Sổ tay PLC S7-1200

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Vì sao lại cần PLC?

Thầy mở đầu bằng những thứ ai cũng từng thấy. Vào thang máy trong siêu thị, bạn chỉ bấm chọn tầng, thang tự chạy đến đúng nơi rồi dừng. Trong nhà máy, dây chuyền đồ uống tự chiết rót vào chai, tự đóng nắp, tự dán nhãn, tự đếm số chai cho vào thùng, rồi robot gắp thùng lên xe tải. Thầy lấy ví dụ nhà máy Vinamilk gần như không thấy người đi lại, chỉ thấy xe chở hàng ra. Tự động hóa tiết kiệm rất nhiều nhân công.

Câu hỏi của cả khóa học là: những hệ thống đó được xây bằng thiết bị gì, và người ta làm thế nào để chúng tự chạy? Câu trả lời bắt đầu từ một thiết bị: PLC.

PLC là bộ não

Một hệ thống muốn tự chạy phải có bộ não: nhận lệnh từ bên ngoài, xử lý theo những gì đã được dạy, rồi ra lệnh cho máy móc. PLC là viết tắt của Programmable Logic Controller, tức bộ điều khiển logic lập trình được. Từ quan trọng nhất là lập trình được: nội dung bên trong có thể thay đổi, nên cùng một thiết bị có thể điều khiển thang máy hôm nay và băng tải ngày mai.

Bổ sung Trước khi có PLC, mạch điều khiển được ghép từ nhiều relay thật. Muốn đổi cách máy chạy phải đi lại dây. Với PLC, phần lớn thay đổi chỉ cần sửa chương trình rồi nạp lại.

Ngõ vào: PLC biết chuyện gì đang xảy ra

PLC không có mắt, không có tay. Nó chỉ biết thế giới bên ngoài qua các ngõ vào (input). Thầy chia làm hai nhóm:

• Nút nhấn: người ra lệnh, như nút chọn tầng trong thang máy.
• Cảm biến: máy tự cảm nhận. Có loại tiếp điểm chỉ báo có hoặc không, ví dụ có người hay không có người, thang đã tới giới hạn hành trình chưa. Có loại đo giá trị như áp suất, nhiệt độ, mực nước, khoảng cách.

Ngõ ra: PLC làm cho máy chạy

Sau khi chạy chương trình, PLC điều khiển các ngõ ra (output): một bóng đèn, một động cơ điện, một cái van xả nước, hay các cơ cấu chấp hành khác. Chính các đầu ra này mới tạo ra chuyển động thật.

Máy tính dùng để làm gì?

Muốn PLC biết phải làm gì, ta cần một máy tính với hai vai trò:

• Lập trình: viết tập lệnh trên phần mềm rồi nạp xuống PLC.
• SCADA: phần mềm giao diện trên máy tính cho phép nhấn nút, đọc tín hiệu cảm biến, giám sát cả hệ thống. Nhìn màn hình là biết dây chuyền đã xử lý bao nhiêu chai, bao nhiêu thùng.

Vì sao học trên Siemens?

Thầy chọn phần mềm lập trình của hãng Siemens vì đây là hãng rất phổ biến, và khi đã nắm một kiến trúc lập trình chung thì học ngôn ngữ của các hãng khác sẽ dễ hơn. Chính vì vậy Sếp có thể học song song với khóa Mitsubishi: tư duy giống nhau, tên gọi khác nhau.

Điều cần nắm sau bài này

• Phân biệt được đâu là ngõ vào, đâu là ngõ ra trong một máy bất kỳ.
• Hiểu PLC không tự biết làm gì, mọi hành vi đều do chương trình quyết định.
• Thử bài tập nhỏ: nhìn cụm sấy ở nhà máy, liệt kê các thiết bị và xếp vào ngõ vào hay ngõ ra.

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Ba thứ phải biết khi cầm một con PLC

Về mặt phần cứng, thầy vẽ PLC như một khối: hàng trên là ngõ vào, hàng dưới là ngõ ra. Khi nhận một con PLC, chỉ cần chú ý đúng ba điều: cấp nguồn gì cho nó, tín hiệu ngõ vào là gì, tín hiệu ngõ ra là gì. Cả ba đều nằm trên nhãn máy.

Cách đọc nhãn

Dòng PLC có tên như S7-1200, S7-200, S7-300. Tùy dòng mà cú pháp và phần mềm khác nhau, ví dụ S7-200 phải dùng phần mềm khác. Khóa này học S7-1200 trên TIA Portal. Ngoài tên dòng, trên máy có một dãy ba phần như DC/DC/DC. Thầy nói đây là cú pháp chung của PLC Siemens, đọc lần lượt từ trái sang phải.

Phần 1: nguồn cho CPU

Muốn PLC làm việc thì phải cấp nguồn. Nếu nhãn phần đầu ghi DC thì cấp 24 VDC, ghi AC thì cấp 220 VAC. Thầy nhấn mạnh: thấy nhãn nào thì cấp đúng nguồn đó, nếu không PLC sẽ cháy.

Phần 2: nguồn cho ngõ vào

Đây là mức điện áp đưa vào khi nhấn nút hoặc cảm biến phát hiện vật. Hầu hết các dòng PLC dùng 24 VDC, rất ít khi dùng 220 VAC ở ngõ vào. Datasheet CPU 1214C cho biết rõ hơn ranh giới: từ 15 V trở lên được hiểu là mức 1, từ 5 V trở xuống là mức 0.

Phần 3: điện áp ngõ ra

Đây là phần dễ nhầm nhất, vì có hai loại khác hẳn nhau:

• Ngõ ra DC: khi có lệnh, chân ngõ ra tự xuất +24 V. Nó chỉ điều khiển trực tiếp được tải 24 V.
• Ngõ ra relay (RLY): bên trong là một tiếp điểm. Bạn cấp nguồn gì vào tiếp điểm thì đầu ra là nguồn đó, nên có thể đóng cả tải 220 VAC.

Bổ sung Datasheet giúp hiểu cách chọn. Ngõ ra DC của CPU 1214C chịu 0,5 A và có 4 ngõ phát xung nhanh tới 100 kHz. Ngõ ra relay chịu 2 A nhưng tối đa chỉ 1 Hz và có tuổi thọ: khoảng 100.000 lần đóng cắt ở tải định mức. Vậy tải lớn đóng cắt ít thì relay có lợi. Đóng cắt liên tục hoặc phát xung thì phải dùng DC.

Đấu sai thì sao?

Thầy kết bài bằng ba tình huống:

1. Cấp 220 V vào nguồn CPU bản DC: cháy ngay.
2. Cấp 220 V vào ngõ vào 24 V: cháy ngay.
3. Ngõ ra 24 V mà muốn điều khiển tải 220 V: không điều khiển được.

Hai lỗi đầu tốn tiền. Lỗi thứ ba là lý do các bài sau phải dùng relay trung gian và contactor.

Đối chiếu Thầy nói ngõ ra relay cấp 220 V hay 380 V tùy ý, nhưng thông số relay của CPU 1214C là tới 250 VAC. Tải 380 V nên đi qua contactor như Tập 5.

Điều cần nắm sau bài này

• Nhìn nhãn là nói được phải cấp nguồn gì cho từng phần.
• Hiểu vì sao bản DC/DC/DC cần relay trung gian.
• Bài tập: nhãn AC/DC/RLY thì cấp nguồn CPU, ngõ vào thế nào, và đóng được tải 220 VAC không?

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Mặt trước PLC có gì?

Thầy dùng S7-1200 DC/DC/DC và vẽ lại khối PLC. Hàng trên có chân nguồn L, N (tùy nguồn cấp), chân chung M, rồi tới các chân ngõ vào. Hàng dưới có 3L, 3M cấp nguồn cho ngõ ra, rồi tới các chân ngõ ra. Với dòng DC/DC/DC, nguồn CPU và nguồn ngõ ra đều là ±24 VDC.

Vì sao địa chỉ có dấu chấm?

Bộ nhớ của PLC được chia theo byte. Một byte có 8 bit, mỗi bit chỉ mang một trong hai giá trị 0 hoặc 1. Ngõ vào có đúng hai trạng thái, có điện hoặc không có điện, nên mỗi ngõ chiếm đúng 1 bit. Địa chỉ cho biết ngõ đó nằm ở đâu:

Chữ I nghĩa là input. Chữ Q dành cho ngõ ra. Thầy nhấn mạnh phần cứng PLC luôn bắt đầu từ byte 0.

Đếm 14 ngõ vào

Dòng thầy dùng có 14 ngõ vào. Một byte chỉ chứa 8 bit, nên 14 ngõ cần 2 byte:

• Byte 0 chứa 8 ngõ: I0.0 đến I0.7.
• Còn 6 ngõ nhảy sang byte 1: I1.0 đến I1.5.

Điểm hay nhầm: sau I0.7 không phải I0.8 mà là I1.0, vì bit chỉ đánh số từ 0 đến 7. Nhiều người mới đọc nó như số thập phân nên hay viết sai.

Đếm 10 ngõ ra

Làm tương tự với 10 ngõ ra: Q0.0 đến Q0.7 là 8 ngõ, thêm Q1.0 và Q1.1 là đủ.

Công thức đổi nhanh

Bổ sung Muốn biết ngõ thứ n có địa chỉ nào: lấy (n − 1) chia cho 8. Phần nguyên là byte, phần dư là bit.

• Ngõ thứ 11: (11 − 1) ÷ 8 = 1 dư 2, tức I1.2.
• Ngõ thứ 8: (8 − 1) ÷ 8 = 0 dư 7, tức I0.7.
• Ngõ thứ 9: (9 − 1) ÷ 8 = 1 dư 0, tức I1.0.

So với Mitsubishi

Bổ sung Mitsubishi FX không viết byte.bit mà đánh số hệ bát phân: X0 đến X7, rồi X10. Khác cách viết, nhưng cùng ý nghĩa là chia theo nhóm 8. Ngõ thứ 11 bên Siemens là I1.2, bên Mitsubishi là X12.

Điều cần nắm sau bài này

• Đọc được một địa chỉ thành "vùng, byte, bit".
• Không viết sai I0.8, Q0.9.
• Bài tập: CPU có 24 ngõ vào thì ngõ cuối cùng là địa chỉ nào? (Đáp án: 24 ngõ chiếm đúng 3 byte, ngõ cuối là I2.7.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Một quy tắc giải quyết mọi kiểu đấu ngõ vào

Bên trong mỗi ngõ vào, giữa chân I và chân chung M có một mạch nhận tín hiệu. Muốn PLC biết có tín hiệu, phải có dòng chạy qua mạch này. Dòng chỉ chạy khi hai đầu chênh nhau 24 V. Từ đó ra đúng một quy tắc: chân M phải ngược cực với tín hiệu đưa vào.

Đọc mức cao

Thầy vẽ nút nhấn nối từ +24 V vào chân I0.0. Khi nhấn, +24 V đi vào chân I. Vậy chân M phải nối về âm nguồn. Nhấn nút thì mạch kín: +24 V → nút → I0.0 → mạch nhận tín hiệu → M → âm nguồn.

Đọc mức thấp

Trường hợp ngược lại, có thể bạn muốn nhấn nút mà đưa 0 V vào, hoặc cảm biến của bạn khi phát hiện vật lại đưa ra mức 0. Khi đó đầu nút nối về âm nguồn (GND), còn chân M nối lên +24 V. Nhấn nút thì mạch vẫn kín, chỉ là dòng chạy ngược chiều.

Tên gọi sinking, sourcing thầy nhắc lại rõ ở Tập 10: sourcing là M nối dương, sinking là M nối âm.

Lưu ý thực hành: các ngõ vào dùng chung một chân M thì phải cùng kiểu. Nếu nối cùng cực, nhấn nút mà không có gì xảy ra, vì hai đầu không chênh áp. Đây là lỗi đấu dây phổ biến của người mới, và mô phỏng ở phần Tóm tắt cho thử đủ cả 4 cách nối.

Ngõ ra hoạt động thế nào

Với PLC ngõ ra DC, cấp ±24 VDC vào 3L, 3M. PLC ngõ ra relay chỉ có chân L, vì ngõ ra chỉ là tiếp điểm. Khi trong chương trình cuộn dây có điện (bit bằng 1), chân ngõ ra xuất +24 V. Vì đó là cực dương, muốn tải có điện thì đầu còn lại của tải phải về âm nguồn.

Vì sao cần relay trung gian?

+24 V từ chân PLC chỉ điều khiển được tải 24 V, và dòng rất nhỏ (0,5 A với CPU 1214C). Một động cơ 3 pha ở nhà máy thì khác hẳn. Giải pháp của thầy là nối ngõ ra vào một relay trung gian 24 V:

1. Q0.0 lên 1, chân ngõ ra xuất +24 V.
2. Cuộn relay có điện.
3. Các tiếp điểm thường mở, thường đóng của relay chuyển trạng thái.
4. Dùng các tiếp điểm đó đóng thiết bị có điện áp hoặc công suất lớn hơn.

Bổ sung Điểm đáng giá của relay là tách biệt. Bên cuộn dây là 24 V của PLC, bên tiếp điểm là 220 V của tải, hai bên không nối điện với nhau. Tải có sự cố thì thường hỏng relay, rẻ hơn nhiều so với hỏng chân PLC.

Điều cần nắm sau bài này

• Tự giải thích được vì sao M phải ngược cực với tín hiệu.
• Biết tín hiệu là +24 V hay 0 V thì suy ra ngay cách nối M.
• Bài tập: tủ có cảm biến phát hiện vật xuất 0 V. Chân M nối đâu? (+24 V.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Đề bài và bức tranh tổng thể

Dùng S7-1200 DC/DC/DC, đấu 2 nút nhấn và 1 ngõ ra để điều khiển một động cơ 3 pha. Thầy nói đây là bài cơ bản nhất nhưng rất quan trọng: không hiểu tín hiệu vào mà đấu ngược thì chương trình chạy sai hết. Muốn hiểu bài này, hãy nhìn toàn mạch thành hai phần riêng: mạch điều khiển quyết định khi nào chạy, và mạch động lực mang dòng lớn tới động cơ.

Mạch điều khiển

Thầy đấu từ ngõ vào tới contactor theo thứ tự:

1. Nguồn PLC: cộng vào L, trừ vào N, nguồn 24 VDC.
2. Ngõ vào: muốn nhấn nút đưa +24 V vào thì chân M nối âm. Hai nút lấy từ nguồn dương, đi vào 0.0 và 0.1.
3. Ngõ ra: 3L, 3M cấp ±24 V. Chân Q0.0 khi mức 1 xuất +24 V.
4. Relay trung gian R: một đầu cuộn nối Q0.0, đầu kia về âm nguồn 24 V.
5. Tiếp điểm NO của R: NO là Normally Open, tức thường mở. R có điện thì nó đóng lại.
6. Contactor K: cuộn K nuôi 220 VAC, đi qua tiếp điểm NO của R. NO đóng thì K có điện.

Lý do cần hai tầng: chân PLC dòng rất nhỏ, không đóng trực tiếp động cơ 3 pha được. Nó đóng một relay nhỏ, relay đóng contactor, contactor đóng động cơ. Mỗi tầng điều khiển một công suất lớn hơn.

Mạch động lực

Từ nguồn 3 pha L1, L2, L3 đi xuống lần lượt qua:

• Cầu chì F (fuse): mỗi pha một cái, thầy nói ngắt khi quá dòng.
• CB 3 pha (Circuit Breaker): ba cực liên động cơ khí nhưng cách điện với nhau, đóng cắt cùng lúc. Thầy nói có nhiệm vụ chống ngắn mạch.
• 3 tiếp điểm chính của K: cuộn K có điện thì cả ba đóng lại, cấp điện xuống dưới.
• Relay nhiệt OLR (Overload Relay): chống quá tải. Động cơ chạy quá tải thì OLR bung ra, tránh cháy dây.
• Động cơ: có loại đấu sẵn đưa ra 3 đầu dây, chỉ việc nối. Có loại đưa ra 6 đầu dây, phải tự chọn đấu sao hay tam giác.

Theo dấu một lần nhấn nút

Khi động cơ không chạy, người thợ dò đúng theo dãy này, tầng nào sáng tầng nào tắt, sẽ tìm ra chỗ hỏng rất nhanh.

Ba chỗ cần hiểu sâu hơn bảng

Đối chiếu OLR thường không tự cắt 3 pha. Ở loại thông dụng, phần nhiệt làm mở tiếp điểm phụ 95-96 nối tiếp với cuộn K. K nhả ra thì mới mất 3 pha. Bảng của thầy chưa vẽ nhánh này. Nếu đấu thiếu thì OLR không bảo vệ được gì.

Đối chiếu Cầu chì và CB. Trên thực tế cả hai đều ngắt được dòng ngắn mạch. Quá tải kéo dài của động cơ chủ yếu do OLR xử lý.

Bổ sung Đấu sao hay tam giác. Với lưới 380 V, động cơ nhãn 220/380 V đấu sao, nhãn 380/660 V đấu tam giác. Đấu nhầm động cơ 220/380 V sang tam giác sẽ cháy cuộn dây.

Thầy cũng khuyên nên học trước môn khí cụ điện để hiểu rõ từng thiết bị. Các từ khóa nên tra thêm: relay trung gian, contactor, CB, OLR.

Điều cần nắm sau bài này

• Vẽ lại được dãy từ nút nhấn đến động cơ mà không nhìn bảng.
• Nói được vai trò của F, CB, K, OLR.
• Bài tập: K đang đóng nhưng động cơ không quay. Cần kiểm tra những gì? (Có đủ 3 pha sau CB không, OLR có nhảy không, dây tới động cơ.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Cảm biến digital nghĩa là gì?

Cảm biến digital chỉ trả về hai giá trị 0 và 1, tương ứng 0 V và +24 V. Nó khác cảm biến analog vốn trả về cả một dải giá trị. Trong thực tế, nó dùng để phát hiện nắp chai, cảm biến hồng ngoại phát hiện sản phẩm đi qua để băng tải đếm, cảm biến tiệm cận báo thang máy đến tầng để dừng lại.

Ba chân của một con cảm biến

Đa số cảm biến cho PLC có 3 chân: hai chân nguồn 24 VDC để cảm biến hoạt động, và một chân tín hiệu ra. Cảm biến khác nút nhấn ở chỗ nó cần được nuôi nguồn, nên phải đi đủ dây dương và âm tới nó.

PNP và NPN khác nhau ở một điều

Khi phát hiện vật, bên trong cảm biến đóng lại và đưa một cực ra chân tín hiệu. Loại nào đưa cực nào là tất cả sự khác biệt:

Đây chính là quy tắc của Tập 4: tín hiệu và chân M phải ngược cực. Cảm biến PNP đối xử với PLC giống hệt một nút nhấn lấy từ +24 V.

Bài tập của thầy: 1 cảm biến PNP và 1 nút nhấn

1. Cấp ±24 V cho PLC.
2. Cấp ±24 V cho cảm biến.
3. Dây tín hiệu cảm biến vào I0.0. Phát hiện vật thì đưa +24 V vào.
4. Muốn PLC hiểu được thì chân M nối nguồn âm.
5. Nút nhấn lấy từ +24 V, qua tiếp điểm, vào I0.1.

Bài học khi mua cảm biến

Thầy kể một tình huống thực tế: hệ thống đang đấu nút nhấn đưa mức cao, mà lại mua cảm biến NPN đưa mức 0. Lúc đó phải đảo tín hiệu hoặc đấu thêm mạch. Vẫn làm được nhưng mất công, và mạch thêm vào làm hệ thống kém ổn định. Vì vậy trước khi mua phải hỏi rõ người bán đúng loại.

Giải bài về nhà: đổi sang NPN

Thầy để bài này cho người học. Cách suy luận:

• NPN đưa 0 V vào I0.0, nên chân M phải chuyển lên +24 V.
• Nút nhấn ở I0.1 dùng chung chân M đó, nên cũng phải đổi: đầu nút lấy từ 0 V.

Chi tiết thứ hai dễ bị bỏ sót nhất: đổi một cảm biến kéo theo đổi cả nhóm ngõ vào chung M.

Hiểu sâu hơn

Đối chiếu Thầy vẽ bên trong như một tiếp điểm cho dễ hình dung. Cảm biến thật dùng transistor, và PNP, NPN chính là tên loại transistor. Vì vậy nó đóng cắt nhanh và không mòn tiếp điểm.

Bổ sung Khi không phát hiện vật, chân tín hiệu thường ở trạng thái hở chứ không phải 0 V. Đo đồng hồ thấy số lạ là bình thường. Màu dây thường gặp là nâu +24 V, xanh dương 0 V, đen tín hiệu, nhưng vẫn phải xem catalogue của đúng con cảm biến.

Điều cần nắm sau bài này

• Biết loại cảm biến thì suy ra cách nối M, và ngược lại.
• Biết ghi rõ loại khi đặt mua.
• Bài tập: tủ đang có 5 cảm biến PNP. Thêm cảm biến thứ 6 thì nên mua loại nào, vì sao?

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Vì sao vùng nhớ quan trọng?

Thầy gọi đây là nội dung rất quan trọng. Dùng sai vùng nhớ thì không đọc được ngõ vào, không điều khiển được ngõ ra. Dữ liệu cảm biến, các hàm tính toán, giá trị của timer và counter cũng đều lưu trong vùng nhớ. Không nắm rõ phần này thì chương trình sẽ chạy sai yêu cầu.

Các vùng nhớ cơ bản

Thầy vẽ PLC thành một khối với I phía trên, Q phía dưới, M nằm giữa:

• Vùng I: gắn với các chân ngõ vào.
• Vùng Q: gắn với các chân ngõ ra.
• Vùng M (memory): vùng nhớ nội bên trong PLC, không có chân nào nối ra ngoài.
• Một số vùng khác: thầy nêu tên vùng V, AIW để đọc ngõ vào analog, AQW cho ngõ ra analog.

Với các tập lệnh cơ bản, chủ yếu dùng I, Q và M.

Vì sao cần vùng M khi đã có I và Q?

Bổ sung Lấy một ví dụ: chương trình cần nhớ "đã đủ điều kiện chạy" để dùng ở nhiều chỗ, nhưng điều này không gắn với chân nào. Không thể lấy một chân Q để nhớ, vì chân đó sẽ xuất điện thật ra ngoài. Vùng M chính là "giấy nháp" của chương trình: ghi và đọc tùy ý mà không ảnh hưởng đến dây nào bên ngoài.

Cách đọc địa chỉ và cấu trúc byte

Một byte có 8 bit, đánh số từ 0 đến 7. Dùng hết một byte thì nhảy sang byte khác. Mỗi ngõ vào chiếm 1 bit, nên 14 ngõ vào phải dùng ít nhất 2 byte: I0.0 đến I0.7, rồi I1.0 đến I1.5. Vùng Q cũng tổ chức như vậy.

Lỗi trùng vùng nhớ

Thầy gọi đây là lỗi rất lớn và ví như một bồn chứa chia ngăn. Ngăn này chứa dầu, ngăn kia chứa nước. Lưu nhầm để dầu lẫn nước thì hỏng cả hai. Với PLC, nếu dùng cùng một địa chỉ cho hai việc khác nhau thì việc này sẽ ghi đè việc kia. Vùng M được dùng rất nhiều nên đặc biệt dễ bị trùng, và lúc đó chương trình "chạy sai tùm lum hết".

Cách tránh bắt đầu từ việc hiểu mỗi địa chỉ chiếm chỗ nào trong byte. Tập 8 sẽ đi tiếp phần này với MB, MW, MD.

Đối chiếu với S7-1200

Đối chiếu Vùng V và cách viết AIW, AQW là của dòng S7-200. Trên S7-1200, dữ liệu chương trình đặt trong khối dữ liệu DB, còn analog đọc qua IW, QW. CPU 1214C có sẵn 2 ngõ vào analog 0–10 V và không có ngõ ra analog, theo datasheet. Sếp nên kiểm lại địa chỉ analog trong cấu hình thiết bị khi vào TIA Portal.

Bổ sung Vùng I do chân ngoài quyết định nên ít khi bị ghi đè. Chỗ hay trùng thật là vùng M và khi một ngõ ra Q bị ghi ở nhiều chỗ, Tập 11 có nói rõ.

Điều cần nắm sau bài này

• Phân biệt I, Q, M: cái nào gắn với chân, cái nào không.
• Đọc được cấu trúc một địa chỉ.
• Hiểu trùng vùng nhớ là gì và vì sao nguy hiểm.
• Bài tập: lập trình cần nhớ "quạt hút đang được phép chạy". Dùng vùng nào, vì sao không dùng Q?

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Một vùng nhớ, bốn cách dùng

Tập này đi tiếp vùng M. Có thể dùng cùng vùng nhớ đó theo 4 cỡ khác nhau, tùy cần lưu một trạng thái hay lưu một con số.

Mẹo của thầy: không cần nhớ phạm vi số, chỉ cần nhớ B là 8 bit, W là 16 bit, D là 32 bit, rồi tính 2 mũ số bit.

Vì sao lại có giới hạn số?

Bổ sung Mỗi bit có 2 trạng thái, nên 8 bit có 2 × 2 × … × 2 (8 lần) = 256 tổ hợp. Vì tính từ 0 nên số lớn nhất là 255. Thầy lưu ý: giá trị tính ra vượt phạm vi thì biến đó không dùng được. Như vậy, trước khi chọn cỡ biến phải hỏi: số này có thể lớn đến đâu?

Vì sao M0.0 và MB0 lại đụng nhau?

Đây là trọng tâm của bài. M0.0 là một bit nằm trong byte 0, còn MB0 là cả byte 0. Hai tên nhưng cùng một chỗ. Thầy đưa ví dụ: nếu MB0 lưu số 2, viết nhị phân là 00000010, thì bit số 1 bật lên, tức M0.1 bằng 1. Nếu M0.1 đang điều khiển một thiết bị thì thiết bị đó sẽ chạy sai ngay lập tức.

Cách tính để không trùng

Số sau MW, MD là byte đầu tiên. Từ đó đếm thêm cho đủ:

• MW1 chiếm byte 1 và 2. Biến tiếp theo phải bắt đầu từ byte 3.
• MW3 chiếm byte 3 và 4. Biến tiếp theo từ byte 5.
• MD6 chiếm byte 6, 7, 8, 9. Biến tiếp theo từ byte 10, như MD10.

Chuỗi trên bảng của thầy: MB0, MW1, MW3, MD6, MD10. Không có byte nào bị dùng hai lần.

Số âm

Thầy lưu ý có khi phải khai báo vùng nhớ dùng cho số âm. Bổ sung Khi đó một bit phải dùng để ghi dấu, nên phạm vi đổi: 16 bit chỉ còn −32.768 đến 32.767, 32 bit là −2.147.483.648 đến 2.147.483.647. Trong TIA Portal, chọn điều này bằng kiểu dữ liệu: Word, UInt, Int cho 16 bit, và DWord, UDInt, DInt, Real cho 32 bit. Sếp kiểm lại khi thầy dạy phần mềm.

Một cái bẫy về thứ tự byte

Bổ sung Trong word, byte đầu là byte cao. MW0 = 1 sẽ làm byte 1 bằng 1, tức bật M1.0 chứ không phải M0.0. Phần này thầy chưa nói, nhưng rất hay gây bất ngờ khi dùng lẫn word và bit trên cùng một vùng. Mô phỏng ở phần Tóm tắt có thể thử.

Điều cần nắm sau bài này

• Chọn được cỡ biến theo số lớn nhất có thể gặp.
• Tính được một biến chiếm những byte nào, và biến sau bắt đầu từ đâu.
• Bài tập: đã có MW4, MD6. Khai báo tiếp MW8 có trùng không? (Có: MD6 chiếm tới byte 9.)

Tập này kết thúc phần vùng nhớ. Thầy nói còn các vùng khác, nhưng sẽ giới thiệu qua bài tập cụ thể. Giờ tập trung vào I, Q, M.

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Từ đây bắt đầu lập trình

Từ tập này, khóa học đi chủ yếu vào tập lệnh PLC. Điều cơ bản nhất là ba thành phần: tiếp điểm thường mở, tiếp điểm thường đóng, và cuộn dây. Thầy nói thêm một thành phần cuộn dây nữa là đủ để cấu thành một mạch đơn giản nhất.

Tiếp điểm thường mở (thường hở)

Ký hiệu là hai thanh đứng có một khoảng hở. Trong mạch điện, có khoảng hở thì dòng không đi qua được, xem như gián đoạn ở đó. Nguyên lý: bình thường hở. Khi có tác động ở đầu vào, ví dụ nhấn nút, tiếp điểm chuyển sang đóng, mạch liền lại và tín hiệu đi qua. Tiếp điểm này dùng rất nhiều trong lập trình, thường làm ngõ vào như nút nhấn, hoặc làm tiếp điểm phụ của cuộn dây.

Tiếp điểm thường đóng

Ngược lại, chưa tác động gì thì nó đang đóng mạch, tín hiệu đi qua được. Khi tác động thì nó chuyển sang mở ra, tín hiệu đi tới đó và bị gián đoạn. Ký hiệu có thêm một vạch chéo.

Cuộn dây (coil, OUT)

Ký hiệu là hai dấu ngoặc tròn. Đây là thành phần "ghi kết quả", đặt ở cuối đường tín hiệu. Thường đặt địa chỉ vùng Q nếu là ngõ ra thật như Q0.0, hoặc vùng M nếu là cuộn trung gian như M0.1. Còn các tiếp điểm thì dùng được I, Q và M.

Điểm đặc biệt: tiếp điểm phụ

Thầy nhấn mạnh đây là chỗ khác biệt của cuộn dây. Lấy cuộn Q0.0:

• Q0.0 bằng 0 (đầu vào không có điện): tiếp điểm thường mở của Q0.0 vẫn mở, thường đóng vẫn đóng.
• Q0.0 bằng 1 (có điện): tiếp điểm thường mở đóng lại, thường đóng mở ra.

Hiểu đơn giản: tiếp điểm mang tên Q0.0 đang "nhìn" trạng thái của cuộn Q0.0. Tính chất này chính là chìa khóa của mạch duy trì ở Tập 13 và mở máy tuần tự ở Tập 14.

Hiểu đúng ngay từ đầu

Đối chiếu Tiếp điểm trong chương trình đọc bit, không đọc nút. Tiếp điểm thường mở cho qua khi bit bằng 1. Tiếp điểm thường đóng cho qua khi bit bằng 0. Loại nút lắp ngoài tủ là chuyện khác. Nút NC lúc chưa nhấn đang cho +24 V vào chân, nên bit bằng 1. Vì vậy:

Bổ sung "Dòng điện đi qua" chỉ là cách hình dung, trong chương trình không có điện thật mà PLC đang tính đúng hay sai. Tiếp điểm phụ cũng không phải linh kiện, nên dùng bao nhiêu lần cũng được, khác với relay thật.

Điều cần nắm sau bài này

• Nhìn ký hiệu đọc ra được tên và trạng thái bình thường.
• Biết vùng nhớ nào dùng cho tiếp điểm, vùng nào cho cuộn dây.
• Bài tập: Q0.0 = 1 thì tiếp điểm thường đóng của Q0.0 cho tín hiệu qua không? (Không.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Quy trình làm một bài PLC

Đây là bài lập trình đầu tiên, và bài học lớn nhất không nằm ở chương trình mà ở cách chuẩn bị. Trước khi viết một dòng lệnh nào, thầy làm theo thứ tự: đọc đề, lập bảng địa chỉ, đấu dây, rồi mới lập trình. Làm vậy thì sau này với 50 ngõ vào vẫn không bị rối.

Đề bài

Đọc tín hiệu nút nhấn hay công tắc ở địa chỉ I0.0. Nếu I0.0 bằng 1 thì cuộn dây Q0.0 bằng 1. Ngõ vào đấu kiểu sourcing, tức chân M nối dương.

Sourcing và sinking

Ở tập trước thầy đã nói có hai kiểu đấu ngõ vào. Tập này thầy đặt tên rõ:

• Sourcing: chân chung M nối nguồn dương. Nhấn nút đưa 0 V vào.
• Sinking: chân chung M nối nguồn âm. Nhấn nút đưa +24 V vào.

Từ nay khi đề ghi sourcing, thầy sẽ thêm chữ "M nối +" để dễ hình dung. Quy tắc vẫn là một: M nối nguồn gì thì chân input phải đấu với nguồn ngược lại.

Bảng địa chỉ

Thầy yêu cầu luôn lập một bảng gồm hai cột: địa chỉ và chức năng. Với bài này:

Nhìn thì thừa với bài chỉ có hai địa chỉ, nhưng đây là thói quen cần tập ngay. Bảng giúp quản lý mọi chân, mọi vùng nhớ, tránh nhầm lẫn khi lập trình. Nó cũng là tài liệu cho người sửa máy sau này.

Đấu dây từng bước

1. Nguồn PLC: L nối dương, N nối âm. Đây là bản DC/DC/DC nên cấp 24 V.
2. Chân M: sourcing nên nối nguồn dương.
3. Công tắc: lấy từ nguồn âm, qua công tắc on/off, vào chân 0.0. Nhấn thì đưa 0 V vào, chương trình biết có tác động.
4. Ngõ ra: 3L nối dương, 3M nối âm.
5. Relay: chân Q0.0 xuất +24 V tới relay trung gian 24 V, đầu còn lại về nguồn âm.

Một chi tiết hay bị bỏ qua

Dù đấu kiểu sourcing và công tắc đưa 0 V vào, trong chương trình bit I0.0 vẫn bằng 1 khi tác động. Bit bằng 1 nghĩa là có dòng chạy qua mạch ngõ vào, không có nghĩa là chân đó có +24 V. Đây là lý do cách đấu không làm thay đổi chương trình.

"Tôi thích đấu thường hở hết"

Thầy nói trong chương trình có lúc dùng tiếp điểm thường mở, có lúc thường đóng, nhưng thầy thích đấu nút thật kiểu thường hở hết. Nhấn nút thì làm thay đổi trạng thái tiếp điểm trong phần mềm. Đây là cách làm gọn cho việc học.

Đối chiếu Với nút dừng ở máy thật, lắp thường đóng sẽ an toàn hơn vì đứt dây là máy dừng, xem lại Tập 9.

Phần mềm TIA Portal

Cả chuỗi dùng TIA Portal của Siemens. Phần mềm khá nặng. Có thể dùng các bản 13, 14, 15, 16, 17 tùy nhu cầu, thầy đang dùng bản 15. Bổ sung Trước khi cài nên kiểm tra máy tính đủ cấu hình, và bản TIA đó có hỗ trợ đời CPU sẽ dùng không.

Điều cần nắm sau bài này

• Luôn lập bảng địa chỉ trước khi lập trình.
• Phân biệt sourcing, sinking, và tự suy ra cách nối.
• Bài tập: viết lại bảng địa chỉ và cách đấu cho bài này nhưng đổi sang sinking.

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Cách khóa học được dạy

Thầy nói trước: phần lớn chuỗi này diễn giải code trên bảng để hiểu cơ sở lý thuyết và ý nghĩa tập lệnh, gần cuối mới chuyển sang lập trình trên phần mềm. Mục tiêu là sau khóa học, người học tự lập trình cơ bản rồi tìm tài liệu học nâng cao. Vì vậy Sếp đừng lo khi chưa thấy màn hình TIA Portal.

Network là gì?

Khi lập trình trên phần mềm, chương trình chia thành nhiều Network. Nên hiểu đơn giản: mỗi Network là một "câu lệnh hoàn chỉnh". Thầy khuyên đừng dồn đoạn code dài vào một Network mà chia nhỏ thành các nhánh.

Viết theo dạng cái cây

Quy tắc của thầy: cây xuất phát từ gốc, ra nhánh lớn, rồi nhánh nhỏ, rồi tới lá. Lập trình cũng vậy, đi từ phần tín hiệu đi vào của mạch ra dần. Thầy thấy nhiều người viết ngược, từ lá gom lại thành nhánh, như vậy là sai quy tắc.

Bên trái mỗi Network có một thanh gọi là bus, giống như đường điện cung cấp. Tín hiệu đi vào từ đây luôn được coi là tín hiệu dương.

Vẽ Network đầu tiên

1. Từ thanh bus đi ra.
2. Vẽ một tiếp điểm thường mở, gắn địa chỉ I0.0.
3. Đi tiếp tới cuộn dây, gắn địa chỉ Q0.0.

Cuộn dây là điểm kết thúc

Thường tới cuộn dây thì kết thúc một Network. Thầy nói có người lập trình đi tiếp sau cuộn dây, có thể vẫn chạy được, nhưng theo thầy là không chính xác.

Điều đặc biệt: địa chỉ cuộn dây không được trùng

Nếu đặt Q0.0 ở Network này và lại đặt Q0.0 ở Network dưới, chương trình có thể sẽ không chạy đúng. Tại sao?

Bổ sung Vì vòng quét. PLC lặp đi lặp lại rất nhanh ba bước:

1. Đọc trạng thái tất cả ngõ vào.
2. Chạy chương trình từ Network đầu tới Network cuối.
3. Xuất kết quả ra ngõ ra.

Nếu Network 1 ghi Q0.0 bằng 1, Network 2 lại ghi Q0.0 bằng 0, thì giá trị cuối cùng là 0. Network viết sau luôn thắng, Network đầu coi như không có tác dụng. Đèn không sáng dù điều kiện đã đủ, và người mới rất khó tìm ra nguyên nhân. Cách đúng là gộp các điều kiện vào một Network, dùng nhánh song song như Tập 12.

Mạch hoạt động thế nào

Thầy giải thích: nhấn nút, tín hiệu đưa vào chân I0.0, tiếp điểm chuyển từ mở sang đóng. Dòng đổ từ thanh bus qua tới cuộn dây. Giống như cấp nguồn dương cho một cuộn relay, còn đầu kia mặc định nối âm. Cuộn có điện làm Q0.0 từ 0 lên 1. Chân ngõ ra xuất +24 V, nối tới relay trung gian 24 V, đầu còn lại về nguồn âm, relay tác động.

Nút nhấn nhả và công tắc bật

Đây là phần mở ra bài tiếp theo. Với mạch này, dùng nút nhấn nhả thì buông tay ra là tiếp điểm hở lại, Q0.0 về 0. Nhấn thì có, buông thì mất.

Muốn nhấn một lần mà cuộn dây có điện luôn, với dòng code này phải dùng công tắc dạng bật: bật qua thì nó giữ luôn, tiếp điểm đóng liên tục. Muốn tắt thì gạt lại.

Bổ sung Công tắc bật có nhược điểm: mất điện rồi có điện lại, công tắc vẫn đang bật nên máy tự chạy, không an toàn. Tập 13 sẽ giải quyết bằng phần mềm mà vẫn dùng nút nhấn.

Điều cần nắm sau bài này

• Biết chia chương trình thành các Network, mỗi Network kết thúc ở cuộn dây.
• Không dùng một địa chỉ cuộn dây hai lần.
• Hiểu vì sao nút nhả ra thì ngõ ra mất.
• Bài tập: có 2 nút cùng muốn bật một đèn. Viết thế nào cho đúng? (Một Network, hai tiếp điểm song song, một cuộn dây.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Đề bài

Dùng 3 nút nhấn điều khiển một ngõ ra. Nhấn nút 1 và nút 2 cùng lúc thì đèn sáng. Hoặc chỉ nhấn nút 3 thì đèn cũng sáng. Bài rất ngắn nhưng chứa hai phép logic nền tảng của mọi chương trình về sau.

Đấu dây

Thầy chỉ vẽ phần ngõ vào, ngõ ra giống bài trước. Ba nút vào các chân 0.0, 0.1, 0.2. Dùng chân chung M nối nguồn âm, nên đầu các nút lấy từ nguồn dương. Từ tập này, thầy nói có bài sẽ không vẽ lại phần cứng để tiết kiệm thời gian, nên Sếp nên tự vẽ để luyện tay.

Xây chương trình từng bước

Bước 1, điều kiện "nút 1 và nút 2": từ thanh bus vẽ tiếp điểm thường mở I0.0. Nhấn nút 1 thì tín hiệu qua được, tới tiếp theo gặp tiếp điểm I0.1 mắc nối tiếp. Chỉ khi cả hai cùng đóng thì tín hiệu mới tới cuộn Q0.0.

Bước 2, điều kiện "hoặc nút 3": rẽ nhánh xuống dưới từ thanh bus, vẽ tiếp điểm I0.2, rồi nối vào trước cuộn dây. Nhấn nút 3 thì tín hiệu đi đường dưới, không cần quan tâm hai nút kia.

Nối tiếp là AND, song song là OR

Hình dung theo dòng nước chảy qua các van. Nối tiếp là hai van trên một đường ống: phải mở cả hai thì nước mới chảy, đó là AND. Song song là hai đường ống: mở một trong hai là nước chảy, đó là OR. Thầy cũng viết lại theo kiểu ngôn ngữ lập trình: I0.0 == 1 && I0.1 == 1 thì Q0.0 bằng 1, hoặc I0.2 == 1 thì Q0.0 bằng 1.

Bảng chân trị

Bổ sung Cách chắc chắn nhất để kiểm tra một mạch là liệt kê hết các trường hợp. Có 3 ngõ vào thì có 2³ = 8 trường hợp:

Hiểu đúng chữ "cùng lúc"

Đối chiếu Mạch không đòi hai nút phải nhấn đúng cùng một thời điểm, mà là cùng đang được giữ. Nhấn nút 1, chờ 10 giây, nhấn tiếp nút 2 thì đèn vẫn sáng. Đừng dùng mạch này làm an toàn hai tay cho máy thật.

Câu hỏi dẫn sang bài sau

Thầy kết bài bằng một vấn đề thực tế: thông thường người ta khai thác tiếp điểm phụ của Q để giữ điện. Nhấn nút thì chạy, buông ra vẫn chạy, nhấn off thì dừng. Cũng từ đó có thể ngắt mạch để bảo vệ động cơ khi quá tải. Đó là tiếp điểm duy trì của Tập 13.

Điều cần nắm sau bài này

• Đọc đề, nhận ra chữ "và" là nối tiếp, chữ "hoặc" là song song.
• Dịch qua lại giữa sơ đồ, biểu thức và bảng chân trị.
• Bài tập: đèn sáng khi nhấn nút 1, và thêm nút 2 hoặc nút 3. Viết biểu thức và vẽ ladder. (I0.0 AND (I0.1 OR I0.2).)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Bài toán

Đây là mạch quan trọng nhất từ đầu khóa, xuất hiện trong gần như mọi máy. Dùng một nút ON để mở máy, một nút OFF để dừng. Nhấn ON thì động cơ chạy. Khi buông tay, động cơ vẫn phải chạy. Nhấn OFF thì dừng.

Đấu dây

Thầy chỉ vẽ phần ngõ vào, đấu kiểu sinking: M nối nguồn âm, các nút lấy từ nguồn dương. Nút ON vào I0.0, nút OFF vào I0.1. Cả hai đều là nút thường mở.

Bước 1: giống bài trước, và thấy vấn đề

Vẽ tiếp điểm thường mở I0.0 tới cuộn Q0.0. Nhấn nút thì cuộn có điện, buông tay thì hở mạch, cuộn mất điện. Chưa đạt yêu cầu. Thầy khuyên nên lập trình từng bước như vậy, thêm dần cho dễ.

Bước 2: tự giữ bằng tiếp điểm phụ

Thầy gọi đây là đặc điểm rất thú vị. Cuộn dây có điện thì các tiếp điểm phụ của nó đổi trạng thái. Vậy lợi dụng tiếp điểm phụ để duy trì mạch: gắn một tiếp điểm thường mở Q0.0 mắc song song với nút ON.

Diễn biến:

1. Nhấn ON: tín hiệu qua I0.0 tới cuộn. Q0.0 bằng 1.
2. Q0.0 bằng 1 làm tiếp điểm Q0.0 đóng ngay. Lúc này tín hiệu có 2 đường.
3. Buông tay: I0.0 hở, nhưng đường qua tiếp điểm Q0.0 vẫn đóng. Tín hiệu đi vòng qua đó tới cuộn.
4. Cuộn vẫn có điện, nên tiếp điểm vẫn đóng, nên cuộn vẫn có điện. Một vòng tự nuôi chính nó.

Bước 3: làm sao dừng được?

Giờ mạch tự giữ mãi, nên có câu hỏi mới. Thầy nói chỉ có một cách là làm gián đoạn đường tín hiệu cấp cho cuộn dây. Không tác động vào tiếp điểm Q0.0 được, vì nó do chính cuộn điều khiển từ bên trong. Vậy phải cắt ở đoạn trước cuộn: thêm một tiếp điểm thường đóng I0.1 mắc nối tiếp, sau chỗ hai nhánh nhập lại.

Bình thường, tiếp điểm thường đóng I0.1 đang liền nên không cản trở gì. Nhấn OFF, bit I0.1 lên 1, tiếp điểm mở ra, cuộn mất điện. Cuộn mất điện kéo theo tiếp điểm Q0.0 mở lại, vòng tự nuôi bị phá. Buông tay OFF thì mạch vẫn dừng, vì lúc đó cả hai nhánh đều hở.

Đọc mạch theo trạng thái

Dòng đáng chú ý: buông ON có cùng ngõ vào với đang dừng, nhưng kết quả khác nhau. Mạch này có trí nhớ, kết quả phụ thuộc cả trạng thái trước đó. Đó là khác biệt lớn nhất so với mạch ở Tập 12.

Những điều nên biết thêm

Bổ sung Ưu tiên dừng: nhấn cả hai nút thì dừng, vì OFF nằm nối tiếp sau cả hai nhánh. Nếu đặt OFF vào riêng nhánh ON thì khi đang giữ mạch, OFF sẽ không cắt được. Vị trí tiếp điểm quyết định hành vi.

Bổ sung Mất điện: khi có điện lại, Q0.0 về 0 nên máy không tự chạy, phải nhấn ON. Đây là ưu điểm so với công tắc bật ở Tập 11, với điều kiện Q và bit liên quan không được đặt nhớ.

Đối chiếu Lắp nút OFF: theo bài, nút OFF thường mở đi với tiếp điểm thường đóng, đúng về logic. Nhưng nếu đứt dây ở nút OFF, PLC không biết và nút mất tác dụng. Thực tế thường lắp OFF loại NC đi với tiếp điểm thường mở. Lúc đó đứt dây thì máy dừng ngay.

Bổ sung Thêm bảo vệ: đưa tiếp điểm phụ OLR về một ngõ vào rồi nối tiếp thêm vào mạch. Khi quá tải, Q0.0 về 0, và reset OLR xong máy không tự chạy lại. Đây là cách sửa tình huống nguy hiểm ở Tập 5.

Điều cần nắm sau bài này

• Vẽ lại mạch từ trí nhớ và giải thích được từng tiếp điểm để làm gì.
• Hiểu vì sao buông tay máy vẫn chạy.
• Bài tập: thêm điều kiện "chỉ chạy khi cửa tủ đóng" với cảm biến ở I0.2. Đặt tiếp điểm ở đâu? (Nối tiếp với I0.1, sau chỗ hai nhánh nhập lại.)

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Đề bài

Điều khiển mở máy tuần tự hai động cơ 3 pha:

1. Nhấn ON1, động cơ 1 chạy.
2. Nhấn ON2, động cơ 2 chạy, nhưng chỉ khi động cơ 1 đã chạy. Muốn động cơ 2 chạy trước thì không nhấn được.
3. Hai động cơ đang chạy, nhấn OFF thì cả hai dừng.

Thực tế có rất nhiều máy cần thứ tự như vậy: một bộ phận phải sẵn sàng thì bộ phận sau mới được chạy.

Phân tích thiết bị trước

Đọc đề xong, thầy liệt kê: cần nút ON1, ON2, OFF là 3 ngõ vào. Hai động cơ là 2 ngõ ra. Vậy tối thiểu 5 địa chỉ phần cứng. Đề yêu cầu vẽ cả mạch điều khiển lẫn mạch động lực cấp cho động cơ 3 pha.

Đấu dây PLC

Thầy không vẽ nguồn PLC nữa, chỉ vẽ phần tín hiệu.

• Ngõ vào: ba ngõ chung chân M, M nối nguồn âm. Các chân còn lại lấy từ nguồn dương, qua 3 nút, vào 0.0, 0.1, 0.2.
• Ngõ ra: 3L nối dương, 3M nối âm nguồn 24 VDC. Q0.0 xuất ra relay R1, Q0.1 xuất ra relay R2. Khi xuất mức cao là +24 V, đầu còn lại của relay về nguồn âm.

Vì sao có relay? Contactor 3 pha không điều khiển trực tiếp bằng 24 V của PLC được, vì nó cần ít nhất 220 V hoặc 380 V tùy loại.

Bảng địa chỉ

Thầy nói khi lập trình trên phần mềm thường có mục để tạo tag, tức đặt tên cho địa chỉ. Dùng tên sẽ dễ quản lý thiết bị trong chương trình hơn là nhớ I0.1 là gì.

Tự suy ra chương trình

Đáp án tham khảo Tập 14 và 15 chưa đến phần lập trình. Theo đúng mẫu ở Tập 13, Sếp có thể tự làm trước rồi đối chiếu với thầy ở tập sau.

Network 1, động cơ 1: chính là mạch duy trì của Tập 13, chỉ đổi địa chỉ.

Network 2, động cơ 2: cũng là mạch duy trì, thêm một điều kiện "động cơ 1 đã chạy". Điều kiện này là tiếp điểm thường mở Q0.0 mắc nối tiếp, đúng tính chất tiếp điểm phụ ở Tập 9.

Kiểm tra theo đề:

• Nhấn ON2 trước: Q0.0 bằng 0, tiếp điểm Q0.0 hở, Q0.1 không lên. Đúng.
• Nhấn ON1 rồi ON2: Q0.0 lên 1, sau đó Q0.1 lên 1. Đúng.
• Nhấn OFF: tiếp điểm thường đóng I0.0 có trong cả 2 Network nên cả hai dừng. Đúng.

Thật ra Network 2 đã có Q0.0 nối tiếp, nên chỉ cần Q0.0 về 0 là Q0.1 cũng về 0. Tiếp điểm I0.0 ở Network 2 có thể bỏ. Giữ lại cho dễ đọc cũng được. Thầy có thể viết khác, khi có tập sau tôi sẽ đối chiếu.

Điều cần nắm sau bài này

• Biết bắt đầu từ việc liệt kê thiết bị, rồi lập bảng địa chỉ.
• Thấy rằng bài khó được ghép từ các mẫu đã biết: mạch duy trì cộng một tiếp điểm điều kiện.
• Bài tập: thêm động cơ 3 chỉ chạy khi động cơ 2 đã chạy. Viết biểu thức cho Q0.2.

Bài này diễn giải lại nội dung thầy giảng theo cách dễ đọc. Nhãn Bổ sung và Đối chiếu đánh dấu phần tôi thêm, không có trong video.

Nối tiếp từ Tập 14

Phần PLC đã xong ở Q0.0, Q0.1 và 2 relay R1, R2. Tập này vẽ phần còn lại: mạch cuộn contactor và mạch động lực. Thầy giả sử dùng contactor nuôi 220 VAC.

Mạch cuộn contactor

Lấy dây pha L của nguồn 220 VAC đi xuống rồi chia hai nhánh:

• Nhánh 1: L → tiếp điểm NO của R1 → cuộn K1 → N.
• Nhánh 2: L → tiếp điểm NO của R2 → cuộn K2 → N.

R1 có điện thì NO đóng, K1 có điện. Tương tự với R2 và K2. Đây là ranh giới giữa 24 V của PLC và 220 V của contactor.

Mạch động lực

Nguồn 3 pha L1, L2, L3 đi xuống qua:

1. Cầu chì F: mỗi pha một cái.
2. CB (CP): Circuit Breaker, ba cực.
3. Tách 2 nhánh: từ sau CB rẽ cả 3 pha sang nhánh của động cơ 2.
4. Tiếp điểm chính K1 hoặc K2: đóng khi cuộn có điện.
5. Overload Relay (OLR): thường gắn ngay sau contactor để bảo vệ nhiệt. Contactor và OLR gắn liền với nhau được gọi là khởi động từ (magnetic starter).
6. Động cơ.

Lưu ý cấu trúc: F và CB dùng chung. K và OLR thì mỗi động cơ một bộ. Nhờ vậy mỗi động cơ đóng cắt và được bảo vệ quá tải độc lập.

Động cơ 3 đầu dây và 6 đầu dây

Động cơ 1 đưa ra sẵn 3 đầu dây, nối thẳng vào 3 pha. Động cơ 2 thầy giả sử đưa ra 6 đầu dây: 3 đầu vào, 3 đầu ra của 3 cuộn dây, đánh số U1, V1, W1 và U2, V2, W2. Cấp 3 pha vào U1, V1, W1. Ba đầu còn lại đấu sao hoặc tam giác tùy yêu cầu. Thầy đấu sao cho đơn giản: chập U2, V2, W2 lại với nhau.

Đối chiếu Không phải tùy thích. Như Tập 5, phải đọc nhãn động cơ: với lưới 380 V, nhãn 220/380 V là đấu sao, nhãn 380/660 V là đấu tam giác.

Theo dấu toàn mạch

Bảo vệ

Thầy tổng kết: khi động cơ đang chạy mà ngắn mạch thì CB nhảy. Khi quá tải trong lúc chạy thì OLR tác động để bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng.

Ba điểm yếu cần thấy

Đối chiếu Thiếu nhánh OLR. Bảng chưa vẽ tiếp điểm 95-96 của OLR nối tiếp với cuộn K. Ở loại OLR thông dụng, không có nhánh này thì OLR không cắt được động cơ.

Bổ sung PLC không biết động cơ đã dừng. Khi OLR1 tác động, K1 nhả, động cơ 1 dừng, nhưng Q0.0 vẫn bằng 1. Điều kiện cho Q0.1 vẫn đúng, nên động cơ 2 tiếp tục chạy, trái với yêu cầu đề bài. Cách sửa: đưa tiếp điểm phụ của K1 hoặc OLR1 về một ngõ vào, rồi dùng ngõ vào đó làm điều kiện trong chương trình.

Bổ sung Tự chạy lại sau reset. Vì Q0.0 vẫn bằng 1, reset OLR xong động cơ chạy lại ngay. Đưa tín hiệu lỗi vào như trên cũng giải quyết luôn vấn đề này.

Tập này kết thúc khi thầy xóa bảng để chuyển sang lập trình, chưa có chương trình của thầy cho bài này. Phần tham khảo nằm ở bài chi tiết Tập 14.

Điều cần nắm sau bài này

• Vẽ được toàn mạch 2 động cơ từ PLC tới động cơ.
• Phân biệt thiết bị dùng chung và thiết bị riêng cho từng động cơ.
• Hiểu "khởi động từ" là gì.
• Bài tập: có tín hiệu lỗi OLR1 ở I0.3 (bằng 1 khi lỗi). Sửa biểu thức của Q0.0 thế nào? (Nối tiếp thêm NOT I0.3.)