ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1TÌM HIỂU PLC VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÈN GIAO THÔNG – KẾT HỢP VỚI VIỆC KẾT NỐI MÁY TÍNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH CƠ SỞ THANH HÓA – KHOA CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN 1 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU PLC VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÈN GIAO THÔNG – KẾT HỢP VỚI VIỆC KẾT NỐI MÁY TÍNH GIÁO VIÊN HD : PHẠM THÁI HÒA NHÓM SV : NHÓM 02 LỚP : CDDI13BTH THANH HÓA, THÁNG 03 NĂM 2014. ` Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính DANH SÁCH NHÓM 02 TT HỌ VÀ TÊN MSSV GHI CHÚ 1 Nguyễn Trọng Tuấn 11014043 2 Nguyễn Tuấn Linh 11021153 3 Nguyễn Mạnh Toản 11012623 4 Nguyễn Văn Hoàng 11021073 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thanh Hóa, ngày … tháng … năm 2014 GIẢNG VIÊN GVHD : Phạm Thái Hòa Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính MỤC LỤC GVHD : Phạm Thái Hòa Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính DANH MỤC HINH GVHD : Phạm Thái Hòa Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính DANH MỤC BẢNG GVHD : Phạm Thái Hòa Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, ở mọi ngành sản xuất, mục tiêu nâng cao suất lao động, chất lượng sản phẩm và giá trị kinh tế là mục tiêu quan trong hàng đầu. Để đạt được mục tiêu trên cần phải có nhiều biện pháp thích hợp với từng giai đoạn phát triển. Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ cao, việc ứng dụng các công nghệ điều khiển tự động vào các quy trình sản xuất là hướng đi tất yếu cho sự phát triển kinh tế xã hội. Việc ứng dụng công nghệ PLC vào điều khiển tự động- Đặc biệt là thiết kế và thi công đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính đã đem lại kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ứng dụng PLC ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian xử lý dữ liệu ngắn kể cả việc thống kê và in ra kết quả. Vì vậy việc ứng dụng PLC vào điều khiển tự động là vấn đề rất quan trọng. Với đề tài nghiên cứu, thiết kế và thi công đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính điều khiển bằng PLC Mitsubishi FX1N, giúp em có thể hiểu được một số ứng dụng và phương pháp lập trình điều khiển của PLC hãng Mitsubishi. Đây chỉ là một mô hình nhỏ và là hệ thống ứng dụng ngoài thực tế. Tuy nhiên, PLC là một lĩnh vực mới đối với sinh viên đang ngồi trên ghế nhà trường, cũng như thời gian nghiên cứu tương đối ngắn, nên mặc dù được thầy giáo hướng dẫn tận tình và sự nỗ lực của nhómnhưng không tránh khỏi những sai sót. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thái Hòa đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian qua. Thanh Hóa , ngày … tháng …. năm 2014 Nhóm sinh viên thực hiện: GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 6 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật ngành tự động hóa đã phát triển nhanh chóng cùng với các ngành công nghệ khác, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Tự động hóa đóng vai trò cốt lõi trong hệ thống của các công ty, nhà máy sản xuất, giao thông Cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ gia tăng không ngừng về các loại phương tiện giao thông. Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên.Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điều khiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một giải pháp. Để viết chương trình điều khiển đèn giao thông ta có thể viết trên nhiều hệ ngôn ngữ khác nhau. Nhưng với những ưu điểm vượt trội của PLC FX 1N như: Có thể ghép nối mở rộng, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt. Nên ở đây tôi đã tìm hiểu hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programmble Logic Control) với ngôn ngữ lập trình của FX 1Nđể viết chương trình điều khiển đèn giao thông. Xuất phát từ những nhu cầu thực tế, tình trạng ách tắc thường xảy ra vào những thời gian cao điểm.Với ham muốn hiểu biết về về lĩnh vực này, tôi xin chọn đề tài : “tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” làm đồ án nôn học. Mục đích của đề tài này là hiểu biết về các thiết bị tự động hoá, các giải pháp tự động hoá tích hợp toàn diện thông qua PLC FX 1N và quan trọng nhất là những giải pháp giao thông tại các ngã tư và cụm ngã tư nhằm tiết kiệm thời gian và ách tắc giao thông (Điều khiển Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ gia tăng không ngừng về các loại phương tiện giao thông. Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên.Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điều khiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một giải pháp. Với suy nghĩ là ứng dụng kiến thức đã học ở trường và GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 7 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính tìm hiểu thêm ở thực tế và sách vở, chúng em đã chọn đề tài “tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” với mong muốn sau khi thực hiện xong đề tài này chúng em có thể làm việc thành thạo hơn ở các nhà máy sản xuất và các công ty chuyên về tự động hóa. 1.2. Mục đích và yêu cầu đề tài Nhằm phục vụ cho công nghệ dây chuyền sản xuất tự động hiện đại nhanh chóng, chính xác và hiệu quả cho các xí nghiệp, nhà máy sản xuất công nghiệp, những nơi có dây chuyền sản xuất tự động. Từ mục đích đề tài “tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” phải đảm bảo các yêu cầu: Sử dụng tiện lợi, hiệu quả và rộng rãi trên khắp cả nước. Tự động mà không cần đến sự can thiệp tại chỗ của người vận hành. 1.3. Giới hạn của đồ án Hệ thống PLC nói chung là thiết bị sử dụng linh kiện điện tử hiện đại, cho nên đòi hỏi phải có một khoảng thời gian dài tìm hiểu. Có rất nhiều khó khăn trong lúc thực hiện đề tài “Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính”. Với thời gian ngắn nhưng lại có nhiều vấn đề cần giải quyết, hơn nữa kiến thức người tìm hiểu đề tài có hạn, sinh viên thực hiện đề tài chỉ tập trung giải quyết những vấn đề sau: Tìm hiểu và phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống PLC . Ứng dụng của hệ thống PLC để thiết kế và thi công đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính. 1.4. Thực hiện đề tài Nghiên cứu mô hình “tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính” sử dụng PLC FX1N của hãng tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việc ghép Mitshumishi. Thông qua PLC thực hiện đóng mở hệ thống relay, bộ đếm, thanh ghi … Lập trình điều khiển PLC . Thiết kế hệ thống đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính. GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 8 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 2.1. Sơ đồ khối Hình 2.1 : Sơ đồ khối của hệ thống Hệ thống được điều khiển bởi bộ điều khiển lập trình Programmable Logic Controller viết tắc là PLC , cụ thể là PLC MITSUBISHI FX1N và một số thiết bị khác như, rơ le, nút bấm, Aptomat, đèn 2.2. Phân tích các khối ứng dụng 2.2.1. Khối nguồn Trong hệ thống ta dùng bộ nguồn có điện áp ổn định gồm cả nguồn AC và DC Nguồn AC dùng để cung cấp cho bộ nguồn biến đổi AC- DC 24V, PLC , biến tần, đèn báo Nguồn DC dùng để cung cấp cho rơle và nguồn điều khiển PLC Hình 2.2 :Hình khối nguồn cung cấp cho PLC GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 9 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính 2.2.2. Khối nhận tín hiệu điều khiển 2.2.2.1. Nút nhấn Là thiết bị dùng để tiếp nhận các tín hiệu điều khiển như: - Nhận tín hiệu để khởi động hệ thống. - Nhận tín hiệu để khởi động chức năng. - Nhận tín hiệu để dừng hệ thống. - Nhận tín hiệu để dừng chức năng. Hình 2.3: Hình dạng một số nút nhấn trong công nghiệp 2.2.2.2. Khối xử lý PLC là thiết bị điều khiển lập trình được thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Các chương trình (hay sự kiện) khi ta viết song nạp vào hệ thống bên trong PLC thì các chương trình này được khích hoạt bởi các tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện đếm. Hình 2.4: Hình dạng PLC GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 10 [...]... PLC FX1N-40MR GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 24 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính Hình 3.6: Cấu tạo các ngõ kết nối của PLC FX1N-40MR Trong đó : 1 Bộ nhớ RAM/EEPROM cho chương trình PLC 2 Vít định vị PLC 3 Vít định vị ngõ vào ra của PLC 4 Ngõ vào của PLC 5 Đèn báo trạng thái ngõ vào 6 Nắp bảo vệ bus mở rộng 7 Đèn báo trạng thái hoạt động của PLC 8 Đèn. .. X10 – X17, 24 (Y00 – Y07, Y10 – Y17, X20 – X27) Y20 – Y27) 32 (X00 – X07, X10 – X17, 32 (Y00 – Y07, Y10 – Y17, X20 – X27, X30 – X37) Y20 – Y27, Y30 – Y37) 40 (X00 – X07, X10 – X17, 40 (Y00 – Y07, Y10 – Y17, X20 – X27, X30 – X37, X40 – Y20 – Y27, Y30 – Y37, Y40 X47) – Y47) 64 (X00 – X07, X10 – X17, 64 (Y00 – Y07, Y10 – Y17, X20 – X27, X30 – X37, X40 – Y20 – Y27, Y30 – Y37, Y40 X47, X50 – X57, X60 – X67,... cố định PLC 10 Ngõ ra của PLC 11 Mở rộng kết nối với adapter 12 Bus mở rộng 13 Công tắc Run/Stop 14 Kết nối thiết bị lập trình 15 Biến trở điều chỉnh GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 25 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính a Thông số kỹ thuật Bảng 3.3: Bảng thông số chi tiết họ PLC FX1N Đặc tính kỹ thuật của hệ thống Dữ liệu chương trình Số ngõ vào/ra FX1N... được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458,… GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 13 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính Khối xử lý trung tâm (CPU) gồm ba phần: bộ xử... thái của các ngõ vào và ngõ ra vật lý Ngõ vào nhận tín hiệu trực tiếp GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 32 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính từ cảm biến và ngõ ra của các relay, transistor hay triac vật lý Các ngõ vào và ngõ ra cần được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất Mỗi nhà sản xuất PLC đều có ký hiệu và cách đánh số riêng, nhưng... logic ngõ GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 31 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính vào và relay logic ngõ ra Ngôn ngữ này gần gũi với người sử dụng hơn ngôn ngữ Instruction và được xem như là ngôn ngữ cấp cao Phần mềm lập trình sẽ được biên dịch các ký logic trên thành mã máy và lưu vào bộ nhớ của PLC Sau đó, PLC sẽ thực hiện các tác vụ điều khiển theo... Y40 X47, X50 – X57, X60 – X67, – Y47, Y50 – Y57, Y60 – X70 – X77) GVHD : Phạm Thái Hòa Y67, Y70 – Y77) Trang 33 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính Với các module mở rộng, tổng sốngõ vào tối đa là 248 (X367) Tuy nhiên tổng số ngõ vào và ngõ ra không được vượt quá 256 3.6.2 Rơle phụ trợ Relay là bộ nhớ 1 bit và có tác dụng như relay phụ trợ vật lý trong... thì ta GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 27 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính phải sử dụng các relay trung gian hay thông qua các contactor Đối với ngõ vào thì cũng được dùng nguồn DC nối với các công tắc, cảm biến để tạo các mức logic 0 hoặc 1 Đối với loại PLC có chân S/S (Word special) thì có 2 cách đấu đối với ngõ vào là: dạng sink, dạng source Hai cách... mở 5 Đèn báo nguồn 6 Nguồn cấp cho tải 7 Nối đất 8 Cầu chì 9 Tụ lọc 10 Thiết bị bảo vệ (CB, ) GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 29 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính 11 Nguồn 24 VDC 12 Nguồn 24 VDC ra Đấu mạch tín hiệu vào  Đấu ngõ vào dạngsource : chân S/S đấu vào 0V Đấu ngõ vào dạng sink: chân S/S đấu vào 24VDC Hình 3.9: Sơ đồ đấu mạch tín hiệu vào Trong... Trang 16 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính cho đến cuối chương trình Một chu kỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau: - Đọc trạng thái tất cả đầu vào: PLC thực hiện lưu các trạng thái vật lý của ngõ vào Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành - Thực hiện chương trình: Bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần . khiển PLC . Thiết kế hệ thống đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính. GVHD : Phạm Thái Hòa Trang 8 Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính CHƯƠNG. ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính DANH MỤC HINH GVHD : Phạm Thái Hòa Tìm hiểu về PLC và ứng dụng thiết kế đèn giao thông, kết hợp với việc ghép nối máy tính DANH. hình “tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việc ghép nối máy tính sử dụng PLC FX1N của hãng tìm hiểu về PLC và đèn giao thông - kết hợp với việc ghép Mitshumishi. Thông qua PLC thực