Hướng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh - Chương 2: Cấu trúc cơ bản của PLC

 3
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
! Cấu trúc cơ bản của bộ điều khiển logic lập trình PLC 
(Programmable Logic Controller) 
2.1 Các hệ đếm (Number System) 
" Hệ nhị phân (hệ 2) (Binary) 
" Hệ thập phân (hệ 10) (Decimal) 
" Hệ thập lục (hay hệ hexa - hệ 16) (Hexadecimal) 
1. Hệ nhị phân (hay hệ 2 - Binary (BIN)) 
Là hệ đếm trong đó chỉ sử dụng 2 con số là 0 và 1 (gọi là bit) để biểu diễn tất 
cả các con số và đại l−ợng. Tất cả các giá trị bên trong PLC đều ở dạng nhị phân 
2. Hệ thập phân (hay hệ 10 - Decimal (DEC)) 
Là hệ đếm thông th−ờng và sử dụng 10 chữ số là 0 1 2 3 4 5 6 7 8 
9 để biểu diễn các con số. Hệ thập phân còn kết hợp với hệ nhị phân để có cách 
biểu diễn gọi là BCD (Binary-Coded Decimal) 
3. Hệ 16 (hay hệ 16 - Hexadecimal-HEX)) 
Là hệ đếm sử dụng 16 ký số là 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D 
E F (trong đó có 10 chữ số từ 0-9, các chữ số từ 11 đến 15 đ−ợc biểu diễn bằng các 
ký tự từ A-F) 
! Cách biểu diễn các đại l−ợng bên trong PLC 
Khi biểu diễn các con số theo các hệ đếm khác nhau, để phân biệt ng−ời ta th−ờng 
thêm các chữ BIN (hoặc số 2 ), BCD hay HEX (hoặc h) vào các con số 
HEX BCD Biểu diễn bằng số nhị phân 4 chữ số 
 23 = 8 22 = 4 21 = 2 20 = 1 
0 0 0 0 0 0 
1 1 0 0 0 1 
2 2 0 0 1 0 
3 3 0 0 1 1 
4 4 0 1 0 0 
5 5 0 1 0 1 
6 6 0 1 1 0 
7 7 0 1 1 1 
8 8 1 0 0 0 
9 9 1 0 0 1 
A - 1 0 1 0 
B - 1 0 1 1 
C - 1 1 0 0 
D - 1 1 0 1 
E - 1 1 1 0 
F - 1 1 1 1 
 4
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
Ví dụ Số 2F61 trong hệ Hexa sẽ đ−ợc biểu diễn nh− sau trong PLC 
2.2 Cấu trúc cơ bản của PLC OMRON 
PLC gồm có 4 thành phần cơ bản sau: 
1. Input Area : Các tí n hiệu nhận vào từ các thiết bị đầu 
vào bên ngoài (Input Devices) sẽ đ−ợc l−u trong vùng 
nhớ này 
2. Output Area : Các lệnh điều khiển đầu ra sẽ đ−ợc l−u 
tạm trong vùng nhớ này. Các mạch điện tử trong PLC sẽ 
xử lý lệnh và đ−a ra tí n hiệu điều khiển thiết bị ngoài 
(Output Devices) 
3. Bộ xử lý trung tâm (CPU) là nơi xử lý mọi hoạt động 
của PLC, bao gồm việc thực hiện ch−ơng trình 
4. Bộ nhớ (Memory) là nơi l−u ch−ơng trình điều khiển và 
các trạng thái nhớ trung gian trong quá trình thực hiện 
# Mạch đầu vào (Input Unit) 
Là các mạch điện tử làm nhiệm vụ phối ghép chuyển đổi giữa tí n hiệu điện 
đầu vào (Input) và tí n hiệu số sử dụng bên trong PLC. Kết quả của việc xử 
lý sẽ đ−ợc l−u ở vùng nhớ Input Area. Mạch đầu vào đ−ợc cách ly về điện với 
các mạch trong của PLC nhờ các điốt quang. Bởi vậy, h− hỏng mạch đầu vào sẽ 
không ảnh h−ởng đến hoạt động của CPU. 
 Bộ PLC đào tạo thử nghiệm có điện áp đầu vào là 24V một chiều. 
Input 
area 
Output 
 area 
CPU 
Memory 
area 
Power 
Supply 
INPUT DEVICES OUTPUT DEVICES 
2 F 6 1
0010 1111 0110 0001
 5
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
# Mạch đầu ra (Output Unit) 
Mạch điện tử đầu ra sẽ biến đổi các lệnh mức logic bên trong PLC (trong vùng 
nhớ Output Area) thành các tí n hiệu điều khiển nh− đóng mở rơle. Bộ training 
kit có mạch đầu ra bao gồm 8 tiếp điểm rơle, chị u đ−ợc dòng tối đa 2 A 
Xin xem Phụ lục trong tài liệu H−ớng dẫn tự học PLC để biết thêm chi 
tiết thông số kỹ thuật đầu vào ra của PLC loại CPM1 
% Các thiết bị vào ra th−ờng gặp 
Sensor tiệm cận 
Sensor quang 
ENCODER COUNTER LIMIT SWITCH 
Bơm 
Rơle 
Can nhiệt 
OUTPUT DEVICES 
Động cơ 
Đèn 
INPUT DEVICES 
 6
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
% Nối dây đầu vào PLC Switch 
Các công tắc trên bộ CPM1 PLC training kit sẽ lấy nguồn từ đầu ra 
Power Supply Output 24 VDC có sẵn của PLC với dòng ra tổng cộng tối đa là 
0.3A. Các công tắc này mô phỏng các đầu vào số (là các đầu vào chỉ có 2 
trạng thái) trong thực tế bằng cách bật tắt bằng tay các công tắc này, do vậy 
thuận tiện trong việc thử nghiệm hay đào tạo. 
D−ới đây là 1 ví dụ khi đấu dây đầu vào với các thiết bị có trong thực tế 
thay cho công tắc mô phỏng : 
% Các cách nối đầu vào số của PLC có thể có 3 dạng sau: 
1) Đầu vào là tiếp điểm rơle (Relay) 
& 
& 
 & 
 & 
 ' 
 ' 
 ' 
 ' 
 ' 
 ' 
 ' 
'
 ' 
00 
01 
02 
03 
04 
05 
06 
07 
08 
09 
10 
11 
+ 24VDC 
- 0V 
Nút bấm 
Công tắc giới hạn 
Đầu phát 
Sensor tiệm cận 
Đầu thu 
Sensor quang 
loại thu phát 
Mạch liên động 
 ⊥⊥⊥ ⊥
'
COM 

 

 

 


. 
. 
Relay 
5 mA/12 mA CPM1 
 IN 
COM ( + ) 
 7
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
2) Đầu vào là transistor kiểu NPN 
3) Đầu vào là transistor kiểu PNP 
Chú ý Dòng vào của các đầu vào IN00000- IN00002 = 12 mA 
 Dòng vào của các đầu vào khác = 5 mA 
Khi đầu vào của PLC ở mức ON, các đèn t−ơng ứng trên PLC đều sáng 
# Các đị a chỉ bộ nhớ (Address) trong PLC 
Tất cả các đầu vào ra cũng nh− các bộ nhớ l−u trữ khác trên PLC khi sử dụng 
trong ch−ơng trình đều thông qua các đị a chỉ bộ nhớ t−ơng ứng. Các đị a chỉ 
bộ nhớ đ−ợc tổ chức thành các nhóm gồm 16 bit gọi là word hay Channel 
(CH). Mỗi bit có giá trị 0 hoặc 1. Các bit đ−ợc đánh số từ 00 đến 15 từ phải 
qua trái. 
Đị a chỉ đầy đủ của mỗi bit sẽ đ−ợc ký hiệu bằng 5 chữ số: 3 chữ số đầu từ trái 
qua là ký hiệu của channel, 2 chữ số tiếp theo là số thứ tự của bit. 
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 00 01 02 
0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 CH000 
CH001 
CH002 
CPM1 5 mA /12 mA 
Sensor 
IN 
COM (+) 
Sensor power 
Supply Output 
+ 
0 V 
• 
• 
• •
• 
•
CPM1 
5 mA /12 mA IN 
COM (-) 
Sensor power 
Supply 
Output 
+ 
0 V 
• 
• 
• • 
•
 8
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
Khi tham chiếu đến từng bit này, ta phải chỉ đị nh đị a chỉ của 
channel (word) và số của bit trong word. 
Các vùng nhớ (Memory Areas ) trong CPM1 
Channel Bit 
CH000 
CH001 
CH002 
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 00 01 02 
0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 
00000 
00009 00006 00015 
00100 
00201 
CH 000 CH 001 CH 002 CH 009 INPUT AREA 
CH 010 CH 011 CH 012 CH 019 OUTPUT AREA 
CH 200 CH 210 CH 211 CH 239 WORK AREA 
SR 240 SR 255 SPECIAL REGISTERS 
TR 0 TR 7TEMPORARY REGISTERS (Relays) 
HR 00 HR 19 HOLDING REGISTERS (Relays) 
AR 00 AR 15 AUXILLIARY REGISTERS (Relays) 
LR 00 LR 15 LINK REGISTERS (Relays) 
TIM 000 TIM 127 TIMER / COUNTER 
DM 0000 DM 1023 
DATA MEMORY Read / Write 
DM 6144 DM 6599 
DATA MEMORY Read Only 
DM 6600 DM 6655 
DATA MEMORY PLC Set up 
 9
H−ớng dẫn tự học PLC CPM1 qua hình ảnh 
 Ch−ơng 2: Cấu trúc cơ bản của PLC 
Các vùng nhớ th−ờng dùng trong bộ CPM1 
CH000-CH009 INPUT AREA (các đầu vào) 
CH010 - CH019 OUTPUT AREA (Các đầu ra) 
CH200 - CH239 WORK AREA (vùng nhớ hỗ trợ dùng tự do) 
SR240 - SR255 SPECIAL REGISTERS 
TR0 - TR7 TEMPORARY REGISTERS (Relays) 
HR00 - HR19 HOLDING REGISTERS (Relays) 
AR00 - AR15 AUXILIARY REGISTERS (Relays) 
LR00 - LR15 LINK REGISTERS (Relays) 
TIM/CNT 000 - TIM/CNT 127 TIMER / COUNTER 
(Đị a chỉ dạng bit và word của timer và 
counter) 
DM0000 - DM1023 DATA MEMORY READ / WRITE - Vùng 
nhớ cho phép đọc ghi 
DM6144 - DM6599 DATA MEMORY READ ONLY - Vùng nhớ 
chỉ cho phép đọc 
DM6600 - DM6655 DATA MEMORY PLC SETUP - Vùng nhớ 
l−u thiết lập của PLC 
Với bộ CPM1 Training kit, các đị a chỉ bit trong word CH00 từ Bit 00 đến Bit 11 
là cho các đầu vào, còn trong word CH010 các Bit 00 đến Bit 7 là cho các đầu 
ra. Khi viết trong ch−ơng trình, các đị a chỉ này th−ờng đ−ợc viết d−ới dạng ví 
dụ 000.01 (có dấu chấm giữa đị a chỉ của word và số của bit trong word) hoặc 
00001 (không có dấu chấm).