Đồ án Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần động cơ không đồng bộ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN THANG MÁY Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy: Từ thời xa xưa qua thời Trung cổ và cho đến thế kỷ thứ 13, sức mạnh của người và vật là nguồn lực chính cho các thiết bị nâng. Vào năm 1850, những chiếc thang máy thủy lực và hơi nước đã được giới thiệu, nhưng năm 1852 là năm mà một sự kiện quan trọng diễn ra: phát minh thang máy an toàn đầu tiên trên thế giới của Elisa Graves Otis.
Hình 1.1:Thiết bị nâng thời trung cổ Vào năm 1873 hơn 2000 chiếc thang máy đã được trang bị cho các cao ốc, văn phòng khách sạn, cửa hàng tổng hợp trên khắp nước Mỹ và 5 năm sau đó, chiếc thang thủy lực đầu tiên của Otis được lắp đặt. Kỷ nguyên của những tòa nhà chọc trời đã theo sau đó và vào năm 1889 lần đầu tiên Otis chế tạo thành công động cơ bánh răng truyền động trực tiếp đầu tiên. Năm 1903, Otis đã giới thiệu một thiết kế mà về sau đã trở thành nền tảng cho nghành công nghiệp thang máy: thang máy dùng động cơ điện không hộp số, mang đầy tính công nghệ, được thử thách để cùng tồn tại với bản thân cao ốc. Nó đã mở ra một thời kỳ mới cho kết cấu nhà cao tầng. Những cải tiến của Otis trong điều khiển tự động đã có hệ thống kiểm soát tín hiệu, hệ thống kiểm soát hoạt động cao điểm, hệ thống điều khiển tự động và cơ chế phân vùng. Otis đi đầu trong việc phát triển công nghệ điện toán và công ty đã làm một cuộc cách mạng trong công nghệ điều khiển tự động thang máy,đưa ra những cải tiến quan trọng đáp ứng các cuộc gọi và các điều kiện vận hành thang. Khái Niệm Chung về Thang Máy: - Thang máy là thiết bị vận tải chuyên dùng để chở người và hàng hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15º so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. Những loại thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các thiết bị điện được lắp đặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy thường bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy. - Thang máy được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng, bệnh viện, công sở. Ngoài tính tiện nghi khi sử dụng, thang máy còn làm tăng thêm tính mỹ quan cho công trình. - Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, do nó có liên quan trực tiếp với tính mạng và tài sản của người sử dụng. Do đó yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn đã được qui định, phải đầy đủ các thiết bị bảo vệ, thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như bộ bảo hiểm, công tắc hạn chế trên, hạn chế dưới, điện chiếu sáng khi mất điện.
Hình 1.2 :Thang máy tải khách Phân Loại Thang Máy: Thang máy được phân thành 5 loại [tài liệu 1]. Phân loại theo chức năng: - Thang máy chuyên chở người. - Thang máy chuyên chở hàng nhưng có người đi kèm. - Thang máy chuyên chở người nhưng có hàng đi kèm. - Thang máy bệnh viện. - Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin: - Thang máy dẫn động điện. - Thang máy thủy lực. - Thang máy khí nén. Phân loại theo hệ thống điều khiển: - Điều khiển bằng rơ le. - Điều khiển bằng PLC. - Điều khiển bằng máy tính. Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ Q < 500 kg. - Thang máy trung bình Q = 500 (1000 kg. - Thang máy loại lớn Q > 1000 kg. Phân loại theo tốc độ di chuyển cuả cabin: - Thang máy chạy chậm v < 1m/s. - Thang máy tốc độ trung bình v = (1( 2,5) m/s. - Thang máy tốc độ lớn v > 4 m/s. Cấu Tạo Chung Của Thang Máy. Cấu tạo chung. Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung gồm có các bộ phận chính như hình 1.4.1. Cabin (4) trong đó có chứa người hoặc hàng hóa. Cabin chuyển động trên cáp dẫn hướng thẳng đứng (5) nhờ có các bộ guốc trượt (9) lắp vào cabin. Cáp nâng (10) trên đó có treo cabin được treo vào tang hoặc vắt qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng (1). Trọng lượng thang máy và trọng lượng vật nâng được cân bằng bởi đối trọng (7) treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáp hoặc từ tang. Buồng thang máy và đối trọng khi di chuyển sẽ trượt trên thanh ray dẫn hướng nhờ các guốc trượt. Để an toàn, cabin được lắp trong giếng thang (6). Phần trên của giếng thang thường được lắp buồng máy (11). Trong buồng thang có lắp bộ tời và khí cụ điều khiển chính (tủ phân phối, bộ hạn chế tốc độ …). Phần dưới của giếng thang (hố giếng thang) có bố trí các bộ giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng (8). Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang có lắp các bộ hạn chế hành trình làm việc của giếng thang. Để tránh trường hợp thang bị rơi khi cáp bị đứt, do gặp sự cố mất điện hoặc do cơ cấu nâng bị hỏng, trên cabin có lắp bộ bảo hiểm (governor) như hình 1.4.1.4. Trong trường hợp này, thiết bị kẹp của nó sẽ kẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin. Bộ hãm bảo hiểm thường được dẫn động từ một cáp phụ (3), cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ kiểu li tâm (2). Khi tốc độ buồng thang cao hơn tốc độ giới hạn cho phép thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phanh puli và làm dừng cáp.
 1. Tời nâng. 2. Bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. 3. Cáp phụ. 4. Cabin 5. Cáp dẫn hướng thẳng đứng. 6. Giếng thang. 7. Đối trọng. 8.Giảm chấn đối trọng. 9. Guốc trượt. 10. Cáp nâng. 11. Buồng máy.   Hình 1.4.1:Cấu tạo chung của thang máy.

Hình 1.4.1.1 :Một số dạng cabin của thang máy
Hình 1.4.1.2 : Biên dạng guốc trượt kiểu lăn của hãng MITSUBISHI
   Hình 1.4.1.3 : Biên dạng guốc kiểu trượt của hãng NINGBO XINGDA
Hình 1.4.1.4 :Thang máy có gắn bộ Governor(phanh cơ khí) Hình 1.4.1.5:Bộ tời thang máy Một số sơ đồ thang máy thường gặp: Thang máy có puli dẫn hướng (hình 1.4.2.1): Có lắp thêm puli phụ (2) để dẫn hướng cáp đối trọng. Sơ đồ này thường được dùng khi kích thước cabin lớn, cáp đối trọng không thể dẫn hướng từ puli dẫn cáp (hoặc tang) một cách trực tiếp xuống dưới. 
Hình 1.4.2.1   Thang máy có sự bố trí bộ tời bên dưới có bộ tời (1) được bố trí ở phần bên hông hoặc phần dưới của đáy giếng (hình 1.4.2.2)nhờ đó có thể làm giảm tiếng ồn của thang máy khi làm việc. Dùng sơ đồ này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang, cũng như tăng chiều dài và số điểm uốn của cáp nâng, dẫn đến tăng độ mòn của cáp nâng. Kiểu bố trí bộ tời như thế này chỉ sử dụng trong trường hợp đặc biệt khi mà buồng máy không thể bố trí được phía trên giếng thang và khi có yêu cầu cao về giảm độ ồn khi thang máy làm việc. 
Hình 1.4.2.2   Thang máy kiểu đẩy :cáp nâng (1) tên đó có treo cabin (2), được uốn qua các puli (6) lắp tên khung cabin, sau đó đi qua puli phía trên (3) đến puli dẫn cáp (5) dẫn cáp (5) của bộ tời nâng Trọng lượng của cabin và một phần vật nâng được cân bằng bởi đối trọng(4). Các dây cáp của đối trọng uốn qua puli dẫn hướng phụ (hình 1.4.2.3). 
Hình 1.4.2.3      Nguyên Lý Hoạt Động và cách sử dụng thang máy Thang máy hoạt động theo các nguyên tắc sau : Reset buồng thang khi đóng nguồn: Dù cho buồng thang đang ở bất kỳ vị trí hoặc trạng thái nào, thì khi đóng nguồn đều được reset và đưa về tầng trệt (tầng thấp nhất). Nguyên tắc di chuyển lên xuống, đóng và mở cửa : - Buồng thang chỉ hoạt động khi cửa đã hoàn toàn đóng. - Cửa chỉ mở khi buồng thang dừng đúng tầng. - Cửa sẽ tự động mở hoặc đóng sau khi nhận được các yêu cầu. - Cửa buồng thang sẽ ở chế độ mở thường trực khi thang không hoạt động. Nguyên tắc đến tầng: Để xác định vị trí hiện tại của thang nhờ cảm biến ở mỗi cửa tầng. Khi buồng thang ở tầng nào thì cảm biến nhận tín hiệu ở tầng đó và đưa về điều khiển. Sử dụng thang máy: Gọi thang máy từ bên ngoài buồng thang ở các tầng (hình 1.5.4.1) Gọi thang: ở mỗi tầng mà thang phục vụ, gần ngay cửa tầng đều có bảng điều khiển (Hall Call Panell), còn gọi là hộp Button tầng mục đích phục vụ cho việc gọi thang bao gồm: -Hai nút ấn: Một nút để gọi cho thang đi lên , một nút để gọi thang đi xuống
. Riêng ở tầng dưới cùng chỉ có một nút là đi lên và tầng trên cùng là đi xuống. - Đèn báo tầng và báo chiều cho biết vị trí và chiều hoạt động hiện của cabin thang máy. Khi muốn gọi thang, hành khách chỉ cần ấn vào nút gọi tầng theo chiều muốn đi, tín hiệu đèn sẽ sáng lên, đèn báo hiệu hệ thống đã ghi nhận lệnh gọi.
Hình 1.5.4.1:Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang Đáp ứng của thang sau lệnh gọi: Nếu buồng thang đang ở một vị trí nào đó khác với tầng mà hành khách vừa gọi, thang sẽ di chuyển đến tầng đó theo thứ tự ưu tiên như sau : Nếu thang di chuyển cùng chiều với lệnh gọi thang và di chuyển ngang qua tầng mà hành khách khách đang đứng gọi, thì khi đến tầng được gọi, thang sẽ dừng lại và đón khách. Nếu thang đang di chuyển theo chiều ngược với chiều hành khách muốn đi, hoặc cùng chiều nhưng không đi ngang qua, thì sau khi đáp ứng hết các nhu cầu của chiều đó, thang sẽ quay trở lại đón khách. Nếu buồng thang đang ở ngay tại tầng mà hành khách vừa gọi, buồng thang sẽ mở cửa đón khách. Gọi thang từ bên trong buồng thang: Trong buồng thang có bảng điều khiển phục vụ cho việc đi thang của khách (Car Operating Panel) còn gọi là hộp Button Car như hình 1.5.4.2. Bao gồm các nút có chức năng sau : Các nút mang số : Đại diện cho các tầng mà thang phục vụ. 
  Nút
(DO – Door Open): Dùng để mở cửa (chỉ có tác dụng khi thang dừng tại tầng). Nút
(DC – Door Close): Dùng để đóng cửa (chỉ có tác dụng khi thang dừng tại tầng). Nút Interphone hoặc Alarm
: Dùng để liên lạc với bên ngoài khi thang gặp các sự cố về điện, hoặc đứt cáp treo. Công tắc E.Stop (Emergency Stop) (nếu có): Để dừng thang khẩn cấp khi có sự cố xảy ra.

Hình 1.5.4.2:Bảng điều khiển bên trong thang máy Khi đã vào bên trong buồng thang, muốn đến tầng nào, khách ấn nút chỉ định tầng đó, thang máy sẽ lập tức di chuyển và tuần tự dừng tại các tầng mà nó đi qua. Cửa buồng thang và cửa tầng được thiết kế đóng mở tự động. Khi buồng thang di chuyển đến một tầng nào đó, sau khi ngừng hẳn, cửa buồng thang và cửa tầng sẽ tự động mở để khách có thể ra (vào) buồng thang, sau vài giây cửa sẽ tự động đóng lại. Sau đó thang máy sẽ thực hiện lệnh tiếp theo. Nếu không muốn chờ hết khoảng thời gian cửa đóng lại, khách có thể ấn nút DC để đóng cửa buồng thang. Trong trường hợp khẩn cấp muốn dừng thang, khách có thể ấn nút E.Stop (nếu có) trên bảng điều khiển trong buồng thang. Khi có sự cố mất điện, khách ấn vào nút Interphone hoặc Alarm để yêu cầu giúp đỡ từ bên ngoài. Các Yêu Cầu An Toàn Trong lắp đặt và sử dụng Thang Máy: Yêu cầu về mặt an toàn : Đòi hỏi người thiết kế thang máy phải giải quyết chính xác và triệt để các yêu cầu về kỹ thuật này : -Các yêu cầu về an toàn ,đây là những yêu cầu rất quan trọng ví dụ như thang máy chỉ được phép vận hành khi cửa tầng và cửa cabin đó đóng hay khi thang máy quá tải thì không vận hành ,Các công tắc giới hạn trên cùng và dưới cùng được đảm bảo, bảo đảm an toàn khi đứt dây, trượt cáp hoặc mất điện , Các công tắc an toàn và vận hành trong buồng thang hoạt động tốt... -Các yêu cầu về điều khiển vị trí cabin : khi dừng thang máy đòi hỏi phải dừng chính xác so với sàn tầng và quá trình hãm sao cho cabin dừng đúng tại sàn tầng với yêu cầu độ chính xác cao nhất . -Các yêu cầu về điều khiển gia tốc và vận tốc ,phải đảm bảo sinh lý cho hành khách đi trên thang máy .Người điều khiển phải điều chỉnh tốt tốc độ ,gia tốc của thang máy sao cho không gây nên tâm lý hoảng loạn ,thiếu tin cậy ở khách hàng. Yêu cầu về kĩ thuật lắp đặt : Vị trí buồng máy : Vị trí buồng máy có thể đặt bên trên hoặc bên dưới đường hầm tùy theo yêu cầu và diện tích cho phép của buồng máy. Thanh ray dẫn hướng : Trong khi chuyển động ,buồng thang và đối trọng sẽ trượt dọc trên thanh ray dẫn hướng. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm và chuyển động theo đúng vị trí đã được thiết kế trong giếng thang, không cho chúng dịch chuyển theo phương ngang trong quá trình dịch chuyển. Ray dẫn hướng được lắp đặt ở hai bên cabin và đối trọng với độ chính xác theo yêu cầu cần thiết (đòi hỏi độ chính xác về độ thẳng đứng của ray, khoảng cách các đầu ray…). Công tắc hành trình: Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các thiết bị trong mạch điều khiển, người ta bố trí các thiết bị bảo vệ liên động, các tiếp điểm hành trình để đảm bảo cho thang máy dừng chính xác, không vượt khỏi phạm vi giới hạn (các loại công tắc hạn chế hành trình trên, hạn chế hành trình dưới, công tắc chuyển đổi tầng, công tắc đến tầng…). Cáp nâng cabin và đối trọng: Phải đảm bảo chịu lực nâng và lực ma sát với puli theo đúng tiêu chuẩn an toàn cho phép trong lắp đặt thang máy. Có thể dùng cáp thép hoặc cáp thép có phủ nhựa bên ngoài để kéo cabin thang máy. -- Cáp thép phủ nhựa có sự linh hoạt và khả năng kéo tải tốt hơn so với loại cáp thép thông thường.(Hình 1.7.2.4). - Đối với loại cáp thép truyền thống, sự hao mòn gây ra là bởi nhiều yếu tố, đó là ảnh hưởng của sự mài mòn của các sợi cáp khi chúng bị chèn vào bên trong và bị kéo ra khỏi rãnh kéo, do có sự bám bụi trên sợi cáp nên càng làm tăng thêm sự mài mòn sợi cáp, giảm thời gian sử dụng của cáp rất đáng kể. - Đối với loại cáp thép phủ nhựa, nhờ có lớp nhựa nên nó bám chặt bánh đà, tạo nên sự ma sát thích hợp, không có sự mài mòn nào gây ra thêm giữa các rãnh, các sợi cáp thép được phủ nhựa nên tránh được bụi bám, nhờ đó tránh bị hao mòn. Tuy nhiên sự giảm khả năng chịu lực của dây thép theo thời gian sử dụng vẫn xảy ra, nhưng ta có thể biết trước được sự giảm tuổi thọ của cáp nhờ vào tính toán và do nhà sản xuất cung cấp.
Hình 1.7.2.4: Cáp thép phủ nhựa của hãng OTS Hệ thống phanh bảo hiểm : Buồng thang còn được trang bị thêm các bộ phận phanh bảo vệ phòng khi cáp treo bị đứt, bị mất điện, khi tốc độ buồng thang vượt quá 20% ( 40% tốc độ định mức, phanh sẽ tác động. Thường có 3 loại phanh: Phanh kiểu nêm. Phanh kiểu lệch tâm. Phanh bảo hiểm kiểu kìm. Trong đó, phanh bảo hiểm kiểu kiềm(hình 1.7.2.5) được sử dụng rộng rãi hơn cả, nó bảo đảm cho buồng thang dừng tốt hơn so với các loại phanh khác. Phanh bảo hiểm thường được đặt phía dưới buồng thang, có gọng kìm trượt theo thanh dẫn hướng.

Hình 1.7.2.5: Phanh bảo hiểm kiểu kìm Bộ giảm chấn(Hình1.7.2.6.1&Hình 1.7.2.6.2): Dưới đáy giếng có bố trí thêm các bộ giảm chấn nhằm tránh hiện tượng va đập quá mạnh khi công tắc hạn chế hành trình không tác động, hoặc khi thang bị đứt cáp treo…, dùng để chống sốc hoặc va chạm mạnh gây ảnh hưởng đến an toàn cho hành khách đang sử dụng thang máy, đồng thời tránh hư hỏng cho cabin và đối trọng thang máy.

 
Hình 1.7.2.6.3:Vị trí lắp đặt hệ thống giảm chấn trong giếng thang Chuyển động của buồng thang phải êm, không gây sốc, gây cảm giác khó chịu cho hành khách. Phải dừng chính xác đến tầng để không gây nguy hiểm và trở ngại cho hành khách khi ra vào buồng thang. Hệ thống cảm biến cửa(Hình 1.7.2.7): Hệ thống cảm biến cửa là mạng lưới tia hồng ngoại bao phủ ngay vị trí cửa ra vào cabin, điều khiển hoạt động của cửa nhằm bảo vệ an toàn cho hành khách và hàng hóa khi ra vào buồng thang.Ngoài ra nó còn làm giảm sự hư hỏng của thang trong trường hợp di vận chuyển vật nặng hoặc di chuyển ra vào chậm. Tăng cường khả năng tin cậy của hệ thống. - Đặc tính: Hệ thống cảm biến cửa sử dụng thiết bị thu và phát tia hồng ngoại tạo ra một mạng lưới cắt ngang khung cửa, hệ thống quét liên tục để phát hiện bất cứ tia hồng ngoại nào bị gián đoạn, nếu có, hệ thống sẽ mở cửa ngay lập tức và không gây va chạm cho hành khách (hoặc hàng hóa) với cửa.

Hình 1.7.2.7:Mô hình hệ thống cảm biến cửa Hệ thống tự động bảo vệ bằng điện (Automatic Rescue Divide) (hình 1.7.2.8): Khi thang máy có sự cố hoặc gặp lỗi không mong muốn, hành khách có thể bị mắc kẹt bên trong buồn thang. Khi đó thiết bị bảo vệ tự động sẽ tác động ngay lập tức, nó được cấp nguồn từ nguồn điện dự trữ (hệ thống acqui,…), buồng thang khi đó sẽ được điều khiển đưa đến tầng gần nhất và hệ thống cửa sẽ được tự động mở ra. Lĩnh vực ứng dụng: Bộ ARD được dùng vận hành cho trường hợp khẩn cấp cần bảo vệ tự động cho thang máy, được kết nối với hộp số thang máy (dùng nguồn 3 pha AC), cùng các bộ phanh (dùng nguồn DC). Tuỳ theo yêu cầu, hệ thống truyền động mở cửa có thể vận hành bằng dòng điện AC hoặc DC. - Nguyên lý hoạt động: Bộ ARD tự hoạt động khi thang máy bị mất điện, khi đó nó sẽ điều khiển tay quay của hộp số đưa cabin thang máy về đến tầng gần nhất và tự động mở cửa buồng thang. 
Hình 1.7.2.8:Tủ điện ARD   CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC (SIEMENS) 2.1. Giới Thiệu Về Thiết Bị Điều Khiển Khả Trình. 2.1.1. Giới thiệu tổng quan: - Hệ thống điều khiển công nghiệp được tạo ra từ một nhóm bao gồm các thiết bị điện và điện tử, nó mang đến sự chính xác, hiện đại và tránh được các hư hại trong sản xuất. Hệ thống điều khiển bao gồm nhiều dạng khác nhau, khác từ nguồn năng lượng sử dụng, cách thức vận hành cho đến máy móc thiết bị. - Khi thời đại công nghiệp bắt đầu, đặc biệt vào những năm 60-70, những bộ tiếp điểm rơle được dùng để tự động vận hành các máy móc thiết bị, kèm theo đó là việc sử dụng dây điện để kết nối chúng với nhau trong bảng điều khiển. - Có những bảng điện điều khiển to bằng cả vách tường. Khi đó, muốn tìm ra được lỗi xảy ra trong hệ thống sẽ gây mất rất nhiều thời gian, đặc biệt là với những hệ thống công nghiệp mang tính phức tạp. Đồng thời, tuổi thọ của các bộ tiếp điểm rơle là có giới hạn nên nó cần phải được thay thế. Khi đó, toàn bộ máy móc phải tạm dừng và kể cả toàn hệ thống sản xuất. - Đôi khi, bảng điện điều khiển không còn đủ khoảng trống để có thể thay đổi hoặc lắp đặt thêm nhằm mục đích nâng cấp yêu cầu sử dụng, vì nó chỉ dùng cho một mục đích nên không dễ thích nghi với yêu cầu của một hệ thống mới. Bên cạnh đó, người thợ điện khi thực hiện công việc bảo trì cũng đòi hỏi có những kỹ năng tay nghề cao mới có thể tìm ra được lỗi một cách tương đối nhanh chóng. Do đó tính linh hoạt của bảng điện điều khiển truyền thống là không cao. + Tốn khá nhiều công sức cho việc kết nối dây điện. + Khó khăn cho việc thay thề và sửa chữa. + Khó xác định lỗi nhanh chóng, muốn vậy đòi hỏi người thợ phải có kỹ năng tay nghề cao. + Khi có sự cố về điện xảy ra, cần phải tạm ngưng sản xuất để xác định lỗi và tiến hành sửa chữa. Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một thiết bị máy công nghiệp… người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời (relay, timer, contactor..) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển.Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa, bảo trì do đó giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó hay thay đổi công nghệ mới. Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn điều khiển cho một máy sản xuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định, linh hoạt…Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Progammable Logic Controller) ra đời để giải quyết vấn đề trên. Để đơn giản hoá việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Progammable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển. Trong quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là dạng lập trình biểu đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên 70, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (Data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathod Ray Tube: CTR), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với hệ thống PLC riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những hệ thống phức tạp, số lượng cổng vào/ra