Giáo trình PLC nâng cao (Phần 1)

UBND TỈNH NAM ĐỊNH 
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH 
ThS. Trần Đức Nghị (Chủ biên) 
 ThS. Trần Đức Nghị ( Chỉnh sửa) 
GIÁO TRÌNH 
PLC NÂNG CAO 
 (Dùng cho hệ cao đẳng nghề Điện công nghiệp) 
(chỉnh sửa lần 2) 
NĂM 2014 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 2
BÀI 1: VỊ TRÍ, ỨNG DỤNG, TẬP LỆNH 
CỦA PLC S7 3OO TRONG CÔN NGHIỆP 
* MỤC ĐÍCH YÊU CẦU 
1. Mục đích 
 Trang bị cho người đọc kiến thức về phần cứng của PLC, cách cài đặt 
phần cứng của PLC, phương pháp lập trình PLC. Từ đó người đọc có khả 
năng ứng dụng vào thiết kế các hệ thống điều khiển tự động ứng dụng PLC 
S7 – 300. 
2. Yêu cầu 
 - Hiểu phần cứng của PLC S7 – 300. 
 - Biết cách cài đặt phần cứng PLC S7 – 300. 
 - Lập trình PLC để điều khiển hệ thống theo yêu cầu 
1.1.CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7- 300 
1.1.CÁC TÍNH NĂNG CỦA PLC S7-300 
 Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi 
trung bình 
• Có nhiều loại CPU 
• Có nhiều Module mở rộng 
• Có thể mở rộng đến 32 Module 
• Các Bus nối tích hợp phía sau các Module 
• Có thể nối mạng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoặc Industrial 
Ethernet 
• Thiết bị lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module 
• Không hạn chế rãnh 
• Cài đặt cấu hình và thông số với công cụ trợ giúp “HW-Config. 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 3
1.2.CÁC MODULE CỦA PLC S7-300 
Hình 1.1: Các mô đun của PLC S7 – 300 
 Module CPU 
Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ 
định thì, bộ đếm, cổng truyền thông (RS 485)  và có thể còn có một vài 
cổng vào/ra số. Các cổng vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng 
vào/ra onboard như CPU 314IFM.Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module 
CPU khác nhau. Nói chung chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó 
như module CPU312, module CPU314, module CPU315. 
Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về 
cổng vào/raonboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong 
thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này 
sẽ phân biệt với nhau trong tên gọi bằng cách thêm cụm chữ cái IFM 
(Intergrated Function Module). Ví dụ module CPU313IFM, module 
CPU314IFM 
Ngoài ra, còn có các loại module CPU với hai cổng truyền thông, trong 
đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 4
phân tán như mạng PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Tất nhiên kèm theo 
cổng truyền thông thứ hai này là những phần mềm tiện dụng thích hợp cũng 
đã được cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại module CPU này được phân biệt 
với các loại module CPU khác bằng cách thêm cụm từ 
DP (Distributed Port). Ví dụ như module CPU315-2DP.Tham khảo hình 
dưới: 
Hình 1.2 Cổng giao tiếp của các PLC 
Các loại module mở rộng: 
 - PS (Power Supply): Module nguồn nuôi, có 3 loại 2A, 5A và 10A. 
 - SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có: 
• DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số với số lượng 
cổng cóthể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và 
120/230V AC. 
• DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số với số lượng 
cổng có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và ngắt 
điện từ. 
 . DI/DO (Digital Input/Digital Out): Module mở rộng các cổng vào/ra 
số với số lượng cổng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy theo từng loại 
module. 
• AI (Anolog Input): Module mở rộng các cổng vào tương tự. Về bản 
chất chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín 
hiệu tương tự được chuyển đổi thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 5
bits. Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín 
hiệu vào có thể là áp, dòng, điện trở. 
• AO (Anolog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự. Chúng 
là những bộ chuyển đổi số tương tự 12 bits (DA). Số các cổng ra tương tự có 
thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng. 
• AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng 
vào/ra tương tự. Số các cổng tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy 
theo từng loại module. 
- IM (Interface Module): Module ghép nối. Đây là loại module chuyên dụng 
có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối 
và được quản lý chung bởi một module CPU. Thông thường các module mở 
rộng được gá liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack . Trên mỗi thanh 
rack chỉ có thể gá tối đa 8 module mở rộng (không kể module CPU, nguồn 
nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 
racks và các racks này phải được nối với nhau bằng module IM 
Hình 1.3:Sơ đồ phân bố các racks 
- FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ 
như module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bước, 
module PID, module điều khiển vòng kín, Module đếm, định vị, điều khiển 
hồi tiếp  
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 6
- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong 
mạng (MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa các PLC với nhau hoặc 
giữa PLC với máy tính. Hình sau là cấu hình đầy đủ của một thanh Rack và 
sơ đồ kết nối nhiều Rack: 
Hình 1.4: Vị trí lắp đặt các mô đun 
Cấu hình một thanh rack của PLC S7-300 
Hình 1.5: Cấu trúc thanh rack 
Cấu hình tổng quát của một PLC S7-300 với 4 thanh rack nối với nhau nhờ 
module IM và cáp nối 368 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 7
1.3.Cấu trúc bộ nhớ của CPU 
Chia vùng nhớ trong CPU 
Bộ nhớ của S7-300 được chia thành 3 vùng chính 
a, Vùng chứa chương trình ứng dụng. Vùng nhớ chương trình được chia thành 
3 miền 
 OB (Organisation Block): Miền chứa chương trình tổ chức. 
 FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm 
có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó. 
FB (Function Block): Miền chứa chương trình con, được tổ chức thành 
hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào 
khác. Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là 
DB-Data Block). 
- Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân 
chia thành 7 miền khác nhau gồm 
I (Process image Input): Miền bộ điệm các dữ liệu cổng vào số. Trước 
khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các 
cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I. Thông thường chương trình 
ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng vào số mà chỉ lấy dữ 
liệu của cổng vào từ bộ đệm I. 
Q (Process image output): Miền bộ điệm các dữ liệu cổng ra số. Kết 
thúc giai đọan thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm 
Q tới các cổng ra số. Thông thường chương trình ứng dụng không trực tiếp 
gán giá trị tới cổng ra mà chỉ chuyển vào bộ đệm Q. 
M: Miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để 
lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy cập nó theo bit (M), Byte (MB), 
từ (MW), hay từ kép (MD). 
T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu trữ giá trị 
thời gian đặt trước (PV- preset value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV-
Current value) cũng nhưm giá trị logic đầu ra của bộ timer. 
C: Miền nhớ phục vụ đếm (counter) bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt 
trước (PV- preset value), giá trị đếm tức thời (CV-Current value) cũng như 
giá trị logic đầu ra của bộ counter. 
PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O external input). 
Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 8
chuyển tự động theo những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy cập 
miền nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoặc theo từ kép (PID). 
PQ: Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự (I/O external 
0utput). Các giá trị theo những địa chỉ này sẽ được module đọc và chuyển tới 
các cổng ra tương tự. Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PQ 
theo từng byte (PQB), từng từ (PQW) hoặc theo từ kép (PQD). 
b, Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia làm 2 loại 
DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối. Kích 
thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với từng 
bài toán điều khiển. Chương trình có thể truy cập miền này theo từng bit 
(DBX), byte (DBB), từ (DBW) hoặc từ kép (DBD). 
L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương 
trình OB, 
FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ 
liệu của biến hình thức với những khối chương trình đã gọi nó. Nội dung của 
một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xoá khi kết thúc chương trình tương 
ứng OB, FC, FB. Miền này có thể truy nhập từ chương trình theo bit (L), byte 
(LB), từ (LW) hoặc từ kép (LD). 
- Những khối OB đặt biệt 
 OB10: Time of day Interrupt 
OB20: Time delay Interrupt 
 Hardware Interruptdieukhientudong.net 
OB 81: Powersuply fault 
OB 100: Start Up information 
Cách truy cập địa chỉ 
Địa chỉ ô nhớ trong Step7-300 gồm hai phần: phần chữ và phần số. 
- Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ. Chúng có thể là: 
M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 1 bit 
MB: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 1 byte (8bit) 
MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 2 byte (16bit) 
MD: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 4 byte (32 bit) : 
Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 bit 
IB: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 byte 
IW: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 từ 
ID: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 từ kép 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 9
Q: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 bit 
QB: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 byte 
QW: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 từ 
QD: Chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 từ kép 
PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte thuộc vùng peripheral input. 
PIW: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte thuộc vùng peripheral input. 
PID: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ thuộc vùng peripheral input. 
PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte thuộc vùng peripheral output. 
PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte thuộc vùng peripheral output . 
PQD: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ thuộc vùng peripheral output. 
- Phần số 
Chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định. Nếu ô nhớ 
đã được xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit thì phần số sẽ 
gồm địa chỉ của byte và số thứ tự của bit trong byte đó được tách với nhau 
bằng dấu chấm. 
 Ví dụ 
 I 1.3 Chỉ bit thứ 3 trong byte 1 của miền nhớ bộ đệm cổng vào số. 
M 101.5 Chỉ bit thứ 5 trong byte 101 của miền các biến cờ M. 
Q 4.5 Chỉ bit thứ 5 trong byte 4 của miền nhớ bộ đệm cổng ra số. 
Trong trường hợp ô nhớ đã được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì 
phần số sẽ là địa chỉ byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó. 
Ví dụ 
Phần chữ Phần số Phần chữ Phần số 
MB15 Chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte (byte 15) trong miền các biến cờ M 
MW 18 Chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ gồm 2 byte 18 và 19 trong miền các 
biến cờ M. 
MD105 Chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ kép gồm 4 byte 105, 106, 107 và 
108 trong miền các biến cờ M. 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 10
1.4. TẬP LỆNH 
1.4.1.Các lệnh vào ra 
OUTPUT: Sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ 
địnhtrong lệnh. Nội dung của ngăn xếp không thay đổi. 
CÁC LỆNH GHI / XOÁ GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM 
 SET ( S ) 
 RESET ( R ) 
Ví dụ mô tả các lệnh vào ra và S, R : 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 11
Giản đồ tín hiệu thu được ở các lối ra theo chương trình trên như sau : 
1.4.2.CÁC LỆNH LOGIC ĐẠI SỐ BOOLEAN 
Các lệnh làm việc với tiếp điểm theo đại số Boolean cho phép tạo sơ đồ 
điềukhiển logic không có nhớ. Trong LAD lệnh này được biễu diễn thông qua 
cấu trúc mạch mắc nối tiếp hoặc song song các tiếp điểm thường đóng hay 
thường mở. 
Bài tập ứng dụng: 
Bài 1: 
Một hệ thống phân loại xe chở hàng đơn giản trong nhà máy như sau: 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 12
Hình 1.6: Mô hình hệ thống phân loại xe chở hàng 
Địa chỉ ngõ vào ra 
I0.0: Công tắt hành trình 
Q0.0: Mở cổng 1 
Q0.1: Đóng cổng 1 
Q0.2: Mở cổng 2 
Q0.3: Đóng cổng 2 
Q0.4:Mở cổng 3 
Q0.5: Đóng cổng 3 
Các xe sẽ cùng đi trên một ray chính sau đó tuỳ loại xe sẽ cho phép rẽ vào các 
đường khác nhau. 
Sau mỗi xe có một thanh dọc có khoét lỗ (tương ứng với số). Khi tia 
laser (mức thấp) chiếu qua lỗ thì ngõ tương ứng sẽ lên 1. Theo hình vẽ ta sẽ 
có các ngõ: I0.1, I0.3, I0.4, I0.6, I1.1 sẽ lên 1 (được kích) tức xe có số 13469. 
Khi xe chạy đến chạm vào công tắt hành trình (I0.0) thì PLC sẽ bắt đầu 
đọc mã.Tuỳ loại mã nhận được sẽ mở cổng tương ứng trong 5s rồi đóng cổng 
lại. 
Mã 12579: cổng 1, mã 23679: cổng 2, mã13689: cổng 3. 
Viết chương trình điều khiển hệ thống. (Dùng PLC S7300) 
Bài 2: Một hệ thống đọc mã thẻ đơn giản có cấu tạo như sau: 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 13
Hình 1.7: Mô hình hệ thống đọc mã thẻ 
Trên thẻ có khắc lỗ (tương ứng với số). Khi ánh sáng hồng ngoại chiếu 
qua lỗ thì ngõ tương ứng sẽ lên 1. Theo hình vẽ ta sẽ có các ngõ: I0.1, I0.3, 
I0.4, I0.6, I1.1 sẽ lên 1 được kích) tức thẻ có số 13469. 
Khi chèn thẻ vào, nhấn nút OK, nếu đúng mã thì mở cửa (Q1.0) 5s rồi 
đóng lại, nếu sai sẽ bật đèn báo lỗi (Q1.1). 
Viết chương trình để hệ thống chỉ nhận dạng 3 loại thẻ sau: 12579, 
23679, 13689. (Dùng PLC S7-300) 
Bài 3: Một hệ thống phân loại sản phẩm có cấu tạo như sau: 
Hình 1.8: Mô hình 
hệ thống phân loại 
sản phẩm 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 14
Hệ thống sẽ phân ra 3 loại chay theo 3 chiều cao khác nhau do 3 cảm biến 
quang 
Loại 1 (Cao nhất, cả 3 cảm biến điều lên mức 1): Sẽ đi theo đường 1. 
Loại 2 (Cao thứ 2, cảm biến 1 và 2 sẽ lên mức 1, cảm biến 3 ở mức 0): 
Sẽ đi theo đường 2. 
Loại 3 (Thấp nhất, chỉ có cảm biến 1 lên mức 1, cảm biến 2 và 3 ở mức 
0): Sẽ đi theo đường 3. 
Việc chọn đường đi do vị trí của cửa gạt quyết định. 
Ngõ vào: 
 Start: I0.0, Stop: I0.1, CB 1: I0.2 , CB 2: I0.3, CB 3: I0.4. 
Ngõ ra : 
Cửa mở sang 1: Q0.0, Cửa mở sang 3: Q0.1. 
Chú ý: Cảm biến quang khi bị chắn ngang thì sẽ lên mức 1. Khoá lẩn khi điều 
khiển cửa gạt. Cửa ở vị trí 2 khi Q0.0 và Q0.1 ở mức 0 . 
1.4.3.TIMER 
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong 
điều khiển thường được gọi là khâu trễ. Các công việc điều khiển cần nhiều 
chức năng Timer khác nhau. Một Word (16bit) trong vùng dữ liệu được gán 
cho một trong các Timer. 
Một Timer có các ngõ vào và ngõ ra tương ứng như sau: 
Ngõ vào Start (bắt đầu): Timer được bắt đầu với sự thay đổi tín hi ... ất cả các đầu vào của Module. 
Các bước để hiệu chỉnh đầu vào: 
- Tắt nguồn cấp cho Module, chọn giới hạn đầu vào mong muốn 
- Bật nguồn cấp cho CPU và Module, chờ 15 phút để Module khởi tạo 
- Dùng một nguồn áp hoặc nguồn dòng, cấp tín hiệu với giá trị 0 cho một 
trong những đầu vào 
Đọc giá trị đầu vào của kênh đó trên CPU 
- Điều chỉnh OffSet sao cho giá trị đọc về có giá trị 0 hoặc một giá trị nào 
đó mà ta mong muốn 
- Cấp tín hiệu vào với giá trị lớn nhất cho một trong những đầu vào đó và 
lại đọc giá trị ghi được trong CPU 
- Điều chỉnh hệ số Gain sao cho giá trị đọc được về là 32000 hay một giá 
trị nào đó mà ta mong muốn 
- Lặp lại các hiệu chỉnh OffSet và Gain sao cho thu được kết quả hợp lý 
Hình 2.18: Hình ảnh mặt mô đun 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 44
Để thiết lập giới hạn đầu vào mong muốn ta có thể xem bảng  bên dưới: 
Bảng dưới cho thấy cách cấu hình cho Module EM 235 dùng các hàng nút 
gạt DIP. Từ nút gạt 1 tới 6 để lựa chọn giới hạn và độ phân giải. Tất cả các 
đầu vào đều được set với giới hạn và định dạng như nhau 
. 
Giá trị của tín hiệu tương tự đầu vào được mã hóa bằng 12 bit của một 
Từ Dữ Liệu Đầu Vào (Input Data Word) trong CPU 
Giá trị của đầu ra tương tự cũng được mã hóa bằng 12 bit của Từ Dữ 
Liệu Đầu Ra (Output Data Word) trong CPU 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 45
Sơ đồ nguyên lý của bộ chuyển đổi số sang tương tự như hình bên dưới: 
Hình 2.19: Chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự 
Để đảm bảo cho tín hiệu vào ít bị nhiễu và thiết bị hoạt động được chính 
xác chúng ta cần đảm bảo các yêu cầu sau: 
Đảm bảo nguồn cấp cho cảm biến và Module phải ổn định và ít nhiễu 
Sử dụng cảm biến với dây nối tới Module là ngắn nhất 
Dây cảm biến phải là loại dây đôi xoắn có bọc kim chống nhiễu bên ngoài 
Các đầu vào không sử dụng cần phải được nối với âm nguồn hoặc nối đất 
Đi dây tránh các chỗ có cạnh sắc nhọn 
Sử dụng máng đi dây với các lộ riêng 
Tránh đi dây tín hiệu song song với dây nguồn, dây mang tải lớn 
Đảm bảo cách điện tránh chạm chập dây tín hiệu với dây nguồn và dây tín hiệu với 
nhau 
2.3. Phần thực tập 
Bài 1: 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 46
 - Kết nối PLC với biến tần 
 - Kết nối biến tần với động cơ của băng tải. 
Bài 2: 
 Viết chương trình điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ băng tải 
thông qua biến tần. 
 Trình tự thực hành 
Các bước 
công việc 
Thao tác thực 
hành 
Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ 
thiết bị 
Bước 1: 
Chuẩn bị 
thiết bị 
- Kiểm tra hoạt 
động của mô hình 
băng tải 
- Kiểm tra hoạt 
động của PLC 
- Kiểm tra kết nối 
giữa PLC và máy 
tính 
- Mô hình phải hoạt 
động tốt 
- PLC hoạt động tốt 
- Cáp MPI kết nối 
giữa PLC và máy tính 
hoạt động tốt 
- Máy tính 
- PLC 
- Cáp MPI 
Bước 2: 
Lập bảng 
simbol 
ngõ vào 
và ra 
- Lập bảng ngõ 
vào trong simbol 
- Lập bảng ngõ ra 
trong simbol 
- Lưu bảng simbol 
- Lập bảng ngõ vào ra 
chính xác với địa chỉ 
ngõ vào ra theo yêu 
cầu 
- Tên của các ngõ vào 
ra phù hợp với mục 
đích sử dụng ngõ vào 
ra đó 
- Máy tính 
Bước 3: 
Viết 
chương 
trình PLC 
điều 
khiển mô 
hình 
- Chương trình 
điều khiển động 
cơ quay thuận 
- Chương trình 
điều khiển động 
cơ quay ngược 
- Chương trình 
điều khiển tốc độ 
động cơ 
- Chương trình phải 
chính xác theo yêu 
cầu 
- Chương trình phải 
đơn giản, rõ ràng, dễ 
hiểu 
- Máy tính 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 47
- Kiểm tra lỗi 
chương trình 
Bước4: 
Dùng 
phần 
mềm mô 
phỏng 
chạy thử 
chương 
trình 
- Mở phần mềm 
mô phỏng 
- Download 
chương trình vào 
phần mềm mô 
phỏng 
- Cho hoạt động 
và kiểm tra xem 
đúng yêu cầu 
chưa. Nếu chưa 
đúng thì chỉnh lại 
chương trình 
- Ứng dụng được 
phần mềm mô phỏng 
để kiểm tra 
- Tìm được lỗi và sửa 
lỗi 
- Máy tính 
Bước 6: 
Kết nối 
PLC với 
mô hình 
- Kết nối ngõ vào 
- Kết nối ngõ ra 
- Kiểm tra nguồn 
và cấp nguồn cho 
mô hình 
- Kết nối đúng ngõ 
vào ra theo bảng 
Simboi đã lập 
- Dây cắm phải gọn 
gàng 
- Mô hình 
- PLC 
- Dây cắm 
Bước 7: 
Download 
chương 
trình 
xuống 
PLC và 
chạy mô 
hình 
- Download 
chương trình vào 
PLC 
- Nhấn Start trên 
mô hình và kiểm 
tra hoạt động của 
mô hình 
- Download được 
chương trình xuống 
PLC 
- Phát hiện lỗi trong 
hoạt động của mô 
hình và sửa lỗi 
- Máy tính 
- PLC 
- Mô hình 
Bài 3: 
Viết chương trình điều khiển tốc độ động cơ theo tải trọng của sản phẩm 
trên băng tải 
 Trình tự thực hành 
Các bước 
công việc 
Thao tác thực 
hành 
Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ 
thiết bị 
Bước 1: - Kiểm tra hoạt - Mô hình phải hoạt - Máy tính 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 48
Chuẩn bị 
thiết bị 
động của mô hình 
băng tải 
- Kiểm tra hoạt 
động của PLC 
- Kiểm tra kết nối 
giữa PLC và máy 
tính 
động tốt 
- PLC hoạt động tốt 
- Cáp MPI kết nối 
giữa PLC và máy tính 
hoạt động tốt 
- PLC 
- Cáp MPI 
Bước 2: 
Lập bảng 
simbol 
ngõ vào 
và ra 
- Lập bảng ngõ 
vào trong simbol 
- Lập bảng ngõ ra 
trong simbol 
- Lưu bảng simbol 
- Lập bảng ngõ vào ra 
chính xác với địa chỉ 
ngõ vào ra theo yêu 
cầu 
- Tên của các ngõ vào 
ra phù hợp với mục 
đích sử dụng ngõ vào 
ra đó 
- Máy tính 
Bước 3: 
Viết 
chương 
trình PLC 
điều 
khiển mô 
hình 
- Chương trình 
nhận tín hiệu từ 
loadcell 
- Chương trình xử 
lý tín hiệu 
- Chương trình 
xuất tín hiệu điều 
khiển tốc độ động 
cơ 
- Kiểm tra lỗi 
chương trình 
- Chương trình phải 
chính xác theo yêu 
cầu 
- Chương trình phải 
đơn giản, rõ ràng, dễ 
hiểu 
- Máy tính 
Bước4: 
Dùng 
phần 
mềm mô 
phỏng 
chạy thử 
chương 
trình 
- Mở phần mềm 
mô phỏng 
- Download 
chương trình vào 
phần mềm mô 
phỏng 
- Cho hoạt động 
và kiểm tra xem 
đúng yêu cầu 
- Ứng dụng được 
phần mềm mô phỏng 
để kiểm tra 
- Tìm được lỗi và sửa 
lỗi 
- Máy tính 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 49
chưa. Nếu chưa 
đúng thì chỉnh lại 
chương trình 
Bước 6: 
Kết nối 
PLC với 
mô hình 
- Kết nối ngõ vào 
- Kết nối ngõ ra 
- Kiểm tra nguồn 
và cấp nguồn cho 
mô hình 
- Kết nối đúng ngõ 
vào ra theo bảng 
Simboi đã lập 
- Dây cắm phải gọn 
gàng 
- Mô hình 
- PLC 
- Dây cắm 
Bước 7: 
Download 
chương 
trình 
xuống 
PLC và 
chạy mô 
hình 
- Download 
chương trình vào 
PLC 
- Nhấn Start trên 
mô hình và kiểm 
tra hoạt động của 
mô hình 
- Download được 
chương trình xuống 
PLC 
- Phát hiện lỗi trong 
hoạt động của mô 
hình và sửa lỗi 
- Máy tính 
- PLC 
- Mô hình 
BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KÉO BĂNG TẢI 
QUAY HAI CHIỀU 
3.1.Giới thiệu chung về băng tải 
Băng tải là một phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm 
có vai trò quan trọng trong tất cả các ngành công nghiệp, nhà máy. Ra đời từ 
rất lâu và có được sử dụng rông rãi nhờ những ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, 
bền vững, có khả năng vận chuyển nguyên vật liệu theo phương nằm ngang, 
nghiêng với khoảng cách từ gần đến xa, làm việc êm, năng suất cao mà tiêu 
hao năng lượng không lớn. 
Ngày nay, cấu tạo và vật liệu làm băng tải ngày càng hiện đại đáp ứng nhu 
cầu sản xuất chuyên môn hóa cao cũng như phù hợp với đặc thù riêng của 
từng lĩnh vực, sản phẩm. Việt Nam là quốc gia đang phát triển với số lượng 
các nhà máy, công trình, khu công nghiệp ngày càng tăng. Kéo theo sự phát 
triển đó cũng là nhu cầu cao về số lượng và sự phong phú của các hệ thống 
băng tải. 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 50
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều công ty sản xuất và chế tạo băng tải. 
Do đó có rất nhiều loại băng tải có cấu tạo và chức năng khác nhau phù hợp 
với đặc thù của từng lĩnh vực sản xuất, vận chuyển. 
Mô hình băng tải của công ty Tân Phát là một dạng của mô hình băng tải 
công nghiệp trong thực tế. Tuy nhiên, là một mô hình phục vụ cho công tác 
giảng dạy và thực hành trong các trường cao đẳng, đại học và dạy nghề nên 
được thiết kế với những yêu cầu riêng. 
Hình 3.1: Mô hình băng tải phân loại vật liệu của công ty tự động hóa 
Tân Phát 
3.2.THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ 
- Băng tải có hai quả lô chủ động và bị động, quả lô chủ động được dẫn 
động bởi một động cơ có hộp giảm tốc, do đó có thể thay đổi chiều quay hoặc 
tốc độ của băng tải bằng cách thay đổi chiều quay hoặc tốc độ của động cơ. 
- Cơ cấu nạp liệu: vật mẫu nhiều mầu được xếp trong ống dẫn liệu và được 
đẩy xuống băng tải khi thanh gạt di chuyển qua lại trong rãnh cơ khí. Khi xi 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 51
lanh kéo thanh gạt liệu về (theo chiều -), đồng thời để cho vật mẫu rơi xuống 
máng liệu. Khi liệu đã rơi xuống máng liệu, xilanh được điều khiển bởi van 
điện từ sẽ đi ra (theo chiều +) đẩy thanh gạt liệu và đẩy vật mẫu xuống băng 
tải. Toàn bộ quy trình hoạt động của nạp liệu được điều khiển bởi 01 xilanh 
khí nén. 
- Phân loại sản phẩm: sau khi vật mẫu được chuyển xuống băng tải và di 
chuyển dọc theo băng tải, phía trên băng tải là các cảm biến có khả năng nhận 
biết mầu và vị trí của vật. Khi vật đi qua cảm biến đầu tiên ở đầu băng tải, đó 
là cảm biến mầu có khả năng nhận biết và truyền tín hiệu về bộ điều khiển để 
xử lý. Dọc theo băng tải được bố trí các cảm biến Phản xạ-Khuếch tán, các xi 
lanh và máng dẫn liệu. Vật mẫu đã được xác định mầu khi đi qua các máng 
chứa liệu sẽ được cảm biến và xi lanh cùng phối hợp để đẩy vật xuống máng 
tương ứng. 
3.3.Mạch điện – khí nén của mô hình 
 Mạch nguồn một chiều 
Hình 3.2: Mạch nguồn một chiều 
Mạch kết nối PLC 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 52
Hình 3.3: Mạch kết nối tín hiệu ngõ vào, ra của PLC 
Mạch điện động cơ băng tải 
Hình 3.4: Mạch động cơ một chiều 
Mạch khí nén 
- Xilanh phân phối sản phẩm vào băng tải 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 53
- Xilanh phân loại vật kim loại 
- 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 54
3.4.CÁC BÀI THỰC HÀNH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH 
Các bước thao tác khi thực hành với mô hình băng tải 
- Kiểm tra mô hình trước khi cấp điện. 
- Cắm giắc nối truyền thông từ bộ điều khiển tới máy tính lập trình 
- Download chương trình và chạy thử 
- Không được tự ý cho mô hình chạy mà không có sự kiểm tra của cán 
bộ hướng dẫn 
- Ngắt nguồn khi không sử dụng mô hình. 
Các bài thực hành cơ bản 
Bài 1. Điều khiển chiều chạy của băng tải 
 - Lập trình cho PLC để điều khiển chiều chạy của băng tải 
 Yêu cầu: 
- Điều khiển quá trình đảo chiều chạy của băng tải bằng PLC, băng tải 
phải dừng lại một lúc trước khi chạy theo chiều ngược lại 
- Thực hành viết chương trình 
Bài 2. Điều khiển quá trình nạp liệu 
 Sử dụng khay và rãnh nạp liệu để đẩy vật xuống băng tải 
 Yêu cầu: 
- Tốc độ nạp vật không quá nhanh, phù hợp với tốc độ băng tải. Cơ cấu 
nạp vật phối hợp nhịp nhàng. 
 - Thực hành viết chương trình 
Bài 3. Phân loại vật vào khay chứa theo vật liệu 
 Sử dụng cảm biến kim loại để nhận biết chất liệu của vật mẫu 
Yêu cầu: 
- Vật sau khi đi qua cảm biến phải được phân loại vào khay tương ứng 
- Thực hành viết chương trình 
Bài 4: Bài thực hành nâng cao: 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 55
* Điều khiển toàn bộ mô hình băng tải 
Yêu cầu: 
- Toàn bộ mô hình hoạt động nhịp nhàng, vật được đặt tại khay nạp vật 
và được tự động đẩy xuống băng tải. Kết thúc hành trình, vật phải được phân 
loại theo mầu vào tường khay riêng. 
- Thực hành viết chương trình 
* Kết nối mô hình băng tải với phần mềm giám sát quá trình 
Yêu cầu: 
- Kết nối thành công với phần mềm giám sát chương trình bằng công 
cụ Kepware Server. 
- Giám sát và điều khiển mô hình trên giao diện máy tính. 
BÀI 4: ĐIỀU KHIỀN MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THÔNG 
4.1. Nguyên lý hoạt động 
Cho hệ thống đèn giao thông hoạt động như sau: 
- Nhấn Start đèn X1 và Đ2 sáng 
- Sau 30s đèn V1 và Đ2 sáng 
- Sau 10s đèn Đ1 và X2 sáng 
- Sau 30s đèn Đ1 và V2 sáng 
- Sau 10s vòng trở lại X1 và Đ2 sáng 
 - Nhấn Stop hệ thống dừng 
Dùng PLC S7 – 300 điều khiển hệ thống đèn giao thông trên 
4.2. Chuẩn bị dụng cụ thiết bị 
STT Tên dụng cụ thiết bị Sồ lượng 
1 Máy tính 1 
2 PLC S7 – 300 1 
3 Mô hình đèn giao thông 1 
4 Cáp MPI 1 
5 Dây có jắc cắm 10 
6 Đồng hồ VOM 1 
7 Hộp dụng cụ 1 
4.3. Trình tự thực hành 
Các bước Thao tác thực Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 56
công việc hành thiết bị 
Bước 1: 
Chuẩn bị 
thiết bị 
- Kiểm tra hoạt 
động của mô hình 
đèn giao thông 
- Kiểm tra hoạt 
động của PLC 
- Kiểm tra kết nối 
giữa PLC và máy 
tính 
- Mô hình phải hoạt 
động tốt 
- PLC hoạt động tốt 
- Cáp MPI kết nối 
giữa PLC và máy tính 
hoạt động tốt 
- Máy tính 
- PLC 
- Cáp MPI 
Bước 2: 
Cài đặt 
phần 
cứng cho 
PLC 
- Cài đặt CPU 
- Cài đặt ngõ vào 
- Cài đặt ngõ ra 
- Lưu và kiểm tra 
việc cài đặt đã 
chính xác chưa 
- Download cài 
đặt vào PLC 
- Cài đặt CPU phải 
đúng với ký hiệu ghi 
trên CPU 
- Cài đặt mô đun ngõ 
vào ra phải đúng với 
ký hiệu ghi trên các 
mô đun ngõ vào ra 
- Kiểm tra phần cứng 
không có lỗi và 
download được phần 
cứng vào PLC 
- Máy tính 
- PLC 
- Cáp MPI 
Bước 3: 
Lập bảng 
simbol 
ngõ vào 
và ra 
- Lập bảng ngõ 
vào trong simbol 
- Lập bảng ngõ ra 
trong simbol 
- Lưu bảng simbol 
- Lập bảng ngõ vào ra 
chính xác với địa chỉ 
ngõ vào ra theo yêu 
cầu 
- Tên của các ngõ vào 
ra phù hợp với mục 
đích sử dụng ngõ vào 
ra đó 
- Máy tính 
Bước 4: 
Viết 
chương 
trình PLC 
điều 
khiển mô 
hình 
- Chưong trình 
điều khiển X1 – 
Đ2 
- Chưong trình 
điều khiển V1 – 
Đ2 
- Chưong trình 
- Chương trình phải 
chính xác theo yêu 
cầu 
- Chương trình phải 
đơn giản, rõ ràng, dễ 
hiểu 
- Máy tính 
Giáo trình PLC nâng cao 
Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 57
điều khiển Đ1 – 
X2 
- Chưong trình 
điều khiển Đ1 – 
V2 
- Đoạn chương 
trình lặp lại 
- Kiểm tra lỗi 
chương trình 
Bước 5: 
Dùng 
phần 
mềm mô 
phỏng 
chạy thử 
chương 
trình 
- Mở phần mềm 
mô phỏng 
- Download 
chương trình vào 
phần mềm mô 
phỏng 
- Cho hoạt động 
và kiểm tra xem 
đúng yêu cầu 
chưa. Nếu chưa 
đúng thì chỉnh lại 
chương trình 
- Ứng dụng được 
phần mềm mô phỏng 
để kiểm tra 
- Tìm được lỗi và sửa 
lỗi 
- Máy tính 
Bước 6: 
Kết nối 
PLC với 
mô hình 
- Kết nối ngõ vào 
- Kết nối ngõ ra 
- Kiểm tra nguồn 
và cấp nguồn cho 
mô hình 
- Kết nối đúng ngõ 
vào ra theo bảng 
Simboi đã lập 
- Dây cắm phải gọn 
gàng 
- Mô hình 
- PLC 
- Dây cắm 
Bước 7: 
Download 
chương 
trình 
xuống 
PLC và 
chạy mô 
hình 
- Download 
chương trình vào 
PLC 
- Nhấn Start trên 
mô hình và kiểm 
tra hoạt động của 
mô hình 
- Download được 
chương trình xuống 
PLC 
- Phát hiện lỗi trong 
hoạt động của mô 
hình và sửa lỗi 
- Máy tính 
- PLC 
- Mô hình