BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ LÊ VĂN CƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC S7 - 1200 ĐIỀU KHIỂN
MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG CHO BÀI THỰC TẬP
TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CỦA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
MAI VĂN CÔNG NHA TRANG, THÁNG 6 NĂM 2014

i

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy KS.Mai Văn Công đã chỉ bảo và

1.2. BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG 7
1.3. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 10
1.3.1. Hệ thống thang máy – robot (TM – RB) 10
1.3.2. Hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN) 11
1.3.3. Hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN) 12
1.3.4. Hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng (TC – QD) 14
1.3.5. Hệ thống thang nâng – quay vòng tròn (TN – QT) 15
1.3.6. Hệ thống thang nâng – dịch chuyển ngang (TN – DN) 15
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH
TIA PORTAL V12 17
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 17
2.2. CÁC MODULE TRONG HỆ S7-1200 18
2.3. CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA PLC 22
2.4. PHẦN MỀM TIA PORTAL V12 24
2.4.1. Giới thiệu SIMATIC Step 7 Basic 24
2.4.2. Kết nối qua giao thức TCP/IP 24
2.4.3. Cách tạo một Project 24
2.4.4. TAG của PLC/TAG local 27
2.5. KỸ THUẬT LẬP TRÌNH 28
iii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
2.5.1. Vòng quét chương trình 28
2.5.2. Cấu trúc lập trình 29
2.5.2.1. Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS 30
2.5.2.2. Hàm chức năng – FUNCTION 30
2.6. GIỚI THIỆU CÁC TẬP LỆNH 31
2.6.1. Bit logic (tập lệnh tiếp điểm) 31
2.6.1.1. Tiếp điểm thường mở 31

3.1.3. Khoang cất lấy xe 46
3.1.4. Cơ cấu lấy xe, cất xe ôtô 47
3.1.5. Tủ điện điều khiển hệ thống 47
3.1.6. Các thiết bị trong mô hình 48
3.1.6.1. CPU 1214C AC/DC/Rơlay của PLC Seimens S7-1200 48
3.1.6.2. Động cơ 24VDC giảm tốc 48
3.1.6.3. Relay trung gian Omron LY2N AC220/240 49
3.1.6.4. Cảm biến quang 49
3.1.6.5. Bộ đổi nguồn 220VAC - 12VDC 50
3.1.6.6. Aptomat 50
3.1.6.7. Cầu chì 51
3.1.6.8. Nút nhấn 51
3.1.6.9. Đèn báo 51
3.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 52
3.3. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ SƠ ĐỒ KẾT NỐI S7-1200 52
3.3.1. Sơ đồ mạch động lực 52
3.3.2. Sơ đồ kết nối S7-1200 53
3.4. PHÂN ĐỊA CHỈ VÀO RA 53
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH PLC VÀ GIAO DIỆN WINCC CHO BÃI ĐỖ XE
CAO TẦNG 55
4.1. PHẦN LẬP TRÌNH PLC 55
4.1.1. Chương trình khởi động hệ thống 55
4.1.1.1. Lưu đồ thuật toán 55
4.1.1.2. Chương trình PLC 56
4.1.2. Chương trình chế độ 1 58
v

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
4.1.2.1. Lưu đồ thuật toán 58

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
5.2.2. Chế độ nhiều khoang 75
5.3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH 76
5.3.1. Hướng dẫn dowload chương trình xuống S7-1200 76
5.3.2. Kết nối S7-1200 với Wincc qua KEPServerEX 5 Configuration 77
5.3.3. Bảng điều khiển 81
5.4. ỨNG DỤNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH 82
5.4.1. Các bài tập cơ bản 82
5.4.2. Bài tập nâng cao 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
PHỤ LỤC 88

vii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Một số cổng vào ra của bãi đỗ xe tự động 5
Hình 1.2 Mô hình hoạt động 6
Hình 1.3 Cấu hình hệ thống 6
Hình 1.4 Bãi đỗ xe cao tầng nổi 7
Hình 1.5 Bãi đỗ xe cao tầng ngầm 8
Hình 1.6 Thiết kế nhỏ gọn của cổng vào 9
Hình 1.7 Mặt bằng của một bãi đỗ 10
Hình 1.8 Sơ đồ vận chuyển xếp rỡ hệ thống thang máy – robot 11
Hình 1.9 Sơ đồ vận chuyển hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN) 12
Hình 1.10 Sơ đồ vận chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN) . 13
Hình 1.11 Sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng 14

Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình chế độ 2 59
Hình 4.4 Lưu đồ thuật toán chương trình chính của hệ thống 60
Hình 4.5 Lưu đồ thuật toán chương trình con lấy xe trước 69
Hình 4.6 Lưu đồ thuật toán chương trình con lấy xe sau 70
Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán chương trình con cất xe trước 71
Hình 4.8 Lưu đồ thuật toán chương trình con cất xe sau 72
Hình 4.9 Giao diện nhập Pass của khách hàng 73
Hình 4.10 Giao diện điều khiển hệ thống 73
Hình 4.11 Giao diện giám sát vị trí xe trong khoang 74
Hình 4.12 Giao diện giám sát Pallet lấy cấy xe 74 ix

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các module trong hệ S7-1200 18
Bảng 2.2 Các module mở rộng của S7-1200 19
Bảng 2.3 So sánh giá trị giữa IN1 và IN2 34
Bảng 3.1 Phân mục địa chỉ vào ra của CPU 53
Bảng 5.1 Quy định vị trí khoang trong hệ thống ở mỗi tầng 81 x

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT


Hiện tại phòng thí nghiệm thực hành truyền động điện của trường vẫn chưa có
mô hình thực hành Bãi đỗ xe tự động.
Vì vậy, đồ án tốt nghiệp em đã chọn đề tài là: Nghiên cứu ứng dụng PLC S7-
1200 điều khiển mô hình bãi đỗ xe cao tầng cho bài thực tập tại phòng thí nghiệm
Truyền động điện của Trường Đại học Nha Trang.
Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài:
+ Mục tiêu: Thiết kế mô hình Bãi đỗ xe tự động phục vụ thực hành tại phòng thí
nghiệm truyền động điện trường Đại học Nha Trang.
+ Phạm vi nghiên cứu: Nội dung đồ án chủ yếu là sử dụng phần mềm TIA
PORTAL V12 lập trình cho PLC S7-1200 điều khiển hệ thống bãi đỗ xe cao tầng và
giám sát bằng phần mềm Wincc V7.0. Từ đó đưa ra một tập hướng dẫn để làm tài
liệu tham khảo cho sinh viên các khóa sau thực hành.
Phương pháp nghiên cứu:
+ Tìm hiểu về thiết bị S7-1200 của siemens, phần mềm TIA Portla V12 và
WinccV7.0.
2
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
+ Thu thập tài liệu và tìm hiểu các mô hình đồ án của các sinh viên khóa trước.
+ Thiết kế mô hình thực nghiệm.
Ứng dụng, nhu cầu thực tế của đề tài:
Mô hình trước tiên sẽ được ứng dụng vào thực hành tại phòng thí nghiệm, giúp
sinh viên có được kiến thức cơ bản về lập trình và cách điều khiển các thiết bị điện
khác ngoài PLC như role, cảm biến hay động cơ. Sau đó cũng sẽ áp dụng cho tình
hình giao thông của nước ta hiện nay nếu được hoàn thiện hơn ngoài thực tế.
Bố cục đồ án:
Đồ án được thực hiện với các nội dung chủ yếu sau:
Chương 1: Tổng quan về bãi đỗ xe tự động
Chương 2: Tổng quan về PLC S7-1200 và phần mềm Tia Portal V12

Hàn Quốc và TP.Hồ Chí Minh rộng hơn 32.000 

gồm 9 tầng để xe, một tầng trệt
được dùng làm khu bảo trì bảo dưỡng và rửa xe. Công trình được đầu tư 570 tỷ
đồng do Samco xây dựng, sức chứa 1.000 ôtô và 800 xe máy.
Trước đây có một số đề tài liên quan đến xây dựng bãi đỗ xe cao tầng mà các
sinh viên các khóa trước thực hiện như:
+ Đồ án xây dựng mô hình bãi đổ xe tự động dùng PLC S7200 của sinh viên
Hà Duy Hải ở hải phòng thực hiện [1]. Đồ án chỉ sử dụng cảm biến quang để phát
hiện xe ra xe vào nên sức chứa của bãi nhỏ và còn mất rất nhiều diện tích, nhưng rất
kinh tế.
+ Đồ án mô hình bãi giữ xe ôtô tự động sử dụng PLC Mitsubishi của Võ Quốc
Vinh, Nguyễn Vinh Hiền, Lê Hoàng Việt thực hiện [2]. Mặc dù thiết kế bãi khá
4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
nhiều tầng và nhiều khoang nhưng số khoang vẫn chỉ được thiết kế một phía, Pallet
cất lấy xe không dịch chuyển về hai phía được.
+ Luận văn xây dựng một bãi đỗ xe tự động hiện đại theo dạng tầng cao ốc
hoặc hầm ngầm [3]. Luận văn chỉ nêu khái quát mô hình trên máy tính nhưng chưa
làm sản phẩm thực nên số liệu tính toán thiết kế vẫn chỉ ở trên giấy.
Bãi đỗ xe cao tầng đồ án của em được xây dựng với sức chứa 16 khoang trên 3
tầng, thiết kế khoang ở cả hai phía. Cơ cấu lấy cất xe là điều khiển Pallet với hai
động cơ Pallet và một động cơ Xích đều là 12V DC. Cơ cấu nâng hạ và đưa qua
trái, qua phải được điều khiển bằng Visme do động cơ DC 24V thực hiện. Hai
khung nhôm đặt đối xứng qua cơ cất nâng hạ, mỗi khung gồm 3 tầng, mỗi tầng có 3
khoang, mỗi khoang được xác định bằng một mã Pass nhất định.
Hệ thống sử dụng cảm biến quang gồm 8 cảm biến SHARP GP1A73A1 phát
hiện khoảng cách 10mm thay thế cho công tắc hành trình và hai cảm biến E3F-

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
tiên tiến nhất. Các bãi giữ xe thường kết hợp giữa hệ thống điều khiển thông minh
(PLC), Camera theo dõi và cảm biến phát hiện xe. Từ đó giúp kiểm soát phương
tiện vào ra – Quản lý phương tiện bằng thẻ từ – Nhận diện biển số – Giám sát bằng
camera – Kiểm soát hình thức gửi xe.

Hình 1.2 Mô hình hoạt động Hình 1.3 Cấu hình hệ thống
7
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
1.2. BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG
Công nghệ xếp xe tự động hoạt động theo nguyên lý sau khi đưa xe vào phòng,
hệ thống sẽ tự động đưa vào vị trí đỗ, người lái xe không cần làm gì khác ngoài việc
bấm nút số xe. Khi có bất kỳ sự cố nào, hệ thống sẽ báo động tức thời về trung tâm
xử lý. Do xe không tự vận hành nên không gây ra các ô nhiễm do chất thải của xe,
tránh nguy cơ cháy nổ. Khi có rủi ro hỏa hoạn, nguy cơ thương vong cũng không
xảy ra vì bãi đỗ xe tự động không có người. Hình 1.4 Bãi đỗ xe cao tầng nổi
Trên cùng một diện tích, số lượng ôtô đỗ được theo kiểu tự động có thể tăng từ
gấp đôi đến gấp 20 lần so với số lượng ôtô đỗ theo kiểu tự lái thông thường.
Bãi đậu xe nhiều tầng có ưu điểm là thời gian thi công nhanh (trung bình khoảng
5 tháng), việc xây dựng dưới dạng khung lắp ghép thành một tầng, hai tầng hoặc

ráp nhanh, hệ thống bãi đỗ xe tự động có thể được xây dựng trong thời gian rất ngắn
để nhanh chóng đưa vào sử dụng, giúp giải quyết các vấn đề giao thông cấp bách
hiện nay.
Với các bãi đỗ xe nổi trên mặt đất, chọn giải pháp nâng cao tầng để tăng hiệu
quả sử dụng mặt bằng, công trình dạng ngầm thì diện tích trên mặt đất bên trên
hoàn toàn có thể sử dụng vào mục đích khác.
Chi phí đầu tư tùy thuộc vào quy mô từng trạm bãi đỗ xe tự động cụ thể. Các bãi
đỗ xe tự động sẽ tập trung vào quy mô nhỏ và vừa, rải đều tại nhiều vị trí. Bằng khả
năng làm chủ công nghệ cùng với chủng loại thiết bị đa dạng với mức giá khoang từ
3.000-25.000 USD/ vị trí đỗ.
10
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT

Hình 1.7 Mặt bằng của một bãi đỗ
Đây là một sản phẩm mới và hiện tại đang được các tập đoàn, công ty lớn của
Việt Nam áp dụng.
Một hệ thống bãi đỗ xe cao tầng có thể xây dựng trên một khu vực trống, thậm
trí bên trong tòa nhà. Có nhiều loại hệ thống khác nhau, phù hợp với nhiều kích
thước khác nhau của khu vực đỗ xe. Chủ đầu tư có thể lựa chọn phương án phù hợp
nhất cho công trình của mình. Vì vây có thể nói sử dụng bãi đỗ xe cao tầng là
phương án tối ưu nhất hiện nay và cần được nhân rộng.
1.3. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
1.3.1. Hệ thống thang máy – robot (TM – RB)
- Thang máy: có nhiệm vụ nâng hạ robot tự hành từ vị trí bắt đầu đến các tầng và
đảm bảo dừng chính xác tại địa điểm mà hệ thống điều khiển chỉ định.
Robot tự hành: có nhiệm vụ từ vị trí đỗ (trên bàn thang máy) di chuyển trên
đường ray của mỗi tầng đến vị trí xác định (vị trí lưu đỗ) xếp hai bên đường ray. Tại
địa điểm lấy xe ra này, cánh tay robot di chuyển đến vị trí bánh xe ôtô rồi thực hiện

- Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy hoặc vận thăng.
- Cơ cấu vận chuyển thang trên 1 tầng theo phương pháp đẩy/ kéo trượt ngang
các pallet theo một vòng tròn khép kín (pallet có thể dịch chuyển theo 2 phương
nằm ngang).
- Cơ cấu công tác thực hiện việc xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc
tháo khớp truyền lực giữa các pallet với nhau.
13
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT Hình 1.10 Sơ đồ vận chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN)
Đặc điểm: Hệ thống này cho hệ số sử dụng diện tích khá cao (>80%) thường sử
dụng cho bãi đỗ ngầm.
Nhược điểm của hệ thống này là chi phí năng lượng riêng lớn.
14
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
1.3.4. Hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng (TC – QD)
- Thang cuốn ở đây thuốc loại xích tải nó có thể nâng/ hạ pallet liên tục theo
vòng tròn đứng.
- Việc dịch chuyển trên mỗi tầng được thực hiện nhờ cơ cấu đẩy kéo chuỗi pallet
theo từng nhịp (mỗi bước dịch chuyển bằng chiều rộng của pallet) chúng dừng lại
khi thẳng hàng với pallet trên thang cuốn.
- Cơ cấu công tác ở đây là cơ cấu tháo khớp. Khớp liên kết truyền lực giữa pallet
liên kề khi chúng thẳng hàng. Khi thang cuốn dịch chuyển thì khớp tự phân khai.
Đường lưu chuyển của hệ thống này là vòng tròn khép kín giữa tầng này với tầng
khác kết hợp với 2 thang cuốn.