Tài liệu thiết kế mô hình bãi đậu xe tự động sử dụng PLC S7-200

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

  • NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
    • Cấu trúc phần cứng của PLC
      • KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẤN ĐỀ LẬP TRÌNH PLC
        • CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN PLC
          • THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH S7 - 200
            • NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7-200 .1 Phương pháp lập trình

              Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thời, tác vụ đếm, sau đó là các lệnh xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung tốc độ cao, tính toán số liệu số thực 32 bit, xử lý thời gian thực đọc mã mạch, vv. Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với sơ đồ hệ thống, cỏc đường nối dõy, cỏc tớnh hiệu ở ngừ vào/ra …), mà khụng phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển relay …) khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn. − Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin …) các trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ). 2.6 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẤN ĐỀ LẬP TRÌNH PLC.  Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dễ hiểu, dễ sử dụng trong việc lập trình điều khiển, điều này ý muốn nói rằng cần phải có ngôn ngữ cấp cao với đặc điểm là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện được các tác vụ điều khiển, không phức tạp và không mất nhiều thời gian để nắm bắt ngôn ngữ so với các ngôn ngữ cấp cao khác hiện được sử dụng trên máy tính.  Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến nhất để mô tả mạch rơle logic.  Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện bậc thang, gọi là ngôn ngữ ladder, rất phù hợp để tạo các chương trình điều khiển logic; đối với những người thiết kế máy đã quen thuộc với các hệ thống điều khiển rơle truyền thống. Giải thích chương trình ladder:. Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình Ladder, ta xét mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau :. a) Mạch điện ladder điều khiển động cơ b) Chương trình ladder điều khiển.

              Loại rơle này được ứng dụng trong trường hợp sau: Nếu nguồn cung cấp điện bị hỏng khi PLC đang ở trạng thỏi hoạt động thỡ tất cả cỏc ngừ ra đều tắt (Off), trạng thỏi off vẫn được duy trì trừ trường hợp chúng được kích hoạt khi PLC được cấp điện trở lại để thực hiện được trạng thỏi đú trong chương trỡnh thỡ ta khụng kớch trực tiếp cỏc ngừ ra mà phải dựng rơle đựơc chốt làm trạng thỏi trung gian kớch cỏc ngừ ra. − Thanh ghi chuyên dùng (Special Register): Dùng để lưu trữ kết quả dữ liệu điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC thường dùng kết hợp với các cờ chuyên dùng các thanh ghi này có thể sử dụng trong chương trình Ladder, ngoài ra các trạng thái hoạt động của hệ thống PLC hoàn toàn có thể xác định được. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc (MEND) sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. 4)Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. 1) Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo.

              Cả hai phương pháp LAD và STL sử dụng ký hiệu I để chỉ định việc thực hiện tức thời (immediately), tức là giá trị được chỉ định trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo đồng thời được chuyển tới tiếp điểm được chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh được thực hiện chứ không phải chờ tới giai đoạn trao đổi tới ngoại vi của vòng quét.

              Bảng 2.1:  So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển.
              Bảng 2.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển.

              GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE

              • GIỚI THIỆU BỘ CẢM BIẾN
                • Phân loại cảm biến
                  • Bộ nguồn
                    • GIỚI THIỆU VỀ TIMER VÀ COUNTER

                      Theo hiệu ứng Compton khi các phôton ánh sáng có tần số thích hợp đập lên bề mặt Katôt, các electron trên bề mặt điện cực Katôt bị kích thích tích luỹ thêm năng lượng đủ lớn để thắng được công liên kết, nó sẽ bức ra khỏi bề mặt Katôt đi về phía Anôt làm tăng độ dẫn điện của phôt quang điện, kết quả là gây ra sự tăng dòng điện trong mạch đi từ Anôt sang Katôt. Led hồng ngoại có hiệu suất lượng tử cao hơn so với loại led phát ra ánh sáng thấy được, vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với sóng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bấn dẫn để đi ra ngoài. - Giả sử có tín hiệu xuất ra từ đầu ra của PLC theo chiều quay lên, lúc này rơle 1 có tín hiệu sẽ tác động, đưa công tắc từ vị trí thường đóng bên cực âm sang đóng bên cực dương, lúc này dòng điện đi từ chiều dương đến đầu dương của động cơ qua đầu âm đi về nguồn, động cơ có điện theo chiều thuận sẽ quay với chiều mong muốn, đến khi có giá trị điều khiển từ PLC tác động vào ( tức Reset ), động cơ mất điện, trả rơle về vị trí ban đầu.

                      - Tương tự, giả sử có tín hiệu xuất ra từ đầu ra của PLC theo chiều quay xuống, lúc này rơle 2 có tín hiệu sẽ tác động, đưa công tắc từ vị trí thường đóng bên cức âm sang đóng bên cực dương, lúc này tín hiệu dòng từ áp 12V có sự thay đổi, đưa dòng điện đi từ chiều dương đến đầu âm của động cơ qua đầu dương đi về nguồn, động cơ có điện theo chiều nghịch sẽ quay với chiều mong muốn , đến khi có giá trị điều khiển từ PLC tác động vào ( tức Reset ). Bộ đếm tiến - lùi (CTUD) đếm tiến khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm tiến, ký hiệu là CU trong LAD hoặc Bit thứ ba của ngăn xếp trong STL, và đếm lùi khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm lùi, ký hiệu là CD trong LAD hoặc bit thứ hai của ngăn xếp trong STL.

                      Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu
                      Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu

                      THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰĐỘNG

                      Yêu cầu công nghệ của bãi đậu xe được thiết kế

                      Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bit (Cxx) có giá trị lôgíc bằng 1. Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bit (Cxx) có giá trị lôgíc bằng 1. • Bình thường nếu cảm biến phát hiện xe có tín hiệu sẽ nâng cổng bãi 1 hoặc 2 lên tùy theo loại xe vào bãi.

                      • Khi có sự cố cháy nổ trong bãi sẽ bật còi báo hiệu và đồng thời mở tất cả các cửa ra vào.

                      Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bãi đậu xe được thiết kế

                      Mỗi barie khi nâng hạ đều có giới hạn nhờ 2 công tắc hành trình trên và dưới. - Khi có sự cố cháy nổ trong bãi thì CBnhiệt sẽ truyền tín hiệu đến plc làm cho còi kêu và đồng thời mở tất cả các cửa ra vào. - Giả sử khi cửa đang kéo xuống mà có xe vào ( tức CB1 và 9 hoặc CB2 và 10 tác động thì vẫn không ưu tiên cho quay lên để xe được vào vì bãi đỗ xe bị giới hạn bởi số lượng, do đó tạo sự quản lý an toàn hơn cho hệ thống.

                      Khi xe ra đến cửa , CB6 hoặc CB8 phát hiện động cơ kéo cửa xuống , giả sử khi cửa đang kéo xuống mà có 1 xe nữa tiếp tục ra, CB5 hoặc CB7 phát hiện, sẽ xuất tín hiệu ưu tiên cho cửa quay lên lại để xe có thể ra. - Giả sử bãi xe thấp hết chổ và bãi xe cao còn trống chổ thì khi xe thấp vào sẻ ưu tiên mở cửa cho đi vào bãi xe cao.

                      CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

                      HT dưới

                      Trong quá trình làm việc em đã tích lũy được một số kiến thức để có thể nhanh chóng nắm bắt được những kiến thức cơ bán về PLC cũng như ứng dụng trong điều khiển để từ đó có thể nắm bắt được những công nghệ của bãi đậu xe ngoài thực tế. Điều khiển tự động là một lĩnh vực mới mẽ đối với sinh viên, nên trong thời gian vừa qua mặc dù cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài của mình song không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong sự góp ý xây dựng của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa.

                      Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn , cùng các thầy ở khoa điện trường Cao Đẳng Công Nghệ, cũng như các bạn bè đã cộng tác, giúp đỡ em hoàn thành tốt công việc.