LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh
tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng.
Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng các đỗ xe cũng như yêu
cầu các bãi đỗ xe phải được tự động hóa tăng theo.
Bên cạnh đó sự tiến bộ trong công nghệ điện tử, tin học ngày nay
thực sự là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta
kỹ thuật điện tử - tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự
động, đặc biệt là kỹ thuật vi xử lý. Hiện nay người ta đã sản xuất ra
những thiết bị có kết cấu nhỏ gọn dạng máy tính mà bên trong có chứa bộ
vi xử lý và có thể lập trình được. Đó chính là các thiết bị điều khiển có
lập trình "Programmable Logic Controller" viết tắt là PLC. So với quá trình
điều khiển bằng mạch điện thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn,
chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt,
dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều
khiển, được ứng dụng trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao.
Có rất nhiều các hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình với nhiều loại và
khả năng ứng dụng khác nhau. Trong bản đồ án này em đi sâu vào tìm hiểu,
nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động.
Nội dung bản đồ án gồm các phần như sau:
Chương I: Giới thiệu chung bãi đỗ xe
Chương II: Giới thiệu chung về PLC và phần mềm lập trình Syswin
Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mô hình điều khiển bãi đỗ xe
tự động.
Kết luận: Tóm tắt các kết quả đã đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn tại và
đề xuất hướng phát triển của đồ án.
Do thời gian và trình độ có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏi
những khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm. Em rất mong nhận được sự
góp ý, chỉ dẫn của các Thầy, Cô giáo và các bạn đồng nghiệp.

1

tạp. Theo thống kê của Cục CSGT đường bộ- đường sắt và Uỷ ban ATGT
Quốc gia, tính đến hết tháng 9, cả nước đã xảy ra tới 10.518 vụ TNGT làm
9.510 người chết và 10.700 người bị thương. Điều này dẫn đến hậu quả về
kinh tế và gánh nặng cho xã hội là rất lớn.

2


Theo số liệu thống kê mới nhất, có tới 50% số người tham gia giao
thông không dùng đèn báo khi chuyển hướng, 85% không dùng còi đúng quy
định, 70% không dùng phanh tay, 90% không sử dụng đúng đèn chiếu sáng
xa, gần và 72% không đội mũ bảo hiểm khi ngồi trên mô tô trên những tuyến
đường bắt buộc. Ngoài ra, tình trạng vượt đèn đỏ, uống rượu bia say, chở quá
tải, quá tốc độ trong thời gian qua vẫn luôn ở mức báo động và rất khó kiểm
soát.

Hình 1.1: Tình hình ùn tắc giao thong tại các thành phố ở Việt Nam
1.2 Khái niệm về hệ thống bãi đỗ xe tự động
Chỉ sau khi ngành công nghiệp ô tô ra đời một thời gian ngắn, từ những
năm 20 của thế kỷ trước, hệ thống đỗ xe ô tô tự động cũng đã xuất hiện nhằm
đáp ứng nhu cầu về chỗ đỗ xe ô tô, đặc biệt ở các khu vực trung tâm, siêu đô
thị;
Hệ thống đỗ xe tự động nếu trước đây chỉ hiện diện tại các nước Bắc
Mỹ, Tây Âu thì đến nay chúng đã trở thành một phần không thể thiếu trong
giao thông công cộng ở các nước đang phát triển.Về mặt công nghệ, ngày nay
toàn bộ quá trình sắp xếp chỗ đỗ xe, quản lý thời gian lưu bãi hoàn toàn thực
hiện bằng công nghệ điều khiển học.Trạm đỗ xe tự động không chỉ được lắp
đặt như những công trình nổi, mà còn được thi công ngầm trong lòng đất, dưới
lòng sông.Đối với tầng lớp công dân tại các đô thị lớn của Việt Nam hiện nay,




Hình 1.2: Bãi đỗ xe của Toyota
1.3.2 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang
-Thang nâng
Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy: nâng, hạ pallet theo
phương đứng.
-Cơ cấu vạn chuyển trên 1 tầng theo phương pháp đấy/ kéo trượt ngang
các pallet theo một vòng chòn khép kín ( pallet có thể dịch chuyển theo 2
phương nằm ngang trên 1 tầng)
-Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc “ăn
khớp” truyền lực giữa các pallet với nhau
Ưu điểm :
Hệ thống này cho hệ số sử dung diện tích khá cao (>80%) thường sử
dung cho bãi đỗ ngầm và nổi tòa cao ốc .
Nhược điểm của hệ thống này là giới hạn diện tích sử dụng, chi phí năng lượng
riêng lớn
-Rộng:13m
-Dài: 30-35m
-Cao:10-15m
-Số lượng: 120- 160 vị trí đỗ/1hệ thống

5


Hình 1.3: Bãi đỗ xe tại Nga

6



-Thực hiện thao tác xếp vào/lấy ra nhờ cơ cấu cánh tay robot.
Sơ đồ lưu chuyển : (hình 125)
Khi thang nâng nâng bàn robot kết hợp chuyển động quay vòng đến vị trí
xác định thì robot bắt đầu làm việc
Hệ thống thang nâng - xoay vòng tròn
Ưu điểm: BãI đỗ hình trụ ngầm hoặc nổi, kiến trục đẹp, khung kết cấu
thép hoặc beton Tốc độ xỷ của hệ thống khá cao.
Nhược điểm: Chiều cao hạn chế do kết cấu thang nâng phức tạp
Hệ thống này sử dụng cho bãi đỗ khu công sở, siểu thị,..Bãi đỗ có thể thiết kế
ngầm và nổi
- Đường kính mặt bằng: 20m
- Cao: 10-16m + 16-20m
- Số chứa: 100-200 vị trí đỗ

8


Hình 1.5: Mô hình gara ô tô tự động đang sản xuất tại Việt Nam
1.3.5 Hệ thống thang máy – dịch chuyển ngang
Nguyên lý vận hành:
Thang nâng kiểu thang máy ròng rọc kép di chuyển trên 4 đường ray theo phương
thẳng đứng
Cơ cấu chấp hành thường dung dạng móc kéo chịch chuyển pllet vào/ra
vị trí lưu đỗ. Truyền động cho cơ cấu này nhờ 1 bộ truyền xích.
Ưu điểm :
-Hệ thống này có kết cấu và điều khiển đơn giản, thường sử dung cho bãi
đỗ kiểu ngầm và tháp cao.
-Tốc độ xử lý cao và ổn định
Bãi đỗ đáp úng mọi nhu cầu sử dụng và đạt hiệu quả kinh tế cao
Nhược điểm: Do có chiều cao lớn khó khăn cho công tác phong chống


11


Hệ thống quay vòng đứng
Nguyên lý cấu tạo:
Các pallet chứa xe được treo trên 2 dải xích tải và di chuyển vòng tròng
theo chuỗi xích. Trên khung pallet có con lăn tựa dẫn hướng giữ thăng bằng
pallet khi chuyển động. Hệ thống sử dụng duy nhất 1 bộ truyền động.
Ưu điểm: Hệ thống này có nguyên lý làm việc đơn giản đạt chỉ tiêu sử
cao về không gian và thời gian xuất/nhập.
Nhược điển: Hệ thống này hạn chế vầ chiều cao và phát thải tiếng ồn cơ
học
Sử dụng: Hệ thống này được sử dụng rộng rãi cho mọi qui mô và nhiều
đối tượng sử dụng: Công sở, cụm dân cư và dịch vụ trông giữ xe, đầu tuyến
phố bộ
Đặc điểm:
-Diệt tích sử dụng 1 modul 7-14 vị trí: 6,5 x5,6m
-Cao 7-16m
-Hệ số sử dụng diện ích: 95%
-Số lượng vị trí/ 1 modul: 7-14 vị trí

12


Hình 1.8: Hệ thống quay vòng đứng

13



tử thay thế. Đó là sự ra đời của điều khiển logic không tiếp điểm, là ứng dụng
các thiết bị bán dẫn vi mạch OR, AND, NOT, kết hợp với các bộ cảm biến,

14


các đèn, công tắc... và chúng cũng được nối với nhau theo một sơ đồ công
nghệ cụ thể để thực hiện một yêu cầu công nghệ nhất định.
- So với các điều khiển nối cứng có tiếp điểm thì nó có độ tin cậy cao hơn,
hiệu quả hơn, diện tích công nghệ thu gọn hơn... nhưng do các thiết bị bán dẫn
thường công suất nhỏ hay bị sự cố lúc ban đầu và khó có thể thay thế.
- Để khắc phục các nhược điểm này người ta chế tạo ra các linh kiện có công
suất lớn hơn như SCR, Triac để thay thế cho các thiết bị có tiếp điểm trong
mạch lực.
- Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, thì sự ra đời của mạch vi xử
lý là bộ PLC và dây cứng, đây là một ứng dụng điển hình trong những năm 90
của VXL trong công nghiệp. Sự ra đời của vi xử lý PLC tạo ra một bước ngoặt
cho lĩnh vực điều khiển. Hiện nay ứng dụng kĩ thuật vi xử lý và kĩ thuật số
thông qua sử dụng PLC dưới nhiều hình thức chiếm đến 80% và trở thành xu
thế mới trong điều khiển. Điều này đã được chứng minh tại những nước phát
triển và đang phát triển như nước ta.
2.1.3. Các ứng dụng của PLC.
Bộ điều khiển lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong các ngành
công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động. Chiếm một vị trí quan
trọng trong công nghiệp được ứng dụng trong các lĩnh vực sau:
- Hệ thống chiếu sáng cho cửa hang - siêu thị - nhà hàng, khách sạn, công ty.
- Điều khiển hệ thống cung cấp nước tự động.
- Tự động hoá các máy gia công cơ khí như: máy khoan, máy tiện, máy phay,
máy bào...
- Điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén trong công nghiệp.

- Sử dụng PLC trong những hệ thống điều khiển phức tạp sẽ cho hiệu quả kinh
tế cao hơn, giá thành hạ so với các phương pháp khác.
- Thích ứng trong môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động,
tiếng ồn.
* Nhược điểm:
- Việc thiết kế, sửa chữa chương trình cho PLC đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ
biết lĩnh vực tin học, cần phải có quá trình đào tạo.
- Giá thành của một hệ thống tương đối cao.
2.1.5. Ngôn ngữ lập trình cho PLC.
Để biểu diễn chương trình điều khiển trên PLC có 3 phương pháp biểu
diễn chính là:
- Sơ đồ bậc thang LAD (Ladder Diagram).
- Lưu đồ hệ thống điều khiền CSF (Control System Flowchart).
- Liệt kê danh sách lệnh STL (Statement List).
* Phương pháp biểu diễn LAD.

16


Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình tương tự như sơ đồ tiếp
điểm dùng rơ le trong sơ đồ điện công nghiệp. Bắt đầu chương trình bằng một
Power Bus trái, các công tắc được thay thế bằng các tiếp điểm thường đóng
hoặc thường mở phụ thuộc vào trạng thái của công tắc. Các công tắc tơ được
thay thế bằng các cuộn dây.
Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ khởi động từ đơn bằng phương pháp LAD trên PLC
(CPM1):
000.00
000.01
000.03
010.00


* Phương pháp biểu diễn STL.
Phương pháp STL dùng các từ viết tắt gợi nhớ để lập công thức cho việc
điều khiển, tương tự với ngôn ngữ assembler ở máy tính. Phương pháp này
thích hợp cho đối tượng làm việc trong lĩnh vực tin học.

17


Bắt đầu một chương trình bao giờ cũng là lệnh nạp địa chỉ một tiếp điểm nào
đó. Sau đó là nội dung chương trình và kêt thúc chương trình bằng lệnh END
(01).
Ví dụ: Biểu diễn sơ đồ trên bằng phương pháp STL (CPM1):

LD
OR
AND NOT
AND NOT
OUT
END

000.00
010.00
000.01
000.03
010.00
(01)

2.1.6. Biểu diễn các đại lượng trong PLC.
Các hệ đếm sử dụng trong PLC gồm có:


Bit 2

Bit 1

Bit 0

23=8

22=4

21=2

20=1

0

0

0

0

0

0

1

1


1

4

4

0

1

0

0

5

5

0

1

0

1

6

6


0

9

9

1

0

0

1

A

A

1

0

1

0

B

B


1

E

E

1

1

1

0

F

F

1

1

1

1

2.1.7. Cấu trúc phần cứng của PLC.
PLC gồm 4 khối chức năng cơ bản như hình 2-1:
- Bộ Xử lý trung tâm CPU.

thái ngõ ra cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm. Sau đó trạng thái ngõ ra trong bộ
nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị công tắc.
Như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo
chương trình trong bộ nhớ. Chương trình được nạp vào PLC qua thiết bị lập
trình chuyên dùng.
* Bộ xử lý trung tâm CPU.
Bộ xử lý trung tâm (CPU - Central Proccessing Unit) điều khiển và quản
lý tất cả các hoạt động bên trong PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ
nhớ và khối vào/ ra được thực hiện thông qua hệ thống bus dưới sự điều khiển
của CPU.
* Bộ nhớ chương trình (Program Memory).
Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong của PLC có nhiệm vụ lưu chương
trình điều khiển được lập bởi người dùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh
ghi tạm trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… nội dung của bộ nhớ được
mã hoá dưới dạng nhị phân.
Tất cả PLC đều thường dùng vào các loại bộ nhớ sau:
- EPROM (Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ phụ để lưu giữ
vĩnh cửu các chương trình và có thể lập lại bằng thiết bị lập trình

20


- EEPROM (Electrical Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ để
lưu giữ vĩnh cửu các chương trình và có thể lập trình bằng thiết bị chuẩn CRT
hoặc bằng tay.
- RAM (Random acces memory) thông tin của bộ nhớ này có thể được ghi vào
và đọc ra. Dung lượng bộ nhớ phụ thuộc vào họ PLC.
Tuy nhiên với bộ nhớ RAM khi mất nguồn nuôi, nội dung của RAM cũng
bị mất. Để bảo vệ chương trình người ta lắp vào PLC các Pin khô làm nguồn
nuôi dự trữ. Đối với các PLC của hãng GEFANUS người ta còn lắp thêm 1 tụ

Sự cần thiết phải lập trình cho hoạt động của các bộ xử lý giao tiếp tuỳ
thuộc vào từng loại CPU.
Module vào/ra thông minh: Được sử dụng để giải quyết những vấn đề về
dạng tín hiệu nảy sinh trong thực tế với yêu cầu giải quyết nhanh chóng và
liên tục. Hoạt động của Module vào/ra thông minh tương đối độc lập và rộng
với CPU của PLC.
Những loại Module vào/ra thông minh với từng cặp PLC khác nhau
nhưng nói chung nó gồm các dạng sau:
- Module xác định vị trí.
- Module giải mã vị trí.
- Module xử lý tín hiệu tương tự.
- Module đo dòng nhiệt.
- Module điều khiển nhiệt độ.
- Module điều khiển vòng kín.
- Module điều khiển từng bước.
*Khối cung cấp nguồn (Power supply Block).
Đây là bộ nguồn cung cấp có giải điện áp rộng (85  265 v AC). Nó tạo
ra nguồn cung cấp chuẩn 24v DC cho tất cả các khối của PLC.
Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5v DC và
15v DC (Điện áp cho TT1 và CMOS) trong khi tín hiệu bên ngoài có thể lớn
hơn nhiều thường 24v DC  240v DC với dòng lớn.
2.1.8. Đặc tính kỹ thuật của PLC OMRON CPM1A.

22


Hình 2.2. Cấu trúc bên ngoài của PLC

- Điện áp nguồn cung cấp: AC = 80v- 265v.
- Điện áp nguồn cho đầu vào: DC = 24v.


Bật

PLC đang hoạt động ở chế độ RUN hay
MONITOR

Tắt

PLC đang chạy ở chế độ PROGRAM

Sáng
ERR/ALM
(đỏ)

Nhấp nháy
Tắt

COMM
(Da cam)

Sáng
Tắt

Chức năng

PLC gặp lỗi nghiêm trọng (LPC ngừng chạy)
PLC gặp lỗi không nghiêmtrọng (PLC
tiếp tục chạy ở chế độ RUN)
PLC hoạt động bình thường không có lỗi
Dữ liệu đang được truyền qua cổng

viết chương trình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình dạng câu lệnh STL
(Stalement List).
* Các lệnh cơ bản sử dụng để lập trình.
Thành phần luôn luôn có trong sơ đồ gọi là Power bus, là nơi dẫn nguồn
điện (tưởng tượng) đi vào và đi ra sơ đồ:

Power bus

- Lệnh LD.
a) Ý nghĩa: Lệnh này cho phép ta nhập các điểm vào chương trình và cho ta ý
nghĩa của các điểm phân nhánh.

24


b) Ký hiệu:
LAD
000.00

STL

LD 000.00

- Lệnh LD NOT.
a) Ý nghĩa: Lệnh này tạo ra một tiếp điểm thường kín được nối trực tiếp vào
Power bus trái.
b) Ký hiệu:
LAD
000.01



010.00
25

LD
AND NOT
OUT

000.00
000.01
010.00