BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC
ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG TẠI NGÃ
TƯ THEO THỜI GIAN THỰC SỬ DỤNG PLC S7-200

GVHD : TH.S TỐNG THỊ LÝ
SVTH : PHẠM QUANG ĐẠT
TRỊNH ĐĂNG BẮC
NGUYỄN ĐÌNH HÒA
LÊ DUẨN
NGUYỄN HỮU QUỐC KHÁNH

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

1

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BỘ MÔN
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….

I.1. Khái niệm PLC......................................Error: Reference source not found
I.2. Hệ thống điều khiển.............................. Error: Reference source not found
I.2.1. Hệ thống điều khiển là gì?

Error:

Reference

source

not

found

I.2.2. Hệ thống điều khiển dùng rơle điện Error: Reference source not found
I.2.3. Hệ thống điều khiển dùng plc

Error: Reference source not found

I.3. Cấu trúc của PLC.................................. Error: Reference source not found
I.4. Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển dùng PLCError: Reference source
not
found
I.5. Các ứng dụng của PLC..........................Error: Reference source not found
II. PLC S7-200 Error:

Reference

source



II.2. Cấu trúc bộ nhớ...................................Error: Reference source not found
II.2.1. Phân chia bộ nhớ

Error:

Reference

II.2.2. Các phương pháp truy nhập Error:
II.2.3. Mở rộng vào/ra Error:

source

Reference

Reference

not

source

source

not

not

found
found
found


found

II.4. Lập trình cho PLC S7-200...................Error: Reference source not found
II.4.1. Các ngôn ngữ lập trình

Error:

Reference

source

not

found

PHẦN II : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ………….26
1.SƠ ĐỒ KẾT NỐI VÀO / RA VỚI PLC…………………………………………………..29
2.LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN ……………………………………...30
3.CHƯƠNG

TRÌNH

CHẾ

ĐỘ

BÌNH

THƯỜNG

đèn giao thông , tự động hoá trong mọi lĩnh vực của ngành sản xuất . . .)
Dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Tống Thị Lý nhóm SV chúng em đã hoàn thành
xuất sắc đồ án này với đầy đủ các yêu cầu đặt ra của đề tài.
Nhóm sinh viên chúng em xin được gửi tới cô lời cảm ơn chân thành.!

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

5

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

PHẦN I. TÌM HIỂU VỀ PLC S7 – 200 (CPU 224) CỦA HÃNG SIEMENS

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

6

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

I. Tổng quan về PLC.
I.1. Khái niệm PLC
Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng
tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào
năm 1968. Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

7

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

khối.

Thường các thành phần như nguồn, khởi động từ, PLC, thiết bị lập tr ình,
Giao tiếp người dùng, đèn được đặt trong tủ. Những qui định n ày chỉ có tính chất
tương đối, phụ thuộc chủ yếu vào người thiết kế và bố trí hệ thống sao cho phù
hợp và thẩm mỹ.
Nhiệm vụ của các thành phần trong hệ thống được mô tả như sau :
PLC nhận các tín hiệu (logic, analog) từ các ngõ vào (inputs), tín hiệu
được xử lý bởi phần mềm do người sử dụng viết (user software) nạp ở bộ nhớ của
PLC bằng thiết bị lập trình (programming device), sa u khi xử lý xong, tín hiệu
được xuất ra ngõ ra (outputs) dưới dạng điện (logic, analog) để điều khiển thiết
bị. M àn hình giao tiếp (HMI) được kết nối với thiết bị qua cổng truyền thông để
hiển thị giao diện giữa người và máy. Để viết chương trình điều khiển cho PLC,
đối với từng loại PLC có một hoặc nhiều phần mềm chuy ên biệt để lập trình.
Qua việc khảo sát một số hệ thống điều khiển tr ên, ta thấy :
1. Phần cứng hệ thống điều khiển sử dụng PLC c ơ bản gồm 3 thành phần:
Thiết bị điều khiển (PLC), cảm biến (Sensor) v à thiết bị chấp hành (Actuator).
2. Phần mềm bao gồm : Phần mềm lập tr ình cho PLC, phần mềm của
người dùng nạp cho PLC để điều khiển thiết bị, phần mềm tạo giao tiếp giữa PLC
và con người và phần mềm cho các module đặc biệt khác.
Ngoài ra, toàn bộ công tắc điện, thiết bị điều khiển, relay điều khiển, …..


KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC
- Mỹ:Allen Bradley, General Electric, Square D, Texas Instruments,
Cutter Hammer,…

- Đức: Siemens, Boost, Festo…
- Hàn Quốc: LG
- Nhật: Mitsubishi, Omron, Panasonci, Fanuc, Mashushita, Fuzi, Koyo,…
Và nhiều chủng loại khác.
Các sản phẩm như: Logo!, Easy, Zen, … cũng được chế tạo ra để đáp ứng
những yêu cầu điều khiển đơn giản.
Một số hình ảnh của PLC các hãng

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

10

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

I.4. Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển dùng PLC
a. Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC:
- Điều khiển linh hoạt, đa dạng.
- Lượng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh.
- Tiến hành thay đổi và sửa chữa.

- Cửa công nghiệp, tự động
- Bơm nước.
- Tưới cây.
- Báo giờ trường học, công sở,…
- Máy cắt sản phẩm, vô chai,…
- Và còn nhiều hệ thống điều khiển tự động khác.

II. PLC S7-200
II.1. Cấu trúc phần cứng
II.1.1. Bộ điều khiển lập trình plc S7-200
PLC là bộ điều khiển lập trình và được xem là máy tính công nghiệp. Do
công nghệ ngày càng cao vì vậy lập trình PLC cũng ngày càng thay đổi, chủ
yếu là sự thay đổi về cấu hình hệ thống mà quan trọng là bộ xử lý trung tâm
(CPU). Sự thay đổi này nhằm cải thiện 1 số tính năng, số lệnh, bộ nhớ, số đầu
vào/ ra(I/O), tốc độ quét, … vì vậy xuất hiện rất nhiều loại PLC.
PLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7- 400.
Riêng S7- 200 có các loại CPU sau: CPU 210, CPU 214, CPU 221, CPU
222, CPU 224, CPU 226, …. Mới nhất có CPU 224 xp, CPU 226 xp có tích hợp
analog. Các CPU dòng 21x hiện tại không sản xuất mới, chỉ sản xuất theo yêu
cầu phục vụ nhu cầu thay thế.
Trong tài liệu này trình bày cấu trúc chung họ S7 – 200, CPU 224.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

12

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

- Đồng hồ thời gian thực.
- Chương trình được bảo vệ bằng Password.
- Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất
điện.
b. Các đèn báo trên PLC:
- SF: đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng (đèn đỏ).
- RUN: PLC đang ở chế độ làm việc (đèn xanh).
- STOP: PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng).
- I x.x, Q x.x: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh).

c. Công tắc chọn chế độ làm việc:
- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ
chuyển từ RUN qua STOP nếu gặp sự cố.
- STOP: PLC dừng công việc thực hiện chương trình ngay lập tức.
- TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC.
Dùng phần mềm điều khiển RUN, STOP.
II.1.3. Kết nối điều khiển
Cho các model của S7-200 sau:

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

14

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

Xác định các đặc điểm của PLC hãng Siemens


ngỏ vào I trên PLC.

Ngỏ ra:
Kết nối PLC điều khiển đèn Light, điều khiển Relay, các cơ cấu chấp hành
khác,…

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

17

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

Chân 1L, 2L nối vào nguồn dương.
Từng ngỏ ra từ PLC nối vào 1 đầu của tải, đầu còn lại của tải nối vào
nguồn âm.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

18

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI


- Van thuỷ lực.
- Van solenoid.
- Đèn báo, đèn chiếu sáng.
- Chuông báo giờ.
- Động cơ Step Servo.
- Biến tần.
- Quạt thông gió.
- Máy lạnh.
- Động cơ phát điện.
2.1.4. Truyền thông giữa PC và PLC
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với jack nối 9 chân để
phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm khác của PLC.
Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI (Point To Point Interface) là 9600
baud.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

21

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

Cổng truyền thông:

Chân

Giải thích


Bộ nhớ S7 – 200 chia làm 4 vùng nhớ:
 Vùng chương trình: có dung lượng 4 Kwords được sử dụng để lưu giữ
các lệnh chương trình.
 Vùng tham số: miền lưu giữ các từ khóa, địa chỉ trạm.
 Vùng dữ liệu: lưu giữ dữ liệu chương trình: kết quả phép tính, hằng số
được định nghĩa trong chương trình. Là 1 vùng nhớ động. Nó có thể truy nhập
theo từng bit, byte, word hoặc double word.
- Miền V (Variable): V0.x – V5119.7 (x = 0 - 7)
- Vùng đệm cổng vào (I): I 0.x –> I 15.x (x = 0 - 7)
- Vùng đệm cổng ra (Q): Q 0.x –> Q15.x (x = 0 - 7)
- Vùng nhớ nội (M): M 0.x –> M 31.x (x = 0 - 7)
- Vùng nhớ đặc biệt(SM): SM 0.x –> SM 179.x (x = 0 – 7

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

23

KHOA ĐIỆN


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN PLC

 Vùng đối tượng:
- Timer: T0 -> T255
- Counter: C0 –> C255
- Bộ đệm cổng vào tương tự: AIW 0 – AIW 30
- Bộ đệm cổng ra tương tự: AQW 0 – AQW 30
- Thanh ghi (Accumulater): AC 0, AC1, AC2, AC3
- Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 -> HSC5


trong đó byte VB2 có vai trò là byte cao nhất, byte VB5 có vai trò byte thấp nhất
trong VD2.
Truy suất các vùng khác; Ví dụ: ID0; QD3; MD100; SMD48.
II.2.3. Mở rộng vào/ra
- CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 14 module kể cả module analog.
Các module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200.

- Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó
các module mở rộng về phía bên phải của CPU làm thành một móc xích. Địa chỉ
của các module được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của module trong móc
xích.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

25

KHOA ĐIỆN