Bài giảng Điều khiển logic và PLC: Bài 1 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Bài giảng Điều khiển logic và PLC - Bài 1: Cơ sở cho điều khiển logic cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm về điều khiển logic, đại số logic, biểu diễn hàm logic. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ PLC Nội dung Bo mon TDH Bach Khoa Cơ sở cho Điều khiển logic Tổng hợp tối thiểu hóa mạch logic tổ hợp Tổng hợp mạch logic Tổng quan PLC Kỹ thuật lập trình PLC DKLG&PLC 2019 1 Cơ sở cho điều khiển logic 1.1 Khái niệm điều khiển logic 1.2 Đại số logic 1.3 Biểu diễn hàm logic 1.1 Khái niệm Điều khiển logic Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 1.1 Khái niệm Điều khiển logic 1.1 Khái niệm Điều khiển logic • Điều khiển logic giải vấn đề – Hệ thống có chế độ làm việc khác nhau, tuân theo lệnh điều khiển từ bên – Chuyển từ chế độ sang chế độ khác theo trình tự, điều kiện xác định – Đảm bảo trình tự thời gian tương tác phận – Phản ứng tức thời trước số kiện Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 1.1 Khái niệm Điều khiển logic • Các lĩnh vực nghiên cứu điều khiển logic – Khoa học máy tính (Computer Science) – Lập trình (Programming) – Mô (Simulation) – Truyền thông (Communication) – Các hệ thống điều khiển công nghiệp (Industrial Control) 1.1 Khái niệm Điều khiển logic • Mơ hình hóa hệ thống điều khiển logic – Đại số logic (Boolean Algebra) – Automat hữu hạn (Finite State Machine) – Statechart – GRAFCET – Petri net Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 Cơ sở cho điều khiển logic 1.1 Khái niệm điều khiển logic 1.2 Đại số logic 1.3 Biểu diễn hàm logic 1.2 Đại số logic • Các vật tượng thường biểu hai mặt đối lập: – – • • Bo mon TDH Bach Khoa Trong sống: đúng/sai, có/khơng, tốt/xấu, sạch/bẩn, đỗ/trượt, Trong kỹ thuật: đóng/cắt, bật/tắt, chạy/dừng Để biểu diễn (lượng hóa) trạng thái đối lập: Đại số logic (Đại số Boolean) để nghiên cứu vật, tượng có trạng thái đối lập DKLG&PLC 2019 1.2 Đại số logic • Biến logic: x [0, 1] • Hàm logic : f(x1, x2, …, xn) [0, 1] với x1, x2, …, xn [0, 1] – Ví dụ: Hàm biến f(x): f ( x)  x f ( x)  x f ( x)  x  x f ( x)  x.x Hàm biến f(x1,x2): f ( x1 , x2 )  x1  x2 f ( x1 , x2 )  x1 x2  x1 x2 1.2 Đại số logic • Các phép tốn logic – Phép nghịch đảo: NOT • Bảng giá trị: x f ( x)  x 0 • Ký hiệu x Bo mon TDH Bach Khoa x x DKLG&PLC 2019 x 1.2 Đại số logic • Các phép tốn logic – Phép cộng: OR • Bảng giá trị: x y f(x,y) = x + y 0 0 1 1 1 • Ký hiệu x x x y y 1 y x y 1.2 Đại số logic • Các phép tốn logic – Phép nhân: AND • Bảng giá trị: x y f(x,y) = xy 0 0 1 0 1 • Ký hiệu x y Bo mon TDH Bach Khoa xy x y DKLG&PLC 2019 & xy 1.2 Đại số logic • Các tính chất phép toán logic x+y = y+x xy=yx – Kết hợp: x+y+z =(x+y)+z=x+(y+z) xyz =(xy)z=x(yz) – Phân phối: x(y+z)=xy+xz x+yz =(x+y)(x+z) – Luật De Morgan: – Giao hoán : x1  x2   xn  x1.x2 .xn x1.x1 xn  x1  x2   xn 1.2 Đại số logic • Một số hệ thức thường gặp x+0 = x x.1 = x x.0 = x+1 = x+x = x x.x = x x  x 1 x.x  x+xy = x x.(x+y) = x xy  xy  x ( x  y )( x  y )  x Chú ý: Tính đối ngẫu (duality) hệ thức logic Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 Cơ sở cho điều khiển logic 1.1 Khái niệm điều khiển logic 1.2 Đại số logic 1.3 Biểu diễn hàm logic 1.3 Biểu diễn hàm logic • Bảng chân lý x1 x2 x3 f(x1,x2,x3) 0 0 0 “x” 1 “x” 0 1 1 “x” 1 1 Dấu “x” giá trị hàm không xác định, nhận giá trị Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 1.3 Biểu diễn hàm logic • Bảng Các nơ (Carnough map) – Biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập bảng có 2n ơ, tương ứng với tổ hợp biến – Các ô cạnh đối xứng cho phép khác giá trị biến – Trong ô ghi giá trị hàm tương ứng với giá trị tổ hợp biến Ví dụ: x1 x2 f(x1,x2) 0 1 0 1 x1 x2 x3 f(x1,x2,x3) 0 0 0 “x” 1 “x” 0 1 1 “x” 1 1 Bo mon TDH Bach Khoa 1 1 x1 x2 x2 x3 x1 x1 x2x3 00 01 11 10 “x” “x” 1 “x” DKLG&PLC 2019 10 x3 x4 x3x4 x1x2 00 01 11 10 00 01 x2 11 x1 10 x5 x3 x4 x1x2 x3x4x5 000 010 x4 110 100 101 111 011 001 00 01 x2 11 x1 10 1.3 Biểu diễn hàm logic • Sơ đồ rơ le – tiếp điểm Thiết bị Nút ấn Loại Ký hiệu Thường mở Thường đóng Cơng tắc Thường mở hành trình Thường đóng Rơ le Cuộn dây Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 11 Biểu diễn hàm logic • Sơ đồ rơ le - tiếp điểm – Hai dây thể nguồn cấp – Lựa chọn ký hiệu biến tương ứng với thiết bị vật lý (nút ấn, cơng tắc hành trình hay tiếp điểm rơ le) – Biến trạng thái thường: tiếp điểm thường mở – Biến trạng thái đảo: tiếp điểm thường đóng – Cộng logic: đấu song song – Nhân logic: đấu nối tiếp – Đầu ra: cuộn dây rơ le đấu nối tiếp với tổ hợp biểu diễn biến đầu vào 1.3 Biểu diễn hàm logic • Sơ đồ rơ le – tiếp điểm Ví dụ: Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019 12 ... f(x1,x2) 0 1 0 1 x1 x2 x3 f(x1,x2,x3) 0 0 0 “x” 1 “x” 0 1 1 “x” 1 1 Bo mon TDH Bach Khoa 1 1 x1 x2 x2 x3 x1 x1 x2x3 00 01 11 10 “x” “x” 1 “x” DKLG&PLC 2 019 10 x3 x4 x3x4 x1x2 00 01 11 10 00 01. . .1 Cơ sở cho điều khiển logic 1. 1 Khái niệm điều khiển logic 1. 2 Đại số logic 1. 3 Biểu diễn hàm logic 1. 1 Khái niệm Điều khiển logic Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2 019 1. 1 Khái niệm Điều khiển. .. 2 019 10 x3 x4 x3x4 x1x2 00 01 11 10 00 01 x2 11 x1 10 x5 x3 x4 x1x2 x3x4x5 000 010 x4 11 0 10 0 10 1 11 1 011 0 01 00 01 x2 11 x1 10 1. 3 Biểu diễn hàm logic • Sơ đồ rơ le – tiếp điểm Thiết bị Nút