BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG……………

Luận văn

Nghiên cứu thiết kế mô hình cảnh báo
và xử lý một số tình huống cho kho
chứa hàng ứng dụng bộ điều khiển PLC1

Lời Nói Đầu
Ngy ny vi s phát trin ngày càng cao ca khoa hc k thut , các thit
b iu khin t ng. các công ngh c ang dn dn c thay th bng các
công ngh hin i. Các thit b công ngh tiên tin vi h thng iu khin lp
trình nh- vi iu khin, vi x lý, PLC ang c ng dng rng rãi trong
công nghip, các dây truyn sn xut.
Trong nền công nghiệp công nghiệp hiện đại có thể nói một trong những
tiêu chí đánh giá sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia là mức độ tự động hoá
quá trình sản xuất tr-ớc hết đó là năng suất sản xuất và chất l-ợng sản phẩm tạo
ra. Sự phát triển nhanh chóng của khoa hoc kỹ thuật nh- máy tính công nghệ
thông tin và những thành tựu về lý thuyết điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ
chợ sự phát triển t-ơng xứng của lĩnh vực tự động hoá.
những năm gần đây cùng với sự đòi hỏi của sản xuất cũng nh- sự đảm
bảo an toan trong công tác phòng chay chữa chay thì việc áp dụng các tiến bộ
khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là sự tự động hoá trong phòng chống cháy nổ ở
n-ớc ta đa trở thành một yêu cầu cấp thiêt của ng-ời dân cũng nh- các doanh
nghiệp. Một trong những ứng dụng mà đồ án này thiết kế là :( Tự động điều
khiển hệ thống phòng cháy chữa cháy, báo ngập ,báo m-a )

với thực trạng hiện naylực l-ợng công an phòng cháy chữa cháy còn
mỏng, trang thiết bị còn thiếu thì ý thức pccc của ng-ời dân cũng nh- của
doanh nghiệp càng phải đ-ợc nâng cao
Để tăng c-ờng hiệu lực quản lý nhà n-ớc và đề cao trách nhiệm của toàn
dan đối với hoạt động phòng cháy chữa cháy bảot vệ tính mạng, sức khoẻ con
ng-òi .
Bảo vệ tài sản của nhà nứoc tổ chức và cá nhân bảo vệ môi tr-òng bảo
đảm an ninh.
Trật tự an toàn xã hội quốc hội ban hàng luật phòng cháy chữa cháy luật
này quy định về phòng cháy chũa cháy xây dựng lực l-ợng trang bị ph-ơng
tiện chính xách cho hoạt động phòng cháy và chữa cháy. Đây cũng là một
trong các điều kiện kiên quyết đẻ thành lập một doanh nghiệp hay một x-ởng
sản xuất thoe luật phòng cháy chũa cháy tất cả các DN hoạt động tại VN đều
phải thành lập và đào tạo các tổ phòng cháy tại cơ sở .cơ quan cảnh sát phòng
cháy chũa cháy cấp tỉnh sẽ tiến hầnh thanh tra cơ sở kinh doanh th-òng xuyên
hay ngẫu nhiên nếu cơ sở kinh doanh hoặc thói quen làm việc của bạn không
tuân thủ các quy định về phòng cháy chũa cháy bạn có thể phải nộp phạt từ
50000 đến 5000000 đòng theo các quy định hiện hành đội phòng cháy chữa
cháy cơ sơ phải gồm ng-ời đứng đầu doanh nghiệp nếu là các cơ sở nhỏ hoặc
do lãnh đạo bổ nhiệm.
Trong một doanh nghiệp có d-ới 10 nhân viên làm việc chính thức thì tất
cả nhân viên điều phải tham gia vào đội phòng cháy chũa cháy cơ sở, và đ-ợc
huấn luyện trong quá trình huấn luyện những thành viên của đội phải đ-ợc
h-ởng nguyên l-ơng và chợ cấp (nếu có) cũng nh- tiền bồi d-õng huấn luyện
t-ơng đ-ơng nửa số l-ơng ngày cho mỗi ngày tham gia huấn luyện trong các
doanh nghiệp có từ 10 đến 50 nhân viên chính thức đội phòng cháy chữa cháy
cơ sở phải có ít nhất 10 ng-ời gồm có đội tr-ởng và đội phó trong doanh
nghiệp 50 đến 100 ng-ời làm việc chính thức đội phòng cháy chữa cháy cơ sở
phảI có ít nhất 15 ng-ời gồm có đội tr-ởng và đội phó trong các doanh nghiệp
có đến 100 nhân viên chính thức đội phòng cháy chữa cháy cơ sở phải có ít

trở lại từ hệ thống sẽ tự động kéo mái che vào đẻ phơi sản phẩm lại nh- ban đầu
Hệ thống này tiết kiệm đ-ợc rất nhiều lao động để phơi sản phẩm và hạn
chế tối thiểu những thiệt hại do điều kiện thời tiết gây ra . 5
122 Hệ thống bão ngập
Do điều kiện vị trí địa lý của kho chũa hàng ở vị trí thấp th-ờng bị ngập
mỗi khi có chiều cuờng cực đại hoặc m-a lớn kéo dài, yêu cầu của kho cần có
thiết bị báo động mỗi khi sẩy ra ngập đẻ báo cho ban th-ờng trực bố trí nhân lực
di chuyển những sản phẩm còn ở d-ói san thấp lên vị trí cao và có thể tự động
khởi động bơm hút n-ớc nếu cần thiết .
1.3 Giới thiệu các Cảm biến sử dụng trong hệ thống
1.31 Khái niệm về cảm biến
Cảm biến là thiết bị chịu tác động của l-ơng không có tính chất điện VD
nh : Âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, lực, hoá chất . Và do một đặc tr-ng mang
bản chất điện VD: {U,I,R,C,C}
S =F(m)
m : là đại l-ơng không điện
S : là đại l-ơng điện
Việc đo đọc scho phép ta xác định (m)
đặc tuyến của cảm biến là đ-ờng thể hiện giữa các đại l-ơng không điện
đầu vào và các l-ơng điện đầu ra
Cầu có hàng loạt giá trị (m) và từ đó đo các giá trị (s) t-ơng ứng
m
s
m0 m1
m2
s2
s1

s
si
m

S = s
i
. m
Nừu cảm biến có đặc tuyến không phải là tuyến tính thì đo nhạy phụ
thuộc vào điểm làm việc

7
độ dốc của đại tuyến càng lớn thì đọ nhạy càng cao.
s1
m
s2
s
s1
m
s2

2
SS
S
2
nhạy hơn S
1
độ nhạy trong chế độ động đ-ợc xác định khi đại l-ơng m là hàm tuần
hoàn theo thời gian dẫu đến s cũng hàm tuần hoàn thoe thời gian
VD: m
t

cực đại
Thời gian hồi đáp là thời gian dùng để xác định giá trị của độ nhanh 8
t0
ts
t1
ts
t
t
s
m

t0 : là thời gian trễ ban đầu
t1 : là thời gian trễ sau
t
+
s
: là thời gan s-ờc tr-ớc
t
-
s
: la thời gian s-ờn sau

1.3.4 Một số cảm biến sử dụng trong hệ thống
Đầu báo nhiệt cố định MB9920.
Kiểu dáng trang nhã phù hơp với kiến trúc xây dựng.
Đen led hiển thị trạng thái báo động, dòng báo động thấp.
DảI điện áp đầu vào rộng giảm thiểu sự sụt áp trên đ-ờng tín hiệu.

Rộng 102mm- cao 47mm
Trọng l-ợng
100g
Màu
Trắng

Đầu báo nhiệt cố định mb9920
đầu báo nhiệt gia tăng horing ah-0633
Xuấ xứ : đài loan
Mã hiệu sản phẩ HA-0633

10
Thông số kĩ thuật
Mã sản phảm
Ah-0633-2
Ah-0633-3
Ah-0633- 4
Điện áp vào
12-30V DC
Dòng báo động
40mA
40mA
45mA
Nhiệt độ báo động
Theo tiêu chuẩn Việt Nam EN54
Nhiệt độ môi tr-ờng hoạt
động
0
0
- 55

(hình 1.1) là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển
số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc thể hiện thuật toán đó bằng
mạch số.
Tương đương một mạch số.
Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều
khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi
trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình
điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối chương trình (khối
OB, FC hoặc FB) và thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét. 12
Hình 1.3: Hệ thống điều khiển dùng PLC.
2.1.2. Phân loại.
PLC được phân loại theo 2 cách:
- Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Omron, Misubishi,
Alenbrratly
- Version:
Ví dụ: PLC Siemen có các họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo.
PLC Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon
2.1.3. Các bộ điều khiển và phạm vi ứng dụng.
1.1.3.1 Các bộ điều khiển.
Ta có các bộ điều khiển: Vi xử lý, PLC và máy tính.
1.1.3.2 Phạm vi ứng dụng.
1. Máy tính.

14
- Dùng trong những chương trình phức tạp đòi hỏi đô chính xác cao.
- Có giao diện thân thiện.
- Tốc độ xử lý cao.
- Có thể lưu trữ với dung lượng lớn.

lượng và sự đồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất, giảm năng lượng tiêu tốn, tăng
mức an toàn, tiện nghi và thoải mái trong lao động. Đồng thời cho phép nâng
cao tính thị trường của sản phẩm.
2.1.6. Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình.
Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm
phục vụ các đối tượng sử dụng khác nhau. PLC S7-300 có 5 ngôn ngữ lập trình
cơ bản. Đó là:
- Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic). Đây là ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch logic.
- Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương
trình được ghép gởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh
chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là “tên lệnh” + “toán hạng”.
- Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram).
17
2.2. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7.
2.2.1. Các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật họ S7-200.
Xem phụ lục 1
2.2.2. Các tính năng của PLC S7-200.
- Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm
vi hẹp.
- Có nhiều loại CPU.
- Có nhiều Module mở rộng.
- Có thể mở rộng đến 7 Module.
- Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau.
- Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus.
- Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module.
- Không quy định rãnh cắm.
- Phần mềm điều khiển riêng.
- Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module.
- “Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.

18
2.2.3. Các module của S7-200. Hình 2.3
* Module liên lạc xử lý (CP) (Communiation Processor)
Module CP242-2 có thể dùng để nối S7-200 làm chủ Module giao tiếp
AS. Kết quả là, có đến 248 phần tử nhị phân được điều khiển bằng 31 Module
giao tiếp AS. Gia tăng đáng kể số ngõ vào và ngõ ra của S7-200.
* Phụ kiện
Bus nối dữ liệu (Bus connector)
* Các đèn báo trên CPU.
Các đèn báo trên mặt PLC cho phép xác định trạng thái làm việc hiện
hành của PLC:
SF (đèn đỏ): Khi sáng sẽ thông báo hệ thống PLC bị hỏng.
RUN (đèn xanh): Khi sáng sẽ thông báo PLC đang làm việc và thực hiện
chương trình được nạp vào máy.
STOP (đèn vàng): Khi sáng thông báo PLC đang ở chế độ dừng. Dừng
chương trình đang thực hiện lại.

20
Ix.x (đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời của cộng PLC: Ix.x (x.x=
0.0 - 1.5). đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
Qy.y (đèn xanh): Thông báo trạng thái tức thời cuqr cổng ra PLC: Qy.y(y.y=0.0
- 1.1) đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
* Công tắc chọn chế độ làm việc của CPU:
Công tắc này có 3 vị trí: RUN - TERM - STOP, cho phép xác lập chế độ
làm việc cửa PLC.
- RUN: Cho phép LPC vận hành theo chương trình trong bộ nhớ. Khi

5. Khối AM - 1 dùng các biển trở 10 kilô ôm
Dùng các dây nối có chốt cắm 2 đầu và tuỳ từng bài toán cụ thể để đấu
nối các lối vào / ra của CPU 214, khối Analog Em235, khối Digital Em222 cùng
với các đèn, contact, Relay, biến trở, và khối chỉ thị DCV ta có thể bố trí rất
nhiều bài thực tập để làm quen với cách hoạt động của một hệ thống PLC, cũng
như các lập trình cho một hệ PLC.
Hình 2.4: Cấu hình vào ra của S7-200 CPU224 AC/DC/Relay
22
2.2.5. Cấu trúc bộ nhớ của CPU.
Bộ nhớ của S7-200 được chia thành 4 vùng:
- Vùng nhớ chương trình: Là vùng lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng
này thuộc kiểm không bị mất dữ liệu (non - volatile), đọc/ghi được.
- Vùng nhớ tham số: Là vùng lưu giữ các thông số như: từ khoá, địa chỉ
trạm, cũng như vùng chương trình vùng tham số thuộc kiểu đọc/ghi được.
- Vùng nhớ dữ liệu

* Vùng đệm cổng ra Q ( đọc/ghi):
* Vùng nhớ nội M (đọc/ghi):

* Vùng nhớ đặc biệt ( đọc/ghi):
24
Địa chỉ truy nhập được với công thức:
- Truy nhập theo bit: Tên miền (+) địa chỉ byte (+). (+) chỉ số bit.
Ví dụ: V150.4 chỉ bit 4 của byte 150.
- Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền.
Ví dụ: VB150 chỉ byte 150 của miền V.
- Truy nhập theo từ: Tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền
Ví dụ: VW150 chỉ từ đơn gồm 2 byte 150 và 151 thuộc miền V trong đó
byte 150 là byte cao trong từ.