thí nghiệm tự động hóa công nghệ điều khiển mô hình thang máy đôi bằng plc s7-200

Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ, BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
PHÒNG THÍ NGHIỆM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP


HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM



Bài 1
ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH THANG MÁY
ĐÔI BẰNG PLC S7-200

Trang 1
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
I. Mục đích thí nghiệm:

Làm quen với kỹ thuật điều khiển chương trình dùng PLC Siemen S7-200 với
mô hình là thang máy đôi với nhiều chương trình điều khiển khác nhau do giáo viên
hướng dẫn yêu cầu và sinh viên tự lập để sau này sinh viên có thể đáp ứng được các
vấn đề nhanh chóng trong thực tế sản xuất sau này.

II. Mô tả mô hình thí nghiệm
A)Phần mô hình và kết nối cứng của thang máy.
• Bố trí các nút nhấn:
+ 2 nút nhấn chọn trạng thái hoạt động của thang (thang đôi hay
thang đơn)
+ 6 nút nhấn dùng để gọi cabin
Nút gọi lên ở tầng1
Nút gọi lên ở tầng 2
Nút gọi xuống ở tầng 2
Nút gọi lên ở tầng 3
Nút gọi xuống ở tầng 3
Nút gọi xuống ở tầng

+ 4 nút nhấn chọn tầng cho cabin A
Nút nhấn chọn tầng 1
Nút nhấn chọn tầng 2
Nút nhấn chọn tầng 3
Nút nhấn chọn tầng 4

+ 4 nút nhấn chọn tầng cho cabin B
Nút nhấn chọn tầng 1

Nút nhấn chọn tầng 2
Nút nhấn chọn tầng 3
Nút nhấn chọn tầng 4

• Bố trí các công tắc hành trình
- Hai công tắc hành trình để xác đònh điểm đầu cho 2 cabin,
được đẵt ở phía trên của tầng 4. Khi bắt đầu khởi động thì cả 2 cabin
cùng chuyển động đi lên cho đến khi cả 2 cabin chạm 2 công tắc giới
hạn trên thì hệ thống thang may bắt đầu đi vào chế độ hoạt động.
- 16 công tắc hành trình cho cả 2 ca cabin, mổi cabin 8 công tắc,
dùng để xác đònh vò trí dừng đúng tầng cho cabin. Nhưng do yêu cầu chỉ
sử dụng PLC s7-200 với 22 ngỏ vào và 16 ngỏ ra, do đó để sử dụng hết
16 ngỏ vào trên thi số ngỏ vào là không đủ , để tiết kiệm ngỏ vào với
Trang 2
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
mổi tầng chỉ dùng 2 ngỏ vào của PLC bằng phuong pháp nối 4 công tắc
giới hạn trên của mổi lô lại với nhau và 4 công tắc giới hạn dưới của
mổi lô lại với nhau. Do đó với mổi lô ta chỉ có 2 tín hiệu giới hạn trên
và giới hạn dưới .
Với mổi tầng khi cabin đang đi lên chạm phải công tắc giới
hạn dưới thì giảm tốc độ và khi chạm đồng thời cả 2 công tắc thì cabin
đến đúng tầng và lúc này cabin dừng nếu có yêu cầu và tương tự khi
cabin đi xuống chạm phải công tắc giới hạn trên thì giảm tốc độ động cơ
và chạm đồng thời cả 2 công tắc thì dừng nếu có yêu cầu.
Tương tự cho cabin B
Việc sử dụng phương pháp giảm áp để giảm tốc độ động cơ khi
đến gần tầng muốn dừng là đơn giản tuy vẩn đáp ứng được yêu cầu
dừng đúng tầng

Sơ đồ điều khiển mạch động lực

MO 1: Là động cơ kéo mở đống cửa cabin A
MO 2: Là động cơ kéo mở đóng cua cabin B
MO 3: Là động cơ kéo cabin A
MO 4: Là động cơ kéo cabin B

Mi (i=1, , 10): Là các rolay được điều khiển bởi các ngỏ ra của PLCLS1, LS2:
Là các khoá thường đóng có tác dụng bảo vệ an toàn cửa cho cabin A và cabin
B khi mở của
M1, M2, M3, M4, M6 ,M7, M9, M10: Có tác dụng đảo chiều các động cơ tương
ứng
M5, M8: Có tác dụng chuyển đổi điện áp từ 12V sang 24V cho MO3 và MO 4
khi cần dừng đúng tầng


Trang 3
Thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
0V
+12 V
+24 V
+24 V
12 V
+24 V
+24 V
MO 4
MO 3
MO 2
MO 1
M2
M1 M2 M1

M1
LS1
M4
M4LS2
M3M3
M3
M6
M7
M9
M5
M5 M6
M7
M10 M8
M8 M9
M10






Trang 4
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
Panel điều khiển của mô hình




Đ
èn start

StopStart
Đ
èn stop
Đèn nguồn AC
CP



Sơ đồ kết nối bên trong panel
Do hạn chế ngỏ vào và ngỏ ra của PLC điều khiển do đó các nút nhấn và các
đèn được giữ bằng 1 role theo so đồ mạch sau
õ

Start
M1
220 V
Stop
M1
24v PLC
24v
Stop
24v
220V vào PLC
Start
CP
Khi bật CP cung cấp nguồn đèn báo nguồn sẽ sáng, nhấn nút start đèn start
sáng và cấp nguồn 220v cho PLC, PLC vào trạng thái hoạt động
Mạch giải mã led
Để hiển thò số tầng hiện tại cho 2 cabin a và cabin b.
Để hiển thò số tầng hiện tại của 2 cabin nếu không sử dụng mạch hiển thò led, mà lấy

trực tiếp từ PLC, thì phải sử dụng đến 14 ngõ ra ( mổi cabin 7 ngõ ra tương ứng với 7
đoạn led). Để tiết kiệm được nhiều ngỏ ra ta sử dụng mạch giải mã led bằng IC giãi
mã 74LS47. Do đó ta chỉ cần 6 ngõ ra cho cả 2 cabin, tiết kiệm được 8 ngõ ra
Trang 5
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
+ Optron 4N35 có tác dụng cách ly giữa tín hiệu ra của PLC
với mạch số giài mã
+ 2 chân cắm CON 1, CON 2 dùng cấp nguồn
+ Tín hiệu ra của PLC đưa vào 2 chân cắm CON 3
+ CON 4, CON 5 được đưa vào led 7 đoạn và mổi led 7 đoạn
phải có 7 điện trở kéo lean

24V
24V
24V
U6
4N35
1 6
2
5
4
VCC
R12
330
U8
74LS47
7
1
2
6 4

5
3
13
12
11
10
9
15
14
168
D0
D1
D2
D3 BI/RBO
RBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
VCCGND
R9
330
VCC
R10
330
J7

CON5
1
2
3
4
5
6
7
8
24V
VCC
24V
24V
VCC
U2
4N35
1 6
2
5
4
R5
2.7K
U1
4N35
1 6
2
5
4
J6
CON4

1
2
3
4
5
6
7
8
R7
330
VCC
VCC
VCC
R8
330
U7
74LS47
7
1
2
6 4
5
3
13
12
11
10
9
15
14

168
D0
D1
D2
D3 BI/RBO
RBI
LT
A
B
C
D
E
F
G
VCCGND
U5
4N35
1 6
2
5
4
VCC
0
U3
4N35
1 6
2
5
4
R2

2.7K
R11
330
J1
CON1
1
2
R6
2.7K
VCC
J2
CON2
1
2
J3
CON3
1
2
3
R1
2.7K
J4
CON3
1
2
3
U4
4N35
1 6
2

5
4
R4
2.7K
24V
VCC
VCC
R3
2.7K


Trang 6
Thí nghiệm Tự động hóa quá trình công nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
Trang 7
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
NÚT NHẤN GỌI
THANG XUỐNG
HAI TẦNG GIỮA
TẦNG TRỆT





Trang 8
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
B)Phần đòa chỉ PLC
Bài thí nghiệm gồm mô hình thang máy đôi với PLC S7-200 CPU224 và modul
IN- OUT mở rộng gồm tổng cộng 22 IN và 18 OUT cùng các mạch Relay , giải
mã đi kèm với các đòa chỉ như sau:

Số ngõ vào: Sử dụng 22 ngõ vào
+ 6 ngõ vào gọi tầng
+ 4 ngõ vào chọn tầng cabin a
+ 4 ngõ vào chọn tầng cabin b
+ 1 ngõ vào để xác đònh vò trí ban đầu cho cabin a ( vò trí
của cabin a khi thang máy đi vào chế độ hoạt động)
+ 1 ngõ vào để xác đònh vò trí ban đầu cho cabin b ( vò trí
của cabin b khi khi thang máy đi vào chế độ hoạt động)
+ 2 ngõ vào giới hạn đóng cửa của cabin avà cabin b( khi
cửa đóng thì ngõ vào tích cực)
+ 2 ngõ vào giới hạn trên và giới hạn dưới của cabin a
+ 2 ngõ vào giới hạn trên và giới hạn dưới của cabin b
Bảng đòa chỉ của các tín hiệu ngõ vào

STT ADDRESS CHỨC NĂNG SYMBLE
1 I0.0
Tạo vò trí khởi đầu cabin a STA
2 I0.1
Tạo vò trí khởi đầu cabin b STB
3 I0.2
Gọi lên ở tầng 1 UP 1
4 I0.3
Gọi lên ở tầng 2 UP 2
5 I0.4
Gọi lên ở tầng 3 UP 3
6 I0.5
Gọi xuống ở tầng 4 DOWN 4
7 I0.6
Gọi xuống ở tầng 3 DOWN 3
8 I0.7

Gọi xuống ở tầng 2 DOWN 2
9 I1.0
Chọn tầng 1 ở cabin a SA 1
10 I1.1
Chọn tầng 2 ở cabin a SA 2
11 I1.2
Chọn tầng 3 ở cabin a SA 3
12 I1.3
Chọn tầng 4 ở cabin a SA 4
13 I1.4
Chọn tầng 1 ở cabin b SB1
14 I1.5
Chọn tầng 2 ở cabin b SB 2






Trang 9
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
STT ADDRESS CHỨC NĂNG SYMBLE
15 I2.0
Chọn tầng 3 ở cabin b SB 3
16 I2.1
Chọn tầng 4 ở cabin b SB 4
17 I2.2
Công tắc giới hạn tầng trên cabin b LUP B
18 I2.3
Công tắc giới hạn tầng trên cabin b LDOWN B

19 I2.4
Công tắc giới hạn đóng cửa cabin a LCLOSE A
20 I2.5
Công tắc giới hạn đóng cửa cabin b LCLOSE B
21 I2.6
Công tắc giới hạn tầng trên cabin a LUP A
22 I2.7
Công tắc giới hạn tầng dưới cabin a LUP B
Số ngõ ra: Sử dụng 16 ngõ ra.
+ 2 ngõ ra điều khiển đóng, mở cửa cabin a
+ 2 ngõ ra điều khiển đóng, mở cửa cabin b
+ 2 ngõ ra điều khiển đảo chiều cabin a
+ 2 ngõ ra điều khiển đảo chiều cabin b
+ 1 ngõ ra điều khiển giảm tốc cabin a
+ 1 ngõ ra điều khiển giảm tốc cabin b
+ 3 ngõ ra điều khiển xuấtled cabin a
+ 3 ngõ ra điều khiển xuất led cabin b
Bảng đòa chỉ của các tín hiệu ngõ ra


STT ADDRESS CHỨC NĂNG SYMBLE
1 Q0.0 Điều khiển cua a mở
MO1 OPEN
2 Q0.1 Điều khiển cua a đóng
MO1 CLOSE
3 Q0.2 Điều khiển cua b mở
MO2OPEN
4 Q0.3 Điều khiển cua b đóng
MO2 CLOSE
5 Q0.4 Điều khiển cabin a lên

MO3 UP
6 Q0.5 Điều khiển cabin a xuống
MO3 DOWN
7 Q0.6 Điều khiển cabin b lên
MO4 UP
8 Q0.7 Điều khiển cabin b xuống
MO4 DOWN
9 Q1.0 Điều khiển giảm tốc cabin a
GTOC M3
10 Q1.1 Điều khiển giảm tốc cabin b
GTOC M4
11 Q2.0 Hiển thò led cabin a
QA 0
12 Q2.1 Hiển thò led cabin a
QA 1
13 Q2.3 Hiển thò led cabin a
QA 2
14 Q2.4 Hiển thò led cabin b
QB 1
15 Q2.5 Hiển thò led cabin b
QB 2
16 Q2.6 Hiển thò led cabin b
QB 3
1. Các lưu đồ giải thuật tham khảo .
Trang 10
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006

RESET XONG
START
CẤP NGUỒN

CHỌN CA BIN
PHỤC VỤ LÊN KHI
1 CA RẢNH
CHỌN CA BIN
PHỤC VỤ LÊN KHI
2 CA RẢNH

CHỌN CA BIN
PHỤC VỤ XUỐNG
KHI 2 CA RẢNH
CHỌN CA BIN
PHỤC VỤ XUỐNG
KHI 1 CA RẢNH
Y
Y
Y
Y Y
Y
Y Y
N
N
N
N
N
N
CHỜ PHỤC VỤ
CÓ YÊU CẦU LÊN
CÓ YÊU CẦU PHỤC
VỤ
END

2 CA
RẢNH
1 CA
RẢNH
2 CA
RẢNH
1 CA
RẢNH
1) LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT TỔNG QUÁT
TỰ ĐỘNG ĐÓN CHIỀU
Y/C ĐÚNG VỚI CHIỀU DI
CHUYỂN CỦA CABIN
Trang 11
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006

2)
CHỌN CA BIN PHỤC VỤ LÊN KHI HAI CA BIN RẢNH



START
END
KA=KB
CHO PHÉP CA BIN
A XUỐNG ĐÓN LÊN
CHO PHÉP CA BIN
B LÊN ĐÓN LÊN
CHOI PHÉP CA BIN
B XUỐNG ĐÓN LÊN
CHO PHÉP CA BIN

A LÊN ĐÓN LÊN
TÍNH TOÁN KA VÀ
KB
KA<KB
KB > 0 KA > 0
/
KA/ < /KB/
KA=-KB
KB
2 CA
RẢNH
CÓ YC
LÊN
Y
N
Y
Y
Y
Y
N
N N
Y
Y
Y
N
N
N
N
KA = VỊ TRÍ HIỆN TẠI CỦA CABIN A – VỊ TRÍ GỌI
KB = VỊ TRÍ HIỆN TẠI CỦA CABIN B - VỊ TRÍ GỌI

Trang 12
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
3) CHỌN CA BIN PHỤC VỤ XUỐNG KHI HAI CABIN RẢNH








START
END
KA = KB
CHO PHÉP CA BINB
LÊN ĐÓN XUỐNG
CHO PHÉP CA BIN A
XUỐNG ĐÓNXUỐNG
CHOI PHÉP CA BINA
XUỐNG ĐÓNXUỐNG
CHO PHÉP CABINB
XUỐNG ĐÓN XUỐNG
TÍNH TOÁN KA VÀ
KB
KB > 0

KA > 0
KA > 0
/
KA/ </ KB
/

KA= - KB
2 CA
RẢNH
CÓ YC
XUỐNG
Y
N
Y
Y
Y
Y
N
N N
Y
Y
Y
N
N
N
N
KA = VỊ TRÍ HIỆN TẠI CỦA CABIN A – VỊ TRÍ GỌI
KB = VỊ TRÍ HIỆN TẠI CỦA CABIN B - VỊ TRÍ GỌI

Trang 13

Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
4) CHỌN CA BIN PHỤC VỤ LÊN KHI MỘT CA BIN RẢNH

START
END

CABIN RẢNH PHỤC VỤ LÊN
CABIN RẢNH LÊN PHỤC
VỤ LÊN
CÁC YÊU CẦU LÊN NẰM
TRÊN HOẶC BẰNG CABIN
RẢNH
CABIN BẬN LÊN PHỤC VỤ
LÊN
1CA RẢNH
CÓ YC
LÊN
N
Y
Y
Y
Y
N
N
N
CÁC YC LÊN NẰM

TRÊN CABIN BẬN
CABIN BẬN ĐANG LÊN
PHỤC VỤ XUỐNG
CABIN BẬN ĐANG
LÊN PHỤC VỤ LÊN
CABIN BẬN ĐANG
XUỐNG PV XUỐNG
CABIN BẬN ĐANG
XUỐNG PV LÊN
Y
Y
Y
N
N
N




Trang 14
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
5) CHỌN CA BIN PHỤC VỤ XUỐNG KHI MỘT CA BIN RẢNH





START

Y
END
CABIN RẢNH PHỤC VỤ
XUỐNG
CABIN RẢNH XUỐNG PHỤC
VỤ XUỐNG
CÁC YÊU CẦU XUỐNG
NẰM DƯỚI HOẶC BẰNG
CABIN RẢNH
CABIN BẬN XUỐNG PHỤC
VỤ XUỐNG
1CA RẢNH
CÓ YC
XUỐNG
N
Y
N
Y
N
Y
CÁC YCXUỐNG
NẰM DƯỚI CA BẬN
CABIN BẬN ĐANG
XUỐNG PV LÊN
N
CABIN BẬN ĐANG
XUỐNG PV LÊN
CABIN BẬN ĐANG

LÊN PV LÊN
CABIN BẬN ĐANG
LÊN PV XUỐNG
Y
Y
Y
N
N
N
Trang 15
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
6) ĐIỀU KHIỂN CA BIN LÊN PHỤC VỤ LÊN



START
#
CÓ CỜ BÁO
LÊN PV LÊN
N
Y
Y
Y
N
N
N
ĐÚNG TẦNG GỌI
Y
CÒN TÍN HIỆU
GỌI LÊN Ở TRÊN

ĐÓNG CỬA
XONG
CÒN TÍN HIỆU
CHỌN Ở TẦNG
TRÊN
END
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ
CỬA
QUAY LÊN
DE LAY 1S
SO SÁNH VỊ TRÍ CABIN VÀ
VỊ TRÍ GỌI
DỪNG
XOÁ CỜ PV LÊN
DELAY 1S
Y
N
Y N

Trang 16
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
7) ĐIỀU KHIỂN CA BIN XUỐNG PHỤC VỤ XUỐNG


START

#
CÓ CỜ BÁO
XPVX
N
Y
Y
Y
N
N
N
ĐÚNG TẦNG GỌI
Y
CÒN TÍN HIỆU GỌI
XUỐNG Ở DƯỚI
ĐÓNG CỬA
XONG
CÒN TÍN
HIỆU
END
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ
CỬA
QUAY XUỐNG
DE LAY 1S
SO SÁNH VỊ TRÍ CABIN VÀ
VỊ TRÍ GỌI
DỪNG
XOÁ CỜ XUỐNG PV XUỐNG
DELAY 1S
Y
N

Y N

Trang 17
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
8) ĐIỀU KHIỂN CA BIN LÊN PHỤC VỤ XUỐNG



START

CÓ CỜ BÁO
LPVX
N
Y
DELAY 1S
QUAY LÊN
N
ĐÚNG TẦNG YC
XUỐNG TRÊN CÙNG

Y
DỪNG
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ
CỬA
XOÁ GỌI TẦNG TRÊN
CÙNG
DỰNG CỜ XUỐNG PHỤC VỤ
XUỐNG
XOÁ CỜ LÊN PHỤC VỤ
XUỐNG
END
Trang 18
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
9) ĐIỀU KHIỂN CA BIN XUỐNG PHỤC VỤ LÊN



START

CÓ CỜ BÁO
XPVL
N
Y
DELAY 1S
XUỐNG QUAY

N
ĐÚNG TẦNG YC
LÊN DƯỚI CÙNG
Y
DỪNG
ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ
CỬA
XOÁ GỌI TẦNG DƯỚI CÙNG
DỰNG CỜ LÊN PHỤC VỤ
LÊN
XOÁ CỜ XUỐNG PHỤC VỤ
LÊN
END
Trang 19
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
10) ĐIỀU KHIỂN CA BIN QUAY LÊN


START
CÓ YC QUAY LÊN
N
Y
N
CỬA ĐÓNG HẾT
Y
EN
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
QUAY LÊN
ĐIỀU KHIỂN DỪNG
N

CÓ TÍNH HIỆU
DỪNG
START
Y

Trang 20
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
11) ĐIỀU KHIỂN CA BIN QUAY XUỐNG


START
CÓ YC QUAY
XUỐNG
N
Y
N
CỬA ĐÓNG HẾT
Y
EN
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
QUAY XUỐNG
ĐIỀU KHIỂN DỪNG
N
CÓ TÍNH HIỆU

DỪNG
START
Y

Trang 21
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006
12) ĐIỀU KHIỂN ĐỐNG MỞ CỬA

START
CABIN DỪNG
ĐU
Ù
NG TA
À
NG
N
Y
N
CÓ TÍN HIỆU MỞ
CƯ
Û
A
Y
ĐIỀU KHIỂN MỞ CỬA

N
CÓ MỞ CỬA
END
Y
ĐÓNG CỬA
DELAY 5s
CỬA ĐÓNG HOÀN
TOÀN
N
Y
DELAY 3s
XOÁ TÍN HIỆU
MƠ
Û
CU
Û
A

Trang 22
Thí nghiệm Tự động hóa q trình cơng nghệ-Học kì 2 năm học 2005-2006

2. Yêu cầu bài thí nghiệm:

• Sinh viên tìm hiểu các ngỏ vào ra và vận hành thử thang máy.

• Sinh viên tham khảo các giải thuật.

• Dựa vào các giải thuật đã cho tự chuẩn bò chương trình để viết giải thuậtcho
thang đơn 4 tầng với phần cứng theo mô hình

• Viết chương trình báo cáo thang đơn 4 tầng và chạy thử trên mô hình

Trang 23