BÀI TẬP THIẾT KẾ THANG MÁY 6 TẦNG BẰNG PLC S7-300

Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC a BÀI TẬP DÀI THIẾT KẾ THANG MÁY TẦNG BẰNG PLC S7-300 I Mô tả đối tượng thang máy yêu cầu toán Cảm biến, nút bấm thiết bị chấp hành Thang máy cho tòa nhà tầng gồm có thành phần sau:  Các cảm biến: - Mỗi tầng có cảm biến tiệm cận để xác định vị trí thang máy - Ở vào gắn cảm biến tiệm cận để xác định trạng thái đóng hồn tồn mở hoàn toàn cửa - Một cảm biến gắn cửa để xác định xem có người vào thang máy hay khơng  Nút bấm: - Phía buồng thang có bàn phím để đặt u cầu gồm phím chọn tầng hai phím yêu cầu đóng mở cửa - Phía ngồi buồng thang tầng có phím gọi thang.Các phím gọi thang chia làm hai loại lên xuống để xác định hướng mong muốn người dùng Các tầng từ 2-4 có hai phím lên xuống, tầng có phím lên, tầng có phím xuống  Các cấu chấp hành: - Một động để kéo thang chuyển động thẳng đứng điều khiển hai tín hiệu lên xuống - Một động để đóng mở cửa điều khiển hai tín hiệu đóng cửa mở cửa Yêu cầu toán Bài toán điều khiển logic cho hệ thống thang máy chia thành hai toán nhỏ: - Bài tốn chuyển động có nhiệm vụ xác định chiều chuyển động thang xác định xem có mở hay khơng - Bài tốn cửa thực thao tác đóng mở cửa Giữa hai tốn có điều kiện liên động Bài toán thực thang dừng lại tốn chuyển động thực cửa thang đóng hồn tồn Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC  Bài toán chuyển động Ban đầu thang trạng thái nghỉ có yêu cầu tín hiệu gọi thang thang chuyển chuyển sang trạng thái làm việc kiểm tra điều kiện bắt đầu chuyển động: - Nếu yêu cầu phím gọi nằm tầng với vị trí thang mở cửa thang sau thực xong toán cửa thang trở lại trạng thái nghỉ - Nếu yêu cầu phím chọn nằm tầng khác xác định chiều chuyển động cho thang để tới vị trí mong muốn người dùng Nếu có yêu cầu vị trí thang trình tự ưu tiên sau: thang phía nửa tòa nhà (trong trường hợp tầng 3-4) ưu tiên lên, thang nửa phía tòa nhà (tầng 2) ưu tiên xuống - Nếu đồng thời xảy hai trường hợp thực theo trường hợp thứ Khi thang chuyển động theo chiều định thực ưu tiên theo chiều chuyển động: - Khi qua tầng thang mở cửa có yêu cầu từ bàn phím thang máy yêu cầu chiều với chiều chuyển động thời thang máy Sau đóng cửa yêu cầu xóa Các yêu cầu ngược chiều không thực khơng bị xóa kễ thang có dừng lại mở vị trí tương ứng với yêu cầu - Đồng thời qua tầng ta kiểm tra yêu cầu phím chọn thuận theo chiều chuyển động (Nếu thang lên ta kiểm tra yêu cầu phím gọi lện tầng phía vị trí thang, thang xuống ngược lại) Nếu khơng u cầu thuận chiều ta kiểm tra xem yêu cầu khác hay khơng Nếu thang đảo chiều chuyển động tới vị trí mong muốn người dùng, khơng có u cầu khác thang dừng lại chuyển sang trạng thái nghỉ  Bài toán cửa Cửa thang mở thang đứng yên có lệnh mở cửa đưa từ tốn chuyển động có u cầu mở cửa từ buồng thang Khi có tín hiệu từ cảm biến cửa báo thang mở hồn tồn động thang dừng lại đếm khởi động Khi thời gian đếm kết thúc có yêu cầu đóng cửa từ buồng thang cửa thang đóng lại Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC Nếu thang đóng có tín hiệu từ cảm biến báo có người vào buồng thang cửa thang mở Khi có tín hiệu từ cảm biến cửa báo cửa đóng hồn tồn ta kiểm tra điều kiện thang để định xem thang tiếp tục chuyển động hay dừng lại chuyển sang trạng thái nghỉ b II Thống kê đầu vào – hệ thống thang máy tầng c Đầu vào TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Giải thích Nút ấn Start Nút ấn Stop Gọi tầng Gọi tầng lên Gọi tầng xuống Gọi tầng lên Gọi tầng xuống Gọi tầng lên Gọi tầng xuống Gọi tầng lên Gọi tầng xuống Gọi tầng Gọi tầng thang máy Gọi tầng thang máy Gọi tầng thang máy Gọi tầng thang máy Gọi tầng thang máy Gọi tầng thang máy Nút mở cửa thang máy Nút đóng cửa thang máy Nút cảnh báo dừng khẩn cấp Cảm biến cửa đóng Cảm biến cửa mở CB tầng CB tầng CB tầng CB tầng CB tầng CB tầng Symbol BI_START BI_STOP BI_F1 BI_F2_U BI_F2_D BI_F3_U BI_F3_D BI_F4_U BI_F4_D BI_F5_U BI_F5_D BI_F6 BI_F1_INSIDE BI_F2_INSIDE BI_F3_INSIDE BI_F4_INSIDE BI_F5_INSIDE BI_F6_INSIDE BI_OPEN_INSIDE BI_CLOSE_INSIDE BI_WARNING_INSIDE ICB_CLOSE ICB_OPEN ICB_F1 ICB_F2 ICB_F3 ICB_F4 ICB_F5 ICB_F6 Bit I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I3.4 I2.6 I2.7 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 Bit M M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 M1.0 M1.1 M1.2 M1.3 M1.4 M1.5 M1.6 M1.7 M2.0 M2.1 M2.2 M2.3 M2.4 M2.5 M3.4 M2.6 M2.7 M3.0 M3.1 M3.2 M3.3 Ký hiệu B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 CB_F00 CB_F01 CB_F1 CB_F2 CB_F3 CB_F4 CB_F5 CB_F6 Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC d e Đầu TT Giải thích Đèn thang máy làm việc Symbol Q_DEN_LV Động lên Q_UP Động xuống Q_DOWN Động mở cửa thang máy Q_OPEN Động đóng cửa thang máy Q_CLOSE Hiển thị số tầng Led hiển thị lên Q_LED Q_LED_UP Led hiển thị xuống Q_LED_DOW N Bit Q0 Q0 Q0 Q0 Q0 Q1 Q2 Q2 Ký hiêu CTT & KĐM Đ1 A1 A2 A3 A4 LED LED_UP LED_DOWN III.Thuật toán Bài toán điều khiển thang chia làm ba phần: - Vòng qt có nhiệm vụ đọc đầu vào lưu giá trị vào nhớ, thực hiển thị led kiểm tra điều kiện để thực hai toán toán chuyển động toán cửa - Bài tốn chuyển động có nhiệm vụ xác định chiều chuyển động xác định xem có dừng thang mở cửa hay khơng - Bài tốn cửa có nhiệm vụ thực q trình mở của, xóa u cầu sau đóng Trong tốn có số khâu để thực số nhiệm vụ toán: - Khâu nhập liệu có nhiệm vụ đọc đầu vào ghi vào vùng nhớ tương ứng nhớ Khâu thực bắt đầu vòng qt - Khâu đưa đầu có nhiệm vụ dựa vào biến trạng thái để tính tốn đầu đưa đầu điều khiển hiển thị Khâu thực cuối vòng qt - Khâu tính tốn tính giá trị biến u cầu kiểm tra từ biến đầu vào Khâu thực bắt đầu toán chuyển động - Khâu kiểm tra xóa yêu cầu có nhiệm vụ xóa yêu cầu thực kiểm tra xem thang tiếp tuc chuyển động hay chuyển sang trạng thái nghỉ - Khâu kiểm tra điều kiện bắt đầu chuyển động có nhiệm vụ xác định chiều chuyển động ban đầu Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC Thuật tốn trình bày dạng sơ đồ khối với số quy ước sau: - Kí hiệu A phép logic, O phép logic, NOT phép đảo - Mid số cài đặt chương trình Step cụ thể trường hợp cụ thể toán Mid = ( 0x04 vị trí thuật tốn thể dạng dãy bit) - Các kí hiệu biến thuật toán liệt kê phần cấu trúc liệu IV.Triển khai thuật toán Step Trong chương trình địa vùng nhớ thay tên biến cài đặt phần mềm Step ghi rõ phần cấu trúc liệu Vòng qt a Chương trình đọc giá trị đầu vào (Read_Data) Các tín hiệu yêu cầu đọc lưu vào nhớ Các u cầu khơng tín hiệu đầu vào kết thúc Các tín hiệu từ cảm biến đọc thay đổi qua chu kì nên ghi trực tiếp vào nhớ Địa đầu vào cài đặt Step thay đổi nêu có cố đầu vào O O = O O = O O = O O = O O = O O "FLOOR_1" "M_FLOOR_1" "M_FLOOR_1" "FLOOR_2" "M_FLOOR_2" "M_FLOOR_2" "FLOOR_3" "M_FLOOR_3" "M_FLOOR_3" "FLOOR_4" "M_FLOOR_4" "M_FLOOR_4" "FLOOR_5" "M_FLOOR_5" "M_FLOOR_5" "UP_1" "M_UP_1" O O = O O = O O = O O = A = A = A "DOWN_2" "M_DOWN_2" "M_DOWN_2" "DOWN_3" "M_DOWN_3" "M_DOWN_3" "DOWN_4" "M_DOWN_4" "M_DOWN_4" "DOWN_5" "M_DOWN_5" "M_DOWN_5" "Sensor_1" "M_Sensor_1" "Sensor_2" "M_Sensor_2" "Sensor_3" Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC = O O = O O = O O = "M_UP_1" "UP_2" "M_UP_2" "M_UP_2" "UP_3" "M_UP_3" "M_UP_3" "UP_4" "M_UP_4" "M_UP_4" = A = A "M_Sensor_3" "Sensor_4" "M_Sensor_4" "Sensor_5" a Chương trình hiển thị led (display) Để hạn chế việc phải chuyển đổi đầu vào cảm biến sang dạng khác chương trình hiển thị Led lấy đầu vào trực tiếp từ giá trị cảm biến tầng gọi giá trị cảm biến tầng khác không L #hienthi JL list JU so0 JU so1 JU so2 JU so3 JU so4 JU so5 JU so6 JU so7 JU so8 JU so9 list: JU com so0: L T W#16#3F #hienthiled JU com so1: L T W#16#6 #hienthiled Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 PLC JU com so2: L T W#16#59 #hienthiled JU com so3: L T W#16#4F #hienthiled JU com so4: L T W#16#66 #hienthiled JU com so5: L T W#16#6D #hienthiled JU com so6: L T W#16#7D #hienthiled JU com so7: L T W#16#7 #hienthiled JU com so8: L T W#16#7F #hienthiled JU com so9: L T W#16#6F #hienthiled JU com com: BEU Điều khiển Logic Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC b Chương trình (OB1) PLC gọi chương trình để đọc đầu vào sau kiểm tra điều kiện định xem gọi chương trình giải tốn chuyển động tốn cửa cuối tính toán đưa giá trị đầu tương ứng Đầu led chiều lên, xuống lấy từ giá trị bit trạng thái lên, xuống Đầu động cửa lấy từ bit trạng thái đóng mở cửa Đầu động buồng thang giá trị phép bit trạng thái chuyển động bit trạng thái lên, xuống L "M_Sensor" L ==I JC OUTPUT CALL "Display" Floor :="M_Sensor" L "M_UP" L "M_DOWN" OW L "M_FLOOR" OW L ==I JC Door_Problem A "Work" JC Work SET = "F" SET = "Work" JU Move_Problem Work: A "CD" JCN Door_Problem Move_Problem : CALL "Move_Problem" JU OUTPUT Door_Problem : CALL "Door_Problem" OUTPUT : A "UP" Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC A = A A = A = A = A = A = "CD" "Move_Up" "DOWN" "CD" "Move_Down" "CLOSE" "Move_Close" "OPEN" "Move_Open" "UP" "LED_Up" "DOWN" "LED_Down" Bài tốn chuyển động a Chương trình tính giá trị kiểm tra (CAL) Từ đầu vào đọc ghi vào nhớ vòng qt chương trình tính tốn biến YC KT để xử dụng phần chương trình L "M_UP" L "M_DOWN" OW L "M_FLOOR" OW T "YC" L "M_Sensor" L *I L -I INVI L "YC" AW T "YC_UP" L "M_Sensor" L -I L "YC" AW T "YC_DOWN" L "M_Sensor" L "YC" AW T "KT" L "M_UP" L "M_FLOOR" OW L "M_Sensor" AW T "KT_UP" L "M_DOWN" L "M_FLOOR" OW L "M_Sensor" AW T "KT_DOWN" Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC b Chương trình xác định điều kiện đầu (Start_Move) Khi thang chuyển từ trạng thái nghỉ sang làm việc biến trạng thái F đưa lên Ở đầu toán chuyển động ta kiểm tra F gọi hàm Start_Move F để đưa giá trị đầu chuyển động Khi kết thúc khối hàm ta xóa F để báo thang chuyển sang trạng thái làm việc L "KT" L ==I JCN OPEN L "M_Sensor" L #Mid >I JCN DOWN L "YC_UP" L ==I JC MOVE_DOWN JU MOVE_UP DOWN: L "YC_DOWN" L ==I JCN MOVE_DOWN MOVE_UP : SET = "CD" SET = "UP" JU END MOVE_DOWN : SET = "CD" SET = "DOWN" JU END OPEN: SET = "D/M" END: CLR = "F" 10 Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC c Bài toán chuyển động (Move_Problem) Kiểm tra giá trị tính tốn từ đưa tín hiệu cho biết chiều chuyển động thang hay thang có dừng lại mở hay không cách thay đổi biến trạng thái lên, xuống, báo chuyển động báo đóng mở cửa CALL "CAL" A "F" JCN CHECK CALL "Start_Move" JU END CHECK: A "UP" JCN Move_Down L "KT_UP" L ==I JCN Open_Door L "YC_UP" L ==I JCN END JU Reverse Move_Down : L "KT_DOWN" L ==I JCN Open_Door L "YC_DOWN" L ==I JCN END Reverse : A "UP" NOT = "UP" A "DOWN" NOT = "DOWN" A "CLOSE" JC NOT_OPEN Open_Door : SET = "D/M" CLR = "CD" JU END NOT_OPEN : L "M_Sensor" INVI L "M_UP" AW T "M_UP" POP L "M_DOWN" AW T "M_DOWN" END: CLR = "CLOSE" 11 Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC Bài tốn cửa a Thực việc đóng mở cửa (Door_Problem) Thực việc kiểm tra yêu cầu đóng mở cửa từ nút bấm từ tốn chuyển động kết hợp với cảm biến để xác định chiều quay động cửa A "D/M" JCN STOP CLR = "D/M" OPEN: SET = "OPEN" CLR = "CLOSE" A "Full_Open" JC FULL_OPEN SET = "Work" BEU STOP: O "OPEN" O "Door_Open" JC OPEN A "CLOSE" A "Contact" JC OPEN O "Timer" O "Door_Close" JCN WAIT CLR = "OPEN" SET = "CLOSE" JU Timer FULL_OPEN : CLR = "OPEN" Timer: A "Full_Open" L S5T#5S SD "Timer" BEU WAIT: A "Full_Close" 12 Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 Điều khiển Logic PLC CC "Check" d Xóa yêu cầu kiểm tra điều kiện (Check) Các yêu cầu thực xóa khỏi nhớ Sau xóa u cầu chương trình kiểm tra xem người dùng có u cầu khác hay khơng Nếu hệ tiếp tục chuyển động ngược lại hệ chuyển sang trạng thái nghỉ O "UP" O "DOWN" JCN RESET KHONG_DUNG : A "UP" JC MOVE_UP MOVE_DOWN : L "M_Sensor" INVI L "M_DOWN" AW T "M_DOWN" JU PC_REQUEST MOVE_UP : L "M_Sensor" INVI L "M_UP" AW T "M_UP" JU PC_REQUEST RESET: CLR = "Work" L "M_Sensor" INVI L "M_UP" AW T "M_UP" POP L "M_DOWN" AW T "M_DOWN" PC_REQUEST : POP L "M_FLOOR" AW T "M_FLOOR" L "M_UP" 13 Lê Duy Tùng 20145091 KSTN-ĐKTĐ-K59 PLC OW L "M_DOWN" OW L ==I JC REST SET = "CD" BEU REST: CLR = "Work" CLR = "UP" CLR = "DOWN" 14 Điều khiển Logic