Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích của đề tài này là hiểu biết về các thiết bị tự động số, các giải pháp tự động hố tích hợp toàn diện thông qua PLC S7 – 200 và quan trọng nhất là những ứng dụng của PLC trong cuộc sống ( Điều khiển đèn giao thông , tự động số trong mọi lĩnh vực của ngành sản xuất)
Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng LỜI NĨI ĐẦU Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ ra tăng khơng ngừng về các loại phương tiện giao thơng. Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thơng đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thơng xảy ra rất thường xun .Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thơng thơng suốt và sử dụng đèn điều khiển giao thơng ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một giải pháp Để viết chương trình điều khiển đèn giao thơng ta có thể viết trên nhiều hệ ngơn ngữ khác nhau . Nhưng với những ưu điểm vượt trội của PLC S7 200 như: giá thành hạ , dễ thi cơng , sửa chữa , chất lượng làm việc ổn định linh hoạt…. nên ở đây tơi đã chọn hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programmble Logic Control) với ngơn ngữ lập trình của S7 – 200 để viết chương trình điều khiển đèn giao thơng Xuất phát từ những nhu cầu thực tế và những ham muốn hiểu biết về về lĩnh vực này , tơi xin chọn đề tài làm đồ án mơn học về : “ Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thơng tại ngã tư dùng bộ điều khiển PLC S7 200” Mục đích của đề tài này là hiểu biết về các thiết bị tự động số, các giải pháp tự động hố tích hợp tồn diện thơng qua PLC S7 – 200 và quan trọng nhất là những ứng dụng của PLC trong cuộc sống ( Điều khiển đèn giao thơng , tự động số trong mọi lĩnh vực của ngành sản xuất . . ) Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH (PLC) VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7300 CỦA SIEMENS 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC 1.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển logic khả trình PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt thành PLC là loại thiết bị được ứng dụng rất rộng rãi trong tự động hố xí nghiệp cơng nghiệp và rất nhiều lĩnh vực khác. Thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, các thuật tốn này có thể sửa đổi và thay thế một cách nhanh chóng và dễ dàng cho phù hợp với từng u cầu cơng nghệ. PLC được thiết kế có sẵn giao diện cho các thiết bị vào/ra và có thể lập trình với ngơn ngữ lập trình đơn giản và dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép tốn logic và chuyển mạch, cho phép các kĩ sư khơng u cầu cao về máy tính và ngơn ngữ máy tính cũng có thể sử dụng được. PLC là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật tốn và dễ trao đổi thơng tin với các PLC khác hoặc với máy tính 1.1.2. Cấu trúc chung của PLC PLC gồm có 5 thành phần cơ bản: Module xử lý tín hiệu Module nhớ Module nguồn Mơ đun vào/ra Thiết bị lập trình Sơ đồ của một bộ PLC cơ bản được biểu diễn trên hình 1.1 Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Hình 1. . Cấu trúc chung của PLC Ngồi các module chính này, các PLC cịn có các module phụ trợ như module kết nối mạng, các module đặc biệt để xử lý tín hiệu như module kết nối với can nhiệt, module điều khiển động bước, module kết nối với encoder, module đếm xung vào .v.v 1.1.3. Ngun lý hoạt động của PLC Khi chạy, một chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính: Giai đoạn 1: Đọc tín hiệu đầu vào Giai đoạn này bộ vi xử lý “chụp lại” trạng thái logic của các đầu vào rồi truyền hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu. Giai đoạn 2: Thực hiện chương trình Thực hiện các phép tốn logic chứa trong bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng “hình ảnh” của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ liệu. Kết quả của mỗi phép tốn logic (hình ảnh đầu ra) lại được lưu trong bộ nhớ dữ liệu. Giai đoạn 3: Xuất kết quả ra Sao chép lại tồn bộ các trạng thái logic hình ảnh của đầu ra (lưu trong bộ nhớ dữ liệu) ra các module đầu ra để điều khiển các thiết bị bên ngồi. Như vậy, ta có thể khái qt một chu trình làm việc của PLC như sau: Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Hình 1. 2. Chu trình làm việc của PLC 1.1.4. Bài tốn thiết kế hệ điều khiển PLC Đối với một bài tốn thiết kế điều khiển PLC ta cần theo các bước sau: Tìm hiểu, phân tích u cầu cơng nghệ, Xác định đối tượng điều khiển của hệ thống, Xác định loại và số lượng tín hiệu đầu vào và ra, lập bảng phân cơng địa chỉ vào/ra Vẽ giản đồ thời gian hoặc lưu đồ thuật tốn cho các tín hiệu vào/ ra Lựa chọn ngơn ngữ lập trình và loại PLC tương ứng Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Viết chương trình điều khiển Chạy mơ phỏng và kiểm tra lỗi Nạp chương trình vào PLC Chạy thử và kiểm tra Nếu tốt ta tiến hành nạp chương trình vào EPROM tạo tài liệu chương trình Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Hình 1. 3. Trình tự các bước thiết kế bài tốn điều khiển PLC 1.1.5. Phân tích lựa chọn chủng loại PLC Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemen, Omron, ABB, Mitshubishi, LG , mỗi hãng đều có những tính năng và ưu điểm riêng. Với mục đích đa dạng về chủng loại để em được làm quen với các hãng PLC khác nhau, vì vậy đề tài lựa chọn bộ PLC S7200 của hãng Siemens để nghiên cứu Bộ PLC S7200 PLC thơng dụng, tính mạnh mẽ hãng Siemens, bộ PLC S7200 phù hợp với các u cầu điều khiển tự động từ đơn giản đến phức tạp Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng 2.1. BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7200 CỦA SIEMEN 2.1.1.Cấu trúc của CPU224 gồm: 4096 từ đơn (Word) để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ ghi/đọc được và khơng bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM. 2560 từ đơn để lưu dữ liệu 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic Có thể ghép nối thêm 7 modul mở rộng Tổng số cổng vào ra cực đại là 128 cổng vào và 128 cổng ra 256 bộ tạo thời gian trễ, trong đó có 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có độ phân giải 10ms, 236 timer có độ phân giải 100ms 256 bộ đếm được chia làm 2 loại, một loại chỉ đếm lên (CTU), một loại vừa đếm lên vừa đếm xuống (CTUD) 256 bit nhớ đặc biệt (lư u tr ạ ng thái b ằ ng t ụ hoặ c pin) và 112 bít (l ư u trong EEPROM) dùng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặc chế độ làm việc Tốc độ thực hiện lệnh: 0.37µs cho 1 lệnh logic Tích hợp đồng hồ thời gian thực Tích hợp cổng truyền thơng RS485 Có các chế độ ngắt: ngắt truyền thơng, ngắt theo sườn xung, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Dữ liệu khơng bị mất trong khoảng thời gian 190giờ kể từ khi PLC bị mất điện2 đầu vào tương tự độ phân giải 8 bit 2.1.2.Mơ tả các đèn báo trên PLC S7200: Đèn đỏ SF: đèn sáng khi PLCđang làm việc báo hiệu hệ thống bị hỏng hóc. Đèn xanh RUN: đèn xanh sáng chỉ định PLC đangở chế độ làm việc Đèn vàng STOP: đèn sáng thơng báo PLC đang ở trạng thái dừng. Dừng tất cả chương trình đang thực hiện Đèn xanh Ix.x : đèn sáng báo hiệu trạng thái của tín hiệu của cổng vào đang ở mức logic 1 ngược lại là mức logic 0 Đèn xanh Qx.x : đèn sáng báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng ra đang ở mức logic 1, ngược lại là mức logic 0 2.1.3.Cổng truyền thơng: Chân 1: nối đất Chân 2: nối nguồn 24VDC. Chân 3: truyền và nhận dữ liệu. Chân 4: khơng sử dụng. Chân 5: nối đất. Chân 6: nối nguồn 5VDC Chân 7: nối nguồn 24VDC. Chân 8: Truyền và nhận dữ liệu. Chân 9: khơng sử dụng 2.1.4.Các ưu điểm của PLC so với mạch điện đấu dây thuần t: Kích cỡ nhỏ Thay đổi thiết kế dễ dàng và nhanh khi có u cầu về kỹ thuật,qui trình cơng nghệ Có chức năng chẩn đốn lỗi và ghi đè Các ứng dụng của S7200 có thể dẫn chứng bằng tài liệu Các ứng dụng được phân bố nhân bản nhanh chóng và thuận tiện S7200 có thể điều khiển hồng loạt các ứng dụng khác nhau trong tự Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng động hố.Với cấu trúc nhỏ gọn,có khả năng mở rộng, giá rẻ và một tập lệnh Simatic mạnh của S7200 là một lời giải hồn hảo cho các bài tốn tự động hố vừa và nhỏ. Ngồi ra S7200 cịn có các ưu điểm sau đây : - Cài đặt, vận hành đơn giản. - Các CPU có thể sử dụng trong mạng,trong hệ thống phân tán hoặc sử dụng đơn lẻ - Có khả năng tích hợp trên qui mơ lớn. - Ứng dụng cho các điều khiểnđơn giản và phức tạp. - Truyền thơng mạnh. 2.1.5. Kết nối PLC với máy tính để lập trình và nạp chương trình - 2.1.6. Cấu trúc bộ nhớ a, Cấu trúc bộ nhớ: Bộ nhớ của S7 200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn cung cấp Bộ nhớ có tính năng động cao, đọc và ghi được trong tồn vùng, loại trừ phần các bit nhớ đặc biệt + 4 vùng nhớ gồm: - Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình .Vùng này thuộc kiểu nonvolatile - Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như: từ khố, địa chỉ Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng trạm…Nó thuộc kiểu nonvolatile - Vùng dữ liệu: là miền nhớ động, có thể truy cập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn và từ kép. Được dùng để lưu trữ các thuật tốn, các hàm truyền thơng, lập bảng , các hàm dịch chuyển, xoay vịng thanh ghi, con trỏ địa chỉ - Vùng dữ liệu được chia thành nhiều miền nhớ nhỏ với các chức năng khác nhau * V: Variable memory * I: Input image register * O: Output image register * M: Internal memory bits * SM: Special memory bits 2.1.7. Địa chỉ các vùng nhớ của S7200 CPU 224 Đầu vào (Input): I0.0→I0.7; I1.0→I1.5; I2.0→I2.7 Đầu ra (Output): Q0.0→Q0.7; Q1.0→Q1.1 Bộ đệm ảo đầu vào: I0.0→I15.7 (128 đầu vào) Bộ đệm ảo đầu ra: Q0.0→Q15.7 (128 đầu ra) Đầu vào tương tự: AIW0→AIW62 Đầu ra tương tự: AQW0→AQW62 Vùng nhớ V: VB0→VB5119 Vùng nhớ L: LB0→LB63 Vùng nhớ M: M0.0 → M31.7 3.1 Cài đặt và sử dụng phần mềm STEP 7 – Micro/win 32 + Những u cầu đối với máy tính PC” Máy tính cá nhân PC, muốn cài đặt được phần mềm STEP 7Micro/Win phải thoả mãn những u cầu sau đây: Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng 640 Kbyte RAM (ít nhất phải có 500 Kbyte bộ nhớ cịn trống) Màn hình 24 dịng , 80 cột ở chế độ văn bản Cịn khoảng 2 Mbyte trống trong ổ đĩa cứng Có hệ điều hành MSDOS ver. 5.0 hoặc cao hơn tiếp Bộ chuyển đổi RS232RS485 phục vụ ghép nối truyền htơng trực giữa máy tính và PLC. (truyền thơng online) Truyền thơng STEP 7Micro/Win với S7200 CPU qua cổng truyền thông phía đáy của PLC Sử dụng cáp có bộ chuyển đổi RS232RS485, được gọi là cáp PC/PPI, để nối máy tính với PLC tạo thành mạch truyền thơng trực tiếp Cắm 1 đầu của cáp PC/PPI với cổng truyền thơng 9 chân của PLC, cịn đầu kia với cổng truyền thơng nối tiếp RS232C của máy PC. Nếu máy PC có cổng truyền thơng nối tiếp RS232 với 25 chân, thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân/9 chân để có thể ghép nối với cáp truyền thơng PC/PPI + Cài đặt phần mềm lập trình STEP 7Micro/Win 32 Sau khi kiểm tra bộ nhớ, ổ đĩa cứng hồn tồn có đủ khả năng để cài phần mềm STEP 7Micro/Win vào ổ cứng, thì lần lượt tiến hành các bước: 1/ Chèn đĩa CD vào ổ CD máy tính 2/ Kích chuột vào nút “ Start “ để mở menu Window 3/ Kích chuột vào mục Run của menu 4/ Nếu cài đặt từ: Disk A: Trong hộp thoại Run, gõ a:\setup và kích OK hoặc ENTER CD: Trong hộp thoại Run, gõ e:\setup và kích OK hoặc ENTER 5/ Sau đó sẽ nhận được dần dần từng bước các chỉ dẫn thao tác tiếp theo trên màn hình và hồn thành cơng việc cài đặt Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng 6/ Khi kết thúc việc cài đặt, hộp thoại setup PG/PC Interface tự động xuất hiện. Kích “Cancel” để trở về cửa sổ chính của STEP 7Micro/Win 32 I0 I0.1 Q0.1 0 0 1 1 Sau khi đã cài đặt xong có thể bắt đầu soạn thảo chương trình nhờ phần mềm STEP 7Micro/Win 32 cách nhấp đúp chuột vào biểu tượng STEP 7 Micro/Win 32 trên màn hình 4.1.CÁC LỆNH GHI/XỐ GIÁ TRỊ CHO TIẾP ĐIỂM 4.1.1 Mạch nhớ R – S Mạch này có hai trạng thái tín hiệu ngõ ra tương ứng với các trạng thái tín hiệu đặt ở ngõ vào. Nếu ngõ vào I0.0 có trạng thái 1 thì ngõ ra có tín hiệu 1. Khi ngõ vào I0.1 có trạng thái tín hiệu 1 thì ngõ ra có tín hiệu 0. Các trường hợp cịn lại, ngõ ra đều bằng 0. Người ta gọi mạch này là mạch nhớ tín hiệu (giống như mạch tự giữ trong mạch điều khiển dùng rơ le). Thay đổi trạng thái các ngõ ra: đặt (set) hoặc xố (reset) 4.1.2 Lệnh SET (S) và RESET (R) trong S7200 Trong sơ đồ hình thang, các cuộn dây ra sẽ trạng thái đặt (bằng 1) hoặc xố (bằng 0) phụ thuộc vào các quan hệ logic điều khiển dịng tín hiệu. Khi có dịng chảy đến cuộn dây, một ngõ ra hoặc nhiều ngõ ra sẽ được đặt cũng như xố bởi các lệnh này Trong bảng liệt kê lệnh, các giá trị này sẽ truyền giá trị của đỉnh ngăn xếp đến các ngõ ra tương ứng. Khi đỉnh ngăn xếp bằng 1 thì các ngõ ra sẽ được đặt cũng như xố bởi các lệnh set và reset (phạm vi cho phép từ 1 đến 255 ngõ ra) Nội dung ngăn khơng bị thay đổi bởi những lệnh này. Trong cả hai dạng sơ đồ Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng hình thang và liệt kê chỉ thị đều cho phép khả năng truy xuất trực tiếp ngõ ra Giá trị ngõ ra trong tốn hạng được ghi đồng thời vào bộ đệm và các ngõ ra vật lý, khác với các lệnh gián tiếp, giá trị này chỉ được ghi vào bộ đệm Mơ tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng LAD Mơ tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng STL 4.1.3 Các ví dụ ứng dụng dùng bộ nhớ a/ Mạch chốt lẫn nhau của 2 van từ Xác lập vào/ra Kí hiệu Điạ Chú thích S1 I0.0 Nút nhấn thường mở S2 I0.1 Nút nhấn thường đóng S3 I0.2 Nút nhấn thường mở Y1 Q0.0 Van từ 1 Y2 Q0.1 Van từ 2 Hình 4.41 Sơ đồ mạch logic Hình 4.42: Bảng xác lập vào/ra Mơ tả hoạt động: Qua việc khởi động S1 hoặc S3 các bộ nhớ một (van từ 1) hoặc bộ nhớ hai (van từ 2) sẽ được đặt. Nút nhấn S2 làm nhiệm vụ cắt mạch Chương trình được viết ở LAD Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Chương trình được viết ở STL: 5.1. Timer: Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong bộ điều khiển vẫn gọi là khâu trễ Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Bộ điều khiển lập trình S7 – 200 có 128 timer (với CPU 214) được chia làm 2 loại khác nhau: Timer tạo thời gian trễ khơng có nhớ (ON Delay Timer) kí hiệu là TON Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive ON – Delay Timer) kí hiệu là TONR Cả hai loại Timer đều có 3 loại với 3 độ phân giải thời gian khác nhau: 1ms 10ms 100ms Thời gian trễ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Reset một Timer: Một Timer đang làm việc có thể được đưa lại về trạng thái ban đầu, cơng việc đó được gọi là reset Timer. Khi reset một bộ Timer, Tword vàTbit của nó đồng thời được xố và có giá trị bằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có logic bằng 0. Có thể reset bất cứ Timer nào của S7 – 200 bằng lệnh R. Có hai phương pháp để reset một Timer TON: Xóa tín hiệu đầu vào Dùng lệnh reset Dùng lệnh R là phương pháp duy nhất để reset các bộ Timer kiểu TONR Cập nhật Timer có độ phân giải là 1ms CPU của S7 – 200 có các bộ Timer có độ phân giải 1ms cho phép PLC cập nhật và thay đổi giá trị đếm tức thời trong Tword mỗi 1ms một lần. Các bộ Timer có độ phân giải thấp này có khả năng điều khiển chính xác các thao tác Ngay sau khi bộ Timer với độ phân giải 1ms được kích, việc cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời trong Tword hồn tồn tự động. Chỉ nên đặt giá trị rất nhỏ cho PT của bộ Timer có độ phân giải 1ms. Tần số cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời và Tbit của một bộ Timer có độ phân giải 1ms khơng phụ thuộc vào vịng qt (scan) của bộ điều khiển và vịng qt của chương trình đang chạy. Giá trị đếm tức thời và Tbit của bộ Timer này có thể được cập nhật Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng vào bất ký thời điểm nào trong vịng qt và được cập nhật nhiều lần trong một vịng qt nếu thời gian vịng qt lớn hơn 1ms Thực hiện lệnh R đối với một Timer có độ phân giải 1ms đang ở trạng thái làm việc có nghĩa là đưa Timer đó về trạng thái ban đầu, giá trị đếm tức thời của Timer được đưa về 0 và Tbit nhận giá trị logic 0. Cập nhật Timer có độ phân giải là 10ms CPU của S7 – 200 có các bộ Timer với độ phân giải 10ms. Sau khi đã được kích, việc cập nhật Tword và Tbit để thay đổi giá trị đếm tức thời và trạng thái logic đầu ra của các bộ Timer này khơng phụ thuộc vào chương trình và được tiến hành hồn tồn tự động mỗi vịng qt một lần và tại thời điểm đầu vịng qt Thực hiện lệnh R đối với một bộ Timer có độ phân giải là 10ms đang ở trạng thái làm việc là đưa Timer về trạng thái ban đầu và xố Tword và Tbit của Timer Cập nhật Timer có độ phân giải là 100ms Hầu hết các bộ Timer của S7 – 200 là các bộ Timer có độ phân giải là 10ms. Giá trị để lưu trữu trong bộ Timer 100ms được tính tại mỗi đầu vịng qt và thời gian để tính sẽ là khoảng thời gian từ đầu vịng qt trước đó. Việc cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời của Timer chỉ được tiến hành ngay tại thời điểm có lệnh khai báo cho Timer trong chương trình. Bởi vậy q trình cập nhật giá trị đếm tức thời khơng phải là q trình tự động và khơng nhất thiết phải thực hiện một lần trong mỗi vịng qt ngay cả khi Timer đã được kích 5.1.1 On – Delay Timer (TON) Địa chỉ của On – Delay Timer S7 – 200 được cho theo độ phân giải như sau: Độ phân giải CPU 212/214/215/216 CPU 214/215/216 1ms T32 T96 10ms T33 đến T36 T97 đến T100 CPU 215/216 Đồ án môn học 100ms Điều Khển đèn giao thơng T37 đến T63 T101 đến T127 T128 đến T155 TON được viết trong LAD và STL cũng như giản đồ thời gian của nó Thời gian đóng mạch chậm khởi động và đếm đến giá trị cao, khi ngõ vào I0.2 đóng mạch. Nếu giá trị đếm tức thời >= giá trị đặt trước , thì bit thời gian hoạt động (T33 có tín hiệu 1). Nó bị reset khi ngõ vào I0.2 ngắt mạch 5.1.2 Retentive On – Delay Timer (TONR) Địa chỉ của TONR ở S7 – 200 được cho theo độ phân giải như sau: Độ phân giải CPU 212/214 CPU 214 1ms T0 T64 10ms T1 đến T4 T65 đến T68 100ms T5 đến T31 T69 đến T95 CPU 215/216 TONR được viết trong LAD và STL cũng như giản đồ thời gian của nó: Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng Thời gian đóng mạch chậm khởi động và đếm đến giá trị cao, khi ngõ vào I2.1 đóng mạch. Nếu giá trị đếm tức thời >= giá trị đặt trước, thì bit thời gian hoạt động (T2 có tín hiệu 1). Giá trị đếm tức thời được lưu lại và khơng bị thay đổi trong khoảng thời gian tín hiệu đầu vào I2.1 có tín hiệu logic 0. Giá trị của Tbit khơng được nhớ mà phụ thuộc hồn tồn vào kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị đặt trước 6.1COUNTER (Bộ đếm) Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung trong S7 – 200. Các bộ đếm của S7 – 200 được chia làm hai loại: Bộ đếm lên CTU (Count Up) Bộ đếm lên và đếm xuống CTUD (Counter Up/Down) CP 212 CPU 214 CPU 215/216 Z0 – Z63 Z0 – Z127 Z0 – Z255 CTU CTUD CTU CTUD 0 47 48 63 0 – 47 48 79 80 127 Đồ án môn học Điều Khển đèn giao thơng Hình 4.44. Các vùng địa chỉ của bộ đếm 6.1.1 Bộ đếm lên (Counter up) Bộ đếm lên (CTU) đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào (CU), tức là đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ 0 đến 1 của tín hiệu. Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi Cword. Cứ mỗi sườn xung tín hiệu thì giá trị đếm của bộ đếm Cxx tăng 1. Giá trị này có thể tăng đến giá trị cao nhất của nó. Bộ đếm chỉ dừng lại nếu giá trị đếm đạt đến +32767 Nội dung của Cword, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, ln được so sánh với giá trị đặt trước (giá trị tới hạn) của bộ đếm, được ký hiệu là PV (Preset value). Khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngồi bằng cách đặt giá trị logic 1 vào một bit đặt biệt của nó, được gọi là Cbit. Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ hơn giá trị đặt trước thì giá trị logic là 0 Bộ đếm sẽ được reset (0), nếu ngõ vào đặt tại R cuả nó được đóng mạnh (bằng 1) hoặc khi lệnh R (reset) được thực hiện với Cbit. Khi bộ đếm được reset, cả Cword và Cbit đều nhận giá trị 0 Vùng địa chỉ của bộ đếm được cho trong bảng ở hình 1 Giá trị tới hạn giới hạn đếm đặt ở ngõ vào PV đưa ra có thể là hằng số hoặc có thể là từ như sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC Bộ đếm CTU được viết trong LAD, STL cũng như giản đồ thời gian được cho như hình vẽ: 6.1.2 Bộ đếm lên/ xuống (Counter up down) Bộ đếm lên/xuống (CTUD) đếm lên khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm lên, ký hiệu là CU trong LAD. Giá trị đếm của bộ đếm tăng 1 ở mỗi sườn xung lên ở ngõ vào. Giá trị này có thể tăng đến giá trị cao nhất của nó. Bộ đếm Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng dừng lại nếu giá trị đếm đạt đến +32767. Bộ đếm CTUD đếm xuống khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm xuống, ký hiệu là CD trong LAD. Giá trị đếm của bộ đếm giảm đi 1 mỗi sườn xung lên ngõ vào CD. Bộ đếm chỉ dừng lại, nếu giá trị đếm đạt đến 32767 Nếu giá trị đếm tức thời >= giá trị đặt trước ở ngõ vào PV, thì Cbit có giá trị bằng 1. Cịn các trường hợp khác Cbit có giá trị bằng 0 Giống như bộ đếm CTU, bộ đếm CTUD cũng có thể được đưa về trạng thái khởi phát ban đầu bằng 2 cách: Khi ngõ vào R có giá trị logic bằng 1 Dùng lệnh R (reset) để reset Cbit bộ đếm Giá trị tới hạn giới hạn đếm đặt ở ngõ vào PV đưa ra có thể là hằng số hoặc có thể là từ như sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC Bộ đếm CTU được viết trong LAD, STL cũng như giản đồ thời gian được cho như hình vẽ: Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng I0.1 Up I0.2 Down I0.3 Reset C48 (current) 4 0 C48 (bit) CHƯƠNG 2:Tìm hiểu về cơng nghệ và chọn thiết bị phần cứng 2.1. u cầu cơng nghệ Trước tình hình hiện nay phương tiện tham gia giao thơng ngày càng tăng nhanh và hệ thống giao thơng nước ta ngày càng phức tạp. Dẫn đến tình trạng ùn tắc và tai nạn giao thơng ngày càng tăng. Vì vậy để đảm bảo giao thơng được an tồn và thơng suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu điều khiển và phân luồng các nút giao thơng là cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống điều khiển tín hiệu giao thơng cần đảm bảo các u cầu sau: đảm bảo hoạt động một cách chính xác, liên tục trong một thời gian dài độ tin cậy cao Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng đảm bảo làm việc ổn định lâu dài dễ quan sát cho người đi đường chi phí nhỏ, tiết kiệm năng lượng 2.2: Ngun tắc hoạt động của đèn giao thơng X1 V1 Ð3 V3 X3 Ð1 Ð1 X3 V3 Ð3 V1 X1 START STOP Cấu tạo Hệ thống đèn giao thơng hay là đèn điều khiển giao thơng gồm bốn cột đèn chính được lắp đặt tại bốn đầu của một ngã tư. Mỗi một cột đèn gồm 3 đèn chính gồm: đèn xanh, đèn đỏ và đèn đỏ Ngịai ra, mỗi một hệ thống đèn có một hộp điều khiển từ đó sẽ phát ra tín hiệu điều khiển đèn.Tín hiệu điều khiển của đèn từ CPU thơng qua các cổng ra rồi đến các rơle, rồi qua hệ thống dây nối đến các đèn Ngun tắc hoạt động + Thời gian từ 6h đến 8h. ưu tiên làn 1 đi 1 phút + Thời gian từ 8h đến 22h hai làn cùng có thời gian lưu thơng là 45s Đồ án mơn học Điều Khển đèn giao thơng + Từ 22h đến 6h sáng ngày hơm kế tiếp đèn vàng hai làn nhấp nháy 2s 2.3: Bảng kích hoạt chế độ đèn Giờ tác dụng Chế độ tác dụng 06h 08h Làn 1 đi 1 phút 08h 22h Chế độ bình thường 22h 06h Đêm khuya ST T .. .Đồ? ?án? ?mơn học Điều? ?Khển? ?đèn? ?giao? ?thơng CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH (PLC) VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH? ?PLC? ?S7300 CỦA SIEMENS 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH ... Hình 1. 2. Chu trình làm việc của? ?PLC 1.1.4. Bài tốn? ?thiết? ?kế? ?hệ? ?điều? ?khiển? ?PLC Đối với một bài tốn? ?thiết? ?kế? ?điều? ?khiển? ?PLC? ?ta cần theo các bước sau: Tìm hiểu, phân tích u cầu cơng nghệ, Xác định đối? ?tư? ??ng? ?điều? ?khiển? ?của? ?hệ? ?thống, ... đèn? ?chính được lắp đặt? ?tại? ?bốn đầu của một ? ?ngã? ?tư. Mỗi một cột? ?đèn? ?gồm 3 đèn? ? chính gồm:? ?đèn? ?xanh,? ?đèn? ?đỏ và? ?đèn? ?đỏ Ngịai ra, mỗi một? ?hệ? ?thống? ?đèn? ?có một hộp? ?điều? ?khiển? ?từ đó sẽ phát ra tín hiệu điều? ?khiển? ?đèn. Tín hiệu? ?điều? ?khiển? ?của? ?đèn? ?từ CPU thơng qua các cổng ra rồi