Đồ án mô HÌNH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG NGÃ tư PLC

TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠNG THƢƠNG TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề tài: MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƢ GVHD: ThS.TỐNG THỊ HIẾU SVTH: 1) Ngô Thanh Quốc Phong – MSSV 2117150047 2) Trần Hồng Phƣơng – MSSV 2117150049 3) Đỗ Anh Sơn – MSSV 2116150047 4) Mai Trần Thế Sơn – MSSV 2117150052 5) Nguyễn Nhật Tiến – MSSV 2116150056 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm 2019 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN iii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC iv LỜI CAM ĐOAN v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG vii CHƢƠNG TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phƣơng pháp thực đề tài Các bƣớc thực đề tài: CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 Bộ điều khiển PLC S7-1200 2.1.1 Giới thiệu chung PLC S7-1200 .3 2.1.2 Một số module PLC S7-1200 2.1.3 Ứng d ụng c PLC đồ án: 2.2 TIA Portal 2.2.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 2.2.2 Giao thức kết nối 2.2.3 Làm việc với TIA Portal V13 2.3 WinCC .9 2.3.1 Tổng quan WinCC 2.3.2 Làm việc với WinCC 10 2.4 Một só thiết bị khác 12 CHƢƠNG TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỒ ÁN 14 3.1 Yêu cầu công nghệ 14 3.2 Sơ đồ khối mơ hình 14 3.3 Lƣu đồ thuật giải 15 3.4 Bảng gán địa 16 3.5 Sơ đồ nối dây 17 3.6 Mơ hình đồ án 18 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 19 4.1 Mơ hình thực nghiệm 19 4.2 Kết vận hành chế độ 19 4.3 Kết vận hành chế độ 21 4.4 Kết vận hành chế độ 21 4.5 Kết vận hành chế độ 22 4.6 Cài đặt vận hành 22 4.6.1 Cài đặt phân quyền 22 4.6.2 Cài đặt thời gian 23 CHƢƠNG KẾT LUẬN 24 5.1 Kết đạt đƣợc 24 5.2 Hạn chế đề tài 24 5.3 Hƣớng phát triển đề tài 24 PHỤ LỤC 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, tình hình giao thơng Việt Nam ngày nghiêm trọng tình trạng kẹt xe liên tục diễn tuyến đƣờng lớn nhỏ, ngã tƣ, đặt biệt vào khung cao điểm, thấy hầu hết cột đèn giao thông đƣợc chỉnh theo số giây hay phút cố định dẫn đến lƣu thơng tuyến đƣờng, dù tuyến đƣờng đơng hay khơng đơng đèn giao thơng chạy theo số giây đƣợc cài đặt sẵn, khơng có thay đổi dẫn đến vấn đề ùn tắc diễn liên tục Và nhận thấy đƣợc vấn đề này, nhóm em nghiên cứu chọn đề tài: “Mơ hình điều khiển đèn giao thông ngã tư” Đề tài không xa lạ với ngƣời, nhƣng đến với đề tài nhóm chúng em muốn hƣớng đến mơ hình đèn giao thơng có đầy đủ số chế độ để tối ƣu, bao gồm chế độ ƣu tiện dọc, ƣu tiên ngang, chế độ hoạt động theo thời gian thực đặc biệt chúng em tạo giao diện Wincc giám sát, điều khiển điều chỉnh thời gian đơn giản Đề tài giúp chúng em hiểu rõ PLC, đồng thời tích lũy thêm nhiều kiến thức Đặc biệt kinh nghiệm q trình lắp mạch, nhóm đƣợc cọ xát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế cơng việc bên ngồi nhiều cách lắp đặt dây thiết bị Thực tế song thời gian kiến thức có hạn, nên đề tài cịn nhiều điểm thiếu sót Nhóm mong nhận đƣợc góp ý thầy để cao chất lƣợng đề tài phát triển Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! i LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi đến Quý thầy cô trƣờng Cao đẳng Công Thƣơng Thành Phố Hồ Chí Minh giáo viên khoa Điện- Điện tử lời cảm ơn chân thành Đặc biệt Tống Thị Hiếu tận tình hƣớng dẫn chúng em hồn thành đề tài “Mơ hình điều khiển đèn giao thơng ngã tư” Nhóm em xin kính chúc Quý thầy cô thật nhiều sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Nhận xét chung: Ưu điể m: - Nhóm tự giác thực nhiệm vụ đƣợc giao đồ án; - Các thành viên nhóm tích cực đồn kết q trình thực đồ án; - Nhóm hồn thành mơ hình đồ án tiến độ; - Mơ hình vận hành ổn định, đảm bảo đƣợc yêu cầu đồ án Hạn chế : - Mơ hình đồ án nhóm cịn đơn giản; Đánh giá: (Đƣợc phép bảo vệ hay không đƣợc phép bảo vệ) Tồn sinh viên nhóm đƣợc bảo vệ đồ án Tp.HCM, ngày 24 tháng 06 năm 2019 Giáo viên hƣớng dẫn Tống Thị Hiếu iii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài: MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THƠNG NGÃ TƢ Ngày giao đề tài: 18 /02/2019; Tuần thứ: Ngày hoàn thành đề tài: 25/06/2019; Tuần thứ: 20 Sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên 1: Ngô Thanh Quốc Phong Mssv:2117150047 Họ tên sinh viên 2: Trần Hồng Phƣơng Mssv:2117150049 Họ tên sinh viên 3: Đỗ Anh Sơn Mssv:2116150047 Họ tên sinh viên 4: Mai Trần Thế Sơn Mssv:2117150052 Họ tên sinh viên 5: Nguyễn Nhật Tiến Mssv:2116150056 Tuần/ngày Tuần 18/02/19 – 24/02/2019 Tuần - 25/02/19 - 10/03/19 Tuần - 11/03/19 - 31/03/19 Tuần - 12 01/04/19 - 21/04/19 Tuần 12 - 20 22/04/19 - 23/06/19 Nội dung – công việc thực - Nhận đề tài - Phân tích đề tài - Tính chọn thiết bị - Mua thiết bị - Thiết kế sơ đồ phần cứng - Thiết kế vẽ bố trí thiết bị - Thiết kế lƣu đồ thuật tốn viết chƣơng trình điều khiển - Thiết kế tủ điện - Tiến hành lắp tủ điện - Viết báo cáo - Hồn thiện mơ hình - Test mơ hình khắc phục lỗi - Viết báo cáo đồ án Xác nhận giáo viên hƣớng dẫn Tống Thị Hiếu iv LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài: “Mơ hình điều khiển đèn giao thơng ngã tư” sản phẩm mà nhóm em nỗ lực nghiên cứu học tập trƣờng Đề tài chúng em tự thực dựa vào số tài liệu tham khảo, thầy cô, bạn bè Trong trình viết báo cáo có tham khảo số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, dƣới góp ý hƣớng dẫn Cô Tống Thị Hiếu, Khoa Điện – Điện tử trƣờng Cao đẳng Công Thƣơng Thành Phố Hồ Chí Minh Nếu khơng với nêu chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 Hình 2.2 Giao diện ban đầu TIA Portal V13 Hình 2.3 Giao diện TIA Portal_1 Hình 2.4 Giao diện TIA Portal_2 Hình 2.5 Màn hình lập trình TIA Portal Hình 2.6 Màn hình lập trình TIA Portal .7 Hình 2.7 Nạp chƣơng trình cho PLC từ TIA Portal_1 Hình 2.8 Nạp chƣơng trình cho PLC từ TIA Portal_2 Hình 2.9 Nạp chƣơng trình cho PLC từ TIA Portal_3 Hình 2.10 Nạp chƣơng trình cho PLC từ TIA Portal_4 Hình 2.11 Khởi tạo hình WinCC_1 10 Hình 2.12 Khởi tạo hình WinCC_2 .11 Hình 2.13 Kết nối WinCC với PLC_1 11 Hình 2.14 Kết nối WinCC với PLC_1 12 Hình 2.15 Giao dện Wincc 12 Hình 3.1 Sơ đồ khối .14 Hình 3.2 Lƣu đồ thuật giải 15 Hình 3.3 Sơ đồ nối dây 17 Hình 3.4 Mơ hình đồ án điều khiển đèn giao thông ngã tƣ 18 Hình 4.1 Mơ hình thực tế .19 Hình 4.2 Mơ hình Wincc 19 Hình 4.3 Đăng nhập hệ thống 23 Hình 4.4 Cài đặt thời gian .23 vi DANH MỤC BẢNG Bảng Một số PLC S7-1200 thông dụng Bảng 2 Một số thiết bị khác .13 Bảng Bảng gán địa 16 Bảng Bảng chế độ phân quyền .22 vii 21 4.5 Kết vận hành chế độ Nhấn nút Chế độ 4, hệ thống hoạt động chế độ ƣu tiên ngang, đèn Đỏ Xanh hoạt động, đèn lại tắt 4.6 Cài đặt vận hành 4.6.1 Cài đặt phân quyền Để sử dụng hình giám sát Wincc, ngƣời dùng phải đăng nhập trang Home Chế độ phân quyền đƣợc cài đặt bảng bên dƣới Tên Mật Admin 111111 Control 222222 Quyền Giám sát, điều khiển điều chỉnh thời gian Giám sát, điều khiển Bảng 4.1 Bảng chế độ phân quyền 22 Hình 4.3 Đăng nhập hệ thống 4.6.2 Cài đặt thời gian Chức cài đặt đƣợc thực phân quyền Admin, cài đặt đƣợc thời gian sáng đèn tuyến đƣờng Hình 4.4 Cài đặt thời gian 23 CHƢƠNG KẾT LUẬN Kết đạt đƣợc 5.1 Nhóm hồn thành đề tài : “Mơ hình điều khiển đèn giao thơng ngã tư” đảm bảo đƣợc mục tiêu đề tài đặt ra: - Thiết kế, xây dựng mơ hình điều khiển đèn giao thơng; - Lập trình PLC điều khiển đèn giao thơng nhiều chế độ: Chế độ bình thƣờng: hệ thống đèn giao thông hoạt động với thời gian đƣợc F cài đặt trƣớc Chế độ cảnh báo: hệ thống đèn hoạt động chế độ cảnh báo, tất đèn xanh F đỏ hai tuyến ngừng hoạt động, đèn vàng hai tuyến nháy với tần số Hz Chế độ ƣu tiên dọc: hệ thống đèn giao thông hoạt động cho phép ƣu tiên F tuyến đƣờng số Chế độ ƣu tiên ngang: hệ thống đèn giao thông hoạt đồng cho phép ƣu tiên F tuyến đƣờng số Chế độ kết hợp với thời gian thực: hệ thống đèn giao thông hoạt động tự F động, vào ban ngày (6h00→22h59) đèn hoạt động chế độ bình thƣờng, vào ban đêm (23h00→5h59) đèn hoạt động chế độ cảnh báo - Lập trình hình cho phép điều chỉnh thời gian đèn theo mong muốn - Điều khiển đèn giao thông tuyến đƣờng - Thiết kế tủ điều khiển hệ thống; Hạn chế đề tài 5.2 Do đặc thù thời gian kiến thức hạn chế nên việc áp dụng kiến thức vào làm thực tế cịn gặp nhiều thiếu sót việc thiết kế sơ đồ, đấu mạch, tìm kiếm tài liệu viết chƣơng trình điều khiển: - Chƣơng trình thuật tốn chƣa đƣợc ngắn gọn, tối ƣu - Mơ hình thiết kế cịn đơn giản Hƣớng phát triển đề tài 5.3 - Khắc phục hạn chế mơ hình; 24 - Sử dụng hệ thống phân tích liệu tuyến đƣờng mật độ xe để tính tốn xử lý tự động điều chỉnh thời gian sáng đèn tuyến đƣờng 25 PHỤ LỤC Chƣơng trình điều khiển Chế độ 1: FC_CĐ1 (Chƣơng trình chế độ 1): 26 Chế độ 2: 27 FC_CĐ2 (Chƣơng trình chế độ 2): 28 29 Chế độ 3: FC_CĐ3 (Chƣơng trình chế độ 3): Chế độ 4: 30 FCCĐ4 (Chƣơng trình chế độ 4): Điều khiển ngõ 31 32 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trần Văn Hiếu , Tự động hóa PLC S7 1200 với tia Portal, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tiếng anh: [1] Siemens, SIMATIC S7 S7-1200 Programmable controller Trang Web: [2] Web: http://www.automation.org.vn/ [3] Web: http://www.automation.siemens.com/ 34 35 ... gán địa 16 3.5 Sơ đồ nối dây Hình 3.3 Sơ đồ nối dây 17 3.6 Mơ hình đồ án Hình 3.4 Mơ hình đồ án điều khiển đèn giao thơng ngã tư 18 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Mơ hình thực nghiệm Hình 4.1 Mơ hình. .. định chọn đề tài: “Mơ hình điều khiển đèn giao thơng ngã tư? ?? 1.2 Mục tiêu đề tài -Thiết kế, xây dựng mơ hình điều khiển đèn giao -thơng; Lập trình PLC điều khiển đèn giao thông nhiều chế độ: F... thành đề tài : “Mơ hình điều khiển đèn giao thông ngã tư? ?? đảm bảo đƣợc mục tiêu đề tài đặt ra: - Thiết kế, xây dựng mơ hình điều khiển đèn giao thơng; - Lập trình PLC điều khiển đèn giao thơng nhiều