Tiểu luận PLC Tìm hiểu xe điện trở hàng , di chuyển trên đoạn AB

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HĨA

BÁO CÁO CHUN ĐỀ
CHUN NGÀNH : Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện công
nghiệp
HỌC PHẦN : Điều khiển lập trình và PLC + BTD
Giảng viên hướng dẫn : TS Đàm Khắc Nhân
Nhóm sinh viên: Nhóm 2
Sinh viên thực hiện/MSV:

Lớp : D14TDH&DKTBCN4

HÀ NỘI, …../2022


Nhiệm vụ mơn học
Đề tài mơn học : Tìm hiểu xe điện trở hàng , di chuyển trên đoạn AB :
“ Ấn Start: Xe chạy từ điểm A đến điểm B. Đến B gặp cảm biến SB xe dừng lại 20s
rồi lùi về A. Về đến A xe gặp cảm biến S A thì dừng lại 15s rồi lại quá trình tiến về B.
Quá trình lặp lại cho đến khi ấn nút Stop (Mỗi lần xe chạy từ A đến B rồi lùi về tới A
được tính là 1 vịng). Biết rằng ban đầu xe đang ở vị trí A, nút Start là nút ấn dạng NO,
nút Stop là nút ấn dạng NC, thiết bị điều khiển là PLC S7-1200 ”


Lời mở đầu
Hiện nay sự phát triển của khoa học thế giới diễn ra nhanh chóng, cùng với sự ra
đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng tiến bộ ở những nước phát triển. Đặc
biệt trong những năm gần đây kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều cơng
nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế những công nghệ cũ.
Để bắt kịp khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng nhu cầu CNH-HĐH

của đất nước thì ngành cơng nghiệp của nước ta đang thấy đổi nhanh chóng. Các thiết
bị cơng nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, vi sử lý, điện tử, điện khí
nén đang được ứng dụng rông rãi trong công nghiệp như các dây truyền sản xuất nước
ngọt, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương trình CNC, các hệ thống
đèn giao thông,đèn đường, các hệ thống báo động.
Trong các trường đại học, cao đẳng và các trường trung học đã và đang đưa các
thiết bị hiện đại có khả năng lập trình được vào giảng dạy. Một trong những loại thiết
bị có ứng dụng mạnh mẽ và đảm bảo có độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động
PLC.
Với mong muốn có thêm những hiểu biết và hồn thiện hơn về tư duy lập trình
nhóm chúng em xin làm về đề tài : “ Tìm hiểu xe điện trở hàng , di chuyển trên đoạn
A B , dùng PLC s7 1200 ”


Mục lục
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC.........................................................1
1 .1. BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC..............................................................1
1.2 PHÂN LOẠI PLC SIEMENS.....................................................................................2
1.2.1 PLC LOGO Siemens......................................................................................3
1.2.2 PLC Siemens S7-200.....................................................................................3
1.2.3 PLC Siemens S7-1200/1500..........................................................................3
1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC PLC...............................................................4
CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU HỆ THỐNG XE ĐIỆN TỰ HÀNH.................................5
2.1 Tổng quan về xe tự hành AGV..........................................................................5
2.2 NGUYÊN LÝ XE TỰ HÀNH AGV............................................................................5
2.3 NHỮNG ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA XE TỰ HÀNH AG..............................................6
CHƯƠNG 3 : SƠ ĐỒ MẠCH LỰC VÀ GIẢI QUYẾT BÀI TỐN U CẦU.....9
3.1 PHÂN TÍCH U CẦU.............................................................................................9
3.2 PHÂN TÍCH U CẦU.............................................................................................9
3.3 SƠ ĐỒ MẠCH LỰC................................................................................................10

3.3.1 Các thiết bị trong mạch lực :.......................................................................10
3.3.2 Nguyên lý hoạt động....................................................................................11
CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH VÀ MÔ PHỎNG............................................................11
4.1

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TIA PORTAL................................................................11

4.1.1 Tổng quan về tia portal.................................................................................11
4.1.2 Các thành phần trong bộ cài đặt TIA Portal.................................................12
4.2 MÔ PHỎNG XE TỰ HÀNH ....................................................................................12
4.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG..........................................................................................15
KẾT LUẬN................................................................................................................19
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................19


Danh sách các hình vẽ

Hình 1.1 Hình dạng thực tế của các loại PLC
Hình 1.2 Ngun lí hoạt động của PLC
Bảng 3.1 Bảng phân chia thiết bị input , output
Hình 3.1 Giản đồ thời gian của xe điện tự hành
Hình 3.2 Sơ đồ mạch lực
Hình 4.1 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.2 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.3 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.4 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.5 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.6 Mơ phỏng kết quả .
Hình 4.7 Mơ phỏng kết quả .

Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

CHƯƠNG I : Giới thiệu chung về PLC

1 .1. Bộ điều khiển logic khả trình PLC
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Logic Controller) đã được
thiết kế lần đầu tiên vào năm 1968 bởi một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motors
vào năm 1968 nhằm thay thế những mạch điều khiển bằng Rơle và thiết bị điều khiển
rời rạc cồng kềnh. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm
tay (Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời năm 1969. Điều này đã tạo
ra một bước nhảy thật sự cho kĩ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này các hệ
thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản là thay thế hệ thống Relay và dây nối
trong hệ thống cổ điển. Qua quá trình vận hành các nhà thiết ké đã từng bước tạo ra
tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang.
Đến giữa thập niên 70, công nghệ PLC nổi bật nhất là điều khiển tuần tự theo chu kỳ
và theo bit trên nền tảng của CPU. Thiết bị AMD 2901 và AMD 2903 trở nên ngày
càng phổ biến. Lúc này phần cứng cũng phát triển: bộ nhớ lớn hơn, số lượng ngõ
vào/ra nhiều hơn, nhiều loại module chuyên dụng hơn. Sự phát triển của hệ thống phần
cứng và phần mềm từ năm 1975, đến nay đã làm cho PLC phất triển mạnh mẽ hơn với
các chức năng mở rộng. Vào năm 1976, PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra ở
xa bằng kỹ thuật truyền thông, khoảng 200 mét.
Đến thập niên 80, bằng sự nỗ lực chuẩn hóa hệ giao tiếp với giao diện tự động hóa,
hãng General Motors cho ra đời loại PLC có kích thước giảm, có thể lập trình bằng
biểu tượng trên máy tính cá nhân thay vì thiết bị lập trình đầu cuối chuyên dụng hay
lập trình bằng tay. Đến thập niên 90, những giao diện phần mềm mới có cấu trúc lệnh
giảm và cấu trúc của những giao diện được cung cấp từ thập niên 80 đã được đổi mới.
Cho đến nay PLC đã có thể lập trình bằng ngơn ngữ cấu trúc lệnh (STL), giản đồ

hình thang (LAD). Sơ đồ khối (FBD). Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như:
siemens, Allen-Bradley, General motor, Omron, Mishubishi, Modicon, LG, ABB,
Koyo…
PLC của Siemens gồm có các họ: Simatic S5, Simatic S7, Simatic S500/505. Mỗi
họ PLC có nhiều phiên bản khác nhau, chẳng hạn như: Simatic S7 có S7-200, S7-300,
S7-400… Trong đó mỗi loại S7 có nhiều loại CPU khác nhau như S7-300 có CPU
312, CPU 314, CPU 316, CPU 315-2DP, CPU 614…
a) Ưu nhược điểm của PLC
Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các hệ thống
điều khiển bằng relay, contactor thông thường. Ta hãy thử so sánh ưu nhược điểm của
hai hệ thống trên:
- Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn
6


Báo cáo chun đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

- Cơng suất tiêu thụ ít hơn
- Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn
- Bảo trì hệ thống và sửa chữa dễ dàng. Chương trình tác dộng đến bên trong bộ PLC
có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng xem xét việc thực hiện và giải quyết
tại chỗ những vấn đề liên quan đến sản xuất, các trạng thái thực hiện có thể nhận biết
dễ dàng bằng cơng nghệ điều khiển chu trình trước đây. Như thế, người lập trình
chương trình thực hiện việc nối PLC với cơng nghệ điều khiển chu trình.
- Độ bền và tin cậy vận hành cao
- Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng
- Có thiết bị chống nhiễu
b) Nhược điểm của PLC:

- Do chưa có tiêu chuẩn hóa nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngơn ngữ
lập trình khác nhau, dẫn đến tính thiếu thống nhất tồn cục về hượp thức hóa. Trong
các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá một bộ PLC đắt hơn việc sử dụng bằng
phương pháp rơle:- Giá thành.
- Cần một chuyên để thiết kế chương trình cho PLC hoạt động,
- Các yêu cầu cố định đơn giản thì không cần dùng PLC.
- PLC sẽ bị ảnh hưởng khi hoạt động ở môi trường nhiệt độ cao và bị rung lắc mạnh.
1.2 Phân loại PLC Siemens

Hình 1.1 Hình dạng thực tế của các loại PLC
Siemens PLC hiện nay có các biến phổ dòng là: LOGO !, S7-200, S7-300, S7-400,
S7-1200 và S7-1500. PLC Siemens thiết lập là chính điều khiển cho hệ thống tích hợp
giải pháp trong các nhà máy sản xuất và công ty công nghiệp.
7


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

1.2.1 PLC LOGO Siemens
Nhắc đến LOGO Siemens ta nghĩ ngay đến sự đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn, ổn
định, bền đẹp. Chuyên dùng cho các ứng dụng vừa và nhỏ. Phần mềm và ngơn ngữ lập
trình đơn giản, giá thành lại hợp lý.
1.2.2 PLC Siemens S7-200
PLC Siemens S7-200 là dòng sản phẩm kế cận của LOGO. Siemens xếp S7-200 vào
dòng PLC cỡ nhỏ (Micro PLCs). Tuy nhiên nó cung cấp khả năng đủ cho nhiều loại
ứng dụng điều khiển khác nhau. PLC S7-200 hỗ trợ đầy dủ các lệnh như logic, bộ
đếm, bộ định thời, các phép tính tốn học phức tạp và các hàm truyền thơng.
1.2.3 PLC Siemens S7-1200/1500

Đây là dịng PLC thay thế S7 200, thuộc dòng PLC nhỏ, được dùng cho máy móc,
dây chuyền nhỏ hoặc các hệ thống nhỏ, được trang bị các chức năng đầy đủ như truyền
thông, analog, HSC, PWM/PTO,…Tính năng đầy đủ, lập trình đơn giản và giá thành
rẻ nên S7 1200 có mức độ phổ biến cao, được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp.
Hiện nay dòng S7 1200 đang là dòng được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng
sử dụng PLC của Siemens.
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để
điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết họp
giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1200
trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng
khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích họp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ ra
trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ. Sau khi
người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu để
giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các ngõ vào và
làm thay đổi ngõ ra theo ỉogic của chương trình người dùng, có thể bao gồm các hoạt
động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép tốn phức họp và việc truyền
thông với các thiết bị thông minh khác
PLC S7 1200 có cấu trúc phần cứng gồm: module nguồn, module CPU, module IO,
module signal board, module truyền thông.
- PLC S7 1200 có thể kết nối tối đa 8 module IO và 3 module truyền thông chuẩn Rs
422, Rs 232, Rs485.
- PLC S7 1200 có thể kết nối tối đa 146 đầu vào, 147 đầu ra số hoặc 67 đầu vào analog
hoặc 33 đầu ra analog.
- PLC S7 1200 còn hỗ trợ 6 bộ đếm tốc độ cao HSC và 4 kênh phát xung PWM
- PLC S7 1200 có tích hợp sẵn cổng truyền thông profinet hỗ trợ giao thức Profinet để
kết nối mạng profinet
8

Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

- PLC S7 1200 tích hợp thêm 3 module truyền thơng hỗ trợ giao thức truyền thơng
Profibus, Modbus…
- PLC S7 1200 có phép mở rộng thêm 4DI/4DO hoặc 1 AI/1AO thông qua Signal
Board gắn trực tiếp trên module CPU.
- PLC S7 1200 tích hợp khe cắm thẻ nhớ SIMATIC.
Đây dòng PLC cỡ trung, với khả năng tính tốn nhanh hơn, quản lý số lượng I/O
nhiều hơn nên phù hợp với các ứng dụng vừa và lớn, thường dùng cho dây chuyền, hệ
thống vừa và lớn. Giá thành cao hơn nên PLC S7-300 chỉ phù hợp với các ứng dụng
lớn có chi phí cao hơn
1.3 Nguyên lý hoạt động của các PLC
Các PLC sẽ có nguyên lý vận hành như sau: CPU sẽ điều khiển các hoạt động bên
trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó
sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các
trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi và toàn bộ các hoạt
động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

Hình 1.2 Ngun lí hoạt động của PLC

9


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Chương 2 : Tìm hiểu hệ thống xe điện tự hành

2.1 Tổng quan về xe tự hành AGV
Cơng nghệ AGV, cịn được nhắc đến là công nghệ xe tự hành, đề cập đến các robot
di động, không người lái hỗ trợ vận giao hàng hóa trong các mơi trường cơng nghiệp
và thương mại không giống nhau.
Những robot này được điều khiển bằng máy tính và cơng việc mà khơng cần người
lái hoặc người vận hành trên tàu. Chúng dựa trên bánh xe và di chuyển dọc theo sàn
nhà với mục đích độc nhất là vận tải và lưu giữ các loại tải trọng một cách đáng tin cậy
và an toàn.
Những phương tiện robot này có nhiều khả năng chịu tải và một vài có thể vận
chuyển trọng tải lớn lên tới vài nghìn kg. Được vận hành bằng pin, chúng có chi phí
bảo trì tương đối thấp và thân thiện với mơi trường. Những chiếc xe này cũng có thể
cơng việc trong khơng gian lối đi rất chật hẹp, địa điểm khoảng sáng gầm xe là ít ra
tuyệt đối.
Có nhiều tiện ích khi sử dụng công nghệ xe tự hành trong công nghiệp và sản xuất,
chẳng hạn như:
+ Tăng tính an tồn: Được đảm bảo với việc loại bỏ yếu tố lỗi do con người và các
cảm biến chống va chạm.
+ Tăng năng suất: AGV có thể cơng việc hầu như liên tục, chỉ dừng lại để sạc lại
hoặc thay pin khi cần thiết. Không giống như những người điều khiển phương tiện
giao thông chúng ta, họ không bị ốm hoặc xin nghỉ phép.
+ Tăng độ chính xác: AGV cực kỳ chính xác với việc dùng các cảm biến, quang học
và chỉ dẫn laser trên bo mạch. Sản phẩm có thể được vận chuyển và định vị trong một
phần nhỏ của centimet.
+ Ít tốn kém hơn FAS (Hệ thống tự động hóa cố định): cho dù cơng nghệ FAS có vị trí
thích hợp riêng khi nói đến một vài phần mềm nhất định, VD như dây đai băng tải,
nhưng nó có thể trở nên khá tốn kém và nó khơng di động hoặc khơng thể thích ứng
được như các bộ máy AGV.
+ Giảm chi phí lao động: Khơng cần trả lương cho robot, cũng giống như làm thêm
giờ hoặc tiền thưởng. Ngoài ra cịn giảm chi phí phát sinh do hư hỏng hàng hóa vì

AGV chính xác hơn và chính xác hơn.
+ Tính linh hoạt và dễ dàng tùy chỉnh: tùy thuộc vào loại hệ thống định vị AGV,
nhiệm vụ và tuyến đường của xe có thể được điều chỉnh gấp rút và dễ dàng.
2.2 Nguyên lý xe tự hành AGV
10


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Xe tự hành làm việc bằng cách dùng một vài phương pháp khác nhau, nhưng tuân
theo cùng một nguyên tắc căn bản để hoạt động; xe đi theo một con đường và một cảm
biến đưa ra phản hồi cho bộ máy điều khiển.
a) Định tuyến dựa trên dây
Một trong những bộ máy cơ bản nhất để giữ cho xe tự hành đi đúng hướng là đặt một
sợi dây trong nền bê tông để phát ra tín hiệu vơ tuyến cho xe chạy theo. Một rãnh nông
được cắt dọc theo con đường dự định trong nhà kho nơi xe dự định công việc. Một dây
có cơ hội làm ra tín hiệu cho AGV đi theo được nhúng vào sàn.
Một khi nắm rõ ràng được đường đi, một cảm biến trên xe có thể được dùng để phát
hiện tín hiệu truyền từ dây. Đây chính là một hệ thống đơn giản nhưng không dễ chỉnh
sửa sau khi đường dẫn đã được cài đặt bởi vì dây được gắn cố định trong sàn.
b) Định hướng bằng thị giác
Bộ máy chỉ dẫn thị giác sử dụng thị giác máy tính để giải thích mơi trường xung
quanh xe tự hành. Điều này mang lại nhiều lợi thế so sánh với hệ thống dựa trên
đường dẫn. Nó tạo ra năng lực không giới hạn số lượng đường dẫn, tăng đạt kết quả tốt
và tiết kiệm thời gian giữa các tác vụ. Hệ thống định hướng thị giác không cần chỉnh
sửa cơ sở hạ tầng của nhà máy. Nó ghi lại các đặc điểm trong mơi trường của nó và
dùng nội dung đó để trình bày mơi trường xung quanh nó. Cho dù bộ máy thị giác khó
hiểu hơn nhưng nó giúp tiết kiệm một vài khoản chi vì khơng cần chỉnh sửa thêm để

nó thực hiện vai trị dự định.
c) Định hướng bằng laser
Bộ máy dẫn đường bằng laser dựa trên tia laser quay để phân phối thông tin quan
trọng cho bộ phận điều khiển trên xe. Đơn vị laser phát ra các xung laser trong bán
kính 360 độ. Nó nhận lại chùm tia vào hệ thống và sử dụng nó để vạch ra mơi trường
xung quanh.
Laser rất phức tạp tuy nhiên cho độ chuẩn xác cao và có thể thích ứng với mơi trường
chỉnh sửa. Khả năng thích ứng với môi trường xung quanh làm cho AGV dẫn đường
bằng laser trở nên cực kỳ linh hoạt.
2.3 Những ứng dụng thực tế của xe tự hành AG
Ứng dụng của xe tự hành AGV được xuất hiện trong hầu hết các ngành sản xuất
bao gồm các nhà máy, dây chuyền lắp ráp, kho thông minh, kho thương mại điện tử,
logistic, bệnh viện, trung tâm thương mại, siêu thị…
a) Sản xuất – cung ứng vật tư
Phân phối bán thành phẩm, sản phẩm giữa các khâu của dây chuyền sản xuất, lắp
ráp. Xe tự hành AGV kéo hàng đi khắp nhà xưởng, kết nối giữa các cơng đoạn một
cách nhanh chóng. Robot kéo hàng thay thế hệ thống băng tải, sàn nâng, bàn nâng
truyền thống vốn tốn nhiều diện tích, khơng gian và khó khăn trong lắp đặt, dịch
chuyển khi thay đổi quy mô sản xuất.
11


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

b) Vận chuyển, loại bỏ chất thải để tái chế
Xe tự hành AGV vận chuyển các thùng, sọt, giỏ chất thải rắn, thùng chất thải lỏng
từ các khu vực gia công, chế biến đưa ra khu vực tập kết rác thải theo lộ trình được lập
sẵn. Trong các bệnh viện, xe tự hành AGV có thể đảm nhiệm nhiệm vụ cung cấp vật

tư, thiết bị y tế cho các phòng chức năng, phòng điều trị và thu hồi rác thải tự động.
Giảm sự tham gia của con người đáng kể, nhất là trong tình hình dịch bệnh hiện nay.
c) Thực hiện cơng tác lưu kho
Xe AGV được sử dụng để vận chuyển các sản phẩm từ cuối dây chuyền sản xuất về
kho tập kết một cách tự động. Sản phẩm được lưu trữ trong các kho thơng minh sẽ
giúp tăng tính tự động cho nhà máy của bạn.
2.4 Ưu Nhược điểm của xe tự hành AGV
a) Ưu điểm
– Loại bỏ việc tăng lương và phúc lợi: Khi một chiếc máy đã hoạt động đủ lâu để thu
lại khoản đầu tư ban đầu, bất kỳ khoản tiền thu thêm nào mà việc sử dụng nó mang lại
đều là lợi nhuận thuần túy (khơng bao gồm chi phí bảo trì , sửa chữa và tiêu thụ năng
lượng). Cịn chi phí cho lao động ln có xu hướng tăng và thay đổi theo địa phương.
– Trách nhiệm giải trình: Khi một sản phẩm được tích hợp với AGV, nó sẽ được theo
dõi để giảm thiểu tình trạng “thất lạc” sản phẩm hoặc va chạm tai nạn khơng đáng có
do lơ là, mất tập trung…
– Cân bằng dây chuyền tự động: Trong môi trường sản xuất với nhiều hoạt động được
triển khai tự động hóa, AGV dễ dàng tích hợp và hỗ trợ cân bằng dây chuyền sản xuất.
– Tính linh hoạt: Đường đi của AGV có thể thay đổi khi nhu cầu sản xuất hoặc quy mơ
thay đổi.
– Ít hạn chế hơn: Chuyển vùng tự do, AGV nhỏ gọn phù hợp với lối đi nhỏ, tiết kiệm
diện tích.
b) Nhược điểm
Với rất nhiều ưu điểm nhưng AGV cũng không tránh khỏi nhược điểm. Chủ yếu
liên quan tới chi phí và ứng dụng chính của nó.
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Dù giảm chi phí lao động và năng suất, nhưng chi phí
để mua 1 AGV khá cao. Nhất là sử dụng trong ngắn hạn. Nó có thể đắt hơn so với
việc thuê nhân viên hoặc sử dụng thiết bị như xe nâng. Vì vậy, chỉ nên đầu tư xe tự
hành khi đã chuẩn bị vốn và kế hoạch phát triển kinh doanh.
– Chi phí bảo trì: Như với bất kỳ thiết bị nào, AGV sẽ cần được bảo dưỡng định kỳ
và sửa chữa không thường xuyên. Và mặc dù các AGV sẽ không được vận hành trực

tiếp bởi nhân viên, nhưng chắc chắn sẽ có một số thời gian ngừng hoạt động do nhân
viên được đào tạo và triển khai các AGV. Đây không hẳn là một “bất lợi”, nhưng nên
tính đến khả năng phát sinh chi phí liên tục khơng thường xun.
– Khơng thích hợp cho các nhiệm vụ khơng lặp lại: AGV có ý nghĩa nhất trong các
hoạt động giải quyết các thao tác lặp đi lặp lại vì đó là những gì chúng được lập trình
12


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

để làm. Nếu các nhiệm vụ trong hoạt động của bạn có xu hướng khơng lặp lại, thì sẽ
tiết kiệm hơn nếu bạn sử dụng xe nâng hoặc các thiết bị hỗ trợ khác.
– Giảm tính linh hoạt: AGV chỉ hoạt động theo hệ thống và quy trình đặt trước. Một
nhân viên có thể hỗ trợ nhân viên khác khi họ có việc bận, đó là tính linh hoạt chuyển
đổi giữa các nhiệm vụ.

13


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Chương 3 : Sơ đồ mạch lực và giải quyết bài toán yêu cầu

u cầu bài tốn : Lập trình xe tự hành dùng S7 1200
“ Một xe điện tự hành chạy trên đoạn đường thẳng từ A đến B như sau:
Ấn Start: Xe chạy từ điểm A đến điểm B. Đến B gặp cảm biến SB xe dừng lại 20s rồi

lùi về A. Về đến A xe gặp cảm biến S A thì dừng lại 15s rồi lại quá trình tiến về B. Quá
trình lặp lại cho đến khi ấn nút Stop (Mỗi lần xe chạy từ A đến B rồi lùi về tới A được
tính là 1 vịng). Biết rằng ban đầu xe đang ở vị trí A, nút Start là nút ấn dạng NO, nút
Stop là nút ấn dạng NC, thiết bị điều khiển là PLC S7-1200 ”
3.1 Phân tích yêu cầu
- Lựa chọn thiết bị :
Sử dụng PLC s7 1200 dạng DC/DC/DC .
+ Điện áp nguồn cung cấp cho PLC là dòng điện một chiều 24V ( DC )
+ Tính hiệu điện áp vào INPUT của PLC là tín hiệu điện một chiều ( DC )
+ Tín hiệu điện áp ra OUTPUT của PLC là tín hiệu điện một chiều ( DC )
- Thay xe tự động bằng động cơ điện một chiều có đảo chiều quay . Để hỗ trợ đảo
chiều quay , ta sử dụng rơ le 1 và rơ le 2 .
3.2 Phân tích yêu cầu
+ Bảng thiết bị INPUT , OUTPUT ,
Bảng 3.1 Bảng phân chia thiết bị input , output
INPUT
START : I0.0

OUTPUT
- Xe chạy từ A tới B : Q0.0

STOP : I0.1
Cảm biến SA : I1.0

- Xe chạy từ B tới A : Q0.1

Cảm biến SB : I1.1
+ Giản đồ thời gian theo nguyên lí hoạt động của bài tốn .
Theo ngun ký của xe tự hành , ta xây dựng được giản đồ thời gian :

14


Báo cáo chun đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Hình 3.1 Giản đồ thời gian của xe điện tự hành
3.3 Sơ đồ mạch lực

Hình 3.2 Sơ đồ mạch lực
3.3.1 Các thiết bị trong mạch lực :
15


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

- PLC s7 1200 DC/DC/DC
- Nguồn điện một chiều 24VDC .
- Rơ le trung gian .
- Nút nhấn .
- Cảm biến SA và SB .
- Sử dụng động cơ điện một chiều có đảo chiều , để thay thế cho xe tự hành .
3.3.2 Nguyên lý hoạt động
- Khi ta tác động vào nút nhấn start , stop ( nút nhấn thay đổi trạng thái) , có dịng điện
24VDC vào chân I0.0 , I0.1 cung cấp tín hiệu cho PLC , làm cho PLC hoạt động theo
chương trình lập trình .
- Khi xe chạy tới B gặp cảm biến SB thì xe dừng 20s , sau đó chạy từ B về A . Tới A

gặp cảm biến SA , xe dừng lại 15 giây , sau đó tới B . Chương trình lặp đi lặp lại , cho
tới khi nhấn nút stop .
- Khi có tín hiệu ra OUTPUT ở chân Q0.0 . Q0.1 . Dòng điện chạy từ chân output ,
qua cuộn hút của rơ le tới chân 3M trên PLC . Lúc này cuộn hút của rơ le hoạt động
làm cho khóa trong Rơ le từ hở thành kín .Khi đó , nếu có tín hiệu ra chân Q0.0 , rơ le
2 hoạt động , động cơ quay chiều từ A tới B . Nếu có tín hiệu ra chân Q0.1 , rơ le 1
hoạt động , động cơ quay chiều từ B tới A .

CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH VÀ MƠ PHỎNG

4.1 Giới thiệu phần mềm Tia Portal
4.1.1 Tổng quan về tia portal
TIA PORTAL viết tắt của Totally Integrated Automation Portal là một phần mềm
tổng hợp của nhiều phần mềm điều hành quản lý tự động hóa, vận hành điện của hệ
thống. Có thể hiểu, TIA Portal là phần mềm tự động hóa đầu tiên, có sử dụng chung 1
mơi trường/ nền tảng để thực hiện các tác vụ, điều khiển hệ thống.
TIA Portal - Tích hợp tự động tồn diện là phần mềm cơ sở cho tất cả các phần
mềm khác phát triển: Lập trình, tích hợp cấu hình thiết bị trong dải sản phẩm. Đặc
điểm TIA Portal cho phép các phần mềm chia sẻ cùng 1 cơ sở dữ liệu, tạo nên tính
thống nhất, tồn vẹn cho hệ thống ứng dụng quản lý, vận hành.
TIA Portal tạo môi trường dễ dàng để lập trình thực hiện các thao tác:
16


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

1. Thiết kế giao diện kéo nhã thông tin dễ dàng, với ngôn ngữ hỗ trợ đa dạng.
2. Quản lý phân quyền User, Code, Project tổng quát.

3. Thực hiện go online và Diagnostic cho tất cả các thiết bị trong project để xác
định bệnh, lỗi hệ thống.
4. Tích hợp mơ phỏng hệ thống.
5. Dễ dàng thiết lập cấu hình và liên kết giữa các thiết bị Siemens.
Hiện tại phần mềm TIA Portal có nhiều phiên bản như TIA Portal V14,TIA Portal
V15, TIA Portal V16 và mới nhất là TIA Portal V17. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà
người dùng sẽ lựa chọn cài đặt TIA portal phiên bản tương ứng.
4.1.2 Các thành phần trong bộ cài đặt TIA Portal
Phần mềm TIA Portal được Siemens phát triển với nhiều thành phần giúp người
dùng quản lý, lập trình PLC, HMI hiệu quả. Các thành phần có trong bộ TIA Portal:
- Simatic Step 7 professional và Simatic step 7 PLCSIM: Giải pháp lập trình và mơ
phỏng PLC S7-300, S&-400, Simatic S7-1200, Simatic S7-1500…
- Simatic WinCC Professional: Được dùng để lập trình màn hình HMI, và giao diện
SCADA.
- Simatic Start Driver: Được lập trình cấu hình Siemens.
- Sirius và Simocode: Thiết lập cấu hình và chuẩn đốn lỗi linh hoạt.
- Điều khiển chuyển động đơn trục và đa trục với hỗ trợ Scout TIA. Thư viện
Simatic Robot đầy đủ dữ liệu cho phép người dùng thiết lập cấu hình và hệ thống
nhanh chóng.
4.2 Mơ phỏng xe tự hành .
- Network 1 :
 Nút start ở dạng thường hở : I0.0
 Output M0.0 ở dạng SET . Khi I0.0 có tín hiệu vào M0.0 thì M0.0 set lên liên
tục . nếu muốn tắt thì phải dùng RESET , ở network 7 .

- NETWORK 2 :
 Output Q0.0 : xe chạy từ A tới B .
17

Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

 Output Q0.1 : xe chạy từ B tới A .

- Network 3 , Network 4
 Input cảm biến SB : I1.1 .
 M1.1 dạng set , vì tín hiệu cảm biến rất ngắn . Nên ta cần có SET để lưu trạng thái
vào khi có tín hiệu từ cảm biến SB .
 Dùng timer để đếm thời gian . Khi xe tới B gặp cảm biến SB thì xe dừng 20
giây . Sau 20 giây thì xe chạy quay về A .

- Network 5 , network 6 :
+ INPUT cảm biến SA : I1.0 .
+ Dùng timer TON để đếm thời gian dừng . Khi xe từ B về A thì xe dừng 15 giây rồi
tiến đến B .

18


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

- Network 7 :
+ Nút nhấn stop I0.1 , sau khi I0.1 thay đổi trạng thái thì bộ nhớ tạm thời M0.0
( network 1 ) bị reset về trạng thái bạn đầu .
+ M1.1 , M1.0 : RESET trạng thái nhớ khi có tín hiệu từ cảm biến SB và cảm biến
SA .

19


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

4.3 Kết quả mơ phỏng

Hình 4.1 Mơ phỏng kết quả .

Hình 4.2 Mơ phỏng kết quả .

20


Báo cáo chun đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Hình 4.3 Mơ phỏng kết quả .

Hình 4.4 Mơ phỏng kết quả .

21


Báo cáo chun đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Hình 4.5 Mơ phỏng kết quả .

Hình 4.6 Mơ phỏng kết quả .

22


Báo cáo chun đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Hình 4.7 Mơ phỏng kết quả .

23


Báo cáo chuyên đề nhóm 2

Lớp : D14TĐH&ĐKTBCN4

Kết luận
Qua quá trình học tập tìm hiểu và hồn thiện đề tài đã giúp cho chúng em có thể
hồn thiện thêm về tư duy lập trình và có những cái nhìn khách quan hơn về ứng dụng
của việc lập trình PLC S7-1200 trong thực tiễn cuộc sống.Lời cuối cùng nhóm em
cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đàm Khắc Nhân đã tận tình hướng dẫn
chúng em trong thời gian làm báo cáo.
Dù vậy bài báo cáo của nhóm chúng em vẫn cịn nhiều thiếu sót mong q thầy
cơ có thể góp ý để nhóm chúng em có thể hồn thiện hơn.

Tài liệu tham khảo
1. Tự động hoá SIMATIC S7-1200 với TIA PORTAL- Trần Văn Hiếu
2. Lập trình với PLC S7-1200 và S7-1500 -PGS TS.Ngô Văn Thuyên và TS. Phạm
Quang Huy
3. Https://mbn.edu.vn
4. Https://plctech.com.vn
5. Https://hi-techsolutions.com.vn

24