Hệ thống giám sát điều khiển đèn giao thông s7 1200 3 chế độ

LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập rèn luyện nghiệm túc Khoa Điện trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội với hướng dẫn đơn đốc tận tình Thầy giáo mơn Tự động hóa q trình cơng nghệ, chúng em hòan thành Bài tập lớn môn Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy môn Tự động hóa q trình cơng nghệ, người thầy động viên giúp đỡ chúng em nhiều mặt tinh thần kiến thức để chúng em vượt qua ngày tháng khó khăn tìm tòi hiểu biết lĩnh vực để cuối hồn thành Bài tập lớn ngày hơm Một lần xin gửi lời cảm ơn đến thầy, chúc thầy ln khoẻ mạnh có tháng năm công tác tốt thầy mong đợi Chúng em xin chân thành gửi lời cám ơn đến thầy Khoa ĐIỆN dìu dắt chúng em cho chúng em kiến thức, cho chúng em kiến thức chuyên nghành kinh nghiêm quý báu với nỗ lực thân chúng em hoàn thành tập lớn hôm Chúng em xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè tất người thân tạo điều kiện giúp đỡ giúp đỡ nhiều để chúng em có kết ngày hơm Một lần xin cám ơn tất người Page TỔNG QUAN I.1: Đặt vấn đề CHƯƠNG I: 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 khơng có đèn báo giao thơng 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 Sự phát triển nhanh chóng phương tiện giao thơng dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy thường xuyên Hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt…không thể thiếu đèn báo giao thông Đèn báo giao thông giúp người tham gia giao thơng an tồn, 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 bộ! Và vấn đề đặt để đảm bảo giao thông thông suốt sử dụng đèn điều khiển giao thông ngã tư, nơi giao đường giải pháp Để viết chương trình điều khiển đèn giao thơng ta viết nhiều hệ ngơn ngữ khác Nhưng với ưu điểm vượt trội PLC S7- 1200 : giá thành hạ , dễ thi công , sửa chữa , chất lượng làm việc ổn định linh hoạt ….nên chọn hệ thống điều khiển lập trình PLC (Programmble Logic Control) với ngơn ngữ lập trình S7 – 1200 để viết chương trình điều khiển đèn giao thông Xuất phát từ nhu cầu thực tế ham muốn hiểu biết về lĩnh vực này, nhóm chúng em làm đề tài điều khiển đèn giao thông với nội dung sau : Nội dung: Sử dụng phần mềm Wincc TIA Portal thiết bị lập trình PLC để thực nội dung đề tài bao gồm: + Thiết lập giao diện điều khiển, giám sát đèn giao thông Page + Nhập thời gian hiển thị đèn xanh, vàng đỏ từ hình giao diện + Mở/Tắt từ hình giao diện + Hiển thị thời gian làm việc đèn Xanh-Vàng-Đỏ Mục đích đề tài hiểu biết thiết bị tự động hố , giải pháp tự động hố tích hợp tồn diện thơng qua PLC S7 – 1200 quan trọng ứng dụng PLC sống ( Điều khiển đèn giao thông , tự động hố lĩnh vực ngành sản xuất ) I.2: Giới thiệu phần mềm WinCC TIA portal 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, thích hợp cho người lẫn người nhiều kinh nghiệm lập trình tự động hóa 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 Portal STEP7 Basic cung cấp hai ngơn ngữ lập trình (LAD FBD), thích hợp vá hiệu cải tiến lập trình điều khiển ứng dụng.Ngồi SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic cung cấp cơng cụ tạo cáu hình thiết bị HMI SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic cung cấp hệ thống trợ giúp trực tuyến vá cung cấp chế độ hiển thị khác nhau: a project-oriented view a task-oriented set of portals I.2.1: Trình tự bước thiết kế chương trình điều khiển Page Giao diện phần mềm SIMATIc TIA Portal STEP7 Basic I.2.2: Phần mềm SIMATIc TIA Portal STEP7 Basic chạy hệ điều hành Windows, phần mềm làm nhiệm vụ trung gian người lập trình PLC Các phần tử lập trình thường dùng: + Các lệnh logic + Các lệnh timers Page + Các lệnh sánh + Các lệnh counter + Các lệnh toán học Page + Các lệnh chuyển đổi I.2.3: Nạp chương trình xuống PLC Để nạp chương trình xuống PLC thực bước sau: Page • Thiết lập PLC: Từ giao diện soạn thảo chọn Add new device / chọn loại PLC Sau chọn Online access để lấy địa IP để kết nối PLC với máy tính • Chọn PLC chế độ STOP cách từ menu Online / STOP hoặcclick trái chuột lên biểu tượng JS công cụ Lúc giao diện xuất hộp thoại thông báo xác nhận việc chọn PLC chế STOP, chọn yes • Từ menu chọn Online / download to device click trái chuột lên biểu tượng JJ từ công cụ để nạp chương trinh xuống PLC Hình 1: Stop cpu I.2.4: Giao tiếp giữ máy tính PLC Do PLC có hỗ trợ sẵn dây cáp nối với máy tính nên ta cần nối PLC vói máy tính PC qua dây cáp Page Hình 2: Kết nối PLC với máy tính I.3: Phương pháp 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 ngồi.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: Page Hình 3: Cấu trúc project CHƯƠNG II: II.1: LỰA CHỌN THIẾT BỊ Thiết bị điều khiển Để viết chương trình điều khiển đèn giao thơng 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 thơng Profinet (Ethernet), sử Page 10 - 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 II.1.6:           Tập lệnh PLC S7-1200 MIN and MAX NHóm lệnh tốn logic Hàm AND, OR, XOR lệnh đảo (INVERT) lệnh SEL Lệnh đào bit, lệnh sườn Lệnh đảo Lệnh sườn P_TRG N_TRIG COIL (côn dây) Lệnh định thời TP: Bộ đếm thời gian Pulse tạo xung có độ rộng với thời gian đặt trước TON(On-Delay Timer): Bộ đóng trễ TOF(OFF-Delay Timer): Bộ ngắt trễ TONF(Rete/7f/Ve On-Delay Timer): Bộ đóng trễ có nhớ Lệnh đếm (counter) Lệnh đếm xuống (counter down) Bộ đếm lên/ xuống (counter up/donw) Lệnh so sánh Lệnh cộng – trừ Lệnh nhân chia Lệnh NEG (phủ định) Lệnh tuyệt đối II.2: Thiết bị cấu chấp hành Bao gồm loại đèn LED xanh, đỏ vàng Page 16 CHƯƠNG III: SƠ III.1: ĐỒ ĐẤU NỐI VÀ CHƯƠNG TRÌNH Sơ đồ khối Page 17 Hình 8: Sơ đồ khối III.2: Sơ đồ đấu nối thiết bị điều khiển - đo lường - chấp hành Page 18 Hình 9: Input Hình 10: Output Page 19 III.3:  Phân tích nguyên lí hoạt động 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 đỏ cho người bộ), đèn xanh(1 đèn xanh cho phương tiện giao thông, đèn xanh cho người bộ), đèn vàng  Nguyên tắc hoạt động hệ thống điều khiển đèn giao thông Cơ chế hoạt động đèn giao thông thực đơn giản: Khi đèn xanh đường sáng, đèn đỏ đường sáng, đèn đỏ cho người đường sáng, đèn xanh cho người lần đường sáng, sau khoảng thời gian định đèn xanh lần đường tắt đèn vàng lần đường bật lên Khi đèn vàng lần đường tắt đèn đỏ đường tắt, lúc đèn xanh đường bật lên, lúc đèn đỏ đường bật lên, đèn đỏ cho người đường bật lên, đèn xanh cho người đường bật lên, Sau khoảng thời gian định đèn vàng đường bật lên, đèn vàng lần đường tắt đèn đỏ đường bật lên lặp lại chu trình  Giản đồ thời gian Page 20 Hình 11: Giản đồ thời gian Page 21 III.3.1: Chương trình điều khiển III.3.1.1: Chương trình Page 22 III.3.1.2: Khối chương trình điều khiển FB1 Page 23 Page 24 III.3.1.3: Chương trình mơ FC1 Page 25 Page 26 Page 27 III.3.2: Màn hình giao diện HMI Page 28 Hình 12: Giao diện giám sát điều khiển III.3.2.1: Hoạt động Hình 13:Giao diện chương trình hoạt động Page 29 KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đề tài tìm hiểu PLC S7 – 1200 chương trình ứng dụng vào điều khiển đèn giao thông đề cập qua số vấn đề như: nguyên lý làm việc, tổ chức nhớ, cú pháp lệnh S7 – 1200, nhiệm vụ đèn giao thơng …mà khơng có điều kiện để tìm hiểu cụ thể CHƯƠNG IV: Phần tìm hiểu nguyên tắc hoạt đơng đèn giao thơng chương trình điều khiển nói chung trình bày số nội dung: cấu tạo đèn giao thông, nguyên tắc hoạt động, khai báo phần cứng, viết chươg trình …Qua ta thấy để thiết kế hệ thống đèn giao thông tương đối phức tạp nên đề tài dù cố gắng chưa thật đầy đủ thiếu sót nhiều Ngay trình bày cấu tạo nguyên tắc đèn dừng lại trình bày sơ lược chưa sâu mạch lực, ghép nối, thiết bị khác… Phần trình bày phần mềm Micro PLC S7 – 1200(cơng cụ để thực toán) phân thành phần như: cấu hình cứng, cấu trúc nhớ, mở rộng ngõ vào /ra, thực chương trình, ngơn ngữ lập trình, microwin Từ ta thấy PLC Simatic S7 – 1200 có phạm vi kiến thức hiểu biết tương đối lớn, khoảng thời gian ngắn ngủi tìm hiểu hết Khi tìm hiểu khơng có so sánh với cơng nghệ khác, ưu điểm nhược điểm cơng nghệ chưa rõ Thực chất trình giới thiệu qua qua , biến trở thành bước đệm để tìm hiểu Micro PLC ứng dụng Micro PLC sống, nội dung đề tài mơn Trong q trình thực khó khăn thiết bị trình độ hạn chế nên chưa thể xây dựng mơ hình minh hoạ cụ thể, điều nói nên phần thiếu sót đề tài này.Và mong muốn phát triển đề tài Đề tài thực thời gian ngắn nên khơng tránh khỏi sai sót mong thầy cô thông cảm giúp đỡ chúng em hòan thiện đồ án Page 30 ... 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 đỏ cho người bộ), đèn xanh(1 đèn xanh cho phương tiện giao thông, đèn. .. 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 bộ! Và vấn đề đặt để đảm bảo giao thông. .. xem, giao thông Việt Nam đèn giao thông khơng hoạt động 10 phút chưa nói đến khơng có đèn báo giao thơng Ngày nay, đèn báo giao thông sử dụng tất tuyến đường giao thông, việc trang bị hệ thống đèn