Giáo trình PLC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM 
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ ĐIỆN 
)-	-( 
 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 
MITSUBISHI 
PROGRAMMABLE CONTROLLERS 
 BIÊN Y KHƯƠNG 
Ị THU THỦY 
 SOẠN : LÊ HOÀNG VINH *ĐÀO DU
 VÕ THỊ ÁNH TUYẾT *TRẦN THTÁI BẢN THÁNG 07 NĂM 2006 
LƯU HÀNH NỘI BỘ 
 LỜI NÓI ĐẦU 
 Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình PLC được sử dụng ngày 
càng rộng rãi trong công nghiệp ở nước ta như là một giải pháp điều khiển lý 
tưởng cho việc tự động hoá các quá trình sản xuất. Cùng với sự phát triển của 
công nghệ máy tính, Hiện nay bộ điều khiển lập trình PLC hay CPU đạt được 
những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp đáp ứng yêu cầu 
điều khiển và giám sát hệ thống sản xuất từ đơn giản đến phức tạp với độ tin cây 
cao. PLC (Programmable logic controller) là một máy tính thu nhỏ nhưng với các 
tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic mạnh PLC là đầu não 
quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hoá điện công nghiệp. Trong 
những nhà máy sản xuất tự động hoá hiện nay, ở nhiều cấp độ khác nhau, 
phương thức điều khiển giám sát (SCADA – supervisory control and data 
acguisition ) được áp dụng dể dàng với các phần tử điều khiển chấp hành gồm 
toàn bộ các bộ điều khiển lập trình (PLC) 
 Môn PLC thuộc trung tâm tự động hoá điện công nghiệp của TRUNG TÂM 
CÔNG NGHỆ ĐIỆN – TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM là môn 
học khai thác sử dụng các bộ điều khiển lập trình (PLC), qua đó giới thiệu các 
ngôn ngữ lập trình logic phương pháp lập trình công nghệ và các ứng dụng mở 
rộng nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản về PLC cho sinh viên để tiếp cận sự 
điều khiển tự động hoá trong các nhà máy sản xuất hiện đại, góp phần trong công 
cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá của đất nước . 
 Giáo trình này cung cấp một số khía cạnh của bộ điều khiển lập trình (PLC) 
dựa trên quá trình tìm hiểu về bộ PLC FX1N thuộc họ FX của hãng Mitsubishi 
electric. Qua đó giúp cho sinh viên, học sinh có những khái niệm cơ bản về điều 
khiển tự động hoá dùng PLC trong công nghiệp, trình bày một số lệnh cơ bản chủ 
yếu về tập lệnh của PLC Mitsubishi electric, cách cài đặt, sử dụng các lệnh để tạo 
ra chương trình điều khiển và cách sử dụng phần mềm FXGPWIN và phần mềm 
mô phỏng FX TRAINING BEG –E. Ngoài ra còn có nhiều bài tập đã được giải 
đáp và nhiều bài tập mở rộng giúp cho sinh viên học sinh phát triển kỹ năng cần 
thiết trong việc lập trình PLC. 
 Qua quá trình biên soạn giáo trình này chắc chắn còn có nhiều thiếu sót. 
Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của quý Thầy Cô 
đồng nghiệp và sinh viên học sinh để giáo trình này được hoàn thiện hơn, xin 
chân trọng cảm ơn. 
LỜI NÓI ĐẦU 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC 
9Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC. 
 I. Lich sử ra đời và phát triển của PLC. 
 II. Khái quát về bộ lập trình PLC. 
 III. Cấu Trúc phần cứng PLC của họ FX . 
 IV. Giới thiệu các PLC họ FX Family
9Chương 2: CÁC THIẾT BỊ VÀ LỆNH CƠ BẢN 
 A. khái niệm 
 I. Khái niệm về một chương trình.. 
 II. Các khái niệm cơ bản dùng trong lập trình  
 III. Cách đọc Logic của chương trình Ladder. 
 B. Các tập lệnh cơ bản của lập trình ladder và instruction.. 
9Chương 3: KỸ THUẬT LẬP TRÌNH STEP LADDER  
 I. Khái niệm về lập trình STL.. 
 II. Khởi động và kết thúc chương trình STL.. 
III. Lập bước giữa các trạng thái của chương trình STL 
IV. Cấu trúc của một bước trong chương trình STL.. 
9Chương 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM FXTRN-BEG-E... 
 I. Giới thiệu .. 
 II. Giao diện phần mềm FXTRN-BEG - E  
 III. Giới thiệu Giao diện chương trình FXTRN-BEG - E  
 IV. Phương pháp lập trình FXTRN-BEG - E . 
 V. Bài tập ứng dụng phần mềm FX-TRN-BEG E  
9Chương 5: CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG TRONG PLC FXTRN-BEG-E ... 
 I. Các dạng bài tập... 
 II. Bài giải tham khảo các bài tập trong FXTRN-BEG - E  
 1. Bài tập A3.... 
 2. Bài tập B1,B2..
 3. Bài tập B3.... 
 4. Bài tập B4.... 
 5. Bài tập C1,2....
 6. Bài tập C4.... 
 7. Bài tập D1.... 
 8. Bài tập D2.... 
 9. Bài tập D3.... 
 10. Bài tập D4,5...
 11. Bài tập D6.... 
 12. Bài tập E1.... 
.. 
2
2 
3 
5 
6 
11
11 
11 
11 
12
13 
28
28 
28 
29 
30 
31
31 
34 
35 
37 
42 
43
43 
46 
46 
48 
50 
52 
54 
56 . 
57 
59 
61 
64 
67 
70 
 13. Bài tập E2.... 
 14. Bài tập E3.... 
 15. Bài tập E4.... 
 16. Bài tập E5.... 
 17. Bài tập E6.... 
 18. Bài tập F1.... 
 19. Bài tập F2.... 
 20. Bài tập F3.... 
 21. Bài tập F4.... 
 22. Bài tập F5.... 
 23. Bài tập F6.... 
 24. Bài tập F7.... 
9Chương 6: SỬ DỤNG PHẦN MỀM FXGP-WIN E... 
 I. Giới thiệu .. 
 II. Phần mềm FXGP-WINE 
 III. Các bước lập một chương trình mới.. 
 IV. Phương pháp lập trình. 
 V. Bài tập ứng dụng phần mềm FXGP-WINE.. 
9Chương 7: LỰA CHỌN, LẮP ĐẶT VÀ KIỂM TRA... 
 BẢO TRÌ HỆ THỐNG PLC 
 I. Xem xét sự khả thi ... 
 II. Trình tự thiết kế hệ thống PLC . 
 III. Tổ chức bố trí phần cứng hệ thống  
 IV. Chạy thử chương trình .. 
 V. Lập tài liệu cho hệ thống . 
 VI. Bảo trì hệ thống PLC.. 
72
74 
75 
77 
79 
81 
84 
88 
91 
92 
95 
98 
101 
101 
102 
109 
109 
112 
121 
121 
121 
123 
124 
125 
125 
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 
PLC 
MITSUBISHI 
PROGRAMMABLE CONTROLLERS 
Chương I 
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC 
I . LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA PLC 
Tự động ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Ngày 
nay, ngành tự động đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết 
điều khiển tự động, tiến bộ của những ngành khác như điện tử, tin học Nhiều hệ 
thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộ 
điều khiển PLC. 
Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC là ý tưởng của nhóm kỹ sư hãng General 
Motors vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu 
cầu điều khiển như sau : 
y Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong các 
nhà máy công nghiệp. 
y Cấu trúc dạng Module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa. 
y Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp. 
y Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên phải có kích thước nhỏ gọn hơn mạch role 
mà chức năng vẫn tương đương. 
y Giá cả cạnh tranh. 
Những chỉ tiêu này đã tạo được sự quan tâm của những kỹ sư thuộc nhiều ngành 
nghiên cứu khả năng ứng dụng PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu đã 
đưa ra thêm một số các chỉ tiêu cần phải có trong chức năng của PLC : 
a) Về phần mềm : 
Từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác vụ 
đếm. Sau đó là các lệnh về xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung ở tốc độ 
cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lý thời gian thực, đọc mã vạch 
b) Về phần cứng : 
y Bộ nhớ lớn hơn. 
y Số lượng ngõ vào, ngõ ra nhiều hơn. 
y Nhiều loại module chuyên dùng hơn. 
Đến năm 1976 thì PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào, ngõ ra từ xa bằng 
kỹ thuật truyền thông ( khoảng 200 mét ). 
Sự gia tăng những ứng dụng của PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản 
xuất hoàn chỉnh kỹ thuật của các họ PLC với mức độ khác nhau về khả năng tốc độ 
xử lý và hiệu suất. 
Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào / ra và dung 
lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các họ PLC có cấu trúc module 
nhằm làm dễ dàng hơn cho việc mở rộng thêm chức năng chuyên dùng như : 
y Xử lý tín hiệu liên tục. 
y Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước. 
y Truyền thông. 
y Bộ nhớ mở rộng. 
Với cấu trúc module cho phép mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều khiển 
PLC với chi phí và công sức thấp nhất. 
Riêng nước ta, hàng rào thuế quan khu vực đang dần dần được loại bỏ, kinh tế 
mở cửa hợp tác với nước ngoài. Trước tình hình đó, nền công nghiệp sẽ gặp không ít 
khó khăn vì còn khá nhiều dây chuyền công nghệ lạc hậu. Nhà nước cần phải chú 
trọng đến những ứng dụng và phát triển của tự động trong sản xuất công nghiệp, 
nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, cũng như giá thành sản phẩm hạ. 
Một trong những phương án tốt nhất và được sử dụng rộng rãi ngày nay là thay thế 
những công nghệ cũ bằng những hệ thống điều khiển tự động dùng PLC. 
II .KHÁI QUÁT VỀ BỘ LẬP TRÌNH PLC 
Trong kỹ thuật tự động, điều khiển được chia làm hai loại : điều khiển bằng dây 
nối, và điều khiển bằng bộ lập trình PLC. 
1. Điều khiển bằng dây nối : 
Các bộ điều khiển được gọi là bộ điều khiển dây nối nếu các phần tử chuyển 
mạch của nó được nối với nhau bằng dây dẫn cố định một cách vĩnh viễn. 
VD : mạch điều khiển sau 
Trong ký hiệu trên, đó là bộ điều khiển bằng dây nối dùng để nối kết các nút 
nhấn và các phần tử chuyển mạch là các tiếp điểm với nhau bằng dây dẫn song song 
hoặc nối tiếp. Các công tắc và tiếp điểm được sắp xếp với nhau khi ta đã biết rõ chức 
năng mà bộ điều khiển cần thực hiện, tức phải biết rõ sơ đồ nguyên lý và vị trí khi 
tiến hành đấu dây. Mặt khác, khi muốn thay đổi chức năng của bộ điều khiển ta phải 
thay đổi lại cấu trúc cũng như sơ đồ đấu dây. Đối với những mạch điện lớn phức tạp 
thì sự đấu dây trở nên rất khó khăn và dễ bị sai sót. Ngoài ra trong cách dùng này cần 
tốn nhiều linh kiện như : role trung gian, role thời gian, bộ đếm 
2. Điều khiển dùng PLC : 
PLC là từ viết tắt của Programmable Logical Controller ( chương trình điều khiển 
tự động có lập trình), chương trình này được lưu trữ trong bộ nhớ ROM và được nạp 
vào thông qua máy vi tính cá nhân. 
Trong PLC chức năng bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một 
chương trình, chương trình này được nạp vào bộ nhớ PLC. Khi đó PLC sẽ thực hiện 
quá trình điều khiển dựa vào chương trình đã được nạp sẵn. Cấu trúc và sơ đồ đấu dây 
của bộ điều khiển không phụ thuộc vào chức năng hay quá trình hoạt động. 
Tất cả các linh kiện cần thiết cho việc thiết kế mạch đều được lập trình sẵn trong 
bộ PLC như : sensor, công tắc, nút nhấn, tế bào quang điện, và tất cả các cơ cấu chấp 
hành như cuộn dây, đèn tín hiệu, bộ định thì, role trung gian,  đều được nối vào PLC. 
Nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ ta chỉ cần 
thay đổi chương trình bên trong bộ PLC. Điều này rất tiện ích cho các kỹ sư thiết kế. 
3. Những ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC : 
Chỉ tiêu so sánh Role Mạch số Máy tính PLC 
Giá thành Khá thấp Thấp Cao Thấp 
Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn 
Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh 
Khả năng chống nhiễu Rất tốt Tốt Khá tốt Tốt 
Lắp đặt 
Mất thời gian 
thiết kế và lắp 
đặt. 
Mất thời gian 
để thiết kế. 
Lập trình 
phức tạp và 
tốn thời gian. 
Lập trình và 
lắp đặt đơn 
giản. 
Khả năng điều khiển các 
tác vụ phức tạp. 
Không có Có Có Có 
Thay đổi, nâng cấp và 
điều khiển. 
Rất khó Khó Khá đơn giản Rấtù đơn giản 
Công tác bảo trì Kém Kém Kém Tốt 
Theo bảng so sánh ta nhận thấy được bộ điều khiển lập trình PLC với những ưu 
điểm về phần cứng và phần mềm có thể đáp ứng được hầu hết các yêu cầu chỉ tiêu 
trên. Mặt khác, PLC có khả năng kết nối mạng và kết nối các thiết bị ngoại vi rất cao 
giúp cho việc điều khiển được dễ dàng. 
4. Phạm vi ứng dụng PLC : 
Dùng để điều khiển Robot : ví dụ như gắp phôi từ băng tải bỏ qua bàn gia công 
của máy CNC, hay điều khiển Robot đưa vật liệu thiết bị vào băng tải, thực hiện các 
việc đóng hộp, dán tem nhãn 
Ngoài ra, PLC có thể ứng dụng để giám sát các quá trình trong các nhà máy mạ, 
dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử, dây chuyền kiểm tra sản phẩm bằng các 
sensor, công tắc hành trình. 
Ưùng dụng PLC trong các lĩnh vực 
III . CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ FX CỦA HÃNG MITSUBISHI 
Cấu trúc của PLC được phân thành các phần như sau : 
1. Đơn vị điều khiển trung tâm ( CPU : Central Processing Unit ) 
 Là bộ vi xử lý thực hiện các lệnh trong bộ nhớ chương trình. Nhập dữ liệu ở 
ngõ vào, xử lý chương trình, nhớ chương trình, xử lý các kết quả trung gian và các kết 
quả này được truyền trực tiếp đến cơ cấu chấp hành để thực hiện chương trình xuất dữ 
liệu ra các ngõ ra. 
2. Bộ nhớ (Memory) : 
 Dùng để chứa chương trình số liệu, đơn vị nhỏ nhất là bit. Bộ nhớ là vùng nắm 
giữ hệ điều hành và vùng nhớ của người sử dụng (hệ điều hành là một phần mềm hệ 
thống mà nó kết nối PLC để PLC thực sự hoạt động được). 
 Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau. Để PLC có thể hoạt động được, cần thiết phải 
có bộ nhớ để lưu trữ chương trình. Đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chức 
năng khác như 
 _ Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất - nhập được gọi là 
RAM xuất -nhập. 
 _ Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong : các bộ định 
thì(Timer), các bộ đếm (Counter), các Rơle. 
 Bộ nhớ gồm có các loại sau đây : 
a) Bộ nhớ chỉ đọc (ROM : Read Only Memory) 
ROM không phải là bộ nhớ khả biến, nó có thể lập trình chỉ được một lần. Do đó 
nó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC, và nó ít phổ biến so với các 
loại bộ nhớ khác. 
b) Bộ nhớ ghi đọc (RAM : Random Access Memory) 
Bộ nhớ của PLC là CMOSRAM, tiêu tốn năng lượng khá ít, và được cấp pin dự 
phòng khi mất nguồn. Nhờ đó dữ liệu sẽ không bị mất. 
c) Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được (EPROM : Erasable Programmable 
Read Only Memory) 
EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM, ... a hãng nào là do sự quen dùng đối với PLC đó và hệ thống điều khiển 
nói chung. Đối với những người có kinh nghiệm trong việc thiết kế và lắp đặt hệ thống điều 
khiển, vấn đề quan trọng là sự vượt trội về kỹ thuật và hiệu suất. Đối với những người chưa có 
kinh nghiệm nhiều về PLC và không nắm vững về thị trường PLC thì cần xem xét những vấn 
đề sau đây : 
- người dùng có nhận được sự hỗ trợ trong công việc thiết kế? 
- Tỉ lệ về thị trường và lĩnh vực ứng dụng của nhà sản xuất. 
- Nhà sản xuất có tổ chức các khoá huấn luyện về hệ thống PLC đang sư dụng? 
- Sổ tay và tài liệu hiện có với ngôn ngữ đọc được. 
- Khả năng tương thích giữa các hệ thống tương đương hoặc loại PLC khác của cùng 
nhà sản xuất. 
- Phương pháp lập trình có thích hợp với các điều khiển ứng dụng. 
2. Loại và cỡ PLC: 
Sự lựu chọn này có thể thực hiện cùng với việc lựa chọn nhà sản xuất PLC. Quy mô của 
hệ thống có một số điểm cần xem xét: 
- Yêu cầu ngõ vào ra cần thiết 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 122 
- Loại ngõ vào/ra. 
- Dung lượng bộ nhớ. 
- Tốc dộ và khả năng của CPU và tập lệnh. 
3. Số lượng ngõ vào ra: 
Số lượng ngõ vào ra của PLC phải có khả năng đáp ứng đủ số đường tín hiệu từ cảm biến 
cũng như đường điều khiển phần công suất do cơ cấu tác động. Các tín hiệu không những tuân 
theo các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống như là mức điện áp, dòng tải, tần số đáp ứng mà còn 
quan tâm đến các điểm sau: 
- Số lượng và ngõ vào ra trên mỗi modun(hay trên PLC nếu các ngõ vào ra có sẵn 
trên PLC) . 
- Sự cách ly giữa bộ điều khiển và phần công suất điều khiển cơ cấu tác động. 
- Nhu cầu về ngõ vào ra sử lý tốc độ cao, điều khiển đầu ra từ xa, hay các chức năng 
chuyên dùng khác. 
- Nhu cầu mở rông thêm khả năng mở rộng và lắp đặt thêm ngõ vào ra. 
- Nguồn cấp điện cho các ngõ vào ra, nghĩ là nhu cầu có modun PSU (Power Source 
Unitl) cung cấp cho mạch chuyển đổi tín hiệu hay cơ cấu tác động 
4. Dung lượng bộ nhớ: 
Đối với PLC có khả năng mở rộng bộ nhớ thì dung lượng bộ nhớ có thể được mở rộng 
bằng cách gắn thêm hộp bộ nhớ (memory cassette). Dung lượng bộ nhớ phụ thuộc vào số 
lượng ngõ vào ra sử dụng trên hệ thống. Một chương trình điều khiển phức tạp, dùng nhièu 
logic khóa lẫn hay các chương trình trình tự hiển nhiện cần nhiều bộ nhớ hơn là chương trình 
đơn giản. 
BỘ NHỚ CẦN THIẾT = BỘ NHỚ NGÕ VÀO RA + BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH + BỘ 
NHỚ LƯU DỮ LIỆU CHO CÁC LỆNH CHUYÊN DÙNG + KHOẢNG DUNG LƯỢNG 
CẦN THIẾT CHO MỞ RỘNG VÀ HIỆU CHỈNH CHƯƠNG TRÌNH SAU NÀY. 
5. Tập lệnh CPU: 
Mọi PLC đều phải có tập lệnh để phục vụ cho việc lập trình giải quyết các nhiệm vụ điều 
khiển. Tất cả các PLC đều có thể hiểu được lệnh điều khiển logic, điều khiển trình tự sự 
khác nhau nổi bật là khả năng sử lý dữ liệu, những chức năng chuyên dùng và truyền thông. 
PLC loại lớn có tập lệnh mạnh hơn các PLC nhỏ hơn. Tuy nhiên ta nên xem xét kỹ khả năng 
của PLC loại nhỏ và trung bình thường có thể cũng có các chức năng chuyên dùng rất tốt như 
chức năng điều khiển PID. 
Ở các PLC dạng modun có thể lựa chọn được modun CPU với các mức độ và tốc độ và 
khả năng sử lý. Khi số lượng và khả năng sử lý tăng, yêu cầu về tốc độ CPU cũng tăng, vì khi 
đó CPU phải xử lý nhiều lệnh hơn trong một chu kỳ quét của PLC. Điều đó có thể đòi hỏi 
phải dùng CPU mạnh hơn nếu thời gian quét không đáp ứng được nhu cầu. 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 123 
Để có thể lựa chọn được một hệ thống đáp ứng được nhu cầu điều khiển, việc thiết kế 
phần cứng và phần mềm có thể được thực hiện độc lập. 
III.Tổ chức bố trí phần cứng hệ thống: 
 Khi xác định được phần cứng thích hợp, chúng ta phải xem xét đến vấn đề bố trí nó như 
thế nào trên hệ thống. Công việc này đơn giản là việc xác định vị trí từng modul: CPU, modul 
mở rộng, modul chức năng chuyên dùng được lắp trên thanh ray. 
 Việc lắp đặt thưòng biểu diễn bằng sơ đồ với chi tiết về vị trí, loại modul, mức tín hiệu và 
vị trí trong bộ nhớ 
PSU 
240V 
AC 
 Main 
CPU 
240V 
8 Ngõ 
Digital 
.. 
0-10V 
2 kênh 
Analog 
24V 
16 ngõ 
Digital 
24V 
8 ngõ 
Digital 
0-10V 
4 kênh 
Analog 
 Ngõ ra Ngõ vào
 Bố trí các PLC dạng modul
1. Bố trí trong tủ điện: 
Có thể có nhiều cách bố trí tủ điện PLC, phụ thuộc vào số lượng và loại thiết bị sử dụng 
và kích thước vật lý của tủ điện. Người ta thường gắn PLC vào vị trí thuận tiện cho thao tác, 
cho phép: 
- Chen vào và thêm modul 
- Nối các panen lập trình 
- Dễ dàng thao tác nối dây phía trước và phía sau panen 
- Quan sát dễ dàng các đèn chỉ báo 
Để giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu, thanh gắn PLC thường đặt cách xa tối thiểu 80 – 
100mm; khoảng cách này nhằm tạo sự thông thoáng cho các modul gắn trên thanh. 
2. Kết nối dây: 
Công việc thiết kế phần cứng sẽ dựa vào sơ đồ bố trí và chi tiết các modul để triển khai sơ 
đồ nối dây cho việc lắp đặt thanh và nối cáp với các thiết bị của nhà máy. Nhiệm vụ thiết kế 
về điện bao gồm hoạch định đường nối cáp, chi tiết bố trí thanh, nguồn cấp điện và đưòng dây 
cho modul truyền thông. Đường đi của cáp phải được xem xét để tránh nhiễu, các cáp có liên 
hệ với nhau được nhóm chung lại với nhau và được tách biệt với các nhóm khác. 
Việc thiết kế nên dùng cáp có bọc che chắn để nối với các ngõ vào/ra của PLC. Khi nối 
cáp dài, các đường tín hiệu vào và ra nên tách riêng trên các dây cáp khác nhau. Các bọc che 
chắn nên được nối đất tại một điểm duy nhất để tránh nhiễu nối đất tín hiệu. 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 124 
3. Lắp đặt: 
Việc lắp đặt phần cứng bao gồm việc bố trí các tủ điện và các thanh gắn trên PLC, sau đó 
lắp đặt và nối dây. 
Tủ gắn PLC và các khe cắm phụ phải được đáp ứng đầy đủ yêu cầu về môi trường, như 
vấn đề bảo mật, an toàn và bảo vệ như sau: 
- Bảo mật: tủ đặt ở nơi chắt chắn và cửa có khoá. 
- An toàn: trang bị mạch tự động ngắt hay báo động nếu tủ điện bị mở 
- Bảo vệ: tránh độ ẩm hay môi trường ăn mòn do không khí bằng cách làm kín trên 
khung nắp. Việc ngăn tĩnh điện bằng cách nối đất cho thân khung lắp. 
- Với mục đích bảo trì, các khe cắm được bố trí dễ dàng thực hiện kiểm tra, thay thế 
các modul. Các đèn chỉ thị on/off hay đèn chỉ thị trạng thái hoạt động nên gắn trên 
cửa tủ. 
IV. Chạy thử chương trình: 
Khi hoàn tất việc lắp đặt hệ thống, bước kế tiếp là thử hệ thống. Việc chạy thử chương 
trình gồm hai giai đoạn cơ bản: 
- Kiểm tra việc kết nối dây giữa PLC và các thiết bị được điềukhiển. 
- Cài chương trình điều khiển và chạy thử chương trình 
 Việc nối kết hệ thống phải đươc thực hiện cẩn thận để đảm bảo các ngõ vào/ra được nối 
đúng đến các ngõ vào/ra trên PLC. Trước khi phần cứng được kiểm tra, phải kiểm tra lại toàn 
bộ các nguồn cấp điện chính, việc nối đất. 
Chạy thử chương trình với ngõ vào giả lập: 
PLC thử 
Công tắc Đèn thử / rơ le 
Giả lập tín hiệu analog ở ngõ Thử tín hiệu analog ở 
Giả lập dùng công tắc 
Lắp đặt và chạy chương trình trên hệ thống thật: khi chương trình đã chạy thử tốt, ta có thể 
chuyển sang bước thử trên thiết bị thực tế . 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 125 
Hiệu chỉnh chương trình: 
 Một trong những ưu điểm lớn của PLC là dễ dàng thay đổi chương trình. Ở giai đoạn thiết 
kế và hoàn tất dự án, ưu điểm này cho phép thay đổi và thử đi thử lại nhiều lần chương trình 
đến khi thoả mãn thiết kế. 
 Lưu chương trình dự phòng: Khi hoàn tất giai đoạn thử và hiệu chỉnh chương trình, các bản 
sao dự phòng tương ứng với từng giai đoạn phải được lưu trữ kèm theo các mô tả về chúng. 
Ngay cả khi chương trình được viết xong nên lưu một bản dự phòng để nạp lại chương trình 
khi bộ nhớ trên PLC bị hư. 
V.Lập tài liệu cho hệ thống: 
Tập tài liệu đầy đủ cho việc lắp đặt PLC nên bao gồm các phần sau: 
- Các đặc tả về kế hoạch hay tiến trình thực hiện. 
- Các đặc tả và đặc điểm về yêu cầu điều khiển 
- Các đặc tả về PLC gồm cả sổ tay về thiết bị cần điều khiển. 
- Các đặc tả về các chức năng của chương trình điều khiển, gồm lưu đồ hay sơ đồ chức 
năng, bộ nhớ và sự cấp phát bộ nhớ. 
- Toàn bộ chương trình cùng với các chú thích và giải thích. 
- Tập chương trình dự phòng. 
- Sơ đồ lắp đặt điện và mô tả 
- Danh sách các thiết bị xuất nhập dữ liệu gồm cả màn hình hiển thị, máy in 
- Sổ tay sử dụng ghi chi tiết trình tự khởi động hệ thống, dừng hệ thống và các báo 
động của hệ thống. 
VI.Bảo trì hệ thống PLC: 
1. Lỗi do PLC: 
 PLC được thiết kế để hoạt động tinh cậy và bền vững trong môi trường công nghiệp. Đây là 
ưu điểm chính vượt trội so với điều khiển cơ điện tử truyền thống và điều khiển từ máy vi tính. 
Do cấu trúc mạch điện tử mạch và cản tĩnh điện hiệu quả nên các mạch điện trong PLC sử 
dụng an toàn ở các nơi không thuận lợi về môi trường, dễ gây ra các hư hỏng cho phần cứng 
về điện và về vật lý. 
 PLC được bảo vệ tránh các khả năng hư hỏng trên các ngõ vào/ra bởi các mạch cách ly 
quang (opto-isolated). Việc dùng bộ nhớ RAM có nguồn pin nuôi hay EEPROM lưu giữ được 
chương trình bảo đảm được sản xuất vẫn được duy trì nếu chương trình bị mất hay sai do 
nguồn cấp điện bị hỏng hay trong các trường hợp tương tự. Tóm lại, các biện pháp khả thi 
trong thiết kế được áp dụng cho PLC nhằm đạt được độ tin cậy cao có thể được với giá thành 
hợp lý. 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 126 
 Tỷ lệ 
 Hư hỏng 
 Khoảng thời gian hoạt động tốt Thời gian 
 Đồ thị biểu diễn tỉ lệ phần trăm hư hỏng theo thời gian 
 Tuy nhiên, độ tin cậy cao không có nghĩa là hệ thống hoàn toàn không bị hỏng. Dù sử 
dụng các vi mạch điện tử có chất lượng cao và được lắp ráp theo tiêu chuẩn cao thì PLC vẫn 
có lỗi. PLC thường được thử rất kỹ trước khi xuất xưởng và chúng được cho chạy liên tục 
chương trình thử trong thời gian dài. 
 Lỗi do PLC: các lỗi nghiêm trọng làm cho PLC bị ngưng hoạt động, một số lỗi khác có thể 
cho phép PLC tiếp tục hoạt động, hiển thị mã lỗi trên các màn hình thông báo hay trên các 
đèn bảy đoạn. Khi Self-test không thành công, PLC bị ngừng hoạt động và không khởi động 
được cho đến khi lỗi được khăùc phục. 
2. Lỗi từ phần cứng bên ngoài PLC: 
 PLC là một phần trong phần điều khiển; trong hệ thống có cảm biến, cơ cấu tác động, dây 
kết nối, nguồn cấp điện và chương trình điều khiển. Mỗi phần đều có khả năng hư hỏng; tuy 
nhiên phần lơn tỷ lệ hư hỏng thuộc về các bộ phận, thiết bị nằm bên ngoài PLC như: 
- Hư hỏng thiết bị vào/ra – mạch chuyển đổi tín hiệu hay cơ cấu tác động. 
- Hư hỏng phần dây kết nối. 
- Hư hỏng phần dây kết nối truyền thông. 
- Nguồn cấp điện không ổn định – nhiễu hai mức nguồn. 
3. Trình tự lập trình báo lỗi: 
Vấn đề bảo vệ: Một dạng lỗi trong PLC về sử lý thương liên quan đến mạch bảo vệ 
(watchdog). Hầu hết PLC có trang bị rơle bảo vệ(watchdog relay) bên trong dùng để điều 
khiển nguồn cấp điện cho một hay nhiều thiết bị bên ngoài. 
Vấn đề an toàn: Mặc dù chương trình có hoàn hảo và tinh vi đến đâu thì cũng có khi sử lý 
sai, chương trình sẽ làm việc không đúng ngay cả khi PLC đang hoạt động bình thường. Vì 
không có PLC nào có độ tin cậy là 100% nên là chỉ có cách là thiết kế một hệ thống an toàn 
thông qua mạch phần cứng hơn là thông qua phần mềm. 
 Trường ĐHCN TP.HCM GIÁO TRÌNH PLC 
Trung Tâm CÔNG NGHỆ ĐIỆN Mitsubishi 
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG 
4. Mạch an toàn bằng phần cứng: 
Các mạch này phải được thiết kế độc lập với PLC và nên phối hợp với các công tắc bảo 
vệ(watchdog relay) của PLC để đảm bảo mạch này thực hiện việc ngắt hệ thống nếu PLC bị 
lỗi. 
Thường nút nhấn Start vàStop được thiết kế nối vào ngõ vào của PLC, nghĩa là Start và Stop 
được thực hiện bởi chương trình, trong khi đó công tắc và nút nhấn EMERGENCY STOP 
(dừng khẩn cấp) dùng để dừng sự chuyển động của máy và các thiết bị có nhiều khả năng gây 
nguy hiểm phải được thiết kế ở mạch phần cứng. 
5. Sửa lỗi : 
Khi hệ thống điều khiển chưa làm việc hay đang chạy đúng, nguyên nhân các hư hỏng 
phải được xác định, phải được khắc phục theo trình tự: 
- Ghi chú và nghiên cứu các triệu chứng. 
- Xác định các vùng có nghi vấn. 
- Cô lập lỗi. 
- Sửa lỗi. 
Sửa lỗi : nếu lỗi đã được xác định thì cần phải thay thế một modun nào đó; khi đó, tuỳ 
thuộc vào chức năn ó thể ph h lại cho hệ thống. Nếu lỗi xảy ra 
trong chương trình t ống nên ỹ trước khi thực hiện thay đổi nào 
đó của chương trình äng khác đến các dòng lệnh sẽ bị thay đổi. 
Khi lỗi ở bên 
Nguồn 
điện
Công tắc 
wachtdog từ PLC 
nút nhấn emergency 
 stop cuc bộ
Máy 0 Máy 2 Máy 1
Đến mạch emergency 
 stop của hệ thống 
Khoá hở 
(dừng)
Mạch phần cứng EMERGENCY STOP thông dụng 
Cảm biến 
ngõ vào g của modun đó mà c
hì người thiết kế hệ th
, vì còn có các hoạt đohiết bị hay dây nối sẽ được sửa chữa hay thay thế. 
Chương trìnhngoài PLC, t 
Mô-dun 
vào 
Bộ xử ly
của PLC
Nguồn cấp
Các thành phần củaải cấu hìn
 xem xét k
 liên quan127 
ù 
Mô-dun 
ra 
 điện
Thiết bị 
ngõ ra 
 hệ thống PLC