Đối với các nước phát triển, công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, một ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là : ”Hệ thống rửa ôtô tự động”.. Rửa xe tự đ
Trang 1SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054
LỜI MỞ ĐẦU
Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, con người luôn mong muốn được sử dụng các dịch vụ tốt nhất, nhanh nhất Đối với các nước phát triển, công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, một ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là : ”Hệ thống rửa ôtô tự động” Đây là một ứng dụng rất cần thiết và không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ôtô lớn
Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới, chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, Đất nước ngày càng phát triển, đời sống vật chất nâng cao thì
số lượng ôtô cá nhân cũng tăng lên nhanh chóng Từ đó các dịch vụ chăm sóc, bảo dưỡng xe cũng phát triển nhanh chóng Một trong những dịch vụ chăm sóc, bảo dưỡng quen thuộc chính là rửa xe tự động Rửa xe tự động giúp con người tiết kiệm rất nhiều thời gian hơn phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển
Với mong muốn được mang những kiến thức quý báu mà Thầy Cô đã truyền đạt cho em trong suốt 4.5 năm qua đưa vào ứng dụng thực tiễn nên em quyết định chọn đề tài “ Thiết kế mô hình nhà hệ thống rửa ôtô tự động” Mô hình của em được xây dựng từ nhà rửa xe METROWASH 85 của Công ty HANNA và từ các mô hình tham khảo trên mạng Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng không nhiều nên đồ án của em còn nhiều sai sót Hệ thống rửa ôtô tự động rất phức tạp về cơ khí nên rất khó để thực hiện Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống,
vì vậy hiệu quả sẽ không cao Rất mong được sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong khoa Xây Dựng và Điện
Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2013
Sinh Viên Nguyễn Trọng Ninh
Trang 2
SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô khoa Xây Dựng Và Điện trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, cung cấp cho chúng em những nền tảng kiến thức quý báu trong suốt 4.5 năm qua để hôm nay
em đủ niềm tin, sức mạnh và tri thức làm hành trang bước vào đời
Sau 3 tháng nghiên cứu và thực hiện đề tài”Thiết kế mô hình hệ thống rửa ôtô
tự động” dưới sự hướng dẫn tận tình của Th.S Phan Văn Hiệp, cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành các công việc mà đề tài tốt nghiệp yêu cầu
Trong suốt quá trình làm việc em đã tích lũy được một số kiến thức để có thể nhanh chóng nắm bắt được những kiến thức cơ bản về PLC cũng như ứng dụng trong điều khiển để từ đó có thể nắm bắt được công nghệ của hệ thống rửa ô tô tự động ngoài thực tế
Điều khiển tự động là một lĩnh vực mới mẻ đối với sinh viên, nên trong thời gian vừa qua mặc dù cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài của mình song không thể tránh khỏi những thiếu sót Em mong sự góp ý xây dựng của các Thầy Cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa
Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2013
Sinh Viên Nguyễn Trọng Ninh
Trang 3
SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 1
CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU HỆ THỐNG RỬA ÔTÔ TỰ ĐỘNG
1.1 Mở đầu
Ở các nước phát triển, những nước mà phương tiện đi lại chủ yếu là ôtô, nhu cầu bảo dưỡng ôtô khá lớn Trong quy trình bảo dưỡng xe ôtô, việc rửa xe được thực hiện khá thường xuyên và không cần thợ có tay nghề cao Do đó, tự động hóa công đoạn rửa
xe là rất cần thiết, nhằm giảm chi phí, tăng tính tiện lợi và tiết kiệm thời gian Khi đến những trạm rửa xe tự động, người ta chỉ cần đưa xe vào đúng vị trí, bỏ tiền vào máy và nhấn nút, sau đó chiếc xe của họ sẽ được rửa sạch trong một thời gian ngắn Hệ thống rửa
xe tự động đã và đang trở nên phổ biến tại những nước phát triển nhờ vào tính tiện dụng của nó Ở nước ta hiện nay trạm rửa xe tự động chưa được sử dụng phổ biến, nhưng trước nhu cầu sử dụng xe ôtô ngày càng cao, thì chắc hẳn nó sẽ được ứng dụng rộng rãi trong tương lai không xa
1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam số lượng xe ô tô ngày càng tăng rất nhanh Ngoài việc nâng cao tính công nghệ và các tính năng của xe để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng thì việc bảo dưỡng, sửa chữa và chăm sóc xe cũng hết sức cần thiết Trong đó, việc giữ cho chiếc xe luôn được sạch sẽ là việc làm không thể bỏ qua Bụi bẩn bám lâu ngày sẽ gây ăn mòn, hoen gỉ các chi tiết kim loại của xe, hủy hoại lớp sơn trên bề mặt xe,…
Thường xuyên rửa xe là cách tốt nhất mà bạn có thể làm để bảo vệ và duy trì chiếc xe của bạn luôn giữ được trạng thái sạch và mới như ban đầu Rửa xe thường xuyên không chỉ đơn thuần mang lại ngoại hình đẹp cho chiếc xe, mà nó còn giúp bảo vệ xe, kéo dài tuổi thọ của một số bộ phận trên xe Tuy nhiên, hiện nay tại nước
ta những phương pháp rửa xe vẫn chưa mang lại hiệu quả cao
1.1.2 Mục tiêu của đề tài
Để nâng cao hiệu quả cũng như tính năng công nghệ của việc sử dụng các thiết bị vào hệ thống rửa xe ôtô tự động phù hợp với điều kiện, môi trường ở Việt Nam Đưa
ra các phương án rửa xe tự động khác nhau, thiết lập một phương án tối ưu nhất sử dụng
Trang 4SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 2
phù hợp ở nước ta
1.1.3 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Để thiết kế mô hình và lập trình cho mô hình hoạt động, các phương pháp nghiên cứu sau đã được vận dụng tổng hợp :
- Tham khảo các mô hình thực tế từ mạng internet
- Xây dựng sơ đồ khối, mô hình hóa hệ thống có giới hạn các chức năng
- Xây dựng giải thuật điều khiển hiện thực hóa ý tưởng điều khiển mô hình
- Sử dụng phần mềm Step 7 MicroWin để lập trình cho hệ thống
- Kiểm tra và thử nghiệm từng module phần cứng và phần mềm, trước khi vận hành toàn bộ hệ thống
1.2 Hệ thống nhà rửa xe METROWASH 85 của công ty Hanna
Kiểu nhà rửa xe Metro Wash 85 có công suất lớn, rửa được 85 chiếc xe trong mỗi giờ Khả năng tẩy rửa của hệ thống rất cao Loại bỏ các bụi bẩn bám trên bề mặt trước – sau và các góc cạnh của xe Hệ thống không chỉ rửa sạch các bụi bẩn mà còn có thêm chức năng đánh bóng xe nhờ hệ thống chổi vải mềm đặc biệt
Hình 1.1 Sơ đồ khối nhà rửa xe tự động
Chú thích :
1 Con lăn bánh xe cho xe di chuyển vào hệ thống
2 Đường ray để đưa bánh xe vào vị trí con lăn
Trang 5SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 3
3 Gồm các vòi phun nước áp suất cao để loại bỏ sơ bụi bám bên ngoài và phun chất tẩy rửa
4–10 Hệ thống cặp chổi làm sạch phần phía trên của mui xe
5–9 Hệ thống chổi nhỏ làm sạch 4 bánh xe
7 Hệ thống cặp chổi lớn làm sạch phần trước – sau thân xe
8 Phun nước làm sạch chất tẩy
11 Phun nước áp suất cao để loại bỏ hoàn toàn bụi bặm
12 Hệ thống sấy khô xe
1.3 Giới thiệu các phương pháp rửa ôtô
Hiện nay tại Việt Nam chúng ta hầu hết là sử dụng các phương pháp rửa xe thủ công là chủ yếu Tuy nhiên trong thời gian không xa với 3 phương pháp sau sẽ được đan xen nhau và đưa ra một phương pháp hợp lý nhất, tiết kiệm thời gian nhất, thiết bị hiện đại nhất với trình độ kỹ thuật cao là rất cần thiết
nhiều thời gian và
nhân công lao động
Đòi hỏi phải có lao
động của con người
Vốn đầu tư tương đối cao Máy móc, trang thiết bị tương đối hiện đại Thay thế con người làm một phần công việc Tiết kiệm được nhiều thời gian
và nhân công lao động nhưng chưa tuyệt đối
Vốn đầu tư cao Máy móc, trang thiết bị hiện đại Làm việc thay thế hoàn toàn con người, tiết kiệm được thời gian, nhân công lao động một cách tuyệt đối
Trang 6SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 4
Phương án 1 :
- Chổi lau sườn : 4 chiếc
- Chổi lau nóc : 1 chiếc (dạng
tấm)
- Chổi lau bánh : 2 chiếc
- Máy sấy : 3 chiếc
Hình 1.2 Mô hình rửa ôtô tự động phương án 1
- Máy thổi khô : 6 chiếc
Hình 1.3 Mô hình rửa ô tô tự động phương án 2
Trang 7SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 5
11 chiếc
- Máy thổi khô : 4 chiếc
Hình 1.4 Mô hình rửa ôtô tự động phương án 3
Phương án 4 :
- Chổi lau sườn : 2 chiếc
- Chổi lau nóc dạng con lăn tròn : 1 chiếc
- Chổi lau bánh và mép dưới
Hình 1.5 Mô hình rửa ôtô tự động phương án 4
1.5 Ứng dụng trạm rửa xe tự động ở Việt Nam
Chổi lau bánh xe
Dàn phun dung dịch tẩy
Dàn chổi lăn
Thiết bị phun nước cao áp
Dàn phun nước cao áp Dàn chổi lau nóc xe Hệ thống sấy
khookhô
Trang 8SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 6
Hình 1.6 Mô hình hệ thống rửa xe tự động tại Việt Nam
Ưu điểm nổi bật so với các hệ thống khác :
Bố trí các thiết bị tập trung rửa ở những điểm mà xe bẩn nhất bởi địa hình ở Việt Nam : gầm xe, cẳng trước, cẳng sau xe, hông xe, lốp xe, vành xe,……
Bố trí chổi lau bánh xe dạng trụ (các sợi ni lông lắp theo hình vòng xoắn) đặt dọc theo chiều chạy của bánh xe
Bố trí thiết bị phun nước cao áp gầm xe
Hệ thống sấy khô được bố trí cẩn thận và đầu ra của hơi sấy ở nhiều vị trí khác nhau để vừa đạt được hiệu quả là sấy khô toàn bề mặt xe vừa tránh hơi nóng quá
nóng làm hỏng lớp sơn xe
1.6 Kết cấu các chi tiết chính trong hệ thống rửa xe tự động
1.6.1 Hệ thống con lăn
Gồm có sợi dây sên dài gắn nhiều con lăn có trục nghiêng khoảng 45o Khi
dây sên di chuyển sẽ đẩy xe về phía trước Hệ thống con lăn chỉ nằm 1 bên của xe
Trang 9SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 7
Trang 10SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 8
Hình 1.9 Hệ thống phun nước
Hệ thống phun chất tẩy rửa
Gồm nhiều vòi phun hóa chất tẩy rửa
Trang 11SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 9
Hình 1.10 Dàn phun chất tẩy rửa
1.6.4 Hệ thống cặp chổi
Gồm nhiều dây vải ghép nối với nhau vào thanh chuyển động tạo thành cặp chổi Cặp chổi này được gắn vào trục quay lệch tâm của động cơ thông qua cơ cấu cơ khí Khi động cơ quay sẽ làm cặp chổi chuyển động tới lui theo chiều chuyển động của xe Có tác dụng làm sạch ở phần thân trên của xe
Hình 1.11 Hệ thống cặp chổi
Trang 12SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 10
Hình 1.14 Hệ thống sấy khô
Hệ thống chổi nhỏ
Gồm nhiều dây vải nhỏ đan vào
trục quay của động cơ tạo thành chùm và
quay ở một vị trí cố định Có tác dụng
làm sạch bụi bám vào phần thân dưới và
bánh xe
Hệ thống chổi lớn
Gồm mảnh vải lớn và dày gắn vào
một trục xoay dài Hệ thống chổi lớn này có
thể di chuyển vào ra dễ dàng nhờ cơ cấu
bánh nhông có tác dụng lau chùi hết các vị
trí bên hông của thân xe
Hình 1.13 Chổi lớn lau thân xe
1.6.5 Hệ thống sấy khô
Sau khi xe đã chùi rửa xong, xe sẽ được sấy khô trong khoảng thời gian ngắn
Hình 1.12 Chổi nhỏ lau bánh xe
Trang 13SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 11
1.7 Xây dựng sơ đồ nguyên lí hoạt động
Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lí hoạt động hệ thống rửa xe tự động
1.8 Kết luận về quá trình tìm hiểu công nghệ
Quá trình nghiên cứu và xây dựng đề tài giúp em tìm hiểu được nhiều thiết bị ứng dụng trong các hệ thống rửa xe tự động hiện đại, thấy được xu thế phát triển của ngành
tự động hóa của thế giới trong đó các công nghệ chăm sóc xe càng ngày tiên tiến hiện đại hơn và đã xây dựng nên phương án rửa xe tự động nhằm giải quyết một số vấn đề cũng như nâng cao hiệu quả kinh tế, môi trường, thời gian, nhân công lao động và đặc biệt là
sử dụng các thiết bị vào hệ thống sao cho phù hợp với điều kiện và môi trường ở Việt Nam
Trong quá trình làm đề tài mặc dù đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi và nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài, nhưng bản thân lần đầu tiên nghiên cứu còn ít kinh nghiệm nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mong các thầy các cô có thể chỉ ra những sai sót trong quá trình xây dựng đề tài để em bổ sung vào đề tài sau này được hoàn chỉnh hơn
Trang 14SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 12
CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH PLC SIEMENS S7 200 2.1 Giới thiệu
Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968 Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp của nước ta như là 1 giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa các quá trình sản xuất Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điều khiển lập trình đạt được những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp Như vậy, PLC là
1 máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic mạnh PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa
Hình 2.1 Mô hình bộ điều khiển lập trình PLC
2.2 Cấu trúc của PLC
Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: Khối xử lý trung tâm(CPU: Central Processing Unit : CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/0)
Trang 15SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 13
Hình 2.2 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình
Khối xử lý trung tâm (CPU) gồm ba phần : Bộ xử lý, Hệ thống bộ nhớ và Hệ thống nguồn cung cấp Hình 2.3 mô tả 3 thành phần của một CPU
Hình 2.3 Sơ đồ khối tổng quát của CPU
2.3 Giới thiệu PLC S7_200 CPU 224
2.3.1 Đặc tính CPU 224
- Kích thước : 120.5mm x 80mm x 62mm
- Dung lượng bộ nhớ chương trình : 4096 words
- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu : 2560 words
- Bộ nhớ loại EEFROM
- Có 14 cổng vào, 10 cổng ra
- Có thể thêm vào 14 modul mở rộng kể cả modul Analog
Trang 16SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 14
- Chương trình được bảo vệ bằng Password
- Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất điện
- RUN : cho phép PLC thực hiện
chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ
RUN qua STOP nếu gặp sự cố
- STOP : PLC dừng công việc thực hiện
Trang 17SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 15
2.3.4 Cấp nguồn cho PLC S7_200 CPU 224
Nguồn nuôi AC
- Cấp nguồn 100 -230 VAC vào chân N và L1
Trang 18SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 16
2.4 Đặc tính của một số CPU khác thuộc họ S7-200
226XM Kích thước
1024 word 1024 word 2560 word 2560 word 5120 word
Đầu vào/ra 6 in/4 out 8 in/6 out 14in/10 out 24in/16 out 24in/16 out
Module mở
rộng
2.5 Truyền thông giữa PC và PLC
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với jack nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm khác của PLC Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI (Point To Point Interface) là 9600 baud
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp kết nối PC / PPI với bộ chuyển đổi RS 232 / RS 485
Gắn 1 đầu cáp PC / PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu kia với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy PC Nếu cổng truyền thông nối tiếp RS – 232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân / 9 chân để có thể nối với cáp truyền thông PC / PPI
Chọn các thông số để truyền thông :
Trang 19SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 17
Trang 20SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 18
2.6.1 Các khái niệm xử lý thông tin
Trong PLC, hầu hết các khái niệm xử lý thông tin cũng như dữ liệu đều được sử dụng như : Bit, Byte, Word, Double Word
Bit : là 1 ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1
Byte gồm 8 bit
Word (từ đơn) : 1 từ gồm có 2 byte
Double word : gồm có 4 byte
Trang 21SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 19
2.6.2 Phân chia bộ nhớ
Bộ nhớ S7 – 200 chia làm 4 vùng nhớ :
Vùng chương trình có dung lượng 4 Kwords được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình
Vùng tham số : miền lưu giữ các từ khóa, địa chỉ trạm
Vùng dữ liệu : lưu giữ dữ liệu chương trình , kết quả phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình Là 1 vùng nhớ động Nó có thể truy nhập theo từng bit, byte, word hoặc double word
- Bộ đệm cổng vào tương tự : AIW0 – AIW30
- Bộ đệm cổng ra tương tự : AQW0 – AQW30
- Thanh ghi (Accumulater) : AC0, AC1, AC2, AC3
- Bộ đếm tốc độ cao : HSC0 -> HSC5
2.6.3 Các phương pháp truy nhập
a Truy nhập theo bit
Tên miền + địa chỉ byte + “.” + chỉ số bit
Ví dụ: V5.4
Truy suất các vùng khác Ví dụ : I0.0, Q0.2, M0.3, SM0.5
Trang 22SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 20
b Truy nhập theo byte
Tên miền + B + địa chỉ byte
Ví dụ : VB5
Truy suất các vùng khác Ví dụ : IB0, QB2, MB7, SMB37
c Truy nhập theo Word(từ)
Tên miền + W + địa chỉ byte cao của word trong miền
Ví dụ : VW4
Như vậy VW4 gồm 2 byte VB4 và VB5 gộp lại trong đó VB4 đóng vai trò là byte cao, còn VB5 đóng vai trò là byte thấp trong word VW4
VW4 = VB4 + VB5
Truy suất các vùng khác Ví dụ : IW0, QW4, MW40, SMW68
d Truy nhập theo doubleword (từ kép)
Tên miền + D + địa chỉ byte cao nhất của một double word trong miền
CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 14 module kể cả module analog
Các module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200
Trang 23SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 21
Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các module mở rộng về phía bên phải của CPU làm thành một móc xích Địa chỉ của các module được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của module trong móc xích
Cách đặt địa chỉ cho các module mở rộng CPU 224
2.7 Nguyên lí hoạt động của PLC
2.7.1 Cấu trúc chương trình
Các chương trình cho S7-200 phải luôn có một chương trình chính (Main Program) Nếu có sử dụng chương trình con và chương trình xử lý ngắt thì được viết tiếp sau chương trình chính
Trang 24SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 22
2.7.2 Thực hiện chương trình
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét (scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng gian đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng đệm ảo, tiếp theo là gian đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc (MEND) Sau giai đoạn thực hiện chương trình là gian đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra
2.7.3 Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC
Để chương trình gọn gàng, dễ quan sát và không nhầm lẫn địa chỉ trong quá trình thảo chương trình, thực hiện các yêu cầu sau :
Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống
Xác định có bao nhiêu tín hiệu vào / ra
Lập bảng phân phối nhiệm vụ I / O
Xây dựng giải thuật hoặc Grafcet
Viết và kiểm tra chương trình chạy demo
Kết nối thiết bị và kiểm tra hệ thống hoạt động
2.7.4 Ngôn ngữ lập trình
a Ladder Logic : LAD (Ladder) : là phương pháp lập trình hình thang, thích
hợp trong ngành điện công nghiệp
Trang 25SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 23
b.Statement List : STL (Statement List) : là phương pháp lập trình theo dạng
dòng lệnh giống như ngôn ngữ Assemply, thích hợp cho ngành máy tính
c.Function Block : FBD (Flowchart Block Diagram) : là phương pháp lập trình
theo sơ đồ khối, thích hợp cho ngành điện tử số
Phần mềm hỗ trợ lập trình đầy đủ nhất hiện này là Step7 Micro/Win 32 V4.0 Ngoài ra, S7-200 còn kết nối thích hợp với nhiều loại màn hình HMI của Siemens như loại TP, OP, TD, và các loại màn hình khác
Luận văn này chủ yếu giới thiệu về các lệnh lập trình dùng dạng Ladder
2.8 Tập lệnh PLC Siemens S7-200
2.8.1 Bit Logic (Các lệnh tiếp điểm)
Trang 26SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 24
a Tiếp điểm thường hở
Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ
Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm
Mạch này sẽ đóng khi chỉ I0.2 hoặc cả I0.0 và I0.1 cùng đóng
b Tiếp điểm thường đóng
Trang 27SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 25
Ví dụ :
Bình thường tại tiếp điểm này sẽ đóng mạch, khi có tín hiệu mức 1 ( 24VDC ) vào I0.0 thì làm tiếp điểm này sẽ hở ra
Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ
Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm
Mạch này sẽ hở khi cả I0.0 và I0.1 hoặc cả I0.2 và I0.3 cùng đóng
Chỉ sử dụng 1 lệnh Out cho 1 địa chỉ
Lệnh xuất tín hiệu điều khiển ở ngõ ra hoặc cho các lệnh trung gian
Ví dụ :
Trang 28SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 26
Ngõ ra Q0.0 = [0] khi ngõ vào I0.0 = [0] Q0.0=[1] khi ngõ vào i0.0 =[1]
Ví dụ này thực hiện trên nút điều khiển là công tắc gạt
Khi nút điều khiển là nút nhấn thì phải viết chương trình có tự duy trì
Khi ta nhấn I0.0 = [1] thì ngõ ra Q0.0 =[1] , khi ta nhả ra không nhấn nữa thì ngõ
ra Q0.0 vẫn ở mức [1] nhờ tiếp điểm Q0.0 song song với I0.0
Muốn Q0.0 =[0], ta nhấn I0.1
Có thể viết chương trình sử dụng các tiếp điểm trung gian là M
Trang 29SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 27
Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên là n
sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái Trong đó số bit là giá trị của i
Toán hạng n : Q, M, SM, T, C, V
I : IB, QB, MB, SMB, VB, AC, hằng số
Lệnh Reset
L
A
D
Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên là n
sẽ bằng 0 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái Trong đó
số bit là giá trị của i
Toán hạng n: Q, M, SM, T, C, V
i: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, hằng số
Lệnh Set và Reset luôn được sử dụng đi đôi
Trang 30SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 28
Ở đây khi chạy chương trình I0.0 và I0.2 được thí nghiệm như là 2 nút nhấn START và STOP
Khi nhấn I0.0 ngõ ra Q0.0 được Set lên mức [1], ngõ ra Q0.0 = [1]
Khi nhấn I0.2 Reset Q0.0 = [0]
e Tiếp điểm phát hiện cạnh lên
Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kì quét
Mạch phát hiện cạnh lên
Khi I0.0 chuyển từ mức [0] lên mức [1] thì nó sẽ phát ra 1 xung kích ngõ ra Q0.0 = [1]
Trang 31SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 29
f Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống
Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kì quét
Mạch phát hiện cạnh xuống
Khi I0.1 chuyển từ mức [1] về mức [0] thì nó sẽ phát ra 1 xung kích ngõ ra Q0.1 = [1]
2.8.2 Một số lệnh tiếp điểm đặc biệt
Trang 32SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 30
Trang 33SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 31
Khi ngõ vào chân IN xuống mức 0 thì thời gian đếm được sẽ bị reset đi, bộ Ton ngừng hoạt động và tiếp điểm của
bộ định thời thường hở sẽ hở và tiếp điểm thường đóng sẽ đóng
Toán hạng : Txxx Ton 1ms T32, T96
10ms T33 -> T36; T97 -> T100 100ms T37 -> T63; T101 -> T255
Ví dụ :
Trang 34SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 32
Khi ngõ vào chân IN xuống mức 0 thì thời gian đếm được sẽ không bị reset
đi, bộ Tonr ngừng hoạt động và các tiếp điểm của bộ định thời giữ nguyên trạng thái
Toán hạng : Txxx Tonr
Trang 35SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 33
1ms T0, T64 10ms T1 -> T4; T65 -> T68 100ms T5 ->T31; T69 -> T95
Ví dụ:
Lưu ý :
Bộ định thời Tonr không tự Reset khi đầu vào IN=[0] Do đó muốn Reset phải dùng thêm 1 lệnh ở netword 4
Trang 36SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 34
Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm được và các tiếp điểm thường hở sẽ hở và các tiếp điểm thường đóng sẽ đóng
Muốn bộ đếm về 0 thì ta kích nhấn I0.2
Trang 37SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 35
Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm được và các tiếp điểm thường hở sẽ hở và các tiếp điểm
Trang 38SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 36
thường đóng sẽ đóng
Toán hạng : C48 C79
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 > hoặc = giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Trang 39SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 37
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 < hoặc = giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 khác giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 lớn hơn giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 nhỏ hơn giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 byte
Ví dụ :
Trang 40SVTH : Nguyễn Trọng Ninh MSSV : 0851030054 Trang 38
Toán hạng : n1, n2 là 1 word
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 > hoặc = giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 word
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 < hoặc = giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 word
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 khác giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 word
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 lớn hơn giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 word
Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 nhỏ hơn giá trị trong thanh ghi n2
Toán hạng : n1, n2 là 1 word