Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế mô hình đóng mở
tự động cho Gara ô tô với
kỹ thuật PLC
Đề tài
THIẾT KẾ MÔ HÌNH CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG CHO GARA Ô TÔ VỚI KỸ THUẬT PLC
PHẦN 1 : CÁC LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG NÓI CHUNG
I- LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu được trong
từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình thường (cửa không tự động)
mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhược điểm gây phiền toái cho
người sử dụng, đó là: cửa thường chỉ đóng mở dược khi có tác động của con
người vào nó. Vì vậy mà dùng cửa thường làm tốn thời gian và gây cảm giác
ngại cho người sử dụng.
Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời
sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay
là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắ
c
phục tốt những nhược điểm của cửa thường.

Chính vì những ưu 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 tiế
n và nâng cao
chất lượng 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
cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động c
ủa cửa
tự động, cũng như có thể lường trước những khói khăn có thể gặp phải khi chế
tạo cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy được ưu nhược điểm
của thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế
cánh cửa ưu việt hơn, hoàn thiệ
n hơn cho con người.

CHƯƠNG 1: CÁC LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG HIỆN NAY
Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo,cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt

I- cửa cuốn
Bộ môn tự động hóa

2

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

Loạ
i cửa này thiết kế rất toàn vẹn, nó có thể nhận biết được người, máy móc
cũng như loài vật có thể đi qua
Nhược điểm của loại cửa này là không hề chắc chắn , nhẹ nhàng nhưng không
có nghĩa là gọn gàng mà ngược lại có khi lại rất cồng kềnh
Có một điều không thể phủ nhận đó là tính phổ biến của loại cửa này.

Bộ môn tự động hóa

4
CHƯƠNG 2 : KHẢO SÁT CÁC LOẠI CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG Ở HÀ
NỘI HIỆN NAY

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 được sử dụng chủ yếu ở những nơi giao
dịch thương m
ại, những công sở lớn, ở sân bay, ngân hàng và các khách sạn lớn.
Sở dĩ như vậy là do những nơi này có lượng người 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 được tất cả những ưu điểm của nó.
Tuy nhiên cửa tự động cũ
ng có rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đích sử
dụng như trọng lượng cửa, chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa.
Theo trọng lượng 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 người ta còn chia ra làm hai loại theo số cánh cửa:Loại
một cánh và loại hai cánh.

khoảng 80 kg. Động cơ dùng trong cửa tự động tại đây là động cơ một chiều
điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điều chỉnh điện áp.Hệ thống cửa tại đây
không dùng hệ thống con lăn phụ mà thay vào đó là sử dụng hai gờ sắt cố định
xuống sàn .
Cuối hành trình mở có đặ
t một công tắc hành trình để bảo vệ tránh cho cửa
không chuyển động vượt quá hành trình.
Quan sát cửa chuyển động em thấy cửa chuyển động với hai cấp tốc độ. Khi
mở cửa cửa mở ra với vận tốc nhanh để kịp thời mở ra tránh tình trạng người
phải chờ đợi cửa mở gây cảm giác khó chịu cho người muốn đi vào, gần hết
hành trình mở cửa giả
m tốc và dừng lại, khi cửa đóng cửa đóng với vận tốc
chậm hơn so với lúc mở để tránh gây cảm giác cho người muốn đi vao từ đằng
xa.Gần hết hành trình cửa giảm tốc và dừng lại chính xác.
Khi cửa đang đóng mà có tín hiêu người đi vào thì cửa sẽ mở ra với vận tốc
nhanh sau gần cuối hành trình thì giảm tốc và dừng lại chính xác ở cuối hành
trình.Cả
m biến dùng ở đây là hai cảm biến quang:Một cảm biến đặt ở phía bên
ngoài, một cảm biến đặt ở phía bên trong của cánh cửa để đảm bảo nhận biết và
báo tín hiệu khi có người đi từ trong ra cũng như khi có ngừơi đi từ ngoài
vào.Hai cảm biến này trên khung cánh cửa.
Phương thức hoạt động của loại cửa này là dùng mạch điều khiển không tiếp
điểm dùng các ph
ần tử lôgic thì có ưư điểm là rẻ,việc hỏng hóc có thể sửa chửa
dễ dàng, nhưng nó có một nhược diểm rất lớn là làm việc không lâu bền bằng
phương pháp dùng bộ điều khiển lôgô, PLC Còn cửa dùng phần mềm diều
khiển bằng lôgô lại có ưu đIểm là là việc rất ổn định nhẹ êm,trơn nhưng có
nhược đIểm là giá cả đắt,nế
u hỏng hóc rất khó sửa chữa.Do đó hiện nay tuỳ theo
nhu cầu sử dụng và vốn đầu tư khác nhau, mà việc ứng dụng loại cửa nào cho

ng 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 nước nhà nói riêng và sự đi lên của xã hội nói
chung.
Một xã hội phát triển và văn minh là một xã hội gắn liền với TĐH.
2-SỰ PHÁT TRIỂN CỦA PLC
Trong rất nhiều ứng dụng của TĐH, chúng ta không thể không kể nói đến công
nghệ PLC, là một công nghệ lập trình tối ưu dùng để điều khiển các chương
trình hoạt động tự động. Công nghệ PLC kết hợp với máy vi tính là nền móng
vững chắc cho ngành TĐH phát triển. Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả
của nền sản xuất nói chung là chìa khoá của thành công. Hiệu quả của nền sản
xuấ
t bao trùm những lĩnh vực rất rộng như:
a) Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây
truyền phải nhanh.

b) Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ.

c) Chất lượng cao và ít phế phẩm.

Bộ môn tự động hóa

7
d) Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.

e) Máy sản xuất có giá trị rẻ.

Các bộ điều khiển chương trình đáp ứng được hầu hết các yêu cầu trên và
như là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong công

WIRED LOGIC PROGRAMABLE
CONTROLLE
R

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 như ngay lập tức
Bảo t
r
ì
b
ảo dưỡng Khó Dễ
độ tin cậy Phụ thuộc vào thiết kế
và chế tạo
Cao
Hiệu quả kinh tế ưu điểm ở vùng công
suất nhỏ
ưu điểm ở vùng hoạt
động công suất nhỏ ,
trung bình và lớn.
Bộ môn tự động hóa

8

Bộ môn tự động hóa

9
II- CHỨC NĂNG, ỨNG DỤNG VÀ SỰ ƯU VIỆT CỦA PLC
1- PLC LÀ GÌ ?

c) Thay cho các panell điều khiển mạch
in
d) Điều khiển tự động, bán tự động,
bằng tay các máy và các quá trình
a) Các phép toán số học
b) Cung cấp thông tin
c) Điều khiển liên tục ( Nhiệt độ, áp
xuất )
d) Điều khiển P.I.D
e) Điều khiển động cơ chấp hành
f) Điều khiển động cơ bước
Điều khiển dãy
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
f) Mạng cục bộ
g) Mạng mở rộng
h) F.A, EMS, C.M.I
Điều khiển mềm dẻo
Bộ môn tự động hóa

10
môi trường co nhiệt độ thay đổi, điện áp giao động, tiếng ồn, oxi hoá
B mụn t ng húa

11
III- CU TO V HOT NG CA PLC.
Cu trỳc phn cng ca PLC gm:
- Modul ngun cung cp.
- B x lý trung tõm CPU.
- B nh chng trỡnh.
- Modul vo.
- Modul ra.
- Modul giao din.
- Cỏc modul m rng
Hỡnh 1. Cu trỳc phn cng ca PLC.
1. Modul ngun cung cp.
õy l b ngun cú di in ỏp vo rt rng (85-265 VAC). Nú to ngun
cung cp chu
n 24VDC cho tt c cỏc modul ca PLC. CPU
220V
Nguồn
năng
lợng
Mở rộng đợc
Mn hình

- Chỗ chứa bộ nhớ ph
ụ.
- Cổng cho lập trình, khối giao tiếp hoặc BUS của mạng LAN nối vào PLC.
b. Hoạt động.
Các thông tin lưu giữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự vì đã
được điều khiển và kiểm soát bởi bộ đếm chương 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 lệ
nh cho đầu ra.
3. Bộ nhớ chương trình, bộ nhớ trong của PLC
Là, đó là nơi lưu giữ chương trình quyết định hoạt động của hệ thống điều
khiển. Trong bộ nhớ chương trình các lệnh được ghi tuần tự theo địa chỉ riêng.
Bộ nhớ chương trình của PLC thường là RAM. Với RAM này ta có thể nạp, ghi,
hoặc xoá chương trình bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên khi mất nguồn nuôi thì nội
dung của RAM c
ũng bị mất, do đó người ta phải lắp vào PLC các pin khô làm
nguồn nuôi dự trữ . Người ta cũng đã thiết kế bộ nhớ thành các modul để cho
phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau.
4. Modul đầu vào.
Có chức năng chuẩn bị các tín hiệu bên ngoài để chuyển vào trong PLC, nó
chứa các bộ lọc và bộ thích ứng mức năng lượng, được thiết kế để có thể nhận
được nhiều đầu vào. Các đầu vào được trang bị đèn LED để việc quan sát dễ
dàng hơn.
Bộ môn tự động hóa

13

5. Modul đầu ra.
Có cấu tạo tương tự modul vào. Nó gửi thẳng các thông tin đầu ra đến các
phần tử kích họat của các máy làm việc. Các đầu ra cũng được trang bị đèn LED
Các bit đầu vào
Các bit trong PLC phản ánh trạng thái đóng mở của công tắc điện bên ngoài như hình
trên.Khi trạng thái khoá đầu vào thay đổi (đóng/mở),trạng thái các bit tương ứng cũng thay
đổi tương ứng (1/0).Các bit trong PLC được tổ chức thành từng Word; ở hình trên các khoá
đầu vào được nối tương ứng với word 000.

Các bit đầu ra trong PLC và các tín hiệu bên ngoài

phản ánh
trạng thái
đóng mở
công tắc
điện bên
ngoài
Bộ môn tự động hóa

15
IV- CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH CẦN BIẾT KHI SỬ DỤNG PLC Đầu vào a) Số đầu vào.

b) Các loại đầu vào. Đầu ra a) Số lượng đầu ra.

b) Các loại đầu ra. Bộ nhớ a) RAM
Thông tin ở bộ nhớ này có thể được
ghi vào hoặc đọc ra.

b) EPROM
Là bộ nhớ
PROM để lưu giữ vĩnh cửu
các chương trình và có thể lập trình lại


Lưu chương trình
vào EPROM
Sắp xếp có hệ thống
tất cả các bản vẽ
Kết thúc
Thay đổi
chương trình
Mô phỏng chương
trình và kiểm tra
phần mềm Chương trình
đúng?

Kiểm tra tất cả các
dây nối
Chạy thử chương
t
r

vào PLC
Bộ môn tự động hóa

17

Bộ môn tự động hóa

18

CHƯƠNG II

CÁC THAO TÁC VÀ CÁC LỆNH CƠ BẢN TRONG PLC_CQM1

PLC có mật khẩu lệnh để ngăn người không có trách nhiệm thâm nhập
vào chương trình. PLC luôn đòi hỏi mật khẩu ngay sau khi bật nguồn hoặc sau
khi bộ lập trình được cài đặt khi PLC ở chế độ vận hành. Để nhập mật khẩu cần
nhấn các phím CLR và MONTR.

* Xoá toàn bộ chương trình :
Việc xáo các ch
ương trình đã có trong RAM của CPU tương ứng chế độ
vận hành ALLCLEAR. Các không gian nhớ của rơle lưu giữ bộ đếm và bộ nhớ
dữ liệu có thể được giữ lại bằng cách nhấn khoá của không gian bạn cần giữ lại
trước 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 hiệ


19

PHÍM LỆNH
FUN
Các lệnh ứng dụng đặc
biệt gọi là chức năng
có thể được đưa vào
khi dùng khóa này.
LD
LD nhập các điểm vào
chương trình và cho ta
ý nghĩa của các điểm
phân nhánh.
AND
AND cho phép các
điểm phụ được nối
với hau để hình
thành một mạch nối
tiếp.
OR

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

Bộ môn tự động hóa

20

LỆNH ĐẶT - HỒI PHỤC CƯỠNG BỨC

Cưỡng bức các phần tử đầu ra hoặc các phần khác của chương trình lên
ON hoặc xuống OFF độc lập với chương trình được thực hiện bởi
FORCED SET/RESET. Nhấn Hoặc SE
T
RESE
T
CLR OUT B
1
A
0
A
0
A
0
A
0
MONTR SE
T
Bộ môn tự động hóa

21KIỂM TRA CHƯƠNG TRÌNH

Có thể kiểm tra được chương trình để làm suất hiện bất cứ một lệnh nào
hoặc bất cứ địa chỉ bit dữ liệu nào dùng trong một lệnh. Việc kiển tra có thể tiến

tra, từ tiếp theo của câu lệnh sẽ được hiển thị nếu nhấn phím DOWN trước khi
thực hiện tiếp việc kiểm tra.
Nếu bộ nhớ chương trình được đọc ra trong chế độ RUN hoặc MONTR thì
trạng thái ON\OFF của bất cứ một hiển thị nào cũng sẽ hiện ra.
CLR
SHIF
T
CONT
#
SRCH
SRCH
HR
TIM
CN
T
Bộ môn tự động hóa

22
Ví dụ : kiểm tra bit
CLR
F
5
SRCH
SRCH
SRCH
CONT
#
SHIF
T

00000
00000
CONT 00005
02000 CONT SRCH
LD 00005
02030 CONT SRCH
AND 00005
10780 CONT SRCH
END(01)
CLR <instruction>
Để xoá một lệnh nào đó cũng phải hiển thi lệnh cần xoá và nhấn DEL và
UP lên.
<instruction>

Khi lệnh đã bị chèn hoặc bị xoá, tất cả các địa chỉ trong bộ nhớ chương
trình theo trật tự vận hành đều được tự
động hiệu chỉnh sao cho không có địa chỉ
rỗng và không có lệnh nào không có địa chỉ.