Xem mẫu
- Tr-êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi
Khoa ®iÖn
--------------- oOo---------------
§å ¸n tèt nghiÖp
§Ò tµi
ThiÕt kÕ m« h×nh cöa ®ãng më tù ®éng
Cho gara « t« víi kü thuËt PLC
TS .NguyÔn M¹nh T iÕn
Chñ nhiÖm bé m«n:
TS .NguyÔn Huy Ph-¬ng
Gi¸o viªn h-íng dÉn:
Sinh viªn thùc hiÖn:
Líp:
Kho¸:
Hµ néi
- Bé m«n tù ®éng hãa
Lêi cam kÕt
Khi hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy hoµn toµn lµ do sù nç lùc cña b¶n th©n em vµ sù
h-íng dÉn hÕt søc tËn t×nh cña thÇy NguyÔn Huy Ph-¬ng .
Tµi liÖu tham kh¶o lµ nh-ng gi¸o tr×nh mµ em ®· ®-îc häc xong suèt 3 n¨m
häc võa qua, hoµn toµn kh«ng cã sù sao chÐp cña c¸c ®å ¸n nµo kh¸c.
Ngoµi ra em cã tham kh¶o thªm tµi liÖu cña bé m«n nh-ng ch-a ®-îc häc tíi,
vµ h×nh ¶nh t¶i tõ m¹ng vÒ.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n bé m«n ®· t¹o ®iÒu kiÖn cho em cã mét m«i tr-êng
häc tËp vµ nghiªn cøu tèt. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thµy NguyÔn Huy ph-¬ng
®· chØ dÉn hÕt søc tËn t×nh cho em hoµn thµnh tèt ®Ò tµi nµy.
1
- Bé m«n tù ®éng hãa
Môc lôc
Môc lôc............................................................................................................. 2
........................................................... 4
PhÇn 1 : c¸c lo¹i cöa tù ®éng nãi chung
I-Lêi nãi ®Çu ............................................................................................... 4
Ch-¬ng I : c¸c lo¹i cöa tù ®éng hiÖn nay................................................. 5
I-Cöa cuèn ............................................................................................... 5
II- cöa kÐo ................................................................. ...............................6
III- cöa tr-ît ...............................................................................................7
Ch-¬ng II : kh¶o s¸t c¸c lo¹i cöa ®ãng më tù ®éng ë hµ néi hiÖn nay 8
Kh¶o s¸t hÖ thèng cöa ®ãng më tù ®éng ë s©n bay néi bµi hµ néi ......... 9
......................................................................... ...... 10
PhÇn 2 : tæng quan vÒ PLC
Ch-¬ng I : c¸c vÊn ®Ò chÝnh vÒ PLC ...................................................... 10
I-s- ph¸t triÓn cña tù ®éng ho¸(T§H) vµ PLC nãi chung ..........................10
1- sù ph¸t triÓn cña T§H............................................................................................10
2- sù ph¸t triÓn cña PLC............................................................................... 10
II- chøc n¨ng, øng dông vµ sù -u viÖt cña PLC .........................................12
1- P LC lµ g×................................................................................................12
2- bé ®iÒu khiÓn cña ch-¬ng tr×nh cã thÓ lµm ®-îc nh÷ng g×? ..............................12
3- sù -u viÖt cña viÖc øng dông kü thuËt PLC............................................................13
III- cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña PLC.............................................................14
1- modul nguån cung cÊp ..........................................................................................14
2- CPU........................................................................................................................ 15
3- bé nhí ch-¬ng tr×nh, bé nhí trong cña PLC..................................................15
4- modul ®Çu vµo.........................................................................................15
5- modul ®Çu ra............................................... ............................................16
6- modul giao diÖn.......................................................................................16
7- modul më réng......................................................... ...............................16
8- nh÷ng th«ng sè kü thuËt c¨n b¶n cña PLC.............................................................16
9- c¸c bÝt ®Çu vµo trong PLC vµ c¸c tÝn hiÖu bªn ngoµi.............................................17
IV- c¸c vÊn ®Ò chÝnh khi sö dông PLC ..................................................... 18
V- thñ tôc thiÕt kÕ bé ®iªu khiÓn ch-¬ng tr×nh .........................................19
Ch-¬ng II : c¸c thao t¸c vµ c¸c lÖnh c¬ b¶n trong PLC_CQM1 ............20
Ch-¬ng III : c¸c bµi tËp lín øng dông bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh ......38
PLC_CQM1
Bµi 1 : ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu ®Ìn giao th«ng ................................................38
Bµi 2 : ®iÒu khiÓn d©y truyÒn ®ãng gãi.....................................................43
2
- Bé m«n tù ®éng hãa
PhÇn 3 : thiÕt kÕ m« h×nh cöa tù ®éng cho gara «t« sö dông kü thuËt PLC ®Ó
......................................................................................................... 46
®iÒu khiÓn
lêi nãi ®Çu .................................................................................. 46
Ch-¬ng I : chÕ t¹o giíi thiÖu m« h×nh ......................................................47
I- c¸c yªu c©u cña m« h×nh .......................................................................47
1- yªu cÇu vÒ ch-¬ng tr×nh chung..............................................................................47
2- yªu cÇu vÒ c¬ khÝ.....................................................................................47
II- môc ®Ých cña viÖc chÕ t¹o m« h×n h .....................................................47
Ch-¬ng II : cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cña m« h×nh .......................................48
I - tÝnh to¸n chi tiÕt m« h×nh .....................................................................48
II - lËp ch-¬ng tr×nh ho¹t ®éng cho m« h×nh .............................................59
1- s¬ ®å khèi........................................................................................... ....59
2-g i¶n ®å thang...................................................................................... .....60
3- m· nhí...................................................................................................61
4- ®Çu vµo vµ ra..................................... ......................................................63
III - nguyªn lý ho¹t ®éng cña m« h×nh ......................................................64
IV- tÝnh to¸n c«ng suÊt ®éng c¬ chuyÓn ®éng .......................................... 65
V - so s¸nh gi÷a m« h×nh vµ th-c tÕ.........................................................66
KÕt luËn ......................................................................67
3
- Bé m«n tù ®éng hãa
PhÇn 1 : c¸c lo¹i cöa tù ®éng nãi chung
I- lêi nãi ®Çu
Trong x· héi v¨n minh hiÖn ®¹i, cöa lµ mét bé phËn kh«ng thÓ thiÕu ®-îc trong
tõng c«ng tr×nh kiÕn tróc. Tuy nhiªn lo¹i cöa b×nh th-êng (cöa kh«ng tù ®éng)
mµ chóng ta hay dïng hiÖn nay l¹i cã nh÷ ng nh-îc ®iÓm g©y phiÒn to¸i cho
ng-êi sö dông, ®ã lµ: cöa th-êng chØ ®ãng më d-îc khi cã t¸c ®éng cña con
ng-êi vµo nã. V× vËy mµ dïng cöa th-êng lµm tèn thêi gian vµ g©y c¶m gi¸c
ng¹i cho ng-êi sö dông.
ViÖc thiÕt kÕ ra mét lo¹i cöa tiÖn Ých h¬n, ®a n¨ng h¬n, phôc vô tèt h¬n cho ®êi
sèng con ng-êi trong thêi ®iÓm x· héi ngµy cµng hiÖn ®¹i vµ ph¸t triÓn hiÖn nay
lµ tÊt yÕu vµ v« cïng cÇn thiÕt. V× vËy cÇn thiÕt kÕ ra mét lo¹i cöa tù ®éng kh¾c
phôc tèt nh÷ng nh-îc ®iÓm cña cöa th-êng.
Môc ®Ých cña viÖc thiÕt kÕ cöa tù ®éng lµ ®Ó t¹o ra ®-îc mét lo¹i cöa võa duy
tr× ®-îc nh÷ng ®Æc tÝnh cÇn cã cña cöa, võa kh¾c phôc nh÷ng nh-îc ®iÓm lín
cña lo¹i cöa b×nh th-êng .
Do ®ã, khi sö dông cöa tù ®éng, ng-êi dïng hoµn toµn kh«ng ph¶i t¸c dông trùc
tiÕp lªn c¸nh cöa mµ cöa vÉn tù ®éng ®ãng më theo ý muèn cña m×nh. Víi tÝnh
n¨ng nµy, cöa tù ®éng mang l¹i nh÷ng thuËn lîi lín cho ng-êi sö dông:
Thø nhÊt, cöa tù ®éng râ rµng sÏ ®em l¹i c¶m gi¸c tho¶i m¸i cho ng-êi dïng,
lo¹i bá hoµn toµn c¶m gi¸c ng¹i, khã chÞu nh- khi dïng cöa th-êng.
Thø hai, nÕu ng-êi dïng cöa ®ang bª v¸c vËt g× ®ã (b»ng c¶ hai tay ) th× cöa tù
®éng kh«ng nh÷ng chØ t¹o c¶m gi¸c tho¶i m¸i mµ thùc sù ®· gióp ng-êi dïng,
t¹o thuËn lîi cho ng-êi hoµn thµnh c«ng viÖc mµ kh«ng bÞ c¶n trë.
Thø ba, sö dông cöa tù ®éng sÏ gióp ng-êi dïng nã ®ì tèn thêi gian ®Ó ®ãng
më cöa’ tøc lµ tiÕt kiÖm cho hä mét kho¶ng têi gian dï lµ rÊt nhá nhng còng cã
thÓ rÊt cÇn thiÕt trong nhÞp sèng c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i ngµy nay.
§Æc biÖt, ë nh÷ng n¬i c«ng céng, c«ng së, cö a tù ®éng ngµy cµng ph¸t huy -u
®iÓm. §ã lµ v× cöa tù ®éng sÏ gióp cho l-u th«ng qua cöa nhanh chãng dÔ dµng,
còng nh- sÏ gi¶m ®i nh÷ng va ch¹m khi nhiÒu ng-êi cïng sö dông chung mét
c¸nh cöa.
Thªm vµo ®ã, hiÖn nay hÖ thèng m¸y l¹nh d-îc sö dông kh¸ réng r·i ë nh÷ng
n¬i c«ng së, c«ng céng. NÕu ta dïng lo¹i cöa b×nh th-êng th× ph¶i ®¶m b¶o cöa
lu«n ®ãng khi kh«ng co ng-êi qua l¹i ®Ó tr¸nh thÊt tho¸t h¬i l¹nh ra ngoµi g©y
l·ng phÝ. ThÕ nh-ng ®iÒu nµy trong thùc tÕ l¹i rÊt khã thùc hiÖn v× ý thøc cña mçi
ng-êi ë n¬i c«ng céng lµ rÊt kh¸c nhau. Do ®ã, cöa tù ®éng, víi tÝnh chÊt lµ lu«n
®ãng khi kh«ng cã ng-êi qua l¹i ®· ®¸p øng ®-îc tèt yªu cÇu nµy.
ChÝnh v× nh÷ng -u ®iÓm næi bËt cña cöa tù ®éng mµ chóng ta cµng ph¶i ph¸t
triÓn øng dông nã réng r·i h¬n, ®ång thêi nghiªn cøu ®Ó c¶i tiÕn vµ n©ng cao
chÊt l-îng ho¹t ® ®éng cña cöa tù ®éng ®Ó nã ngµy cµng hiÖn ®¹i h¬n, tiÖn Ých
h¬n.
4
- Bé m«n tù ®éng hãa
§Ó nghiªn cøu mét c¸ch chÝnh x¸c vµ cô thÓ vÒ cöa tù ®éng, cÇn thiÕt ph¶i chÕ
t¹o ra m« h×nh cöa ®ãng më tù ®éng, m« t¶ ho¹t ®äng, h ×nh d¸ng, cÊu t¹o cña
cöa tù ®éng. Tõ m« h×nh nµy t cã thÓ quan s¸t vµ t×m hiÓu ho¹t ®éng cña cöa tù
®éng, còng nh- cã thÓ l-êng tr-íc nh÷ng khãi kh¨n cã thÓ gÆp ph¶i khi chÕ t¹o
cöa tù ®éng trªn thùc tÕ. Còng tõ m« h×nh cã thÓ thÊy ®-îc -u nh-îc ®iÓm cña
thiÕt kÕ mµ tõ ®ã kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ, ph¸t huy thÕ m¹nh thiÕt kÕ c¸nh
cöa -u viÖt h¬n, hoµn thiÖn h¬n cho con ng-êi.
Ch-¬ng 1: c¸c lo¹i cöa tù ®éng hiÖn nay
HiÖn nay cã nhiÒu lo¹i cöa tù ®éng : cöa kÐo,cöa ®Èy, cöa cuèn , cöa tr-ît
I- cöa cuèn
5
- Bé m«n tù ®éng hãa
Lo¹i cöa nµy cã -u ®iÓm lµ gän nhÑ tiÖn dông vµ dÔ sö dông , l¹i chØ cÇn ®éng c¬
c«ng suÊt nhá . Lo¹i cöa nµy th-êng ®-îc dïng cho gara « t«. Nã cã tÝnh kinh tÕ
kh¸ cao v× kh«ng mÊy khã kh¨n khi lµm ®-îc lo¹i cöa nµy.
Nh-ng cã nh-îc ®iÓm lµ cöa kh«ng ch¾c ch¾n vµ dÔ bÞ háng h¬n c¸c lo¹i cöa
kh¸c
II-cöa kÐo
Lo¹i cöa nµy nh×n rÊt l¹, víi kÕt cÊu ®¬n gi¶n mét ®éng c¬ ®-îc g¾n cè ®Þnh víi
trÇn nhµ. Cöa ®-îc ®éng c¬ kÐo b»ng mét ®o¹n d©y. ¦u ®iÓm cña lo¹i nµy lµ ® ¬n
gi¶n nh-ng hiÖu qu¶, so víi lo¹i cöa cuèn th× c¸nh cöa ch¾c h¬n nhiÒu. Cã lÏ
nh-îc ®iÓm cña lo¹i cöa nµy lµ ®éng c¬ g¾n víi trÇn nhµ v× vËy cÇn ph¶i g¾n ®ñ
ch¾c ®Ó chÞu ®-îc søc nÆng cña cöa.
6
- Bé m«n tù ®éng hãa
III- cöa tr-ît
Lo¹i cöa nµy cã ®Æc ®iÓm lµ cã mét r·nh tr-ît cè ®Þnh cho phÐp c¸nh cöa thÓ
tr-ît qua tr-ît l¹i. Lo¹i cöa nµy th-êng ®-îc sö dông trong nhµ hµng, kh¸ch s¹n,
c¬ quan hay s©n bay, nhµ ga...
Lo¹i cöa nµy cã -u ®iÓm lµ kÕt cÊu kh¸ nhÑ nhµng,t¹o ra mét c¶m gi¸c tho¸ng
®¹t vµ tho¶i m¸i vµ lÞch sù rÊt thÝch hîp víi nh-ng n¬i c«ng céng, c¬ quan ...
Lo¹i cöa nµy thiÕt kÕ rÊt toµn vÑn, nã cã thÓ nhËn biÕt ®-îc ng-êi, m¸y mãc
còng nh- loµi vËt cã thÓ ®i qua
Nh-îc ®iÓm cña lo¹i cöa nµy lµ kh«ng hÒ ch ¾c ch¾n , nhÑ nhµng nh-ng kh«ng cã
nghÜa lµ gän gµng mµ ng-îc l¹i cã khi l¹i rÊt cång kÒnh
Cã mét ®iÒu kh«ng thÓ phñ nhËn ®ã lµ tÝnh phæ biÕn cña lo¹i cöa nµy.
7
- Bé m«n tù ®éng hãa
Ch-¬ng 2 : kh¶o s¸t c¸c lo¹i cöa ®ãng më tù ®éng ë hµ
néi hiÖn nay
Th«ng qua viÖc quan s¸t, t×m hiÓu vÒ cöa tù ®éng ë mét sè ®Þa ®iÓm trªn Hµ
Néi hiÖn nay, ta nhËn thÊy cöa tù ®éng ®-îc sö dông chñ yÕu ë nh÷ng n¬i giao
dÞch th-¬ng m¹i, nh÷ng c«ng së lín, ë s©n bay, ng©n hµng vµ c ¸c kh¸ch s¹n lín.
Së dÜ nh- vËy lµ do nh÷ng n¬i nµy cã l-îng ng-êi qua l¹i lín, ®ång thêi nh÷ng
n¬i nµy l¹i yªu cÇu cã tÝnh hiÖn ®¹i, sang träng vµ tiÖn dông. Sö dông cöa tù
®éng t¹i nh÷ng n¬i nµy sÏ ph¸t huy ®-îc tÊt c¶ nh÷ng -u ®iÓm cña nã.
Tuy nhiªn cöa tù ®éng còng cã rÊt nhiÒu lo¹i tuú theo yªu cÇu vÒ môc ®Ých sö
dông nh- träng l-îng cöa, chiÒu cao hay phÇn m¹ch ®iÒu khiÓn cöa.
Theo träng l-îng cöa th× cã c¸c lo¹i sau: lo¹i 200 kg/hai c¸nh t¹i Cung v¨n
ho¸ h÷u nghÞ ViÖt X«,lo¹i 180kg/2 c¸nh t¹i ng©n hµng n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn
n«ng th«n … .Ngoµi ra ng-êi ta cßn chia ra lµm hai lo¹i theo sè c¸nh cöa:Lo¹i mét
c¸nh vµ lo¹i hai c¸nh.
+ Cöa tù ®éng chØ cã 1 c¸n:. Lo¹i cöa nµy chñ yÕu ®-îc dïng trong 2 ®iÒu
kiÖn nh- sau:
Mét lµ, nh÷ng n¬i yªu cÇu tÝnh hiÖn ®¹i, sang träng nh-ng l¹i cã sè l-îng
ng-êi ®i qua l¹i kh«ng nhiÒu nh- c¸c kh¸c s¹n lín, nhµ nghØ lín, hay c«ng së mµ
kh«ng cã tÝnh chÊt giao dÞch …
Hai lµ, nh÷ng lo¹i cæng cã kÝch th-íc lín dïng ë c¸c c«ng ty, xÝ nghiÖp hay
nh÷ng ng«i nhµ lín …
Ngoµi ra cßn cã thÓ cã lo¹i cöa tù ®éng mµ chØ cã 1 c¸nh ®ãng më tù ®éng
cßn l¹i 1 c¸nh lµ ®ãng më nh- lo¹i b×nh th-êng.
+ Cöa tù ®éng cã hai c¸nh: Lo¹i cöa nµy ®-îc dïng réng r·i h¬n so víi lo¹i
cöa tù ®éng 1 c¸nh.
Theo phÇn m¹ch ®iÒu khiÓn, hiÖn nay th× hÇu hÕt nh÷ng lo¹i cöa tù ®éng míi
®Òu dïng lo¹i m¹ch phi tiÕp ®iÓm nh- t¹i toµ nhµ 14 L¸ng H¹,kh¸ch s¹n
Horison… .Ngoµi ra t¹i s©n bay Néi Bµi do nhu cÇu giao dÞch vµ vËn chuyÓn hiÖn
®¹i nªn hÖ thèng cöa tù déng ë ®©y dïng phÇn mÒ m l«g« ®Ó ®iÒu khiÓn.§Ó t×m
hiÓu s©u h¬n trong c«ng nghÖ nµy ta sÏ ph©n tÝch hÖ thèng cöa tù ®éng ë s©n bay
Néi Bµi
8
- Bé m«n tù ®éng hãa
Kh¶o s¸t cöa tù ®éng ë s©n bay Néi Bµi- Hµ Néi
Tr-íc cöa ra vµo n¬i b¸n vÐ vµ lµm thñ tôc bay cña s©n bay Néi Bµi c¶ tÇng 1
vµ tÇng 2 mçi tÇng cã 14 hÖ thèng cöa tù ®éng .TÊt c¶ c¸c cöa nµy ®Òu cã kÕt cÊu
c¬ khÝ vµ h×nh d¹ng bªn ngoµi gièng nhau. §©y lµ lo¹i cöa tr-ît rÊt phæ biÕn
Cöa tù ®éng t¹i ®©y sö dông hÖ thèng cöa hai c¸nh träng l-îng mçi c¸nh
kho¶ng 80 kg. §éng c¬ dïng trong cöa tù ®éng t¹i ®©y lµ ®éng c¬ mét chiÒu
®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p.HÖ thèng cöa t¹i ®©y
kh«ng dïng hÖ thèng con l¨n phô mµ thay vµo ®ã lµ sö dông hai gê s¾t cè ®Þnh
xuèng sµn .
Cuèi hµnh tr×nh më cã ® Æt mét c«ng t¾c hµnh tr×nh ®Ó b¶o vÖ tr¸nh cho cöa
kh«ng chuyÓn ®éng v-ît qu¸ hµnh tr×nh.
Quan s¸t cöa chuyÓn ®éng em thÊy cöa chuyÓn ®éng víi hai cÊp tèc ®é . Khi
më cöa cöa më ra víi vËn tèc nhanh ®Ó kÞp thêi më ra tr¸nh t×nh tr¹ng ng-êi
ph¶i chê ®îi cöa më g©y c¶m gi¸c khã chÞu cho ng-êi muèn ®i vµo, gÇn hÕt hµnh
tr×nh më cöa gi¶m tèc vµ dõng l¹i, khi cöa ®ãng cöa ®ãng víi vËn tèc chËm h¬n
so víi lóc më ®Ó tr¸nh g©y c¶m gi¸c cho ng-êi muèn ®i vao tõ ®»ng xa.GÇn hÕt
hµnh tr×nh cöa gi¶m tèc vµ dõng l¹i chÝnh x¸c.
Khi cöa ®ang ®ãng mµ cã tÝn hiªu ng-êi ®i vµo th× cöa sÏ më ra víi vËn tèc
nhanh sau gÇn cuèi hµnh tr×nh th× gi¶m tèc vµ dõng l¹i chÝnh x¸c ë cuèi hµnh
tr×nh.C¶m biÕn dïng ë ®©y lµ hai c¶m biÕn quang:Mét c¶m biÕn ®Æt ë phÝa bªn
ngoµi, mé t c¶m biÕn ®Æt ë phÝa bªn trong cña c¸nh cöa ®Ó ®¶m b¶o nhËn biÕt vµ
b¸o tÝn hiÖu khi cã ng-êi ®i tõ trong ra còng nh- khi cã ngõ¬i ®i tõ ngoµi
vµo.Hai c¶m biÕn nµy trªn khung c¸nh cöa.
Ph-¬ng thøc ho¹t ®éng cña lo¹i cöa nµy lµ dïng m¹ch ®iÒu khiÓn kh «ng tiÕp
®iÓm dïng c¸c phÇn tö l«gic th× cã -- ®iÓm lµ rÎ,viÖc háng hãc cã thÓ söa chöa
dÔ dµng, nh-ng nã cã mét nh-îc diÓm rÊt lín lµ lµm viÖc kh«ng l©u bÒn b»ng
ph-¬ng ph¸p dïng bé ®iÒu khiÓn l«g«, PLC...Cßn cöa dïng phÇn mÒm diÒu
khiÓn b»ng l«g« l¹i cã -u ®IÓm lµ lµ viÖc rÊt æn ®Þnh nhÑ ªm,tr¬n nh-ng cã
nh-îc ®IÓm lµ gi¸ c¶ ®¾t,nÕu háng hãc rÊt khã söa ch÷a.Do ®ã hiÖn nay tuú theo
nhu cÇu sö dông vµ vèn ®Çu t- kh¸c nhau, mµ viÖc øng dông lo¹i cöa nµo cho
phï hîp.
Ngoµi ra qua viÖc quan s¸t võa qua em thÊy viÖc l¾p ®Æt cöa tù ®éng th-êng
®-îc s¾p xÕp ë nh÷ng n¬i mµ tÇm nh×n cã ®é réng lín,kh«ng gian réng vµ
th-êng cã c¸c lo¹i cöa kh¸c ®i kÌm nh- cöa ®Èy hay cöa cuèn ®Ó t¹o thªm mü
quan.C¸c c¶m biÕn dïng trong c¸c lo¹i cöa tù ®éng cã ë Hµ Néi hiÖn nay ®Òu lµ
c¶m biÕn hång ngo¹i.
9
- Bé m«n tù ®éng hãa
PhÇn 2: Tæng quan vÒ plc
C h-¬ng I
c ¸c vÊn ®Ò chÝnh v Ò P LC
I - sù ph¸t triÓn cña tù ®éng ho¸(T§H) vµ PLc nãi chung
1- sù ph¸t triÓn cña T§H
Cïng víi c«ng nghª th«ng tin th× T§H lµ mét ngµnh khoa häc ph¸t triÓn cùc
kú m¹nh mÏ trong thêi gian gÇn ®©y. T§H cã mÆt ë kh¾p mäi n¬i mäi lÜnh vùc
trong cuéc sèng . Trong c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp,x-ëng s¶n xuÊt ®ã lµ c¸c d©y
truyÒn s¶n xuÊt tù ®éng.Hay trong c¸c c¬ quan, c«ng së,v¨n phßng nh- lµ thang
m¸y ,cöa tù ®éng.ThËm chÝ c¶ ë s©n bay, nhµ ga, siªu thÞ lµ c¸c cöa tù ®éng c¸c
m¸y b¸n hµng tù ®éng, c¸c m¸y so¸t hµng tù ®éng ...
Nh÷ng thµnh tùu mµ nã ®em l¹i cho nh©n lo¹i lµ kh«ng thÓ kÓ s iÕt. TÇm quan
träng cña nã kh«ng chØ ®èi víi nh÷ng n-íc ®ang ph¸t triÓn ®ang trong qu¸ tr×nh
c«ng nghiÖp ho¸ nh- n-íc ta, mµ cßn ®èi víi c¶ nh-ng n-íc t- b¶n ph¸t triÓn
hµng ®Çu thÕ giíi nh- Mü, NhËt, §øc ...
V× vËy viÖc nghiªn cøu c¸c øng dông cña T§H ¸p dông trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn
cña x· héi lµ ®iÒu tÊt yÕu vµ cÇn thiÕt ®èi víi sinh viªn ngµnh T§H. ViÖc häc hái
t×m tßi vµ s¸ng t¹o nh÷ng øng dông cña T§H sÏ gãp phÇn kh«ng nhá vµo sù ph¸t
triÓn nÒn c«ng nghiÖp n-íc nhµ nãi riªng vµ sù ®i lªn cña x· héi nãi chung.
Mét x· héi ph¸t triÓn vµ v¨n minh lµ mét x· héi g¾n liÒn víi T§H.
2-sù ph¸t triÓn cña PLC
Trong rÊt nhiÒu øng dông cña T§H, chóng ta kh«ng thÓ kh«ng kÓ nãi ®Õn c«ng
nghÖ PLC, lµ mét c«ng nghÖ lËp tr×nh tèi -u dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ch-¬ng tr×nh
ho¹t ®éng tù ®éng. C«ng nghÖ PLC kÕt hîp víi m¸y vi tÝnh lµ nÒn mãng v÷ng
ch¾c cho ngµnh T§H ph¸t triÓn. Trong c¹nh tranh c«ng nghiÖp th× hiÖu qu¶ cña
nÒn s¶n xuÊt nãi chung lµ ch×a kho¸ cña thµnh c«ng. HiÖu qu¶ cña nÒn s¶n xuÊt
bao trïm nh÷ng lÜnh vùc rÊt réng nh-:
a) Tèc ®é s¶n xuÊt ra mét s¶n phÈm cña thiÕt bÞ vµ cña d©y
truyÒn ph¶i nhanh.
b) Gi¸ nh©n c«ng vµ vËt liÖu lµm ra s¶n phÈm ph¶i h¹.
c) ChÊt l-îng cao vµ Ýt phÕ phÈm.
10
- Bé m«n tù ®éng hãa
d) Thêi gian chÕt cña m¸y mãc lµ tèi thiÓu.
e) M¸y s¶n xuÊt cã gi¸ trÞ rÎ.
C¸c bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh ®¸p øng ®-îc hÇu hÕt c¸c yªu cÇu trªn vµ
nh- lµ yÕu tè chÝnh trong viÖc n©ng cao h¬n n÷a hiÖu qu¶ s¶n xuÊt trong c«ng
nghiÖp. Tr-íc ®©y th× viÖc tù ®éng ho¸ chØ ®-îc ¸p dông trong s¶n xuÊt hµng lo¹t
n¨ng suÊt cao. HiÖn nay cÇn thiÕt ph¶i tù ®éng ho¸ c¶ trong s¶n xuÊt nhiÒu lo¹i
hµng ho¸ kh¸c nhau, trong viÖc n©ng cao chÊt l-îng còng nh- ®Ó ®¹t n¨ng suÊt
cao h¬n vµ nh»m cùc tiÓu ho¸ vèn ®Çu t- cho thiÕt bÞ vµ xÝ nghiÖp.
C¸c hÖ thèng s¶n xuÊt linh ho¹t(FMS) ®¸p øng ®-îc c¸c nhu cÇu nµy. HÖ
thèng bao gåm c¸c thiÕt bÞ nh- c¸c m¸y ®iÒu khiÓn sè, r«b«t c«ng nghiÖp, d©y
truyÒn tù ®«ng vµ m¸y tÝnh ho¸ c«ng viÖc ®iÒu khiÓn s¶n xuÊt. B¹n sÏ t×m thÊy
nhiÒu øng dông cña c¸c bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh trong thiÕt bÞ s¶n xuÊt tù
®éng.
Tr-íc khi cã c¸c bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh trong s¶n xuÊt ®· cã nhiÒu phÇn tö
®iÒu khiÓn, kÓ c¶ c¸c trôc cam, c¸c bé kh«ng chÕ h×nh trèng. Khi xuÊt hiÖn r¬le
®iÖn tö th× panel r¬le trë thµnh chñ ®¹o trong ®iÒu khiÓn . Khi Transistors xuÊt
hiÖn nã ®-îc ¸p dông ngay ë nh÷ng chç mµ r¬le ®iÖn tö kh«ng ®¸p øng ®-îc
nh÷ng yªu cÇu ®iÒu khiÓn cao.
Ngµy nay, lÜnh vùc ®iÒu khiÓn ®-îc më réng ®Õn c¶ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt phøc
t¹p, ®Õn c¸c hÖ thãng ®iÒu khiÓn tæng thÓ víi c¸c m¹ch vßng kÝn, ®Õn c¸c hÖ
thèng sö lý sè liÖu vµ ®iÒu khiÓn kiÓm tra tËp trung ho¸.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn logic th«ng th-êng kh«ng thÓ thùc hiªn ®iÒu khiÓn
tæng thÓ ®-îc, vµ c¸c bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh ho¸ hoÆc ®iÒu khiÓn b»ng m¸y
vi tÝnh ®· trë nªn cÇn thiÕt.
B¶ng sau ®©y chØ ra sù so s¸nh g i÷a hÖ ®iÒu khiÓn l«gic cæ ®iÓn vµ ®iÒu
khiÓn ch-¬ng tr×nh ho¸:
Wired logic Programable
controller
PhÇn tö ®iÒu khiÓn Môc ®Ých ®Æc biÖt Môc ®Ých chung
Ph¹m vi thay ®æi Nhá vµ trung b×nh Trung b×nh vµ lín
Thay ®æi hoÆc thªm Khã DÔ
Thêi gian giao hµng Vµi ngµy HÇu nh- ngay lËp tøc
B¶o tr× b¶o d-ìng Khã DÔ
®é tin cËy Phô thuéc vµo thiÕt kÕ Cao
vµ chÕ t¹o
HiÖu qu¶ kinh tÕ -u ®iÓm ë vïng c«ng -u ®iÓm ë vïng ho¹t
suÊt nhá ®éng c«ng suÊt nhá ,
trung b×nh vµ lín.
11
- Bé m«n tù ®éng hãa
II- chøc n¨ng, øng dông vµ sù -u viÖt cña PLC
1- PLC lµ g× ?
PLC (Programmable Logic control) lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh ®-îc,
hay kh¶ tr×nh, cho phÐp thùc hiÖn linh ho¹t c¸c thuËt to¸n ®iÒu khiÓn logic th«ng
qua mét ng«n ng÷ lËp tr×nh.
2-Bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng t r×nh cã thÓ lµm ®-îc nh÷ng g×
- Thu nhËn c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ph¶n håi (tõ c¸c c¶m biÕn)
-Liªn kÕt, ghÐp nèi lai vµ ®ãng më m¹ch cho phï hîp víi ch-¬ng tr×nh
-TÝnh to¸n vµ so¹n th¶o c¸c lªnh ®iÒu khiÓn trªn c¬ së so s¸nh c¸c th«ng tin thu
®-îc
-Ph©n ph¸t c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn ®ã ®Õn c¸c ®Þa chØ thÝch hîp
Víi viÖc ph©n chia ra lµm c¸c kiÓu ®iÒu khiÓn t-¬ng øng ta sÏ hiÓu ®-îc chøc
n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh h¬n.
KiÓu ®iÒu khiÓn chøc n¨ng
§iÒu khiÓn chuyªn gia a) Thay cho ®iÒu khiÓn r¬ le
b) Thêi gian ®Õm
gi¸m s¸t
c) Thay cho c¸c panell ®iÒu khiÓn m¹ch
in
d) §iÒu khiÓn tù ®éng, b¸n tù ®éng,
b»ng tay c¸c m¸y vµ c¸c qu¸ tr×nh
a) C¸c phÐp to¸n sè häc
§iÒu khiÓn d·y
b) Cung cÊp th«ng tin
c) §iÒu khiÓn liªn tôc ( N hiÖt ®é, ¸p
xuÊt )
d) §iÒu khiÓn P.I.D
e) §iÒu khiÓn ®éng c¬ chÊp hµnh
f) §iÒu khiÓn ®éng c¬ b-íc
12
- Bé m«n tù ®éng hãa
a) §iÒu hµnh qu¸ tr×ng vµ b¸o ®éng
§iÒu khiÓn mÒm dÎo
b) Ph¸t hiÖn l·i vµ ®iÒu hµnh
c) Ghøp nèi víi m¸y tÝnh
(RS232 \RS242)
d) M¸y in ghÐp nèi
e) M¹ng tù ®éng ho¸ xÝ nghiÖp
f) M¹ng côc bé
g) M¹ng më réng
h) F.A, EMS, C.M.I
3-sù -u viÖt cña viÖc øng dông kü thuËt PLC
- Thêi gian l¾p ®Æt c«ng tr×nh ng¾n h¬n: kh«ng cÇn m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu
khiÓn, kh«ng cÇn r¬le, tô, tranzito,thyristor,...
- chuÈn bÞ ho¹t ®éng nhanh: khi bé ®iÒu khiÓn vµ c¸c phô kiÖn ®· ®-îc l¾p ghÐp
th× bé PLC vµo t- thÕ s½n sµn g lµm viÖc ngay.
- DÔ dµng thay ®æi mµ kh«ng g©y tæn thÊt tµi chÝnh v× cÇn Ýt thiÕt bÞ l¾p ®Æt h¬n,
c¸c thiÕt bÞ ®-îc l¾p ®Æt vµ ho¹t ®éng riªng rÏ ngoµi ra cã thÓ tÝnh to¸n ®-îc
chÝnh x¸c gi¸ thµnh.
- TiÕt kiÖm thêi gian
- DÔ dµng thay ®æi thiÕt kÕ nhê th ay ®æi ch-¬ng tr×nh phÇn mÒm: ta cã thÓ thay
®æi ch-¬ng tr×nh ho¹t ®éng sao cho phï hîp víi môc ®Ých vµ ý t-ëng ®-a ra.
- øng dông ®iÒu khiÓn trong ph¹m vi réng: v× kü thuËt PLC ho¹t ®éng mét c¸ch
linh ho¹t nªn dÔ dµng thuËn tiÖn trong tÝnh to¸n, so s¸nh c ¸c gi¸ trÞ t-¬ng quan,
thay ®æi c¸c th«ng sè cÇn thiÕt. Phï hîp nhanh chãng víi mäi c¸ch thøc ho¹t
®éng tù ®éng.
- DÔ b¶o tr×: c¸c chØ thÞ vµo vµ ra gióp xö lý sù cè dÔ dµng h¬n vµ nhanh h¬n.
- §é tin cËy cao: c¸c thµnh phÇn ®iÖn tö cã tuæi thä l©u h¬n c¸c thiÕt bÞ c¬ ®iÖn
tö. ViÖc b¶o d-ìng ®Þnh kú ®èi víi ®iÒu khiÓn R¬le lµ kh«ng cÇn thiÕt ®èi víi
PLC
- ChuÈn ho¸ ®-îc phÇn cøng ®iÒu khiÓn
- ThÝch øng trong m«i tr-êng kh¾c nghiÖt nh- m«i tr-êng Èm -ít nh- ë nø¬c ta,
m«i tr-êng co nhiÖt ®é thay ®æi, ®iÖn ¸p giao ®éng, tiÕng ån, oxi ho¸ ...
13
- Bé m«n tù ®éng hãa
III- CÊU T¹O Vµ HO¹T §éng cña PLC.
CÊu tróc phÇn cøng cña PLC gåm:
- Modul nguån cung cÊp.
- Bé xö lý trung t©m CPU.
- Bé nhí ch-¬ng tr×nh.
- Modul vµo.
- Modul ra.
- Modul giao diÖn.
- C¸c modul më réng
Më réng ®-îc
M¹ch
Bé nhí §Çu ra Chøc n¨ng
phèi
ch-¬ng §Çu vµo phô
khuÕch
ghÐp
tr×nh cã läc ®¹i
CPU
Ray dÉn nguån
24V
BUS luång liªn
l¹c
220V Nguån
n¨ng Mµn h×nh
l-îng
H×nh 1. CÊu tróc phÇn cøng cña PLC.
1. Modul nguån cung cÊp.
§©y lµ bé nguån cã d¶i ®iÖn ¸p vµo rÊt réng (85 -265 VAC). Nã t¹o nguån
cung cÊp chuÈn 24VDC cho tÊt c¶ c¸c modul cña PLC.
14
- Bé m«n tù ®éng hãa
2. CPU.
a. NhiÖm vô vµ cÊu t¹o.
Thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô ®iÒu khiÓn trun g t©m. Thµnh phÇn cña CPU gåm
- 1 bé xö lý.
- 1 bé nhí trong (RAM).
- Cê, c¸c bé thêi gian , bé ®Õm.
- Khèi chøc n¨ng tiªu chuÈn ( phôc vô ho¹t ®éng cña hÖ thèng nh-
nh©n, chia, m· ho¸...)
- Chç chøa bé nhí phô.
- Cæng cho lËp tr×nh , khèi giao tiÕp hoÆc BUS cña m¹ng LAN nèi vµo PLC.
b. Ho¹t ®éng.
C¸c th«ng tin l-u gi÷ trong bé nhí ch-¬ng tr×nh ®-îc gäi lªn tuÇn tù v× ®·
®-îc ®iÒu khiÓn vµ kiÓm so¸t bëi bé ®Õm ch-¬ng tr×nh do ®¬n vÞ xö lý trung t©m
khèng chÕ. Bé xö lý liªn kÕt c¸c tÝn hiÖu c¸ lÎ l¹i víi nhau theo quy ®Þnh vµ tõ ®ã
rót ra kÕt qu¶ lµ c¸c lÖnh cho ®Çu ra.
3. Bé nhí ch-¬ng tr×nh , bé nhí trong cña PLC
Lµ, ®ã lµ n¬i l-u gi÷ ch-¬ng tr×nh quyÕt ®Þnh ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®iÒu
khiÓn. Trong bé nhí ch-¬ ng tr×nh c¸c lÖnh ®-îc ghi tuÇn tù theo ®Þa chØ riªng.
Bé nhí ch-¬ng tr×nh cña PLC th-êng lµ RAM. Víi RAM nµy ta cã thÓ n¹p, ghi,
hoÆc xo¸ ch-¬ng tr×nh bÊt kú lóc nµo. Tuy nhiªn khi mÊt nguån nu«i th× néi
dung cña RAM còng bÞ mÊt, do ®ã ng-êi ta ph¶i l¾p v µo PLC c¸c pin kh« lµm
nguån nu«i dù tr÷ . Ng-êi ta còng ®· thiÕt kÕ bé nhí thµnh c¸c modul ®Ó cho
phÐp dÔ dµng thÝch nghi víi c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cã kÝch cì kh¸c nhau.
4. Modul ®Çu vµo.
Cã chøc n¨ng chuÈn bÞ c¸c tÝn hiÖu bªn ngoµi ®Ó chuyÓn v µo trong PLC, nã
chøa c¸c bé läc vµ bé thÝch øng møc n¨ng l-îng, ®-îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ nhËn
®-îc nhiÒu ®Çu vµo. C¸c ®Çu vµo ®-îc trang bÞ ®Ìn LED ®Ó viÖc quan s¸t dÔ
dµng h¬n.
15
- Bé m«n tù ®éng hãa
5. Modul ®Çu ra.
Cã cÊu t¹o t-¬ng tù modul vµo. Nã göi th¼ng c¸c th«ng tin ®Ç u ra ®Õn c¸c
phÇn tö kÝch häat cña c¸c m¸y lµm viÖc. C¸c ®Çu ra còng ®-îc trang bÞ ®Ìn LED
®Ó viÖc quan s¸t dÔ dµng h¬n.
6. Modul giao diÖn.
Dïng ®Ó nèi bé PLC víi c¸c thiÕt bÞ bªn ngoµi nh-: mµn h×nh, thiÕt bÞ lËp
tr×nh...
7.Modul më réng.
- Modul ®Õm: ®-îc sö dông ®Ó trî gióp nh÷ng bé ®Õm trong CPU. Modul
®Õm cã kh¶ n¨ng ®Õm thuËn, nghÞch.
- Modul thêi gian.
8. Nh÷ng th«ng sè kü thuËt c¨n b¶n cña PLC.
- Nguån cung cÊp.
- Thêi gian xö lý 1 Kbyte lÖnh.
- Dung l-îng bé nhí .
- Sè l-îng bé ®Õm, bé thêi gian, cê.
- PhÇn cøng ®ång hå ®Õm thêi gian.
- Sè ®Çu vµo, ra (sè vµ t-¬ng tù).
- Møc ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn cho ®Çu vµo ,ra.
- Kh¶ n¨ng më réng.
- Kh¶ n¨ng ghÐp nèi víi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi.
- Bé lËp tr×n h PG.
16
- Bé m«n tù ®éng hãa
9-C¸c bit ®Çu vµo trong PLC vµ c¸c tÝn hiÖu bªn ngoµi
+V C¸c bit bªn
trong PLC
ph¶n ¸nh
tr¹ng th¸i
®ãng më
0
0 1 0 0 c«ng t¾c
®iÖn bªn
ngoµi
00001
00015
00000
C¸c bit ®Çu vµo
C¸c bit trong PLC ph¶n ¸nh tr¹ng th¸i ®ãng më cña c«ng t¾c ®iÖn bªn ngoµi nh- h×nh trªn.Khi
tr¹ng th¸i kho¸ ®Çu vµo thay ®æi (®ãng/më),tr¹ng th¸i c¸c bit t-¬ng øng còng thay ®æi t-¬ng
øng (1/0).C¸c bit trong PLC ®-îc tæ chøc thµnh tõng Word; ë h×nh trªn c¸c kho¸ ®Çu vµo ®-îc
nèi t-¬ng øng víi word 000.
C¸c bit ®Çu ra trong PLC vµ c¸c tÝn hiÖu bªn ngoµi
01004 01000
C¸c bit
0 1 0 0 1
cña 010
S¸ng
01015
0V
C¸c bit cña Word tõ 01000 – 01015 sÏ ®iÒu khiÓn bËt t¾t ®Ìn t-¬ng øng víi
tr¹ng th¸i 1 hoÆc 0 cña nã.
17
- Bé m«n tù ®éng hãa
IV- C¸c vÊn ®Ò chÝnh cÇn biÕt khi sö dông plc
§Çu vµo a) Sè ®Çu vµo.
b) C¸c lo¹i ®Çu vµo.
§Çu ra a) Sè l-îng ®Çu ra.
b) C¸c lo¹i ®Çu ra.
Bé nhí a) RAM
Th«ng tin ë bé nhí nµy cã thÓ ®-îc
ghi vµo hoÆc ®äc ra.
b) EPROM
Lµ bé nhí PROM ®Ó l-u gi÷ vÜnh cöu
c¸c ch-¬ng tr×nh vµ cã thÓ lËp tr×nh l¹i
b»ng thiÕt bÞ lËp ch-¬ng tr×nh.
c) EEPROM
Lµ bé nhí vÜnh cöu c¸c ch-¬ng tr×nh
vµ cã thÓ lËp tr×nh l¹i b»ng thiÕt bÞ chuÈn
CRT hoÆc b»ng tay.
Ngo¹i vi a) ThiÕt bÞ lËp tr×nh b»ng tay.
b) L.S.S - PhÇn mÒm phô trî b»ng tay.
c) Bé lËp tr×nh Prom.
d) G.P.C- ThiÕt bÞ lËp tr×nh ®å h×nh
F.I.T-Tecminal th«ng minh trong xÝ
nghiÖp.
18
- Bé m«n tù ®éng hãa
V-Thñ tôc thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn ch-¬ng tr×nh
T×m hiÓu c¸c yªu cÇu Nèi tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ
cña hÖ thèng ®iÒu vµo ra víi PC
khiÓn
KiÓm tra tÊt c¶ c¸c
Dùng mét l-u ®å d©y nèi
chung cña hÖ thèng
®iÒu khiÓn
Ch¹y thö ch-¬ng
LiÖt kª c¸c ®Çu vµo tr×nh
ra t-¬ng øng víi c¸c
®Çu V\R cña PLC
Söa l¹i phÇn
Phiªn dÞch l-u ®å
mÒm
sang gi¶n ®å thang
LËp tr×nh gi¶n ®å
Ch-¬ng tr×nh
thang vµo PLC
®óng?
Thay ®æi
ch-¬ng tr×nh L-u ch-¬ng tr×nh
vµo EPROM
M« pháng ch-¬ng
tr×nh vµ kiÓm tra S¾p xÕp cã hÖ thèng
phÇn mÒm tÊt c¶ c¸c b¶n vÏ
KÕt thóc
Ch-¬ng tr×nh
®óng?
19
nguon tai.lieu . vn
