Ứng dụng PLC vào gara xe

Ngày nay, Cùng với sự phát triển của khoa học thuật ngày càng mạnh, chính vì thế việc ứng dụng thành tựu của khoa học vào thực tế cũng khá nhiều. PLC ngày càng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp nhờ vào các tính năng ưu việt mà nó có được: PLC có khả năng thay thế hoàn toàn các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle (loại thiết bị phức tạp và cồng kềnh); khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa vào việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản; khả năng định thời, đếm; giải quyết các vấn đề toán học và công nghệ; khả năng tạo lập, gởi đi, tiếp nhận những tín hiệu nhằm mục đích kiểm soát sự kích hoạt, đình chỉ những chức năng của máy hoặc một dây chuyền công nghiệp

Tudonhoa-online.com LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay, Cùng với phát triển khoa học thuật ngày mạnh, việc ứng dụng thành tựu khoa học vào thực tế nhiều PLC ngày có nhiều ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghiệp nhờ vào tính ưu việt mà có được: PLC có khả thay hoàn toàn phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle (loại thiết bị phức tạp cồng kềnh); khả điều khiển thiết bị dễ dàng linh hoạt dựa vào việc lập trình lệnh logic bản; khả định thời, đếm; giải vấn đề toán học công nghệ; khả tạo lập, gởi đi, tiếp nhận tín hiệu nhằm mục đích kiểm soát kích hoạt, đình chức máy dây chuyền công nghiệp Dưới hướng dẫn thầy NGUYỄN ĐỨC TOÀN chúng em thực Đồ ÁN “ ứng dụng PLC vào gara xe” , mô hình gara xe hoàn toàn điều khiển PLC theo chương trình định trước LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu hoàn thành đề tài, nhóm nhận nhiều giúp đỡ quý thầy cô bạn Nhóm xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Công nghệ Điện tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm có thời gian điều kiện mặt để nghiên cứu Nhóm xin chân thành cảm ơn Giáo viên hướng dẫn – Thầy: Nguyễn Đức Toàn truyền đạt kiến thức chuyên ngành bổ ích cần thiết để nhóm hoàn thành tốt đề tài Bên cạnh đó, nhóm xin cảm ơn giúp đỡ bạn sinh viên lớp ĐHĐI1TLT nhiều mặt tài liệu tham khảo động viên tinh thần lúc nhóm gặp khó khăn Dù cố gắng thực đồ án này, chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp từ quí thầy cô bạn xin chân thành cảm ơn NHÓM SINH VIÊN LỚP DHDI1TLT THỰC HIỆN LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com NHÓM SV LỚP DHDI1TLT 1/ VŨ VĂN TUYỀN MSSV: 08015391 2/ TRẦN ANH TUẤN MSSV:08015891 3/ NGUYỄN THANH TUYỀN MSSV: 08019991 4/ KIỀU HỮU TUYẾN MSSV: 08020321 LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com Nhận xét giáo viên hướng dẫn: LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com Nhận xét giáo viên phản biện: MỤC LỤC LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com A - LÝ THUYẾT LIÊN QUAN PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC I - TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 1) Sơ lược lịch sử phát triển 2) Những ưu điểm kỹ thuật điều khiển PLC 3) Lợi ích việc sử dụng PLC: 4) Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng : II – CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC 1) Cấu trúc PLC 2) Các hoạt động xử lý bên PLC 3) Ngôn ngữ lập trình III - KẾT NỐI PLC VỚI THIẾT BỊ NGOẠI VI IV - QUY TẮC AN TOÀN KHI SỬ DỤNG PLC V - CÁC BƯỚC ĐỂ LẬP MỘT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO PLC VI – KHẢO SÁT PLC S7-200 CỦA HÃNG SIÊMENS PHẦN 2: GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN 1) Định Nghĩa Cảm Biến: 2) Phân loại cảm biến: 3) Các đặc trưng cảm biến: 4) Giới thiệu cảm biến ánh sáng 5) Cảm biến quang: 6) cảm biến quang công nghiệp B - ỨNG DỤNG PLC VÀ CẢM BIẾN VÀO GARA XE TỰ ĐỘNG I – MÔ HÌNH GARA XE 1) Sơ đồ nguyên lý mô hình LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com 2) Nguyên lý hoạt động II – MẠCH ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ 1) Sơ đồ nguyên lý 2) Nguyên lý hoạt động III – MẠCH CẢM BIẾN PHÁT HIỆN XE 1) Sơ đồ nguyên lý 2) Nguyên lý hoạt động IV- MẠCH ĐẾM 1) Sơ đồ nguyên lý 2) Nguyên lý hoạt động V- CHƯƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH PLC LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com LÝ THUYẾT LIÊN QUAN PHẦN I - Khái quát chung thiết bị điều khiển lập trình PLC - PLC viết tắt Programmable Logic Controller , thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm - Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chương trình “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình - Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối ( điều khiển Relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau : + Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa + Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp + Hoàn toàn tin cậy môi trường công nghiệp + Giao tiếp với thiết bị thông minh khác : máy tính , nối mạng , mô Module mở rộng + Giá cá thể cạnh tranh - Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng Relay dây nối Logic thời gian Tuy nhiên ,bên cạnh việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dể dàng cho PLC mà bảo đảm tốc độ xử lý giá … Chính điều gây quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm , định thời , ghi dịch … sau chức làm toán máy lớùn … Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều LỚP ĐHĐI1TLT Trang Tudonhoa-online.com - Trong PLC, phần cứng CPU chương trình đơn vị cho trình điều khiển xử lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực xác định chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực việc điều khiển dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức qui trình công nghệ , ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực cách dễ dàng mà không cần can thiệp vật lý so với dây nối hay Relay 1) Những ưu điểm kỹ thuật điều khiển PLC Chỉ tiêu so sánh Role Mạch số Máy tính PLC Khá thấp Thấp Cao Thấp Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả chống nhiễu Rất tốt Tốt Khá tốt Tốt Mất thời gian thiết kế lắp đặt Mất thời gian để thiết kế Lập trình phức tạp tốn thời gian Lập trình lắp đặt đơn giản Không có Có Có Có Rất khó Khó Khá đơn giản Kém Kém Kém Giá thành chức Lắp đặt Khả điều khiển tác vụ phức tạp Thay đổi, nâng cấp điều khiển Công tác bảo trì LỚP ĐHĐI1TLT Rất đơn giản Tốt Trang Tudonhoa-online.com 2) Lợi ích việc sử dụng PLC: Cùng với phát triển phần cừng lẫn phần mềm, PLC ngày tăng tính lợi ích PLC hoạt động công nghiệp Kích thước PLC thu nhỏ lại để nhớ số lượng I/O nhiều hơn, ứng dụng PLC ngày mạnh giúp người sử dụng giải nhiều vấn đề phức tạp điều khiển hệ thống Lợi ích PLC hệ thống điều khiển cần lắp đặt lần (đối với sơ đồ hệ thống, đường nối dây, tín hiệu ngõ vào I/O .), mà thay đổi kết cấu hệ thống sau này, giảm tốn phải thay đổi lắp đặt thay đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển role ), khả chuyển đổi hệ điều khiển cao ( giao tiếp PLC để truyền liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống điều khiển linh hoạt Không hệ thống cũ PLC dễ dàng lắp đặt chiếm khoảng không gian nhỏ điều khiển nhanh, nhiều hệ thống khác Điều cáng tỏ thuận lợi hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, trình lắp đặt hệ thống PLC tốn thời gian hệ thống khác Cuối người sử dụng nhận biết trục trặc hệ thống PLCX nhờ giao diện qua hình máy tính ( số PLC hệ sau có khả nhận biết cá hỏng hóc ( trouble shoding) hệ thống báo cho người sử dụng ) điều làm cho việc sữa chữa thuận lợi nhiều 3) Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng : Hiện plc ứng dụng thành công nhiều lĩnh vựt sản xuất công nghiệp dân dụng từ ứng dụng để điều khiển hệ thống đơn giản, có chức đóng mờ (on/off) thông thường đến ứng dụng cho lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính xác cao, ứng dụng thuật toán trình sản xuất lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc bao gồm: - Hóa học dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đông nghành hóa … - Chế tạo máy sản xuất: tự động hoá chế tạo máy, cân đông, trình lắp đặc LỚP ĐHĐI1TLT Trang 10 Tudonhoa-online.com CK A B C D E FG Hinh 4: sơ đồ khối hiển thị dùng LED LED có hình dạng Ta sử dụng LED cho khối giải mã.mỗi LED hiển thị cho hàng đơn vị là: hàng Trăm,hàng Trục,hàng Đơn Vị Ta nối chân a,b,c,d,e,f,g LED với chân 13,12,11,10,9,15,14 IC4511 LỚP ĐHĐI1TLT Trang 56 Tudonhoa-online.com I) Mô hình gara xe: 1) sơ đồ nguyên lý mô hình: : Vị trí đặt cảm biến : vị trí đặt đèn dẫn đường 2)Nguyên lý hoạt động : LỚP ĐHĐI1TLT Trang 57 Tudonhoa-online.com  Khi xe vào cổng có hệ thống đèn báo, đèn báo màu đỏ tức bãi xe đầy xe barie không mở đèn báo màu xanh, tức bãi trống, cảm biến tác động cho barie mở lên cho xe vào  Đầu xe vào tiếp tục đụng cảm biến thứ hai gắn cách cảm biến thứ khoảng 1.2m, mục đích cảm biến tác động cho động đảo chiều quay để đóng barie xuống xe vào hoàn toàn Ghi chú: Nếu phần thân xe không qua hết hai cảm biến barie đứng yên không đóng xuống  Khi xe qua khỏi cảm biến thứ đồng thời hệ thống chiếu sáng dẫn đường bãi xe tự động bật sáng, đèn dẫn đường dẫn xe tới ngăn trống  Khi xe vào ngăn, có cảm biến gắn ngăn xe để phát xe tác động lên đèn báo màu đỏ, báo hiệu ngăn có xe  Khi lấy xe khỏi ngăn cảm biến tác động, đèn xanh báo ngăn trống Khi xe cổng số , có hệ thống cảm biến phát tác động mở barie cho xe LỚP ĐHĐI1TLT Trang 58 Tudonhoa-online.com 2) LƯU ĐỒ HOẠT ĐỘNG 1) Lưu đồ hoạt động xe khoang: BEGIN START C/BI? N VÀO C? NG S D ĐÈN ĐƯ? NG M? C? NG C/BI? N ĐÓNG C? NG S D ĐÓNG C? NG VÀO C/BI? N KHOANG S D T? T ĐÈN ĐƯ? NG 2) Lưu đồ hoạt động có xe khoang: LỚP ĐHĐI1TLT Trang 59 Tudonhoa-online.com BEGIN START C/BIẾN VÀO CỔNG S D S C/BIẾN KHOANG D ĐÈN ĐƯỜNG MỞ CỔNG ĐÈN ĐƯỜNG C/BIẾN ĐÓNG CỔNG S D D TẮT ĐÈN ĐƯỜNG S D ĐÓNG CỔNG VÀO C/BIẾN KHOANG C/BIẾN MỞ CỔNG RA MỞ CỔNG RA S C/BIẾN ĐÓNG CỔNG RA S D ĐÓNG CỔNG RA TẮT ĐÈN ĐƯỜNG LỚP ĐHĐI1TLT Trang 60 Tudonhoa-online.com IV - Chương trình PLC điều khiển cho hệ thống: 5) 6) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 61 Tudonhoa-online.com 7) 8) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 62 Tudonhoa-online.com 9) 10) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 63 Tudonhoa-online.com 11) 12) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 64 Tudonhoa-online.com 13) 14) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 65 Tudonhoa-online.com LỚP ĐHĐI1TLT Trang 66 Tudonhoa-online.com LỚP ĐHĐI1TLT Trang 67 Tudonhoa-online.com LỚP ĐHĐI1TLT Trang 68 Tudonhoa-online.com LỚP ĐHĐI1TLT Trang 69 Tudonhoa-online.com LỚP ĐHĐI1TLT Trang 70 [...]... và các cổng vào ra tương tự đặt trong vùng nhớ cuối cùng Vùng này không thuộc kiểu non – volatile nhưng đọc được, ghi được 3 Khối mở rộng cổng vào, ra a Modul Mở Rộng Cổng Vào/ Ra Tất cả các PLC đều có cấu trúc dạng modul trừ một số PLC loại nhỏ, khả năng này cho phép mở rộng hệ thống dễ dàng bằng cách gắn thêm các modul vào/ ra mở rộng vào đường BUS của PLC Có thể mở rộng cổng vào/ ra của PLC bằng cách... Tudonhoa-online.com Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC II 1 Cấu trúc phần cứng : PLC gồm ba khối chức năng cơ bản: bộ xử lí, bộ nhớ và khối vào/ ra Trạng thái ngõ vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngõ ra được cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm Sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm... ngõ vào và ngõ ra được cấp phát một ô nhớ trong vùng RAM này Trong khi kưu trạng thái các ngõ vào/ ra vào RAM CPU quét khối ngõ vào và lưu trạng thái chúng vào RAM Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình Khi chương trình được thực hiện, trạng thái của các ngõ vào đã lưu trong RAM được đọc ra Các tác vụ được thực hiện theo các trạng thái trên và kết quả trạng thái của các ngõ ra được lưu vào. .. được gọi là một chu kỳ thực hiện Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :  Đọc trạng thái của 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... ra được lưu vào RAM ngõ ra Sau đó vào cuối chu kỳ quét, quá trình cập nhật trạng thái vào/ ra chuyển tất cả tín hiệu ngõ ra từ RAM vào khối ngõ ra tương ứng, kích các ngõ ra trên khối vào ra Khối ngõ ra được chốt nên chúng vẫn duy trì trạng thái cho đến khi chúng được cập nhật ở chu kỳ quét kế tiếp LỚP ĐHĐI1TLT Trang 18 Tudonhoa-online.com Tác vụ cập nhật trạng thái vào/ ra trên được tự động thực hiện... với PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra có hay không sự truyền thông giữa máy tính và PLC S7-200 (kiểm tra sự có mặt của PLC hay không) LỚP ĐHĐI1TLT Trang 22 Tudonhoa-online.com - Symbol Table: Click chuột vào đây, ta sẽ được một bảng mà ở đó ta có thể định nghĩa các tên biến và đặt địa chỉ tương ứng cho các biến đó để có thể dễ nhớ và dễ kiểm tra.Các biến này có thể là các đầu vào/ ra,... RUN ( đèn xanh) báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc và đang thực hiện chương trình nạp vào trong máy STOP ( đèn vàng ) báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng Ix.x ( đèn xanh ) báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng vào (x.x = 0.0 1.5 ) Qy.y ( đèn xanh ) báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng ra (y.y = 0.0 1.1 ) Cổng truyền thông S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông... nhận biết cho đến quá trình cập nhật kế tiếp xảy ra Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được sử dụng, thường là vài ms Thời gian thực thi chương trình (chu kỳ quét) phụ thuộc vào độ lớn chương trình điều khiển Thời giant hi hành một lean cơ bản (một bước) là 0,08 µs đến 0.1 µs tùy loại PLC, nên chương trình có độ lớn 1K bước (1000 bước) có chu kỳ quét là 0,8 ms đến 1ms... Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập trình khác nhau - Đối với PLC S7-200, SIEMEN đó xây dựng một phần mềm để có thể lập trình cho họ PLC loại này Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN32.Đây là một phần mềm chạy trên nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiên bản khác nhau Ở đây tập trung nói về STEP7-MicroWIN32 version 4.0 - Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200,... kích hoạt các thiết bị tương ứng Như vậy, sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ Chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng PLC S7- 200 của hãng Siemens có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lí CPU 212 hoặc CPU 214… CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra và có khả