bị duy nhất Những bộ điều khiển nhỏ này có số lượng ngõ vào và ra cố định, phù hợp với nhu cầu sử dụng cụ thể.

Bộ điều khiển nhận tín hiệu từ các cảm biến ở ngõ vào, sau đó xử lý tín hiệu này thông qua chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ Kết quả sau khi xử lý sẽ được xuất ra ngõ ra dưới dạng tín hiệu để điều khiển đối tượng hoặc khâu điều khiển.

Cấu trúc của một PLC có thể đƣợc mô tả nhƣ hình vẽ sau:

Hình 2.5: Cấu trúc chung của bộ điều khiển lập trình PLC

Bộ nhớ chương trình trong PLC là loại bộ nhớ điện tử đặc biệt cho phép đọc và ghi dữ liệu Khi sử dụng bộ nhớ RAM, nội dung sẽ thường xuyên thay đổi, đặc biệt trong quá trình vận hành điều khiển Nếu mất điện, nội dung trong RAM có thể được giữ lại nếu có pin dự phòng.

Nếu chương trình điều khiển hoạt động ổn định và hợp lý, nó có thể được lưu trữ trong bộ nhớ cố định như EPROM hoặc EEPROM Đặc biệt, nội dung của EPROM có thể được xóa bằng tia cực tím.

Sau khi khởi động bộ điều khiển, hệ điều hành sẽ thiết lập các counter, timer, dữ liệu và bit nhớ với thuộc tính không lưu trữ (non-retentive) về giá trị 0 Để thực hiện chương trình, hệ điều hành đọc tuần tự từng dòng lệnh từ đầu đến cuối và thực hiện theo các câu lệnh đã được lập trình.

Các bit memory là các phần tử nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu

Bộ đệm là một vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ các trạng thái tín hiệu ở các ngõ vào ra nhị phân

Accumulator là một bộ nhớ trung gian mà qua nó timer hay counter đƣợc nạp vào hay thực hiện các phép toán số học

Timer và counter cũng là các vùng nhớ, hệ điều hành ghi nhớ các giá trị đếm trong nó

Bộ nhớ chương trình, hệ điều hành và các modul ngoại vi được kết nối với PLC qua Bus nối, bao gồm các dây dẫn để trao đổi dữ liệu Hệ điều hành có nhiệm vụ tổ chức việc truyền dữ liệu trên các dây dẫn này.

Các khối của PLC

Các khối khác nhau của một PLC đƣợc cho nhƣ hình 2.6

Khối nguồn có chức năng chuyển đổi điện áp lưới (110V hoặc 220V) thành điện áp thấp hơn, cụ thể là 24VDC, để cung cấp cho các thành phần của thiết bị tự động Điện áp này được sử dụng cho cảm biến, thiết bị điều chỉnh và đèn báo, đảm bảo hoạt động ổn định cho hệ thống.

(24 220V) có thể đƣợc cung cấp thêm từ các nguồn phụ ví dụ nhƣ biến áp

Hình 2.6: Các khối trong một PLC

Các phần tử nhớ là linh kiện lưu trữ thông tin dưới dạng tín hiệu nhị phân Trong PLC, bộ nhớ bán dẫn được sử dụng làm bộ nhớ chương trình, với các bộ nhớ có kích thước 512, 1024, 2048 phần tử nhớ, được sắp xếp theo địa chỉ từ 0 đến 511, 1023 hoặc 2047 Số lượng phần tử nhớ trong bộ nhớ cho biết dung lượng của nó, thường tính bằng kilobyte (1kB = 1024 byte).

Trong mỗi ô nhớ có thể mô tả một câu lệnh điều khiển nhờ thiết bị lập trình

Mỗi phần tử nhị phân của một ô nhớ có thể có trạng thái tín hiệu "0" hoặc "1"

Sơ đồ của một bộ nhớ chương trình được cho như hình 2.7

* Bộ nhớ đọc-ghi RAM (random-access memory)

Bộ nhớ ghi-đọc có số lượng ô nhớ xác định với dung lượng cố định, mỗi ô chỉ tiếp nhận một lượng thông tin nhất định và được ký hiệu bằng địa chỉ riêng Bộ nhớ này lưu trữ các chương trình có thể sửa đổi, dữ liệu và kết quả tạm thời trong quá trình tính toán và lập trình Tuy nhiên, đặc điểm quan trọng của bộ nhớ ghi-đọc là dữ liệu sẽ bị mất khi hệ thống mất điện.

RAM có thể được ví như một tủ chứa với nhiều ngăn kéo, mỗi ngăn kéo được gán một địa chỉ riêng Người dùng có thể lưu trữ hoặc truy xuất dữ liệu từ các ngăn kéo này một cách dễ dàng.

Hình 2.7: Sơ đồ một bộ nhớ chương trình

* Bộ nhớ cố định ROM (read-only memory)

Bộ nhớ cố định (ROM) là loại bộ nhớ chứa thông tin không thể xóa hoặc thay đổi, được ghi bởi các nhà sản xuất Chương trình lưu trữ trong ROM có vai trò quan trọng trong việc khởi động và điều khiển các thiết bị.

- Điều khiển và kiểm tra các chức năng hoạt động của CPU Đƣợc gọi là hệ điều hành

- Dịch ngôn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy

ROM có thể được ví như một quyển sách, chứa thông tin cố định và không thể thay đổi Loại dữ liệu này có đặc điểm là vẫn tồn tại ngay cả khi mất điện.

* EPROM (eraseable read-only memory)

EPROM là một bộ nhớ cố định có thể lập trình và xóa đƣợc Nội dung của

EPROM có thể xóa bằng tia cực tím và có thể lập trình lại

* EEPROM (electrically eraseable read-only memory)

EEPROM là bộ nhớ cố định có thể lập trình và xóa bằng điện Mỗi ô nhớ trong EEPROM cho phép lập trình và xóa bằng điện

Khối CPU là thành phần quan trọng bao gồm bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, bộ thời gian, bộ đếm và cổng truyền thông Ngoài ra, khối CPU còn tích hợp một số cổng vào/ra số, được gọi là cổng vào/ra onboard, phục vụ cho việc kết nối và truyền tải dữ liệu.

Các ngõ vào của khối sẽ được kết nối với các bộ chuyển đổi tín hiệu, chuyển đổi các tín hiệu này thành định dạng phù hợp để CPU xử lý.

Dựa vào loại tín hiệu vào sẽ có các khối ngõ vào tương ứng Gồm có hai loại khối vào cơ bản sau:

• Khối vào số (DI: Digital Input):

Các ngõ vào của khối được kết nối với các bộ chuyển đổi, cho phép tạo ra tín hiệu nhị phân từ các thiết bị như nút nhấn, công tắc và cảm biến Khi sử dụng, cần chú ý đến mức logic tương ứng với các điện áp khác nhau tại ngõ vào, đảm bảo rằng điện áp cung cấp cho khối vào phù hợp với điện áp mà bộ chuyển đổi tín hiệu nhị phân tạo ra.

Ví dụ: Các nút nhấn, công tắc đƣợc nối với nguồn 24VDC thì yêu cầu phải sử dụng khối vào có nguồn cung cấp cho nó là 24VDC

• Khối vào tương tự (AI: Analog Input):

Khối này có chức năng chuyển đổi tín hiệu tương tự (tín hiệu analog) thành tín hiệu số Các ngõ vào của khối được kết nối với các bộ chuyển đổi, như cảm biến nhiệt độ, để tạo ra tín hiệu analog.

Khi sử dụng các khối vào analog như thermocouple, cảm biến lưu lượng và ngõ ra analog của biến tần, cần chú ý đến loại tín hiệu analog được tạo ra từ các bộ chuyển đổi (cảm biến) để đảm bảo hiệu suất và độ chính xác trong quá trình hoạt động.

Ví dụ: Các cảm biến tạo ra tín hiệu analog là dòng điện (4 20 mA) thì phải sử dụng ngõ vào analog là loại nhận tín hiệu dòng điện (4 20 mA)

Nếu cảm biến tạo ra tín hiệu analog là điện áp (0 5V) thì phải sử dụng ngõ vào analog nhận tín hiệu là điện áp (0 5V)

Khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu sau khi CPU xử lý, gửi đến vùng đệm ra để điều khiển các thiết bị như cuộn dây, đèn báo và van từ Tùy thuộc vào loại tín hiệu mà thiết bị điều khiển nhận, sẽ có các khối ra tương ứng Hai loại khối ra tiêu biểu được sử dụng trong hệ thống này.

• Khối ra số (DO: Digital Output):

Các ngõ ra của khối này kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu nhị phân như đèn báo và cuộn dây relay Do các đối tượng điều khiển sử dụng nhiều cấp điện áp khác nhau, việc chú ý đến điện áp cung cấp cho khối ra số là rất quan trọng để đảm bảo tính tương thích Theo loại điện áp sử dụng, ngõ ra số được phân thành hai loại.

Điện áp một chiều (DC - Direct Current) thường được sử dụng trong công nghiệp với mức điện áp phổ biến là 24V, bao gồm hai loại ngõ ra chính là Transistor và relay.

- Điện áp xoay chiều (AC: Alternative Current): Gồm có hai loại ngõ ra là relay và TRIAC

• Khối ra tương tự (AO: Analog Output):

Khối này chuyển đổi tín hiệu số từ CPU thành tín hiệu tương tự để điều khiển các thiết bị như biến tần và van tỷ lệ Các ngõ ra tương tự phải được kết nối đúng với các đối tượng điều khiển, đảm bảo loại tín hiệu tương tự phù hợp với yêu cầu của thiết bị nhận.

Phương thức thực hiện chương trình trong PLC

Hình vẽ minh họa việc xử lý chương trình trong CPU được cho như hình 2.8

PLC thực hiện chương trình qua chu trình lặp, gọi là vòng quét Mỗi vòng quét bắt đầu bằng việc chuyển dữ liệu từ các cổng vào số vào bộ đệm ảo ngõ vào (I), sau đó thực hiện chương trình từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc Sau khi hoàn thành chương trình, nội dung của bộ đệm ảo ngõ ra (Q) được chuyển tới các cổng ra số Vòng quét kết thúc với giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.

Thời gian vòng quét (Scan time) của PLC là thời gian cần thiết để hoàn thành một vòng quét, và nó không cố định Thời gian này có thể thay đổi giữa các vòng quét khác nhau, phụ thuộc vào số lượng lệnh trong chương trình và khối lượng dữ liệu truyền thông trong mỗi vòng quét.

Thời gian vòng quét trong PLC ảnh hưởng trực tiếp đến tính thời gian thực của chương trình điều khiển Cụ thể, khoảng thời gian trễ giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng và việc gửi tín hiệu điều khiển tương ứng với thời gian vòng quét Do đó, thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng được cải thiện.

Khi thực hiện lệnh vào/ra, lệnh thường không tương tác trực tiếp với cổng mà thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT PLC CP1L CỦA HÃNG OMRON

Các thành phần trên bộ điều khiển PLC CP1L

Các thành phần chính trên bộ CP1L/1H trên hình :

1 Khe cắm card nhớ (Memory cassette): Dùng để gắn card nhớ (15) để lưu chương trình, các thông số & bộ nhớ dữ liệu của CP1L/1H Nó cũng có thể dùng để copy & nạp chương trình sang các bộ PLC loại CP1L/1H khác mà không cần dùng máy tính

2 Peripheral USB port: Dùng để nối với máy tính cho việc lập trình

3 Núm chiết áp chỉnh (Analog adjuster): Khi quay chiết áp này, giá trị của bộ nhớ trong PLC ở địa chỉ A642 sẽ thay đổi trong khỏang 0-255

4 Đầu nối đầu vào chiết áp analog: Đầu nối này dùng kết nối với tín hiệu đầu vào từ 0-10VDC, để thay đổi giá trị của thanh ghi bộ nhớ A643 trong khỏang 0-255 Đầu vào này không có cách ly

5 DIP switch: Dùng để đặt các thông số hoạt động nhƣ cấm ghi vào vùng nhớ chương trình, tự động nạp dự liệu từ card nhớ,

6 Pin: Lưu nội dung RAM & đồng hồ khi nguồn tắt

7 Các đèn báo hoạt động

8 Dây nguồn điện cung cấp cho PLC (Power Supply Input Terminal):

- Đầu nối đất tín hiệu (Functional Earth Terminal) (chỉ đối với loại AC) nhằm tăng khả năng chống nhiễu và tránh điện giật

- Đầu nối đất bảo vệ (Protective Earth Terminal) để tránh điện giật

PLC có thể đƣợc cung cấp bằng nguồn điện xoay chiều 100-240VAC hoặc 1 chiều 24VDC (tuỳ loại)

- Đầu nối tín hiệu vào (Input Terminal)

9 Các đèn chỉ thị trạng thái đầu vào (Input Indicator): Đèn LED trong nhóm này sẽ sáng khi đầu vào tương ứng lên ON

10 Khe cắm các card truyền thông mở rộng tùy chọn: Dùng để cắm thêm các card RS-232C (16) hay RS-422A/485 (17) Model với 14/20 I/O có 1 khe cắm có thể lắp đƣợc 1 card Model 30/40/60 I/O có 2 khe cắm có thể lắp đƣợc 2 card truyền thông mở rộng

11 Đầu nối với module vào ra mở rộng (Expansion I/O Unit): Dùng để nối module có CPU (là module chính có bộ xử lý trung tâm - CPU và chứa chương trình ứng dụng - User program) với module vào ra mở rộng (Expansion I/O Unit) để bổ sung đầu vào ra cho module chính

12 Các đèn chỉ thị trạng thái đầu ra (Output Indicator): Đèn LED trong nhóm này sẽ sáng khi đầu ra tương ứng lên ON

13 Đầu nối nguồn cấp DC ra từ PLC (DC Power Supply Output Terminal) & đầu nối cho đầu ra: Điện áp ra ở đầu nối nguồn cấp DC chuẩn là 24VDC với dòng định mức là 0,3A có thể đƣợc dùng cấp cho các đầu vào số DC

14 Chốt gắn trên thanh ray DIN

15 Card nhớ (Memory cassette) (tùy chọn): Dùng để lưu dữ liệu từ bộ nhớ flash trong CPU Cắm vào khe cắm Card nhớ (1)

17 Card truyền thông RS-422A/485 (tùy chọn): Cắm vào khe cắm truyền thông

Các đèn LED chỉ thị trạng thái của PLC (PLC Status Indicators) Đèn Trạng thái Chức năng

Power (màu xanh) Bật PLC đang được cấp điện bình thường

Tắt PLC không được cấp điện bình thường (không có điện, điện yếu, ) Run (màu xanh) Bật PLC đang hoạt động ở chế độ RUN hay

MONITOR hiển thị trạng thái của PLC: khi tắt, PLC đang ở chế độ PROGRAM hoặc bị dừng Đèn ERR/ALM (đỏ) sáng cho thấy PLC gặp lỗi nghiêm trọng, khiến chương trình ngừng chạy, bao gồm cả lỗi FALS hoặc lỗi phần cứng (WDT), và tất cả các đầu ra sẽ tắt Nếu đèn nhấp nháy, PLC gặp lỗi không nghiêm trọng nhưng vẫn tiếp tục hoạt động ở chế độ RUN Khi PLC hoạt động bình thường không có lỗi, đèn sẽ tắt Đèn PRPHL (vàng) sáng cho biết đang truyền thông qua cổng USB.

Tắt Hiện không có truyền thông qua cổng USB INH (vàng) Sáng Bit tắt đầu ra (A500.15) bật

Lúc này tất cả các đầu ra trên PLC sẽ tắt, bất kể chương trình điều khiển

Tắt Hoạt động như bình thường BKUP

Sáng Chương trình, thông số hay bộ nhớ dữ liệu đang đƣợc ghi vào bộ nhớ flash hay card nhớ

• Chương trình, thông số hay bộ nhớ dữ liệu đang đƣợc đọc lại từ bộ nhớ ngòai sau khi bật điện

Lưu ý: không tắt điện trong khi đèn này đang sáng

Tắt Hoạt động như bình thường Khi gặp một sự cố trầm trọng, các đèn chỉ thị trạng thái đầu vào sẽ thay đổi nhƣ sau :

- Khi có lỗi CPU hay lỗi với bus vào/ ra (CPU Error/ I/O Bus Error): các LED đầu vào sẽ tắt

Khi xảy ra lỗi bộ nhớ hoặc lỗi hệ thống, các đèn LED đầu vào sẽ duy trì trạng thái trước đó, mặc dù trạng thái thực tế của đầu vào đã thay đổi.

Đấu dây PLC CP1L-20

2.2.1 Đấu dây ngõ ra loại tiếp điểm rơ le

Hình 2.1: đấu dây ngõ ra cho PLC CP1L-20

2.2.2 Đấu dây ngõ vào 24VDC

Hình 2.2: đấu dây ngõ vào cho PLC CP1L-20

Địa chỉ bộ nhớ các ngõ vào/ra

Các đầu vào và đầu ra (I/O) trên PLC được gán một địa chỉ bộ nhớ cụ thể trong vùng nhớ IR để sử dụng trong chương trình Các đầu nối I/O này được đánh số và định địa chỉ theo bảng dưới đây cho loại PLC họ CP1L/1H.

Số lƣợng đầu vào ra trên module CPU Đầu nối trên module CPU

Kết nối PLC và thiết bị ngoại vi

Để PLC có thể giao tiếp đƣợc với thiết bị ngoại vi qua cổng USB Peripheral Port, chỉ cần 1 cáp nối USB thông thường

Khi kết nối PLC với thiết bị ngoại vi qua cáp USB, chỉ có thể kết nối một máy tính với một PLC duy nhất Để tránh lỗi trên Windows 2000 và XP, không nên rút cáp kết nối ra khỏi PLC hoặc máy tính trong quá trình online.

Nếu CX-Programmer không thể kết nối trực tuyến với PLC sau khi cắm lại cáp USB, bạn cần chuyển CX-Programmer về trạng thái offline trước Sau đó, hãy cắm lại cáp USB và cuối cùng chuyển CX-Programmer trở lại trạng thái online để thiết lập kết nối thành công.

Nếu CX-Programmer ở trạng thái online mà rút dây USB ra, hệ thống có thể bị lỗi gây treo máy & cần khởi động lại máy tính.

Các bước thực hiện cài đặt USB driver cho PLC

Bước 2: Nối PC & PLC với nhau qua cáp USB

Hộp thoạiFound New Hardware Wizard sẽ hiển thị các bước cài đặt USB driver Bước 3: Ở hộp thoại Found New Hardware Wizard, chọn [No, not this time] rồi bấm Next

Bước 4: Chọn [Install from a list of specific location (Advanced)], rồi bấm [Next]

Bước 5: Chọn [Include this location in the search] và kiểm tra đường dẫn

[C:\ProgramFiles\OMRON\CX-Server\USB\Win2000_XP\Inf] rồi bấm Next

Quá trình cài đặt USB driver sẽ đƣợc thực hiện Bấm chọn [Continue Anyway] khi hộp thoại cảnh báo hiện ra:

Step 6: Click [Finish] to complete the installation of the USB driver To verify if the USB driver is installed correctly, press the [Windows] + Break key combination to open the System Properties dialog (or click Start, select Settings, then Control Panel, and choose System) Next, select Hardware and then [Device Manager] The USB driver [OMRON SYSMAC PLC Device] should be listed under [Universal Serial Bus controllers].

Nếu không phát hiện thấy thiết bị OMRON SYSMAC PLC, bạn cần cài đặt lại driver USB Khi kết nối thiết bị RS-232C bên ngoài với PLC thông qua cổng RS-232C trên card truyền thông gắn thêm vào CPU Unit, chỉ cần sử dụng một cáp RS-232C.

Hình 2.4: sơ đồ chân cổng RS-232C

Các tính năng chính của bộ CP1L

- Module CP1L chính cung cấp 6 loại với số lƣợng I/O khác nhau : 10, 14, 20, 30,

40 và 60 I/O Tất cả đều có sẵn cổng USB

- Có thể lắp thêm tối đa là 1 (với loại 14 & 20 I/O) hoặc 3 module mở rộng (với loại 30, 40 & 60 I/O)

Để giảm thiểu ảnh hưởng từ nhiễu hoặc tín hiệu vào không ổn định, đầu vào của CP1L/1H có thể được thiết lập với một hằng số thời gian trễ.

Programming can be done using ladder language, statement list, structured text, function block, or sequential function charts (SFC) through CX-Programmer software running on Windows Note that handheld programming devices are not supported.

- Có 2 chiết áp chỉnh độ lớn thanh ghi bên trong PLC (Analog Volume

Adjustment) với khoảng thay đổi giá trị từ 0-250 (BCD) thích hợp cho việc chỉnh định timer hoặc counter bằng tay

- Có thể nhận xung vào từ Encoder với 2 chế độ chính :

The high-speed Interval Timer features adjustable settings ranging from 0.5 ms to 319.968 ms It can be configured for a one-shot interrupt or to trigger periodic scheduled interrupts.

- Có đầu vào tốc độ cao để phát hiện các tín hiệu với độ rộng xung ngắn (tới

50 microsec) không phụ thuộc vào thời gian quét chương trình

- Truyền thông theo chuẩn Host Link/NT Link hoặc 1:1 Data Link qua cổng RS- 232C/RS422/485 trên board cắm thêm trên CPU Unit

Các chế độ làm việc của PLC

PLC có thể đƣợc đặt một trong 3 chế độ từ phần mềm lập trình CXProgrammer

PROGRAM mode : Là chế độ dùng khi viết chương trình hay thực hiện các thay đổi hoặc sửa đổi đối với chương trình hiện hành

MONITOR mode: Là chế độ đƣợc dùng khi thay đổi nội dung bộ nhớ trong khi

Chế độ RUN là trạng thái hoạt động của PLC, cho phép thực hiện chương trình đã lập và nạp vào Trong chế độ này, chương trình bên trong PLC không thể được thay đổi.

PLC của Omron hỗ trợ lập trình song song bằng hai ngôn ngữ chính: Dòng lệnh (Statement List) và Sơ đồ bậc thang (Ladder diagram) Tài liệu này tập trung chủ yếu vào việc trình bày Sơ đồ bậc thang, đồng thời cung cấp các lệnh tương ứng trong dạng Dòng lệnh để người đọc dễ dàng tham khảo.

Ví dụ về mạch điều khiển động cơ KĐB 3pha

Start/Stop có tự giữ

Input Thiết bị ngoài Output Thiết bị ngoài

00000 Nút nhấn Start 100.00 Động cơ KĐB 3fa

Lập trình bằng sơ đồ bậc thang

Ban đầu, PLC được phát triển để thay thế các sơ đồ điện phức tạp với nhiều rơle, tiếp điểm, timer và các phần tử điện trung gian khác Sử dụng PLC, các phần tử logic trung gian này được thay thế hoàn toàn bằng các sơ đồ điện "ảo" do người thiết kế lập trình Việc mô phỏng các sơ đồ điện này được thực hiện thông qua ngôn ngữ điều khiển gọi là sơ đồ bậc thang (LADDER DIAGRAM).

Hình 2.5: lập trình bằng sơ đồ bậc thang Thành phần cơ bản của một sơ đồ bậc thang bao gồm:

END Địa chỉ Lệnh Tham số

- Power bus trái và phải : giống với dây nguồn "nóng" và dây "nguội" của sơ đồ điện Các power bus này luôn đƣợc vẽ thẳng đứng nhƣ trên hình

- Các tiếp điểm thường đóng (NC) và thường mở (NO)

- Các cuộn dây hút/nhả các tiếp điểm khác

- Các phần tử điện khác nhƣ timer, counter, và các lệnh khác

Trong sơ đồ, cuộn dây rơle bên phải chỉ nhận điện từ dây "nóng" khi các tiếp điểm bên trái cho phép dòng điện đi qua, tức là đều đóng Các tiếp điểm này thường được gọi là điều kiện thực thi cho cuộn dây hoặc các lệnh khác.

Các cuộn dây, tiếp điểm và các phần tử khác đều có địa chỉ trong bộ nhớ để tham chiếu trong chương trình Địa chỉ này được ghi trên ký hiệu của phần tử, trong khi tên mô tả chức năng như Nút_Bật, Nút_Tắt được ghi bên dưới Tiếp điểm sẽ được điều khiển (đóng/mở) bởi địa chỉ của nó, trong khi cuộn dây sẽ điều khiển trạng thái ON/OFF của địa chỉ đi kèm.

Một số lệnh cơ bản PLC CP1L

2.10.1 Lệnh tiếp điểm: Load (LD) và Load Not (LD NOT)

Lệnh LOAD và LOAD NOT là các lệnh tiếp điểm thường hở và thường đóng, được sử dụng để khởi đầu một thang mới trong sơ đồ bậc thang, tương tự như tiếp điểm trong sơ đồ điện Các tiếp điểm này khi kết nối với các phần tử khác sẽ đóng vai trò là điều kiện thực hiện cho các phần tử tiếp theo Lệnh này luôn được gán với một địa chỉ bit xác định trạng thái của tiếp điểm.

Hai lệnh này luôn được đặt ở vị trí bên trái nhất trong một khối logic của sơ đồ bậc thang, điều này có nghĩa là không có lệnh nào khác được phép nằm ở phía bên trái.

Lệnh LD tương đương với một tiếp điểm thường mở (Normally Open - NO) trong sơ đồ điện Khi bit đi kèm là 1 (ON), tiếp điểm sẽ đóng và cho phép các phần tử hoạt động.

(lệnh) đi sau tiếp điểm sẽ đƣợc hoạt động (có điện) và ngƣợc lại khi bit đi kèm là

0 (OFF), tiếp điểm sẽ mở và các phần tử đi sau tiếp điểm sẽ không đƣợc hoạt động (không có điện chạy qua tiếp điểm)

- Lệnh LD NOT : Tương đương với một tiếp điểm thường đóng (Normally Closed

Trong sơ đồ điện, khi bit có giá trị 0 (OFF), tiếp điểm sẽ đóng, cho phép các phần tử sau tiếp điểm hoạt động với điện Ngược lại, khi bit có giá trị 1 (ON), tiếp điểm sẽ mở, dẫn đến việc các phần tử sau tiếp điểm không hoạt động do không có điện chạy qua.

2.10.2 Lệnh tiếp điểm: AND và AND NOT

Lệnh AND (AND NOT) được sử dụng để tạo ra các tiếp điểm thường mở hoặc thường đóng, nối tiếp với các tiếp điểm được tạo ra bởi lệnh LD hoặc LD NOT.

2.10.3 Lệnh tiếp điểm: OR, OR NOT

Lệnh OR (OR NOT) tạo ra các tiếp điểm thường mở (thường đóng) nối song song với một nhánh khác

Ví dụ: Địa chỉ Lệnh Tham số

2.10.4 Lệnh AND LD và OR LD

- Lệnh AND LD nối tiếp 2 khối logic với nhau trong một sơ đồ bậc thang

- Lệnh OR LD nối song song 2 khối với nhau trong một sơ đồ bậc thang

Cần chú ý thứ tự nhập lệnh này: các khối logic cần nối với nhau đƣợc nhập riêng rẽ trước, sau đó mới nhập lệnh OR LD hoặc AND LD

Lệnh này không cần tham số & chỉ cần dùng khi viết chương trinh dạng Statement List

2.10.5 Lệnh cuộn dây OUT và OUT NOT

Lệnh OUT (OUT NOT) sẽ kích hoạt bit được gán lên ON khi điều kiện trước đó là ON, và sẽ reset bit về OFF khi điều kiện trước là OFF Chức năng của lệnh OUTPUT tương tự như cuộn dây trong sơ đồ điện; khi cuộn dây nhận điện từ tiếp điểm trước đó, nó sẽ hút (đóng) hoặc nhả (mở) tiếp điểm đi kèm.

Tiếp điểm 00000 là điều kiện thực thi cuộn dây 100.00

Ví dụ: lệnh OUT NOT

Lệnh đặc biệt thông dụng

Lệnh SET sẽ kích hoạt bit lên trạng thái ON khi điều kiện thực thi là ON Bit này sẽ giữ trạng thái ON cho đến khi lệnh RESET (RSET) được thực hiện để đưa nó trở lại trạng thái OFF, bất kể điều kiện thực thi của lệnh SET là ON hay OFF.

Ví dụ: Bit 100.00 sẽ đƣợc bật lên ON khi điều kiện thực hiện của lệnh SET

Khi bit 00000 ở trạng thái ON, bit 100.00 sẽ giữ nguyên trạng thái ON trong các chu kỳ quét tiếp theo, bất kể bit 00000 có thay đổi sang OFF hay không Chỉ khi bit 00001 ở trạng thái ON, bit 100.00 mới bị xóa bởi lệnh Reset.

Lệnh KEEP hoạt động giống như một rơ le chốt, với hai đầu vào là SET (S) và RESET (R) Bit B sẽ được thiết lập ở trạng thái ON khi đầu vào S ở trạng thái ON và sẽ duy trì trạng thái ON cho đến khi B bị đặt lại về OFF khi đầu vào R ở trạng thái ON.

Bit 100.00 sẽ được đặt ở trạng thái ON khi bit 00000 được kích hoạt Trạng thái ON của bit 100.00 sẽ duy trì bất kể trạng thái của bit 00000 sau đó Chỉ khi bit 00001 được kích hoạt, bit 100.00 mới bị reset về trạng thái OFF do tác động của đầu vào RESET.

2.11.3 DIFFERENTIATE UP và DOWN - DIFU(13) & DIFD(14)

DIFU(13) : Lệnh này sẽ bật bit đi kèm lên 1 trong vòng một chu kỳ quét

Khi điều kiện chuyển từ trạng thái OFF trong chu kỳ quét trước sang trạng thái ON ở chu kỳ quét hiện tại, quá trình (scan/cycle) sẽ được thực hiện Sau đó, bit sẽ quay trở lại trạng thái OFF.

- DIFD(14) : Lệnh này sẽ bật bit đi kèm lên 1 trong vòng một chu kỳ quét

Khi điều kiện chuyển từ trạng thái ON ở chu kỳ quét trước sang OFF ở chu kỳ quét hiện tại, bit sẽ trở về trạng thái OFF.

Khi bit 000.00 chuyển từ trạng thái OFF sang ON trong chu kỳ quét hiện tại, bit 002.00 sẽ được kích hoạt ở trạng thái ON trong một chu kỳ Tuy nhiên, trong chu kỳ quét tiếp theo, bit 002.00 sẽ trở lại trạng thái OFF.

2.11.4 Bộ đếm lên xuống - Reversible Counter CNTR (FUN 12)

Chú ý : Mỗi bộ counter và timer có một số duy nhất từ 0 đến 127 và không đƣợc phép dùng trùng lặp trong lệnh đếm/timer khác của chương trình

Số của bộ đếm và timer có 2 cách dùng nhƣ sau :

- Khi dùng nhƣ một bit, nó đƣợc dùng làm cờ báo đã đếm xong (completion flag)

Khi sử dụng như một từ khóa, nó cho phép truy cập giá trị đếm hiện tại (PV) CNTR là một bộ đếm có khả năng đếm theo hai chiều, bao gồm cả tăng và giảm.

- Bộ đếm sẽ tăng giá trị của PV (Present Value) lên 1 mỗi khi đầu vào II

(Increment Input) chuyển từ OFF lên ON

- Bộ đếm sẽ giảm giá trị của PV (Present Value) đi 1 mỗi khi đầu vào DI

Khi bộ đếm được chuyển từ trạng thái OFF sang ON và giảm xuống 0, giá trị hiện tại của PV sẽ được gán cho SV Đồng thời, cờ báo hoàn thành (completion flag) sẽ được kích hoạt (bit CNTR n, với n là số của counter) và giữ trạng thái ON cho đến khi bộ đếm tiếp tục giảm.

- Bộ đếm sẽ reset PV về 0 khi đầu vào Reset Input (R) chuyển từ OFF lên ON

Khi giá trị PV đạt bằng giá trị đặt SV, PV sẽ được đặt lại về 0 và cờ báo hoàn thành sẽ bật lên trạng thái ON cho đến khi bộ đếm tiếp tục tăng.

- Khi cả II và DI đều cùng chuyển từ OFF lên ON, bộ đếm vẫn giữ nguyên giá trị

2.11.5 Rơle thời gian (TIMER) – TIM

N = Số của timer hiện dùng (Timer Number) (số hợp lệ là từ 000 - 127)

Giá trị đặt trước (SV) được tính theo đơn vị 0,1 giây và phải ở dạng số BCD hoặc nằm trong một Word chứa giá trị BCD SV cần phải nằm trong khoảng từ 0000 đến 9999, tương ứng với 0 đến 999,9 giây.

Khi điều kiện đầu vào của hàm TIM được đặt ở trạng thái ON, hàm này sẽ bắt đầu đếm ngược thời gian từ giá trị đã được thiết lập trước đó cho đến khi đạt giá trị 0 Khi thời gian đếm ngược kết thúc, cờ hoàn thành (completion flag) TIM sẽ chuyển sang trạng thái ON Cờ hoàn thành này sẽ giữ nguyên trạng thái ON cho đến khi được reset khi điều kiện đầu vào chuyển về trạng thái OFF.

Timer số 000 (TIM000) hoạt động dựa trên hai bit điều kiện 000.00 và 000.01 Khi bit 000.00 ở trạng thái ON và bit 000.01 ở trạng thái OFF, timer sẽ bắt đầu đếm ngược từ giá trị đặt trước SV là 5,0 giây, giảm thời gian PV với đơn vị 0,1 giây.

Khi giá trị thời gian hiện tại PV về đến 0, cờ completion flag TIM000 sẽ lên ON và bật bit 010.00 lên ON còn bit 010.01 về OFF

2.11.6 Bộ đếm xuống (COUNTER) – CNT

Lúc khởi đầu giá trị PV đƣợc đặt bằng SV (Set Value) Mỗi khi đầu vào xung đếm

When the CP switches from OFF to ON, the current Present Value (PV) decreases by one unit Once the PV reaches zero, the end signal flag will turn ON and remain in that state until the counter is reset by the R (Reset) input.

- N : Số của bộ đếm (từ 000 đến 127)

- SV : Giá trị đặt (từ 0 đến 9999) và phải ở dạng BCD

- CP : Đầu vào xung đếm

Giá trị hiện hành (PV) của bộ đếm CNT001 sẽ giảm từ giá trị SV khi đầu vào Input 00000 chuyển từ OFF lên ON Khi số lần chuyển đổi này đạt 10 lần (bằng với SV), cờ CNT001 sẽ bật ON, dẫn đến việc kích hoạt đầu ra 100.02 Cờ CNT001 và PV của bộ đếm sẽ được reset khi đầu vào input thay đổi.

Ví dụ: mở rộng khả năng đếm của Counter

MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC CP1L CỦA HÃNG OMRON

Tổng quan về phần mềm lập trình CX-PROGRAMMER

CX-Programmer là nền tảng phát triển chương trình toàn diện cho tất cả các loại PLC Omron, từ micro PLC đến PLC Duplex cao cấp Ngoài việc lập trình PLC, CX-Programmer còn hỗ trợ kỹ sư trong việc quản lý dự án tự động hóa, với PLC đóng vai trò là bộ não của hệ thống Các chức năng chính của CX-Programmer giúp tối ưu hóa quy trình tự động hóa và nâng cao hiệu quả làm việc.

- Tạo và quản lý các dự án (project) tự động hóa (tức các chương trình)

- Kết nối với PLC qua nhiều đường giao tiếp

- Cho phép thực hiện các thao tác chỉnh sửa & theo dõi khi đang online (nhƣ force set/reset, online edit, monitoring, )

- Đặt thông số hoạt động cho PLC

- Cấu hình đường truyền mạng

- Hỗ trợ nhiều chương trình, nhiều PLC trong 1 cùng project & nhiều section trong 1 chương trình

CX-Programmer hiện có 3 phiên bản chính:

Bản Junior 2.1 hỗ trợ các loại PLC micro của OMRON như CPMx và SRM1 Phiên bản này hiện đang được cung cấp miễn phí cho khách hàng mua PLC OMRON tại Việt Nam.

- Bản Junior: Bản này chỉ hỗ trợ các loại PLC micro của OMRON nhƣ CP1L/ CP1H, CPMx, SRM1

- Bản đầy đủ: Bản này hỗ trợ tất cả các loại PLC của OMRON, ngoài loại CPMx, SRM1 còn có các loại thông dụng khác nhƣ CQM1x, C200x, CS1, CJ1x

CP1L/1H có thể đƣợc lập trình từ máy tính (PC) có chạy phần mềm CX-

Programmer version 7.xx trở lên

Khai báo cấu hình cho PLC

Với series CP1L, lựa chọn loại L hay M tùy theo model đang dùng Các lựa chọn khác không cần thay đổi (để nguyên nhƣ mặc định)

Các thông số mặc định của PLC thường đã được cấu hình sẵn và không cần thay đổi Đối với loại kết nối, bạn nên chọn Network Type là USB.

Trường hợp CX-Programmer không thể kết nối với PLC, hãy kiểm tra lại thông số này

Các thành phần trên cửa sổ Project

Các cửa sổ phụ trên màn hình giao diện của CX-Programmer

Trong quá trình sử dụng CX-Programmer, người dùng có khả năng bật hoặc tắt các cửa sổ phụ để hiển thị thông tin liên quan đến các đối tượng và công việc đang thực hiện.

- Cửa sổ Workspace: là cửa sổ thường nằm bên trái màn hình & liệt kê các thông tin chính trong 1 chương trình như Symbol, Section, Settings, Memory

- Cửa sổ Address Reference: cho phép quan sát việc sử dụng 1 địa chỉ bộ nhớ bất kỳ trong chương trình

Cửa sổ Watch cho phép người dùng theo dõi giá trị của một địa chỉ trong bộ nhớ và thực hiện các thao tác thay đổi giá trị trực tiếp từ CX-Programmer.

- Cửa sổ Output: Các kết quả kiểm tra & biên dịch chương trình cùng các thông tin khác sẽ đƣợc hiển thị trên cửa sổ này

- Cửa sổ Workspace: là cửa sổ thường nằm bên trái màn hình & liệt kê các thông tin chính trong 1 chương trình như Symbol, Section, Settings, Memory

- Cửa sổ Address Reference: cho phép quan sát việc sử dụng 1 địa chỉ bộ nhớ bất kỳ trong chương trình

Cửa sổ Watch cho phép người sử dụng theo dõi giá trị của một địa chỉ trong bộ nhớ và thực hiện các thao tác thay đổi giá trị trực tiếp từ CX-Programmer.

- Cửa sổ Output: Các kết quả kiểm tra & biên dịch chương trình cùng các thông tin khác sẽ đƣợc hiển thị trên cửa sổ này

Kiểm tra kết nối (Communication) với PLC

Để kết nối với PLC, hãy nhấn nút "Work Online" sau khi đã kết nối cáp giữa máy tính và PLC Khi kết nối được thiết lập, phần mềm CX-Programmer sẽ chuyển sang chế độ làm việc Online.

Bấm lại vào nút Work Online sẽ chuyển sang chế độ Offline để có thể sửa chương trình

Bấm đúp vào Section1 để hiển thị cửa sổ sửa chương trình bên phải

Mỗi chương trình cần ít nhất một lệnh End để xác định điểm kết thúc Lệnh End cùng với nhiều khối chức năng khác có thể được nhập thông qua công cụ Instruction.

Kiểm tra & biên dịch chương trình

Biên dịch chương trình giúp phát hiện lỗi cú pháp và các vấn đề như thiếu hoặc thừa phần tử trong mã Kết quả của quá trình biên dịch sẽ được hiển thị trong tab compile của cửa sổ Output.

Để nạp chương trình đã viết vào PLC, trước tiên cần chuyển PLC sang chế độ Program Mode Tuy nhiên, với sự hỗ trợ của CX-Programmer, chúng ta có thể nạp chương trình vào PLC ngay cả khi thiết bị đang ở chế độ khác.

Bấm nút Work Online để kết nối với PLC, sau đó sử dụng các nút trên thanh công cụ để thay đổi chế độ chạy của PLC

Khi đang online với PLC, các nút này cũng trực tiếp phản ánh chế độ làm việc hiện hành của PLC

Nạp (Download) chương trình vào PLC

Việc nạp chương tình vào PLC cũng sẽ xóa nội dung hiện đang có trong PLC Vì thế cần thận trọng xác nhận việc này trước khi tiếp tục

Để chạy chương trình đã nạp vào PLC, cần chuyển PLC sang chế độ Monitor hoặc Run mode Trong trường hợp này, chúng ta sẽ chọn chế độ Monitor để tận dụng các chức năng khác của CX-Programmer.

CX-Programmer cung cấp các chức năng hữu ích cho việc thử nghiệm và kiểm tra chương trình Với phần mềm này, người dùng có thể dễ dàng bật hoặc tắt một bit trong chương trình cũng như quản lý đầu vào và đầu ra mà không cần sử dụng thiết bị vật lý.

Kiểm tra bản ghi lỗi trong PLC

Khi đang online có thể kiểm tra và xóa các lỗi đang có trong PLC bằng cách bấm đúp vào Error Log

3.3 Mô hình thí nghiệm PLC của hãng Omron

3.3.1 Bản vẽ bố trí thiết bị :

Mô hình đƣợc thiết kế với các khối:

- Khối Lamp Module (220VAC): bao gồm 10 đèn tín hiệu dùng để kết nối với ngõ ra PLC để hiển thị

- Khối Relay Output: 10 ngõ ra dạng tiếp điểm relay, dùng để kết nối giữa PLC với thiết bị bên ngoài: đèn, van điện, Contactor

- Khối Power Supply (24V-5A): cung cấp nguồn 24 VDC-5A, dùng để cấp nguồn cho ngõ vào hoặc tín hiệu ngõ vào của PLC

- Khối Digital Inputs: 10 ngõ vào của PLC, dùng để kết nối giữa thiết bị bên

- Khối Switches Module-Buttons Module: bao gồm 7 công tắc và 7 nút nhấn đƣợc dùng để kết nối với ngõ vào PLC

- Khối Power Supply (380VAC/50Hz-10A): cung cấp nguồn 3 pha điện áp

Ud80v, dùng để kết nối PLC với thiết bị bên ngoài sử dụng điện 3 pha

- Khối Contactor: gồm 4 Contactor của hãng LS, dùng để kết nối với ngõ ra PLC điều khiển động cơ

Hình 3.1: Bản vẽ bố trí thiết bị trên mô hình

3.3.2 Bố trí thiết bị trên mô hình

Khối Lamp Module-Relay Outputs bao gồm 10 đèn tín hiệu có đường kính 16 mm và điện áp 220V Các ngõ vào và ra của đèn được kết nối với chốt, cho phép kết nối với ngõ ra của PLC để hiển thị thông tin.

Hình 3.3 Khối Lamp và relay Output Khối nguồn, nút nhấn, công tắc và PLC:

Nguồn sử dụng nguồn 24 Vdc-5A dung để cung cấp nguồn cho Input PLC

Khối PLC: bao gồm 20 ngõ vào/ra cũng đƣợc đấu lên chốt, giúp dễ dàng cho việc kết nối

Khối công tắc và nút nhấn: sử dụng 7 công tắc và 7 nút nhấn cũng đƣợc đấu ra lên chốt

Hình 3.4 Khối nguồn, nút nhấn, công tắc và PLC Khối nguồn động lực và Contactor:

Sử dụng nguồn 3 pha 380V, có hệ thống cầu chì bảo vệ, nguồn cũng đƣợc đấu lên chốt

Hình 3.5 Khối nguồn động lực và Contactor

3.4 Hướng dẫn sử dụng mô hình:

Sử dụng đồng hồ VOM để đo kiểm tra và xác định các đầu dây ra trên các chốt cắm, đồng thời đo ngõ ra của thiết bị với ngõ ra lên chốt.

VD: đo ngõ ra của Input PLC và ngõ ra 01, 02, trên chốt

B2: xác định ngõ vào, ngõ ra theo yêu cầu của từng bài thực hành và tiến hành đấu dây theo đúng bài thực hành

B3: Kiểm tra nguội lại sơ đồ đấu dây

B4: Tiến hành lập trình trên máy tính với phần mềm lập trình CX-Programmer B5: Download chương trình vào PLC

B6: Quan sát PLC hoạt động, kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình

B7: Đấu dây mạch động lực, chú ý an toàn khi đấu dây (tắt nguồn khi đấu dây) B8: Vận hành mô hình PLC và quan sát trạng thái hoạt động

Mô hình thí nghiệm PLC của hãng Omron