Thiết kế và điều khiển bãi giữ xe tự động dùng plc s7 – 200

LỜI CẢM ƠNĐe luận văn được hoàn thành tốt đẹp thì trước tiên, em xin chân thành cám on Thầy Nguyễn Tấn Đời đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em vượt qua những khó khăn trong quá trì

Trang 1

PHẦN I

GIỚI THIỆU

Trang 2

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học

Sư Phạm Kỹ Thuật Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Thành Phổ Hồ Chí Minh

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP

• • •

Họ và tên: NGUYỄN TÁT LINH MSSV: 07101054

Lớp: 07101054

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Hệ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

Niên khóa: 2007-2012

1 Tên đề tài: “ Thiết kế và điều khiển mô hình bãi giữ xe tự động dùng PLC

S7 -200”

2 Co’ sở ban đầu:

3 Nội dung các phần lý thuyết và tính toán:

4 Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN TẤN ĐỜI

5 Ngày giao nhiệm vụ:

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2011

Chủ nhiệm bộ môn

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Đe luận văn được hoàn thành tốt đẹp thì trước tiên, em xin chân thành cám on Thầy

Nguyễn Tấn Đời đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em vượt qua những khó khăn trong

quá trình làm luận văn này

Tiếp theo, em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô Khoa Điện- Điện Tử đã truyền thụ cho

em những kiến thức quý báo cho em trong 4 năm qua và đã tạo mọi thuận lợi cho em hoàn thành luận văn này

Sau cùng, em xin gửi lời cảm on đến những người bạn bè đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho em hoàn thành luận văn này

Trân trọng cám ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tất Linh

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngành điện tử cũng có được nhừng thành tựu to lớn, các thiết bị điện - điện tử được sử dụng ngày càng rộng rải và mang lại hiệu quả cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, kỳ thuật cũng như trong đời sống xã hội

Trong công nghiệp thì ngành điện tử ngày càng đóng vai trò quan trọng, đặc biệt là việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất công nghiệp nhờ đó mà giảm bớt được lao động chân tay và nâng cao năng suất lao động, cũng như chất lượng sản phẩm

Một trong những thiết bị tự động hóa đó là PLC, ngày nay PLC được sử dụng ngày càng nhiều vì những ưu điểm vượt trội như dễ lập trình, dễ sử dụng, điều khiển chính xác Trong quá trình học tập ớ trường em cũng được trang bị một số kiến thức co bản về PLC nên em chọn thực hiện đề tài tốt nghiệp về PLC để củng cố lại kiến thức đã học, đồng thời cũng là dịp tìm tòi,

nghiên cứu sâu hơn những vấn đề về PLC Đề tài của em “THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN BÃI

GIŨ XE TỤ ĐỘNG DÙNG PLC S7 - 200”.

Do sự hạn chế về thời gian và kiến thức của bản thân nên luận văn khó tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý Thầy Cô và các bạn

Trân trọng cám ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tất Linh

Trang 6

MỤC LỤC

Trang

PHÀN I: GIÓI THIỆU i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP M LỜI CẢM ƠN iii

LỜI NÓI ĐẦU ¡V MỤC LỤC V PHÀN II: NỘI DUNG 1

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 2

1.1 TÌM HIẾU ĐỀ TÀI: 3

Ĩ.2.ĐẶT VẤN ĐỀ: 4

1.3 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI 4

1.4 GIỚI HẠN ĐÊ TÀI 5

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Tự ĐỘNG 6

IL 1 THIẾT KẾ - THI CÔNG PHÀN cơ KHÍ CHO MỔ HÌNH BÃI GIỮ XE Tự ĐỘNG 7

II 1.1 Bãi giữ xe tự động trong thực tế: 7

II 1.2 Mô hình bãi giữ xe tự động: 10

II.2 THIẾT KẾ - THI CÔNG PHÀN ĐIỆN CHO MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Tự ĐỘNG 12 11.2.1 Nguồn cung cấp cho mô hình: 12

11.2.2 C ác mạch điện sử dụng trong mô hình: 15

11.2.2.1 Mạch cầu H: 15

11.2.2.2 Mạch cảm biến hồng ngoại: 30

11.2.2.3 Mạch PWM dùng IC 555: 36

CHƯƠNG III: ĐIỀU KHIÊN HỆ THÓNG sử DỤNG PLC S7- 200 43

III 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7- 200 44

III 1.1 Giới thiệu tổng quát về PLC: 44

Trang 7

III 1.1.2.Giới thiệu về PLC S7-200 CPU 214 45

III 1.1.2.2 Các lệnh cơ bản: 50

III 1.1.2.2.1 Lệnh về bit 50

III 1.1.2.2.2 Timer: TON, TOF, TONR 51

III 1.1.2.2.3 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điếm 52

III 1.1.2.2.4 Counter 53

III 1.1.2.2.5 Lệnh Move 54

III 1.1.2.2.6 Lệnh tăng/giảm 56

III 1.1.2.2.7 Lệnh so sánh 56

III 1.1.2.2.8 Lệnh nhảy và lệnh gọi chuông trình con 57

III 1.1.2.3 Một số ứng dụng quan trọng trong S7 - 200: 59

III 1.1.2.3.1 Bộ đếm tốc độ cao (HSC): 59

III 1.1.2.3.2 Bộ phát xung (PTO) và bộ điều chế độ rộng xung (PWM) 69

III 1.1.2.3.3 Ngắt trong PLC S7 - 200 71

III.2 TRUYỀN THÔNG sử DỤNG FREEPORT 73

111.2.1 Giới thiệu về chế độ Freeport 73

111.2.2 ứng dụng chế độ Freeport: 73

111.2.3 Yêu cầu kỹ thuật: 74

111.2.4 Các buớc khởi tạo Freeport: 74

CHƯƠNG IV: PHẦN MÈM ĐIỀU KHIỂN CHO PLC S7 - 200 79

IV 1 Lưu đồ giải thuật: 80

IV 1.1 Bảng quy ước các tín hiệu vào ra, và ý nghĩa tên các chương trình con: 81

IV 1.2 Lưu đồ chương trình chính: 82

IV 1.3 Lưu đồ chương trình con: 84

IV 1.3.1 Lưu đồ chương trình con khởi tạo Freeport: 84

IV 1.3.2 Lưu đồ chương trình ngắt INT O: 85

IV 1.3.3 Luu đồ chương trình con CUAVAO: 85

Trang 8

IV 1.3.4 Luu đồ chương trình con GUITRAI: 87

Trang 9

IV 1.3.6 Lưu đồ chương trình con DĨVAOl và DĨVA011: 89

IV 1.3.7 Lưu đồ chương trình con DIVA02 và DỈVA022: 89

IV 1.3.8 Lưu đồ chương trình con DIVA03 và DIVA033: 90

IV 1.3.9 Lưu đồ chưong trình con TANG2: 90

IV 1.3.11 Lưu đồ chưong trình con HAXƯONG: 91

IV 1.3.12 Lưu đồ chương trình con LAYTRAI: 92

IV 1.3.13 Lưu đồ chương trình con LAYPHAI: 93

IV 1.3.16 Lưu đồ chưong trình con HAXUONG1: 95

IV 1.3.17 Lưu đồ chương trình con CUARA: 95

IV.2 Chương trình điều khiên bãi giữ xe tự động: 97

IV.2.1 Chương trình chính: 97

IV.2.2 Chương trình con khởi tạo Freeport: 109

III 2.3 Chương trình ngắt INT O: 110

IV 2.4 Chương trình con CUAVAO: 110

IV.2.4 Chương trình con GƯITRAI: 113

IV.2 5 Chương trình con GƯIPHAI: 117

IV.2.6 Chương trình con DIVAOl: 121

IV.2.7 Chương trình con DIVA02: 122

IV.2.9 Chương trình con TANG2: 124

ĨV.2.10 Chương trình con TANG3: 125

IV.2.11 Chương trình con HAXƯONG: 126

IV.2.12 Chương trình con LAYTRAI: 127

Trang 10

IV.2.14 Chương trình con DIVAOl 1: 135

viii

IV.2.13 Chương trình con LAYPHAI: 131

vii

Trang 11

IV.2.14 Chương trình con DIVAOl 1: 135

TV.2.15 Chương trình con DIVA022: 136

IV.2.19 Chương trình con HAXUONG1: 141

IV 2.20 Chương trình con CUARA: 141

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 144

V 1 TÓM TẮT ĐỀ TÀI: 144

V 2 Tự ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI: 145

V.3.HƯỚNG PHÁT TRIỀN ĐÈ TÀI: 145

PHẦN III:_PHỤ LỤC xii

TÀI LIỆU THAM KHẢO xiii

NỘI DUNG ĐÍNH KÈM (CD) xiv

Trang 12

LIỆT KÊ HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bãi giữ xe truyền thống 3

Hình 1.2 Mô hình bãi giữ xe xếp chồng 3

Hình 1.3 Mô hình bãi xe nhiều tầng 4

Hình 1.4 Mô hình bãi giữ xe tụ- động 4

Hình 2.1 Hệ thống Mâm truợt 9

Hình 2.2 Khung thang nâng xe 9

Hình 2.3 Động cơ kéo robot vào ra 11

Hình 2.4 Động cơ kéo robot lên xuống 11

Hình 2.5 Động cơ kéo và đẩy pallate 12

Hình 2.6 Thanh trượt 12

Hình 2.7 Nguồn máy vi tính ATX 13

Hình 2.8 Sơ đồ nguồn chính trong nguồn máy tính ATX 14

Hình 2.9 Các dạng jack cắm trong nguồn máy tính ATX 14

Hình 2.10 Hình dáng của mạch cầu H 15

Hình 2.11 Cấu tạo Relay 16

Hình 2.12 Cầu tạo của Transistor NPN và PNP 17

Hình 2.13 Nguyên lý hoạt động của Transistor NPN 17

Hình 2.14 BJT NPN mắc theo kiều c chung 18

Hình 2.15 BJT PNP mắc theo kiều E chung 19

Hình 2.16 MOSFET kênh p loại D - MOSFET và loại E - MOSFET 20

Hình 2.17 Phân cực cho MOSFET kênh N 21

Hình 2.118 Dùng MOSFET kênh N điều khiển motor DC 22

Hình 2.19 Sơ đồ chân của IRF 4905 23

Hình 2.20 Sơ đồ chân của 2N3904 24

Trang 13

Hình 2.22 Khóa trên của mạch cầu H 26

X

Hình 2.21 Sơ đồ chân của IRF 3305 25

Hình 2.23 Phân cực cho transistor 2N3904 26

Hình 2.24 Khóa dưới của mạch cầu H 27

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 28

Hình 2.26 Sư đồ bố trí linh kiện mạch cầu H 29

Hình 2.27 Sơ đồ mạch in mạch cầu H 29

Hình 2.28 Led phát hồng ngoại 30

Hình 2.29 Led thu hồng ngoại 31

Hình 2.30 Sơ đồ chân transistor 2SC1815 31

Hình 2.31 Phân cực cho led phát 32

Hình 2.32 Phân cực cho led thu 33

Hình 2.33 Phân cực cho 2SC1815 34

Hình 2.34 Phân cực cho 2SC1815 dẫn bão hòa 34

Hình 2.35 Biến đổi tương dương thevernin 35

Hình 2.36 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến hồng ngoại 35

Hình 2.37 Sơ đồ bổ trí linh kiện mạch cảm biến hồng ngoại 36

Hình 2.38 Sơ đồ mạch in mạch cảm biến hồng ngoại 36

Hình 2.39 Hình dạng IC 555 36

Hình 2.40 Sư đồ chân của IC 555 37

Hình 2.41 Cấu tạo bên trong IC 555 39

Hình 2.42 Nguyên lý hoạt động của IC 555 39

Hình 2.43 Mạch IC 555 tạo dao động 40

Hình 2.44 Thiết kế mạch 555 41

Hình 2.45 Sơ đồ nguyên lý mạch PWM dùng IC 555 42

Hình 2.46 Sơ đồ bố trí linh kiện mạch PWM dùng IC 555 43

Hình 2.47 Sơ đồ mạch in mạch PWM dùng IC 555 43

Hình 3.1 Cấu tạo của PLC 44

Trang 14

XI Hình 3.2 Bộ điều khiển lập trình S7 - 200, CPU 214 46

Trang 15

Hình 2.22 Khóa trên của mạch cầu H 26

XII

Trang 23 23 24 24 24 25 31 31 38 Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined

Hình 3.3 Sơ đồ các chân của RS485 47

Hình 3.4 Chu kỳ thực hiện theo vòng quét (scan) trong S7 - 200 49

Hình 3.5 Cấu trúc chương trình của S7 - 200 50

Hình 3.6 Mode đếm 0, 1, 2 62

Hình 3.7 Mode đếm 3, 4, 5 62

Hình 3.8 Mode đếm 6, 7, 8 63

Hình 3.9 Modeđếm 9, 10, 11 dạng IX 63

Hình 3.10 Mode đếm 9, 10, 11 dạng 4X 64

LIỆT KÊ BẢNG Bảng Bảng 2.1 Thông số định mức của IRF 4905

Bảng 2.2 Đặc tính điện của IRF 4905

Bảng 2.3 Thông số kỳ thuật của 2N3904

Bảng 2.4 Đặc tính điện của 2N3904

Bảng 2.5 Thông số định mức của IRF 3305

Bảng 2.6 Đặc tính điện của IRF 3305

Bảng 2.7 Thông số định mức của 2SC1815

Bảng 2.8 Đặc tính điện của 2SC1815:

Bảng 2.9 Thông số định mức của IC 555

Bảng 3.1 Mô tả lệnh s (Set) và R (Reset) bằng LAD:

Bảng 3.2 Mô tả lệnh so sánh bằng ngôn ngũ- LAD:

Bảng 3.3 Mô tả lệnh JMP và lệnh CALL

Bảng 3.4 Bộ đếm HSC trong S7 - 200

Bảng 3.5 Tần sô" cho phép đếm của HSC:

Trang 16

XIII Bảng 3.6 Byte trạng thái và byte điều khiển của HSC

Trang 17

Bảng 3.7 Giá trị đếm tức thời và Giá trị đặt trước Error! Bookmark not defined.

xii

Bảng 3.8 Ý nghĩa của các vùng nhớ khi sử dụng HSC Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.9 Ket noi input của HSC Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.10 Cấu trúc byte SMB47 được gọi là byte điều khiển của HSCIError! Bookmark not

defined Bảng 3.11 Cấu trúc byte SMB57 được gọi là byte điều khiến của HSC2Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.12 Byte điều khiển cho PTO và PWM Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.13 Các thanh ghi khác của PTO/PWM Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.14 Các giá trị nạp cho byte điều khiển và kết quả thực hiệnError! Bookmark not defined Bảng 3.15 Các sự kiện ngắt trong S7 - 200 Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.16 Khởi tạo Freeport Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.17 Khởi tạo nhận dữ liệu qua Freeport Error! Bookmark not defined.

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	80,5 KB