ĐỒ ÁN DUNG PLC ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG

Khoa điện - điện tử đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Hiện tiến khoa học kĩ tht trªn thÕ giíi diƠn nhanh chãng, víi sù đời hàng loạt sản phẩm ứng dụng tiến nớc phát triển.Đặc biệt năm gần kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiêug công nghệ điều khiển đợc đời để thay cho công nghệ lỗi thời Để bắt kịp với tiến khoa học kĩ thuật giới nh đáp ứng yêu cầu CNH_HĐH đất nớc ngành công nghiệp Việt Nam thay đổi nhanh chóng, công nghệ thiết bị đại đợc thay công nghệ lạc hậu thiết bị cũ Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi xử lý, điện khí nén, điện tử Đang đợc úng dụng rộng rãi công nghiệp nh dây truyền xản xuất nớc ngọt, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chơng trình CNC, hệ thống đèn giao thông, hệ thống báo động Trong trờng đại học, cao đẳng trờng trung học đa thiết bị đại có khả lập trình đợc vào giảng dạy Một loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ đảm bảo có độ tin cậy cao hệ thống điều khiển tự động PLC Với đề tài Thiết kế mô hình hệ thống điều khiển đèn giao thông ngã t Chúng em vận dụng đợc u điểm hệ thông điều khiển có hiệu cao Điều đặc biệt ý tởng đợc ứng dụng thực tế nhiều Bởi trạng giao thông Việt Nam thô sơ, lạc hậu, ngời tham GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh1 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư đồ án tốt nghiệp gia giao thông không theo nguyên tắc đẫn đến tắc đờng, tai nạn Sau trình học tập rèn luyện nghiên cứu trờng chúng em tích luỹ đợc vốn kiến thức để thực đề tài Cùng với sụ hớng dẫn tận tình thầy giáo nguyen dinh khanh, nh thầy cô giáo khoa bạn sinh viện khoá đến chúng em hoàn thành đề tài với nội dung sau: 1: Xác định nhiệm vụ điều khiển hệ thống 2: Giíi thiƯu chung vỊ PLC 3: ThiÕt kÕ chÕ tạo mô hình mô 4: Viết chơng trình chạy cho hệ thống qua phần mềm ứng dụng 5: Hoàn thành thuyết minh Do thời gian nghiên cứu có hạn nên tránh khỏi nhng sai sót, chúng em mong nhận đựoc góp ý, dẫn thêm thầy cô nh ý kiến đóng góp bạn sinh viên để đề tài chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ mục tiêu đặt Chúng em xin chân thành cảm ơn! bac giang, ngày 11 tháng năm 2010 GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh2 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp NhËn xÐt cđa gi¸o viªn híng dÉn GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh3 SV: Khoa ®iƯn - điện tử đồ án tốt nghiệp NhËn xÐt cña giáo viên hớng dẫn GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh4 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiÖp DẪN NHẬP I.Đặt vấn đề Tự động ngày đóng vai trò quan trọng đời sống công nghiệp Ngày ngành tự động phát triển tới trình độ cao nhờ tiến lý thuyết điều khiển tự động, ngành khác điện tử, tin học, … Nhiều hệ thống điều khiển đời, phát triển mạnh có khả phục vụ rộng điều khiển PLC Sở dó thế, PLC có nhiều ưu điểm bậc so điều khiển khác :  Đơn giản, dể dàng thay đổi, lập trình GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh5 SV: Khoa điện - điện tử đồ án tèt nghiƯp  Tin cậy môi trường công nghiệp  Cạnh tranh giá thành với diều khiển khác Cuối thập niên 60 xuất khái niệm PLC phát triển nhanh Năm 1974 PLC sử dụng nhiều xử lý : mạch đònh thời, đếm, dung lượng nhớ đến 12KB có 1024 điểm nhập xuất Năm 1976 giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu vào từ xa Năm 1977 PLC dùng đến vi xử lý Năm1980 phát triển khối nhập xuất thông minh nâng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nâng cao việc phát triển phần mềm, dùng máy tính cá nhân lập trình Đến năm 1985 thành lập mạng PLC Riêng nước ta tới hành rào thuế quan khu vực loại bỏ, kinh tế mở cửa hợp tác với nước Trước tình hình đó, công nghiệp gặp không khó khăn nhiều dây chuyền có công nghệ lạc hậu Để có chổ đứng mạnh thương trường, nhà nước đặc biệt trọng đến ứng dụng phát triển tự động sản xuất, nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm hạ giá thành Một phương án tốt sử dụng rộng thay hệ thống điếu khiển PLC Để phát triển mạnh nữa, nhiệm vụ đặt hàng đầu đào tạo chuyên gia tự động điều khiển nói chung PLC nói riêng Là kỹ sư điện công nghiệp, công việc gắn liền với điều khiển, vận hành hệ thống sản xuất Như vậy, hiểu biết PLC tạo nhiều thuận lợi để GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh6 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tử đồ án tốt nghiệp laứm vieọc toỏt hụn Khi ngồi ghế nhà trường, việc tìm hiểu, nghiên cứu để nắm vững phương pháp lập trình PLC có ý nghóa điều kiện tốt học hỏi, tích lũy kinh nghiệm II Giới haùn ủe taứi -Do thời gian nghiên cứu có hạn nên việc tìm hiểu PLC SIMATIC S7-300 SIEMENS nhiều thiếu sót không đầy đủ -Do hoàn cảnh học tập không đợc tiếp xúc nhiều với PLC nên trông qua trình khảo sát thực hành với PLC có nhiều khó khăn -Do yêu cầu đề tài xuất phát từ thực tế nên xử lý trờng hợp thực tế có nhiều trờng hợp không xử lý đợc GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh7 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tử đồ án tốt nghiệp Phu lục Trang Lời nói đầu Chơng I: khái niệm hệ thống điều khiển I Khái niệm hệ thống điều khiển II.Phân loại III Sự khác phơng pháp điều khiển 11 VI Bộ điều khiển lập trình đợc 12 GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh8 SV: Khoa điện - điện tử đồ án tốt nghiệp Chơng II: Giới thiệu PLC s7-300 13 I Đại cơng thiết bị điều khiển logic lập trình PLC 13 II HƯ III CÊu thèng ®iỊu khiĨn PLC S7 - 300 18 tróc bé nhí cđa CPU cđa PLC S7 - 300 – 300 25 Ch¬ng III kü thuËt lËp tr×nh PLC s7 32 I.Giíi thiƯu chung 32 II Ngôn ngữ lập trình PLC 33 III Lập trình chọn chế độ làm việc cho PLC S7-300 39 IV Các khối, hàm chức PLC 41 V Bé thêi gian 51 VI Bé §Õm 57 Chơng IV kết nối mạng PLC 61 Giới thiệu 61 Khai báo mạng MPI 61 GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh9 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tử đồ án tốt nghiệp Mạng vào phân tán 62 Chơng V thiết kế chế tạo mô hình 64 I Khảo sát hệ thống điều khiển hệ thống đèn giao thông ngã t 64 II Mạch điện điều khiển trạng thái hệ thống đèn 68 III Mạch điều khiển PLC 74 Chơng VI ứng dụng PLC 79 Chơng i: khái quát chung hệ thống điều khiển Khái niệm phân loại hệ thống điều khiển I Khái niệm điều khiển Điều khiển trình hệ thống dới tác động hay nhiều đại lợng gọi đại lợng vào, đại lợng khác gọi đại lợng đợc thay đổi theo quy luật định hệ thống II Phân loại Hiện ngời ta chia công nghệ điều khiển làm hai loại là: * Phơng pháp ®iỊu khiĨn nèi cøng ( ®iỊu khiĨn lËp tun) * Phơng pháp điều khiển lập trình đợc II.1 Phơng pháp ®iỊu khiĨn nèi cøng ( ®iỊu khiĨn lËp tun) GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh10 SV: Khoa ®iƯn - điện tử đồ án tốt nghiệp Hệ thống hoạt động theo chu kỳ phải hoạt động qua 12 trạng thái GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh81 SV: Khoa điện - điện tử đồ án tốt nghiệp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh82 SV: Khoa ®iƯn - điện tử đồ án tốt nghiệp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh83 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh84 SV: Khoa điện - điện tử đồ án tốt nghiệp Chu trình hệ thông đèn lại đợc lặp lại theo chu kỳ ban đầu GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh85 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å án tốt nghiệp *Mạch điều khiển PLC Bảng quy định đầu vào *Chơng trình hệ thống GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh86 SV: Khoa ®iƯn - điện tử đồ án tốt nghiệp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh87 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh88 SV: Khoa điện - điện tử đồ án tốt nghiÖp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh89 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh90 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tử đồ án tốt nghiệp Chơng VI: ứng dụng PLC hệ thống mô hình I ứng dụng PLC PLC đợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác VD: - Điều khiển hệ thống chiếu sáng cửa hàng, siêu thị, nhà hàng,nhà xởng - Điều khiển đóng mở máy động - Điều khiển hệ thống đèn giao thông - Hệ thống nâng, vận chuyển - Dây truyền đóng gói - Các ROBOT lắp ráp sản phẩm - Điều khiển bơm - Công nghệ sản xuất giấy - Công nghệ chế biến thực phẩm - Dây truyền chế tạo linh kiện bán dẫn - Dây truyền lắp giáp tivi - Dây truyền sản xuất xi măng - Điều khiển bơm - Dây truyền xử lý hoá học GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh91 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp - øng dơng hƯ thèng b¸n nớc tự động, máy in hoa văn Giới thiệu hệ thống điều khiển mở máy động đảo chiều gián tiếp: Yêu cầu công ngệ: Khi nhấn nút khởi ®éng ®éng c¬ quay thn I0.1cÊp ®iƯn ®éng c¬ quay thuận, có nhấn nút khởi động động quay ngợc động quay ngợc đợc Nh cho phép khởi động động quay ngợc nhấn nút dừng I0.0 Bảng quy định đầu vào ra: Chơng trình lập trình: GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh92 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tử đồ án tốt nghiệp LờI KếT Sau nhận đề tài chúng em xác định rõ nhiệm vụ trách nhiệm với đề tài đợc giao Qua việc nghiên cứu đề tài tham khảo tài liệu cộng kiÕn thøc ®· häc, cïng víi sù gióp ®ì, híng dẫn nhiệt tình thầy giáo nguyen dinh khanh giúp đỡ bạn bè với lỗ lực thân đến đề tài chúng em hoàn đợc thành Trong trình hoàn thành đề tài chúng em nhiều sai sót nhiều trờng hợp thực tế không giải đợc Chúng em mong thầy cô giáo bạn bè ngành đóng góp ý kiến cho chúng em để đề tài sau tốt Với thời gian có hạn nên số phần chúng em GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh93 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư đồ án tốt nghiệp cha đợc hoàn chỉnh, chúng mong bạn sau phát huy khả vốn kiến thức để làm tốt Trong trình hoàn thành đề tài, chúng em trình bày cách ngắn gọn, dễ hiểu có hệ thống giúp cho bạn đợc thuận lợi cho trình nghiên cứu ứng dụng Chúng em mong thầy cô giáo bạn bè đóng góp ý kiến để chúng em hoàn thành tốt phần đợc giao sau Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo nguyen dinh khanh Giảng Viên khoa Điện - Điện Tử ®· gióp ®ì chóng em hoµn thµnh ®Ị tµi nµy! bac giang, Ngày 15 tháng năm 2010! Sinh viên thực : giap van thuy Tài liệu tham khảo ứng dụng PLC SIEMENS MOELLER tự động hoá Nguyễn Tấn Phớc Nhà xuất TP Hồ chí minh Tự Động Hoá với Simentic S7-300 Nguyễn Doãn Phớc, Phan Xuân Minh NXB KH-KT 2000 Phần mÒn Simen – LOGO Version 4.0 GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh94 SV: Khoa ®iƯn - ®iƯn tư ®å ¸n tèt nghiƯp LËp tr×nh PLC víi S7 - 300 tác giả Nguyễn Xuân Công giảng viên đại học s phạm kỹ thuật Hng Yên www.siemens.com/logo Luận văn thạc sĩ PLC ĐH Bách Khoa Hà Néi GVHD: nguyen giap van thuy dinh khanh95 SV: ... điều khiển hệ thống đèn giao thông ngã t 64 II Mạch điện điều khiển trạng thái hệ thống đèn 68 III Mạch điều khiển b»ng PLC 74 Ch¬ng VI øng dơng cđa PLC 79 Chơng i: khái quát chung hệ thống điều. .. điện tử đồ án tốt nghiệp Phu lục Trang Lời nói đầu Chơng I: khái niệm hệ thống điều khiển I Khái niệm hệ thống điều khiển II.Phân loại III Sự khác phơng pháp điều khiển 11 VI Bộ điều khiển lập... thuyết điều khiển tự động, ngành khác điện tử, tin học, … Nhiều hệ thống điều khiển đời, phát triển mạnh có khả phục vụ rộng điều khiển PLC Sở dó thế, PLC có nhiều ưu điểm bậc so điều khiển khác