Đề tài điều khiển ngã tư đèn giao thông

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.75 MB, 59 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù gặp phải rất nhiều những vấn đề khó khăn song với sự hướng dẫn của thầy <b>ĐỗThành Hiếu </b>cùng với sự chỉ bảo của các thầy cơ giáo Khoa Cơ khí và sự nỗ lực không ngừng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên, do kiến thức của em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành từ phía thầy <b>Đỗ ThànhHiếu</b>, cùng các thầy cơ giáo Khoa Cơ khí và các bạn đọc để đề tài này của em ngày càng hoàn thiện và phát triển lên mức cao hơn trong thời gian gần nhất.

Sau 1 thời gian thực hiện đề tài tại khoa, em đã được học hỏi rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức. Các thầy cô giáo trong khoa đã nhiệt tình chỉ bảo. Đặc biệt là sự hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy <b>Đỗ Thành Hiếu </b>đã giúp em hoàn thành đề tài này.

Em xin chân thành cám ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>LỜI NÓI ĐẦU</b>

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế là tốc độ ra tăng không ngừng về các loại phương tiện giao thông. Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện giao thông đã dẫn đến tinh trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên. Vấn đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điều khiển giao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một giải pháp.

Xuất phát từ những nhu cầu thực tế và những ham muốn

<i><b>hiểu biết về lĩnh vực này , nhóm em đã chọn đồ án đề tài: “Điềukhiển ngã tư đèn giao thông” </b></i>

<b>Dưới sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của thầy Đỗ Thành</b>

<b>Hiếu cùng </b>với sự cố gắng của bản thân, sự tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến nay đồ án của em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót khi thực hiện đồ án này. Vì vậy chúng em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

<b> Hoàng Tuấn Vũ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

2.1.2 Giản đồ thời gian...41

2.1.3 Sơ đồ kết nối IN/OUT...42

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT</b>

<b>1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG 1.1.1 Định nghĩa </b>

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, xã hội ngày càng văn minh và hiện đại, sự phát triển ở đô thị ngày một đi lên. Nhu cầu về giao thông ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vực thành thị. Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loại phương tiện giao thông đã tăng một cách chóng mặt. Riêng tại Việt Nam số lượng xe máy trong những năm qua tăng một cách đột biến, mật độ xe lưu thông trên đường ngày một nhiều, trong khi đó hệ thống đường xá tại Việt Nam còn quá nhiều hạn chế nên thường gây ra các hiện tượng như kẹt xe, ách tắc giao thông, đặc biệt là tai nạn giao thông ngày càng phổ biến trở thành mối hiếm họa cho nhiều người.

Vì lý do đó các luật giao thơng lần lượt ra đời và được đưa vào sử dụng một cách lặng lẽ rồi dần trở nên phố biến như hiện nay. Trong đó hệ thống đèn giao thông là công cụ điều khiến giao thông công cộng thực tế và hiệu quả có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn và giảm thiếu tai nạn giao thông.

<b>1.1.2 Ứng dụng mạch điều khiển</b>

Với mạch dùng IC sổ có các ưu điểm sau:

- Tổn hao công suất bé, mạch có thế dùng pin hoặc acquy. - Giá thành rẻ.

- Mạch đơn giản dễ thực hiện. Song với việc sử dụng kỹ thuật số rất khó khăn trong việc thay đổi chương trình. Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của chương trình thì buộc lòng phải thay đối phần cứng. Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được nhờ phương pháp này.

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lý, vi điều khiển hay PLC đã giải quyết được những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC số kết nối lại không thực hiện được.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i>1.1.2.2 Vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lí</i>

Ngồi những ưu điếm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC số thì phương pháp dùng kỹ thuật vi xử lý con có những ưu điểm sau:

Ta có thế thay đổi chương trình một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm trong khi đó phần cứng khơng thay đổi mà mạch dùng IC số không thế thực hiện được mà nếu có thế thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người cơng nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm.

Số linh kiện đế sử dụng trong mạch ít hơn.

Mạch đơn giản hơn so với mạch dùng IC số. Song do phần cứng của vi xử lý chỉ sử dụng CPU đơn chíp mà khơng có các bộ nhớ Ram, Rom, các bộ timer, hệ thống ngắt. Nên việc viết chương trình gặp nhiều khó khăn. Do vậy hiện nay đế khắc phục những nhược điểm trên hiện nay người ta thường dùng bộ vi điều khiến.

<i>1.1.2.3 Điều khiến bằng vi điều khiến</i>

Ngoài những ưu điểm có của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điếm sau:

- Trong mạch có thế sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lý không thực hiện được.

- Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lý cũng giao tiếp được nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyến đối dữ liệu từ song song sang nối tiếp đế giao tiếp với máy tính. Do trong vi điều khiển có sử dụng các bộ timer, các hệ thống ngắt, câu lệnh đơn giản nên việc lập trình đơn giản, dễ thực hiện.

- Phù hợp với kiến thức của sinh viên.

<i>1.1.2.4 Điều khiển bằng PLC</i>

Với phương pháp điều khiến bằng PLC có những ưu điếm sau: - Làm việc chắc chắn, liên tục và có tuổi thọ cao.

- Chức năng điều khiến thay đối dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị xuất nhập.

- Có thế làm việc trong nhiều điều kiện khác nhau. - Hướng dẫn người sử dụng đơn giản.

-Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiến rất nhanh (vài ms). Tuy phương pháp này có nhiều ưu điếm hơn vi xử lý

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

nhưng việc áp dụng trong các hệ thống nhỏ là khơng thích hợp bởi giá thành rất cao.

Ví dụ hệ thống đèn giao thơng hiện nay

Hệ thống đèn giao thông tại ngã tư này gồm :

<i>- Không có chế độ phân làn xe ở các thời điếm.</i>

- Với các phương pháp đã nêu ở trên ở đây chúng em lựa chọn giải pháp điều khiển bằng vi điều khiển bởi đây là phương pháp phù hợp và tối ưu nhất với đề tài

Thiết kế hệ thống điều khiến đèn giao thông tại ngã tư dùng PLC gồm:

4 cột đèn, có đèn tín hiệu phân luồng rẽ trái trước.

Hiển thị thời gian đếm lùi trên led 7 thanh ở vị trí lưng trừng cột và trên đỉnh của cột đèn

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i>1.1.3.2 Yêu cầu của bài toán thiết kế hệ thống điều khiến đèn giaothơng</i>

Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không ngừng và hệ thống giao thông nước ta ngày càng phức tạp. Dần đến tình trạng ùn tắc và tai nạn giao thơng ngày càng gia tăng.

Vì vậy để đảm bảo giao thơng được an tồn và thơng suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu đế điều khiến và phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống điều khiến tín hiệu giao thơng cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Đảm bảo hoạt động một cách chính xác, liên tục trong thời gian dài.

- Độ tin cậy cao.

- Đảm bảo làm việc ốn định, lâu dài. - Dễ quan sát cho người đi đường. - Chi phí nhỏ, tiết kiệm năng lượng Xét bài tốn thì:

TH 1: Đèn 1 xanh sáng, đèn 2 đỏ sáng.

Khi đó hệ thống sẽ cho phép các hướng sau đi:

Nếu như không có phân làn, ưu tiên hướng đi thì dễ gây ra

Từ thực tế đó ta thiết kế hệ thống có thêm chỉ dẫn phân làn ưu tiên cho các hướng như sau: B1 đến C2 và D2 đến AI.

Giả sử có một ngã tư như hình vẽ:

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hiện thị thời gian dùng led 7 đoạn, Thông số HMI Đèn báo hướng ưu tiên dùng đèn led đơn.

Các đèn báo dùng led đơn.

Bàn phím để reset và đặt thời gian cho hệ thống (thời gian 1 chu kỳ đèn).

<i>1.1.3.4 Giải pháp thiết kế </i>

- Thiết kế mơ hình trên cad 2D và 3D - Lập trình trên phần mềm GX WOKS2 - Hiển thị thông số trên HMI Weintek

<i>1.1.3.5 Yêu cầu và giới hạn của hệ thống điều khiền đèn giao</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

+ Giá thành thấp tính ứng dụng trong thực tế cao.

- Đỏ: khi gặp đèn đỏ, tất cả các phương tiện đang lưu thông phải dừng lại ở phía trước vạch dừng, người đi bộ được sang đường.

- Xanh: Khi gặp đèn xanh , tất cả các phương tiện được phép đi và phải chú ý. Người đi bộ không được sang đường.

- Vàng: Đèn vàng là dấu hiệu của sự chuyển đổi tín hiệu. Khi đèn vàng bật sau đèn xanh nghĩa là chuẩn bị dừng. Khi đó các phương tiện phải dừng lại trước vạch dừng vì tiếp đó đèn đỏ sẽ sang, trường hợp đã vượt qua vạch dừng thì phải nhanh chóng cho xe rời khỏi.

<b>1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC </b>

<b>1.2.1. Giới thiệu chung về PLC</b>

Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp…người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời(rơle, timer, contactor…)lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điều khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi cơng, sửa chữa bảo trì do đó giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó. Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn được điều khiển cho một máy sản xuất cần phải hội tụ đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt….Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được (PLC) ra đời đã giải quyết được vấn đề trên. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên nó được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968. Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải thiện hệ thống đơn giản, gọn gàng, dễ

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỡ trợ cho việc lập trình. Đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay đầu tiên ra đời vào năm 1969. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhắm thay thế hệ thống relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trình dùng giản đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên 1970, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán hỗ trợ, vận hành với các dữ liệu cập nhập. Do sự phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính, nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở lên thuận tiện hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn. Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời gian, các thanh ghi và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau. Hoạt động của PLC hội tụ phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó ln cập nhập tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.

<i> Những ưu điểm của PLC:</i>

- Thiết bị chống nhiễu.

- Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu.

- Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong các nhà máy cơng nghiệp.

- Cấu trúc dạng module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa. - Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp.

- Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ gọn hơn mạch rơle mà chức năng vẫn tương đương.

- Giá thành cạnh tranh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Do các đặc điểm trên nên PLC cho phép người điều hành không mất nhiều thời gian nối dây phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập trình chương trình mới thay cho chương trình cũ. Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đưa ra hàng loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các tiêu chuẩn chính: dung lượng bộ nhớ và số tiếp điểm vào ra của nó. Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngơn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra.

<b> 1.2.2 PLC Mitsubishi FX1S-30MR</b>

Module PLC sử dụng trong đề tài là PLC FX1S-30MR do hãng mitsubishi sản xuất. PLC đã được tích hợp thêm bộ nguồn 24VDC bên trong.

PLC là viết tắt của “Programmable Logic Controller” hay còn có thể được gọi là Sequencer Controller

Một cách cụ thể, PLC có thể được hiểu là một thiết bị điện tử điều khiển hệ thống qua các cổng vào/ra và chương trinh trong bộ nhớ

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b><small>Hình 1.3: Bộ điều khiển PLC FX1S-30MR</small></b>

Cấu trúc PLC bao gồm “Bộ nhớ”, “Vùng xử lý trung tâm”, “Khối đầu vào”, “Khối đấu ra”, “Khối nguồn”.

PLC là một thiết bị điện tử có nhiều vi xử lý, tuy nhiên dưới góc độ người dùng chúng ta không cần quan tâm là các vi xử lý hoạt động ra sao mà có thể coi rằng PLC là một hệ thống tích hợp có sẵn các rơle, bộ đếm thời gian, bộ đếm số lựơng…

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b><small>Hình 1.4: Cấu trúc chung của PLC</small></b>

Ngồi các khối chính này, các PLC còn có các module phụ trợ như module kết nối mạng, các module điều khiển động cơ bước, module kết nối encoder,…vv

<i>1.1.2.3 Nguyên lý hoạt động của PLC</i>

Khi chạy một đoạn chương trình PLC chia làm 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Đọc tín hiệu đầu vào

Giai đoạn này bộ vi xử lý chụp lại trạng thái logic của các đầu vào rồi truyền hình ảnh nhận được vào bộ nhớ dữ liệu.

Giai đoạn 2: Thực hiện chương trình

Thực hiện các phép toán logic chứa trong bộ nhớ chương trình lần lượt từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng hình ảnh của trạng thái đầu vào chứa trong bộ nhớ dữ liệu. Kết quả của mỗi phép toán logic lại được lưu lại trong bộ nhớ dữ liệu.

Giai đoạn 3: Xuất kết quả ra

Sao chép lại toàn bộ các trạng thái logic hình ảnh của đầu ra lưu trong bộ nhớ dữ liệu ra các module đầu ra để điều khiển các thiết bị bên ngồi

Thu thập tín hiệu đầu vào

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b><small>Hình 1.5: Chu trình làm việc của PLC</small></b>

Bộ nhớ của FX1S-30MR được chia làm 3 vùng nhớ gồm:

+ Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình.

+ Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như địa chỉ trạm…

+ Vùng dữ liệu: là miền nhớ động, có thể truy cập theo từng bit, từng byte. Được dùng để lưu trữ các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng,các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ.

<i>1.1.2.5 Đặc tính kỹ thuật</i>

<b><small>Bảng 1.1: Đặc tính kỹ thuật của PLC</small></b>

Xử lí chương trình Thực hiện qt chương trình tuần hồn Phương pháp xử lí vào/ra ( I/O)

Cập nhập ở đầu và cuối chu kì quét ( khi lệnh END thi hành )

Có lệnh làm tươi ngõ ra Thời gian xử lí lệnh <sup>Đối với các lệnh cơ bản: 0,55:0,7µs</sup>

<i>Đối với các lệnh ứng dụng 3,7: khoảng 100µs</i>

Ngơn ngữ lập trình <sup>Ngôn ngữ ladder và </sup>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

thường <sup>Số lượng: 128</sup> <sup>Từ S0:S127</sup> Khởi tạo <sup>Số lượng: 10 ( tập </sup>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Loại: Cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu 16bit dùng cho thiết bị 32bit

Chốt Số lượng: 128

Từ D128:D255 Loại: Cặp thanh ghi lưu trữ dữ liệu

Dữ liệu chuyển từ biến trở điều chỉnh điện áp đặt ngoài vào thanh ghi

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<i>1.1.2.6 Định nghĩa chương trình</i>

Chương trình là một ch̃i các lệnh nối tiếp nhau được viết theo một ngôn ngữ mà PLC có thể hiểu được. Có ba dạng chương trình: Instruction, Ladder và SFC/STL. Không phải tất cả các công cụ lập trình đề có thể làm việc được cả ba dạng trên. Nói chung bộ lập trình cầm tay chỉ làm việc được với dạng Instruction trong khi hầu hết các cơng cụ lập trình đồ họa sẽ làm việc được ở cả dạng Instruction và Ladder. Các phần mềm chuyên dùng sẽ cho phép làm việc ở dạng SFC.

<i>1.1.2.7 Các thiết bị cơ bản dùng trong lập trình</i>

Có 6 thiết bị lập trình cơ bản. Mỡi thiết bị có cơng dụng riêng. Để dể dàng xác định thì mỡi thiết bị được gán cho một kí tự:

X: dùng để chỉ ngõ vào vật lý gắn trực tiếp vào PLC Y: dùng để chỉ ngõ ra nối trực tiếp từ PLC

T: dùng để xác định thiết bị định thì có trong PLC C: dùng để xác định thiết bị đếm có trong PLC

M và S: dùng như là các cờ hoạt động bên trong PLC

Tất cả các thiết bị trên được gọi là “Thiết bị bit”, nghĩa là các thiết bị này có 2 trạng thái: ON hoặc OFF, 1 hoặc 0

<b>1.2.3 Ngơn ngữ lập trình sử dụng trong đề tài</b>

Ngôn ngữ Instruction, ngôn ngữ dòng lệnh, được xem là ngơn ngữ lập trình cơ bản dễ học, dễ sử dụng. Nhưng cũng mất nhiều thời gian kiểm tra đối chiếu để tìm ra mối quan hệ giữa đoạn chương trình lớn với chức năng nó thể hiện. Hơn nữa, ngôn ngữ Instruction của từng nhà chế tạo PLC có cấu trúc khác nhau. Nếu sử dụng PLC của nhiều hãng khác nhau trên cùng một thiết bị có thể dẫn đến kết quả là phải làm việc trên tập lệnh ngôn ngữ Instruction không đồng nhất.

Một ngôn ngữ khác được ưa chuộng hơn là ngôn ngữ ladder, ngôn ngữ bậc thang. Ngôn ngữ này có dạng đồ họa cho phép nhập chương trình có dạng một sơ đồ mạch điện logic, dùng các ký hiệu điện để biểu diễn các contact logic đầu vào và relay logic đầu ra. Ngôn ngữ này gần gũi với người sử dụng hơn ngôn ngữ Instruction và được xem như như là ngôn ngữ cấp cao. Phần mềm lập trình sẽ

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

được biên dịch các ký logic trên thành mã máy và lưu vào bộ nhớ của PLC. Sau đó, PLC sẽ thực hiện các tác vụ điều khiển theo logic thể hiện trong chương trình.

<i>1.2.3.1 Cấu trúc của một lệnh chương trình</i>

Cấu trúc của một lệnh chương trình bao gồm một lệnh và một hoặc nhiều (trong trường hợp lệnh ứng dụng) những toán hạng, mà PLC sẽ tham chiếu tới các thiết bị đó. Một số lệnh được tự ý kích hoạt mà khơng có tốn hạng nào (đây là những lệnh dùng để điều khiển chương trình hoạt động trong PLC.

Mỡi lệnh đều được gán một số bước xác định trong chương trình. Điều này rất quan trọng vì nó dùng để xác định các lệnh giống nhau khi cùng tham chiếu đến cùng một thiết bị trong chương trình.

Lệnh mơ tả việc gì sẽ được làm, ví dụ chức năng mà bạn muốn bộ điều khiển thực hiện. Toán hạng hay thiết bị là cái mà chúng ta muốn vận hành. Toán hạng hay thiết bị bao gồm 2 thành phần: tên thiết bị và địa chỉ thiết bị.

Biến là một phần tử ảo cho việc lập trình bộ điều khiển CPU, tương tự các phần tử (như tiếp điểm và cuộn cảm) mà nó viết nên một chương trình.

<b>Bảng 1.2: Các biến trong chương trình</b>

X Đầu vào Gửi các lệnh và dữ liệu đến bộ điều khiển khả trình thơng qua các thiết bị ngoài như nút bấm, chuyển mạch lựa chọn, chuyển mạch giới hạn và chuyển mạch số.

Biến bít Chủ yếu là tín hiệu bật/

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

tắt Y Đầu ra <sup>Các đầu ra đưa đến các cuộn dây, khởi </sup>

động từ và các đèn chỉ thị và chỉ thỉ số. M Rơ-le nội <sup>Rơ-le phụ bên trong bộ điều khiển nó </sup>

khơng thể đưa trực tiếp ra thiết bị ngoài. L Rơ-le chốt

Rơ-le phụ họat động liên tục bên trong bộ điều khiển nó khơng thể đưa trực tiếp ra thiết bị ngoài.

B <sup>Rơ-le liên </sup> kết

Rơ-le trong cho liên kết dữ liệu nó khơng thể đưa trực tiếp ra thiết bị ngồi. Tại đây không được quy định bởi thông tin liên kết ban đầu mà được sử dụng như rơ-le trong.

F <sup>Bộ chỉ </sup> báo

Được sử dụng để phát hiện lỗi. Thiết lập một chương trình phát hiện lỗi trước và khởi động chương trình trong khi bộ điều khiển chương trình đang chạy để lưu trữ các giá trị số vào một thanh ghi riêng D V Rơ-le biên <sup>Rơ-le biên Rơ-le trong lưu trữ các kết quả </sup>

Rơ-le trong cho liên kết dữ liệu mà nó biểu thị một trạng thái giao tiếp hoặc lỗi.

FX <sup>Đầu vào </sup> chức năng

Rơ-le trong mà nó giữ dữ liệu bật tắt và được ghi bởi một lệnh gọi chương trình con trong một chương trình con.

FY <sup>Đầu ra </sup> chức năng

Rơ-le mà nó chuyển kết quả hoạt động từ chương trình con sang một nguồn gọi chương trình con.

T(ST) <sup>Bộ định </sup> thời

Bộ định thời bao gồm dạng: định thời tốc độ thấp, định thời tốc độ cao, bộ tích phân

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

chương trình PLC xử lý ngắt. 16 bit. Có thể được

ghi bởi đầu

Thanh ghi dữ liệu cho liên kết dữ liệu nó lưu trữ trạng thái giao tiếp và thông tin lỗi.

Thanh ghi chức năng

Thanh ghi trao đổi dữ liệu giữa nguồn gọi vịng lặp chương trình con này với chương

Xác định một vị trí nhảy tương ứng với hệ số ngắt khi một hoạt động ngắt diễn ra.

Được sử dụng để chỉ ra số I/O trong module chức năng thông minh dành cho các lệnh

K Hằng số thập phân

Được sử dụng để chỉ ra các: giá trị thiết lập bộ đếm định thời, số con trỏ, số con trỏ ngắt, số chữ số của biến bit và các giá trị lệnh cơ bản.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Biến có thể truy xuất trực tiếp đến một biến liên kết của một mô-đun mạng. (Làm mới các tham số thiết lập không được yêu

Biến có thể truy xuất trực tiếp bộ nhớ đệm của một mô-đun chức năng thông minh.

AND (AnD) Nối tiếp các công tắc NO (thường mở), có thể nối nhiều

công tắc cùng một lúc. ANI (And

Nối tiếp các công tắc NC (thường đóng), có thể nối nhiều

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i>1.2.3.4 Lệnh OR, lệnh ORI (OR Inverse)</i>

Nối song song các công tắc NO (thường mở), Tối đa là 10 nhánh song song cho một cuộn dây.

ORI (OR Inverse)

Nối song song các công tắc NC (thường mở), Tối đa là 10 nhánh song song cho một cuộn dây.

<b>Hình 1.8: Ví dụ chương trình</b>

<i><b> 1.2.3.5 Lệnh PLS (Pulse-lệnh bắt sườn lên) và PLF(PuLse Falling –</b></i>

<i>lệnh bắt sườn xuống)</i>

Trong trong hợp một tác vụ được thực hiện khi có cạnh lên của tín hiệu đầu vào, khơng hoạt động theo mức thì lệnh PLS là

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Nếu đầu vào X0 kích trực tiếp lệnh PLS thì M0 = 1 chỉ trong chu kỳ quét. M0 được gọi là rơle logic phụ trợ.

Hình dưới lập trình mạch phát hiện cạnh xuống. Mạch này xuất ra một xung M0 có độ rộng xác định bằng với chu kỳ quét của chương trình . Một xung M0 xuất hiện tương ứng với trường hợp có cạnh xuống của đầu vào X0. Sử dụng các công tắc logic trong chương trình PLC.

<b>Hình 1.10: Câu lệnh sườn xuống</b>

<i>1.2.3.6 Bộ định thời gian (Timer)</i>

- Giới thiệu bộ Timer

Bộ định thì về bản chất là một bộ đếm xung có chu kỳ xác định (được trình bày sau). Khi được kích hoạt, bộ định thì thực hiện việc đếm xung cho đến khi đủ số xung tương ứng với thời gian cần định thì. Trong PLC có lệnh kích hoạt bộ định thì rất đơn giản về lập trình và sử dụng.

Bộ định thì được ký hiệu C và được đánh số thập phân. Ví dụ: C0, C32, D63.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Cơ chế hoạt động của bộ định thì như sau: (giả sử dùng bộ định thì T0)

Khi T0 chưa được kích hoạt thì T0 có logic 0; khi T0 được kích hoạt thì T0 vẫn có logic 0 cho đến khi hồn tất thời gian định thì thì T0 có logic 1.

Chú ý: Điều kiện kích hoạt bộ định thì phải được duy trì trong suốt thời gian định thì. Nếu điều kiện này khơng được thỏa mãn thì bộ định thì ngưng được kích hoạt, nghĩa là khơng định thì.

Phương pháp lập trình cho bộ định thì thường là xác định khoảng thời gian và các điều kiện để kích hoạt hay dừng bộ định thì. Trong hình 2.19 điều kiện kích hoạt bộ định thì có thể là các tín hiệu bên trong hoặc bên ngồi PLC. Trong ví dụ này bộ định thì T0 được kích hoạt bởi cơng tắc Y1010. vì vậy, T0 chỉ bắt đầu định thì khi Y10 có logic 1. trong khi đó, Y000 được kích hoạt bởi cơng tắc thường mở X0 và thường đóng X1. khi bị kích hoạt, bộ định thì đếm xuống từ giá trị định trước, trong trường hợp này là 3 giây, đến khi bằng 0: khi đó các công tắc kết hợp với bộ định thì đó sẽ hoạt động.

Như với mọi công tắc khác trong PLC, công tắc được điều khiển bởi bộ định thì cũng được sử dụng ở vị trí nào trong chương trình ladder. Trong trường hợp này công tắc T0 điều khiển ngõ ra Y111. mạch logic dùng để kích hoạt bộ định thì cũng là mạch logic dùng để dừng bộ định thì. Đây là trường hợp thường sử dụng trên các PLC loại nhỏ. Mạch kích hoạt bộ định thì có thể nhiều cơng tắc có liên hệ với nhau hoặc chỉ một cơng tắc.

Thơng số giá trị định thì thay đổi tuỳ thuộc loại PLC của từng hãng, thường ta nhập vào hằng số (K) với đơn vị là 10 miligiây hay 100 miligiây. Thời gian định thì khơng cố định vì tuỳ thuộc vào độ phân giải của bộ định thì sử dụng, độ phân giải thấp thì thời gian định thì lớn nhưng cấp chính xác nhỏ, độ phân giải cao thì thời

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

gian định thì nhỏ, cấp chính xác cao. (đối với dòng Q, muốn độ phân giải 10 miligiây) ta dùng lệnh H space T space Kx.

<b>Bảng 1.5: Thông số giá trị định thìĐộ phân giảiThời gian định thì</b>

100 mili giây 3276,7 giây 100 mili giây 10 mili giây 327,67 giây 10 mili giây 1 mili giây 32,767 giây 1 mili giây

Do thời gian định thì có giới hạn nên để có thể định thì được thời gian lớn hơn ta có thể sử dụng nhiều bộ định thì nối tiếp.

Dùng hai bộ định thì nối tiếp để định thì thời gian lớn hơn. Trong ví dụ hình 1.12, độ phân giải của T0 và T1 là 100 mili giây. Như vậy, tổng thời gian định thì là: 3200 + 3200 = 6400 giây = 106,67 phút.

<i>1.2.3.8 Mạch Flicker</i>

Trong hình 1.13, mạch định thì được kích và đóng mở liên tục cho đến khi X000= 0 làm hở mạch. Hoạt động được giải thích: khi X000 = 1 làm đóng cơng tắc thường mở X000,nó kích bộ định thì T0 (1 giây). Khi đạt đến thời gian định thì, cơng tắc T0 đóng làm kích hoạt bộ định thì T1 (1.5 giây) ở nhánh kế. Sau 1.5 giây, T1 = 1, công tắc thường làm khởi động lại T1. Công tắc T1 đóng làm kích hoạt lại T0. Q trình trên lặp liên tục cho đến khi công tắc X000 hở, tức X000 = 0.

</div>