Lập trình PLC mitsubishi FX1N điều khiển sắp xếp hàng trong kho theo vị trí cài đặt sẵn

Lập trình PLC mitsubishi FX1N điều khiển sắp xếp hàng trong kho theo vị trí cài đặt sẵn

Lời mở đầu

Những năm gần đây, chúng ta có thể nhận ra rằng trên thế giới đang có sự phát triểnmạnh mẽ trong lĩnh vực khoa học – kĩ thuật – công nghệ nói chung và ở đất nước ta nóiriêng Chính vì vậy, việc ứng dụng khoa học – kĩ thuật – công nghệ vào trong quá trìnhsản xuất là một xu hướng tất yếu không thể bỏ qua được trong thời đại ngày nay Đã cónhiều công ty, nhiều nhà cung cấp công nghệ… đã và đang phát triển tạo ra nhiều thiết bịhiện đại – tiên tiến, phần mềm, chương trình điều khiển… nhằm nâng cao quá trình tựđộng hóa hơn trong lĩnh vực sản xuất sản phẩm - hàng hóa đáp ứng được nhu cầu pháttriển kinh tế và xã hội của bất kì một quốc gia nào

Và việc ứng dụng những công nghệ tiên tiến, thiết bị - dây chuyền sản xuất hiện đại…

đã tạo ra hàng loạt nhiều sản phẩm, hàng hóa hiện đại đáp ứng nhu cầu sử dụng, tiêu dùngcủa xã hội loài người nhằm nâng cao giá trị đời sống vật chất trong xã hội loài người thờihiện đại Tuy nhiên, đồng nghĩa với việc nhiều sản phẩm và hàng hóa được sản ra hàngloạt thì nhu cầu về việc sắp xếp hàng hóa trong kho bãi là một vấn đề cấp thiết của bất kìmột công ty nào trong lĩnh vực sản xuất hàng hóa – hàng tiêu dùng Chính vì lẽ đó, vớinhững kiến thức cơ bản ở trường về lập trình tự động trên bộ điều khiển lập trình khảđược PLC (Mitsubishi) và dựa trên mô hình kho hàng ở phòng thực hành X5.12 (khoađiện – Trường Đại học Công nghiệp Tp Hồ Chí Minh) Nhóm chúng em đã quyết định

chọn đề tài “Lập trình PLC Mitsubishi FX1N điều khiển sắp xếp hàng trong kho theo vị

trí cài đặt sẵn” làm đề tài của nhóm Và cũng từ đề tài này, một phần nào đó thể hiện

được những kiến thức mà nhóm chúng em đã đạt được sau những năm học tại trường.Mặc dù vậy, với sự hạn chế nhất định trong kiến thức và cũng như kinh nghiệm nêncũng không thể tránh khỏi những sai xót trong quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài này.Kính mong thầy cô và các bạn thông cảm cho nhóm

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên nhóm chúng em muốn nói là lời cảm ơn tới trường Đại công nghiệp Tp

Hồ Chí Minh là ngôi nhà đã cho chúng em được học tập và rèn luyện bản thân Trường đãtạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành Đồ án 1A Nhóm chúng em xinđược gửi lời cảm ơn chân thành tới khoa Khoa Điện Khoa cũng đã tạo điều kiện chonhóm chúng em hoàn thành Đồ án 1A trong thời gian sớm nhất

Nhóm chúng em xin được cảm ơn thư viện trường Đại học Công Nghiệp TP HCM đãcung cấp tài liệu và tạo điều kiện cho chúng em thảo luận và trao đổi ý kiến với nhau đểhoàn thành đồ án này

Trong thời gian thực hiện và hoàn thiện đồ án này, nhóm chúng em đã nhận rất nhiều sựđộng viên hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong Khoa điện Và đặc biệt là thầy ĐàoDuy Khương – là giáo viên trực tiếp hướng dẫn nhóm chúng em hoàn thành đồ án này.Nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy mà nhóm chúng em đã có sự chỉnh sửa kịp thời, hiểu

rõ hơn về đề tài mình đang làm và giúp chúng em hoàn thiện Đồ án 1A này được nhưmong muốn và trong thời gian sớm nhất

Cuối cùng, bước đầu đi vào nghiên cứu tìm hiểu về đề tài này nhóm không thể tránhkhỏi những thiếu sót xuyên suốt quá trình phân tích tìm hiểu về ứng dụng của PLC(MiSuBiShi ), rất mong thầy cô và các bạn góp thêm ý kiến để đề tài chúng em tìm hiểuđược hoàn thiện tốt hơn

Nhóm xin chân thành cám ơn Thầy cô!

  

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Mục Lục

Lời mở đầu 1

Phần 1 Tổng quan về bộ điều khiển PLC 7

1.1 Giới thiệu chung về PLC 7

1.1.1 Ưu điểm của việc sử dụng PLC so với các hệ thống điều khiển khác 7

1.1.2 Ứng dụng của PLC 8

1.2 Cấu trúc PLC .9

1.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC .12

1.4 Ngôn ngữ lập trình PLC .14

1.5 Giới thiệu vài nét PLC FX1N của hãng Mitsubishi .17

1.5.1 Giới thiệu sơ lược .17

1.5.2 Đặc tính kỹ thuật 18

1.5.3 Một số loại PLC FX1N 22

1.5.4 Kết nối với thiết bị ngoại vi 23

1.5.5 Nguồn cấp cho PLC FX1N 23

1.6 Các thiết bị và lệnh cơ bản dùng trong lập trình .26

1.6.1 Các thiết bị 26

1.6.2 Một số lệnh cơ bản .28

Phần 2 Giới thiệu sơ lược về mô hình kho hàng 45

2.1 Bộ phận di chuyển hàng .45

2.1.1.3 Nguyên lý hoạt động cơ không đồng bộ 1 pha 47

2.2 Bộ phận lấy – cất hàng .51

2.2.1 Pitton 51

2.2.1.1 Nguyên tắc hoạt động: 51

2.2.1.2 Nguyên lý và cấu tạo: 52

2.2.2 Van đảo chiều 5/2 53

2.2.3 Máy nén khí 54

2.3 Bộ phận cảm biến 54

2.3.1 Các thông số cơ bản của cảm biến .55

2.3.2 Các loại cảm biến trong mô hình 57

2.3.2.1 Cảm biến quang .57

2.3.2.2 Cảm biến từ 59

Phần 3 Sơ đồ giải thuật và chương trình lập trình cho PLC FX1N (60MR-ES/UL) 62 3.1 Địa chỉ ngõ vào - ngõ ra .62

3.2 Nguyên lý hoạt động .64

3.3 Sơ đồ giải thuật 66

3.4 Chương trình lập trình 72

Phần 4 Kết luận 85

4.1 Kết quả thu được .85

4.2 Ứng dụng đồ án .85

4.3 Giới hạn của đồ án 85

4.4 Hướng phát triển 85

Phần 1 Tổng quan về bộ điều khiển PLC1.1 Giới thiệu chung về PLC.

PLC là chữ viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển logic lậptrình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật điều khiển số thông qua một số ngônngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện các thuật toán bằng mạch số

PLC là bộ tích hợp, có tính năng như một máy tính, nghĩa là có bộ vi xử lý (CPU), cómột hệ điều hành, có bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển dữ liệu và các cổng ra vào đểgiao tiếp với đối tượng điều khiển, có thể kết nối mạng giữa các PLC với nhau cũng nhưgiao tiếp với máy tính để thực hiện các chức năng điều khiển Ngoài ra PLC còn có chứacác khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (counter), bộ định thời (timer) và nhiềukhối hàm chuyên dụng khác

1.1.1 Ưu điểm của việc sử dụng PLC so với các hệ thống điều khiển khác.

 PLC với hệ thống diều khiển bằng relay:

Cân nhắc lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình thường được sử dụngthay cho hệ thống bằng relay do các nguyên nhân sau:

 Thay đổi trình tự điều khiển một cách linh động

 Có độ tin cậy cao

 Khoảng không lắp đặt thiết bị nhỏ, không chiếm diện tích

 Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra cao

 Sự chọn lựa dữ lệu một cách thuận lợi, dễ dàng

 Thay đổi trình tự điều khiển một cách thường xuyên

 Dễ dàng thay đổi với cấu hình (hệ thống máy móc sản xuất) trong tương lai khi cónhu cầu mở rộng sản xuất

Đặc trưng cho hệ thống điều khiển chương trình là phù hợp với những nhu cầu đã nêutrên, đồng thời về mặt kinh tế và thời gian thì hệ thống điều khiển lập trình cũng vượt trội

 PLC với máy tính cá nhân (PC: Personal Computers):

Đối với một máy tính cá nhân (PC), người lập trình dễ nhận thấy được sự khác biệt giữaPLC và PC, sụ khác biệt có thể biết được như sau:

Không như một máy tính PLC được thiết kế dặc biệt để hoạt động trong môi trườngcông nghiệp, một PLC có thể được lắp dặt ở những nơi có độ nhiễu điện cao (Electricalnoise) vùng có từ trường mạnh, có các chấn động cơ khí , nhiệt độ môi trường cao

Điều quan trọng thứ hai đó là một PLC được thiết kế vơi phần cứng và phần mềm saocho dễ lắp đặt (đối với phần cứng) đồng thời về một chương trình cũng phải dễ dàng chongười sử dụng (kĩ sư, kĩ thuật viên) thao tác lập trình một cách nhanh chóng, thuận lợi.Máy tính không có các cổng giao tiếp trực tiếp với các thiết bị điều khiển, đồng thời máytính cũng hoạt động không tốt trong môi trường công nghiệp

Ngôn ngữ lập trình trên máy tính không phải dạng hình thang, máy tính ngoài việc sửdụng các phần chuyên biệt cho PLC, còn phải thông qua việc sử dụng các phần mềm kháclàm “chậm” đi quá trình giao tiếp với các thiết bị được điều khiển

 Lợi ích của việc sử dụng PLC:

Hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với sơ đồ hệ thống, các đường nối dây,các tín hiệu ngõ ra/vào ), mà không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm chiphí phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệt thống điều khiển relay )khả năng chuyển dổi hệ điều khiển cao hơn, hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một diện tích không gian nhỏ hơn nhưng điềukhiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác Điều này càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các

hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn

cá hệ thống khác

1.1.2 Ứng dụng của PLC.

Hiện nay PLC đã trở thành một hệ thống không thể thiếu trong ngành tự động hóa và cáclĩnh vực truyền động điện, cũng như một số ngành dân dụng khác Nó được ứng dụngrộng rãi trong công nghiệp như: điều khiển hệ thống đèn giao thông; hệ thống nâng vậnchuyển; dây chuyền đóng gói; các robot lắp ráp sản phẩm; điều khiển bơm; công nghệ sản

xuất giấy; sản xuất xi măng; công nghệ chế biến thực phẩm; dây chuyền chế tạo linh kiệnbán dẫn; quản lý tự động bãi đậu xe

 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU).

Là bộ vi xử lý, liên kết với các hoạt động của hệ thống PLC, thực hiên chương trình, xử

 Có nhiều bộ nhớ khác nhau Đây là nơi lưu giữ trạng thái hoạt động của hệ thống

và bộ nhớ của người sử dụng Để đảm bảo cho PLC hoạt động, phải thực cần có bộnhớ để lưu trữ chương trình, đôi khi cần mở rộng bộ nhớ để thực hiện các chứcnăng khác như:

- Vùng đệm tạm thời lưu trữ trạng thái của các kênh xuất/nhập được gọi là Ramnhập xuất

- Lưu trữ tạm thời các trạng thái của các chức năng bên trong: Time, Counter,Relay

Bộ nhớ gồm những loại sau:

Bộ nhớ chỉ đọc (Rom: Read only memory): Rom không phải là bộ nhớ khả biến, nó

có thể lập trình chỉ một lần Do đó không thích hợp cho việc điều khiển “mềm” của PLC.Rom ít phổ biến so với các loại bộ nhớ khác

Bộ nhớ ghi đọc Ram (Random access memory): Ram là bộ nhớ thường được dùng

để lưu trữ dữ liệu và chương trình của người sử dụng Dữ liệu trong Ram sẽ bị mất đi nếunguồn điện bị mất Tuy nhiên, vấn đề này được giải quyết bằng cách gán thêm vào Ramnguồn điện dự phòng Ngày nay, trong kĩ thuật phát triển của PLC, người ta dùngCMOSRAM nhờ tiêu tốn năng lượng khá thấp của nó và cung cấp pin dự phòng cho Ramnày khi mất nguồn điện Pin dự phòng có tuổi thọ ít nhất một năm trước khi cần thay thế,hoặc ta chọn pin sạc gắn với hệ thống, pin sẽ được nạp khi cấp nguồn cho PLC

Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xóa được EPROM (Eresable programmable read onlymemory): EPROM lưu trữ dữ liệu giống như ROM, tuy nhiên nội dung của nó có thể bịxóa đi nếu ta phóng tia tử ngoại vào, người viết phải viết lại chương trình trong bộ nhớ

Bộ nhớ chỉ đọc chương trình xó được bằng điện EEPROM (Electric eresableprogrammable read only memory): EEPROM kết hợp khả năng truy xuất linh động củaRam và tính khả biến của EPROM, nội dung trên EEPROM có thể bị xóa và lập trìnhbằng điện tuy nhiên chỉ được một số lần nhất định

Môi trường ghi dữ liệu thứ tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm được sử dụng trong máy lậptrình Đĩa cứng và đĩa mềm có dung lượng lớn nên được dùng để lưu các chương trình lớn

Kích thước bộ nhớ

+ Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 - 1000 dòng lệnh tùy theo công nghệ chế tạo.+ Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K -16K có khả năng chứa từ 2000 - 16000 dònglệnh

Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM

 Hệ thống Bus:

Là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:

+ Address bus: bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ tới các module khác nhau

+ Data bus: bus dùng để truyền dữ liệu

+ Control bus: bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộcác hoạt động trong PLC

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa các bộ vi xử lý và các module vào ra thôngqua data bus Address bus và data bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8bit của một byte một cách đồng thời hay song song

Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address bus, nó sẽ chuyển tất cảcác trạng thái đầu vào của nó vào data bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiệntrên Address bus Module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ data bus Control bus

sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC Các địa chỉ

và số liệu được truyền lên các bus tương ứng trong một thời gian hạn chế

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạnh

đó CPU được cung cấp một xung clock có tần số từ 1,8 Mhz Xung này quyết định tốc độhoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống

 Các ngõ vào ra I/O

Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul (các đầu vào của PLC) các

cơ cấu chấp hành được nối với modul ra (các đầu ra của PLC) Hầu hết các PLC có điện

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng ngắtmạch ở đầu ra.

1.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC.

+ Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào Phần chương trình phục vụ côngviệc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành

+ Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự từng lệnh một trong chương trình Trongkhi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực hiện các phép toánLogic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra

+ Xử lý những yêu cầu truyền thông: trong suốt thời gian CPU xử lý thông tin trong chutrình quét, PLC xử lý tất cả thông tin nhận được từ cổng truyền thông hay các module mởrộng

+ Cuối cùng bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các modul đầu ra

 Xử lý xuất nhập

Gồm hai phương pháp khác nhau trong việc xử lý I/O trong PLC :

+ Cập nhật liên tục: điều này đỏi hỏi CPU quét các lệnh ở ngõ vào (mà chúng xuất hiệntrong chương trình), khoản thời gian Delay được xây dựng bên trong để chắc chắn rằngchỉ có các tín hiệu hợp lệ mới được đọc vào trong bộ vi xử lý Các lệnh ngõ ra được lấytrực tiếp tới các thiết bị Theo hoạt động logic của chương trình, khi lệnh OUT được thựchiện thì các ngõ ra cài lại vào đơn vị I/O, vì thế chúng vẫn giữ được trạng thái cho tới khilần cập nhật kế tiếp

+ Chụp ảnh quá trình xuất nhập: Hầu hết các PLC loại lớn có thể có vài trăm I/O, vì thếCPU chỉ có thể xử lý một lệnh ở một thời điểm Trong suốt quá trình thực thi, trạng tháingõ nhập phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương trình.

Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫuliên tục trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào

Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I/O được cập nhật tới một vùng đặcbiệt trong chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng như một bộ đệm lưutrạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I/O Mỗi ngõ vào đều có một địa chỉ I/ORAM này Suốt quá trình copy tất cả các trạng thái vào trong I/O RAM Quá trình này xảy

ra ở một chu kỳ chương trình (từ Start đến End)

Khi chương trình được thực hiện, trạng thái của các ngõ ra vào đã được lưu trong bộ nhớRam được đọc ra Các tác vụ đượcthực hiện theo các trạng thái trên kết quả trạng thái củacác ngõ ra được lưu vào Ram ngõ ra Sau đó vào cuối chu kỳ quét, quá trình cập nhậttrạng thái vào/ra chuyển tất cả các tín hiệu ngõ ra từ Ram vào khối ngõ ra tương ứng, kíchcác ngõ ra trên khối vào/ra Khối ngõ ra được chốt nên chúng vẫn duy trì trạng thái chođến khi chúng được cập nhật ở chu kì quét kết tiếp

Tác vụ cập nhật trạng thái vào/ra trên được tự động thực hiện bởi CPU bằng một đoạnchương trình con được lập trình sẵn bởi nhà sản xuất Như vậy, chương trình con sẽ đượcthực hiện tự động vào cuối chu kì quét hiện hành và đầu chu kì kế tiếp Do đó, trạng tháicủa các ngõ vào/ra được cập nhật

Lưu ý rằng, do chương trình con cập nhật trạng thái được thực hiện tại một thời điểmxác định của chu kì quét, trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra không thay đổi trong chu kìquét hiện hành Nếu một ngõ vào có trạng thái thay đổi sau thực thi chương trình con hệthống, trạng thái đó sẽ không được nhận biết cho đến quá trình cập nhật kế tiếp xảy ra.Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào/ra phụ thuộc vào tổng số I/O được copy tiêu biểu

1.4 Ngôn ngữ lập trình PLC.

Có 5 loại ngôn ngữ dùng để lập trình cho PLC:

 Ngôn ngữ lập trình ST (Structure text) hoặc STL (Statement list)

Là ngôn ngữ lập trình cấp cao gần giống như Pascal, thực hti các công việc sau:

+ Gán giá trị cho các biến

+ Gọi hàm vào FunctionBlock

+ Tạo và tính toán các biểu thức

+ Thực hiện các biểu thức điều kiện

Ví dụ: IF(I:000/00 = 1) THEN

O:001/00 : -1;

ELSEO:000/01 = 0;

End_IF;

 Ngôn ngữ lập trình IL (Instruction List)

Là ngôn ngữ lập trình cấp thấp, gần giống như ngôn ngữ máy Assembler, thường đượcdùng để lập trình cho vi xử lý Cấu trúc của chương trình bao gồm một loạt các câu lệnh,mỗi câu lệnh nằm trên một dòng và được kết thúc bằng ký tự xuống dòng Mỗi câu lệnhbao gồm một toán tử và nhiều toán hạng Toán hạng là đối tượng của toán tử và là cácbiến số hoặc các hằng số

Ngôn ngữ IL phù hợp cho các ứng dụng nhỏ, giải quyết các vấn đề có thứ tự trước sau.Nếu được lập trình tốt, chương trình viết bằng IL có tốc độ tính toán nhanh nhất

 Ngôn ngữ lập trình FBD (Function Block Diagrams)

Là ngôn ngữ lậ trình kiểu đồ họa, bằng cách mô tả các quá trình dưới dạng dòng chảy tínhiệu giữa các đối khối hàm với nhau Nó giống như việc đi day trong các mạch điện tử

Ví dụ: kí hiệu các cổng Logic

Một chương trình hoạt động:

 Ngôn ngữ lập trình SFC (Sequence Function Charts)

Là ngôn ngữ lập trình theo kiểu tuần tự, chương trình SFC bao gồm một chuỗi các bướcđược thể hiện dưới dạng các hình chữ nhật và được nối với nhau

Mỗi bước đại diện cho một trạng thái cụ thể cần được điều khiển của hệ thống Mỗibước có thể thực hiện một hoặc nhiều công việc đồng thời

Mỗi một mối nối có một hình chữ nhật ở giữa, đại diện cho điều khiển chuyển đổi giữacác trạng thái trong hệ thoongd Khi điều kiện chuyển đổi đạt được “True” thì cho phépchuyển sang trạng thái tiếp theo

Ví dụ:

 Ngôn ngữ lập trình LD (Ladder Diagram).

Còn gọi là ngôn ngữ bậc thang là một kiểu ngôn ngữ lập trình đồ họa Lập trình theo LDgần giống như khi các kỹ sư điện thiết kế và đi dây các bảng mạch điện điều khiển logic:

Rơ – le, contactor, khởi động từ

Ví dụ: một đoạn chương trình dạng LD:

1.5 Giới thiệu vài nét PLC FX1N của hãng Mitsubishi.

1.5.1 Giới thiệu sơ lược.

PLC Mitsubishi MELSEC FX1N thuộc dòng PLC nhỏ gọn (Compact PLC) của

Mitsubishi Electric

PLC FX1N kết hợp những lợi ích của bộ PLC nhỏ gọn tiết kiệm kinh phí với khả năng

mở rộng linh hoạt của hệ thống điều khiển kiểu module FX1N có thể mở rộng nên đến

128 đầu vào ra với đầy đủ module FX1N chức năng Nó cũng có tính năng của một bộđiều khiển định vị tích hợp mạnh mẽ Khả năng kết nối với dữ liệu và thông tin liên lạclàm cho FX1N trở nên lý tưởng với những ứng dụng kết nối vơi phần cứng điều khiển.Đảm bảo về tính năng chuyền thông, chức năng đặc biệt, tốc độ xử lý

Khả năng truyền thông và trao đổi dữ liệu của PLC FX1N là ý tưởng cho những ứngdụng mà phần cứng bộ điều khiển, tính năng truyền thông, chức năng đặc biệt và tốc độ

xử lý là then chốt

Những điểm nổi bật của họ PLC Mitsubishi FX1N:

 Dải cổng vào ra từ 14 đến đến 128 vào ra

 Tốc độ xử lý cao(0.55μs mỗi bản ghi)

 Dung lượng lưu trữ chương trình phong phú với 8000steps, phạm vi kết nốithiêt bị rộng

 Trung tâm điều khiển tích hợp

 Đầy đủ chức năng đặc biệt và module mở rộng cho những nhu cầu riêngbiệt

 Bộ điều khiển tích hợp PID (Integrated PID controller).

 Hỗ trợ cho kết nối mạng open networks

 Tích hợp đồng hồ thời gian thực

 Lập trình thân thiện với người dùng

Thời gian xử lý lệnh Đối với các lệnh cơ bản: 0,55 0,7µs

Đối với các lệnh ứng dụng: 3,7  khoảng 100 µsNgôn ngữ lập trình Ngôn ngữ Ladder và

Instruction

Có thể tạo chươngtrình loại SFC

Dung lượng chương trình 8000 bước EEPROM

Có thể chọn tùy ý

bộ nhớ (như EEPROM-8L)

Số lượng: 200

Từ T0T199

10 mili giây

Khoảng định thì: 0  327,67giây

Số lượng: 46

Từ T200 T245

1 mili giâyduy trì

Khoảng định thì: 0  32,767giây

Số lượng: 4

T246T249

100 mili giâyduy trì

Khoảng định thì: 0  3276,7giây

Chốt 16 bit Số lượng: 184

Từ C16C199Loại: bộ đếm lên 16bit

Thông thường

32 bit

Khoảng đếm: -2.147.483.648đến 2.147.483.647

Số lượng: 20

Từ C200 C219Loại: bộ đếmlên/xuống 32 bitChốt 32 bit

Khoảng đếm: -2.147.483.648đến 2.147.483.647

Số lượng: 15

Từ C220 C234Loại: bộ đếmlên/xuống 32 bit

tốc độ cao

(HSC)

1 pha hoạtđộng bằng ngõvào

đến 2.147.483.647

1 pha: Tối đa 60kHz chophần cứng của HSC (C235,C236, C246)

Tối đa 10kHz chophần mềm của HSC (C237 

Từ D128 D7999Loại: cặp thanh ghilưu trữ dữ liệu 16 bitdùng cho thiết bị 32bit

Tập tin Số lượng: 7000

Từ D1000 D7999Loại: thanh ghi lưutrữ dữ liệu 16 bit

Được điềuchỉnh bên ngoài

Trong khoảng: 0255

Số lượng: 2

Dữ liệu chuyển từbiến trở điều chỉnhđiện áp đặt ngoài vàothanh ghi D8030 vàD8031

Đặc biệt Số lượng: 256 (kể cả D8030,

D8031)

Từ D8000 D8255Loại: thanh ghi lưutrữ dữ liệu 16 bit

Chỉ mục Số lượng: 16

Từ V0  V7 và Z0

Z7Loại: thanh ghi dữliệu 16 bit

(H)

16 bit: 0000 đến FFFF

32 it: 00000000 đến FFFFFFFF

1.5.3 Một số loại PLC FX1N.

Nguồn AC, đầu vào 24 VDC

FX1N

Tổng các ngõ

Sốlượng LoạiFX1N-14MR-

ES/UL

Rơ le

90 × 75 ×90

FX1N-14MT-ESS/UL

Transistor(Source)FX1N-24MR-

ES/UL

24 14 Sink/Source 10

Rơ le

90 × 75 ×90

FX1N-24MT-ESS/UL

Transistor(Source)FX1N-40MR-

ES/UL

40 24 Sink/Source 16

Rơ le

130 × 75 ×90

FX1N-40MT-ESS/UL

Transistor(Source)FX1N-60MR-

ES/UL

60 36 Sink/Source 24

Rơ le

175 × 75 ×90

FX1N-60MT-ESS/UL

Transistor(Source)FX1N-14MR-

DS

Rơ le

90 × 75 ×90

FX1N-14MT-DSS

Transistor(Source)FX1N-24MR-

DS

24 14 Sink/Source 10

Rơ le

90 × 75 ×90

FX1N-24MT-DSS

Transistor(Source)

FX1N-40MT-DSS

Transistor(Source)FX1N-60MR-

FX1N-60MT-DSS

Transistor(Source)

1.5.4 Kết nối với thiết bị ngoại vi.

Khối vào ra là mạch giao tiếp giũa mạch vi điện tử của PLC với các mạch công suất bênngoài kích hoạt các cơ cấu tác động: thực hiện sự chuyển đổi các mức tín hiệu và cách ly.Tuy nhiên khối vào/ra cho phép PLC kết nối trực tiếp với cơ cấu tác động có công suấtnhỏ 2A trở xuống, không cần các mạch trung gian hay relay trung gian

Tất cả các ngõ vào/ra đều được cách ly với các tín hiệu điều khiển bên ngoài bằng mạchcách ly quang (opto-isolator) trên khối vào ra Mạch cách ly quan dung một diode phátquang và một transistor quang gọi là bộ opto-coupler Mạch này cho phép các tín hiệu nhỏ

đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuống mức tín hiệu chuẩn Mạch này có tác dụngchống nhiễu khi chuyển contact và bảo vệ quá áp từ nguồn cung cấp điện thường lên đến1500V

1.5.5 Nguồn cấp cho PLC FX1N.

Đấu dây ngõ vào:

 Nguồn xoay chiều: điện áp từ 100 – 240V AC (+ 10%, - 15%), tần số 50 – 60HZ.

Dòng khởi động 15A trong 5ms đối với điện áp 100V, 25A trong 5ms đối với điện áp200V

1 Nguồn cấp AC.

2 Nút nhấn (contact)

3 MPU (main processing unit)

Hình 1.2 Sơ đồ đấu nguồn AC cho PLC.

 Nguồn một chiều: điện áp 12V DC - 15%, 24V DC + 20%.Dòng khởi động cực

đại 22A trong 0.3ms đối với 12V, 25A trong 1 ms đối với 24V

1 Nguồn cấp DC (24V)

2 Nút nhấn (contact)

3 MPU (main processing unit)

Hình 1.3 Sơ đồ đấu nguồn DC cho PLC.

Đấu sink:

1 Cảm biến PNP (NPN)

2 Nút nhấn (contact)

3 MPU (main processing unit)

Hình 1.4 Sơ đồ đấu nguồn DC cho PLC.

Đấu dây ngõ ra

 Ngõ ra Rơ le:

 Ngõ ra transistor:

Hình 1.6 Ngõ ra transitor.

1.6 Các thiết bị và lệnh cơ bản dùng trong lập trình.

1.6.1 Các thiết bị.

 Ngõ vào ra: ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ một bit, nhưng các bít đó có ảnh

hưởng trực tiếp đến trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra vật lý Ngõ vào nhận tín hiệu trựctiếp từ cảm biến và ngõ ra là các relay, transitor hay các triac vật lý

Kí hiệu: Ngõ vào: X

Ngõ ra: Y

Ví dụ: PLC Mistubishi FX 1N có:

24 ngõ vào: X000÷X007, X0010÷X017, X020÷X027

16 ngõ ra: Y000÷Y007, Y010÷Y017

 Relay phụ trợ: relay là bộ nhớ một bit và có tác dụng như relay phụ trợ vật lý

trong mạch điều khiển dung relay truyền thống, nên được gọi là relay logic

Kí hiệu: relay được kí hiệu là M và được dánh số thập phân Ví dụ: M0, M500…

Phân loại: relay chốt (latched relay), relay phụ trợ ổ định trạng thái, relay chuyên dung(special relay).

 Relay trạng thái (state relays): được kí hiệu S và được đánh số thập phân Ví dụ:

S0, S1,…

Theo thuật ngữ máy tính, relay còn được gọi là cờ

Phân loại: relay trạng thái ổn định, relay trạng thái được chốt, relay trạng thái bước STL

 Thanh ghi: là bộ nhớ 16 bit (word) và được dung để lưu số liệu, thanh ghi được kí

hiệu là D và được đánh số thập phân Ví dụ: D0, D1, D3…

Khi ghép hai thanh ghi 16 bit lại ta sẽ có được thanh ghi 32 bit

Phân loại: Thanh ghi dữ liệu (data register), thanh ghi chốt (latched register), thanh ghichuyên dùng (special register), thanh ghi tập tin (hay còn gọi là thanh ghi bộ nhớ chuyêndùng), thanh ghi điều chỉnh biến được biến trở bên ngoài, thanh ghi chỉ mục (indexregister)

 Bộ định thì (timer): được dùng để định thì các sự kiện Bộ định thì trong PLC

được gọi là bộ định thì logic, vì nó là bộ trong PLC được tổ chưc có tác dụng như là bộđịnh thì vật lý Số lược bộ định thì có thể suer dụng tùy thuộc loại PLC Bộ định thì có độphân giải cao sẽ định thì được khoảng thời gian lớn, nhưng bộ định thì đó sẽ không địnhthì được khoảng thời gian chính xác

Kí hiệu: T và được đánh số thập phân Ví dụ: T0, T1, T2…

Phân loại: bộ định thì phân loại theo độ phân giải: bộ định thì phân giải 100mili giây,

bộ định thì phân giải 10mili giây, bộ định thì phân giải 1 mili giây

Thông thường bộ định thì sẽ đặt lại trạng thái ban đầu khi điều kiện kích hoạt khôngthỏa Một số bộ định thì có khả năng tự duy trì (chôt) Điều này có nghĩa la ngay cả khi tínhiệu không kích hoạt không còn thỏa mãn thì giá trị hiện hành (khoảng thời gian đangđược định thì) được lưu lại trong bộ nhớ EEPROM Những bộ dịnh thì này cần được đặt

Kí hiệu: C và được đánh số thập phân Ví dụ: C0, C1, C288…

Phân loại: bộ đếm lên, bộ đếm xuống, bộ đếm lên – xuống, bộ đếm pha, bộ đếm tốc độcao

X,Y,M,S,T,C

X,Y,M,S,T,C

1

Chú ý:

 Lệnh LD và LDI nối trực tiếp đầu bên trái

 Lệnh LD và LDI cũng được dùng để xác định một khối chương trình khi dùng lệnhORB và ANB

Ví dụ:

(OUT)

Tác vụ logiccuối – loại điều

khiển cuộn dây

Y, M,

S, T, C

Y, M: 1

S, cuộn M chuyêndùng: 2

T: 3C(16 bit):3C(32 bit): 5

Chú ý:

- Lệnh OUT nối trực tiếp với đầu bên phải.

- Lệnh OUT không thể dùng để điều khiển thiết bị ngỏ vào loại X

- Nhiều lệnh OUT có thể được nối song song

 Lệnh And, And Inverse:

Lệnh

Số bướcchương trình

AND

(AND)

Nối tiếpcác công tắc

NO (thường

mở)

X,Y,N,S,T,C

1

ANI

(AND

Nối tiếpcác công tắc

NC (thường

X,Y,N,S,T,C

1

1

Y, M, S Y, M: 1

S, cuộn Mchuyên dùng:2

RST

(Reset)

Đặt lại mộtthiết bị (bit)xuống OFF(vĩnh viễn)

Chú ý:

- SET và RESET có thể dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý Tuy nhiên trạngthái của lệnh cuối cùng được kích hoạt mới là trạng thái có ảnh hưởng.

định thì hoặc bộ

đếm

32 bit: 5Khác: 3

RST

(ReSet)

Đặt lại bộ địnhthì và bộ đếm,

cuộn dây, công

tắc và các giá trị

Y, M, S,

D, V, Z

T, C: 2

Con trỏ chương trình con cógiá trị từ 0 -62

Số mức lồng: 5 kể cả lệnhCALL khời tạo

CALL, CALLP:

3 bướcCon trỏ chươngtrình con

trình con (sau lệnh FEND) và xử lý các lệnh trong chương trình con đó cho đến khi gặplệnh SRET và trở về dòng chương trình ngay sau lệnh CALL.

Các điểm chú ý:

- Nhiều lệnh CALL có thể dùng chung một chương trình con

- Mỗi con trỏ chương trình con phải có một con số Con trỏ chương trìn hcon có thể

từ P0 đến P63 Con trỏ chương trình con và chương trình đích dùng chung lệnh CJ (FNC00) không cho phép trùng nhau

- Chương trính co nsau lệnh FEND được xử lý như bình thường Khi chương trìnhcon được gọi chú ý không vượt quá thời gian đã cài đặt trong bộ định thì watchdog

- Các chương trình con có thể lồng nhau 5 mức gồm cả mức của lệnh CALL khởitạo

Mô tả: SRET báo hiệu kết thúc chương trình con hiện hành và trở về bước ngay sau lệnh

CALL đã kích hoạt chương trình con đó

Các điển lưu ý:

- SRET chỉ có thể sử dụng với lệnh CALL

- SRET luôn đi sau lệnh FEND

Không cóLưu ý: Có thể dùng với lệnh CJ(FNC 00), CALL (FNC 01) vàchương trình ngắt

bước

Mô tả: Lệnh FEND chỉ định điểm kết thúc của chương trình chính và điểm bắt đầu của

đoạn chương trình con Khi hoạt động bình thường lệnh FEND hoạt dộng giống như lệnhEND, nghĩa là xử lý ngõ ra, ngõ vào và làm tươi bộ định thì watchdog được thực hiện khithi hành đến lệnh này

Các điểm lưu ý:

- Lệnh FEND thường dùng với cấu trúc CJ-P-FEND, CALL-P-SRET và I-IRET(trong đó P là con trỏ chương trình, I là con trỏ ngắt)

- Cả chương trình ngắt và chương trình đều luôn được lập trình sau lệnh FEND, tức

là các chương trình này không bao giờ xuất hiện trong chương trình chính

- Nhiều lệnh FEND được sử dụng để tách biệt các chương trình con

K, H KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, V, Z

Y, M, S Lưu ý:

Dùng 3 thiết bị liên tiếp nhau

CMP, CMPP: 7bước

DCMP,DCMPP: 13 bước

Ví dụ:

Mô tả: S1 được so sánh với dữ liệu S2 Kết quả so sánh được thể hiện bằng 3 bit có địa

chỉ đầu chứa trong D cho biết:

S2 nhỏ (<) hơn S1 – bit D là ON

S2 bằng (=) S1 – bit D+ 1 là ON

S2 lớn hơn (>) S1 – bit D+2 là ON

K, HKnX, KnY, KnM,KnS, T, C, D, V, ZLưu ý:S1 nên nhỏhơn S2

Y, M, SLưu ý:

Dùng 3 thiết

bị liên tiếpnhau

CMP, CMPP: 7bước

DCMP,

bước`

Ví dụ:

Mô tả: Hoạt động giống như lệnh CMP chỉ khác là một giá trị dữ liệu đơn (S3) được so

sánh với một dãy dữ liệu (S1-S2)

S3 nhỏ hơn (<) S1 và S2 –bit D là ON

S3 lớn hơn (>) S1 nhưng nhỏ hơn (<) S2 – bit D+1 sẽ là ON

S3 lớn hơn (>) cả S1 và S2 – bit D+2 là ON

 Xung cạnh lên và xung cạnh xuống:

Lệnh gợi

Số bước chương trình

PLS

(PuLSe)

Kích xungkhi có cạnhlên

Y, M(không chophép dùng cuộn

Y, M(không chophép dùng cuộn

để hoạt động lại, thì ngõ vào điểu khiển phải tắt OFF trong quá trình chuyển trạng tháiRUN/STOP/RUN trước khi nó được kích một lần nữa

- Khi lệnh END được thi hành thì bộ định thì watchdog tự động được làm tươi

K, HKnX, KnY,KnM, KnS, T, C,

D, V, Z

KnX,KnY,KnM,KnS, T,

C, D, V, Z

MOV, MOVP 5bước

DMOV,DMOVP 9 bước

Ví dụ:

Mô tả : Nội dung thiết bị nguồn (S) được sao chép vào thiết bị đích (D) khi thỏa điều

kiện ngõ vào Nếu không tác động lệnh MOV, thì không có gì xảy ra

Lưu ý: lệnh này có một thủ thuật lập trình đặc biệt cho phép nó bắt chước hoạt động của

K, H ,KnX,KnY, KnM, KnS,

T, C, D, V, Z

K, H ,KnX, KnY,KnM, KnS, T, C, D,

V, Z

ADD, ADDP

7 bướcDADD,

bước

Khi dùng M8023 để cộng dữ liệudạnh chấm động, thì chỉ các thanh ghi

dữ liệu 32 bit (D) hoặc hằng số (K/H)mới dùng được

Ví dụ:

Mô tả 1 : (Áp dụng cho tất cả các bộ điều khiển) dữ liệu chứa trong thiết bị nguồn (S1,