Lập trình điều khiển cho garage ôtô

Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô TRNG I HC S PHM K THUT VINH KHOA IN N MễN HC IU KHIN LP TRèNH PLC Tờn ti : Lp trỡnh iu khin cho garage ụtụ Giỏo viờn hng dn: Sinh viờn thc hin: V Anh Tun Lờ Vn Sn Lp : Vinh:thỏng 12 nm 2009 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô Nhn xột ca giỏo viờn hng dn Nhn xột ca giỏo viờn phn bin Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô Mc lc Ni dung Li núi u Chng I: Gii thiu chi tit ni dung ti I - t II - Khỏi nim chung v garage ụ tụ III - Yờu cu chung ca garage ụ tụ IV -Yờu cu cụng ngh V - Mụ t hot ng h thng VI - Lu gii thut iu khin h thng garage ụtụ Chng II: Tng quan v iu khin lp trỡnh PLC I -c im b iu khin lp trỡnh II -Nhng khỏi nim c bn III -Cu trỳc phn cng ca PLC IV -Khỏi nim c bn v lp trỡnh PLC12 V -C ch hot ng v x lý tớn hiu trờn PLC 16 Chng III: Tng quan v b iu khin lp trỡnh OMRON I- Gii thiu chung 21 II - Gii thiu thit b iu khin lp trỡnh CPM 1A v CPM 2A21 III - Tp lnh c bn dựng thit b iu khin kh trỡnh PLC OMRO 36 IV- Gii thiu v cm bin62 V- S kt ni vo ca thit b PLC OMRON 68 Chng IV: S mt bng,s mch iu khin v gin thi gian ca gara bng PLC OMRON I - Chng trỡnh iu khin69 II S mt bng.75 III Gin thi gian 76 Kt lun.77 Ti liu tham kho v trớch dn 77 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô Li núi u Cựng vi s phỏt trin ca ngnh cụng nghip t nc c bit l s phỏt trin ca Cụng ngh in t - tin hc Cú th coi l mt cuc cỏch mng cụng ngh trờn ton th gii nc ta, ngnh k thut in t - tin hc ó c ng dng vo lnh vc iu khin t ng, c bit l k thut vi x lớ Hin nay, ngi ta ó sn xut nhng thit b cú th lp trỡnh c ú chớnh l thit b iu khin cú lp trỡnh Programable Logic Controlle vit tt l PLC Ra i nm 90, PLC cú th coi l mt ng dng in hỡnh ca mch vi x lớ, chim n 80% v tr thnh xu th mi iu kin cụng nghip ang phỏt trin Vit Nam So vi quỏ trỡnh iu khin bng mch in t thụng thng thỡ PLC cú nhiu im hn hn, vớ d nh: Kt ni mch in n gin, rỳt ngn c thi gian lp t cụng trỡnh, d dng thay i cụng ngh nh vic thay i ni dung chng trỡnh iu khin, ng dng iu khin phm vi rng, tin cy cao Hin trờn th gii cú rt nhiu hóng sn xut b iu khin lp trỡnh (Omron, Siment, ABB, Misubishi, GE fanus ) vi nhiu ng dng: T ng hoỏ quỏ trỡnh cụng ngh cung cp vt liu cho quỏ trỡnh sn xut, t ng hoỏ cỏc mỏy gia cụng c khớ, iu khin h thng trm bm, iu khin cỏc thit b thu lc v khớ nộn, t ng hoỏ quỏ trỡnh lp rỏp cỏc linh kin in - in t, iu khin thang mỏy, h thng ốn giao thụng Ngy cú rt nhiu nh cao tng, hm m xut hin lm cho din tớch t ngy cng thu hp, xe ngy cng nhiu vỡ vy khụng cú din tớch xe gii quyt ny ngi ta xõy dng cỏc ga vi cỏc h thng iu khin khỏc nhau.Trong phm vi ỏn mụn hc ny tỏi dng thit b lp trỡnh PLC vit chng trỡnh cho h thng iu khin ga Thit b kh trỡnh PLC m tụi s dng vit chng trỡnh iu khin ỏn ny l PLC OMRON ca Nht Trong quỏ trỡnh lm ỏn cng gp nhiu khú khn, nhng c s hng dn ca thy V ANH TUN v cỏc bn ng nghip hon thnh tụi ó ỏn ny Mc dự ó c gng nhng chn khụng trỏnh sai sút Rt mong s úng gúp ý kin ca cỏc thy cụ giỏo, cỏc quý bn c, cng nh cỏc bn ng nghip ỏn c hon thin hn Xin chõn thnh cm n! Sinh viờn Lờ Vn Sn Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô CHNG I GII THIU CHI TIT NI DUNG TI I t Trong cụng cuc hin i hoỏ t nc thỡ vic t ngy cng thu hp,nờn xe cng ngy cng nhiu,mt khỏc cỏc loi xe t li chim din tớch khỏ ln,m xe t ngy cng nhiu.Vỡ vy cú ch u cho xe ụ tụ thỡ ngi ta thit k cỏc ga ụ tụ iu khin bng h thng PLC.Nú thng c xõy dng di cỏc nh cao tng,khỏch sn nh hng II Khỏi nim chung v Ga ụ tụ Ga ra: l ni u xe rói cho ụ tụ Trong thc t ga c s dng rng rói v iu khin bng h thng PLC Cỏc b phn ch yu: ng c, 3cm bin, h thng ốn chiu sỏng, h thng qut thụng giú,cỏc ốn bo tớn hiu,h thng bỏo chỏy III Yờu cu chung ca ga ra: - D iu khin, lm vic tin cy - Cỏc thit b phi cú bn cao v tui th hnh ln - m bo an ton tuyt i cho ngi v thit bi - Cỏc cm bin phi bỏo chớnh xỏc - Vn u t phự hp - H thng qut thụng giú phi lm vic m bo - H thng bỏo chỏy - Chi phớ hnh thp IV Yờu cu cụng ngh Gii thiu thit b:Ga bao gm 40 ch c chia lm gara nh S0 nỳt n dng , S1 S4 cỏc nỳt n bỏo hiu quỏ ti ca gara nh , S5 nỳt n ng , B1 Sensor bỏo ụ tụ vo gara , B2 Sensor bỏo ụ tụ ri ga ,B3 Sensor bỏo chỏy RESET to li t u(tng ng nh ga khụng cú xe no ) H1-H4 l tớn hiu ốn bỏo quỏ ti ca gara 1-Ga sỏng ốn xanh , , vng bỏo tớn hiu cng ga ra,S6 l nỳt dng h thng ốn chiu sỏng, S7 nỳt m h thng chiu sỏng,S8 nỳt n dng h thng qut thụng giú,S9 Nỳt m h thng qut thụng giú,S10 Nỳt n dng h thng bỏo chỏy,H5 ốn h thng chiu sỏng, H6 h thng qut thụng giú v H7 chuụng bỏo chỏy v h thng bo v s c, cp ngun d phũng mt in V - Mụ t hot ng h thng Nguyờn tc iu khin:khi cú tớn hiu xe vo thỡ cm bin B1 ghi nhn v tỏc ng lờn b m COUNTER ,b m ờm lờn 1.Khi xe th 40 vo gara thỡ ốn xanh tt,ốn sỏng.khi gara dó 40 xe m cú tớn hiu xe thỡ ốn tt,ốn vng sỏng(bỏo hiu cú chun b cú ch trng gara ).trong trng hp Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô gara cha 40 xe thỡ ốn xanh sỏng ( bỏo cũn ch u xe gara) H thng qut thụng giú v h thng ốn chiu sỏng luụn thay lm vic m bo s thoỏng mỏt cho xe v ngi.h thng bỏo chỏy luụn lm vic m bo an ton cho thit b gara v ngi VI -LU GII THUT IU KHIN H THNG GARAGE Reset h thng, kim tra li S CB VO =1 Tng n v S B= 12 ốn xanh ốn S Cb ra=11 ốn vng Gim n v S Cb ra= 12 ốn xanh Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô CHNG II TNG QUAN V IU KHIN LP TRèNH PLC I - c im b iu khin lp trỡnh Hin nhu cu v mt b iu khin linh hot v cú giỏ thnh thp ó thỳc y s phỏt trin nhng h thng iu khin lp trỡnh (programmable logic control ).H thng s dng CPU v b nh iu khin mỏy múc hay quỏ trỡnh hot ng.Trong hon cnh ú b iu khin lp trỡnh (PLC) ó c thit k nhm thay th phng phỏp iu khin truyn thng dựng rle v thit b cng knh,nú to mt kh nng iu khin thit b d dng v linh hot da trờn vic lp trỡnh cỏc lnh logic c bn,ngoi PLC cũn cú th thc hin c nhng tỏc v khỏc nh lm tng kh nng cho nhng hot ng phc B nh chng trỡnh Panel lp trỡnh n v iu khin B nh d liu Khi ng vo Khi ng Mch giao tip cm bin Mch cụng sut & c cu tỏc ng S bờn PLC - Hot ng ca PLC l kim tra tt c trng thỏi tớn hiu ngừ vo c a v t quỏ trỡnh iu khin,thc hin logic c lp chng trỡnh v kớch tớn hiu iu khin cho thit b bờn ngoi tng ng.Vi cỏc mch giao tip chun vo v ca PLC cho phộp nú kt ni trc tip n nhng c cu tỏc ng (actuators) cú cụng sut nh ngừ v nhng mch chuyn i tớn hiu (transducers) ngừ vo ,m khụng cn cú cỏc mch giao tip hay rle trung gian.Tuy nhiờn,cn phi cú mch in t cụng sut trung gian PLC iu khin nhng thit b cú cụng sut ln Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô - Vic s dng PLC cho phộp chỳng ta hiu chnh h thng m khụng cn cú s thay i no v mt kt ni dõy;s thay i ch l thay i chng trỡnh iu khin b nh thụng qua thit b lp trỡnh chuyờn dựng.Hn na ,chỳng cũn cú u im l thi gian lp t v a vo hot ng nhanh hn so vi h thng iu khin truyn thng m ũi hi cn phi thc hin vic ni dõy phc gia cỏc thit b ri - V phn cng,PLC tng t nh mỏy tớnh truyn thng v chỳng cú cỏc c im thớch hp cho mc ớch iu khin cụng nghip Kh nng chng nhiu tt Cu trỳc dng modul ú d dng thay th,tng kh nng (ni thờm modul m rng vo / ) v thờm chc nng (ni thờm modul chuyờn dựng) Vic kt ni dõy v mc in ỏp tớn hiu ng vo v ng c chun hoỏ Ngụn ng lp trỡnh chuyờn dựng:Ladder,Intruction,Functionchat d hiu v d s dng Thay i chng trỡnh iu khin d dng Nhng c im trờn lm cho PLC c s dng nhiu vic iu khin cỏc mỏy múc cụng nghip v iu khin quỏ trỡnh II- Nhng khỏi nim c bn B iu khin lp trỡnh l ý tng ca mt nhúm k s hóng General Motors Vo nm 1968 h ó cỏc ch tiờu k thut nhm ỏp ng nhng yờu cu iu khin cụng nghip : D lp trỡnh v thay i chng trỡnh iu khin , s dng thớch hp nh mỏy Cu trỳc dng modul d dng bo trỡ v sa cha Tin cy hn mụi trng sn xut ca nh mỏy cụng nghip Dựng linh kin bỏn dn nờn cú kớch thc nh hn mch r-le chc nng tng ng - Nhng ch tiờu ny to s quan tõm ca cỏc k s thuc nhiu ngnh nghiờn cu v kh nng ng dng ca PLC cụng nghip Cỏc kt qu nghiờn cu ó a thờm mt s yờu cu cn phi cú chc nng ca PLC: lnh t cỏc lnh logic n gin c h tr thờm cỏc lnh v tỏc v nh thi, tỏc v m , sau ú l cỏc lnh x lý toỏn hc , x lý bng d liu , x lý xung tc cao , tớnh toỏn s liu s thc 32 bit , x lý thi gian thc c mó mch , vv - ng thi s phỏt trin v phn cng cng t c nhiu kt qu nh b nh ln hn ,s lng ngừ vo / nhiu hn , nhiu modul chuyờn dựng hn Vo nhng nm 1976 PLC cú kh nng iu khin cỏc ngừ vo / bng k thut truyn thụng , khong 200 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô - Cỏc h PLC ca cỏc hóng sn xut phỏt trin t loi hot ng c lp ch vi 20 ngừvo/ra v dung lng b nh chng trỡnh 500 bc n cỏc PLC cú cu trỳc modul nhm d dng m rng thờm kh nng v cỏc chc nng chuyờn dựng khỏc X lý tớn hiu liờn tc (analog) iu khin ng c servo,ng c bc Truyn thụng S lng ngừ vo/ra B nh m rng - Vi cu trỳc modul cho phộp chỳng ta m rng hay nõng cp mt h thng iu khin dựng PLC vi chi phớ v cụng sc ớt nht Bng1.1: So sỏnh c tớnh k thut gia nhng h thng iu khin Ch tiờu so sỏnh Giỏ thnh tng Chc nng Kớch thc vt ly Tc iu khin Kh nng chng nhiu Lp t Kh nng iu khin tỏc v phc thay i iu khin Cụng tỏc bo trỡ R - le Khỏ thp Mch s Thp Mỏy tớnh Cao PLC Thp Ln Rt gn Khỏ gn Rt gn Chm Rt nhanh Khỏ nhanh Nhanh Xut sc Tt Khỏ tt Tt Mt thi gia thit k lp t Khụng Mt thi gian thit k Mt nhiu thi gian lp trỡnh Lp trỡnh v lp t n gin Cú Cú Cú Rt khú Khú Kộm -cú rt nhiu cụng tc Kộm-nu IC c hn Khỏ n gin Rt n gin Kộm -cú nhiu mch in t chuyờn dựng Tt-cỏc modul c tiờu chun húa - Theo bng so sỏnh ,PLC cú nhng c im v phn cng v phn mm lm cho nú tr thnh b iu khin cụng nghip c s dng rng rói Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô III- Cu trỳc phn cng ca PLC - PLC gm ba chc nng c bn : B vi x lý , b nh , b vo/ra Trng thỏi ngừ vo ca PLC c phỏt hin v lu vo b nh m PLC thc hin cỏc lnh logic trờn cỏc trng thỏi ca chỳng v thụng qua chng trỡnh trng thỏi ng c cp nht v lu tr vo b nh m sau ú trng thỏi ng b nh m c dựng úng m cỏc tip im kớch hot cỏc thit b tng ng , nh vy s hot ng ca cỏc thit b c iu khin hon ton t ng theo chng trỡnh -b nh , chng trỡnh c np vo PLC thụng qua thit b lp trỡnh chuyờn dựng Bus B m a ch Bus iu khin B nh chng trỡnh EEPRO M tu chn B nh chn g trỡnh Ngu n pin CP U b vi x lý EPRO M B m B nh h thn g RO M Cloc k B nh d liu Kh i vo RA M Bus D Liu B m Bus h thng (Vo/Ra) Mch cht Mch giao tip B m B lc Pannsel lp trỡnh Mch cỏch ly S cu trỳc bờn PLC Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn 10 Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô 3.1 B x lý trung tõm (CPU - Center - Processing - Unit) B x lý trung tõm iu khin v qun lý tt c hot ng bờn ca PLC.Vic trao i thụng tin gia CPU, b nh v vo c thc hin thụng qua h thng bus di s iu khin ca CPU Mt mch dao ng thch anh cung cp xung clock tn s chun cho CPU thng l hay MHz, tựy thuc vo b x lý c s dng.Tn s xung clock xỏc nh tc hot ng ca PLC v c dựng thc hin s ng b cho tt c cỏc phn t h thng 3.2 B nh v b phn khỏc : Tt c cỏc PLC u dựng cỏc loi b nh sau : ROM ( Read Only Memory ) : õy l b nh n gin nht (loi ch c) nú gm cỏc ghi, mi ghi lu tr mt t vi mt tớn hiu iu khin, ta cú th c mt t bt k v trớ no ROM l b nh khụng thay i c m ch c np chng trỡnh mt ln nht RAM ( Random Access Memory) : l b nh truy xut ngu nhiờn, õy l b nh thụng dng nh ct gi chng trỡnh v d liu ca ngi s dng D liu RAM s b mt mt in Do ú iu ny c gii quyt bng cỏch luụn nuụi RAM bng mt ngun pin riờng EEPROM : õy l loi b nh ma nú kt hp s truy xut linh hot ca RAM v b nh ch c khụng thay i ROM trờn cựng mt , ni dung ca nú cú th xoỏ hoc ghi li bng in nhiờn cng ch c vi ln B ngun cung cp : B ngun cung cp ca PLC s dng hai loi in ỏp AC hoc DC , thụng thng ngun dựng cp in ỏp 100 n 240 V:50/60 Hz , nhng ngun DC thỡ cú cỏc giỏ tr :5V,24V DC Ngun nuụi b nh :Thụng thng l pin m rng thi gian lu gi cho cỏc d liu cú b nh , nú t chuyn sang trng thỏi tớch cc nu dung lng t cn kit v nú phi thay vo v trớ ú d liu b nh khụng b mt i Cng truyn thụng : PLC luụn dựng cng truyn thụng trao i d liu chng trỡnh , cỏc loi cng truyn thụng thng dựng l : RS232,RS432,RS 485.Tc truyn thụng tiờu chun : 9600 baud Dung lng b nh : i vi PLC loi nh thỡ b nh cú dung lng c nh ( thng l 2K) dung lng ch ỏp ng cho khong 80% hot ng iu khin cụng nghip giỏ thnh b nh gim liờn tc ú cỏc nh sn sut PLC trang b b nh ngy cng ln hn cho cỏc sn phm ca h Sinh viên thực hiện: Lê Văn Sơn 11 Đồ án môn học: Lập trình điều khiển garage ô tô 3.3 Khi vo Mi hot ng x lý tin hiu bờn PLC cú mc in ỏp 5V DC ;15V DC ( in ỏp cho TTL, CMOS ) tớn hiu iu khin bờn ngoi cú th ln hn nhiu , thng l 24V DC n 240V DC vi dũng ln Nh vy vo cú vai trũ l mch giao tip gia mch vi in t ca PLC vi cỏc mch cụng sut bờn ngoi , kớch hot cỏc c cu tỏc ng : Nú thc hin s chuyn i cỏc mc in ỏp tớn hiu v cỏch ly Tuy nhiờn vo cho phộp PLC kt ni trc tip vi cỏc c cu tỏc ng cú cụng sut nh (