ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC: Điều khiển chuông tự động trong trường học

I. Khái quát chung về hệ thống chuông tự động trong giờ học a) Khái niệm:Chuông báo trường học là một thiết bị dùng âm thanh của chuông báo kết hợp đèn báo để thông báo về thời gian bắt đầu hoặc kết thúc buổi học ,tiết học .Đây là một thiết bị quan trọng giúp một trường học quản lý được thời gian học trên lớp học và thông báo chính xác thời gian học tập và giảng dậy của sinh viên và giáo viên b) Yêu cầu cần thiết • Chuông thiết kế phải báo chuông vàora tiết học chuẩn xác, đúng giờ. • việc chuyển đổi giờ học đơn giản, để có thể ứng dụng cho nhiều trường học khác nhau • Chuông báo tiết học phải có hai chế độ auto và manual. • Chuông thiết kế thông minh với việc ngừng hoạt động vào những ngày lễ, tết (dương lịch), các đợt nghỉ hè. Không báo chuông vào các đợt thi học kì • Chuông báo phải tối ưu vơi mọi điện kiện như mất điện hoặc thời gian học không cố định vẫn phát huy được công dụng báo c) Yêu cầu công nghệ Đối với đề tài này hệ thống chuông báo trường học dùng hệ thống điều khiển PLC kết hợp với chuông báo và đèn báo để điều khiển hoạt động chuyển dao của các tiết học, ca học….ở đây ta có 3 ca: ca sáng,ca chiều và ca tối • Ca sáng 6 tiết : bắt đầu từ 7h đến 11h55 phút • Ca chiều 6 tiết:bắt đầu từ 12h30 phút đến 17h25 phút • Ca tối 4 tiết :bắt đầu lúc 18h đến 21h15 phút Do việc chuyển dao giữa các tiết của các ca như nhau nên ta phân tích quá trình bắt đầu và chuyển giao của một tiết học Buổi sáng 7h chuông kêu 10s báo hiệu bắt đầu tiết học thứ nhất => sau 45 phút => chuông kêu 5s báo hiệu kết thúc tiết tiết thứ nhất => sau 5 phút ra chơi=> chuông kêu 10 giây báo hiệu vào tiết học tiếp theo…Và quá trình này lặp đi lặp lại hết 6 tiết của ca sáng …ca chiều và ca tối tương tự

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chun Mơn Tự Động Hóa ĐỒ ÁN HỌC PHẦN: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Đề tài : Điều khiển chuông tự động trường học I Khái quát chung hệ thống chuông tự động học a) Khái niệm:Chuông báo trường học thiết bị dùng âm chuông báo kết hợp đèn báo để thông báo thời gian bắt đầu kết thúc buổi học ,tiết học Đây thiết bị quan trọng giúp trường học quản lý thời gian học lớp học thơng báo xác thời gian học tập giảng dậy sinh viên giáo viên b) Yêu cầu cần thiết • Chng thiết kế phải báo chng vào/ra tiết học chuẩn xác, • việc chuyển đổi học đơn giản, để ứng dụng cho nhiều trường học khác • Chng báo tiết học phải có hai chế độ auto manual • Chng thiết kế thông minh với việc ngừng hoạt động vào ngày lễ, tết (dương lịch), đợt nghỉ hè Khơng báo chng vào đợt thi học kì • Chuông báo phải tối ưu vơi điện kiện điện thời gian học không cố định phát huy công dụng báo c) Yêu cầu công nghệ Đối với đề tài hệ thống chuông báo trường học dùng hệ thống điều khiển PLC kết hợp với chuông báo đèn báo để điều khiển hoạt động chuyển dao tiết học, ca học….ở ta có ca: ca sáng,ca chiều ca tối • Ca sáng tiết : 7h đến 11h55 phút • Ca chiều tiết:bắt đầu từ 12h30 phút đến 17h25 phút • Ca tối tiết :bắt đầu lúc 18h đến 21h15 phút Do việc chuyển dao tiết ca nên ta phân tích q trình bắt đầu chuyển giao tiết học Buổi sáng 7h chuông kêu 10s báo hiệu bắt đầu tiết học thứ => sau 45 phút => chuông kêu 5s báo hiệu kết thúc tiết tiết thứ => sau phút chơi=> chuông kêu 10 giây báo hiệu vào TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chun Mơn Tự Động Hóa tiết học tiếp theo…Và trình lặp lặp lại hết tiết ca sáng …ca chiều ca tối tương tự  Khơi động ta ấn nút( I0.0 ) đèn báo Q0.1có điện, tiếp điểm Q0.1 làm nhiệm vụ trì đóng lại dẫn tới đọc thời gian READ_TIME cấp nguồn Ấn nút I0.2 cho SET_TIME hoạt động để cập nhập thời gian cho PLC Bộ READ_TIME đọc thời gian PLC yêu cầu cấp điện liên tục.Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực chuyển sang mã BCD lƣu vào đệm byte liên thứ tự sau: Byte Năm (0-99) Byte Tháng (0-12) Byte Ngày (0-31) Byte Giờ (0-23) Byte Phút (0-59) Byte Giây (0-59) Byte Ngày tuần (1-7) ) 1: Sunday Hình5: READ_TiME PLC Bộ SET_TIME cập nhật thời gian PLC yêu cầu cấp điện thòi gian đóng cắt nút ấn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chun Mơn Tự Động Hóa Lệnh có tác dụng ghi nội dung đệm byte với byte đƣợc định toán hạng T vào đồng hồ thời gian thực Trong T thuộc vùng nhớ sau : VB, IB, QB, MB, SMB Nếu cần điều chỉnh thông số năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây, ngày tuần điều chỉnh byte nhƣ sau Byte Năm (0-99) Byte Tháng (0-12) Byte Ngày (0-31) Byte Giờ (0-23) Byte Phút (0-59) Byte Giây (0-59) Byte Ngày tuần (1-7) ) 1: Sunday Các tiếp điểm so sánh VB3,VB4,VB5 (so sanh mốc thời gian) thỏa mãn với điều kiện so sánh đặt chúng se hoạt động Trong : VB3 so sánh VB4 so sánh phút VB5 so sánh giây II Phân tích lựa chọn mơ hình hệ thống chng tự động cho đề tài 1)Phân tích hệ thống Chng tự động thực theo chương trình định sẵn, chương trình người lập trình thực Chương trình nạp vào PLC Bộ điều khiển làm nhiệm vụ điều khiển hoạt động chuông điện Thành phần điều khiển PLC, thực lệnh PLC kiểm tra khống chế thiết bị bên ngồi (Động cơ, cảm biến, cơng tắc ) Khi kiểm tra TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chun Mơn Tự Động Hóa xong thiết bị PLC điều khiển thực theo lệnh lập trình đưa định điều khiển PLC nhận tín hiệu điều khiển từ thiết bị đầu vào nút ấn, công tắc, công tắc hành trình hay tín hiệu đưa vào từ bàn phím Ngồi PLC cịn có đồng hồ thời gian thực dùng đầu vào Đây thiết bị đưa lệnh điều khiển yêu cầu cho thiết bị phải đảm bảo độ tin cậy cao để có lệnh điều khiển xác Tín hiệu đầu PLC đóng vai trị lệnh điều khiển đối tượng điều khiển Ta đưa vào PLC thuật toán, hàm để PLC phân tích tính tốn điều khiển chng, PLC điều khiển đóng/ngắt chng báo tiết học với thời gian ta cài đặt trước 2)Mơ hình hệ thống Sau ta có sơ đồ khối tổng quan hệ thống chuông báo trường học III Thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống 1.Giản đồ thời gian( lưu đồ thuật toán ) Lưu đồ thuật toán TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chun Mơn Tự Động Hóa Giản đồ thời gian 2.Viết chương trình mơ I0.0 : Nút ấn start TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Mơn Tự Động Hóa I0.1: Nút ấn stop I0.2 Nút ấn cấp nguồn cho đọc thời gian Q0.1 Duy trì nguồn cho tồn mạch Q0.2 rơ le điều khiển chuông ca sáng Q0.32 rơ le điều khiển chuông ca chiều Q0.42 rơ le điều khiển chuông ca tối TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Môn Tự Động Hóa TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Môn Tự Động Hóa TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Môn Tự Động Hóa TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Mơn Tự Động Hóa IV Thuyết minh ngun lý mạch Khởi động ấn I0.0 đèn báo Q.01 có điên ,đồng thời tiếp điểm Q0.1 đóng lại trì nguồn điện đến mạch gồm tiếp điểm so sánh thời gian hoạt động phụ thuộc vào đọc thời gian thực PLC READ_TIME …bộ đọc thời gian READ_TIME cấp nguồn liên tục Muốn cập nhập thời gian cho PLC ta ấn nút I0.2 sau cập nhập thời gian cho PLC thông qua cập nhập thời gian PLC SET_TIME lưu ý cấp điện thời gian đóng cắt nút ấn 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CNKT Điện-Điện Tử ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Chuyên Môn Tự Động Hóa Phân tích ngun lý làm việc ca: ta có ca học ca sáng ,ca chiều ca tối Ca học buổi sáng Do tiếp điểm so sánh thời gian hoạt động theo điều khiển đọc thời gian READ_TIME VB1:bộ so sánh năm ( 0-99 ) VB2:bộ so sánh tháng( 0-12) VB3:bộ so sánh (0-24 ) VB4 :bộ so sánh phút ( 0-60 ) VB5:bộ so sánh giây ( 0-60 ) VB7:bộ so sánh ngày tuần (1-7) Căn vào việc phân tích thời gian tiết học ta cài đặt thông số tiếp điểm so sánh Đúng 7h sáng tiếp điểm so sánh VB3 đóng ,0 phút tiếp điểm VB4 đóng,t >=0 giây tiếp điểm VB5 đóng ,rơle Q0.2 có điện ( đèn Q0.2 sáng) tiếp điểm Q0.2 mạch chng đóng lại chng kêu (Q0.0) báo hiệu bắt đầu tiết ca học buổi sáng ,sau 10 giây tiếp điểm VB5(t==0 giây tiếp điểm VB5 đóng lại nên rơle Q0.2 có điện (đèn Q0.2 sáng ) đóng tiếp điểm mạch chng đóng lại ,chng kêu ( Q0.0 ) báo hiệu kết thúc tiếp thứ ca sáng Sau phút chơi VB4(t=80) VB4 đóng lại ,t>=0 giây tiếp điểm VB5 đóng lại nên rơle Q0.2 có điện ( đèn Q0.2 sáng) tiếp điểm Q0.2 mạch chng đóng lại chng kêu (Q0.0) báo hiệu bắt đầu tiết ca học buổi sáng ,sau 10 giây tiếp điểm VB5(t=