Điều khiển logic và PLC

1ĐIỀU KHIỂN LOGIC 
VÀ PLC
Nội dung
1. Cơ sở cho Điều khiển logic
2. Tổng hợp và tối thiểu hóa mạch logic tổ hợp
3. Tổng hợp mạch logic tuần tự
4. Tổng quan về PLC
5. Kỹ thuật lập trình PLC
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
21. Cơ sở cho điều khiển logic
1.1. Khái niệm về điều khiển logic
1.2. Đại số logic
1.3. Biểu diễn hàm logic
1.1. Khái niệm về Điều khiển logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
31.1. Khái niệm về Điều khiển logic
• Điều khiển logic giải quyết các vấn đề
– Hệ thống có các chế độ làm việc khác nhau, tuân 
theo lệnh điều khiển từ bên ngoài
– Chuyển từ chế độ này sang chế độ khác theo một 
trình tự, điều kiện xác định
– Đảm bảo trình tự thời gian và sự tương tác giữa 
các bộ phận
– Phản ứng tức thời trước một số sự kiện
1.1. Khái niệm về Điều khiển logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
4• Các lĩnh vực nghiên cứu điều khiển logic
– Khoa học máy tính (Computer Science)
– Lập trình (Programming)
– Mô phỏng (Simulation)
– Truyền thông (Communication)
– Các hệ thống điều khiển công nghiệp 
(Industrial Control)
1.1. Khái niệm về Điều khiển logic
• Mô hình hóa hệ thống điều khiển logic
– Đại số logic (Boolean Algebra)
– Automat hữu hạn (Finite State Machine)
– Statechart
– GRAFCET
– Petri net
1.1. Khái niệm về Điều khiển logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
51. Cơ sở cho điều khiển logic
1.1. Khái niệm về điều khiển logic
1.2. Đại số logic
1.3. Biểu diễn hàm logic
• Các sự vật hiện tượng thường được biểu hiện 
ở hai mặt đối lập:
– Trong cuộc sống: đúng/sai, có/không, tốt/xấu, 
sạch/bẩn, đỗ/trượt,
– Trong kỹ thuật: đóng/cắt, bật/tắt, chạy/dừng
• Để biểu diễn (lượng hóa) trạng thái đối lập: 0 
và 1.
• Đại số logic (Đại số Boolean) để nghiên cứu 
các sự vật, hiện tượng có 2 trạng thái đối lập
1.2. Đại số logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
6• Biến logic: x  [0, 1]
• Hàm logic : f(x1, x2, , xn) [0, 1] 
với x1, x2, , xn [0, 1] 
– Ví dụ: Hàm 1 biến f(x):
Hàm 2 biến f(x1,x2):
xxxf
xxxf
xxf
xxf
.)(
)(
)(
)(
212121
2121
),(
),(
xxxxxxf
xxxxf
1.2. Đại số logic
– Phép nghịch đảo: NOT
• Bảng giá trị:
• Ký hiệu
x
1 0
0 1
xxf )(
x x x x
• Các phép toán logic cơ bản
1.2. Đại số logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
7– Phép cộng: OR
• Bảng giá trị:
• Ký hiệu
x y f(x,y) = x + y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
x yx 
y 1
x yx 
y
• Các phép toán logic cơ bản
1.2. Đại số logic
– Phép nhân: AND
• Bảng giá trị:
• Ký hiệu
x y f(x,y) = xy
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
x xyy &
x xy
y
• Các phép toán logic cơ bản
1.2. Đại số logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
8– Giao hoán : 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:
nn
nn
xxxxxx
xxxxxx
.........
.........
2111
2121
• Các tính chất của các phép toán logic
1.2. Đại số logic
1 x+0 = x
x.1 = x
2 x.0 = 0
x+1 = 1
3 x+x = x
x.x = x
4
5 x+xy = x
x.(x+y) = x
6
0.
1
xx
xx
xyxyx
xyxxy
))((
Chú ý: Tính đối ngẫu (duality) của các hệ thức logic
• Một số hệ thức cơ bản thường gặp
1.2. Đại số logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
91. Cơ sở cho điều khiển logic
1.1. Khái niệm về điều khiển logic
1.2. Đại số logic
1.3. Biểu diễn hàm logic
1.3. Biểu diễn hàm logic
x1 x2 x3 f(x1,x2,x3)
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 “x”
0 1 1 “x”
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 “x”
1 1 1 1
Dấu “x” là giá trị hàm không xác định, có thể nhận giá trị 0 hoặc 1
• Bảng chân lý
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
10
– Biểu diễn hàm logic n biến cần thành lập một bảng có 2n ô, 
mỗi ô tương ứng với 1 tổ hợp biến.
– Các ô cạnh nhau hoặc đối xứng nhau chỉ cho phép khác 
nhau về giá trị của 1 biến.
– Trong các ô ghi giá trị của hàm tương ứng với giá trị của tổ 
hợp biến đó.
Ví dụ:
x2
x1
0 1
0 1 0
1 0 1
x1 x2 f(x1,x2)
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
• Bảng Các nô (Carnough map)
1.3. Biểu diễn hàm logic
x1 x2 x3 f(x1,x2,x3)
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 “x”
0 1 1 “x”
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 “x”
1 1 1 1
x2x3
x1 00 01 11 10
0 1 0 “x” “x”
1 0 1 1 “x”
x2
x3
x1
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
11
x3x4
x1x2 00 01 11 10
00
01
11
10
x3x4x5
x1x2 000 010 110 100 101 111 011 001
00
01
11
10
x2
x4
x1
x3
x2
x1
x5
x3
x4 x4
• Sơ đồ rơ le – tiếp điểm
1.3. Biểu diễn hàm logic
Thiết bị Loại Ký hiệu
Nút ấn Thường mở
Thường đóng
Công tắc
hành trình
Thường mở
Thường đóng
Rơ le Cuộn dây
Tiếp điểm thường mở
Tiếp điểm thường đóng
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019
12
• Sơ đồ rơ le - tiếp điểm
– Hai dây thể hiện nguồn cấp
– Lựa chọn ký hiệu biến tương ứng với thiết bị vật lý 
(nút ấn, công tắc hành trình hay tiếp điểm rơ le)
– Biến ở trạng thái thường: tiếp điểm thường mở
– Biến ở 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 các biến đầu vào
Biểu diễn hàm logic
• Sơ đồ rơ le – tiếp điểm
Ví dụ:
1.3. Biểu diễn hàm logic
Bo mon TDH Bach Khoa DKLG&PLC 2019