Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Đề tài: "Thiết kế mô hình bãi đậu xe tự động" - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ pptx

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Khoa Điện ***
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên: Đỗ Văn Mẫn
Lớp: 08Đ2
Khoa: Điện
Nghành: Kỹ thuật điện
Đề tài: Thiết kế mô hình bãi đậu xe tự động
Số liệu: Khoa điện trường cao đẳng công nghệ
Nội dung thiết kế:
Chương I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
Chương II: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
Chương III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE
Chương IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
Chương V: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
Các bảng vẽ được mô phỏng trên máy vi tính
Cán bộ hướng dẫn: TS NGUYỄN ANH DUY
Ngày giao đề tài: Ngày 22 tháng 2 năm 2011
Ngày nộp đề tài: Ngày 28 tháng 5 năm 2011
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011
Cán bộ duyệt Cán bộ hướng dẫn
Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011
Chủ nhiệm khoa Chủ tịch hội đồng
Ngày tháng năm 2011
Tổ trưởng bộ môn
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
1.1 Yêu cầu thực tế
7
1.2 Giới thiệu vài nét về bãi đậu xe tự động chuẩn
8
1.2.1 Hình ảnh một số bãi đậu xe trên thế giới 17
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
2.1 Đặc điểm bộ lập trình 19
2.2 Những khái niệm cơ bản 20
2.2.1 PC hay PLC 21
2.2.2 So sánh với các hệ thống điều khiển khác 21
2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC 22
2.3.1 Bộ xử lý trung tâm 23
2.3.2. Bộ nhớ và bộ phận khác 24
2.4 Lợi ích của việc sử dụng plc 25
2.5. Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc 25
2.6 Khái niệm cơ bản về vấn đề lập trình plc 26
2.6.1. Giải thích chương trình ladder 27
2.6.2. Ngõ vào và ngõ ra 27
2.6.3. Rơ le ( ( ) ) 28
2.6.4. Thanh ghi (Register) 28
2.6.5. Bộ đếm 29
2.6.6. Bộ định thời gian (Timer) 29
2.6.7. Tập lệnh trong PLC 30
2.7 Cơ chế hoạt động và xử lý tín hiệu trên plc 30
2.7.1. Cơ chế hoạt động 31
2.7.2. Phương pháp xử lý 31

2.7.2.1 Phương pháp cập nhật liên tục 33
2.7.2.2. Phương pháp xử lý 1 khối 33
2.8 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7 - 200 33
2.8.1 Cấu hình cứng 35
2.8.1.1 CPU 226 35
2.8.1.2. Cổng truyền thông 35
2.8.1.3. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC 37
2.8.1.4. Chỉnh định tương tự 37
2.8.1.5. Nguồn nuôi bộ nhớ và nguồn pin 37
2.8.2. Cấu trúc bộ nhớ 37
2.8.2.1. Phân chia bộ nhớ 37
2.8.2.2. Vùng dữ liệu 38
2.8.2.3. Vùng đối tượng 40
2.8.3. Thực hiện chương trình 40
2.9 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 41
2.9.1 Phương pháp lập trình 41
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
2.9.1.1. Định nghĩa về LAD 42
2.9.1.2. Định nghĩa về STL 42
2.9.2. Tập lệnh của S7-200 43
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE
3.1 Giới thiệu bộ cảm biến 44
3.1.1. Định nghĩa 44
3.1.2. Cảm biến quang 44
3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động 44
3.1.2.2. Nguồn sáng 45
3.1.2.2.1 Led hồng ngoại 45
3.2 Phân loại cảm biến 47
3.2.1 Cảm biến phát hiện những chùm tia truyền qua 47

3.2.2 Cảm biến phát hiện những chùm tia phản xạ 47
3.2.3 Cảm biến phản xạ khuếch tán 47
3.2.4 Cảm biến sử dụng sợi dẫn 48
3.3 Các ứng dụng của cảm biến quang thường gặp trong thực tế 48
3.4 Các thông số kỹ thuật của E3JM-10M4 49
3.5 Giới thiệu về timer và counter 49
3.5.1 Lệnh điều khiển Timer 49
3.5.2 Lệnh điều khiển Counter 51
3.6. Cấu tạo động cơ điện một chiều 53
3.7 Bộ nguồn 53
3.8 Mô hình bãi đậu xe thực tế 54
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CẤU HÌNH MẠNG CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
4.1 Yêu cầu công nghệ của bãi đậu xe được thiết kế 55
4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bãi đậu xe được thiết kế 55
4.3 Giao diện chính bãi giữ xe của đề tài thiết kế 56
CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
5.1 Lưu đồ thuật toán 57
5.1.1 Lưu đồ thuật toán ở mỗi cổng khi có xe vào 57
5.1.2 Lưu đồ thuật toán ở mỗi cổng khi có xe ra 58
5.2 Giản đồ thời gian 59
5.2.1 Giản đồ thời gian khi có xe vào 59
5.2.2 Giản đồ thời gian khi có xe ra 60
5.3 Bảng phân công đầu vào đầu ra 61
5.4 Chương trình điều khiển 62
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Lời nói đầu
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động
hóa, kết hợp với những thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin,
đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hoá hoàn toàn trong mọi lĩnh vực. Có thể

nói tự động hoá đã trở thành xu hướng tất yếu của bất kỳ quốc gia, lãnh thỗ nào.
Ngôn ngữ lập trình PLC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như:
Chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch gắn liền với các tên tuổi hàng đầu trong việc
chế tạo các thiết bị tự động hoá như CNC là các hãng như :Siemens, Honeywell, Alen
Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron và các hệ thống mạng kèm theo là : Hệ thống sản xuất
linh hoạt(FMS), hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt
trong nền sản xuất công nghiệp.
Hiện nay ở nước ta, PLC đã được đưa vào sử dụng trong nhiều nhà máy, xí nghiệp để
giám sát chặt chẽ các quy trình công nghê, kỹ thuật hết sức phức tạp, nhằm nâng cao chất
lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày càng cao của xã hội.
Xuất phát từ thực trạng giao thông ở các thành phố lớn ở nước ta (như Hà Nội, Tp
Hồ Chí Minh) và các nước trên thế giới, với sự gia tăng ngày càng lớn của các phương tiện
giao thông (đặc biệt là ôtô), một nhu cầu về bãi đậu đỗ cho các phương tiện giao thông là yêu
cầu cấp bách. Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thông, nó còn đem lại mặt thẩm mỹ cho một
thành phố lớn hiện đại. Với lý do đó, nhóm chúng em đã khảo sát thiết kế một mô hình bãi
đậu xe tự động Qua một thời gian hơn 3 tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài nhờ được sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS. Nguyễn Anh Duy và các thầy cô trong Bộ môn tự động
hoá -Đo lường, chúng em đã hoàn thành đề tài.
Mặc dù đã hết sức cố gắng song chắc chắn đề tài còn có nhiều thiếu sót. Kính mong
được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo. Chúng em xin chân thành cảm ơn .

Đà nẵng, ngày 10 tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Đỗ Văn Mẫn

SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
1.1. Yêu cầu thực tế.

Từ thực trạng thiếu các bãi đỗ xe cho các phương tiện giao thông , khiến các phương
tiện này phải chiếm lòng, lề đường để tạm thời làm nơi đậu đỗ. Tình hình đó dễ gây ra ùn tắt
giao thông, tai nạn giao thông và mất vẻ mỹ quang của thành phố. Bên cạnh đó, tình trạng này
càng gia tăng khi số lượng phương tiện giao thông đang mỗi ngãy một tăng lên.
Hình 1.1: Thực trạng giao thông ở thành phố lớn hiện nay
Theo báo Thanh niên (ra ngày Thứ Năm, 02/06/2005), thì đây là thực trạng đang diễn
ra hằng ngày ở TP. HCM. Theo thống kê sơ bộ của Sở Giao thông- Công chính
TP.HCM(GTCC), cuối năm 2004, tại các quận trung tâm thành phố chỉ có thể bố trí khoảng
3500 chỗ đậu xe, kể cả chỗ đậu được phép trên lề đường và trong các bãi đậu xe công cộng.
Trong khi đó hằng ngày có hơn 5800 xe có nhu cầu về chỗ đậu, điều này dẫn đến tình trạng
các tài xế có thể tìm bất cứ chỗ nào để đậu, kể cả lòng lề đường gây cản trở giao thông. Chỉ
tính riêng khu vực trung tâm Q1, nhu cầu đậu đỗ xe trung bình là 1200 xe/ngày, nhưng các
bãi đậu xe công cộng chỉ đáp ứng khoảng 350 xe, các bãi đậu xe của khách sạn, trung tâm
thương mại, cao ốc văn phòng là 500 xe. Ông Trần Quang Phượng- Phó giám đốc Sở GTCC
TP.HCM cho biết toàn thành phố có khoảng 2.6 triệu phương tiện giao thông, trong đó trên
200000 xe 4 bánh. Mức tăng trưởng phương tiện giao thông, đặc biệt là xe tư nhân đã tăng từ
12% năm 2003 lên 20%năm 2004. Như vậy nhu cầu để có bãi đỗ xe là nhu cầu cấp thiết hiện
nay .
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
1.2. Giới thiệu vài nét về một bãi đậu xe tự động chuẩn.
Hình 1.2.1: Phòng điều khiển trung của một bãi đậu xe
Một bãi đậu xe cạnh tranh phải có không khí thân thiện cho khách hàng, tiện lợi về vị trí và
đội ngũ lao động làm việc đặc biệt hiệu quả. Các công ty hiện đại tập trung đội ngũ nhân
viên, nếu có thể, tại vị trí trung tâm mà các nhân viên có thể thuận lợi về không gian quản lý.
Để làm điều này, nó phải phối hợp một cách thông minh các kỹ thuật mới trong quản lý tự
động, kỹ thuật âm thanh(audio) và hình ảnh (video) kỹ thuật trong nước (domestic)và truyền
thông tin số. Kỹ thuật này tạo điều kiện tốt nhất cho các khách hàng quan tâm đến giao tiếp
bằng thính giác và thị giác, giữa các khách hàng và trung tâm điều khiển giám sát có quyền
trợ giúp từ xa các vấn đề đang diễn ra, hay các sự kiện bất thường. Các hoạt động vệ sinh và

bảo trì được thực hiện xung quanh khu vực đậu xe phải cần có kế hoạch và cần thiết.
Các công ty điều hành bãi đậu xe chuyên nghiệp tại các sân bay quốc tế là một ví dụ
về việc quản lý không gian đậu xe hiệu quả và chuyên nghiệp. Thực sự cách đây nhiều năm,
nó đã chính thức thực hiện việc kết nối với trung tâm điều khiển để quản lý điều hành tất cả
khu vực đậu xe với số lượng nhân viên hạn chế để thực hiện hàng loạt chức năng quản lý
bằng kỹ thuật tốt và hữu ích.Cho đến bây giờ, ở các nơi này, các bãi đậu xe được kết nối một
cách dễ dàng, nó có thể phải dùng nhiều đường dữ liệu, hình ảnh giọng nói mà không thay
đổi kết nối. Nói cách khác, trạm trung tâm ở địa phương và của cả nước có thể kết nối đồng
bộ với nhau dựa vào kỹ thuật truyền dữ liệu, hình ảnh, giọng nói mà sử dụng các mạng tiêu
chuẩn quốc tế và do đó giá thành truyền thông sẽ nhỏ nhất.
Trung tâm điều khiển của bãi đỗ xe với số lượng nhân sự thấp gồm có các đặc
điểm như sau:
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Hệ thống đầy đủ là một hệ thống điều khiển tin cậy và dễ hiểu .
Hệ thống điều khiển tự động hổ trợ cho các nhà vận hành và tránh bị căng thẳng .
Hệ thống truyền thông và thông tin đề cao tính lưu động và tốc độ phản hồi nhanh
Công nghệ sử dụng phải kinh tế và có khả năng mở rộng .
Hệ thống giám sát và chuẩn đoán lỗi phản ứng nhanh chóng, tin cậy và liên tục thông
báo tình trạng của hệ thống.
Tạo môi trường làm việc thân thiện và khả năng thực hiện cao.
Công ty Scheidt & Bachmann(một công ty hoạt động lâu năm trong lĩnh vực thiết
kế bãi đỗ xe tự động) đặt ra một chuẩn mới cho một bãi đỗ xe ít nhân sự tại trung tâm
điều khiển là:
Hình 1.2.2: Cơ cấu nâng, hạ xe
• Phối hợp kỹ thuật quản lý bãi đỗ xe, ky î thuật nâng và hệ thống hướng dẫn giao
thông, kỹ thuật an ninh, kỹ thuật khoá (locking mechanisms), truyền thông trực quan,
hệ thống trình tự, hệ thống điều khiển video, kỹ thuật nhận dạng và kỹ thuật định
lượng, hệ thống kỹ thuật gia dụng (kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật thông gió, thang
máy, hệ thống cung cấp nguồn điện, hệ thống báo cháy ). Các dịch vụ (cho chăm

sóc, vệ sinh, bảo trì ) và nhiều hơn nữa.
• Các thiết bị kỹ thuật ở hệ thống đậu xe tại địa phương với khả năng truyền thông ở
mức cao giữa khách hàng và trung tâm điều khiển.
• Hệ thống gồm nhiều máy tính chủ đặt tại nhiều nơi, làm việc thì hoàn toàn giống
nhau và có cùng quyền điều hành.
• Màn hình tiếp xúc(touch screen) tại nơi làm việc, điều hành nhanh chóng và rõ ràng.
• Có sự phân chia điều hành và quản lý ở mức điều khiển, cũng như ở khoảng cách xa.
• Thiết bị mạng kỹ thuật số thông thường cho dữ liệu hình ảnh và âm thanh.
• Chức năng vượt qua hệ thống (Cross-system ), như là chương trình điều khiển trong
trường hợp nguy hiểm.
• Quản lý báo động thông thường với hệ thống báo động phân tán.
• Giám sát và điều khiển thông thường thông qua hệ thống.
• Quản lý thông qua dịch vụ( Cross-service ) kết nối với trung tâm đường dây nóng.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
• Trợ giúp khách hàng trong trường hợp có vấn đề ở lối vào và lối thoát ở, trạm trả tiền
tự động và các điểm nhạy cảm khác bằng tiếp xúc hình ảnh, giọng nói.
• Tận dụng các phương thức trả tiền và phương thức nhận dạng.
• Điều khiển rõ ràng và tin cậy.
• Hỗ trợ toàn diện khách hàng với các công cụ cần thiết.
• Bao gồm cả” đậu xe trên đường” (on-street parking ) thông qua kỹ thuật nối mạng
không dây.
• Mở rộng cho các ý tưởng đổi mới và mở rộng
• Tăng khả năng di động cho đôi ngũ nhân viên với các thiết bị di động nhỏ như (PDA,
Pocket-PC, Handheld).
An toàn cho người và thiết bị trong việc quản lý khu vục đậu xe
An ninh là một yêu cầu quan trọng đầu tiên với cảm giác an toàn, tin cậy và thoải mái. Nếu
mọi người tự do quyết định, họ sẽ bị lôi cuốn vào nơi mà họ cảm thấy an toàn.Việc quản lý
hiện đai và thu hút ở khu vực đậu xe là ấn tượng tốt để mọi ngưòi cảm thấy an toàn trong khu
vực quản lý. Kỹ thuật an toàn không được gây khó chịu và tạo ấn tượng như là bị giám sát,

nhưng phải tin cậy trong trường hợp nguy hiểm. Khái niệm an toàn hiện đại bao gồm hàng
loạt các thiết bị kỹ thuật kèm theo
Vấn đễ an toàn được xem xét trước hết khi thiểt kế bãi đậu xe. Sạch sẽ, sáng sủa , màu
thân thiện là tất cả các đặc điểm chính của bãi đỗ xe. Vấn đễ này đạt được bằng cách sắp xếp
rõ ràng, lối đi phải phẳng, chiếu sáng và màu đèn dễ chịu, nền khô và sạch sẽ chống lại việc bị
trượt, lối đi bộ, cầu thang và cẩu trục phải được sắp xếp sao cho sạch sẽ.
Hình 1.2.3:Hình ảnh khách hàng đi vào đậu xe.
Ngoài ra, hệ thống hướng dẫn giao thông cho tài xế hoặc khách đi bộ là đặc điểm
chính của sự an toàn và yên tĩnh. Các cài này cũng bao gồm hệ thống hướng dẫn có màu. Sự
bố trí màu sáng của các thông tin về vị trí và số xe cũng cần thiết.
Tuy nhiên, cảm giác gần gũi với nhân viên giám sát trong trường hợp khẩn cấp và sẵn sàng
can thiệp là những điều mà làm yên khách hàng và làm cho họ có cảm giác là an toàn. Điều
này được nâng cao bởi hệ thống camera, các loại đèn cao áp và nhiều nút ấn khẩn cấp đặt
khắp nơi.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
An toàn cho ngưòi và thiết bị trong hệ thống đậu xe cần rất nhiều hệ thống an toàn
tự động, hệ thống điều khiễn, cảnh báo tại chỗ và nhanh chóng bởi đội ngũ nhân viên
trợ giúp điều khiển từ xa rất tin cậy với các thiết bị hỗ trợ bên dưới:
• Camera giám sát kỹ thuật số bao quát tất cả các phần được quản lý.
• Lưu giữ hình ảnh kỹ thuật số trong các bộ nhớ sẽ lưu giữ ngày tháng, thời gian và số
lượng camera.
• Cảm biến chuyển động như là các đơn vị dò riêng rẽ .
• Các cảm biến chuyển động bằng phân tích hình ảnh kỹ thuật số khi hình ảnh camera
đang di chuyển.
• Nút ấn trong trường hợp khẩn cấp nhiều dãy với truy xuất hình ảnh tự động.
• Các loa cho việc thông báo.
• Bộ kết nối âm thanh và video với trung tâm giám sát tại tất cả lối đi và lối thoát, tại tẩt
cả trạm trả tiền tự động động, tất cả các hành lang (chẳng hạn ở cửa chính), trong cầu
thang và thang máy và tại các điểm nhạy cảm khác.

• Hệ thống đèn chiếu, đèn thông báo và còi, được điều khiển từ xa bằng tay hay cảnh
báo tự động.
• Đồng hồ chỉ dẫn để xác định chắc chắn đường đi hoặc hướng dẫn lái xe trong trường
hợp nguy hiểm.
• Việc ghi lại và báo cáo tình trạng trộm cắp, bairier bị hư và giám sát trạng thái của cửa
thoát.
• Chương trình trong tình trạng khẩn cấp ngăn cản các barier ở lối vào, các barier ở lối
thoát, cửa và cổng và điều khiển giải quyết sự cố.
• Hệ thống nguồn điện và đèn trong tình trạng khẩn cấp.
• Các thiết bị báo cháy và lọc không khí.
• Trung tâm giám sát lưu động và hệ thống điều khiển để dò tìm hư hỏng nhanh chóng
và trực tiếp.
An toàn cho người và thiểt bị được gia tăng thêm bằng các chức năng bên dưới:
• Hệ thống camera quay và lưu giữ toàn mặt đất.
• So sánh hình ảnh mọi thiết bị rời đi với các hình ảnh được lưu giữ khi đi vào có đúng
hay không.
• Hệ thống tự động công nhận các biển báo xe LPR (License Plate Recognition) của
mọi thiết bị khi rời đi, mà được lưu giữ khi đi vào lối vào(thu thập đồng thời dữ liệu
hình ảnh có thể trong trường hợp này ).
• Giám sát sinh trắc học (Biometric supervision) ví dụ như bằng dấu vân tay hoặc hệ
thống theo dõi tình trạng của khuôn mặt (face contours )của tài xế, kết hợp với môi
trường nhận dạng.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Hinh 1.2.4: Hệ thống giám sát và nhận dạng
An toàn cho lưu trữ các dữ liệu kinh doanh, thu thập, quản lý, xử lý và truyền thông
qua mạng.
Việc quản lý hiện đại yêu cầu điều hành một cách kinh tế và điều khiển chính xác
được cung cấp với mức an ninh cao và tin cậy cho việc lưu trữ dữ liệu kinh doanh. Các giá trị

này chỉ có thể được truy xuất khi thu thập, quản lý xử lý và truyền dữ liệu an toàn. Toàn bộ
khái niệm hệ thống quản lý khu vực đậu xe phải được thiết kế và bố trí phù hợp, thậm chí
ngay trong trường hợp báo động,việc đánh mất dữ liệu cũng phải được tránh. Bản tổng kết về
tình hình kinh doanh và các hoạt động trong tình trạng
hẩn cấp phải được tài liệu hoá một cách dễ hiễu và nên được xem xét trong thời gian xác
định.
Điều đầu tiên, tiên quyết cho an ninh dữ liệu là sự hoàn hảo về cấu trúc phần cứng
và phần mềm được sử dụng và có sự hiểu biết về các kiến thức cơ bản của các quy định an
toàn, khả năng linh hoạt lớn nhất gắn liền với độ ổn định cao. Khái niệm an ninh dữ liệu dựa
trên hệ thống chủ đạo này với các thủ tục bên dưới:
Thu thập
• Đảm bảo dữ liệu xác thực của dự án.
• Các chức năng đảm bảo hoạt động đúng.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
• Kiểm tra đô tin cậy và cung cấp khả năng dự phòng.
• Bổ sung dữ liệu xử lý (như kiểu dữ liệu, ID của người xử dụng, dãy số,
thời gian chính xác đến giây, vị trí chính xác, các khoá ID, và chữ ký).
Hình 1.2.5: An toàn dữ liệu cho kinh doanh.
Quản lý
• Đảm bảo các vùng nhớ dữ liệu không gây lỗi.
• Cung cấp và kiểm tra tính độc lập các vùng nhớ dự phòng.
• Mặc định đo lường việc hư hỏng của bộ dự phòng.
• Thẩm tra lưu giữ đúng bằng các kiến thức tin cậy.
Xử lý
• Các chương trình xử lý được xác nhận.
• Kiểm tra độ đảm bảo và sự tin cậy của các dữ liệu xử lý chính.
Truyền dữ liệu qua mạng
• Đảm bảo an toàn dữ liệu thông qua dãy sô.ú
• Bảo vệ dữ liệu chống bị hư hỏng bằng cách xác minh lại dữ liệu.

• Độ tin cậy của các bộ nhớ dự phòng phần nào được đảm bảo mà không cần
bất cứ module bổ sung, bằng cách sử dụng các thiết bị lưu trữ tin cậy và hệ
thống máy tính có liên kết với mạng.
Thu thập, quản lý và truyền dữ liệu kinh doanh một cách an toàn thông qua mạng
và lưu giữ ở nơi tin cậy, hợp lý bằng nhiều cách, các kiểu tiêu chuẩn là :
• Xuất vào hệ thống kế toán, tài chính được yêu cầu.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Hình 1.2.6: Lưu trữ dữ liệu trên hệ thống máy tính.
• Giải quyết các dịch vụ ngân hàng.
• Giải quyết phương tiện giao dịch không thông qua qua ngân hàng.
• Lập hoá đơn, thoả thuận hợp đồng với khách hàng.
• Các hoạt động thống kê.
• Đánh dấu thẻ của khách hàng.
Hình 1.2.7: Các hình thức đánh dấu thẻ.
Chấp nhận phương pháp trả không thông qua ngân hàng với các thủ tục thân thiện và hiệu
quả. Phương thức trả không thông qua ngân hàng ngày càng là phương thức chi trả tiêu biểu
ở các bãi đậu xe hiện đại. Sự tiện lợi chính của nó là trực tiếp sử dụng phương pháp trả tiền
không qua ngân hàng tại các lối vào và lối thoát. Các nhà quản lý hiện đại cũng ngãy càng
quan tâm đến nhiều lợi ích của phường thức trả đó. Ngày nay, phương thức nhận dạng được
sử dụng ở rất nhiều thiết bị ví dụ như thẻ từ thông qua một con chíp, một bộ tách sóng, các
máy đọc mã vạch cho đến điện thoại di động .
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Hình 1.2.8: Cách hình thức trả tiền.
phương thức trả không thông qua ngân hàng là phương thức trả được thiết kế với nhiều hình
thức. Nói cách khác, các thẻ tín dụng cổ điển với sự phổ biến toàn cầu của nó và được rất
nhiều vùng, miền đều sử dụng, ngoài ra còn có các dạng khác của nó như thẻ ghi nợ, thẻ ngân
quỹ.
Khái niệm ứng dụng môi trường thanh toán không thông qua ngân hàng rất khác nhau,

bên dưới là một vài loại:
• Trả tiền tự động bằng phuơng thức với ngân hàng hoặc không ngân hàng
• Trạm trả tiền tự động không qua ngân hàng.
• Không chấp nhận phương thức trả không ngân hàng tại lối thoát.
Vài nhà điều hành liên kết nhiều đặc điểm để tìm hướng giải quyết phù hợp cho các ứng dụng
của họ.
1.2.1 Hình ảnh một số bãi đậu xe trên thế giới
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
CHƯƠNG II
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Hình ảnh bãi giữ xe Daibutsumae ở TOKYO
Hình ảnh bãi giữ xe Noborioji ở Nawasaki
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
2.1 ĐẶC ĐIỂM BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH :
Hiện nay nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc đẩy sự
phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable logic control). Hệ thống sử
dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động. Trong hoàn cảnh đó bộ
điều khiển lập trình (PLC) đã được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền
thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dể dàng và
linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản, ngoài ra PLC còn có thể thực hiện
được những tác vụ khác như làm tăng khả năng cho những hoạt động phức tạp.
Sơ đồ khối bên trong PLC.
Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào được đưa về từ quá
trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển
cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào và khối ra của
PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động (actuators) có công suất nhỏ ở
ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers) ở ngõ vào, mà không cần có các
mạch giao tiếp hay rơle trung gian.Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử công suất trung gian

khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn.
Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần có sự thay đổi
nào về mặt kết nối dây; sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển trong bộ nhớ
thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Hơn nữa, chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt
và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải
thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời.
Về phần cứng, PLC tương tự như máy tính truyền thống và chúng có các đặc điểm
thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp.
− Khả năng chống nhiễu tốt.
− Cấu trúc dạng modul do đó dễ dàng thay thế , tăng khả năng (nối thêm modul mở rộng
vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm modul chuyên dùng).
− Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được chuẩn hoá.
− Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng: Ladder, Intruction, Functionchat dể hiểu và dể sử
dụng.
− Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng.
Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các máy móc
công nghiệp và trong điều khiển quá trình.
2.2 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Bộ nhớ
chương
trình
Đơn vị
điều
khiển
Khối ngỏ
vào
Mạch giao tiếp
cảm biến
Panel

lập
trình
Bộ nhớ
dữ liệu.
Khối ngỏ
ra
Mạch công suất
& cơ cấu tác
động
Nguồn cấp điện
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng General Motors. Vào năm
1968 họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công
nghiệp:
− Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà máy.
− Cấu trúc dạng modul để dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
− Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp.
− Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơ-le chức năng tương đương.
− Giá thành cạnh tranh .
Những chỉ tiêu này tạo sự quan tâm của các kĩ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu về khả
năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra thêm một
số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ các lệnh logic đơn giản được
hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thời, tác vụ đếm, sau đó là các lệnh xử lý toán học, xử
lý bảng dữ liệu, xử lý xung tốc độ cao, tính toán số liệu số thực 32 bit, xử lý thời gian thực
đọc mã mạch, vv
Đồng thời sự phát triển về phần cứng cũng đạt được nhiều kết quả như bộ nhớ lớn
hơn, số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều modul chuyên dùng hơn. Vào những năm 1976
PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra bằng kĩ thuật truyền thông, khoảng 200 mét .
Các họ PLC của các hãng sản xuất phát triển từ loại hoạt động độc lập chỉ với 20 ngõ
vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước đến các PLC có cấu trúc modul nhằm

dễ dàng mở rộng thêm khả năng và các chức năng chuyên dùng khác .
−Xử lý tín hiệu liên tục (analog).
−Điều khiển động cơ servo, động cơ bước.
−Truyền thông.
−Số lượng ngõ vào/ra.
−Bộ nhớ mở rộng.
Với cấu trúc modul cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều khiển
dùng PLC với chi phí và công sức ít nhất.
2.2.1. PC hay PLC .
Một số thuật ngữ dùng để mô tả bộ điều khiển lập trình .
+ PC Programmable Controller (Anh )
+ PLC Programmable Logic Controller (Mỹ) .
+ PBS Programmable Binary System (Thuỵ Điển) .
Thuật ngữ PC thể hiện ý nghĩa tổng quát nhất về bộ điều khiển lập trình nhưng
thuật ngữ PLC để phân biệt với máy tính cá nhân.

2.2.2. So sánh với các hệ thống điều khiển khác
Bảng 2.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển.
Chỉ tiêu so sánh Rơ - le Mạch số Máy tính PLC
Giá thành từng
chức năng
Khá thấp Thấp Cao Thâ
Kích thước vật ly Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn
Tốc độ điều
khiển
Chậm Rất
nhanh
Khá nhanh Nhanh
Khả năng chống
Nhiễu

Xuất sắc Tốt Khá tốt Tốt
Lắp đặt Mất thời gia Mất thời Mất nhiều thời gian Lập trình và lắp
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
thiết kế lắp
đặt
gian thiết
kế
lập trình đặt đơn giản
Khả năng điều
khiển tác vụ
phức tạp
Không Có Có Có
Để thay đổi điều
khiển
Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản
Công tác bảo trì Kém -có rất
nhiều công tắc
Kém-nếu
IC được
hàn
Kém -có nhiều mạch
điện tử chuyên dùng
Tốt -các modul
được tiêu
chuẩn hóa
Theo bảng so sánh, PLC có những đặc điểm vào phần cứng và phần mềm làm cho nó trở
thành bộ điều khiển công nghiệp đươc sử dụng rộng rãi.

2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC:

PLC gồm ba khối chức năng cơ bản: Bộ vi xử lý, bộ nhớ, bộ vào/ra. Trạng thái ngõ
vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh logic trên các
trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngõ ra được cập nhập 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 hoặt các thiết bị tương ứng

SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Bộ nhớ
chương
trình
EEPROM
tuỳ chọn
Bộ

đệm
Bộ nhớ
chương
trình
EPROM
Nguồ
n pin
CPU
bộ vi
xử lý
Clock
Bộ
nhớ
hệ

thống
ROM
Bộ
nhớ
dữ
liệu
RAM
Khối
vào
ra
Bộ
đệm
Bộ
đệm
Mạch chốt
Bộ đệm
Bộ lọc
Mạch cách ly
Pannel lập trình
Bus Dữ Liệu
Bus hệ thống (Vào/Ra)
Bus Địa chỉ
Bus Điều khiển
Mạch giao tiếp
Kênh ngõ ra Kênh ngõ vào
Sơ đồ cấu trúc bên
trong PLC
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
2.3.1. Bộ xử lý trung tâm CPU (Center Processing Unit).
Bộ xử lý trung tâm để điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong của 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. Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn
cho CPU thường là 1 hay 8 MHz, tùy thuộc vào bộ xử lý được sử dụng.
Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện sự đồng
bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống.
2.3.2. Bộ nhớ và bộ phận khác:
Tất cả các PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau :
−ROM (Read Only Memory): đây là bộ nhớ đơn giản nhất (loại chỉ đọc) nó gồm các
thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một từ với một tín hiệu điều khiển, ta có thể đọc một từ ở bất
kỳ vị trí nào. ROM là bộ nhớ không thay đổi được mà chỉ được nạp chương trình một lần duy
nhất.
−RAM (Random Access Memory): là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, đây là bộ nhớ thông
dụng nhớ để cất giữ chương trình và dữ liệu của người sử dụng. Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất
khi mất điện. Do đó điều này được giải quyết bằng cách luôn nuôi RAM bằng một nguồn pin
riêng.
−EEPROM: Đây là loại bộ nhớ maö nó kết hợp sự truy xuất linh hoạt của RAM và bộ
nhớ chỉ đọc không thay đổi ROM trên cùng một khối, nội dung của nó có thể xoá hoặc ghi lại
bằng điện tuy nhiên cũng chỉ được vài lần.
−Bộ nguồn cung cấp: Bộ nguồn cung cấp của PLC sử dụng hai loại điện áp AC hoặc DC,
thông thường nguồn dùng cấp điện áp 100 đến 240V; 50/60Hz, những nguồn DC thì có các
giá trị :5V, 24V DC
−Nguồn nuôi bộ nhớ: Thông thường là pin để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu
có trong bộ nhớ, nó tự chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lượng tụ cạn kiệt và nó phải
thay vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất.
−Cổng truyền thông: PLC luôn dùng cổng truyền thông để trao đổi dữ liệu chương trình,
các loại cổng truyền thông thường dùng là: RS232, RS432, RS485. Tốc độ truyền thông tiêu
chuẩn: 9600 baud.
−Dung lượng bộ nhớ: Đối với PLC loại nhỏ thì bộ nhớ có dung lượng cố định (thường là
2K) dung lượng chỉ đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều khiển công nghiệp do giá
thành bộ nhớ giảm liên tục do đó các nhà sản suất PLC trang bị bộ nhớ ngày càng lớn hơn

cho các sản phẩm của họ.
2.3.3. Khối vào ra:
Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5V DC;15V DC (điện áp cho
TTL, CMOS) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn nhiều, thường là 24V DC
đến 240V DC với dòng lớn.
Khối vào/ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa mạch vi điện tử PLC với các mạch công suất
bên ngoài, kích hoạt các cơ cấu tác động: Nó thực hiện sự chuyển đổi các mức điện áp tín
hiệu và cách ly. Tuy nhiên khối vào ra cho phép PLC kết nối trực tiếp với các cơ cấu tác động
có công suất nhỏ (<= 2 A) nên không cần các mạch công suất trung gian hay rơle trung gian.
Có thể lựa chọn các thông số cho các ngõ ra ,vào với các yêu cầu điều khiển cụ thể :
- Ngõ vào: 24 V DC; 110 V AC hoặc 220V AC
- Ngõ ra: Dạng rơle, transistor hay triac.
+ Loại ngõ ra dùng rơle: có thể nối với cơ cấu tác động làm việc với điện áp AC hay
DC, cách ly dạng cơ nên đáp ứng chậm, tuổi thọ phụ thuộc dòng tải qua rơle và tần số đóng
tiếp điểm.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
+ Loại ngõ ra dùng Triac: Kết nối được giữa cơ cấu tác động làm việc với điện áp AC
hoặc DC có giá trị từ 5 v đến 242v, chịu được dòng nhỏ hơn so với dùng rơle nhưng tuổi thọ
cao và tần số đóng mở nhanh.
+ Loại ngõ ra dùng transistor: Chỉ nối cơ cấu tác động làm việc với điện áp từ 5 đến
30v DC, tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh.
 Tất cả các ngõ vào/ra đều được cách ly quang trên các khối vào ra.
Mạch cách ly quang dùng một điốt phát quang và một transistor quang. Mạch
này cho phép tín hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuống mức
tín hiệu chuẩn hơn nữa mạch này có tác động chống nhiễu khi chuyển công
tắc và bảo vệ quá áp từ nguồn điện cung cấp (có thể tới 1500V).
2.4 LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG PLC.
Cùng với sự phát triển của phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng được các
tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thước của PLC hiện

nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng
mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ
thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với sơ đồ hệ
thống, các đường nối dây, các tính hiệu ở ngõ vào/ra …), mà không phải thay đổi kết cấu của
hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển
(đối với hệ thống điều khiển relay …) khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao
tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt
hơn.
Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dể dàng lắp đặc do chiếm một khoảng không gian
nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều này càng tỏ ra thuận lợi
hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn
thời gian hơn các hệ thống khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ giao diện
qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng hóc (trouble
shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này làm cho việc sửa chữa thuận lợi
hơn.
2.5. MỘT VÀI LĨNH VỰC TIÊU BIỂU ỨNG DỤNG PLC.
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công
nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức
năng đóng mở (ON/OFF) thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi
tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu
ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:
− Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân
đông trong nghành hóa …
− Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đông, quá trình lắp đặt
máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại…
− Bột giấy, giấy, xử lý giấy: Điều khiển máy băm, quá trình cán, gia nhiệt …
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

− Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thu nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu
hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy .
− Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình
sản xuất, cân đông, đóng gói, hòa trộn …
− Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lượng.
− Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin …) các
trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ).
2.6KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẤN ĐỀ LẬP TRÌNH PLC.
 Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dễ hiểu, dễ sử
dụng trong việc lập trình điều khiển, điều này ý muốn nói rằng cần phải có
ngôn ngữ cấp cao với đặc điểm là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện
được các tác vụ điều khiển, không phức tạp và không mất nhiều thời gian để
nắm bắt ngôn ngữ so với các ngôn ngữ cấp cao khác hiện được sử dụng trên
máy tính.
 Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến
nhất để mô tả mạch rơle logic.
 Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện
bậc thang, gọi là ngôn ngữ ladder, rất phù hợp để tạo các chương trình điều
khiển logic; đối với những người thiết kế máy đã quen thuộc với các hệ thống
điều khiển rơle truyền thống.

2.6.1. Giải thích chương trình ladder:
Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình Ladder, ta xét
mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau :
a) Mạch điện ladder điều khiển động cơ
b) Chương trình ladder điều khiển
Như vậy ta thấy chương trình Ladder gồm 2 cột dọc biểu diễn nguồn điện logic cùng với
các ký hiệu công tăcõ logic và rơle logic tạo thành một nhánh mạch điện lôgic nằm ngang.
Ở đây logic đều được biểu diễn bằng 3 công tắc thường mở, một công tắc logic thường
đóng và một rơle logic (ngõ ra logic động cơ).

Điều cần thiết cho công việc thiết kế cho chương trình Ladder là phải lập tài liệu về hệ
thống và mô tả hoạt động của chúng một cách nhanh chóng và đúng đắn.

2.6.2. Ngõ vào và ngõ ra:
Ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ một bít, các bit có ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái ngõ
ra/vào vật lý, ngõ vào nhận trực tiếp tín hiệu cảm biến và ngõ ra là các rơle, transistor, triac.
Các ngõ vào ra cần được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất mỗi
hãng sản xuất có cách đánh số riêng nhưng về ý nghĩa thì cơ bản là giống nhau.
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đ
( Y001)

X001 X002 X003 X004
a)
b)

PLC

X
17

y
17
Ngõ vào Ngõ ra
X
0
X
n
Y
0

Y
n
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

2.6.3. Rơ le ( ( ) ):
Thực chất là một bộ nhớ 1 bit và có tác dụng như rơle phụ trợ vật lý trong mạch điều
khiển dùng rơle truyền thống nên được gọi là rơle logic. Theo thuật ngữ máy tính Rơle còn
được gọi là cờ, được ký hiệu là M và được đánh số thập phân M
0
; M
500
; M
800
).
∗
Phân loại rơle logic:
Rơle chốt (Latched Relay): rơle được chốt là rơle duy trì được trạng thái khi không
cấp điện cho PLC. Loại rơle này được ứng dụng trong trường hợp sau: Nếu nguồn cung cấp
điện bị hỏng khi PLC đang ở trạng thái hoạt động thì tất cả các ngõ ra đều tắt (Off), trạng thái
off vẫn được duy trì trừ trường hợp chúng được kích hoạt khi PLC được cấp điện trở lại để
thực hiện được trạng thái đó trong chương trình thì ta không kích trực tiếp các ngõ ra mà phải
dùng rơle đựơc chốt làm trạng thái trung gian kích các ngõ ra.
Rơle trạng thái (State Relay): được sử dụng chuyên dùng trong điều khiển trình tự và
thường được gọi là trạng thái STL ( Step Ladder) cờ trạng thái ký hiệu là S và được đánh số
thập phân S
0
; S
10
; S
22

.
Rơle chuyên dùng (Special Relay): Rơle dùng để điều khiển và quan sát trạng thái hoạt
động bên trong PLC và được gọi là cờ chuyên dùng .
+ Cờ chuyên dùng giám sát
M
8000
: M
8000
= 1⇔ PLC đang ở trạng thái chạy (Run) .
M
8002
: M
8002
= 1⇔ PLCđang chuyển trạng thái từ Stop đến Run.
M
8013
.Xung clock 1 giây nghĩa là trạng thái chuyển đổi tuần tự với chu kỳ một giây.
+ Cờ chuyên dùng điều khiển .
M
8003
: lên 1 thì tất cả các trạng thái ngõ ra được duy trì khi PLC dừng hoạt động.
M
8200
: Dùng để điều khiển bộ đếm lên xuống .
2.6.4. Thanh ghi (Register):
Thực chất là bộ nhớ 16 bit và được dùng để lưu trữ số liệu, thanh ghi được kí hiệu là
D và được đánh số thập phân: D
0
;D
200

; D
800
;D
8002

Phân loại:
−
Thanh ghi dữ liệu (Data Register): Thanh ghi loại này được dùng để lưu trữ dữ liệu
thông thường trong khi tính toán dữ liệu trên PLC.
−
Thanh ghi chốt (Latched Register): Thanh ghi này có khả năng duy trì nội dung (chốt)
cho đến khi nó được ghi chồng bằng một nội dung mới, khi PLC chuyển từ trạng thái RUN
sang STOP thì dữ liệu trong các thanh ghi vẫn được duy trì.
−
Thanh ghi chuyên dùng (Special Register): Dùng để lưu trữ kết quả dữ liệu điều khiển
và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC thường dùng kết hợp với các cờ chuyên dùng
các thanh ghi này có thể sử dụng trong chương trình Ladder, ngoài ra các trạng thái hoạt động
của hệ thống PLC hoàn toàn có thể xác định được .
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1

PLC

X
17

y
17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
−
Thanh ghi tập tin (Thanh ghi bộ nhớ chương trình Program Memory Register): Chiếm

từng khối 500 bước bộ nhớ chương trình được sử dụng đối với các ứng dụng mà chương trình
điều khiển cần xử lý nhiều số liệu (các thanh ghi RAM có sẵn không đủ đáp ứng).
−
Thanh ghi điều chỉnh được từ biến trở bên ngoài (External Adjusting Register): trên các
PLC có sẵn các biến trở dùng để điều chỉnh nội dung của một số thanh ghi dành riêng nội
dung các thanh ghi này có giá trị từ 0 → 255 tương ứng với vị trí biến trở tối thiểu và tối đa.
−
Thanh ghi chỉ mục ( Idex Register ): Thanh ghi này dùng để hiệu chỉnh chỉ số của các
toán hạng logic (Thanh ghi, cờ, bộ đếm, bộ định thì ) một cách tuỳ động. Kí hiệu là V, Z.
−
D
l
: Thanh ghi đã được đánh số cố định .
−
D
lv :
Thanh ghi được đánh số tuỳ động nghĩa là : D
lv
= D
(l + v)
2.6.5. Bộ đếm:
Bộ đếm (counters): Được dùng để đếm các sự kiện, bộ đếm trên PLC được gọi là bộ đếm
logic vì nó là bộ nhớ, trong PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ đếm vật lý số lượng bộ
đếm có thể sử dụng tùy thuộc loại PLC.
Kí hiệu là C và cũng được đánh số thập phân C
0
; C
128
; C
225

Phân loại:
−Bộ đếm lên: nội dung của bộ đếm tăng 1khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm
−Bộ đếm xuống: nội dung bộ đếm giảm1 khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm
−Bộ đếm lên-xuống: nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm1, tùy thuộc cờ chuyên dùng cho
phép chiều đếm, khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm.
−Bộ đếm pha: bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay xuống tùy thuộc vào sự lệch pha của
hai tín hiệu xung kích bộ đếm, thường dùng với encoder.
−Bộ đếm tộc độ cao: bộ đếm này đếm được xung kích có tần số cao, 20 KHz trở xuống
tùy thuộc số lượng, bộ đếm loại này được sử dụng đồng thời. Bộ đếm loại này còn được chế
tạo riêng trên modul chuyên dùng; khi đó tần số đếm có thể đạt đến 50KHz
−Các loại bộ đếm trên có thể là :
−Bộ đếm 16 bít: bộ đếm 16 bít thường là bộ đếm chuẩn bộ đếm này có thể đếm được
khoảng giá trị từ -32.768 đến +32.767
−Bộ đếm 32 bít bộ đếm 32 bít có thể là bộ đếm chuẩn, nhưng nó thường là bộ đếm tốc độ
cao và bộ đếm tốc độ cao trên modul chuyên dùng.
−Bộ đếm chốt: bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm, ngay cả khi
PLC không được cấp điện; có nghĩa là, khi PLC được cấp điện trở lại, bộ đếm này có thể tiếp
tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm trước đó.
2.6.6. Bộ định thời gian (Timer):
Được dùng để định thời các sự kiện, bộ định thời trên PLC được gọi là bộ định thời
logic vì nó là bộ nhớ trong của PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ định thời vật lý, số
lượng bộ định thời tuỳ thuộc vào PLC. Thực chất nó là bộ đếm xung với chu kì thay đổi, chu
kì xung kích bằng đơn vị ms (mili giây) hoặc µs và được gọi là độ phân giải. Ý nghĩa của độ
phân giải là bộ định thời có độ phân giải càng cao thì sẽ định thời được thời gian lớn.
Kí hiệu là T và cũng được đánh số thập phân: T
0
; T
200
; T

246
.
Phân loại: Người ta phân loại theo độ phân giải
− Độ phân giải 100 ms ⇔ khoản thời gian định thì từ 0,1 → 3276,7s
− Độ phân giải 10 ms ⇔ khoản thời gian định thì từ 0,01 → 327,67s
− Độ phân giải 1 ms ⇔ khoản thời gian định thì từ 0,001 → 32,767s
SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
2.6.7. Tập lệnh trong PLC.
Kỹ thuật lập trình cho PLC phổ biến nhất là vẽ sơ đồ Ladder thể hiện mạch logic
(logic Ladder) sau đó chuyển đổi sang chương trình dòng lệnh (Instructions). Những lệnh có
thể được nhập từ thiết bị chuyên dùng lập trình nối với PLC qua cổng lập trình (Programming
port). Các lệnh này có dạng tương tự như lệnh của ngôn ngữ assemply, nhưng tham số có
liên quan đến ngõ vào, ngõ ra, thanh ghi, bộ đếm, bộ định thời và các tác vụ khác.
Tập lệnh bao gồm lệnh cơ bản (Basic Instructions) và lệnh ứng dụng. Lệnh ứng dụng
được lập trình từ các lệnh cơ bản thực hiện những tác vụ cấp cao hơn (24 bộ lệnh) và được
cập nhật thường xuyên. Tập lệnh của các hãng khác nhau thì không giống nhau về từ khoá
(tên lệnh) nhưng tương tự nhau về hoạt động.
Lệnh được tạo bởi 2 phần: Tên lệnh và tham số lệnh.
Lệnh cơ bản chỉ có thể chỉ có tên lệnh, thực hiện chức năng rẽ nhánh, hợp nhánh.
Ngoài tên lệnh còn có thêm một hoặc hai tham số thực hiện các chức năng cơ bản.
Lệnh ứng dụng có ít nhất một tham số gồm tham số nguồn và tham số đích.
+ Tham số nguồn nhận tác động của lệnh.
+ Tham số đích dùng để lưu kết quả tác động của lệnh tương ứng.
2.7 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN PLC.
2.7.1. Cơ chế hoạt động.
Khi chương trình được nạp vào PLC chúng được đặt trong 1 vùng nhớ riêng được gọi là
bộ nhớ chương trình.
Bộ xử lý có thanh ghi bộ đếm lệnh dùng để trỏ đến lệnh kế tiếp sẽ được thi hành khi
CPU thực thi 1 lệnh nào đó. Khi 1 lệnh được lấy từ CPU thì nó được đặt vào thanh ghi

lệnh để giải mã thành các vi lệnh bên trong CPU.

SVTH:ĐỖ VĂN MẪN  Trang- 1
Ram ngõ
Vào

NgõlogicX00X
10X21
RAM ngõ ra
NgõlogicY00Y
10Y21
X
00o
X
001
Khối
ngõ vào
y
000
y
001
y
002
Khối
ngõí ra
Chương trình điều
khiển Ram hay
EEPROM
BướcLệnh
000LDX000001A

NDX001002OUT
Y000 N
ENDThực hiện
sao chép vaì tråí
vãö âáöu chæång
trçnh
Hệ thống bus
Trạng thái
ngõ vào
được lưu
vào Ram
Trạng thái
ngõ ra được
lưu vào khối
ngõ ra
CPU
ALUThanh
Ghi
Thanh ghi
lệnh
LD X000Bộ
đệm
lệnh
000
Ngõ vào
Ngõ ra
Xử lý tín hiệu trong CPU