Báo cáo đề tài số 1: “Điều khiển hệ thống đèn giao thông”

Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Bộ công thương

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN
Điều Khiển Lập Trình
Báo cáo đề tài số 1

: “Điều khiển hệ thống đèn giao thông”

Lớp

: Điện 4 – K7

Nhóm thực hiện đề tài : Nhóm 1
Giảng viên hướng dẫn

: Hà Văn Phương

Các thành viên trong nhóm :
Đào Văn An
Nguyễn Thành An
Bùi Tuấn Anh

Đặng Công Anh
Trần Thanh Bình
Nguyễn Văn Cần
Nguyễn Ngọc Chiến
Nguyễn Duy Chung
Trần Văn Đại
Lê Quang Đạo

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page1


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Phiếu giao đề tài :
Điều khiển hệ thống đèn giao thông
Hoạt động ở 2 chế độ
. Chế độ hoạt động bình thường
. Chế độ nhấp nháy
Ở chế độ hoạt động bình thường (chế độ 1) hoạt động từ 5 h sang đến 9h tối
hàng ngày
Đúng 5h sáng chế độ 1 hoạt động: Có 2 cột đèn Nam và Bắc. Mỗi cột có 3 đèn
xanh , đỏ, vàng.Đèn xanh sáng trong 40 s sau đó đèn vàng sáng trong 5s đèn đỏ
sáng 45s. Đến 9h tối chế độ 1 ngắt chuyến sang chế độ 2 hoạt động.
Ở chế độ hoạt động ban đêm (chế độ 2) : Hoạt động từ 9h tối đến 5h sáng hôm
sau.
Đúng 9h tối chế độ 2 hoạt động,đèn xanh và đỏ ở cả 2 cột Nam và Bắc không

sáng. Chỉ 2 đèn vàng thay phiên nhau nhấp nháy mỗi đèn sáng trong 5s.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page2


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1
LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng ngành công nghệ kỹ
thuật điện điện tử, tự động hóa, điều khiển lập trình …. vì thế cũng được ứng
dụng rất nhiều trong công nghiệp,đời sống, xã hội.
Cuộc sống nâng cao, mật độ dân cư ở các thành phố lớn càng đông đúc
hơn, vấn đề hỗ trợ cho người tham gia giao thông an toàn là việc cần làm ngay .
Hệ thống điều khiển và phân luồng giao thông ở các điểm ngã ba, ngã tư ….đã
được đưa vào sử dụng. Hệ thống này không những giảm xung đột giao thông
trong thành phố mà còn giảm được ùn tắc bảo vệ người tham gia giao thông
hướng dẫn người tham gia giao thông đi đúng làn đường.
Xuất phát từ nhu cầu trên với mong muốn giảm thiểu tai nạn và tránh ùn tắc
trong giao chúng em đã tìm hiểu và thực hiện thực hiện đề tài “Điều khiển hệ
thống đèn giao thông”.
Trong thời gian thực hiện đề tài chúng em đã nhận được sự giúp đỡ của các
thầy cô, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Hà Văn Phương để chúng
em có thể hoàn thành đề tài này. Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót.
Chúng em rất mong được sự phê bình đánh giá của các thầy cô để chúng em có
thể rút ra được kinh nghiệm và cũng nhằm bổ sung kiến thức cho mình.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page3


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC
1.1.Giới thiệu về PLC
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình,
được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý
từ đơn giản đến phức tạp, tùy thuộc vào người điều khiển.
Kỹ thuật điều khiển đã được phát triển trong thời gian rất lâu. Trước kia
việc điều khiển hệ thống chủ yếu do con người thực hiện. Gần đây, việc điều
khiển được thực hiện nhờ vào các ứng dụng của ngành điện, thực hiện bằng
việc đóng ngắt tiếp điểm relay. Các relay sẽ cho phép đóng ngắt công suất
không cần dùng công tắc cơ khí. Ta thường sử dụng relay để tạo nên các thao
tác điều khiển đóng ngắt logic đơn giản. Sự xuất hiện của máy tính điện tử đã
tạo một bước tiến mới trong điều khiển– Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC.
●. Ưu điểm

-

Giảm giá thành đối với các hệ thống phức tạp.
Mềm dẽo và dễ thay thế khi cần thay đổi hệ thống điềukhiển.
Khả năng kết hợp với máy tính cho phép điều khiển các hệ thống tinhvi.
Khả năng hỗ trợ xử lý sự cố làm cho việc lập trình dễ dàng và nhanhchóng.

Kết cấu chắc chắn và chính xác làm cho hệ thống hoạt động ổn định và tin
cậy.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page4


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

1.2: Các phương phấp lập trình và kết nối PLC
1.2.1 Logic bậc thang
Logic bậc thang là phương pháp lập trình chính cho PLC. Logic bậc thang
được phát triển để thay thế cho việc điều khiển bằng logic relay. Do đã có sơ
đồ điều khiển bằng relay nên khi chọn Logic bậc thang làm phương pháp lập
trình chính cho PLC thì việc huấn luyện cho các kỹ sư và người sử dụng sẽ
giảm đi rất nhiều.
Các hệ thống điều khiển hiện đại ngày nay vẫn còn sử dụng relay, nhưng
chúng không được dùng để tạo ra mức logic mà hoạt động như một thiết bị điện
từ dùng để đóng mở tiếpđiểm.
Các relay được dùng để đóng mở các nguồn điện công suất lớn dựa vào
nguồn năng lượng nhỏ, vẫn giữ cách ly các nguồn này.
1.2.2. Thuật ngữ lập trình
Lập trình là thuật ngữ dùng để nói đến việc con người sử dụng những
ngôn ngữ mà PLC hiểu được để giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo
ý đồ mà người lập trình đề ra nhằm đáp ứng những yêu cầu trong thựctiễn.
Các PLC trước kia được lập trình bằng kỹ thuật sử dụng các sơ đồ nối dây
relay. Do đó không cần phải hướng dẫn nhiều cho các thợ điện, kỹ thuật viên,

kỹ sư cách lập trình trên máy tính, nên đây cũng là kỹ thuật lập trình thông
dụng cho PLC ngày nay.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page5


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Hình 1.1: Sơ đồ logic bậc thang đơngiản
Nếu các ngõ vào đóng hoặc mở thì công suất sẽ chạy từ dây nóng qua các
ngõ vào, kết hợp với dây trung tính cấp điện cho ngõ ra.
Ngõ vào PLC có thể được kết nối với các cảm biến hoặc công tắc. Ngõ ra
PLC sẽ nối với các thiết bị trung gian đóng ngắt các tải bên ngoài như đèn,
động cơ. Trong nhánh trên, công tắc A thường hở và B thường đóng, nghĩa là
nếu A đóng và B mở thì dòng điện sẽ chạy qua công tắc A và B tác động đến
ngõ ra X, các trạng thái khác của A và B sẽ làm X mất điện. Tương tự như vậy
người đọc có thể giải thích tương tự cho hoạt động của nhánh bêndưới.
Có nhiều phương pháp lập trình khác nhau cho PLC. Một trong những kỹ
thuật đó là sử dụng lệnh gợi nhớ. Các lệnh này xuất phát trực tiếp từ sơ đồ
logic bậc thang và được nhập vào PLC bằng một thiết bị lậptrình.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page6

Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

1.2.3 Kết nối PLC
Khi sử dụng PLC để điều khiển một quá trình nào đó, ta sử dụng các cảm
biến nối với ngõ vào PLC, ngõ ra PLC sẽ điều khiển các thiết bị chấp hành.

PROCESS
Feedback from
sesors/switches

Connections to
actuator

PLC

Hình .1.2 Kết nối plc
Đây là quá trình xử lý thực, thay đổi liên tục theo thời gian. Các thiết bị
chấp hành sẽ làm hệ thống thay đổi sang các trạng thái mới, có nghĩa là hệ
thống sẽ được giới hạn điều khiển bởi các cảm biến đầu vào. Nếu 1 ngõ vào
không tác động thì bộ điều khiển không thể nhận biết được trạng thái hệthống.
Vòng điều khiển này là 1 chu kỳ liên tục của PLC(Chu kỳ quét của
PLC), gồm việc đọc các dữ liệu đầu vào, thực hiện logic bậc thang và làm
thay đổi ngõ ra theo ngõvào.
1.3.Cấu trúc của PLC
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có
tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi xử lý CPU, một hệ điều
hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao
tiếp với đối tượng điều khiển và tao đổi thông tin với môi tường xung quanh.

Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC cần phải có thêm các
GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page7


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

khối chức năng đặc biệt khác như đếm (Counter), bộ định thì (Time) …. Và
những khối hàm chuyên dụng.
1.3.1. Cấu trúc phần cứng
Cấu trúc phần cứng của một PLC gồm có các module nguồn ,module đầu vào ,
module đầu ra, trung tâm xử lý CPU module bộ nhớ, module quản lý phối ghép
vào ra.
Khối ngõ vào

1.3 :Mô
tổng quát

Bộ nguồn

Đơn vị xử lý trung

Quản lý ghép

Hình

Bộ nhớ

tâm

nối

hình

một PLC

Khối ngõ ra

của

- Đơn vị xử lý trung tâm (CPU Central Processing Unit): CPU dùng để xử lý,
thực hiện những chức năng điều khiển phức tạp quan trọng của PLC. MỗiPLC
thường có từ một đến hai đơn vị xử lý trung tâm.CPU thường được chia làm hai
loại: đơn vị xử lý “một bit” và đơn vị xử lý “từ ngữ”:
- Bộ nhớ: là nơi lưu trữ các thông tin cần xử lý trongchương trình của PLC. Bộ
nhớ được thiết kế thành dạng module để cho phép dễ dàng thích nghi với các
chức năng điềukhiển với các kích cỡ khác nhau. Muốn mở rộng bộ nhớ chỉ cần
cắm thẻ nhớ vào rãnh cắm chờ sẵn trênmodule CPU
Bộ nhớ có một tụ dùng để duy trì dữ liệu chương trình khi mất điện
- Khối vào/ra: Khối vào ra dùng để giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC (điện
áp 5/15VDC) với mạch côngsuất bên ngoài (điện áp 24VDC/220VAC).

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page8

Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Khối ngõ vào thực hiện việc chuyển mức điện áp từ cao xuống mức tín hiệu tiêu
chuẩn để đưa vàobộ xử lý.
Khối ngõ ra thực hiện việc chuyển mức tín hiệu từ tiêu chuẩn sang tín hiệu ngõ
ra và cách lyquang.
- Bộ nguồn: Biến đổi từ nguồn cấp bên ngoài vào để cung cấp cho sự hoạt động
của PLC.
- Khối quản lý ghép nối: Dùng để phối ghép giữa PLC với các thiết bị bên ngoài
như máy tính, thiết bị lập trình, bảng vận hành, mạng truyền thông công nghiệp.
1.3.2. Cấu trúc bộ nhớ
Bộ nhớ của PLC thường được chia thành bốn vùng cơ bản và hầu hết có
thể đọc ghi được chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt (SM) chỉ có thể truy cập để đọc.
- Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ được dùng để lưu trữ các lệnh được dùng
trong chươngtrình.Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và ghi được.
- Vùng nhớ tham số: Dùng để lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ trạm…
Vùng này thuộckiểu non-volatile có thể đọc và ghi được.
- Vùng dữ liệu: Dùng để cất giữ các dữ liệu của chương trình bao gồm kết quả
các phép tính, cáchằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền
thông…
- Vùng đối tượng: Bao gồm các bộ đếm, bộ định thì, các cổng vào ra tương tự.
Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng có thể đọc và ghi được.
Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương trình.
Các loại bộ nhớ : các loại bộ nhớ được dùng phổ biến hiện nay bao gồm:
RAM, ROM, EPROM, EEPROM. Tất cả PLC đều sử dụng RAM cho CPU và
dùng ROM để lưu hệ điều hành cho PLC.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page9


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

1.3.3.Các modul ra vào
Module ngõvào: Tùy vào loại tín hiệu của cảm biến là số hay tương tự
mà moudle ngõ vào của PLC cũng có hai loại là Module số (Digital Module) và
Module tương tự (AnalogModule).
Module ngõ vào số: Các loại cảm biến, công tắc, nút nhấn, encoder….
Có tín hiệu ngõ ra dạng số thì được đưa vào PLC thông qua module số. Dưới
đây trình bày một số dạng ngõ vào số của một vàiPLC.
Module ngõ ra: Tùy thuộc vào từng loại cơ cấu chấp mà tín hiệu điều
khiển nó có thể là số hay tương tự mà PLC cũng có loại module ngõ ra số và
module ngõ ra tương tự tương ứng để điềukhiển.
1.5. Hoạt động PLC
Tất cả PLC đều hoạt động theo chu trình lặp, mỗi chu trình hoạt động gồm 4
giai đoạn: Đọc ngõ vào, thực thi chương trình, chẩn đoán lỗi và kiểm tra truyền
thông, xuất kết quả ra để điều khiển thiết bị. 4 giai đoạn này thường gọi là 1
chu trình quét của PLC.
Read Input (Đọc ngõ vào): PLC đọc trạng thái của toàn bộ các ngõ vào và
chứa vào bộ đệm ngõvào.
Execute Program (Thực thi chương trình): PLC dựa vào các trạng thái ngõ
vào để thực thi theo chương trình đã được lưu trong bộ nhớ đệm ngõra.
Diagnostics Communications (Chẩn đoán và truyền thông): PLC tiến hành
chẩn đoán lỗi và kiểm tra quá trình truyềnthông.
Update Outputs (Xuất kết quả): PLC xuất kết quả trong vùng nhớ đệm ngõ ra

để điều khiển thiết bị ngoạivi.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page10


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Hình 1.3 Chu trình quét của PLC

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page11


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ VÀ XÂY DỰNG
MÔ HÌNH HỆ THỐNG
2.1. Tổng quan về hệ thống
2.1.1. Cấu tạo hệ thống
Hệ thống đèn giao thông gồm hai cột đèn chính được lắp đặt tại hai đầu của hai
làn đường khác nhau ở ngã tư (2 cột Nam, Bắc). Mỗi một cột đèn gồm 3 đèn
chính gồm: Đèn xanh, Đèn vàng và Đèn đỏ; 2 Đèn phụ là 2 đèn dùng để hiển thị
thời gian sáng của các đèn

2.1.2. Nguyên tắc hoạt động
Hệ thống đèn giao thông hoạt động ở 2 chế độ
- Chế độ họat động bình thường
- Chế độ nhấp nháy
Ở chế độ hoạt động bình thường (chế độ 1) hoạt động từ 5 h sang đến 9h tối
hàng ngày
Đúng 5h sáng chế độ 1 hoạt động: Có 2 cột đèn Nam và Bắc. Mỗi cột có 3 đèn
xanh, đỏ, vàng. Đèn xanh sáng trong 40 s sau đó đèn vàng sáng trong 5 s đèn đỏ
sáng 45s. Đến 9h tối chế độ 1 ngắt chuyến sang chế độ 2 hoạt động .
Ở chế độ hoạt động ban đêm (chế độ 2): Hoạt động từ 9h tối đến 5h sáng hôm
sau
Đúng 9h tối chế độ 2 hoạt động, đèn xanh và đỏ ở cả 2 cột Nam và Bắc không
sáng. Chỉ 2 đèn vàng thay phiên nhau nhấp nháy mỗi đèn sáng trong 5s.
GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page12


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

2.2. Sơ đồ khối của hệ thống

Khối Nguồn

Khối đưa tin
Khối xử lý
hiệu đầu vào
tín hiệu PLC

Khối nguồn: Cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động

Khối hiển thi
thời gian đếm

Khối hiển thị
xanh , vàng,
đỏ

Khối đưa tin hiệu đầu vào: Sử dụng nút START, STOP để khởi động và dừng hệ
thống. Khi ấn Start hệ thống hoạt động stop hệ thống sẽ ngừng hoạt động
Khối xử lý tín hiệu PLC: Sử dụng tập lệnh và các phần tử trong S7-200 để xây
dựng mạch điều khiển cho hệ thống. Sau đó đưa tín hiệu được xử lý vào khối
hiển thị.
Khối hiển thị: Hiển thị các đèn, và hiển thị thời gian sáng. Các đèn sẽ được hiển
thị lần lượt và đúng với thời gian cho trước.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page13


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

2.3 Mô hình hệ thống

Mô hình hệ thống đèn giao thông

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page14


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

CHƯƠNG III : XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG
3.1. Tính chọn thiết bị
3.1.1. Thiết bị hiển thị thời gian
Hệ thống sử dụng 2 Led 7 thanh để hiển thị thời gian sáng cho từng đèn.
LED7 thanh có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh và có thêm một led
đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới bên phải của led 7 thanh.
Bộ mã hoá này có 4 đầu vào tương ứng với 4 bit mã BCD và 7 đầu ra, mỗi đầu
sẽ điều khiển một vạch của đèn 7 thanh.
Đèn led 7 thanh được sử dụng để hiển thị dữ liệu được xử lý bởi thiết bị điện
tử số. Chúng có thể hiện thị các số từ 0 đến 9 và các chữ cái từ A đến F và một
vài ký tự khác, chúng đượcđiều khiển bởi bộ giải mã mà sẽ chiếu sáng các vạch
(đoạn - segment) của đèn phụ thuộc vào số BCD tại đầu vào.
Các mã đầu vào từ 0 -9 hiển thị các chữ số của hệ thập phân. Các mã đầu vào
từ 9 - 14 ứng với các ký hiệu
Về mặt điện, các LED hoạt động như diode chuẩn, chỉ khác là khi phân
cực thuận đòi hỏi điện áp giữa Anode và Cathode cao hơn. Để có cường độ sáng
không đổi, thiết bị hiển thị phải được cấp đủ dòng.
Vì Led 7 đoạn bên trong nó chứa các led đơn do đó khi kết nối cần đảm
bảo qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA- 20mA để bảo vệ led .
Phân loiaj LED 7 thanh: LED 7 thanh thường được chia làm 2 loại.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page15


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Nếu led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các
chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng
khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0.
Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống
Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của
các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.

Hình 3.1.1 : Led 7 thanh có ca-tốt chung và A-nốt chung

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page16


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

3.1.2 Thiết bị điều khiển và phần mềm lập trình cho hệ thống mạch đèn
giao thông
3.1.2.1 Giới thiệu về PLC s7- 200 CPU 226

Cấu trúc phần cứng
S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng SIEMENS
(CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu Modul và có các modul mở rộng. Các modul
này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản
của S7-200 là khối vi xử lý CPU-226.

Nguồn

CPU

Out put
modul

Memory

Link

In put
modul

Hình 3.1.2.1 Cấu trúc cơ bản của PLC.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page17


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

CPU 226 có các đặc điểm sau:
 CPU-226 bao gồm 24 ngõ vào và 16 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul
mở rộng.
 6ES7216-2AD23-0XB0
 Nguồn cung cấp: 24 VDC
 Ngõ ra số : 16 DO DC
 Bộ nhớ chương trình: 24KB
 Bộ nhớ dữ liệu: 10KB 2 PPI/FREEPORT PORTS
 Điều khiển PID: Có
 Phần mềm: Step 7 Micro/WIN.
 Thời gian xử lý 1024 lệnh nhị phân : 0.37ms
 Bit memory/Counter/Timer : 256/256/256
 Bộ đếm tốc độ cao: 6 x 60 Khz
 Bộ đếm lên/xuống: Có
 Ngắt phần cứng: 4
 Sốđầuvào/racósẵn: 24DI/16DO.
 Số đầu vào / ra số cực đại ( nhờ lắp ghép thêm Modul số mở rộng:
DI/DO/MAX: 128 / 120 / 248
 Số đầu vào / ra tương tự (nhờ lắp ghép thêm Modul Analog mở rộng:
AI/AO/MAX:28/7/35hoặc0/14/14.IP20
 Kích thước: Rộng x Cao x Sâu : 196 x 80 x 62.
 Loại AC/DC/Rơle: CPU 226: Mã 6ES7 216-2BD23-0XB0
 Nguồn: 100 tới 230 VAC; đầu vào: 24 VDC; đầu ra: Rơle
 Số đầu ra được tích hợp sẵn: 16 (Rơle)
 Thực hiện trọn gói những công việc kỹ thuật phức tạp
 Thêm cổng PPI làm tăng tính linh hoạt và lựa chọn truyền thông
 Ngoài ra, CPU 226 XM có bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được
nâng cao
 Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ kể

từ khi PLC bị mất nguồn cung cấp.
GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page18


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Hình 3.1.2.2: Các cổng vào ra
Các đèn báo trên S7-200 CPU226:
SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng.
 RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và
thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.
 STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ
dừng chương trình và đang thực hiện lại.
 Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của
cổng Ix.x. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị Logic của
công tắc.
 Qx.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của
cổng Qx.x. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của
cổng.
Chế độ làm việc:


PLC có 3 chế độ làm việc:
 RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển
từ RUN sang STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp
lệnh STOP.

 STOP: Cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế
độ STOP.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page19


5 4 3 2 1

Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

9 8 7 6

 TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC
hoặc RUN hoặc STOP.
Cổng truyền thông:
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để
phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc
độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của
PLC theo kiểu tự do là 38.400 baud.
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với
bộ chuyển đổi RS232/RS485.
Chân

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Giải thích

1

Đất

2

24 VDC

3

Truyền và nhận dữ liệu

4

Không sử dụng

5

Đất

6

5VDC

7

24VDC

8

Truyền và nhận dữ liệu

9

Không sử dụng

Page20


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Hình 3.1.2.3 Truyền thông trong S7-200.
Mở rộng cổng vào ra.
Thế hệ Simatic S7-200 rất linh hoạt và hiệu quả sử dụng cao do những
đặc tính sau:
 Có nhiều loại CPU khác nhau trong hệ S7-200 nhằm đáp ứng yêu cầu
của khác nhau của từng úng dụng.
 Có nhiều Modul mở rộng khác nhau như các Modul ngõ vào/ra tương
tự, Modul ngõ vào/ra số.
 Modul truyền thông để kết nối PLC trong hệ S7-200 vào mạng
Profibus-DP như là một Slave.
 Modul truyền thông để kết nối PLC trong hệ S7-200 vào mạng AS-I
như là một MASTER.
 Phần mền STEP7 Mico/win sofwarl.

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page21


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

Hình 3.1.2.4 Module mở rộng CPU 226

Đặc điểm kỹ thuật
Kích thước (mm)
Bộ nhớ chương trình
Bộ nhớ dữ liệu
Cổng logic vào
Cổng logic ra
Modul mở rộng
Digital I/O cực đại
Analog I/O cực đại
Bộ đếm(counter)
Bộ định thời (Timer)
Tốc độ thực thi lệnh
Lưu trữ khi mất điện

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

CPU 226
190×80×62
4096 words
2560 words
24

16
7
128/128
32 In/ 32 Out
256
256
0.37 µs
190 giờ

Page22


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

3.1.3 Thiết bị mạch động lực
- Biến áp 5A: 1 chiếc- Biến đổi điện áp 220VAC về 24VDC cấp nguồn nuôi cho
PLC và các thiết bị.
- Chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều 24v, do PLC và đèn tín
hiệu dùng 24VDC.
- 6 LED hiển thị tín hiệu đèn giao thông trong đó gồm: 2 Đèn LED đỏ, 2 Đèn
LED vàng, 2 Đèn LED xanh.
3.2 Sơ đồ đấu nối
3.2.1 Mạch điều khiển
Dựa vào bảng bố trí đầu vào ta có sơ đồ đấu nối thiết bị ngoại vi với PLC:

Hình 3.2.1: Sơ đồ kết nối CPU 226

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page23


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

3.2.2 Mạch động lực

Hình 3.2.2: Sơ đồ mạch lực đèn LED giao thông

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page24


Đồ án điều khiển lập trình

Nhóm 1

3.3 Giản đồ thời gian
3.3.1 Chế độ hoạt động bình thường

3.3.2 Chế độ nhấp nháy

GVHD: Th.S Hà Văn Phương

Page25