TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
HỆ THỐNG BARIE
Hình 1.2 Các loại barie tự động
Hiện nay, barie được sử dụng rộng rãi tại các tòa chung cư, cổng bãi đỗ xe ngầm, nhà máy sản xuất và trong hệ thống giao thông Chức năng chính của barie là điều tiết và phân luồng người cũng như phương tiện qua lại, đồng thời trong các nhà máy, nó còn giúp phân loại các sản phẩm khác nhau Với nhiều mục đích sử dụng khác nhau, barie cũng có nhiều loại đa dạng để phù hợp với các chức năng trong từng lĩnh vực cuộc sống.
Trong hệ thống giao thông, có nhiều loại barie với cấu trúc và chức năng khác nhau Tại bãi đỗ xe, thanh chắn dài hoặc ngắn được sử dụng tùy thuộc vào không gian lắp đặt Ở các tòa chung cư, rào chắn barie đẩy thường được chọn do không gian cổng rộng, trong khi thanh chắn ngắn được sử dụng bên trong để đảm bảo tính thẩm mỹ và không gây vướng víu.
Barie tự động là thiết bị an ninh chuyên dụng, hoạt động như vật cản cho các phương tiện không được phép di chuyển vào khu vực cấm Hiện nay, barie tự động được áp dụng rộng rãi tại trường học, bệnh viện, siêu thị, nhà hàng và khách sạn, giúp giảm thiểu tình trạng mất an ninh và ùn tắc giao thông nhờ vào việc kiểm soát hiệu quả.
Barie tự động có thiết kế gọn nhẹ, tiện vận chuyển
Tiết kiệm tối đa điện năng, dễ dàng kết nối với nhiều thiết bị thông minh gồm: Smartphone, máy tính, thẻ từ,…
Sử dụng được vào nhiều loại công trình từ bốt giao thông tự động đến trạm thu phí, nhà để xe, bệnh viện, công ty, doanh nghiệp,…
Thiết bị có giá thành không quá cao
Thiết bị ít bị hư hỏng, khi bị hư hỏng cũng dễ sửa chữa và thời gian sửa chữa nhanh và không tốn nhiều chi phí
Thời gian đóng/mở thiết bị cực nhanh, tầm nhìn rộng và không bị cồng kềnh
Thiết bị nhập khẩu chất lượng cao được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, với lớp sơn tĩnh điện bền bỉ, giúp chống bong tróc và khả năng chịu đựng tốt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Barie tự động không thể hoàn toàn ngăn cản con người ra vào các công trình khi không sử dụng phương tiện giao thông Do đó, tại mỗi trạm barie ở những công trình quan trọng, sẽ có 1 hoặc 2 nhân viên gác để nhắc nhở người đi lại.
Cánh tay barie không đủ dài để che chắn đối với những chiếc cổng quá dài, chiều dài khoảng trên 10 mét Lúc này barie gập sẽ tiện lợi hơn
Barie tự động cần thẳng
Barie tự động cần gập
TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Hệ thống điều khiển bao gồm các máy móc và thiết bị điện tử được tổ chức tại một vị trí nhất định, nhằm đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra ổn định, chính xác và nhịp nhàng.
Những tiến bộ vượt bậc trong khoa học công nghệ đã dẫn đến việc hoàn thành các nhiệm vụ điều khiển phức tạp thông qua hệ thống điều khiển tự động cao, bao gồm bộ điều khiển lập trình và sự tham gia của máy tính Hệ thống này không chỉ giao tiếp tín hiệu với các thiết bị vào – ra như bảng vận hành, động cơ, cảm biến, van mà còn có khả năng truyền thông dữ liệu qua mạng giữa các thành phần điều khiển Mỗi thành phần trong hệ thống điều khiển, dù đơn giản hay nhỏ bé, đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BỘ VI XỬ LÝ VÀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN
Sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật vi điện tử, đặc biệt là kỹ thuật vi xử lý, đã đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong khoa học tính toán, điều khiển và xử lý thông tin Kỹ thuật vi xử lý đóng vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống và khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực Tin học và Tự động hóa.
Vào năm 1971, Intel đã cho ra mắt bộ vi xử lý đầu tiên trên thế giới mang tên Intel-4004/4bit, nhằm đáp ứng nhu cầu của công ty truyền thông BUSICOM Intel-4004 đánh dấu một bước tiến quan trọng trong kỹ thuật vi xử lý số, với khả năng thay đổi chức năng thông qua chương trình bên ngoài, thay vì chỉ thực hiện một số chức năng cố định như trước đây.
Sau đó, các bộ vi xử lí mới liên tục được đưa ra thị trường và ngày càng được phát triển, hoàn thiện hơn trong các thế hệ sau :
Vào năm 1972, hãng Intel đưa ra bộ vi xử lí 8-bit đầu tiên với tên Intel-8008/8bit
Từ năm 1974 đến 1975, Intel đã phát triển các bộ vi xử lý 8-bit 8080 và 8085A, trong khi nhiều hãng khác như Motorola với bộ vi xử lý 6800 (5000 transistor), Signetics với 6520, RCA với 1801, MOS Technology với 6502 và Zilog với Z80 cũng cho ra mắt các sản phẩm tương tự.
Vào năm 1976, Intel đã ra mắt bộ vi điều khiển 8748, chip đầu tiên trong họ vi điều khiển MCS-48, với hơn 17,000 transistor, bao gồm CPU, 1K byte EPROM, 64 byte RAM, 27 chân xuất nhập và bộ định thời 8-bit Sự ra đời của IC này cùng các IC khác trong họ MCS-48 đã nhanh chóng thiết lập tiêu chuẩn công nghiệp cho các ứng dụng hướng điều khiển.
Năm 1978, Intel ra mắt bộ vi xử lý 8086 với 16 bit và 29.000 transistor, trong khi Motorola 68000 tích hợp 70.000 transistor và APX 432 chứa 120.000 transistor Bộ vi xử lý của Hewlett Packard có khoảng 450.000 transistor Từ năm 1974 đến 1984, số lượng transistor tích hợp trong một chip đã tăng gấp 100 lần.
Vào năm 1983, Intel giới thiệu bộ vi xử lý 80286 cho các máy vi tính họ AT (Advanced Technology), với khả năng I/O 16 bit, 24 đường địa chỉ và không gian nhớ thực lên đến 16MB Đến năm 1987, Intel tiếp tục ra mắt bộ vi xử lý 80386 32 bit, và năm 1989, bộ vi xử lý Intel 80486 được phát triển như một cải tiến của 80386, bao gồm bộ nhớ ẩn và mạch tính toán đại số dấu phẩy động.
Năm 1992, xuất hiện Intel 80586 còn gọi là Pentium 64 bit chứa 4 triệu tranzitor
Vào năm 1980, Intel đã giới thiệu chip 8051, bộ vi điều khiển đầu tiên trong dòng MCS-51, đánh dấu sự tiến bộ quan trọng về độ phức tạp và khả năng của các bộ vi điều khiển So với chip 8048, 8051 sở hữu hơn 60.000 transistor, bao gồm 4K byte ROM, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, 1 cổng nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit, cho thấy khả năng mạch đáng kể trong một IC duy nhất.
Các bộ vi điều khiển đã được phát triển từ các bộ vi xử lí trung tâm, với cấu trúc tích hợp trên một chip, bao gồm bộ vi xử lí, bộ nhớ chương trình (ROM), và bộ nhớ dữ liệu (RAM) Mặc dù dung lượng RAM không lớn như trên máy tính, nhưng điều này không hạn chế khả năng của bộ vi điều khiển, vì chúng được thiết kế cho các mục đích cụ thể trong công nghiệp Chip còn tích hợp nhiều thành phần khác như bộ xử lí số học logic (ALU), các thanh ghi chức năng, cổng vào/ra, cơ chế điều khiển ngắt, và bộ định thời Hiện nay, bộ vi điều khiển được sử dụng phổ biến và ngày càng được chuẩn hóa, góp mặt trong nhiều máy móc và sản phẩm tiêu dùng.
TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
Khái niệm về vi điều khiển
Vi điều khiển là một máy tính tích hợp trên chip, thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử Nó bao gồm vi xử lý hiệu suất cao và giá thành thấp, kết hợp với các thiết bị ngoại vi như bộ nhớ, modul vào/ra, và modul chuyển đổi tín hiệu Vi điều khiển thường được ứng dụng trong hệ thống nhúng và xuất hiện trong nhiều thiết bị điện tử như máy giặt, lò vi sóng, và dây chuyền tự động Hầu hết vi điều khiển hiện nay sử dụng cấu trúc Harvard, trong đó bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được phân tách riêng biệt Cấu trúc của vi điều khiển bao gồm CPU, bộ nhớ chương trình (thường là ROM hoặc Flash).
Bảy thành phần quan trọng của hệ thống máy tính bao gồm bộ nhớ dữ liệu (RAM), các bộ định thời và các cổng vào/ra, tất cả được tích hợp trên một vi mạch để giao tiếp hiệu quả với các thiết bị bên ngoài.
Các loại vi điều khiển được sử dụng trên thị trường Việt Nam hiện nay
Việc sử dụng vi điều khiển và vi xử lý trong các thiết bị điện tử tự động tại Việt Nam rất đa dạng và phong phú, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và giá thành sản phẩm.
Đối với các thiết bị như các máy ATM, máy giặt thường sử dụng vi điều khiển
8051, các bộ điều khiển trong robot công nghiệp, trong hệ thống ô tô thường sử dụng PIC, AVR, PsoC, v.v
STMicroelectronics STM8S (8-bit), ST10 (16-bit) và STM32 (32-bit)
Atmel AVR (8-bit), AVR32 (32-bit), vsf AT91SAM (32-bit)
Freescale ColdFire (32-bit) và S08 (8-bit)
Hitachi H8 (8-bit), Hitachi SuperH (32-bit)
PIC (8-bit PIC16, PIC18, 16-bit dsPIC33 / PIC24)
PSoC (Programmable Sytem-on-Chip)
Texas Instruments Microcontrollers MSP430 (16-bit), C2000 (32-bit), và Stellaris (32-bit)
Zilog Ez8 (16-bit), Ez80 (8-bit)
Philips Semiconductors LPC2000, LPC900, LPC700
Vi điều khiển thường gồm các linh kiện
Bộ xử lý trung tâm: CPU
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: RAM
Bộ nhớ chỉ đọc: ROM
Cổng đầu vào / đầu ra
Bộ đếm thời gian và bộ đếm
Bộ chuyển đổi analog sang digital
Bộ chuyển đổi digital sang analog
Cổng giao tiếp nối tiếp
Hình 2.1 Bo mạch vi điều khiển Đặc điểm của các linh kiện
Vi điều khiển tích hợp đầy đủ các tính năng cần thiết cho một hệ thống máy tính, hoạt động như một máy tính độc lập mà không cần các bộ phận kỹ thuật số bên ngoài.
Hầu hết các chân ở trong chip vi điều khiển có thể được lập trình bởi người dùng
Vi điều khiển có khả năng xử lý các hàm logic
Vi điều khiển có tốc độ và hiệu suất cao
Cấu trúc on-chip ROM ở trong vi điều khiển giúp bảo mật firmware tốt hơn
Linh kiện dễ thiết kế với chi phí thấp và có kích thước nhỏ
Cấu tạo của vi điều khiển
CPU là bộ não của vi điều khiển, có nhiệm vụ tìm và nạp lệnh, giải mã và thực thi chúng Nó kết nối các bộ phận của vi điều khiển thành một hệ thống thống nhất Chức năng chính của CPU là tìm nạp và giải mã lệnh từ bộ nhớ chương trình để thực hiện các tác vụ cần thiết.
Bộ nhớ trong vi điều khiển đóng vai trò tương tự như bộ vi xử lý, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và chương trình Vi điều khiển thường tích hợp một lượng RAM và ROM nhất định, bao gồm các loại như EEPROM, EPROM, hoặc bộ nhớ flash, nhằm lưu trữ mã nguồn chương trình.
Cổng đầu vào/đầu ra:
Cổng đầu vào/đầu ra là thành phần quan trọng trong vi điều khiển, được sử dụng chủ yếu để điều khiển và giao tiếp với các thiết bị như màn hình LCD, đèn LED, bộ nhớ và máy in.
Cổng nối tiếp tạo ra giao diện nối tiếp giữa vi điều khiển và thiết bị ngoại vi khác như cổng song song
Bộ đếm thời gian và bộ đếm là những chức năng quan trọng trong vi điều khiển, cho phép đếm thời gian và thực hiện các phép đếm bên trong Một vi điều khiển có thể tích hợp nhiều bộ đếm thời gian và bộ đếm, mang lại tính năng linh hoạt và hiệu quả cho các ứng dụng.
Bộ phận này chủ yếu thực hiện các chức năng như đồng hồ, phát xung, đo tần số và tạo dao động, đồng thời cũng được sử dụng để đếm xung từ bên ngoài.
Bộ chuyển đổi analog thành digital (ADC):
Bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter) có chức năng chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu digital Tín hiệu đầu vào của bộ chuyển đổi này thường đến từ các cảm biến, trong khi đầu ra sẽ ở dạng digital Đầu ra digital này rất hữu ích cho các ứng dụng kỹ thuật số, chẳng hạn như trong các thiết bị đo lường.
Bộ chuyển đổi digital thành analog (DAC):
DAC là thiết bị chuyển đổi tín hiệu số sang dạng analog, hoạt động ngược lại với ADC Nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị analog như ổ đĩa và động cơ DC.
Điều khiển ngắt là một công cụ quan trọng trong lập trình, cho phép ngắt (trễ) chương trình làm việc Ngắt có thể được kích hoạt từ bên ngoài thông qua chân ngắt hoặc từ bên trong bằng cách sử dụng lệnh ngắt trong quá trình lập trình.
Khối chức năng đặc biệt của vi điều khiển được thiết kế cho các ứng dụng chuyên biệt như hệ thống không gian và robot, với các cổng bổ sung để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể Những vi điều khiển này mang lại nhiều ưu điểm nhưng cũng có nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Ưu điểm của vi điều khiển: những ưu điểm chính của vi điều khiển đó là:
Vi điều khiển hoạt động tương tự như máy vi tính nhưng không có các bộ phận kỹ thuật số phức tạp, điều này giúp giảm chi phí và kích thước của hệ thống.
Việc sử dụng vi điều khiển cực kỳ đơn giản, dễ khắc phục sự cố và bảo trì hệ thống
Hầu hết các chân được lập trình bởi người dùng nhằm thực hiện các chức năng khác nhau
Dễ dàng kết nối thêm các cổng như RAM, ROM, I/O
Cần ít thời gian để thực hiện hoạt động
Nhược điểm của vi điều khiển:
Vi điều khiển có kiến trúc phức tạp nhiều hơn so với vi xử lý
Chỉ thực hiện đồng thời một số lệnh thực thi có giới hạn
Chủ yếu sử dụng trong các thiết bị vi mô
Không thể trực tiếp giao tiếp với các thiết bị công suất cao Ứng dụng của vi điều khiển
Vi điều khiển hiện diện trong hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay, đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ, đo lường, điều khiển, tính toán và hiển thị thông tin Mỗi thiết bị liên quan đến các chức năng này đều cần có chip vi điều khiển bên trong để hoạt động hiệu quả.
SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN PLC
Trong giai đoạn từ những năm 20 đến 50, khoa học kỹ thuật của nhiều quốc gia đã có những bước tiến đáng kể, với các nhà sản xuất nghiên cứu và phát triển công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất Họ tập trung vào tự động hóa quy trình, giảm thiểu lỗi trong các công đoạn phức tạp, và đơn giản hóa các thành phần điều khiển để thuận tiện cho lắp đặt, bảo trì và thay thế, đồng thời tiết kiệm không gian Năm 1968, thiết bị điều khiển lập trình (Programmable Controller) đầu tiên được ra đời bởi công ty General Motor tại Mỹ, đáp ứng nhu cầu của các nhà sản xuất Tuy nhiên, thiết bị này vẫn còn đơn giản và cồng kềnh, gây khó khăn cho người dùng trong việc vận hành Các nhà thiết kế đã không ngừng cải tiến để tạo ra thiết bị nhỏ gọn, dễ sử dụng, nhưng việc lập trình vẫn gặp khó khăn do thiếu thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ.
Vào năm 1969, thiết bị điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đầu tiên được giới thiệu, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển lập trình Sự ra đời của thiết bị này đã giúp đơn giản hóa quy trình lập trình, với mục tiêu chính là thay thế hệ thống Relay và dây truyền thống.
Trong hệ thống điều khiển cổ điển, đã có 11 nối quan trọng Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã phát triển một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, đó là dạng lập trình sử dụng giản đồ hình thang (The Diagram Format).
Trong thập niên 1970, hệ thống PLC đã được nâng cấp với khả năng vận hành các thuật toán hỗ trợ và cập nhật dữ liệu Sự phát triển của màn hình máy tính (Cathode Ray Tube) đã cải thiện đáng kể khả năng giao tiếp giữa người điều khiển và hệ thống, giúp việc lập trình trở nên thuận tiện hơn.
Sự phát triển của công nghệ thông tin và mạch tích hợp điện tử vào cuối thập niên 80 đã tạo ra hệ thống phần cứng và phần mềm PLC hoàn thiện với tốc độ, tin cậy và linh động cao Hệ thống này có thể mở rộng đến 8000 cổng vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình lên tới 128000 từ, cho phép gắn thêm nhiều Module bộ nhớ Các nhà thiết kế đã phát triển kỹ thuật kết nối với các hệ thống máy tính, nâng cao khả năng điều khiển của từng hệ thống thành một hệ thống PLC chung Tốc độ xử lý và chu kỳ quét của hệ thống được cải thiện, giúp xử lý tốt các chức năng phức tạp và số lượng cổng vào/ra lớn Ngoài ra, một số thuật toán điều khiển cơ bản như PID, điều khiển mờ và lọc nhiễu tín hiệu cũng đã được tích hợp vào phần cứng.
Trong tương lai, hệ thống PLC sẽ giao tiếp với các hệ thống khác thông qua CIM (Computer Integrated Manufacturing) để điều khiển các thiết bị như robot và CAD/CAM Đồng thời, các nhà thiết kế đang phát triển các siêu PLC (super PLC) với chức năng điều khiển "thông minh" nhằm nâng cao hiệu quả và khả năng tự động hóa trong sản xuất.
KẾ MÔ HÌNH
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG
Hệ thống điều khiển, giám sát trạm Barie đường tàu hỏa tự động gồm có các phần sau:
Hệ thống đường ray và tàu
Hệ thống điều khiển trạm barie tự động đóng lại khi tàu hỏa sắp đi qua đường giao nhau Tàu sẽ chạy trên đường ray và khi đến cảm biến quang đầu tiên (CB1), cảm biến này phát hiện có tàu và gửi tín hiệu về PLC S7 – 1200 PLC nhận thông tin, xử lý và điều khiển động cơ để hạ cánh tay chắn, ngăn cách đường bộ với đường tàu Sau khi tàu đi qua và đến cảm biến thứ hai (CB2), cảm biến này tiếp tục phát hiện và gửi tín hiệu về PLC PLC lại xử lý thông tin và điều khiển động cơ để nâng cánh tay chắn lên, cho phép giao thông đường bộ tiếp tục.
Nhấn nút xanh (Start) để khởi động hệ thống và mở cho động cơ tàu chạy
Tàu chạy đến cảm biến quang 1 phát hiện vật cản
Trạm Barie sáng đèn và cánh tay chắn quay hướng xuống 90 o để ngăn giao thông giữa đường tàu và đường bộ
Tàu tiếp tục chạy qua trạm và đến cảm biến quang 2 phát hiện vật cản
Trạm Barie sáng đèn và cánh tay chắn quay hướng lên 90 o để mở thông giao thông
Và tàu tiếp tục chạy đến trạm tiếp theo.
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHO MÔ HÌNH
Hệ thống đường ray và tàu hỏa:
Để thiết kế mô hình điều khiển và giám sát trạm Barie cho hệ thống đường tàu hỏa tự động, nhóm chúng tôi đã chọn sử dụng mô hình hệ thống ray và tàu đồ chơi để mô phỏng thực tế.
Không gian mô hình nhỏ gọn
Dễ điều khiển và vận hành
Kết cấu cơ khí không quá phức tạp
Dễ điều chỉnh và sữa chửa
Nguyên lý hoạt động của hệ thống đường ray và tàu hỏa là khi khởi động, tàu sẽ tự động chạy trên ray nhờ vào nguồn điện từ pin Trong quá trình di chuyển, tàu sẽ đi qua các cảm biến và trạm Barie, nơi thanh chắn sẽ tự động lên hoặc xuống khi nhận được tín hiệu từ cảm biến ở hai đầu trạm, báo hiệu có tàu đến hoặc đi.
Bộ điều khiển trung tâm:
Để điều khiển mô hình, nhóm chúng tôi đã chọn bộ điều khiển trung tâm PLC S7-1200 với CPU 1214C-DC/DC/DC 6ES7 214-1AG40-0XB0, vì đây là dòng sản phẩm phổ biến trên thị trường và có cấu hình phù hợp cho việc lập trình và điều khiển.
Thông số kỹ thuật dòng PLC S7-1200:
14DI/10DO (14 đầu vào số và 10 đầu ra số)
PROGRAM/DATA MEMORY: 75KB (Bộ nhớ nội)
6 bộ đếm tốc độ cao HSC 100khz
Board tín hiệu: SM1232AQ
1 AO (1 đầu ra analog 12bit)
2 AO (2 đầu ra analog 14bit bà 12bit)
-Module truyền thông: CM1241-RS48
Giới thiệu động cơ Servo: a Cấu tạo
Động cơ servo là một thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động, có chức năng truyền tải lực để nâng, hạ và di chuyển vật thể từ vị trí này sang vị trí khác.
Hình 3.3 Cấu tạo động cơ servo
Thông số kỹ thuật của động cơ Servo SG90-9G:
Tốc độ hoạt động: 60 độ trong 0.1 giây
Động cơ servo hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ từ 0 ºC đến 55 ºC Để điều khiển, kết nối dây đỏ với 5V, dây nâu với mass, và dây cam với chân phát xung của PLC, cung cấp xung từ 0,5ms đến 2,5ms để điều chỉnh góc quay mong muốn Ứng dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác từ 90o đến 180o, phục vụ cho việc lái robot, di chuyển tay máy, hoặc quay cảm biến quét phòng Động cơ servo có nhiều ưu điểm như điều khiển tốc độ tốt, hoạt động trơn tru trên toàn bộ vùng tốc độ, hiệu suất cao trên 90%, ít sinh nhiệt, và khả năng điều khiển vị trí chính xác cao, tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa.
Động cơ có bộ phận chổi than thường gặp phải nhược điểm lớn là gây ra tiếng ồn và nhiệt độ cao trong quá trình hoạt động, đồng thời có quán tính cao khi giảm tốc độ.
Hình 3 4 Chu kỳ và độ rộng xung động cơ servo
Cảm biến quang phát hiện vật:
Cảm biến quang điện E3F-DS30P1 PNP sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách đến vật cản, mang lại độ phản hồi nhanh và độ nhiễu rất thấp nhờ vào việc sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại với tần số riêng biệt Ngoài ra, cảm biến còn cho phép điều chỉnh khoảng cách báo theo mong muốn thông qua biến trở.
Không tiếp xúc với vật thể cần phát hiện
Có thể phát hiện vật từ khoảng cách xa
Không bị hao mòn, có tuổi thọ cao
Có thời gian đáp ứng nhanh, có thể phát hiện vật thể, vật chất
Có điểm chết, không thể cảm biến xuyên vật cản
Cảm biến hồng ngoại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ nên tại môi trường có nhiệt độ cao thì đèn càng kém nhạy
Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC
Khoảng cách phát hiện: 0 ~ 300mm
Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
Dòng kích ngõ ra: 300mA
Ngõ ra dạng PNP thường mở
Chất liệu sản phẩm: nhựa
Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ
Cảm biến quang điện hình trụ với công nghệ Photo-IC mang lại khả năng chống nhiễu hiệu quả Thiết bị có khoảng cách phát hiện lên đến 30cm và được trang bị bộ điều khiển độ nhạy cho bộ khuếch tán.
Hình 3 6 Bộ nguồn chuyển đổi điện áp
Thông số kỹ thuật: Để khởi động và điều khiển mô hình này, nhóm e sử dụng nguồn 24V – 2A, với các thông số sau:
LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH
SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY
Hình 4.1 Sơ đồ nối dây của mô hình
LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
GIAO DIỆN GIÁM SÁT TRẠM BARIE QUA WINCC
Hình 4 2 Giao diện trạm barie tự động
ĐẦU VÀO, ĐẦU RA CỦA HỆ THỐNG
Bảng 4.1 Đầu ra của hệ thống Đầu ra Địa chỉ Ghi chú
Bảng 4 2 Đầu vào của hệ thống Đầu vào Địa chỉ Ghi chú
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC
KẾT LUẬN
Tìm hiểu tổng quan về hệ thống đường sắt và trạm barie trong hệ thống giao thông hiện nay
Tìm hiểu về tổng quan và nguyên lí hoạt động của PLC S7-1200
Tìm hiểu phần mềm TIA Portal V16 và chương trình điều khiển giám sát WinCC
Tìm hiểu về phần cứng và nguyên lí hoạt động của các thiết bị dùng trong mô hình
Xây dựng lưu đồ thuật toán, sơ đồ nối dây
Trình bày tổng quan về hệ thống đường sắt và trạm barie trong hệ thống giao thông
Trình bày được nguyên lý hoạt động của cảm biến, động cơ servo
Xây dựng được lưu đồ thuật toán
Xây dựng được chương trình
Nắm được nguyên lý vận hành của trạm barie và cảm biến dùng trong mô hình
Qua đó có thể áp dụng cho những trường hợp khác nhau và đáp ứng được những nhu cầu thiết yếu của xã hội
Mô hình này có thể được áp dụng hiệu quả trong giáo dục các ngành học thuộc chuyên môn kỹ thuật tại các trường đại học, cao đẳng và trung cấp.
Trong tương lai, sẽ tiến hành nghiên cứu sâu về mô hình hệ thống nhằm ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực giao thông, đặc biệt là trong ngành đường sắt.
Chúng tôi hy vọng rằng các sinh viên khóa sau sẽ tiếp tục phát triển đề tài này, khắc phục những hạn chế hiện tại, nhằm tạo ra một hệ thống chất lượng cao phục vụ cho sản xuất và đời sống xã hội.
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN
Khảo sát được toàn bộ mô hình điều khiển, giám sát trạm barie đường sắt tự động và nắm được nguyên lý hoạt động của mô hình
Lập trình được chương trình trên phần mềm TIA Portal V16 cho việc điều khiển và giám sát trạm barie tự động trong mô hình
Sử dụng được phần mềm TIA Portal và chương trình điều khiển giám sát trên WinCC
Tìm hiểu được các kiến thức về nguyên lý hoạt động, các thành phần chính của PLC S7-1200
Chưa hiểu hết về nguyên lí hoạt động của mô hình, còn nhiều hạn chế về nghiên cứu cũng như áp dụng vào thực tế
Chưa tìm hiểu sâu vào chương trình thuật toán cũng như sơ đồ đấu dây, và con nhiều thiếu sót trong quá trình tìm hiểu
[ 1 ] Trường đại học Sư phạm kỹ thuật – Giaso trình điều khiển logic – PLC
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
