Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Khoa điện
oOo
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài
Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động
Cho gara ô tô với kỹ thuật PLC Chủ nhiệm bộ môn: TS .Nguyễn Mạnh Tiến
Giáo viên hớng dẫn: TS .Nguyễn Huy Phơng
Sinh viên thực hiện:
Lớp:
Khoá:
Hà nội
Bộ môn tự động hóa
Lời cam kết
Khi hoàn thành bản đồ án này hoàn toàn là do sự nỗ lực của bản thân em và sự
hớng dẫn hết sức tận tình của thầy Nguyễn Huy Phơng.
Tài liệu tham khảo là nhng giáo trình mà em đã đợc học xong suốt 3 năm học
vừa qua, hoàn toàn không có sự sao chép của các đồ án nào khác.
Ngoài ra em có tham khảo thêm tài liệu của bộ môn nhng cha đợc học tới, và
hình ảnh tải từ mạng về.
Em xin chân thành cảm ơn bộ môn đã tạo điều kiện cho em có một môi trờng
học tập và nghiên cứu tốt. Em xin chân thành cảm ơn thày Nguyễn Huy phơng
đã chỉ dẫn hết sức tận tình cho em hoàn thành tốt đề tài này.

2
Bộ môn tự động hóa
Mục lục
Mục lục 2

V- thủ tục thiết kế bộ điêu khiển chơng trình 19
Chơng II : các thao tác và các lệnh cơ bản trong PLC_CQM1 20
Chơng III : các bài tập lớn ứng dụng bộ điều khiển chơng trình 38
PLC_CQM1
Bài 1 : điều khiển tín hiệu đèn giao thông 38
Bài 2 : điều khiển dây truyền đóng gói 43
3
Bộ môn tự động hóa
Phần 3 : thiết kế mô hình cửa tự động cho gara ôtô sử dụng kỹ thuật PLC để
điều khiển 46


lời nói đầu 46
Chơng I : chế tạo giới thiệu mô hình 47
I- các yêu câu của mô hình 47
1- yêu cầu về chơng trình chung 47
2- yêu cầu về cơ khí 47
II- mục đích của việc chế tạo mô hình 47
Chơng II : cấu tạo và hoạt động của mô hình 48
I - tính toán chi tiết mô hình 48
II - lập chơng trình hoạt động cho mô hình 59
1- sơ đồ khối 59
2-giản đồ thang 60
3- mã nhớ 61
4- đầu vào và ra 63
III - nguyên lý hoạt động của mô hình 64
IV- tính toán công suất động cơ chuyển động 65
V - so sánh giữa mô hình và thc tế 66

Kết luận 67

cửa.
Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh dợc sử dụng khá rộng rãi ở những
nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình thờng thì phải đảm bảo cửa
luôn đóng khi không co ngời qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây
lãng phí. Thế nhng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi
ngời ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn
đóng khi không có ngời qua lại đã đáp ứng đợc tốt yêu cầu này.
Chính vì những u điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát
triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao
chất lợng hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích
hơn.
Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế
tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt đọng, hình dáng, cấu tạo của
5
Bộ môn tự động hóa
cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự
động, cũng nh có thể lờng trớc những khói khăn có thể gặp phải khi chế tạo
cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy đợc u nhợc điểm của
thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh
cửa u việt hơn, hoàn thiện hơn cho con ngời.
Chơng 1: các loại cửa tự động hiện nay
Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo,cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trợt
I- cửa cuốn
6
Bộ môn tự động hóa

Loại cửa này có u điểm là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử dụng, lại chỉ cần động cơ


Thông qua việc quan sát, tìm hiểu về cửa tự động ở một số địa điểm trên Hà
Nội hiện nay, ta nhận thấy cửa tự động đợc sử dụng chủ yếu ở những nơi giao
dịch thơng mại, những công sở lớn, ở sân bay, ngân hàng và các khách sạn lớn.
Sở dĩ nh vậy là do những nơi này có lợng ngời qua lại lớn, đồng thời những nơi
này lại yêu cầu có tính hiện đại, sang trọng và tiện dụng. Sử dụng cửa tự động tại
những nơi này sẽ phát huy đợc tất cả những u điểm của nó.
Tuy nhiên cửa tự động cũng có rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đích sử
dụng nh trọng lợng cửa, chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa.
Theo trọng lợng cửa thì có các loại sau: loại 200 kg/hai cánh tại Cung văn hoá
hữu nghị Việt Xô,loại 180kg/2 cánh tại ngân hàng nông nghiệp và phát triển
nông thôn .Ngoài ra ng ời ta còn chia ra làm hai loại theo số cánh cửa:Loại một
cánh và loại hai cánh.
+ Cửa tự động chỉ có 1 cán:. Loại cửa này chủ yếu đợc dùng trong 2 điều kiện
nh sau:
Một là, những nơi yêu cầu tính hiện đại, sang trọng nhng lại có số lợng ngời đi
qua lại không nhiều nh các khác sạn lớn, nhà nghỉ lớn, hay công sở mà không có
tính chất giao dịch
Hai là, những loại cổng có kích thớc lớn dùng ở các công ty, xí nghiệp hay
những ngôi nhà lớn
Ngoài ra còn có thể có loại cửa tự động mà chỉ có 1 cánh đóng mở tự động
còn lại 1 cánh là đóng mở nh loại bình thờng.
+ Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này đợc dùng rộng rãi hơn so với loại cửa
tự động 1 cánh.
Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết những loại cửa tự động mới
đều dùng loại mạch phi tiếp điểm nh tại toà nhà 14 Láng Hạ,khách sạn
Horison .Ngoài ra tại sân bay Nội Bài do nhu cầu giao dịch và vận chuyển hiện
đại nên hệ thống cửa tự dộng ở đây dùng phần mềm lôgô để điều khiển.Để tìm
hiểu sâu hơn trong công nghệ này ta sẽ phân tích hệ thống cửa tự động ở sân bay
Nội Bài

lôgô lại có u đIểm là là việc rất ổn định nhẹ êm,trơn nhng có nhợc đIểm là giá cả
đắt,nếu hỏng hóc rất khó sửa chữa.Do đó hiện nay tuỳ theo nhu cầu sử dụng và
vốn đầu t khác nhau, mà việc ứng dụng loại cửa nào cho phù hợp.
Ngoài ra qua việc quan sát vừa qua em thấy việc lắp đặt cửa tự động thờng đợc
sắp xếp ở những nơi mà tầm nhìn có độ rộng lớn,không gian rộng và thờng có
các loại cửa khác đi kèm nh cửa đẩy hay cửa cuốn để tạo thêm mỹ quan.Các cảm
biến dùng trong các loại cửa tự động có ở Hà Nội hiện nay đều là cảm biến hồng
ngoại.
10
Bộ môn tự động hóa
Phần 2: Tổng quan về plc
Chơng I
các vấn đề chính về PLC
I - sự phát triển của tự động hoá(TĐH) và PLc nói chung
1- sự phát triển của TĐH
Cùng với công nghê thông tin thì TĐH là một ngành khoa học phát triển cực
kỳ mạnh mẽ trong thời gian gần đây. TĐH có mặt ở khắp mọi nơi mọi lĩnh vực
trong cuộc sống. Trong các nhà máy, xí nghiệp,xởng sản xuất đó là các dây
truyền sản xuất tự động.Hay trong các cơ quan, công sở,văn phòng nh là thang
máy ,cửa tự động.Thậm chí cả ở sân bay, nhà ga, siêu thị là các cửa tự động các
máy bán hàng tự động, các máy soát hàng tự động
Những thành tựu mà nó đem lại cho nhân loại là không thể kể siết. Tầm quan
trọng của nó không chỉ đối với những nớc đang phát triển đang trong quá trình
công nghiệp hoá nh nớc ta, mà còn đối với cả nhng nớc t bản phát triển hàng đầu
thế giới nh Mỹ, Nhật, Đức
Vì vậy việc nghiên cứu các ứng dụng của TĐH áp dụng trong quá trình phát
triển của xã hội là điều tất yếu và cần thiết đối với sinh viên ngành TĐH. Việc
học hỏi tìm tòi và sáng tạo những ứng dụng của TĐH sẽ góp phần không nhỏ vào
sự phát triển nền công nghiệp nớc nhà nói riêng và sự đi lên của xã hội nói
chung.

điện tử thì panel rơle trở thành chủ đạo trong điều khiển . Khi Transistors xuất
hiện nó đợc áp dụng ngay ở những chỗ mà rơle điện tử không đáp ứng đợc
những yêu cầu điều khiển cao.
Ngày nay, lĩnh vực điều khiển đợc mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức
tạp, đến các hệ thóng điều khiển tổng thể với các mạch vòng kín, đến các hệ
thống sử lý số liệu và điều khiển kiểm tra tập trung hoá.
Hệ thống điều khiển logic thông thờng không thể thực hiên điều khiển tổng
thể đợc, và các bộ điều khiển chơng trình hoá hoặc điều khiển bằng máy vi tính
đã trở nên cần thiết.
Bảng sau đây chỉ ra sự so sánh giữa hệ điều khiển lôgic cổ điển và điều
khiển chơng trình hoá:
Wired logic Programable
controller
Phần tử điều khiển Mục đích đặc biệt Mục đích chung
Phạm vi thay đổi Nhỏ và trung bình Trung bình và lớn
Thay đổi hoặc thêm Khó Dễ
Thời gian giao hàng Vài ngày Hầu nh ngay lập tức
Bảo trì bảo dỡng Khó Dễ
độ tin cậy Phụ thuộc vào thiết kế
và chế tạo
Cao
Hiệu quả kinh tế u điểm ở vùng công suất
nhỏ
u điểm ở vùng hoạt động
công suất nhỏ , trung
bình và lớn.
12
Bộ môn tự động hóa
II- chức năng, ứng dụng và sự u việt của PLC
1- PLC là gì ?

Bộ môn tự động hóa
3-sự u việt của việc ứng dụng kỹ thuật PLC
- Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn: không cần mạch lực và mạch điều
khiển, không cần rơle, tụ, tranzito,thyristor,
- chuẩn bị hoạt động nhanh: khi bộ điều khiển và các phụ kiện đã đợc lắp ghép
thì bộ PLC vào t thế sẵn sàng làm việc ngay.
- Dễ dàng thay đổi mà không gây tổn thất tài chính vì cần ít thiết bị lắp đặt hơn,
các thiết bị đợc lắp đặt và hoạt động riêng rẽ ngoài ra có thể tính toán đợc chính
xác giá thành.
- Tiết kiệm thời gian
- Dễ dàng thay đổi thiết kế nhờ thay đổi chơng trình phần mềm: ta có thể thay
đổi chơng trình hoạt động sao cho phù hợp với mục đích và ý tởng đa ra.
- ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng: vì kỹ thuật PLC hoạt động một cách
linh hoạt nên dễ dàng thuận tiện trong tính toán, so sánh các giá trị tơng quan,
thay đổi các thông số cần thiết. Phù hợp nhanh chóng với mọi cách thức hoạt
động tự động.
- Dễ bảo trì: các chỉ thị vào và ra giúp xử lý sự cố dễ dàng hơn và nhanh hơn.
- Độ tin cậy cao: các thành phần điện tử có tuổi thọ lâu hơn các thiết bị cơ điện
tử. Việc bảo dỡng định kỳ đối với điều khiển Rơle là không cần thiết đối với
PLC
- Chuẩn hoá đợc phần cứng điều khiển
- Thích ứng trong môi trờng khắc nghiệt nh môi trờng ẩm ớt nh ở nứơc ta, môi tr-
ờng co nhiệt độ thay đổi, điện áp giao động, tiếng ồn, oxi hoá
14
a) Điều hành quá trìng và báo động
b) Phát hiện lãi và điều hành
c) Ghứp nối với máy tính
(RS232\RS242)
d) Máy in ghép nối
e) Mạng tự động hoá xí nghiệp

trình
Đầu ra
khuếch
đại
Mạch
phối
ghép
Chức năng
phụ
Ray dẫn nguồn
24V
BUS luồng liên
lạc
Bộ môn tự động hóa
2. CPU.
a. Nhiệm vụ và cấu tạo.
Thực hiện các nhiệm vụ điều khiển trung tâm. Thành phần của CPU gồm
- 1 bộ xử lý.
- 1 bộ nhớ trong (RAM).
- Cờ, các bộ thời gian , bộ đếm.
- Khối chức năng tiêu chuẩn ( phục vụ hoạt động của hệ thống nh
nhân, chia, mã hoá )
- Chỗ chứa bộ nhớ phụ.
- Cổng cho lập trình, khối giao tiếp hoặc BUS của mạng LAN nối vào PLC.
b. Hoạt động.
Các thông tin lu giữ trong bộ nhớ chơng trình đợc gọi lên tuần tự vì đã đợc
điều khiển và kiểm soát bởi bộ đếm chơng trình do đơn vị xử lý trung tâm khống
chế. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu cá lẻ lại với nhau theo quy định và từ đó rút ra
kết quả là các lệnh cho đầu ra.
3. Bộ nhớ chơng trình, bộ nhớ trong của PLC

- Số đầu vào, ra (số và tơng tự).
- Mức điện áp, dòng điện cho đầu vào ,ra.
- Khả năng mở rộng.
- Khả năng ghép nối với các thiết bị ngoại vi.
- Bộ lập trình PG.
17
Bộ môn tự động hóa
9-Các bit đầu vào trong PLC và các tín hiệu bên ngoài
Các bit đầu vào
Các bit trong PLC phản ánh trạng thái đóng mở của công tắc điện bên ngoài nh hình trên.Khi
trạng thái khoá đầu vào thay đổi (đóng/mở),trạng thái các bit tơng ứng cũng thay đổi tơng ứng
(1/0).Các bit trong PLC đợc tổ chức thành từng Word; ở hình trên các khoá đầu vào đợc nối t-
ơng ứng với word 000.
Các bit đầu ra trong PLC và các tín hiệu bên ngoài
Các bit của Word từ 01000 01015 sẽ điều khiển bật tắt đèn tơng ứng với trạng
thái 1 hoặc 0 của nó.
18
01015
0 0
1
01
Các bit
của 010
0100
4
0100
0
Sáng
0V
00015

các chơng trình và có thể lập trình lại
bằng thiết bị lập chơng trình.
c) EEPROM
Là bộ nhớ vĩnh cửu các chơng trình và
có thể lập trình lại bằng thiết bị chuẩn
CRT hoặc bằng tay.
Ngoại vi a) Thiết bị lập trình bằng tay.
b) L.S.S - Phần mềm phụ trợ bằng tay.
c) Bộ lập trình Prom.
d) G.P.C- Thiết bị lập trình đồ hình
F.I.T-Tecminal thông minh trong xí
nghiệp.
19
Bộ môn tự động hóa
V-Thủ tục thiết kế bộ điều khiển chơng trìnhKiểm tra tất cả các
dây nối
Chạy thử chơng
trình
Sửa lại phần
mềm
Dựng một lu đồ
chung của hệ thống
điều khiển
Liệt kê các đầu vào ra
tơng ứng với các
đầu V\R của PLC
Phiên dịch lu đồ

phím CLR và MONTR.
* Xoá toàn bộ chơng trình :
Việc xáo các chơng trình đã có trong RAM của CPU tơng ứng chế độ vận
hành ALLCLEAR. Các không gian nhớ của rơle lu giữ bộ đếm và bộ nhớ dữ liệu
có thể đợc giữ lại bằng cách nhấn khoá của không gian bạn cần giữ lại trớc khi
nhấn phím MONTR.
Chế độ ALLCLEAR làm việc khi chuyển mạch chọn chế độ đặt ở
PROGRAM
Bộ nhớ của PLC bị xoá sau khi thực hiện gõ các phím theo thứ tự sau :

< PROGRAM>
PASSWORD !
CLR MONTR CLR
<PROGRAM>
21
CLR
PLAY
SET
NOT
REC
RESET
MONTR
CLR 0000
Bộ môn tự động hóa
Phím lệnh
FUN
Các lệnh ứng dụng đặc
biệt gọi là chức năng
có thể đợc đa vào
khi dùng khóa này.

Thiết lập các rơle
lu giữ (duy trì)
TR
Thiết bị các rơle
tạm thời.
SET
SHIFT
SHIFT dùng cho
chức năng thay
đổi của 4 phím
nhiều chức năng
có nhãn là PLAY,
RECORD
Channel,
CONTACT
A
0
9
Dùng khi cần
nhập vào các con
số thập phân, hexa
khi làm lập trình
22
Bộ môn tự động hóa
Lệnh đặt - hồi phục cỡng bức
Cỡng bức các phần tử đầu ra hoặc các phần khác của chơng trình lên
ON hoặc xuống OFF độc lập với chơng trình đợc thực hiện bởi FORCED
SET/RESET.
Nhấn Hoặc
Bật ON Tắt OFF

Khi một từ đầu tiên của câu lệnh nhiều từ đã hiển thị trong quá trình kiểm
tra, từ tiếp theo của câu lệnh sẽ đợc hiển thị nếu nhấn phím DOWN trớc khi thực
hiện tiếp việc kiểm tra.
Nếu bộ nhớ chơng trình đợc đọc ra trong chế độ RUN hoặc MONTR thì
trạng thái ON\OFF của bất cứ một hiển thị nào cũng sẽ hiện ra.

24
CLR
SHIFT
CONT
#
SRCH
SRCH
HR
TIM
CNT
Bé m«n tù ®éng hãa
VÝ dô : kiÓm tra bit
VÝ dô : kiÓm tra c©u lÖnh
25
CLR
F
5
SRCH
SRCH
SRCH
CONT
#
SHIFT
00000