4. Phương pháp nghiên cứu
4.4. Mô hình tổng thể bên ngoài
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 75 4.5. Lưu ựồ chương trình. 4.5.1. Ký hiệu chương trình. START: Bắt ựầu. STOP: Dừng toàn bộ hệ thống. LV: Hệ thống làm việc. đC: đóng cửa MC: Mở cửa D: Dừng D và đ: Dừng và ựóng CBHN: Cảm biến hồng ngoại CBM: Cảm biến mở CBđ: Cảm biến ựóng CBGTM: Cảm biến giảm tốc mở CBGTđ: Cảm biến giảm tốc ựóng
4.5.2. Phân cổng vào ra.
đầu vào Phần tử đầu ra Phần tử
START 0001 LÀM VIỆC 1000 STOP 0000 MỞ CỬA 1001 CBGTM 0002 đÓNG CỬA 1002 CBM 0003 GIẢM TỐC 1003 CBGTđ 0004 NHỚ VỊ TRÍ 1004 CBđ 0005 CBHN 0006
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 76
4.6. Sơ ựồ nguyên lý và sơ ựồ tủ ựiện.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 77
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 78
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 78
4.7. Lưu ựồ chương trình.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 79
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 80
4.8. Giản ựồ thang.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 87
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 88
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 89
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 90
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 91
4.8.6. Khối tạo in/PID0 INIT (SBR3).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 92
4.9. Nguyên lý hoạt ựộng của chương trình.
đóng Aptomat ựể cấp ựiện cho bộ ựiều khiển lập trình PLC và mạch ựiều khiển. đèn báo nguồn 24V sáng.
Nhấn nút Start ựể mô hình bắt ựầu hoạt ựộng.
đưa vật vào 3 cảm biến quang
ựể thử các chế ựộ ựóng mở cửa của cửa tự ựộng.
Tắn hiệu 3 cảm biến ựưa về lần lượt các chân I0.0, I0.1, I0.2 của PLC. PLC ựưa tắn hiệu PWM qua chân Q0.0 thông qua mạch cầu H ựể ựiều khiển ựộng cơ DC 24V. động cơ sẽ quay ựể mở cửa, tắn hiệu tốc ựộ của ựộng cơ qua Encoder phản hồi về là 5V qua mạch nâng áp 24V ựể ựưa vào chân I0.3 của PLC. PLC sẽ dựa vào tắn hiệu Encoder phản hồi về ựể xác ựịnh vị trắ của cửa.
Trường hợp 1: Một trong ba cảm biến phát
hiện vật.
Hiện tượng: Cửa mở ra 5cm. Dừng khoảng 5s. Sau 5s tự ựộng ựóng lại. Nếu trong thời gian có tắn hiệu người vào cửa vẫn mở chờ sau 5s ựóng lại.
Trường hợp 2: Hai trong ba cảm biến phát hiện vật.
Hiện tượng: Cửa buồng thang mở ra 8cm. Dừng khoảng 5s. Sau 5s tự ựộng ựóng lại. Nếu trong thời gian có tắn hiệu người vào cửa vẫn mở chờ sau 5s ựóng lại.
Trường hợp 3: Ba cảm biến phát hiện vật.
Hiện tượng: Cửa buồng thang mở ra 10cm. Dừng khoảng 5s. Sau 5s tự ựộng ựóng lại. Nếu trong thời gian có tắn hiệu người vào cửa vẫn mở chờ sau 5s ựóng lại.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 93 Khi 1000 chưa có ựiện tiếp ựiểm thường ựóng vẫn ựóng MOV(21) di chuyển 0 hex vào HR 000. Hệ thống không làm việc dù có người vào.
Nhấn nút START tiếp ựiểm0001 ựóng lại. Hệ thống bắt ựầu làm việc. Tiếp ựiểm thường ựóng 1000mở ra Reset toàn bộ hệ thống. Tiếp ựiểm thường mở 1000 ựóng lại duy trì trạng thái làm việc cho hệ thống khi nhả nút ấn START.
Hệ thống làm việc ứng với các tiếp ựiểm thường mở của 1000 ựóng lại, DIFU201tác ựộng lấy xung sượt lên, tiếp ựiểm201 ựóng lại. Lệnh MOV(21) thực hiện lệnh di chuyển 1hex vào thanh ghi HR00.
Bit HR 00.00 có giá trị bằng 1, các tiếp ựiểm thường mở của HR 00.00 ựóng lại. Do 1003 ựóng và 1001 có ựiện, cửa mở. đến khi gặp CBGTM 0002 ựóng lại, tiếp ựiểm0002 ựóng lại, 202 có ựiện, tiếp ựiểm 202 ựóng lại, thanh ghi HR00 chuyển giá trị 1hex từ bit HR00.00 sang bit HR00.01 lúc này bắt HR00.00 có giá trị bằng 0, ựồng thời bit HR00.01 có giá trị bằng 1. Do 0003 thường ựóng. 1003 có ựiện, do 1001 vẫn có ựiện. Cửa vẫn mở ựồng thời mở chậm. đến khi gặp CBM 0003. Các tiếp ựiểm 0003 ựóng lại, trong khi HR00.01 ựóng, 202 lại có ựiện, ựóng tiếp ựiểm 201 lại, SFT thực hiện lệnh dịch chuyển 1hex từ bit HR00.01 sang bit HR 00.02. Giá trị của HR 00.01 bằng 0 cùng với HR00.00bằng 0 , 1001 mất ựiện và cửa ngừng mở.
đồng thời bit HR00.02 có giá trị bằng 1, các tiếp ựiểm HR00.02 ựóng lại, TIM000 có ựiện và bắt ựầu thực hiện ựếm 05s dừng cửa. Hết 0,5s TIM000 tác ựộng ựóng tiếp ựiểm TIM000 lại, 202 lại có ựiện. Lại ựóng tiếp ựiểm 202 lại, thanh ghi SFT lại thực hiện lệnh dịch chuyển giá trị 1 hex từ HR00.02 sang bit HR00.03. Các tiếp ựiểm của HR00.02 mở ra TIM000 ngừng ựếm. HR00.03 có giá trị bằng 1, các tiếp ựiểm thường mở HR00.03 ựóng lại và do 0005 thường ựóng nên 1002 có ựiện. Thực hiện ựóng cửa với vận tốc ựóng V1. đến khi gặp CBGTđ 0004. Các tiếp ựiểm thường mở 0004 ựóng lại. Cấp ựiện cho 201, tiếp ựiểm 201 ựóng. Thanh ghi SFT thực hiện lệnh dịch chuyển giá trị 1 hex từ HR00.03 sang bit HR00.04. Giá trị của bit
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 94 HR00.04 bằng 1. Cấp ựiện cho 1003, và do 1002 vẫn có ựiện, cửa giảm tốc ựóng.
đến khi gặp CBđ 0005. Các tiếp ựiểm 0005 ựóng lại trong khi HR00.04 vẫn ựóng, 201 lại có ựiện, ựóng tiếp ựiểm 201, SFT thưc hiện lệnh dịch 1hex từ bit HR00.04 sang bit HR00.05. Giá trị của HR00.04 bằng 0 cùng với HR00.03 bằng 0. 1002 mất ựiện, cửa ngừng ựóng.
Khi cửa ựang ựóng có người vào tiếp ựiểm 0006 ựóng lại, cấp ựầu vào Reset cho SFT. SFT thực hiện lệnh dịch chuyển giá trị 1hex trong thanh ghi HR00, Bit HR00.00 có giá trị bằng 1, các tiếp ựiểm thường mở của HR00.00 ựóng lại, do 0003 ựóng, cấp ựiện cho 1001, cửa lại mở, ựến khi gặp cảm biến giảm tốc mở, cửa mở với vận tốc V2.
Khi gặp cảm biến mở 0003, 1004 có ựiện, vị trắ ựó ựược nhớ các tiếp ựiểm thường mở của 1004 ựóng lại, trường hợp ựặc biệt khi cửa ựến vị trắ giữa CBGTM và CBđ mà có người theo nguyên tắc cửa sẽ mở nhưng mở với vận tốc V1 sẽ gây va ựập mạnh. Xong do 1004 nhớ vị trắ ở trên, tiếp ựiểm 1004 thường mở ựóng lại tiếp ựiểm 0006 tác ựộng DIFU tác ựộng lệnh MOV (21) chuyển giá trị 1 hex sang thanh ghi HR00. Bit HR00.00 có giá trị bằng 1, ựồng thời cấp ựiện cho 202, SFT thực hiện lệnh chuyển giá trị 1 hex từ bit HR00.00 sang HR00.01. Cửa mở ra ựồng thời giảm tốc mở với vận tốc V2.
Tất cả quá trình trên diễn ra tuần tự như vậy, ựến khi nhấn nút stop, tiếp ựiểm 0000 mở ra ngắt ựiện toàn bộ hệ thống. Hệ thống ngừng làm việc.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 95
4.10. Một số hình ảnh mô hình hệ thống.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 96
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 97
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 98
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 99
KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ
1. Kết luận.
Sau một thời gian nghiên cứu ựề tài, mặc dù gặp nhiều khó khăn nhưng với nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
TS. Ngô Trắ Dương, các Thầy Cô trong Khoa Cơ điện và các Phòng ban chức năng cùng các bạn ựồng nghiệp ựến nay ựề tài tốt nghiệp của em ựã cơ bản hoàn thành. Từ kết quả nghiên cứu ựược trong ựề tài ỘThiết kế Mô hình cửa ựóng mở tự ựộngỢ. Em ựưa ra một số kết luận sau:
- đề tài ựã nghiên cứu và tìm hiểu ựược tổng quan về các hệ thống ựiều khiển cửa ựóng mở tự ựộng.
- đề tài ựã tìm hiểu về phần cứng cũng như các tập lệnh cơ bản của PLC S7-200, ựể từ ựó thiết kế ựược hệ thống ựiều khiển cửa ựóng mở tự ựộng.
- Về phần chế tạo mô hình, ựề tài ựã ngiên cứu về các loại cảm biến và lựa chọn ựược cảm biến phù hợp cho mô hình. Cũng như ựã chế tạo ựược phần cứng với hệ thống cảm biến ựã lựa chọn, mở bởi các rơ le trung gian.
Ngoài ra, ựề tài cũng ựã xây dựng ựược thuật toán, chương trình và chạy thử mô hình tại phòng thắ nghiệm. Do ựiều kiện và khả năng bản thân còn hạn chế nên việc chế tạo mô hình cũng như chạy thử không ựược như mong muốn.
2. đề nghị.
Sau thời gian thực hiện ựề tài và viết báo cáo ựến nay ựề tài của em ựã hoàn thành. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện gặp không ắt khó khăn, vì thế em ựưa ra một số ựề nghị như sau:
- Do tài liệu về các hệ thống cửa ựóng mở tự ựộng nên việc chế tạo mô hình chưa ựúng như thực tế, hoạt ựộng chưa ổn ựịnh. Kắnh mong Bộ môn cùng Khoa Cơ ựiện tạo ựiều kiện tốt hơn nữa về tài liệu cũng như thiết bị ựể ựề tài có thể hoàn thành tốt hơn và có tắnh ứng dụng thực tế cao.
- Do nhận thức còn hạn chế, thiếu kinh nghiệm trong thực tế nên việc viết chương trình ựiều khiển chưa hợp lý, kắnh mong Khoa và Bộ môn tạo ựiều kiện giúp ựỡ nhiều hơn nữa ựể Học viên có thể làm chủ ựược công nghệ tiếp cận thời ựại Công nghiệp hoá, hiện ựại hoá nước nhà.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ỘMáy ựiện 1 và 2Ợ Vũ Gia Hanh, Trần khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 2003.
[2] ỘKhắ cụ ựiệnỢ Phạm Văn Chới, Bùi Tắn Hữu, Nguyễn Tiến Tôn, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 2004.
[3] ỘGiáo trình cảm biếnỢ Phan Cuốc Phô, Nguyễn đức Chiến, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 2000.
[4] ỘKỹ thuật ựiện tửỢ đỗ Xuân Thụ, Nhà xuất Bản Giáo Dục - 2005.
[5] ỘTruyền ựộng ựiệnỢ Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Văn Liễn, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Ờ 2006.
[6] Ộđiện tử công suấtỢ Võ Minh Chắnh, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[7] Ộđiều khiển tự ựộng truyền ựộng ựiệnỢ Trịnh đình để, NXB đại học và Trung học Chuyên nghiệp.
[8] ỘHướng dẫn lập trình PLC S7-200Ợ PGS. TS. Phan Xuân Minh, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - 2009.
[9] ỘTự ựộng hóa với SIMTATIC S7-200Ợ Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, NXB Nông nghiệp - 2002.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 101 Phụ lục 1- Nhóm lệnh xuất nhập cơ bản. Dạng lệnh Mô tả chức năng lệnh L D A ST LDN n
Tiếp ựiểm thường ựóng sẽ ựóng khi có giá trị logic bit bằng 0, và sẽ mở khi có giá trị logic bằng 1.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(n)
L A D
STL LD n
Tiếp ựiểm thường hở sẽ ựược ựóng nếu giá trị logic bằng 1 và sẽ hở nếu giá trị logic bằng 0.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(n)
L A D
STL LDI n
Tiếp ựiểm thường hở sẽ ựóng tức thời khi giá trị bit bằng 1 và sẽ mở tức thời nếu giá trị logic bằng 0.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, CT, V(n)
L A D
STL LDNI n
Tiếp ựiểm thường ựóng sẽ mở tức thời khi giá trị logic bằng 1 và ngược lại. Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, CT, V(n) L A D STL NOT
Tiếp ựiểm ựảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp ựiểm ựảo thì nó ngắt mạch và ngược lại.
L A D
STL EU
Lệnh nhận biết trạng thái chuyển từ 0 lên 1 trong một chu kì quét. Khi chuyển từ 0 lên 1 thì sẽ cho thông mạch.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 102 L
A D
STL ED
Lệnh nhận biết sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 trong một chu kì quét. Khi chuyển từ 1 xuống 0 thì thông mạch.
L D A
STL = n
Cuộn dây ở ựầu ra sẽ ựược kắch thắch khi có dòng ựiều khiển ựi ra.
L A D
STL =I n
Cuộn dây ở ựầu ra ựược kắch thắch tức thời khi có dòng ựiều khiển ựi qua.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(n)
L D A
STL S bit n
Dùng ựể ựóng một mảng gồm n tiếp ựiểm kể từ giá trị ban ựầu bit.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB, VB, AC,*VD ,*AC ,Const
L D A
STL R bit n
Dùng ựể ngắt một mảng gồm n tiếp ựiểm kể từ giá trị ban ựầu bit.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB, VB, AC,*VD,*AC, Const
L D A
STL SI bit n
Ghi tức thời giá trị logic vào một mảng gồm n bit kể từ giá trị ban ựầu bit.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM T, C, V(Bit), IB, QB, MB, SMB, VB, AC,*VD,*AC, Const
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 103 L
A D
STL RI bit n
Xóa một mảng tức thời gồm n bit kể từ ựịa chỉ bit. Nếu bit chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xóa bit ựầu ra của Timer/Counter.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM T, C, V(Bit), IB, QB, MB, SMB, VB, AC,*VD,*AC, Const
L A D
Lệnh này không có hiệu lực trong chương trình. Toán hạng N là một số từ 0 ựến 255. Phụ lục 2 - Nhóm lệnh so sánh. Dạng lệnh Mô tả chức năng lệnh L A D STL LDB= IN1 IN2
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp ựiểm ựóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Byte).
Toán hạng: IN1, IN2: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const,*VD,*AC
L A D
STL LDW= IN1 IN2
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp ựiểm ựóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Word) và ngược lại.
Toán hạng: IN1, IN2: VW, IW, MW, SMW, AC, Const, T, C, AIW, *VD,*AC
L A D
STL LDD= IN1 IN2
Lệnh so sánh bằng làm cho tiếp ựiểm ựóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Double Word) và ngược lại.