Đồ án thiết kế bãi đỗ xe thông minh mô phỏng trên wincc https://www.youtube.com/watch?v=tHsqFtpwwrc

Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG
1.1. YÊU CẦU THỰC TẾ TẠI ĐÀ NẴNG
Việt Nam đang trên đà hội nhập và phát triển, tiến lên thành một nước có nền
cơng nghiệp phát triển cao, cơng nghệ hiện đại, đời sống vật chất của con người
ngày càng nâng cao. Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng số
lượng phương tiện cá nhân, trong đó có cả xe máy và ơtơ. Trong tương lai khơng
xa ở Việt Nam ơtơ khơng cịn là hàng hóa xa xỉ. Trong khi cơ sở hạ tầng lại không
đáp ứng kịp với sự phát triển của phương tiện. Sự mất cân bằng này tất yếu dẫn
đến sự mất mỹ quan đô thị là do thiếu các bãi đỗ xe, nên buộc họ phải đậu xe lấn
chiếm lòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thơng xảy ra liên tục. Có
thể nói quỹ đất cho giao thơng tĩnh đã q chật.

Hình 1.1 Thực trạng đỗ xe tại Đà Nẵng
Tại Đà Nẵng, hiện nay, giao thông cũng đang gặp phải hàng loạt các vấn đề
như đậu đỗ xe tràn lan dưới lòng đường, các điểm gây ách tắc giao thông xuất
hiện ngày càng nhiều, thời gian ách tắc lâu, các bãi bến đậu, dừng xe còn ở quy
mô nhỏ, chưa bắt kịp sự phát triển và nhu cầu sử dụng của người dân…Theo
thống kê, TP Đà Nẵng hiện có khoảng gần 40.000 ơtơ, 600.000 xe máy, chưa kể
các loại xe của khách vãng lai. Bên cạnh đó, tỷ lệ tăng của phương tiện trung bình
hàng năm tỷ lệ khoảng 15% và cứ 5 năm, lượng ôtô và xe máy ở Đà Nẵng lại tăng
lên gấp đôi.
Hiện nay nhiều tuyến đường ở trung tâm Đà Nẵng đã xuất hiện tình trạng ùn
tắc trong giờ cao điểm do ôtô đậu đỗ hai bên đường quá nhiều. Bên cạnh đó, các
bến bãi đậu đỗ lại rất hạn chế. Hệ thống giao thơng cơng cộng của Đà Nẵng chỉ

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 1


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

có duy nhất là xe bt (ngồi taxi, xe ơm) nhưng hiện nay loại hình giao thơng
cơng cộng này vẫn chưa thực sự mang lại nhiều tiện nghi; phương tiện cá nhân
vẫn đóng vai trị chính trong việc giải quyết nhu cầu đi lại của người dân.
Việc giải bài toán nhu cầu đậu đỗ xe chưa được quan tâm dẫn đến việc đậu đỗ
trên lòng đường, vỉa hè; hệ thống đường đô thị đã quá tải nay lại bị chiếm dụng
cho đậu đỗ xe càng làm cho việc đi lại giao thương trở thành một trở lực lớn đối
với dân cư đơ thị.
Trước tình hình này, lãnh đạo TP Đà Nẵng đã quyết định chọn 3 vị trí xây
dựng thí điểm các bãi đỗ xe ngầm gồm khu vực Công viên 29/3 trên đường Điện
Biên Phủ với diện tích 1,3 ha; khu vực nhà hàng đường 2/9 với diện tích 1 ha; khu
vực công viên đường Trần Cao Vân - Ơng Ích Khiêm - Đống Đa. Ngồi ra TP
cũng đang nghiên cứu quy hoạch thêm các bãi đỗ xe khác.

Hình 1.2 Vị trí xây dựng bãi đỗ xe ngầm tại công viên 29/3
Bãi đỗ xe được xây dựng ngầm dưới lịng đất nên sử dụng cơng nghệ bãi đỗ
xe tự động là giải pháp tối ưu để quản lý bãi đỗ xe.
1.2. SƠ LƯỢC VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
Một bãi đỗ xe tự động chuẩn cần đạt được những u cầu về an tồn, giảm tối
đa nhân cơng, tính tiện lợi cho khách hàng, linh hoạt trong việc thu phí và quản
lý bãi đỗ xe…

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 2


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Hình 1.3 Bãi đỗ xe ngầm Trung tâm hành chính TP Đà Nẵng
 An toàn là vấn đề được xem xét đầu tiên khi thiết kễ bãi đỗ xe. Những yếu
tố cần thiết để đảm bảo an toàn cho một bãi đỗ xe gồm:
- Hệ thống hướng dẫn giao thông cho tài xế hoặc khách đi bộ bao gồm
hệ thống cách vạch sơn, rào chắn, thơng tin về vị trí đỗ xe và đèn
hướng dẫn.
- Camera giám sát kỹ thuật số bao quát tất cả các phần được quản lý.
Lưu giữ hình ảnh và tình trạng bãi đỗ xe trong vài tuần.
- Nút báo cháy trong trường hợp có hỏa hoạn nhưng hệ thống chữa
cháy tự động không hoạt động.
- Các thiết bị chữa cháy tự động và các thiết bị thơng khí, lọc khí.
- Các loa cho việc thơng báo.
- Hệ thống đèn chiếu, đèn thơng báo cịi ,được điều khiển từ xa bằng
tay hay cảnh báo tự động.
- Việc ghi lại và báo cáo tình trạng trộm cắp, barie bị hư, giám sát
trạng thái của cửa thốt.

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 3


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Hình 1.4 Nút báo cháy và các thiết bị phịng cháy chữa cháy trong bãi đỗ xe
- Chương trình trong tình trạng khẩn cấp ngăn cản các barier ở lối vào,
mở các barier ở lối thoát, cửa và cổng.
- Hệ thống nguồn điện và đèn chiếu sáng trong tình trạng mất điện.
 Sự tiện lợi cho khách hàng, và tính tự động hóa.
- Hệ thống Barie và đọc thẻ từ tự động giúp khách đăng ký tháng vào
gửi xe không cần thông qua bảo vệ.
- Các hệ thống cảm biến chuyển động, cảm biến tiệm cận giúp hướng
dẫn khách hàng tìm được vị trí đỗ xe nhanh nhất.
- Hệ thống đọc thẻ từ tự động đối với khách hàng đăng ký gửi xe theo
tháng, giảm thời gian xe vào ra bãi.
- Bảng báo số lượng xe trong bãi, báo bãi xe đã đầy.
- Lối vào ra riêng biệt cho xe máy và ơtơ.
 Hệ thống tính tiền
- Linh hoạt giữa các phương thức trả tiền: theo tháng hoặc theo lượt
đỗ,số ngày đỗ…
- Nhiều mức phí đồng thời theo thời gian. Mỗi loại phí gắn với loại xe
và loại thẻ. Mức phí có thể thiết đặt trước khi áp dụng.
- Báo cáo doanh thu theo bãi xe giúp nhà đầu tư dễ dàng quản lý.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 4


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

 Những ưu điểm của bãi đỗ xe tự động:
- Tiết kiệm chi phí, thời gian.
- Giảm số lượng nhân sự, nâng cao hiệu suất cơng việc.
- Kiểm sốt vấn đề tài chính.
- Điều hành phương tiện lưu thơng dễ dàng.
- Thuận tiện cho người sử dụng.
- Tốc độ bãi đỗ xe thông minh nhanh gấp 2 lần gửi xe thủ cơng giảm
lượng khí thải trong q trình đỗ xe.
- Tính bảo mật của hệ thống bãi đỗ xe rất cao vì tích hợp cơng nghệ
thẻ proximity.
- Quản lý hệ thống bãi đỗ xe với các thao tác đơn giản và cực kì tiện
ích nhanh chóng.
- Tạo dựng sự đẳng cấp cho cơng trình từ dịch vụ cho đến nét văn
minh.
 Nhược điểm của bãi đỗ xe tự động:
- Vốn đầu tư ban đầu lớn cho các thiết bị công nghệ hiện đại.
- Yêu cầu cao về đội ngũ kỹ thuật vận hành bãi đỗ xe.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 5


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

1.3. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ BÃI ĐỖ XE SẼ THIẾT KẾ

Hình 1.5 Sơ đồ tổng thể bãi đỗ xe
Bãi đỗ xe có 123 chỗ được chia thành 4 khu vực để chỉ dẫn cho xe vào đỗ. Ở đầu
mỗi khu vực đều có đèn mũi tên chỉ dẫn xe đến chỗ còn trống.
 Khi xe vào bãi đỗ, xe sẽ dừng lại trước barie:
- Tại đây khách gửi xe sẽ quẹt thẻ lên máy đọc thẻ đối với khách hàng
đăng ký tháng và đã được cấp thẻ từ trước. Sau khi quẹt thẻ xong,
Camera sẽ chụp biển số xe và lưu lại thơng số tương ứng với thẻ đó,
barie sẽ tự động mở ra để xe vào. Bảng hiện thị số xe trong bãi tăng
lên 1.
- Đối với khách vãng lai, nhân viên điều hành sẽ lấy một thẻ có sẵn và
quẹt vào máy đọc thẻ. Camera sẽ chụp biển số xe và lưu lại thơng tin

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 6


Đồ án môn học Điều Khiển Logic












GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

tương ứng với thẻ đó. Sau đó, nhân viên sẽ đưa thẻ cho khách hàng
và bấm nút để mở barie. Bảng hiện thị số xe trong bãi tăng lên 1.
Sau khi nhận thẻ, xe sẽ đi vào qua CB1 đặt ở sau barie. Khi CB1 tác động
lần thứ 2 tức là bánh sau của xe đã đi qua thì barie tự động đóng lại chờ
lượt khách tiếp theo.
Bãi đỗ xe có 4 khu vực: Khu vực I có 30 chỗ gồm 2 dãy A và B, Khu vực
II có 30 chỗ gồm 2 dãy C và D, khu vực III có 30 chỗ gồm 2 dãy E và F,
khu vực IV có 33 chỗ gồm 2 dãy G và H.
Ở lối vào và ra mỗi khu vực đều có cảm biến nhận biết xe vào ra. Các cảm
biến này giúp xác định số xe có trong mỗi khu vực. Dựa vào số xe hiện có
trong mỗi khu vực mà các đèn chỉ dẫn đặt ở đầu mỗi khu vực chỉ hướng
cho xe đến vị trí đỗ cịn trống một cách nhanh nhất.
Khi bãi đỗ xe đã có 123 xe đỗ, Bảng hiện thị số xe trong bãi sẽ báo đầy và
đèn stop ở lối vào sáng lên, không tiếp nhận thêm xe vào bãi.
Khi xe ra, xe sẽ dừng lại trước barie ở lối ra:
- Khách hàng đăng ký theo tháng sẽ quẹt thẻ vào máy đọc thẻ. Camera
ở lối ra sẽ chụp lại biển số xe. Máy tính sẽ so sánh hình ảnh biển số
mới chụp được và biển số đã được lưu trữ lúc xe vào. Nếu khớp, máy
tính sẽ xuất tín hiệu cho PLC mở barie ra. Nếu khơng khớp, máy tính
sẽ cảnh báo cho nhân viên điều hành.
- Khách vãng lai sẽ trả lại thẻ cho nhân viên điều hành và trả tiền cho
nhân viên. Nhân viên điều hành sẽ quẹt thẻ vào máy đọc thẻ. Camera
ở lối ra sẽ chụp lại biển số xe. Máy tính sẽ so sánh hình ảnh biển số
mới chụp được và biển số đã được lưu trữ lúc xe vào. Nếu khớp,
nhân viên điều hành có thể bấm nút mở barie để xe ra. Nếu khơng
khớp, máy tính sẽ cảnh báo cho nhân viên điều hành.
- Khi cảm biến CB2 tác động lần 2 tức là bánh sau của xe đi qua cảm

biến, Barie sẽ tự động đóng lại chờ khách tiếp theo đi ra.
Khi có hỏa hoạn: cảm biến hỏa hoạn sẽ tác động, PLC điều khiển mở van
nước cho hệ thống chữa cháy tự động, Bật còi báo động, Cả barie lối vào
và lối ra đều mở, Đèn stop sáng lên khơng cho xe vào.

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 7


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMENS
2.1. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG S7-200
2.1.1. Hình dáng bên ngồi
a. Các đèn trạng thái
 Đèn RUN - màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương
trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.
 Đèn STOP - màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình
đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ Off).
 Đèn SF - màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng
hoặc hệ điều hành. Ở đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình
người dùng, khi lỗi chương trình người dùng thì CPU khơng thể nhận biết
được vì trước khi download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm
vu kiểm tra trước khi dịch sang mã máy.
 Đèn Ix.x - màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số.
 Đèn Qx.x - màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu ra số.
 Port truyền thông nối tiếp: RS 485 protocol, 9 chân sử dụng cho vào phối

ghép với PC, TG, TD200, TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp.
 Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu PPI ở tốc độ chuẩn là 9600
baud.
 Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu Freeport là 300 ÷38400 baud.
b. Cơng tắc chọn chế độ
 Công tắc chọn chế độ RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình, khi
chương trình gặp lỗi hoặc gặp lệnh STOP thì PLC sẽ tự động chuyển sang
chế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở chế độ RUN (nên quan sát đèn trạng
thái).
 Công tắc chọn chế độ STOP: Khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡng
bức chương trình đang chạy, các tín hiệu ra lúc này đều về Off.
 Công tắc chọn chế độ TERM: Cho phép người vận hành chọn một trong
hai chế độ RUN/STOP từ xa, ở chế độ này được dùng để Download chương
trình người dùng.
c. Vít chỉ định tương tự
Mỗi CPU có từ 1 tới 2 vít chỉ định tương tự, có thể xoay được một góc 270 0,
dùng để thay đổi giá trị của biến sử dụng trong chương trình.
d. Pin và nguồn ni bộ nhớ

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 8


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Sử dụng tụ vạn năng và pin. Khi năng lượng của tụ bị cạn kiệt PLC sẽ tự
động chuyển sang sử dụng năng lượng từ pin.

2.1.2. Giao tiếp với thiết bị ngoại vi
a. Thiết bị lập trình loại PGxx được trang bị sẵn phần mềm lập trình, chỉ lập
trình được với ngơn ngữ STL.
b.Máy tính PC: Hệ điều hành Win 95/98/ME/2000/NT4x…Trên đó cài phần
mêm Step7 Micro/Win 32 và Stp7 Micro/Dos.
c. Giao tiếp với mạng công nghiệp
 Nếu là mạng PPI thì chỉ cần đầu nối và nối trực tiếp vào Port truyền thông
của CPU.
 Nếu là mạng Profibus – DP phải có thêm modul EM277.
 Nếu là mạng AS-I phải có thêm modul CP 243-2.
 Ngồi ra cịn có thêm TD200 (Text Display) dùng để hiển thị và thông báo
bằng text, có thể điều chỉnh trực tiếp giá trị của biến trong chương trình
người dùng, đóng vai trị như một panel vận hành.

Hình 2.1: Sơ đồ mạch giao tiếp giữa CPU 221 loại AC/DC/RLY và cơ cấu chấp
hành.
SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 9


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Hình 2.2: Sơ đồ mạch giao tiếp giữa CPU 224 AC/DC/RLY với sensor và cơ cấu
chấp hành.

Hình 2.3: Sơ đồ mạch giao tiếp giữa CPU 224 DC/DC/DC với sensor và cơ cấu
chấp hành.

2.2. CẤU TRÚC BỘ NHỚ S7-200
2.2.1. Phân chia bộ nhớ
Bộ nhớ được chia làm 4 vùng cơ bản, hầu hết các vùng nhớ đều có khả năng
đọc/ghi chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt SM (Special Memory) là vùng nhớ có chỉ số
đọc, số cịn lại có thể đọc/ghi được.
 Vùng nhớ chương trình: Là miền bộ nhớ được dùng để lưu giữ các lệnh,
chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-valatile đọc ghi được.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 10


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

 Vùng nhớ tham số: Là miền lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ trạm…
cũng giống như vùng chương trình, vùng này thuộc kiểu (non-valatile)
đọc/ghi được.
 Vùng dữ liệu: Được sử dụng để cắt các dữ liệu của chương trình bao gồm kết
quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm
truyền thơng…
 Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương
tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng.
Hai vùng nhớ cuối cùng có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương
trình. Do vậy sẽ được trình bày chi tiết ở mục tiếp theo.

Hình 2.4: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200
2.2.2. Vùng nhớ dữ liệu, đối tượng và cách truy nhập

 Vùng nhớ dữ liệu là vùng nhớ động, nó có thể truy cập theo từng bit, byte,
từ đơn (word), từ kép (double word) và cũng có thể truy nhập được với
mảng
dữ
liệu.
Được
sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông,
lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ...
 Vùng đối tượng được sử dụng đểlưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình
như các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của Counter hay Timer. Dữ liệu
kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi của counter, Timer, các bộ đếm tốc
độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các thanh ghi AC (Accumulator).
 Vùng nhớ dữ liệu và đối tượng được chia ra nhiều miền nhớ nhỏvới những
ứng dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu của tên tiếng
Anh.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 11


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

2.3. NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH S7-200
Lập trình cho S7-200 và các PLC khác của hãng Siemens dựa trên 3 phương pháp
cơ bản:
 Phương pháp hình thang (Ladder logic _ LAD).
 Phương pháp khối hàm (Function Block Diagram_ FBD).

 Phương pháp liệt kê câu lệnh (Statement List _ STL).
Những lệnh này phải phối hợp được trạng thái các tiếp điểm để quyết định về giá
trị trạng thái đầu ra hoặc giá trị logic cho phép hoặc không cho phép thực chức
năng của một (hay nhiều) cuộn dây hoặc hộp. Trong lập trình lơgic thường hay sử
dụng hai ngơn ngữ LAD và STL vì nó gần gũi hơn đối với chun ngành điện.
2.3.1. Định nghĩa về LAD
LAD là ngơn ngữ lập trình bằng đồ họa. Nhữnh thành phần cơ bản dùng trong
LAD tương ứng với những thành phần cơ bản dùng trong bảng mạch rơle.
 Tiếp điểm có hai loại:
 Thường đóng:
 Thường hở:
 Cuộn dây (coil):
 Hộp (box): Mô tảcác hàmkhác nhau, nó làmviệc khi có tín hiệu đưa đến
hộp. Có các nhóm hộp sau: hộp các bộ định thời, hộp các bộ đếm, hộp di
chuyển dữ liệu, hộp các hàm tốn học, hộp trong truyền thơng mạng...
 Mạng LAD: Là mạch nối các phần tử thành một mạng hoàn thiện, các phần
tử như cuộn dây hoặc các hộp phải được mắc đúng chiều. Nguồn điện có hai
đường chính, một đường bên trái thể hiện dây nóng, một đường bên phải là dây
trung tính (neutral) nhưng khơng được thể hiện trên giao diện lập trình. Một mạch
làm việc được khi các phần tử được mắc đúng chiều và kín mạch.
2.3.2. Định nghĩa về STL
Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Để tạo ra
một chương trình bằng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng
9 bit trong ngăn xếp (stack) logic của S7-200.
Ngăn xếp là một khối 9 bit chồng lên nhau từ S0÷S8, nhưng tất cả các thuật tốn
liên quan đến ngăn xếp đều làm việc với bit đầu tiên và bit thứ hai (S0 và S1) của
ngăn xếp. Giá trị logic mới có thể được gởi hoặc nối thêm vào ngăn xếp. Hai bit
S0 và S1 phối hợp với nhau thì ngăn xếp được kéo lên một bit.
Ngăn xếp của S7 200 (logic stack)

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 12


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

2.3.3. Vịng qt (thực hiện chương trình) và cấu trúc của một
chương trình:
PLC thực hiện chương trình theo vịng lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét
(scan).
Các giai đoạn của vịng qt:
 Reading the inputs (đọc tín hiệu đầu vào).
 Executing the program (thực hiện chương trình).
 Processing any communication requets (xử lí các yêu cầu về liên lạc).
 Executing the CPU self-test diagnostics (CPU tự kiểm tra, chuẩn đốn).
 Writing to the outputs (xuất tín hiệu ở đầu ra).
Khi gặp lệnh vào/ra tức thời ngay lập tức hệ thống dừng tất cả mọi công việc khác,
ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện chương trình này trực tiếp với cổng
vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt
được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý
ngắt chỉ được thực hiện trong vịng qt khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể
xảy ra ở bất cứ thời điểm nào trong vòng quét.
2.3.4. Tập lệnh S7-200
Tập lệnh của S7-200 được chia làm 3 nhóm:
a) Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập khơng phụ thuộc vào giá trị
logic của bit đầu tiên trong ngăn xếp (gọi là nhóm lệnh khơng điều kiện).

b) Các lệnh chỉ thực hiện khi bit đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị bằng 1
c) Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh
2.3.5. Cú pháp và cách ứng dụng SIMATIC struction S7-200
a) SIMATIC Bit Logic Instructions

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 13


Đồ án môn học Điều Khiển Logic
STL

LAD

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Mơ tả

Tốn hạng

Tiếp điểm thường mở sẽ được
đóng khi bit = 1

bit: I, Q, M, V,
Bool
SM,
T, C, S, L

Tiếp điểm thường đóng sẽ được

mở khi bit = 1

bit: I, Q, M, V,
Bool
SM,
T, C, S, L

LD
A
O
LDN
AN

Kiểu
dữ
liệu

ON
NOT

Đảo giá trị logic của bit đầu tiên
Khơng
trong ngăn xếp

EU

Bit đầu tiên trong ngăn xếp có
giá trịbằng 1 (trong khoảng thời
gian đúng bằng 1 chu kỳvòng
quét) khi phát hiện sườn lên của

tín hiệu đầu vào.

ED

Bit đầu tiên trong ngăn xếp có
giá trị bằng 1 (trong khoảng thời bit: I, Q, M, V,
Bool
gian đúng bằng 1 chu kỳ vòng
SM,
quét) khi phát hiện sườn xuống T, C, S, L
của tín hiệu đầu vào.

=bit

Cuộn dây đầu ra ở trạng thái ON bit: I, Q, M, V,
Bool
khi có dịng điện điều khiển đi
SM,
qua.
T, C, S, L

Không

bit: I, Q, M, V,
Bool
SM,
T, C, S, L

S bit,
n

Set 1 mảng gồm n tiếp điểm,
tính từ tiếp điểm "bit" (n <=
128 tiếp điểm).

bit: I, Q, M, V,
SM,
T, C, S, L
n:IB, QB, MB,
VB, SMB, SB, Bool
LB,
AC, Constant,
∗VD,
∗AC, ∗LD

R bit,
n

Reset 1 mảng gồm n tiếp
điểm, tính từ tiếp điểm "bit" (n
<= 128 tiếp điểm).

bit: I, Q, M, V,
SM,
Bool
T, C, S, L
n:IB, QB, MB,

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 14


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy
VB, SMB, SB,
LB,
AC, Constant,
∗VD,
∗AC, ∗LD

b) SIMATIC Timer Instructions
STL

LAD

TON
Txxx,
PT

TONR
Txxx,
PT

TOF
Txxx,
PT

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Mơ tả

Tốn
hạng

Kiểu dữ
liệu

Đây là lệnh đếm thời gian hoạt
khi tín hiệu EN là ON. Khi giá trị
đếm tức thời trong thanh ghi CT
>= giá trị đặt trước trong thanh
ghi PT thì bit trạng thái Txxx của
bộ Timer là ON. Giá trị đếm tức
thời trong thanh ghi CT =0 và bit
trạng thái về off khi tín hiệu ở
đầu vào là off. Ngược lại với
bộTON, thanh ghi CV và bit
trạng thái vẫn giữ ngun trừ khi
có lệnh Reset bộTONR. Ngồi ra
có thể sử dụng lệnh Reset đểxoá
thanh ghi tức thời cũng như bit
trạng thái của bộ TON. Ta có thể
sử dụng tốn hạng Word (INT)
tương ứng với lệnh INT hay toán
hạng bit tương ứng với bit trạng
thái.

Txxx:

Constant

word

Trạng thái của bit Txxx có cùng
trạng
thái với tín hiệu tại chân EN ở
đầu vào, tại thời điểmnày giá trị
trong thanh ghi CT= 0. Tại thời
điểm khi có sườn xuống của tín
hiệu ở chân EN giá trị trong
thanh ghi CV bắt đầu tăng dần
đến khi CT = PT bit Txxx xuống
mức thấp và CT giữ nguyên giá
trị này cho đến khi có tín hiệu
(mức cao mới kích vào chân

IN
power
flow

:
bool

PT: IW,
QW,
MW,
SMW,
VW, LW,
SW,

INT
AIW, T,
C, AC,
Constant,
∗VD,
∗AC,
∗LD

Trang 15


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

EN). Có thể xố CT và Txxx
bằng lệnh Reset.
c) SIMATIC Counter Instructions (Count Up, Count Up Down, Count Down)
STL

LAD

Mô tả

CTU
Cxxx,
PV

Khai báo bộ đếm tiến theo
sườn lên của tín hiệu đầu vào

CPU. Khi giá trị đếm tức
thời C-word lớn hơn hoặc
bằng giá trị đặt trước PV, thì
bit trạng thái Cxxx có giá trị
bằng 1. Bộ đếm được Reset
khi R có giá trị logic bằng 1.
Bộ đếm ngừng đếmkhi giá
trị đếm đạt giá trị cực đại
32767.

CTUD
Cxxx,
PV

Khai báo bộ đếm tiến/lùi;
đếm tiến theo sườn lên của
tín hiệu đầu vào CU, đếmlùi
theo sườn lên của tín hiệu
đầu vào CD. Khi giá trị đếm
tức thời C-Word lớn hơn
hoặc bằng giá trị đặt trước
PV, htì bit trạng thái Cxxx
có giá trị bằng 1. Bộ đếm
được Reset khi R có giá trị
logic bằng 1. Bộ đếm dừng
đếm tiến khi giá trị đếm đạt
giá trị cực đại 32767. Bộ
đếm ngừng đếm lùi khi giá
trị đếm đạt giá trịcực đại 32768. CTUD reset khi đầu
vào R có giá trị logic bằng 1

SVTH: Hồng Thanh Tú

Tốn hạng

Kiểu
dữ
liệu

Cxxx:
Constant

word

EU, R : power
bool
flow
PT: IW, QW,
MW, SMW,
VW, LW, SW,
AIW, T, C,
INT
AC, Constant,
∗VD, ∗AC,
∗LD
Cxxx:
Constant

word

EU, ED, R :
power flow

Bool

PT: IW, QW,
MW, SMW,
VW, LW, SW,
AIW, T, C,
INT
AC, Constant,
∗VD, ∗AC,
∗LD

Trang 16


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

CTD
Cxxx,
PV

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Khai báo bộ đếm lùi theo
sườn
lên của tín hiệu đầu vào CD.
Khi có sườn lên tại LD, giá
trị

đặt trước PV được load vào
thanh tức thời C-Word. Mỗi
khi có sườn lên tại CD, giá
trị
trong C-Word giảm đi 1 đơn
vị, cho đến khi C-Word = 0
thì
bít trạng thái Cbit= 1.

d) SIMATIC thời gian thực READ_RTC
Lệnh READ_RTC là lệnh đọc nội dung của đồng hồ thời gian thực vào bộ đếm 8
byte.
Cấu trúc lệnh như sau:

Những giá trị đọc được với đồng hồ thời gian thực là các giá trị về ngày, tháng,
năm và các giá trị về giờ phút, giây. Các giá trị này có độ dài một byte và phải
được mã hóa theo kiểu số nhị thập phân BCD. Chúng nằm trong bộ đếm gồm 8
byte liền nhau từ VB0 đến VB7 theo thứ tự như sau:
 VB0: Năm (0 - 99)
 VB1: Tháng (0 - 12)
 VB2: Ngày (0 - 31)
 VB3: Giờ (0-23)
 VB4: Phút (0-59)
 VB5: Giây (0-59)
 VB7: Các ngày trong tuần (Trong đó 0 là ngày chủ nhật,1-6 từ thứ 2 đến
thứ 7)

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 17

Đồ án môn học Điều Khiển Logic
CHƯƠNG 3:

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH LOGIC

ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-200
3.1. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ CÁC ĐẦU VÀO RA
3.1.1. Barrier tự động

Hình 3.1 Barrier tự động
Barrier là cơ cấu chấp hành đặt ở lối vào và ra bãi đỗ xe, ngăn không cho
xe vào ra một cách tự do. Mỗi barrier gồm có một động cơ có thể đảo chiều và 2
cơng tắc hành trình. Tổng cộng mỗi barrie sẽ có 2 đầu vào và 2 đầu ra. Đầu vào
1 tác động, động cơ sẽ quay thuận mở barrier. Đầu vào 2 tác động, động cơ sẽ
quay ngược đóng barrier. Hai đầu vào này khơng được phép tác động cùng một
lúc. Khi barrier ở vị trí hạ xuống nằm ngang, cơng tắc hành trình hạ tác động
đầu ra 1. Khi barrier ở vị trí nâng lên thẳng đứng, cơng tắc hành trình nâng tác
động đầu ra 2.
3.1.2. Hệ thống giám sát và tính tiền
Hệ thống giám sát và tính tiền gồm các camera chụp biển số xe, các đầu đọc
thẻ, bảng led hiển thị số tiền phải trả và máy tính quản lý.
•Khi xe vào bãi đỗ, xe sẽ dừng lại trước barie. Tại đây khách gửi xe sẽ quẹt
thẻ lên máy đọc thẻ đối với khách hàng đăng ký tháng và đã được cấp thẻ từ
trước. Sau khi quẹt thẻ xong, Camera của hệ thống giám sát sẽ chụp biển số xe
và lưu lại thơng số tương ứng với thẻ đó vào hệ thống máy tính, đồng thời hệ
thống quản lý sẽ xuất tín hiệu ở một đầu ra cho PLC báo cho phép xe vào.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 18


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Đối với khách vãng lai, nhân viên điều hành sẽ lấy một thẻ có sẵn và quẹt
vào máy đọc thẻ. Camera của hệ thống giám sát sẽ chụp biển số xe và lưu lại
thơng số tương ứng với thẻ đó vào hệ thống máy tính. Sau đó, nhân viên sẽ đưa
thẻ cho khách hàng và bấm nút tác động cho PLC báo cho phép xe vào.

Internet

Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống giám sát và tính tiền
• Khi xe ra, xe sẽ dừng lại trước barie ở lối ra. Khách hàng đăng ký theo
tháng sẽ quẹt thẻ vào máy đọc thẻ. Camera ở lối ra sẽ chụp lại biển số xe. Máy
tính sẽ so sánh hình ảnh biển số mới chụp được và biển số đã được lưu trữ lúc
xe vào. Nếu khớp, hệ thống máy tính sẽ xuất tín hiệu ở một đầu ra thứ 2 cho
PLC mở barie ra. Nếu khơng khớp, hệ thống máy tính sẽ cảnh báo cho nhân
viên điều hành.
Khách vãng lai sẽ trả lại thẻ cho nhân viên điều hành. Nhân viên điều hành
sẽ quẹt thẻ vào máy đọc thẻ. Camera ở lối ra sẽ chụp lại biển số xe. Máy tính sẽ
so sánh hình ảnh biển số mới chụp được và biển số đã được lưu trữ lúc xe vào.
Nếu khớp, hệ thống máy tính sẽ so sánh thời gian xe vào và ra để tính tốn số
tiền phải trả, sau đó hiển thị số tiền ở bảng hiển thị. Nhân viên điều hành sẽ thu
tiền và sau đó bấm nút cho barrie mở ra. Nếu khơng khớp, máy tính sẽ cảnh báo

cho nhân viên điều hành.

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 19


Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

3.1.3. Cảm biến vòng từ kỹ thuật số (Digital Loop detect sensor)

Hình 3.3 Vịng từ và bộ dị vịng từ
Vịng từ cảm ứng (Inductive loop - gọi tắt là vòng từ) là vòng dây được lắp
đặt theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm phát hiện xe (vật bằng sắt, thép) khi xe
đi qua vòng từ. Vòng từ được kết nối với bộ dò vòng từ trước khi kết nối với
thiết bị điều khiển.
Bộ dò vòng từ (Loop Detector) phát hiện tín hiệu từ Vịng từ khi có xe qua
và kích hoạt ngõ ra (thường là tín hiệu ngõ ra Relay) để kết nối với các bộ điều
khiển hoặc thiết bị khác.
Bộ cảm biến này sẽ được đặt phía sau các barrier và ở đầu mỗi khu vực đỗ
xe để nhận biết xe vào ra mỗi khu vực.
3.1.4. Bảng led hiển thị số chỗ đỗ xe và đèn chỉ dẫn

Hình 3.4: Bảng led hiển thị số xe và đèn chỉ dẫn vị trí đỗ xe

SVTH: Hồng Thanh Tú

Trang 20

Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Bảng led hiển thị dùng 3 chữ số thập phân, hiển thị từng led theo mã BCD.
Với mỗ số ta sử dụng 4 đầu ra của PLC để truyền mã nhị phân. Tổng cộng ta
dùng 12 đầu ra để hiển thị cho bảng led.
3.1.5. Cảm biến báo cháy và chuông báo động

Hình 3.5 Cảm biến báo cháy và chng báo động
Ta sẽ dùng 1 input cho cảm biến báo cháy, 1 input cho nút nhấn báo cháy
bằng tay, 1 output cho chuông và đèn báo động và 1 output cho hệ thống bơm
chữa cháy.
3.1.6. Bộ điều khiển PLC và các module
Vì u cầu cơng nghệ đơn giản nên dùng bất kì CPU nào thuộc dịng S7-200
cũng đều đáp ứng được yêu cầu. Ở đây ta sử dụng CPU 224.
 Các module mở rộng được sử dụng gồm:
- 1 modul EM223 gồm 8 digital input và 8 digital output.
- 1 modul EM222 gồm 8 digital output.
- 1 modul EM223 gồm 4 digital input và 4 digital output.

Hình 3.6: CPU 224 và các module mở rộng sẽ sử dụng

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 21

Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

3.1.7. Bảng phân cơng đầu vào và đầu ra
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

Symbol
START
STOPS
ALARM
V
CBNV
CBHV
R
CBNR
CBHR
BNV
BHV

BNR
BHR
FIRE
CB1
CB2
CB3
CB4
CB5
CB6
CB7
ALARM
R_ALARM
MVN
MVH
MRN
MRH
COI
F_EXIT
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
STUCK
LIGHT
7SEG1
7SEG2
7SEG3

Address
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
I2.4
I2.5
I2.6
I2.7
I3.0
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4

Q0.5
Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
Q2.0
Q2.1
Q2.2
Q2.3
Q2.4
Q3.0-Q3.3
Q3.4-Q3.7
Q4.0-Q4.3

SVTH: Hồng Thanh Tú

Comment
Nút ấn khởi động hệ thống
Nút ấn dừng hệ thống
Nút ấn báo hỏa hoạn
Tín hiệu cho phép xe vào
Cơng tắc hành trình vị trí dừng khi nâng barie vào
Cơng tắc hành trình vị trí dừng khi hạ barie vào
Tín hiệu cho phép xe ra
Cơng tắc hành trình vị trí dừng khi nâng barie ra
Cơng tắc hành trình vị trí dừng khi hạ barie ra
Nút nhấn nâng barie vào bằng tay
Nút nhấn hạ barie vào bằng tay
Nút nhấn nâng barie ra bằng tay
Nút nhấn hạ barie ra bằng tay

Cảm biến hỏa hoạn
Cảm biến xe vào bãi đỗ, khu vực 2
Cảm biến xe ra bãi đỗ, khu vực 1
Cảm biến xe ra khu vực 2, vào khu vực 3
Cảm biến xe ra khu vực 3, vào khu vực 4
Cảm biến xe ra khu vực 4, vào khu vực 3
Cảm biến xe ra khu vực 3, vào khu vực 2
Cảm biến xe ra khu vực 2, vào khu vực 1
Nút nhấn báo hỏa hoạn
Nút reset báo động
Động cơ barie vào quay thuận, nâng barie
Động cơ barie vào quay nghịch, hạ barie
Động cơ barie ra quay thuận, nâng barie
Động cơ barie ra quay nghịch, hạ barie
Chuông báo động
Hệ thống bơm nước cứu hỏa
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 2
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 3
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 3
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 4
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 2
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 1
Đèn chỉ dẫn vào khu vực 1
Đèn báo barie bị kẹt hoặc CTHT hỏng
Điều khiển đèn chiếu sáng
Hiển thị số chỗ đỗ xe còn trống hàng đơn vị
Hiển thị số chỗ đỗ xe còn trống hàng chục
Hiển thị số chỗ đỗ xe còn trống hàng chục

Trang 22

Đồ án môn học Điều Khiển Logic

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

3.2. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH LOGIC ĐIỀU KHIỂN BÃI ĐỖ XE
TỰ ĐỘNG

SVTH: Hoàng Thanh Tú

Trang 23


Đồ án mơn học Điều Khiển Logic

SVTH: Hồng Thanh Tú

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Trang 24


Đồ án mơn học Điều Khiển Logic

SVTH: Hồng Thanh Tú

GVHD: TS. Nguyễn Anh Duy

Trang 25