MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUÔNG TỰ ĐỘNG CHO TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Lời Mở Đầu

Cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công
nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển, ngành tự động hóa đã và
đang đạt được nhiều tiến bộ mới. Tự động hóa không những làm
giảm nhẹ sức lao động cho con người mà còn góp phần rất lớn
trong việc nâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản
phẩm. Chính vì thế tự động hóa ngày càng khẳng định được vị trí
cũng như vai trò của chúng ta trong các ngành công nghiệp đang
được phổ biến rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp trên thế giới
nói chung và ở Việt Nam nói riêng.
Là sinh viên của ngành Điện Công Nghiệp, sau một thời gian học tập
và rèn luyện tại trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Lý Tự Trọng, được sự
giảng dạy tận tình của các thầy cô cùng với sự cố gắng nỗ lực của bản
thân, chúng em đã được giao đề tài làm “MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN
CHUÔNG TỰ ĐỘNG CHO TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG.
Sau 2 tháng tìm hiểu và tham khảo tài liệu với ý thức và nỗ lực của
nhóm cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa điện –
điện tử, đặc biệt là Thầy Nguyễn Văn Yên đã giúp nhóm em tận tình
trong quá trình làm đồ án này.
Qua đồ án này cho nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới
Thầy Nguyễn Văn Yên và các thầy cô trong khoa Điện – Điện tử đã
giúp nhóm em hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình hoàn thành đồ án, với trình độ kiến thức chuyên
môn chưa nhiều, kinh nghiệm thực tế còn ít và thời gian có hạn nên đồ
án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó em kính mong
được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô và đóng góp của bạn bè đồng
nghiệp để đề tài của nhóm em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
Ngày…..Tháng…..Năm…..2014


MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN
1.1....................................................................... Lý do chọn đề tài
1.2....................................................... Lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.3................................................................. Mục tiêu nghiên cứu
1.4.................. Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiện cứu
1.5................................................................ Nhiệm vụ nghiên cứu
1.6................................................................... Phạm vi nghiên cứu
1.7.................................................................. Giả thuyết khoa học
1.8.......................................................... Phương pháp nghiên cứu

1.9
phân tích yêu cầu đồ án

CHƯƠNG II: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 phân tích yêu cầu đồ án………..
..................................................................................................
2.2 Cấu tạo và nguyện lý hoạt động của các thiết bị..............
2.2.1 Tổng quan về mô hình chuông báo tự động................
2.2.3 Tổng quan về chuông diện........................................
2.2.4 Tổng quan về một số khí cụ trên mô hình.................
2.2.5 ....................................................................................
CHƯƠNG III: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUÔNG TỰ ĐỘNG
3.1

Quy trình thực hiện............................................................

3.2
3.3
3.4

Tên và kí hiệu các lệnh dùng trong chương trình..............
Cài đặt chương trình cho PLC LOGO 230RC..................
...........................................................................................
3.4.1 .......................................................................................
3.4.2 .......................................................................................
3.4.3 ......................................................................................


CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
4.1 Kết luận ..........................................................................

4.2 Hướng phát triển.............................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ HÌNH ĐỒ ÁN
Chắc hẳn trong chúng ta ai cũng đã trải qua những năm tháng học trò
từ cấp 1 rồi đến cấp 2, cấp 3. những năm tháng đó gắn liền với tiếng trống
tựu trường, những tiếng trống báo tiết học hay làm nhịp tập thể dục giữa
giờ. tiếng trống đó đã đi sâu vào tiềm thúc con người Việt Nam chúng ta.
Và đó dường như là một nét văn hoá người Việt.
1/ Lý do chọn đề tài
Ở cấp phổ thông, thông thưgờng quy mô các trường thường nhỏ cả
2

về diện tích cũng như số lượng học sinh. Thông thường chỉ 3000m chở lại
và cách bố trí phòng học thường xây các phòng xát nhau tập trung vào một
khu
Nhưng đối với cấp học cao hơn đó là đại học, cao đẳng thì việc sử
dụng tiếng trống tiếng kẻng để báo tiết học lại không hợp lý. Vì vậy việt sử
dụng trống để báo tiết họ là khá thích hợp vì vậy việc lắp 1 hệ chuông báo
là rất cần thiết .. sự không hợp lý là do các nguyên nhân :
 Khuôn viên trường thường rất lớn (từ vài Ha trở lên).
 Số lượng sinh viên là rất lớn.
 Cách bố chí phòng học, phòng thí nghiệm chia theo từng khu,
từng khoa riêng biệt.
Khu giảng thường xây dựng kiểu kến trúc nhà tầng thường từ 3- 5
tầng trở nên
2/ Lịch sử nghiên cứu
 .Từ những nguyên do trên mà ta không thể sữ dụng trống, kẻng
để báo tiết học. Thay vào đó người ta sữ dụng hệ thống chuông

bấm.
Hệ thống chuông điện giải quyết được các vấn đề:
 Lắp đặt dễ dàng, hệ thống bao


gồm nhiều chuông được bố trí
được ở nhiều địa điểm cần
thiết.
 Việc điều khiển rất đơn giản,
chỉ cần một người bảo vệ
ngồi trong phòng ấn nút điều
khiển.
 Độ tin cậy cao
.
Nhưng nhược điểm lớn nhất của hệ thống chuông bấm này đó chính
là con người. Phải mất một người thường xuyên phải trực ở đó để
bấm chuông báo giờ. Đôi khi người trực ngủ quên hoặc xem nhầm
giờ, và rất nhiều nguyên nhân khách quan khác ảnh hường đến sự sai
lệch thời gian tiết học. và khó phân biệt tiếng chuông vào lớp, ra
chơi hay tan học. Đứng trước vấn đề này cần phải thiết kế hệ thống
chuông báo tự động trường học.
Hệ thống chuông tự động có ưu điểm:
 Thuật toán lập trình đơn giản
 Độ chính xác, độ tin cậy rất cao
 Không cần có người trực điều khiển. chỉ cần ấn nút khổi động
một lần hệ thống sẽ chạy tự động hoàn toàn và liên tục trong
nhiều năm liên tiếp.
 Phân biệt rõ tiếng chuông vào lớp và ra chơi.
 Ta có thể chuyển sang chế độ bằng tay bình thường khi bước vào
mùa thi mà thời gian không cố định.

3/ mục tiêu nghiên cứu
 Hệ thống báo chuông đúng các thời điểm vào, ra của tiết học của
trường.
 Hệ thống có khả năng chỉnh lại giờ.


 Thời gian kéo dài chuông vào tiết và nghỉ giải lao là khác nhau.
 Hệ thống chuông được dùng đi dây điện đồng bộ 220V.
 Có khả năng đưa mô hình vào ứng dụng trong thực tế.
 Hệ thống làm việc ổn định.
4/Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu
a. Khách thể nghiên cứu
- PLC LOGO! 230RC
- Chuông điện
b. Đối tượng nghiên cứu

-Hướng tới sự tự động hóa nhằm giúp cho trường tiết kiệm được
chi phi và thời gian hơn hiệu quả tốt trong việc quản lí thời gian
hơn.
5/ nhiệm vụ nghiên cứu
-

Cải thiện vấn đề điều khiển tiết học.

6/ Phạm vi nghiên cứu
-

Mô hình được ứng rộng rải cho tất cả các cấp trường học
Không những thế mà nếu mô hình được mở rộng thì có thể
lập trình điều khiển chuông ứng cho các công ty, xí Nghiệp

và các xưởng sản xuất.
- Tiết kiệm được chi phí và đảm bảo thời gian không bị sai
lệch
7/ Giả thuyết khoa học
-

Mang lại sự tiện lợi cho việc điểu khiển thời gian các tiết

học
- Tiết kiệm chi phí
- Đảm bào sự chính xác cao
8/ phương pháp nghiên cứu


Tìm tài liệu từ thư viện trường , nhà sách và một số trang mạng
có tài liệu liên quan đến con LOGO 230RC, PLC OMRON ZEN
10C1AR-A-V2, PLC SCHNEIDER SR2 B121FU.

9/ phân tích yêu cầu đồ án
- trong quá trình hoc tập và tìm hiều thực tế về thời gian ra tiết và vào
tiết học lý thuyết của trường cao đẳng kỹ thuật LÝ TỰ TRỌNG như sau:
- Trong 1 năm thời gian học bắt đầu vào 2 thời điểm học kỳ hè và thời
điểm học kỳ chính do điều kiện về thời tiết và thời gian ở tp.hcm không có sự
chênh lệch nhiều giữa mùa đông và mùa hè, nên thời gian của 2 học kỳ như
nhau. Không phân biệt mùa hè và mùa đông.
- Thời gian học của học kỳ chính: bắt đầu từ đầu tháng 9 kết thúc cuối
tháng 5, học kỳ hè bắt đầu vào đầu tháng 6 kết thúc cuối tháng 8.
- Một ngày có 2 ca học, mỗi ca có 6 tiết học mỗi tiết kéo dài 45 phút,
mỗi 2 tiết ra chơi 1 lần là 15 phút. Thời gian bắt đầu ca 1 từ 7h00 – 11h30, ca

2 bắt đầu 12h30 – 17h30.
- Nhưng thời gian học của học kỳ hè muộn hơn thời gian học chính để
tạo thời gian thoải mái cho sinh viên. Ca 1 Bắt đầu từ 7h30 kết thúc lúc /////////,
ca 2 bắt đầu từ 13h00 kết thúc lúc /////////,
- Một ngày có 2 ca học, mỗi ca có 4 tiết học mỗi tiết kéo dài 45 phút, ,
2.2 bảng thời gian học của học kỳ chính

2.2.1 bảng thời gian ca sang
Tiết
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3

Vào tiết học
7h00
7h45
8h45

Hết tiết
7h45
8h30
9h30

Thời gian ra chơi
0
15
0


Tiết 4

Tiết 5
Tiết 6

9h30
10h30
11h15

10h15
11h15
12h00

15
0

Tiết
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Tiết 5
Tiết 6

Vào tiết học
12h30
13h15
14h15
15h
16h
16h45

Hết tiết
13h15
14h00
1
15h

Thời gian ra chơi
0
15
0
15
0

15h45
16h45
17h30


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I/ Cách nhận dạng LOGO:
Trước khi sử dụng một LOGO, ta phải biết một số thông tin cơ bản về
sản phẩm như cấp điện áp sử dụng, ngõ ra là relay hay transistor…. Các thông
tin cơ bản đó có thể tìm thấy ngay ở góc dưới bên trái của sản phẩm.
Một số kí hiệu dùng để nhận biết các đặc tính của sản phẩm:
• 12: nguồn cung cấp là 12 VDC
• 24: nguồn cung cấp là 24 VDC
• 230: nguồn cung cấp trong khoảng 115…240 VAC/DC
• R: ngõ ra là relay. Nếu dòng thông tin không chứa kí tự này nghĩa là
ngõ ra của sản phẩm là transistor
• C: sản phẩm có tích hợp các hàm thời gian thực.

• o: sản phẩm không có màn hình hiển thị.
• DM: Modul digital.
• AM: modul analog.
• CM: modul truyền thông.


1/ Khả năng mở rộng của LOGO!:
• / Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230
RC/Rco:
Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog:


2/ Cách đấu dây cho các sản phẩm họ LOGO!:
4.1/ LOGO! 230…

Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi
nhóm 4 ngõ vào. Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp
cùng một pha điện áp. Các đầu vào trong hai nhóm có thể cấp cùng
pha hoặc khác pha điện áp.
•
/ LOGO! AM 2:

1: Nối đất
bảo vệ
2: Vỏ bọc giáp của
dây cáp tín hiệu 3:
thanh ray

Dòng đo lường 0…20mA
10V

Ap đo lường 0…

Kết nối cảm biến 2 dây với modul LOGO! AM 2:
Ta làm theo các bước sau:
• Kết nối ngõ ra của sensor vào cổng U (0…10V) hoặc ngõ I
(0…20mA) của modul AM2.
• Kết nối đầu dương của sensor vào 24 V (L+)
• Kết nối dây ground của sensor (M) vào đầu M1 hoặc M2 của modul


AM2./ LOGO! AM 2 PT100:
II/ Lập trình với LOGO:
1/ Các hàm trong LOGO:
Chia thành 4 danh sách sau đây:
Co: danh sách các điểm liên kết (bit M, các ngõ I,O ..),các hằng
số.
GF:danh sách các hàm cơ bản như AND, OR…
SF: danh sách các hàm cơ bản.
BN: danh sách các block đã được sử dụng trong sơ đồ
mạch.
Danh sách Co:
* Ngõ vào số:

Ngõ vào số được xác định bởi kí tự bắt đầu là I. Số thứ tự của các ngõ
vào ( I1, I2, …) tương ứng với ngõ vào kết nối trên LOGO.
* Ngõ vào analog:
Đối với các version LOGO! 24, LOGO! 24o, LOGO! 12/24RC và
LOGO! 12/24Rco, các ngõ vào I7, I8 có thể được lập trình để sử dụng
như hai kênh vào analog AI1, AI2.

* Ngõ ra số:
Ngõ ra số được xác định bởi kí tự bắt đầu là Q (Q1, Q2,
… Q16).
* Ngõ ra analog:
Ngõ ra analog được bắt đầu bởi ký tự AQ, LOGO chỉ cho phép tối
đa 2 ngõ vào analog là AQ1 và AQ2.

Thanh ghi dịch bit:
LOGO! cung cấp 8 thanh ghi dịch bit từ S1 đến S8. Đây là các
thanh ghi chỉ đọc. Nội dung của thanh ghi dịch bit chỉ có thể được
định nghĩa lại bằng hàm đặc biệt (SF) “shift register”.
• Mức hằng số:
Mức tín hiệu được thiết kế ở 2 mức: hi
và lo với: Hi = 1: mức cao
•


Lo = 0: mức thấp.
• Hở kết nối:
Các kết nối không sử dụng có thể được định nghĩa bởi x
/ Các hàm cơ bản (BF):
LOGO! có các hàm cơ bản sau:

Cổng AND:


ngõ ra của hàm AND bằng 1 khi tất cả
các ngõ vào bằng 1. Bảng logic cổng
AND như sau:

Cổng AND lấy cạnh xung lên:

Ngõ ra bằng 1 trong 1 chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà cả 4
ngõ vào cùng bằng 1.
Ngõ vào không sử dụng ta có thể sử dụng ký hiệu x
(x=1).
Giản đồ thời gian:

Cổng NAND:

Ngõ ra cổng NAND chỉ bằng 0 khi tất cả ngõ vào
cùng bằng 1. Bảng logic cổng NAND:


Cổng NAND lấy cạnh xung lên:

Ngõ ra của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1
trong 1 chu kỳ máy tại thời điểm đầu tiên mà một trong các
ngõ vào bằng 0.
Giản đồ thời gian:

Cổng OR:

Ngõ ra bằng 1 nếu có ít nhất một ngõ vào bằng 1.
Ngõ vào không sử dụng ta có thể dùng
ký hiệu x (x=0). Bảng logic cổng OR:


Cổng NOR:

Ngõ ra cổng NOR bằng 1 nếu tất cả ngõ vào
cùng bằng 0. Ngõ vào không sử dụng ta có
thể dùng ký hiệu x (x=0).
Bảng logic cổng NOR:

Cổng XOR:

Ngõ ra cổng XOR bằng 1 khi mức logic của 2 ngõ vào
khác nhau. Ngõ vào không sử dụng ta có thể dùng ký
hiệu x (x=0).
Bảng logic cổng XOR:


Cổng NOT:

Bảng logic cổng NOT:

2/ Các hàm đặc biệt (SF: special functions):
Các hàm đặc biệt có trong LOGO được liệt kê trong
bảng sau:




Bộ giám sát tín
hiệu analog
Bộ khuếch đại analog

Rem: thông số này dùng để chọn đặc tính retentive
(nhớ) on hay off On: retentive

Off: non retentive
Nếu đặc tính retentive được chọn thì khi có nguồn lại, trạng thái tín
hiệu trước khi mất nguồn được đặt trở lại vào ngõ ra.
• On-delay:


Ký hiệu LOGO

Kết nối
Input Trg
Parameter T
Output Q

Mô tả
Ngõ vào khởi động thời
gian delay on
Khoảng thời gian delay
Ngõ ra sẽ lên 1 sau thời
gian T kể từ khi ngõ Trg

Giản đồ thời gian:

Mô tả:
- Thời gian Ta được khởi động khi ngỏ vào Trg
Ta từ mức 0 lên mức 1 (Ta: thời gian hiện
chuyển
hành của LOGO)
- Nếu trạng thái ngõ vào Trg duy trì mức 1 trong suốt
khoảng thời gian T thì ngõ ra Q được lên mức 1 cho đến
khi ngõ vào chuyển từ 1 xuống 0.

- Nếu trong khoảng thời gian T mà ngõ vào chuyển từ 1
xuống 0 thì thì ngõ ra cũng xuống 0 và timer bị reset.
- Nếu tính năng retentive không đươc set thì khi mất
nguồn, ngõ ra Q và thời gian Ta bị reset.
Off-delay:
Ký hiệu LOGO

Kết nối
Input Trg
Input R
Parameter T
Output Q

Giản đồ thời gian:

Mô tả
Cạnh âm ngõ vào khởi động thời
gian delay off T
Cạnh lên ngõ vào này sẽ reset
thời gian delay và ngõ out
Thời gian delay off
Ngõ ra được set khi Trg lên 1 và
được giữ cho đến hết thời gian T.


Mô tả:
- Ngõ ra Q được set ngay lập tức khi Trg thay
đổi từ 0 lên 1.
- Thời gian hiện hành Ta sẽ được khởi động lại
khi Trg chuyển từ 1 xuống 0, ngõ ra Q vẫn

còn được set. . Ngõ ra Q sẽ được reset về 0
khi Ta đạt tới thời gian T (Ta=T).
- Thời gian Ta bị reset khi có một cạnh lên ở
chân Trg.
- Khi ngõ vào R chuyển từ lên 1 thì thời gian
Ta và ngõ ra sẽ bị reset.
- Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì
khi mất nguồn, ngõ ra Q và thời gian Ta bị
reset.
•

Ký hiệu LOGO

On_off-delay:
Kết nối
Input Trg

Parameter
Output Q

Mô tả
Cạnh dương (0 lên 1) của ngõ
vào trg sẽ khởi động thời gian
delay-on TH Cạnh dương (0 lên
1) của ngõ vào trg sẽ khởi động
TH : thời gian
delay-on TL: thời
Ngõ ra được set khi đủ thời gian
TH sau khi ngõ vào Trg lên và giữ
ở mức 1.

Ngõ ra được reset khi đủ thời
gian TL sau khi ngõ vào Trg


Giản đồ thời gian:

Mô tả :
-

Thời gian TH được khởi động khi ngõ vào Trg chuyển từ
0 lên 1. Nếu ngõ Trg được giữ cho đến hết thời gian TH
thì ngõ ra Q sẽ được set lên 1

- Thời gian TH sẽ bị reset khi ngõ vào Trg chuyển xuống
mức 0 khi chưa hết thời gian TH.
- Sự chuyển mức từ 1 xuống 0 sẽ khởi động TL . Nếu ngõ
Trg được giữ cho đến hết thời gian TL thì ngõ ra Q sẽ
được reset về 0.
- Thời gian TL sẽ bị reset khi ngõ vào Trg chuyển lên
mức 1 khi chưa hết thời gian TL.
- Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất
nguồn, ngõ ra Q và thời gian TH , TL bị reset.
-


III/ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUÔNG ĐIỆN
Cấu tạo

Hình 1.1: cấu tạo chuông điện
Chuông điện có cấu tạo gồm các phần chính:

1. Cuộn giây ( nam châm điện)
2. Búa gõ
3. Chuông
4. Miếng sắt (tác dụng để nam châm điện hút, và kéo búa gõ gõ vào
chuông)