đồ án điều khiển đèn giao thông sử dụng plc s7 1200

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TRÊN S7-1200 GVHD: SV: MSV: HN – LỜI CÁM ƠN Sau trình học tập rèn luyện khoa … trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội với hướng dẫn đôn đóc tận tình thầy giáo…… hoàn thành đồ án tốt nghiệp cao đẳng Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy ……., người thầy động viên giúp đỡ nhiều mặt tinh thần kiến thức để vượt qua ngày tháng khó khăn tìm tòi hiểu biết lĩnh vực để cuối hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngày hôm Một lần xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, chúc Thầy mạnh khỏe có tháng năm công tác tốt thầy mong đợi Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến thầy cô khoa … dìu dắt cho kiến thức, cho kiến thức chuyên nghành kinh nghiêm quý báu với nỗ lực thân hoàn thành đồ an tốt nghiệp hôm Tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình , bạn bè tất người thân tạo điều kiện giúp đỡ giúp đỡ nhiều để có kết đồ an ngày hôm Một lần xin cám ơn tất người LỜI NÓI ĐẦU Đèn giao thông đời phát minh vĩ đại người Hãy thử tưởng tượng xem, giao thông Việt Nam đèn giao thông không hoạt động 10 phút chưa nói đến đèn báo giao thông Đèn báo giao thông phần thiếu hệ thống giao thông đường Việt Nam Từ thời xa xưa, ô tô chưa xuất hiện, đèn báo giao thông màu xanh, màu đỏ sử dụng để làm đèn dẫn cho tàu hỏa Cũng thời kỳ đó, phương tiện di chuyển chủ yếu người xe ngựa Thập niên 1860, Ở London, ùn tắc giao thông xuất mà người chen chúc tuyến đường đòi hỏi phải có giải pháp để khắc phục Khi đó, nhà quản lý giao thông đường sắt có tên John Peake Knight đưa giải pháp khắc phục tiền đề cho xuất đèn báo giao thông ngày năm sau, giao lộ tuyến phố Bridge Great George London, hệ thống cột đèn tín hiệu đời đánh dấu bước phát triển lớn lĩnh vực giao thông quản lý giao thông Knight dự đoán, hệ thống đèn tín hiệu giao thông nhanh chóng lắp đặt nhiều tuyến đường khác không Anh nhiều quốc gia khác giới Tuy nhiên, cố xảy sau tháng vận hành hệ thống đèn tín hiệu giao thông Một sỹ quan cảnh sát gặp tai nạn gas bóng đèn bị rò rỉ phát nổ Ngay lập tức, dự án đèn tín hiệu giao thông đường bị dừng lại lo sợ ảnh hưởng tới người tham gia giao thông Cũng từ sau vụ tai nạn đó, đèn tín hiệu giao thông phải thêm tới 40 năm xuất trở lại mà chúng trở nên phổ biến tuyến đường giao thông Mỹ Khi mà phát triển ngành công nghiệp ô tô lớn Từ đây, nhiều ý tưởng đèn tín hiệu giao thông đời mà lượng phương tiện tham gia giao thông lớn ví dụ như: + Năm 1910, nhà sáng chế người Mỹ tên Ernest Sirrine sáng chế đèn tín hiệu giao thông điều khiển cách tự động giới thiệu bang Chicago, Mỹ + Năm 1912, Một sỹ quan thành phố Salt Lake, Utah có tên Lester Wire Farnsworth phát minh đèn tín hiệu giao thông sử dụng điện giới, đặc điểm đèn tín hiệu có màu xanh đỏ + Đến năm 1920, Một sỹ quan cảnh sát thành phố Detroit- Mỹ, William Potts biến đèn tín hiệu giao thông từ màu thành màu xanh cây, vàng đỏ ngày + Đến thập niên 1930 đèn tín hiệu giao thông dành cho người qua đường thức đời Ngày nay, đèn báo giao thông sử dụng tất tuyến đường giao thông, việc trang bị hệ thống đèn báo giao thông giúp người tham gia giao thông nhận biết đâu thời điểm an toàn để họ lái xe qua ngã ba, ngã tư, đâu thời điểm để người qua đường…Hệ thống giúp điều khiển giao thông theo trật tự định Hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt…không thể thiếu đèn báo giao thông Đèn báo giao thông giúp người tham gia giao thông an toàn, giúp người điều khiển giao thông dễ dàng điều khiển giao thông Là người tham gia giao thông, nghiêm chỉnh chấp hành tín hiệu đèn báo giao thông luật giao thông đường Giới thiệu s7-1200 I.Hình dạng bên Để viết chương trình điều khiển đèn giao thông ta viết nhiều hệ ngôn ngữ khác Nhưng với điểm ưu việt vượt trội s7-1200, tiếp nối phát triển S7-200 – điều khiển quen thuộc với người sử dụng Với thiết kế theo dạng module, tính cao, SIMATIC S7-1200 thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đến trung bình Đặc điểm bật S7-1200 tích hợp sẵn cổng truyền thông Profinet (Ethernet), sử dụng chung phần mềm Simatic Step Basic cho việc lập trình PLC hình HMI Điều giúp cho việc thiết kế, lập trình, thi công hệ thống điều khiển nhanh chóng, đơn giản Bên cạnh CPU S7-1200 phần mềm lập trình mới, dải sản phẩm hình HMI dùng cho PLC S7-1200 giới thiệu Tất tạo giải pháp tích hợp, thống cho thị trường tự động hóa cỡ nhỏ (Micro Automation) S7-1200 bao gồm họ CPU 1211C, 1212C, 1214C Mỗi loại CPU có đặc điểm tính khác nhau, thích hợp cho ứng dụng khách hang II Cấu trúc bên trong: Cũng giống PLC họ khác, PLC s7-1200 gồm phận bản: xử lý, nhớ, nguồn, giao tiếp xuất – nhập -Bộ xử lý gọi xử lý trung tâm (CPU) chứa vi xử lý, biên dịch tín hiệu nhập, thực hoạt động điều khiển theo chương trình lưu nhớ PLC, truyền định dạng tín hiệu hoạt động đến thiết bị xuất -Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC 24V cần thiết cho xử lý mạch điện modune giao tiếp nhập xuất hoạt động -Bộ nhớ nơi lưu giữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển kiểm soát vi xử lý -Các thành phần nhập xuất(input-output) nơi nhớ nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi truyền thông tin đến thiết bị điều khiển Tín hiệu nhập từ công tắc, cảm biến…Các thiết bị xuất cuộn dây cảu khởi động động cơ, van solenoid -Chương trình điều khiển nạp vào nhớ nhờ trợ giúp lập trình hay máy vi tính 2.Đấu dây Ở chọn CPU 1212C, để trình bày đấu dây tiêu biểu: Chúng ta cung cấp nguồn 24VDC hay 100 – 230VAC cho PLC thông số điện áp thể hình Nguồn cung cấp cho PLC 100-230VAC với tần số từ 47Hz – 63Hz Điện áp thay đổi khoản từ 85V – 264V Ở 264V dòng điện tiêu thụ 20A Nguồn cung cấp 24VAC Điện áp tháy đổi khoảng20.4V – 28.8V dong tiêu thụ 20A Các ngõ vào tác động mức điện tiêu biểu 24VDC Các ngõ PLC mức công tắc hở hay điện áp 15VDC Thời gian đổi trạng thái từ “0” lên “1” từ “1” xuống “0” tối thiểu 0.1us để PLC nhận biết Các ngõ 5VDC – 30VDC hay 5VAC – 250VAC Tùy theo cầu thực tế mà ta nối nguồn khác để phù hợp với ứng dụng 3.Module mở rộng Họ PLC s7-1200 cung cấp nhiều module tín hiệhgu đa dạng mạch tín hiệu cho xử lý có khả mở rộng bạn cài đặt them module giao tiếp nhờ vào giao thức truyề thông 4.Phương phấp lập chương trình điều khiển Khác với phương pháp điều khiển cứng, hệ thống điều khiển lập trình, cấu trúc điều khiển cách đấu dây độc lập với chương trình Chương trình định nghĩa hoạt động điều khiển viết nhờ giúp đỡ máy tính Để thay đổi tiến trình điều khiển, cần thay đổi nội dung nhớ điều khiển, không cần thay đổi cách nối dây ben Qua ta thấy ưu điểm phương pháp điều khiển lập trình so với phương pháp điều khiển phần cứng Do phương pháp sử dụng rộng rãi lĩnh vực điều khiển mềm dẻo Phương pháp điều khiển lập trình thực theo bước sau: 5.Các ngôn ngữ lập trình 5.1ngoon ngữ lập trình LAD (ladder logic) Chương trình LAD bao gồm cột dọc biểu diễn nguồn điện logic với kí hiệu công tắc logic tạo thành nhánh mách điện logic nằm ngang.Ở hình bên, logic điều khiển được biểu diễn công tắc thường đóng ngoc relay logic Các kí hiệu công tắc dung để xây dựng lên mạch logic nào: kết hợp nhiều mạch logic biểu diễn mạch điều khiển cho ứng dụng có logic điều khiển phức tạp ĐIều cần thiết cho công việc thiết kế chương trình ladder lập tài liệu hệ thống mà mô tả hoạt động chúng để người sử dụng hiểu mạch ladder cách nhanh chóng xác Các quy ước ngôn ngữ lập trình LAD: - Các đường dọc sơ đồ biểu diễn đường công suất, mạch kết nối với đường dây - Mỗi lấc thang (thanh ngang) xác định hoạt động trình điều khiển - Sơ đồ thang đọc từ trái sáng phải từ xuống Lấc đỉnh than đọc từ trái sang phải lấc thức tính từ xuống đọc tương tự… Khi chế đọ hoạt động, PLC từ đầu đến cuối chương trình thang sau lặp lặp lại nhiều lần Quá trình qua tất nấc thang gọi chu trình quét - Mỗi nấc thang bắt đầu với nhiều ngõ vào kết thúc với ngõ - Các thiết bị điện trình bày điều kiện chuẩn chúng Vì vậy, công tắc thường hở trình bày sơ đồ thang trạng thái hở, Công tắc thường đóng đước trình bày trạng thái đóng - Thiết bị xuất nhiều nấc thang Có thể có role đóng nhiều thiết bị - Các ngõ vào nhận biết theo địa chúng Kí hiệu tùy hteo nhà sản xuất quy định Phần mềm lập trình SIMATIc TIA Portal STEP7 Basic Phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic cung cấp môi trường thân thiện với người dùng, từ hiệu chỉnh, thư viện, điều chỉnh logic cần thiết đến ứng dụng điều khiển SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic cung cấp công cụ cho quản lý cấu hình tất thiết bị project, ví dụ như: PLCs vá thiết bị HMI SIMATIC TIA Giao diện giám sát hệ thống HMI scada ... động đèn giao thông: 1.1 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn giao thông Cấu tạo: Hệ thống giao thông đèn điều khiển giao thông gồm cột, cột gồm đèn: đèn đỏ(1 đèn đỏ dừng phường tiện giao thông, đèn. .. điều khiển giao thông theo trật tự định Hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt…không thể thiếu đèn báo giao thông Đèn báo giao thông giúp người tham gia giao thông an toàn, giúp người điều khiển. .. người điều khiển giao thông dễ dàng điều khiển giao thông Là người tham gia giao thông, nghiêm chỉnh chấp hành tín hiệu đèn báo giao thông luật giao thông đường Giới thiệu s7- 1200 I.Hình dạng