Nâng hạ tải đồ án khoa điện đại học công nghiệp hà nội

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin ngày càng
cao đem lại nhiều lợi ích cho con người nhằm giảm thiểu tối đa sức lao động của
con người trong quá trình sản xuất. Mức độ tự động hóa tại các phân xưởng và nhà
kho cũng như các khu vực quản lý điều hành vẫn tiếp tục được nâng cao. Ngày càng
nhiều các thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo , sự chính xác
của các hệ thống sản xuất ngày một cao hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất về số lượng,
chất lượng, thẩm mỹ ngày càng cao của xã hội.
Xuất phát từ tình hình thực tế tự động hóa tại các phân xưởng, nhà kho và các
khu vực điều hành quản lý vẫn đang tiếp tục được nâng cao cùng với kiến thức đã
được học trong trường, chúng em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài hệ thống nâng
hạ tải. Đây chỉ là một phần nhỏ trong quy trình sản xuất, tuy vậy chúng em mong
rằng với đề tài này chúng em sẽ củng cố được kiến thức đã được học trong trường
và ứng dụng một phần nhỏ trong sản xuất.
Nội dung đồ án:
Chương I: Cơ sở lý thuyết
Chương II: Thiết kế hệ thống.
Chương III: Lựa chọn thiết bị.
Chương IV: Kết quả đề tài.
Do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏi trong quá
trình thực hiện nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự
đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

Nhóm sinh viên thực hiện

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Phân tích công nghệ, mục đích
1


- Phân tích công nghệ:

+ Hệ thống có PLC đóng vai trò là bộ điều khiển sẽ điều khiển toàn bộ hoạt động.
Ngoài ra còn có các nút ấn, công tắc và 2 động cơ (động cơ không đồng bộ 3 pha)
Nâng/Hạ được đặt cố định tại 2 vị trí khác nhau trên khung đỡ được đặt trên cao.
+ Hệ thống làm việc được ở 3 chế độ khác nhau điểu khiển 2 động cơ có thể làm việc
riêng biệt hoặc song song:
• Nâng/Hạ Tải 1
• Nâng/Hạ Tải 2
• Nâng/Hạ cả Tải 1 và Tải 2
- Mục đích: Hệ thống nâng hạ tải được sử dụng nhiều trong các nhà máy, xí
nghiệp, các KCN, khu chế xuất,… mà có nhu cầu về luân chuyển hàng hóa, vật
tư phục vụ cho sản xuất, kinh doanh.
1.1. Tìm hiểu về PLC S7 - 200
1.1.1.Khái niệm.
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC ( Programable Logic Controler ) là thiết bị
điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý , sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ
các lệnh , thực hiện các chức năng và thuật toán để điều khiển máy và các quá trình.
1.1.2.Sơ đồ khối.

Thiết bị lập trình

Bộ nhớ

Giao diện vào

Bộ xử lý ( CPU )

Nguồn cung cấp

Phần cứng PLC có 5 bộ phận cơ bản:
2

Giao diện ra


+ Bộ xử lý: còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) , là linh kiện chứa bộ vi xử lý. Bộ
xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương
trình được lưu trong bộ nhớ của CPU , truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt
động đến các tín hiệu ra.
+ Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự , đầu tiên các
thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soát
bởi bộ đếm chương trình. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa ra kết quả ra đầu ra.
Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét ( scan ) . Thời gian vòng quét phụ thuộc
vào dung lượng bộ nhớ , tốc độ của CPU.
4. Chuyển dữ liệu từ bộ
đệm ảo ra thiết bị ngoại vi.

1. Nhập dữ liệu từ thiết
bị ngoại vi vào bộ đệm.
2. Thực hiện chương trình.

3. Truyền thông và kiểm
tra lỗi.

+ Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn đến một thời gian trễ trong khi bộ đếm
của trương trình đi qua một chu kỳ đầy đủ , sau đó bắt đầu lại từ đầu.
+ Bộ nguồn: có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử lý
( thường là 5V ) và cho các mạch điện trong các module còn lại ( thường là 24V ).
+ Thiết bị lập trình: được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết sau
đó được chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng ,
có thể là thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ , có thể là phần mềm được cài đặt trên

máy tính cá nhân.
+ Bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển. Các bộ nhớ
có thể là RAM , ROM , EPROM. Người ta luôn chế tạo nguồn dự phòng cho RAM
đề duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn , thời gian duy trì tùy thuộc
vào từng PLC cụ thể. Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thành module cho phép dễ
dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau , khi cần mở
rộng có thể cắm thêm.
+ Giao diện vào ra: là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền
thông tin đến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu vào có thể từ các công tắc , các bộ cảm
biến nhiệt độ , các tế bào quang điện … Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn
dây công tắc tơ , các rơle , các van điện từ … Tín hiệu vào có thể là tín hiệu rời rạc ,
tín hiệu liên tục , tín hiệu logic…
+ Mỗi điểm vào ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng.

3


+ Các kênh vào / ra đã có các chức năng cách ly và điều hoa tín hiệu sao cho các bộ
cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch
điện khác.
+ Tín hiệu vào thường được ghép cách điện ( cách ly ) nhờ linh kiện quang. Dải tín
hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5V , 24V , 110V , 220V. Các PLC cỡ
nhỏ thường chỉ nhận tín hiệu 24V.
+ Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiều rơle , cách ly kiểu quang.
Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24V , 100mA ; 110V , 1A một chiều ;
thậm chí 240V , 1A xoay chiều tùy loại PLC.

Cách ly kiều rơle

Cách ly kiểu quang.

1.1.3 Cấu hình phần cứng.

4


SF (đèn đỏ) : đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị lỗi. Đèn SF sáng lên khi PLC có lỗi.
RUN (đèn xanh) : cho biết PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình
được nạp vào trong bộ nhớ chương trình của PLC.
STOP (đèn vàng) : chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực
hiện lại.
Ix.x (đèn xanh) : đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng ( x.x =
0.0 – 1.5 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
Qy.y (đèn xanh) : đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời của cổng ( y.y =
0.0-1.10 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
Một số loại CPU 22x:

5


6


- Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với phích
cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các PLC
khác.Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9.6 kbps. Tốc độ truyền cung cấp
PLC theo kiểu tự do là từ 300 baud đến 38400 baud. Các chân của cổng truyền
thông là:
1 Đất.
2 24VDC.

3 Truyền và nhận dữ liệu.
4 Không dung.
5 Đất.
6 5VDC ( điện trở trong 100Ω ).
7 24VDC (100mA).
8 Truyền và nhận dữ liệu.
9 Không dùng.
Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG720 có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua
MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển đổi RS232/RS485 , và qua cổng USB ta có cáp USB/PPI.
- Card nhớ , pin , clock (CPU 221 , 222).
Một tụ điện với điện dung lớn cho phép nuôi bộ nhớ RAM sau khi bị mất nguồn
điện cung cấp. Tùy theo CPU mà thời gian lưu trữ có thể kéo dài nhiều ngày. Chẳng
hạn CPU 224 là khoảng 100h.

7


- Card nhớ: được sử dụng để lưu trữ chương trình. Chương trình chứa trong card nhớ
bao gồm : program block , data block , system block , công thức , dữ liệu đo và các
giá trị cưỡng bức.
- Card pin: dùng để mở rộng thời gian lưu trữ các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin
được tự động chuyển sang khi tụ PLC cạn. pin có thể sử dụng đến 200 ngày.
- Card Clock / Battery module: đồng hồ thơig gian thực cho CPU 221, 222 và nguồn
pin để nuôi đồng hồ và lưu giữ liệu. Thời gian sử dụng đến 200 ngày.
- Biến trở chỉnh giá trị analog: hai biến trở này được sử dụng như hai ngõ vào analog
cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình.
1.1.4 Các vùng nhớ.
- Vùng nhớ đệm ngõ vào số I: CPU sẽ đọc trạng thái tín hiệu của tất cả các ngõ vào số

ở đầu mỗi chu kỳ quét ,sau đó sẽ chứa các giá trị này vào vùng nhớ đệm ngõ vào. Có
thể truy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword.
- Vùng nhớ đệm ngõ ra số Q: Trong quá trình xử lý chương trình CPU sẽ lưu các giá
trị sử lý thuộc vùng nhớ ngõ ra vào đây. Tại cuối mỗi vòng quét CPU sẽ sao chép
nội dung vùng nhớ đệm này và chuyển ra các ngõ ra vật lý. Có thể truy nhập vùng
nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword.
- Vùng nhớ biến V: Sử dụng vùng nhớ V để lưu trữ các kết quả phép toán trung gian
có được do các xử lý logic của chương trình. Cũng có thể sử dụng vùng nhớ để lưu
trữ các dữ liệu khác liên quan đến chương trình hay nhiệm vụ điều khiển. Có thể
truy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword
- Vùng nhớ M: Có thể coi vùng nhớ M như các rơle điều khiển trong chương trình để
lưu trữ trạng thái trung gian của một phép toán hay các thông tin điều khiển khác.
Có thể truy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword.
- Vùng nhớ bộ định thời T:S7-200 cung cấp vùng nhớ riêng cho các bộ định thời , các
bộ định thời được sử dụng cho các yêu cầu điều khiển cần trì hoãn thời gian. Giá trị
thời gian đếm sẽ được đếm tăng dần theo 3 độ phân giải là 1ms , 10ms , 100ms.
- Vùng nhớ bộ đếm C:Có 3 loại bộ đếm là bộ đếm lên , bộ đếm xuống , bộ đếm lên xuống . Các bộ đếm sẽ tăng hoặc giảm giá trị hiện hành khi tín hiệu ngõ vào thay
đổi trạng thái từ mức thấp lên mức cao.
- Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao HC:Các bộ đếm tốc độ cao được sử dụng để đếm các
sự kiên tốc độ cao độc lập với vòng quét của CPU. Giá trị đếm là số nguyên 32 bit
có dấu. Để truy xuất giá trị đếm của các bộ đếm tốc độ cao cần xác định địa chỉ của
bộ đếm tốc độ cao , sử dụng bộ nhớ HC và số của bộ đếm , ví dụ HC0. Giá trị đếm
hiện hành của các bộ đếm tốc độ cao là các giá trị chỉ đọc và truy xuất theo double
word.
- Các thanh ghi AC: Là các phần tử đọc / ghi mà có thể được dùng để truy xuất giống
như bộ nhớ. Chẳng hạn có thể sử dụng các thanh ghi để truy xuất các thông số từ các
8


-

-

-

-

chương trình con và lưu trữ các giá trị trung gian để sử dụng cho tính toán. Các CPU
s7-200 có 4 thanh ghi là AC0 , AC1 , AC2 và AC3. Chúng ta có thể truy xuất dữ
liệu trong các thanh ghi này theo Byte , Word và Doubleword.
Vùng nhớ đặc biệt SM: Các bit SM là các phần tử cho phép truyền thông tin giữa
CPU và chương trình người dùng. Có thể sử dụng các bit này để chọn lựa và điều
khiển một số chức năng đặc biệt của CPU , chẳng hạn như bit lên mức 1 trong vòng
quét đầu tiên , các bit phát ra các xung có tần số 1Hz… Chúng ta truy xuất vùng nhớ
SM theo bit , Byte , Word và Doubleword.
Vùng nhớ cục bộ L: Vùng nhớ này có độ lớn 64 Byte , trong đó 60 Byte có thể được
dùng như vùng nhớ cục bộ hay chuyển các thông số tới các chương trình con , 4
Byte cuối cùng dùng cho hệ thống. Vùng nhớ này tương tự như vùng nhớ biến V chỉ
khác ở chỗ các biến vùng nhớ V cho phép sử dụng tất cả các khối chương trình còn
vùng nhớ L chỉ có tác dụng trong phạm vi soạn thảo của một khối chương trình mà
thôi. Vị trí biến thuộc vùng nhớ L trong chương trình chính thì không thể sử dụng ở
chương trình con và ngược lại.
Vùng nhớ ngõ vào tương tự AI: Các PLC S7-200 chuyển một giá trị tương tự thành
giá trị số và chứa vào một vùng nhớ 16 bit. Bởi vì các giá trị tương tự chiếm một
vùng nhớ word nên chúng luôn luôn có các giá trị worrd chẵn , chẳng hạn như
AIW0 , AIW2 , AIW4… và là các giá trị chỉ đọc.
Vùng nhớ ngõ ra tương tự AQ: Các PLC S7-200 chuyển một giá trị số 16 bit sang
giá trị điện áp hoặc dòng điện , tương ứng với một giá trị số. Giống như các ngõ vào
tương tự chúng ta chỉ có thể truy xuất các ngõ ra tương tự theo word. Và là các giá
trị word chẵn , chẳng hạn AQW0, AQW2 , AQW4.

9


Bảng các vùng nhớ và đặc điểm của CPU

S7-200
1.1.5.Kết nối với máy tính.
Đối với các thiết bị lập trình của hẵng Siemens có các cổng giao tiếp PPI thì có thể
kết nối trực tiếp với PLC thông qua một sợi cáp. Tuy nhiên đối với máy tính cá nhân
cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/PPI . Có 2 loại cáp chuyển đổi là cáp
RS232/PPI Multi-Master và cáp USB/PPI Multi-Master.
10


- Cáp RS232/PPI Multi-Master.
Hình dáng của cáp và công tắc chọn chế độ truyền:

Tùy theo tốc độ truyền giữa máy tính và CPU mà công tắc 1,2,3 được để ở vị trí
thích hợp. Thông thường đối với CPU 22x thì tốc độ truyền thường đặt là 9.6 kbaud
( tức công tắc 1,2,3 được đặt theo thứ tự là 010 )
Tùy theo truyền thông là 10 bit hay 11 bit mà công tắc 7 được đặt ở vị trí thích hợp.
Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 7 chọn ở chế độ truyền thông 11
bit ( công tắc 7 đặt ở vị trí 0 )
Công tắc 6 ở cáp RS232/PPI Multi-Master được sử dụng để kết nối port truyền
thông RS232 của 1 modem với S7-200 CPU. Khi kết nối bình thường với máy tính
thì công tắc 6 được đặt ở vị trí data Comunications Equipment (DCE) (công tắc 6 ở
vị trí 0) . Khi kết nối cáp PC/PPI với một modem thì port RS232 của cáp PC/PPI
được đặt ở vị trí Data Teminal Equipment (DTE) (công tắc 6 ở vị trí 1).
Công tắc 5 được sử dụng để đặt cáp RS232/PPI Multi-Master thay thế cáp PC/PPI

hoặc hoạt động ở chế Freeport thì đặt ở chế độ PPI/Freeport (công tắc 5 ở vị trí 0).
Nếu kết nối bình thường là PPI (master) với phần mềm STEP 7 Micro/Win 3.2 SP4
hoặc cao hơn thì đặt ở chế độ PPI (công tắc 5 ở vị trí 1).
Sơ đồ nối cáp RS232/PPI Multi-Master giữa máy tính và CPU S7-200 với tốc độ
truyền 9,6 kbaud:

11


- Cáp USB/PPI Multi-Master.
Hình dáng của cáp:

Cách thức kết nối cáp USB/PPI Multi-Master cũng tương tự như cáp RS232/PPI
Multi-Master . Để sử dụng cáp này , phần mềm cần phải là STEP 7 - Micro/WIN
3.2 Service Pack 4 ( hoặc cao hơn ). Cáp chỉ có thể được sử dụng với loại CPU 22x
hoặc sau này. Cáp USB không được hỗ trợ truyền thông Freeport và download cấu
hình màn hình TP070 từ phần mền TP Designer.
1.1.6.Phần mềm STEP 7 Micro/WIN
Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7- 200 là:
1 Chương trình chính (main program)
2 Chương trình con (subroutine)
3 Chương trinh ngắt (interupt rountine)
4 Khối hệ thống ( system block)
5 Khối dữ liệu (data block)
•

Chương trình OB1 (main program)
12

Đây là phần khung chương trình, chứa các lệnh điều khiển ứng dụng. Với 1 số
chương trình điều khiển nhỏ, đơn giản chúng ta có thể viết tắt các lệnh trong khối
này. Chương trình ứng dụng được bắt đầu từ chương trình chính, các lệnh được xử
lý lần lượt từ trên xuống dưới và chỉ 1 lần ở mỗi vòng quét. Trong S7-200 chương
trính được chứa trong khối OB1.
•

Chương trình con SUB (subroutine)

- Các lệnh viết trong chương trình con chỉ có thể được xử lý khi chương trình con
được gọi (Call) từ các chương trình chính, từ 1 chương trình con khác hoặc từ 1
chương trình ngắt. Sử dụng chương trình con khi chúng ta muốn phân chia nhiệm vụ
điều khiển. Mối chương trình con được viết cho 1 nhiệm vụ nhỏ hoặc khi có nhiệm
vụ điều khiển tương tự nhau (ví dụ : điều khiển băng tải 1, điều khiển băng tải 2) thì
chúng ta chỉ cần tạo chương trình con 1 lần và có thể gọi ra nhiều lần từ chương
trình chính.
Sử dụng chương trình con có 1 số ưu điểm sau:
+ Chương trình điều khiển được chia theo nhiệm vụ điều khiển nên có cấu trúc rõ
ràng, rất dễ ràng cho việc kiểm tra chỉnh sửa chương trình.
+ Giảm thời gian vòng quét của chương trình. CPU không phải liên tục xử lý các
lệnh của chương trình mà chỉ xử lý chương trình con khi có lênh gọi tương ứng.
+ Chương trình con cho phép giảm công việc soạn thảo khi có các chương trình con
giống nhau.
•

Chương trình ngắt INT ( interupt rountine)
Chương trình ngắt được thiết kế cho 1 sự kiện ngắt được định nghĩa trước. Bất cứ
khi nào xác định sự kiện ngắt xảy ra thì S7-200 thực hiện chương trình ngắt.
Chương trình ngắt không đựơc gọi bởi chương trình chính mà theo sự kiện ngắt xảy
ra. Chương trình ngắt được sử lý mỗi khi sự kiện ngắt xảy ra.

•

Khối hệ thống (system block)
System bock cho phép ta cấu hình các tuỳ chọn phần cứng khác nhau cho S7-200.

•

Khối dữ liệu (data block)
Data Block cho phép lưu trữ các giá trị biến khác nhau (vùng nhớ V) được sử dụng
trong chương trình. Giá trị ban đầu được nhập trong mỗi khối dữ liệu.

13


1.1.7. Phần ngôn ngữ lập trình.

Để có thể soạn thảo chương trình cho các S7-200, chúng ta sử dụng chương trình
Step 7 Micro Win. Và cũng giống như PLC của các hãng khác chúng ta có 3 dạng
soạn thảo thông dụng là LAD. FBD, STL. Việc tuỳ chọn việc soạn thảo nào để viết
chương trình là tuỳ vào người sử dụng.
•

Dạng hình thang LAD (Ladder logic)
Ở dạng soạn thảo này chương trình được hiên thị gần giống sơ đồ nối dây một
mạch trang bị điện gồm các thiết bị Rơle, Contactor. Chúng ta xem như 1 dòngđiện
từ 1 nguồn điện chảy qua các chuỗi tiếp điểm lôgic ngõ vào từ trái qua phải rồi đến
ngõ ra. Chương trình cơ bản được chia ra làm nhiều Network, mỗi Network thực
hiện 1 nhiệm vụ nhỏ cụ thể. Các Network thực hiện từ trái qua phải và từ trên xuống
dưới.

- Các phần tử chủ yếu dùng trong dạng soạn thảo này là:
+ Tiếp điểm không đảo -| |+ Tiếp điểm đảo -|\|+ Ngõ ra –( )+ Các hộp chức năng các hộp biểu diễn các phép toán số học định thời , bộ đếm.
Dạng soạn thảo này có 1 số ưu điểm:
+ Dễ sử dụng cho người mới học lập trình.
+ Biểu diễn đồ hoạ dễ hiểu và thông dụng.
+ Luôn có thể chuyển sang STL từ dạng LAD.

•

Dạng khối chức năng: FBD (Funtion Block Diagram)
Dạng FBD hiện thị chương trình soạn thảo ở dạng đồ hoạ tương tự như sơ đồ
các cổng lôgic. FBD không khái niệm đường nguồn phải trái do đó khái niệm dòng
điện không được sử dụng. Thay vào đó là các Logic 1. Không có tiếp điểm và cuộn
dây như ở dạng LAD, nhưng có các cổng Logic và cổng chức năng. Các cổng lôgic
AND, OR, XOR… tương ứng với các tiếp điểm Logic nối tiếp hay song song…
Đầu ra của các cổng Lôgic hay hộp chức năng có thể được sử dụng để nối tiếp
với đầu vào của các cổng lôgic hay các hộp chức năng khác. Với dạng soạn thảo này
có 1 số ưu điểm sau:
+ Biểu diễn ở dạng đồ hoạ các cổng chức năng giúp ta có thể dễ đọc hiểu theo trình
tự điều khiển.
14


+ Luôn có thể chuyển từ dạng FBD sang STL.
•

Dạng liệt kê lệnh : STL (StaTement List)
Đây là dạng soạn thảo chương trình dạng tập hợp các câu lệnh. Người dùng
phải nhập các câu lênh từ bàn phím, giữa lệnh và các toán hạng có khoảng trắng và
mỗi lệnh chiếm 1 hàng. Ở dạng soạn thảo này sẽ có 1 số chức năng mà dạng soạn

thảo STL và FBD không có.
Dạng soạn thảo này có 1 số điểm chính:
+ Là dạng soạn thảo phù hợp cho những người có kinh nghiệm lập trình PLC.
+ STL cho phép khắc phục 1 số khó khăn khi lập trình STL và FBD.
+ Luôn luôn có thể chuyển được từ dạng LAD hay FBD về dạng STL nhưng khi
chuyển ngược lại từ STL sang LAD hay FBD thì có 1số phản ứng không chuyển
được.
1.2 Các module, đối tượng mở rộng(Liên quan đến đại lượng đo)
1.3 Tổng quan về WinCC
1.3.1 Giới thiệu
- WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người
máy HMI
(Intergrate Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều
khiển với quá trình tự động hoá. Những thành phần dễ sử dụngcủa WinCC giúp tích
hợp những ứng dụng mới hoạc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.
- Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển
giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hoá một cách dễ dàng.
- Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng
khác nhau như: SIEMENS, MITSUBISHI, ALLEN BRADLEY,... , nhưng nó
truyền thông rất tốt với PLC của hãng SIEMENS. Nó dược cài đặt trên máy và tính
giao tiếp với PLC thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy
tính. Do đó, cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của
PLC.
- WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với
các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy
đáp ứng nhu càu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống có thể
15


phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng để

mở rộng hệ thống.
- Nhoài khả năng thíc hứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn
nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như
MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý việc thực hiện sản suất)
và ERP (Enterprise Resourse Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui
mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của SIEMENS có mặt trên khắp thế giới.
1.3.2 Thiết lập project WinCC
Trong chương này, giới thiệu những đặc tính cơ bản của WinCC và cung
cấp một cách tổng quan về các bước soạn thảo một dự án Project trong WinCC.
Tạo dự án "Project" mới:

Tạo dự án Project mới

Tạo dự án Project mới
16


Hộp thoại WinCC Explorer xuất hiện, có 3 sự lựa chọn:
• Single-User Project. Dự án thực hiện trên máy đơn Multi-User Project.
• Multi-Client Project.
Hoặc Open an Existing Project sau đó tìm đến tập tin có đuôi
".mcp".

Đặt tên cho dự án trong khung Project Name và chọn đường dẫn cho thư mục xắp
tạo. Nhấp chọn Create cửa sổ soạn thảo WinCCExplorer của dự án được mở.

17


Trong hộp thoại Computer properties vẫn giữ thiết lập như mặc định, trong

khung Computer Name đặt tên COMPUTER. Chọn OK.
1.3.3 Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management
Để thiết lập sự kết nối truyền thông giữa WinCC với các đối tượng cấp dưới cần
có một mạng liên kết chúng với nhau trong việc trao đổi dữ liệu. Do đó cần chọn một
Driver. Việc chọn Driver phụ thuộc vào loại PLC sử dụng. Với dòng SIMATIC PLC
của Siemens, có khoảng vài trăm đến vài nghìn điểm nhập, xuất.
- Driver: Là giao diện liên kết giữa WinCC và PLC (Programable Logic
Control).
- Trong dự án SCADA, nhấp chuột phải vào thư mục Tag Management,
chọn Add New Driver.

Chọn driver liên kết giữa WinCC và PLC
18


Chọn driver liên kết giữa WinCC và PLC
Driver mới xuất hiện bên dưới biệu tượng "TagsManager". Nick chuột phải
vào mạng con của Driver mới. Chọn New Driver Connection.

Chọn driver liên kết giữa WinCC và PLC
- Để tạo sự kết nối các thiết bị trên một dự án trong WinCC, trước tiên phải
tạo các Tags trên WinCC. Tags được tạo dưới Tags Management.Gồm có Tags nội
và Tags ngoại:
• Tags Internal (Tags nội): Là Tag có sẵn trong WinCC. Những Tags nội này
là
những vùng nhớ trong của WinCC, nó có chức năng như một PLC
thực sự.
19

• Tags External (Tags ngoại): Là Tag quá trình, nó phản ảnh thông tin địa chỉ
của hệ
thống PLC khác nhau.
- Các Tags có thể được lưu trong bộ nhớ PLC hoặc trên các thiết bị
khácay5nối với
PLC thông qua các Tags.
- Tạo những nhóm Tags Groups (nhóm Tags) thiết bị: Khi dự án có một có một
khối lượng lớn dữ liệu với nhiều Tags, thì ta có thể nhóm các Tags này thành một nhóm
biến sao cho thích hợp theo đúng qui cách.
- Tags Group là những cấu trúc bên dưới sự kết nối PLC, có thể tạo nhiều Tags
Group và nhiều Tags trong mỗi nhóm Tags nếu cần.
Bước 4: Tạo Tags
Tạo Tags Internal: nhấp phải vào Internal Tag, chọn New Tag

Tạo Tags Internal
Nhấp tên bất kỳ vào ô điền tên, chọn “Datatype” sau đó kéo xuống nhấp vào kiểu
dữ liệu cần chọn.

20


Tạo Tags Internal
Xác định địa chỉ trong PLC
Nhấn nút “Select” mở hộp thoại “AddressProperties”

Xác định địa chỉ trong PLC

21

Xác định địa chỉ trong PLC
1.3.4 Làm việc với cửa sổ Graphic Desiger trong WinCC

22


1.3.5. Tạo nút nhấn
Từ bảng đối tượng Object Palette, nhấp vào dấu "+" mục Windows Object chọn
Button và di chuyển con trỏ ra màn hình đặt đến vị trí cần thiết.Có thể vẽ kích cỡ nút
nhấn mong muốn.Khi nhả chuột ra hộp thoại Button Configuration xuất hiện.Ở
khung Text đặt tên nút nhấn tuỳ ý. Nhap chọn Font chữ và màu sắc nút nhấn. Để
chọn file hình ảnh khi nhấn nút file hình đó sẽ chuyển đến, bằng cách nhấp vào biểu
tượng trên hộp thoại Button Configuration, hộp thoại Pictures mở chọn file ảnh và
nhấp chọn OK. Tiếp tục nhấp OK trên hộp thoại Button Configuration để kết thúc
việc lựa chọn.

Tạo nút nhấn
Ở khung Text đặt tên cho nút nhấn.Nhấp chọn Font chữ và màu sắt nút nhấn.
Để chọn file hình ảnh khi nhấn nút file hình đó sẽ chuyển đến, bằng cách nhấp vào
biểu tượng trên hộp thoại Button Configuration, hộp thoại Pictures mở chọn file
ảnh và nhấp chọn OK. Tiếp tục nhấp OK trên hộp thoại Button Configuration để
kết thúc việc lựa chọn. Để lưu các file ảnh, nhấp chọn File> Save hoặc nhấp biểu
tượng Save trên thanh công cụ.
1.3.6 Thiết lập thuộc tính chạy thực
Nhấp phải chọn Computer trong của sổ soạn thảo hoặc biểu tượng máy tính
bên phải cửa sổ, từ menu xổ xuống chọn Properties.

23

Thiết lập thuộc tính chạy thực
Tại khung thuộc tính Window Attributes kéo thanh trượt nhấp chọn: "Title",
"Maxximize" và "Adapt picture". Sau đó nhấp Ok để kết thúc việc lựa chọn.

24


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1.Lựa chọn thiết bị
2.1.1 Động cơ nâng hạ YZP
Là động cơ rotor ruột quấn dây đồng (Wound rotor motor ) motor 3 pha không
đồng bộ. Tính năng sản phẩm chịu được tải lớn, chịu được độ rung, sốc, chịu được
bụi, nước và có độ bền cơ học cao phù hợp cho thiết bị làm việc nặng lớn trong thời
gian ngắn, nâng hạ, tời cẩu rồi phanh dừng, hoặc các cơ cấu làm việc có tính tuần
hoàn.
Môi trường làm việc của motor là độ cao dưới 1000 m (so với mực nước biển),
loại cấp chịu nhiệt F có thể dùng trong các lò luyện kim với nhiệt độ 40 độ C, còn
với mô tơ cấp chịu nhiệt H (class H) có thể dùng an toàn trong môi trường khắc
nghiệt lên tới 60 độ C.

Động cơ không đồng bộ 3 pha YPZ
Thông số động cơ:
- Công suất định mức: 3.7Kw.
- Tốc độ: 900-960v/ph.
- Dòng định mức: 14.1A.
- Cấp chịu nhiệt F.
- Kiểu lắp: chân đế, mặt bích.
- Điện áp: 3 pha, 380 – 440V.
- Có quạt làm mát.

25