Khảo sát thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Lời nói đầu
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động
hóa, kết hợp với những thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin,
đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hoá hoàn toàn trong mọi lĩnh vực. Có thể
nói tự động hoá đã trở thành xu hướng tất yếu của bất kỳ quốc gia, lãnh thổ nào.
Ngôn ngữ lập trình PLC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp
như: Chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch... gắn liền với các tên tuổi hàng đầu
trong việc chế tạo các thiết bị tự động hoá như CNC... là các hãng như :Siemens,
Honeywell, Alen Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron... và các hệ thống mạng kèm theo
là : Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS), hệ thống điều khiển phân tán (DCS)... đã tạo
nên bước phát triển nhảy vọt trong nền sản xuất công nghiệp.
Hiện nay ở nước ta, PLC đã được đưa vào sử dụng trong nhiều nhà máy, xí
nghiệp để giám sát chặt chẽ các quy trình công nghê, kỹ thuật hết sức phức tạp, nhằm
nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày càng
cao của xã hội.
Xuất phát từ thực trạng giao thông ở các thành phố lớn ở nước ta (như Hà Nội,
Tp Hồ Chí Minh) và các nước trên thế giới, với sự gia tăng ngày càng lớn của các
phương tiện giao thông (đặc biệt là ôtô), một nhu cầu về bãi đậu đỗ cho các phương
tiện giao thông là yêu cầu cấp bách. Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thông, nó còn đem
lại mặt thẩm mỹ cho một thành phố lớn hiện đại. Với lý do đó, nhóm chúng em đã
khảo sát thiết kế một mô hình bãi đỗ xe tự động.
Qua một thời gian hơn 3 tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài nhờ được sự hướng
dẫn tận tình của thầy giáo Th.s Trương Vĩnh Tuấn và các thầy cô trong Khoa Kỹ
thuật - Công nghệ Thông tin chúng em đã hoàn thành đề tài.
Mặc dù đã hết sức cố gắng song chắc chắn đề tài còn có nhiều thiếu sót. Kính
mong được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo. Chúng em xin chân
thành cảm ơn .
Đồng Hới, ngày .... tháng ...... năm 2017
Sinh viên thực hiện

Dương Quang Phú

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG.................1
1.1 Yêu cầu thực tế .............................................................................................1
1.2 Giới thiệu vài nét về bãi đỗ xe tự động chuẩn................................................2
1.2.1 Hình ảnh một số bãi đỗ xe trên thế giới.........................................10
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC.................11
2.1 Đặc điểm bộ lập trình................................................................................11
2.2 Những khái niệm cơ bản.........................................................................12
2.2.1 PC hay PLC..................................................................................13
2.2.2 So sánh với các hệ thống điều khiển khác....................................13
2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC....................................................................13
2.3.1 Bộ xử lý trung tâm......................................................................14
2.3.2. Bộ nhớ và bộ phận khác.............................................................14
2.4 Lợi ích của việc sử dụng plc......................................................................16
2.5. Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc...................................................17
2.6. Khái niệm cơ bản về vấn đề lập trình plc.................................................17
2.6.1. Giải thích chương trình ladder....................................................18
2.6.2. Ngõ vào và ngõ ra.......................................................................18
2.6.3. Rơ le............................................................................................18
2.6.4. Thanh ghi (Register)....................................................................20

2.6.5. Bộ đếm........................................................................................20
2.6.6. Bộ định thời gian (Timer)............................................................21
2.6.7. Tập lệnh trong PLC.....................................................................21
2.7 Cơ chế hoạt động và xử lý tín hiệu trên plc..............................................21
2.7.1. Cơ chế hoạt động.........................................................................21
2.7.2. Phương pháp xử lý.......................................................................22
2.7.2.1 Phương pháp cập nhật liên tục........................................22
2.7.2.2. Phương pháp xử lý 1 khối..............................................22
2.8 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7 – 200...............................................24
2.8.1 Cấu hình cứng................................................................................24
2.8.1.1 CPU 226........................................................................25
2.8.1.2. Cổng truyền thông..........................................................25
2.8.1.3. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC........................26
2.8.1.4. Chỉnh định tương tự........................................................26
2.8.1.5. Nguồn nuôi bộ nhớ và nguồn pin...................................26
2.8.2. Cấu trúc bộ nhớ............................................................................27
2.8.2.1. Phân chia bộ nhớ............................................................27
2.8.2.2. Vùng dữ liệu..................................................................27
2.8.2.3. Vùng đối tượng.............................................................29


2.8.3. Thực hiện chương trình...............................................................29
2.9 Ngôn ngữ lập trình của S7-200.................................................................30
2.9.1 Phương pháp lập trình...................................................................30
2.9.1.1. Định nghĩa về LAD........................................................31
2.9.1.2. Định nghĩa về STL........................................................31
2.9.2. Tập lệnh của S7-200..........................................................32
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐỖ XE................34
3.1 Giới thiệu bộ cảm biến................................................................................34
3.1.1. Định nghĩa...................................................................................34

3.1.2. Cảm biến quang..........................................................................34
3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động.....................................................34
3.1.2.2. Nguồn sáng...................................................................35
3.1.2.2.1 Led hồng ngoại............................................................35
3.2 Phân loại cảm biến......................................................................................35
3.2.1 Cảm biến phát hiện những chùm tia truyền qua.................34
3.2.2 Cảm biến phát hiện những chùm tia phản xạ....................35
3.2.3 Cảm biến phản xạ khuếch tán...........................................35
3.2.4 Cảm biến sử dụng sợi dẫn.................................................35
3.2.5 Các ứng dụng của cảm biến quang
thường gặp trong thực tế............................................................35
Các thông số kỹ thuật của E3JM-10M4...............................35
3.3 Công tắc hành trình...................................................................................38
3.4 Cấu tạo động cơ điện một chiều................................................................38
3.5 Bộ nguồn...................................................................................................39
3.6 Giới thiệu về timer và counter......................................................................41
3.6.1 Lệnh điều khiển Timer........................................................41
3.6.2 Lệnh điều khiển Counter.....................................................42
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO
BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG.........................................................................................45
4.1. Yêu cầu công nghệ của bãi đỗ xe tự động được thiết kế………….………45

4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bãi đỗ xe được thiết kế…..…...45
4.3 Mặt bằng thiết kế………………………………………….…………48
CHƯƠNG V. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO
BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG.......................................................................................50
KẾT LUẬN...........................................................................................................96


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
1.1. Yêu cầu thực tế.
Từ thực trạng thiếu các bãi đỗ xe cho các phương tiện giao thông, khiến các
phương tiện này phải chiếm lòng, lề đường để tạm thời làm nơi đậu đỗ. Tình hình đó
dễ gây ra ùn tắc giao thông, tai nạn giao thông và mất vẻ mỹ quan của thành phố, gây
ra nhiều hệ lụy như trộm cắp, mất an ninh, gây bức xúc cho người dân. Bên cạnh đó,
tình trạng này càng gia tăng khi số lượng phương tiện giao thông đang mỗi ngày một
tăng lên.

Hình 1.1: Thực trạng giao thông ở thành phố lớn hiện nay
Theo số liệu thống kê của phòng cảnh sát giao thông - Công an TP.Hà Nội cho
biết cơ quan này hiện đang quản lý 630.710 xe ô tô, trung bình một ngày có khoảng
200 xe ô tô mới được đăng ký mới.
Còn theo Phòng Cảnh sát trật tự - Công an thành phố Hà Nội, hiện nay trên địa
bàn thành phố có tới 939 điểm trông giữ xe, trong đó chỉ có khoảng hơn 200 điểm giữ
xe có phép, số còn lại đều là các bãi giữ xe trái phép sử dụng lấn chiếm lòng lề đường
để giữ xe, tập trung ở các khu vực đông đúc như các cơ quan, trường học, bệnh viện…
gây cản trở giao thông, mất trật tự công cộng.
Do các bãi đỗ xe ô tô trái phép không được cơ quan chức năng nào quản lý
cũng như không có cơ sở hạ tầng để quản lý xe ô tô được gửi, sự thiếu hụt trầm trọng
chỗ đậu xe dẫn đến tình trạng giá gửi xe liên tục tăng cao trong khi vẫn xảy ra tình
trạng mất trộm như: cạy cốp xe, mất gương, mất nắp bình xăng hay mất luôn cả xe…
Như vậy nhu cầu để có bãi đỗ xe là nhu cầu cấp thiết hiện nay.

SVTH: Dương Quang Phú

1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

1.2. Giới thiệu vài nét về một bãi đỗ xe tự động chuẩn.

Hình 1.2.1: Phòng điều khiển trung của một bãi đỗ xe
Một bãi đỗ xe cạnh tranh phải có không khí thân thiện cho khách hàng, tiện lợi
về vị trí và đội ngũ lao động làm việc đặc biệt hiệu quả. Các công ty hiện đại tập trung
đội ngũ nhân viên, nếu có thể, tại vị trí trung tâm mà các nhân viên có thể thuận lợi về
không gian quản lý. Để làm điều này, nó phải phối hợp một cách thông minh các kỹ
thuật mới trong quản lý tự động, kỹ thuật âm thanh (audio) và hình ảnh (video) kỹ
thuật trong nước (domestic)và truyền thông tin số. Kỹ thuật này tạo điều kiện tốt nhất
cho các khách hàng quan tâm đến giao tiếp bằng thính giác và thị giác, giữa các
khách hàng và trung tâm điều khiển giám sát có quyền trợ giúp từ xa các vấn đề đang
diễn ra, hay các sự kiện bất thường. Các hoạt động vệ sinh và bảo trì được thực hiện
xung quanh khu vực đậu xe phải cần có kế hoạch và cần thiết.
Các công ty điều hành bãi đỗ xe chuyên nghiệp tại các sân bay quốc tế là một
ví dụ về việc quản lý không gian đậu xe hiệu quả và chuyên nghiệp. Thực sự cách đây
nhiều năm, nó đã chính thức thực hiện việc kết nối với trung tâm điều khiển để quản
lý điều hành tất cả khu vực đậu xe với số lượng nhân viên hạn chế để thực hiện hàng
loạt chức năng quản lý bằng kỹ thuật tốt và hữu ích.Cho đến bây giờ, ở các nơi này,
các bãi đỗ xe được kết nối một cách dễ dàng, nó có thể phải dùng nhiều đường dữ liệu,
hình ảnh giọng nói mà không thay đổi kết nối. Nói cách khác, trạm trung tâm ở địa
phương và của cả nước có thể kết nối đồng bộ với nhau dựa vào kỹ thuật truyền dữ
liệu, hình ảnh, giọng nói mà sử dụng các mạng tiêu chuẩn quốc tế và do đó giá thành
truyền thông sẽ nhỏ nhất.

SVTH: Dương Quang Phú

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Trung tâm điều khiển của bãi đỗ xe với số lượng nhân sự thấp gồm có các
đặc điểm như sau:
Hệ thống đầy đủ là một hệ thống điều khiển tin cậy và dễ hiểu .
Hệ thống điều khiển tự động hổ trợ cho các nhà vận hành và tránh bị căng thẳng
Hệ thống truyền thông và thông tin đề cao tính lưu động và tốc độ phản hồi
nhanh
Công nghệ sử dụng phải kinh tế và có khả năng mở rộng .
Hệ thống giám sát và chuẩn đoán lỗi phản ứng nhanh chóng, tin cậy và liên tục
thông báo tình trạng của hệ thống.
Tạo môi trường làm việc thân thiện và khả năng thực hiện cao.
Công ty Scheidt & Bachmann (một công ty hoạt động lâu năm trong lĩnh
vực thiết kế bãi đỗ xe tự động) đặt ra một chuẩn mới cho một bãi đỗ xe ít nhân sự
tại trung tâm điều khiển là:








Hình 1.2.2: Cơ cấu nâng, hạ xe
Phối hợp kỹ thuật quản lý bãi đỗ xe, kỹ thuật nâng và hệ thống hướng dẫn giao thông,
kỹ thuật an ninh, kỹ thuật khoá (locking mechanisms), truyền thông trực quan, hệ
thống trình tự, hệ thống điều khiển video, kỹ thuật nhận dạng và kỹ thuật định lượng,
hệ thống kỹ thuật gia dụng (kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật thông gió, thang máy, hệ
thống cung cấp nguồn điện, hệ thống báo cháy ...). Các dịch vụ (cho chăm sóc, vệ sinh,
bảo trì ...) và nhiều hơn nữa.
Các thiết bị kỹ thuật ở hệ thống đậu xe tại địa phương với khả năng truyền thông ở
mức cao giữa khách hàng và trung tâm điều khiển.
Hệ thống gồm nhiều máy tính chủ đặt tại nhiều nơi, làm việc thì hoàn toàn giống nhau
và có cùng quyền điều hành.
Màn hình tiếp xúc (touch screen) tại nơi làm việc, điều hành nhanh chóng và rõ ràng.
Có sự phân chia điều hành và quản lý ở mức điều khiển, cũng như ở khoảng cách xa.

SVTH: Dương Quang Phú

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP














Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Thiết bị mạng kỹ thuật số thông thường cho dữ liệu hình ảnh và âm thanh.
Chức năng vượt qua hệ thống (Cross-system ), như là chương trình điều khiển trong
trường hợp nguy hiểm.
Quản lý báo động thông thường với hệ thống báo động phân tán.
Giám sát và điều khiển thông thường thông qua hệ thống.
Quản lý thông qua dịch vụ( Cross-service ) kết nối với trung tâm đường dây nóng.
Trợ giúp khách hàng trong trường hợp có vấn đề ở lối vào và lối thoát ở, trạm trả tiền
tự động và các điểm nhạy cảm khác bằng tiếp xúc hình ảnh, giọng nói.
Tận dụng các phương thức trả tiền và phương thức nhận dạng.
Điều khiển rõ ràng và tin cậy.
Hỗ trợ toàn diện khách hàng với các công cụ cần thiết.
Bao gồm cả” đậu xe trên đường” (on-street parking ) thông qua kỹ thuật nối mạng
không dây.
Mở rộng cho các ý tưởng đổi mới và mở rộng
Tăng khả năng di động cho đôi ngũ nhân viên với các thiết bị di động nhỏ như (PDA,
Pocket-PC, Handheld).
An toàn cho người và thiết bị trong việc quản lý khu vục đậu xe
An ninh là một yêu cầu quan trọng đầu tiên với cảm giác an toàn, tin cậy và
thoải mái. Nếu mọi người tự do quyết định, họ sẽ bị lôi cuốn vào nơi mà họ cảm thấy
an toàn.Việc quản lý hiện đai và thu hút ở khu vực đậu xe là ấn tượng tốt để mọi
ngưòi cảm thấy an toàn trong khu vực quản lý. Kỹ thuật an toàn không được gây khó
chịu và tạo ấn tượng như là bị giám sát, nhưng phải tin cậy trong trường hợp nguy
hiểm. Khái niệm an toàn hiện đại bao gồm hàng loạt các thiết bị kỹ thuật kèm theo
Vấn đễ an toàn được xem xét trước hết khi thiểt kế bãi đỗ xe. Sạch sẽ, sáng sủa
, màu thân thiện là tất cả các đặc điểm chính của bãi đỗ xe. Vấn đễ này đạt được bằng

cách sắp xếp rõ ràng, lối đi phải phẳng, chiếu sáng và màu đèn dễ chịu, nền khô và
sạch sẽ chống lại việc bị trượt, lối đi bộ, cầu thang và cẩu trục phải được sắp xếp sao
cho sạch sẽ.

Hình 1.2.3:Hình ảnh khách hàng đi vào đỗ xe.

SVTH: Dương Quang Phú

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP





















Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Ngoài ra, hệ thống hướng dẫn giao thông cho tài xế hoặc khách đi bộ là đặc
điểm chính của sự an toàn và yên tĩnh. Các cài này cũng bao gồm hệ thống hướng dẫn
có màu. Sự bố trí màu sáng của các thông tin về vị trí và số xe cũng cần thiết.
Tuy nhiên, cảm giác gần gũi với nhân viên giám sát trong trường hợp khẩn cấp và sẵn
sàng can thiệp là những điều mà làm yên khách hàng và làm cho họ có cảm giác là an
toàn. Điều này được nâng cao bởi hệ thống camera, các loại đèn cao áp và nhiều nút ấn
khẩn cấp đặt khắp nơi.
An toàn cho người và thiết bị trong hệ thống đỗ xe cần rất nhiều hệ thống an
toàn tự động, hệ thống điều khiễn, cảnh báo tại chỗ và nhanh chóng bởi đội ngũ
nhân viên trợ giúp điều khiển từ xa rất tin cậy với các thiết bị hỗ trợ bên dưới:
Camera giám sát kỹ thuật số bao quát tất cả các phần được quản lý.
Lưu giữ hình ảnh kỹ thuật số trong các bộ nhớ sẽ lưu giữ ngày tháng, thời gian và số
lượng camera.
Cảm biến chuyển động như là các đơn vị dò riêng rẽ .
Các cảm biến chuyển động bằng phân tích hình ảnh kỹ thuật số khi hình ảnh camera
đang di chuyển.
Nút ấn trong trường hợp khẩn cấp nhiều dãy với truy xuất hình ảnh tự động.
Các loa cho việc thông báo.
Bộ kết nối âm thanh và video với trung tâm giám sát tại tất cả lối đi và lối thoát, tại tẩt
cả trạm trả tiền tự động động, tất cả các hành lang (chẳng hạn ở cửa chính), trong cầu
thang và thang máy và tại các điểm nhạy cảm khác.
Hệ thống đèn chiếu, đèn thông báo và còi, được điều khiển từ xa bằng tay hay cảnh
báo tự động.
Đồng hồ chỉ dẫn để xác định chắc chắn đường đi hoặc hướng dẫn lái xe trong trường
hợp nguy hiểm.
Việc ghi lại và báo cáo tình trạng trộm cắp, bairier bị hư và giám sát trạng thái của cửa

thoát.
Chương trình trong tình trạng khẩn cấp ngăn cản các barier ở lối vào, các barier ở lối
thoát, cửa và cổng và điều khiển giải quyết sự cố.
Hệ thống nguồn điện và đèn trong tình trạng khẩn cấp.
Các thiết bị báo cháy và lọc không khí.
Trung tâm giám sát lưu động và hệ thống điều khiển để dò tìm hư hỏng nhanh chóng
và trực tiếp.
An toàn cho người và thiểt bị được gia tăng thêm bằng các chức năng bên
dưới:
Hệ thống camera quay và lưu giữ toàn mặt đất.
So sánh hình ảnh mọi thiết bị rời đi với các hình ảnh được lưu giữ khi đi vào có đúng
hay không.

SVTH: Dương Quang Phú

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Hệ thống tự động công nhận các biển báo xe LPR (License Plate Recognition) của
mọi thiết bị khi rời đi, mà được lưu giữ khi đi vào lối vào(thu thập đồng thời dữ liệu
hình ảnh có thể trong trường hợp này ).
Giám sát sinh trắc học (Biometric supervision) ví dụ như bằng dấu vân tay hoặc hệ
thống theo dõi tình trạng của khuôn mặt (face contours )của tài xế, kết hợp với môi

trường nhận dạng.

Hinh 1.2.4: Hệ thống giám sát và nhận dạng
An toàn cho lưu trữ các dữ liệu kinh doanh, thu thập, quản lý, xử lý và
truyền thông qua mạng.
Việc quản lý hiện đại yêu cầu điều hành một cách kinh tế và điều khiển chính
xác được cung cấp với mức an ninh cao và tin cậy cho việc lưu trữ dữ liệu kinh
doanh. Các giá trị này chỉ có thể được truy xuất khi thu thập, quản lý xử lý và truyền
dữ liệu an toàn. Toàn bộ khái niệm hệ thống quản lý khu vực đỗ xe phải được thiết kế
và bố trí phù hợp, thậm chí ngay trong trường hợp báo động,việc đánh mất dữ liệu

SVTH: Dương Quang Phú

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

cũng phải được tránh. Bản tổng kết về tình hình kinh doanh và các hoạt động trong
tình trạng
khẩn cấp phải được tài liệu hoá một cách dễ hiễu và nên được xem xét trong thời gian
xác định.
Điều đầu tiên, tiên quyết cho an ninh dữ liệu là sự hoàn hảo về cấu trúc phần
cứng và phần mềm được sử dụng và có sự hiểu biết về các kiến thức cơ bản của các
quy định an toàn, khả năng linh hoạt lớn nhất gắn liền với độ ổn định cao. Khái niệm
an ninh dữ liệu dựa trên hệ thống chủ đạo này với các thủ tục bên dưới:
Thu thập
Đảm bảo dữ liệu xác thực của dự án.

Các chức năng đảm bảo hoạt động đúng.
Kiểm tra đô tin cậy và cung cấp khả năng dự phòng.
Bổ sung dữ liệu xử lý (như kiểu dữ liệu, ID của người xử dụng, dãy số, thời gian
chính xác đến giây, vị trí chính xác, các khoá ID, và chữ ký).

Hình 1.2.5: An toàn dữ liệu cho kinh doanh.
Quản lý
Đảm bảo các vùng nhớ dữ liệu không gây lỗi.
Cung cấp và kiểm tra tính độc lập các vùng nhớ dự phòng.
Mặc định đo lường việc hư hỏng của bộ dự phòng.
Thẩm tra lưu giữ đúng bằng các kiến thức tin cậy.
Xử lý
Các chương trình xử lý được xác nhận.
Kiểm tra độ đảm bảo và sự tin cậy của các dữ liệu xử lý chính.
Truyền dữ liệu qua mạng
Đảm bảo an toàn dữ liệu thông qua dãy số
Bảo vệ dữ liệu chống bị hư hỏng bằng cách xác minh lại dữ liệu.
Độ tin cậy của các bộ nhớ dự phòng phần nào được đảm bảo mà không cần bất cứ
module bổ sung, bằng cách sử dụng các thiết bị lưu trữ tin cậy và hệ thống máy tính
có liên kết với mạng.

SVTH: Dương Quang Phú

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Thu thập, quản lý và truyền dữ liệu kinh doanh một cách an toàn thông
qua mạng và lưu giữ ở nơi tin cậy, hợp lý bằng nhiều cách, các kiểu tiêu chuẩn là:
Xuất vào hệ thống kế toán, tài chính được yêu cầu.

Hình 1.2.6: Lưu trữ dữ liệu trên hệ thống máy tính.
-

Giải quyết các dịch vụ ngân hàng.
Giải quyết phương tiện giao dịch không thông qua qua ngân hàng.
Lập hoá đơn, thoả thuận hợp đồng với khách hàng.
Các hoạt động thống kê.
Đánh dấu thẻ của khách hàng.

Hình 1.2.7: Các hình thức đánh dấu thẻ.
Chấp nhận phương pháp trả không thông qua ngân hàng với các thủ tục thân
thiện và hiệu quả. Phương thức trả không thông qua ngân hàng ngày càng là phương
thức chi trả tiêu biểu ở các bãi đỗ xe hiện đại. Sự tiện lợi chính của nó là trực tiếp sử
dụng phương pháp trả tiền không qua ngân hàng tại các lối vào và lối thoát. Các nhà
quản lý hiện đại cũng ngãy càng quan tâm đến nhiều lợi ích của phường thức trả đó.
Ngày nay, phương thức nhận dạng được sử dụng ở rất nhiều thiết bị ví dụ như thẻ từ
thông qua một con chíp, một bộ tách sóng, các máy đọc mã vạch cho đến điện thoại di
động .

SVTH: Dương Quang Phú

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Hình 1.2.8: Cách hình thức trả tiền.





Phương thức trả không thông qua ngân hàng là phương thức trả được thiết kế với
nhiều hình thức. Nói cách khác, các thẻ tín dụng cổ điển với sự phổ biến toàn cầu của
nó và được rất nhiều vùng, miền đều sử dụng, ngoài ra còn có các dạng khác của nó
như thẻ ghi nợ, thẻ ngân quỹ.
Khái niệm ứng dụng môi trường thanh toán không thông qua ngân hàng rất
khác nhau, bên dưới là một vài loại:
Trả tiền tự động bằng phuơng thức với ngân hàng hoặc không ngân hàng
Trạm trả tiền tự động không qua ngân hàng.
Không chấp nhận phương thức trả không ngân hàng tại lối thoát.
Vài nhà điều hành liên kết nhiều đặc điểm để tìm hướng giải quyết phù hợp cho các
ứng dụng của họ.

SVTH: Dương Quang Phú

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

1.2.1 Hình ảnh một số bãi đỗ xe trên thế giới

Hình ảnh bãi giữ xe Daibutsumae ở TOKYO

Hình ảnh bãi giữ xe Noborioji ở Nawasaki

SVTH: Dương Quang Phú

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
2.1. Đặc điểm bộ điều khiển lập trình:
Hiện nay nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc
đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable logic control).
Hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động.
Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình (PLC) đã được thiết kế nhằm thay thế
phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một
khả năng điều khiển thiết bị dể dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic
cơ bản, ngoài ra PLC còn có thể thực hiện được những tác vụ khác như làm tăng khả
năng cho những hoạt động phức tạp.

Panel
lập
trình

Bộ nhớ

chương
trình
Bộ nhớ
dữ liệu.

Đơn vị
điều
khiển

Khối
ngỏ vào

Mạch giao tiếp
cảm biến

Khối
ngỏ ra

Mạch công suất
& cơ cấu tác
động

Nguồn cấp điện

Hình 2.1. Sơ đồ khối bên trong PLC.
Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào được đưa về
từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu
điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào
và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động
(actuators) có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers)

ở ngõ vào, mà không cần có các mạch giao tiếp hay rơle trung gian.Tuy nhiên, cần
phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công
suất lớn.
Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần có sự
thay đổi nào về mặt kết nối dây; sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển
trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng. Hơn nữa, chúng còn có ưu điểm
là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với hệ thống điều khiển truyền
thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời.
Về phần cứng, PLC tương tự như máy tính truyền thống và chúng có các đặc
điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp.
 Khả năng chống nhiễu tốt.

SVTH: Dương Quang Phú

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

 Cấu trúc dạng modul do đó dễ dàng thay thế , tăng khả năng (nối thêm modul mở
rộng vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm modul chuyên dùng).
 Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra được chuẩn hoá.
 Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng: Ladder, Intruction, Functionchat dể hiểu và dể sử
dụng.
 Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng.
Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các máy
móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình.
2.2. Những khái niệm cơ bản.

Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng General Motors.
Vào năm 1968 họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều
khiển trong công nghiệp:
 Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà máy.
 Cấu trúc dạng modul để dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
 Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp.
 Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơ-le chức năng tương
đương.
 Giá thành cạnh tranh .
Những chỉ tiêu này tạo sự quan tâm của các kĩ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu
về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra
thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ các lệnh logic
đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thời, tác vụ đếm, sau đó là các lệnh
xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung tốc độ cao, tính toán số liệu số thực 32
bit, xử lý thời gian thực đọc mã mạch, vv...
Đồng thời sự phát triển về phần cứng cũng đạt được nhiều kết quả như bộ nhớ
lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều modul chuyên dùng hơn. Vào những
năm 1976 PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra bằng kĩ thuật truyền thông,
khoảng 200 mét .
Các họ PLC của các hãng sản xuất phát triển từ loại hoạt động độc lập chỉ với
20 ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước đến các PLC có cấu trúc
modul nhằm dễ dàng mở rộng thêm khả năng và các chức năng chuyên dùng khác .
 Xử lý tín hiệu liên tục (analog).
 Điều khiển động cơ servo, động cơ bước.
 Truyền thông.
 Số lượng ngõ vào/ra.
 Bộ nhớ mở rộng.

SVTH: Dương Quang Phú

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Với cấu trúc modul cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều
khiển dùng PLC với chi phí và công sức ít nhất.
2.2.1. PC hay PLC.
Một số thuật ngữ dùng để mô tả bộ điều khiển lập trình .
+ PC Programmable Controller (Anh )
+ PLC Programmable Logic Controller (Mỹ) .
+ PBS Programmable Binary System (Thuỵ Điển) .
Thuật ngữ PC thể hiện ý nghĩa tổng quát nhất về bộ điều khiển lập trình nhưng
thuật ngữ PLC để phân biệt với máy tính cá nhân.
2.2.2. So sánh với các hệ thống điều khiển khác
Bảng 2.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển.
Chỉ tiêu so
sánh
Giá thành từng
chức năng
Kích thước vật
lý
Tốc độ điều
khiển
Khả năng chống
nhiễu
Lắp đặt
Khả năng điều

khiển tác vụ
phức tạp
Để thay đổi điều
khiển
Công tác bảo trì

Rơ - le

Mạch số

Máy tính

PLC

Khá thấp

Thấp

Cao

Thấp

Lớn

Rất gọn

Khá gọn

Rất gọn

Chậm

Rất nhanh

Khá nhanh

Nhanh

Xuất sắc

Tốt

Khá tốt

Tốt

Mất thời gia
thiết kế lắp đặt

Mất thời gian
thiết kế

Mất nhiều thời
gian lập trình

Lập trình và lắp
đặt đơn giản

Không

Có

Có

Có

Rất khó

Khó

Khá đơn giản

Rất đơn giản

Kém -có rất
nhiều công tắc

Kém-nếu IC
được hàn

Kém -có nhiều
mạch điện tử
chuyên dùng

Tốt -các modul
được tiêu chuẩn
hóa

Theo bảng so sánh, PLC có những đặc điểm vào phần cứng và phần mềm làm
cho nó trở thành bộ điều khiển công nghiệp đươc sử dụng rộng rãi.

2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC:
PLC gồm ba khối chức năng cơ bản: Bộ vi xử lý, bộ nhớ, bộ vào/ra. Trạng thái
ngõ vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm, PLC thực hiện các lệnh
logic trên các trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngõ ra được
SVTH: Dương Quang Phú

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

cập nhập và lưu vào bộ nhớ đệm. Sau đó, trạng thái ngõ ra trong bộ nhớ đệm được
dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoặt các thiết bị tương ứng
Bus Địa chỉ

Bộ
đệm

Bus Điều khiển

Bộ nhớ
chương
trình

Bộ nhớ
chương
trình

EEPROM

EPROM

Nguồ
n pin

CPU

bộ vi
xử
lý

tuỳ chọn

Bộ
đệm

Clock

Bộ
nhớ
hệ
thống

Bộ
nhớ
dữ
liệu

ROM

RAM

Khối
vào
ra

Bus Dữ Liệu

Bộ
đệm

Bus hệ thống (Vào/Ra)

Mạch chốt

Mạch giao tiếp

Bộ đệm

Bộ lọc

Pannel lập trình

Mạch cách ly

Kênh ngõ ra

Kênh ngõ vào

Sơ đồ cấu trúc trong PLC

SVTH: Dương Quang Phú

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

2.3.1. Bộ xử lý trung tâm CPU (Center Processing Unit).
Bộ xử lý trung tâm để điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong của
PLC.Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào ra được thực hiện thông
qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU. Một mạch dao động thạch anh cung cấp
xung clock tần số chuẩn cho CPU thường là 1 hay 8 MHz, tùy thuộc vào bộ xử lý
được sử dụng.
Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện
sự đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống.
2.3.2. Bộ nhớ và bộ phận khác:
Tất cả các PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau :
 ROM (Read Only Memory): đây là bộ nhớ đơn giản nhất (loại chỉ đọc) nó gồm
các thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một từ với một tín hiệu điều khiển, ta có thể đọc
một từ ở bất kỳ vị trí nào. ROM là bộ nhớ không thay đổi được mà chỉ được nạp
chương trình một lần duy nhất.
 RAM (Random Access Memory): là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, đây là bộ nhớ
thông dụng nhớ để cất giữ chương trình và dữ liệu của người sử dụng. Dữ liệu trong
RAM sẽ bị mất khi mất điện. Do đó điều này được giải quyết bằng cách luôn nuôi
RAM bằng một nguồn pin riêng.

 EEPROM: Đây là loại bộ nhớ maö nó kết hợp sự truy xuất linh hoạt của RAM
và bộ nhớ chỉ đọc không thay đổi ROM trên cùng một khối, nội dung của nó có thể
xoá hoặc ghi lại bằng điện tuy nhiên cũng chỉ được vài lần.
 Bộ nguồn cung cấp: Bộ nguồn cung cấp của PLC sử dụng hai loại điện áp AC
hoặc DC, thông thường nguồn dùng cấp điện áp 100 đến 240V; 50/60Hz, những
nguồn DC thì có các giá trị :5V, 24V DC
 Nguồn nuôi bộ nhớ: Thông thường là pin để mở rộng thời gian lưu giữ cho các
dữ liệu có trong bộ nhớ, nó tự chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lượng tụ cạn
kiệt và nó phải thay vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất.
 Cổng truyền thông: PLC luôn dùng cổng truyền thông để trao đổi dữ liệu
chương trình, các loại cổng truyền thông thường dùng là: RS232, RS432, RS485. Tốc
độ truyền thông tiêu chuẩn: 9600 baud.
 Dung lượng bộ nhớ: Đối với PLC loại nhỏ thì bộ nhớ có dung lượng cố định
(thường là 2K) dung lượng chỉ đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều khiển công
nghiệp do giá thành bộ nhớ giảm liên tục do đó các nhà sản suất PLC trang bị bộ nhớ
ngày càng lớn hơn cho các sản phẩm của họ.

SVTH: Dương Quang Phú

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

2.3.3. Khối vào ra:
Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5V DC;15V DC
(điện áp cho TTL, CMOS) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn
nhiều, thường là 24V DC đến 240V DC với dòng lớn.

Khối vào/ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa mạch vi điện tử PLC với các mạch
công suất bên ngoài, kích hoạt các cơ cấu tác động: Nó thực hiện sự chuyển đổi các
mức điện áp tín hiệu và cách ly. Tuy nhiên khối vào ra cho phép PLC kết nối trực tiếp
với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ (<= 2 A) nên không cần các mạch công suất
trung gian hay rơle trung gian.
Có thể lựa chọn các thông số cho các ngõ ra ,vào với các yêu cầu điều khiển cụ thể :
- Ngõ vào: 24 V DC; 110 V AC hoặc 220V AC
- Ngõ ra: Dạng rơle, transistor hay triac.
+ Loại ngõ ra dùng rơle: có thể nối với cơ cấu tác động làm việc với điện áp AC
hay DC, cách ly dạng cơ nên đáp ứng chậm, tuổi thọ phụ thuộc dòng tải qua rơle và
tần số đóng tiếp điểm.
+ Loại ngõ ra dùng Triac: Kết nối được giữa cơ cấu tác động làm việc với điện
áp AC hoặc DC có giá trị từ 5 v đến 242v, chịu được dòng nhỏ hơn so với dùng rơle
nhưng tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh.
+ Loại ngõ ra dùng transistor: Chỉ nối cơ cấu tác động làm việc với điện áp từ
5 đến 30v DC, tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh.
 Tất cả các ngõ vào/ra đều được cách ly quang trên các khối vào ra. Mạch cách
ly quang dùng một điốt phát quang và một transistor quang. Mạch này cho phép tín
hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuống mức tín hiệu chuẩn hơn nữa
mạch này có tác động chống nhiễu khi chuyển công tắc và bảo vệ quá áp từ nguồn
điện cung cấp (có thể tới 1500V).
2.4. Lợi ích của việc sử dụng PLC.
Cùng với sự phát triển của phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng được
các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thước của
PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các ứng
dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề phức
tạp trong điều khiển hệ thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với
sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tính hiệu ở ngõ vào/ra …), mà không phải thay
đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi

đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển relay …) khả năng chuyển đổi hệ
điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau),
hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.

SVTH: Dương Quang Phú

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dể dàng lắp đặc do chiếm một khoảng
không gian nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều này
càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá trình lắp
đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ
giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các
hỏng hóc (trouble shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này làm cho
việc sửa chữa thuận lợi hơn.
2.5. Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC.
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả
trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn
giản, chỉ có chức năng đóng mở (ON/OFF) thông thường đến các ứng dụng cho các
lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình
sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:
 Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn,
cân đông trong nghành hóa …
 Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đông, quá trình

lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại…
 Bột giấy, giấy, xử lý giấy: Điều khiển máy băm, quá trình cán, gia nhiệt …
 Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thu nghiệm vật liệu, cân đong, các
khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy .
 Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát
quá trình sản xuất, cân đông, đóng gói, hòa trộn …
 Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra
chất lượng.
 Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin
…) các trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu
mỏ).
2.6. Khái niệm cơ bản về lập trình PLC.
 Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dễ hiểu, dễ sử dụng trong việc lập
trình điều khiển, điều này ý muốn nói rằng cần phải có ngôn ngữ cấp cao với đặc điểm
là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện được các tác vụ điều khiển, không phức
tạp và không mất nhiều thời gian để nắm bắt ngôn ngữ so với các ngôn ngữ cấp cao
khác hiện được sử dụng trên máy tính.
 Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến nhất để mô tả
mạch rơle logic.

SVTH: Dương Quang Phú

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

 Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện bậc thang, gọi là

ngôn ngữ ladder, rất phù hợp để tạo các chương trình điều khiển logic; đối với những
người thiết kế máy đã quen thuộc với các hệ thống điều khiển rơle truyền thống.
2.6.1. Giải thích chương trình ladder:
Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình Ladder,
ta xét mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau :
Đ

a)
X001

X002

X003

X004

( Y001)

b)

a) Mạch điện ladder điều khiển động cơ
b) Chương trình ladder điều khiển
Như vậy ta thấy chương trình Ladder gồm 2 cột dọc biểu diễn nguồn điện logic
cùng với các ký hiệu công tăcõ logic và rơle logic tạo thành một nhánh mạch điện
lôgic nằm ngang. Ở đây logic đều được biểu diễn bằng 3 công tắc thường mở, một
công tắc logic thường đóng và một rơle logic (ngõ ra logic động cơ).
Điều cần thiết cho công việc thiết kế cho chương trình Ladder là phải lập tài liệu
về hệ thống và mô tả hoạt động của chúng một cách nhanh chóng và đúng đắn.
2.6.2. Ngõ vào và ngõ ra:
Ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ một bít, các bit có ảnh hưởng trực tiếp đến

trạng thái ngõ ra/vào vật lý, ngõ vào nhận trực tiếp tín hiệu cảm biến và ngõ ra là các
rơle, transistor, triac.
Các ngõ vào ra cần được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất
mỗi hãng sản xuất có cách đánh số riêng nhưng về ý nghĩa thì cơ bản là giống nhau.
X0

Y0

PLC

Ngõ vào
Xn

Ngõ ra
Yn

X17
y17

2.6.3. Rơ le (---( )---):
Thực chất là một bộ nhớ 1 bit và có tác dụng như rơle phụ trợ vật lý trong mạch
điều khiển dùng rơle truyền thống nên được gọi là rơle logic. Theo thuật ngữ máy tính

SVTH: Dương Quang Phú

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Rơle còn được gọi là cờ, được ký hiệu là M và được đánh số thập phân M0 ; M500 ;
...M800).
 Phân loại rơle logic:
Rơle chốt (Latched Relay): rơle được chốt là rơle duy trì được trạng thái khi
không cấp điện cho PLC. Loại rơle này được ứng dụng trong trường hợp sau: Nếu
nguồn cung cấp điện bị hỏng khi PLC đang ở trạng thái hoạt động thì tất cả các ngõ ra
đều tắt (Off), trạng thái off vẫn được duy trì trừ trường hợp chúng được kích hoạt khi
PLC được cấp điện trở lại để thực hiện được trạng thái đó trong chương trình thì ta
không kích trực tiếp các ngõ ra mà phải dùng rơle đựơc chốt làm trạng thái trung gian
kích các ngõ ra.
Rơle trạng thái (State Relay): được sử dụng chuyên dùng trong điều khiển trình
tự và thường được gọi là trạng thái STL ( Step Ladder) cờ trạng thái ký hiệu là S và
được đánh số thập phân S0; S10; S22.
Rơle chuyên dùng (Special Relay): Rơle dùng để điều khiển và quan sát trạng
thái hoạt động bên trong PLC và được gọi là cờ chuyên dùng .
+ Cờ chuyên dùng giám sát
M8000 : M8000 = 1 PLC đang ở trạng thái chạy (Run) .
M8002 : M8002 = 1 PLCđang chuyển trạng thái từ Stop đến Run.
M8013 .Xung clock 1 giây nghĩa là trạng thái chuyển đổi tuần tự với chu kỳ một
giây.
+ Cờ chuyên dùng điều khiển .
M 8003: lên 1 thì tất cả các trạng thái ngõ ra được duy trì khi PLC dừng hoạt
động.
M 8200: Dùng để điều khiển bộ đếm lên xuống .
2.6.4. Thanh ghi (Register):
Thực chất là bộ nhớ 16 bit và được dùng để lưu trữ số liệu, thanh ghi được kí
hiệu là D và được đánh số thập phân: D0;D200; D800 ;D 8002
Phân loại:

 Thanh ghi dữ liệu (Data Register): Thanh ghi loại này được dùng để lưu trữ dữ
liệu thông thường trong khi tính toán dữ liệu trên PLC.
 Thanh ghi chốt (Latched Register): Thanh ghi này có khả năng duy trì nội dung
(chốt) cho đến khi nó được ghi chồng bằng một nội dung mới, khi PLC chuyển từ
trạng thái RUN sang STOP thì dữ liệu trong các thanh ghi vẫn được duy trì.
 Thanh ghi chuyên dùng (Special Register): Dùng để lưu trữ kết quả dữ liệu điều
khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC thường dùng kết hợp với các cờ
chuyên dùng các thanh ghi này có thể sử dụng trong chương trình Ladder, ngoài ra các
trạng thái hoạt động của hệ thống PLC hoàn toàn có thể xác định được .

SVTH: Dương Quang Phú

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

 Thanh ghi tập tin (Thanh ghi bộ nhớ chương trình Program Memory Register):
Chiếm từng khối 500 bước bộ nhớ chương trình được sử dụng đối với các ứng dụng
mà chương trình điều khiển cần xử lý nhiều số liệu (các thanh ghi RAM có sẵn không
đủ đáp ứng).
 Thanh ghi điều chỉnh được từ biến trở bên ngoài (External Adjusting Register):
trên các PLC có sẵn các biến trở dùng để điều chỉnh nội dung của một số thanh ghi
dành riêng nội dung các thanh ghi này có giá trị từ 0  255 tương ứng với vị trí biến
trở tối thiểu và tối đa.
 Thanh ghi chỉ mục ( Idex Register ): Thanh ghi này dùng để hiệu chỉnh chỉ số
của các toán hạng logic (Thanh ghi, cờ, bộ đếm, bộ định thì...) một cách tuỳ động. Kí
hiệu là V, Z.

 Dl : Thanh ghi đã được đánh số cố định .
 D lv : Thanh ghi được đánh số tuỳ động nghĩa là : D lv = D (l + v)
2.6.5. Bộ đếm:
Bộ đếm (counters): Được dùng để đếm các sự kiện, bộ đếm trên PLC được gọi
là bộ đếm logic vì nó là bộ nhớ, trong PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ đếm
vật lý số lượng bộ đếm có thể sử dụng tùy thuộc loại PLC.
Kí hiệu là C và cũng được đánh số thập phân C0; C 128 ; C225 ...
Phân loại:

Bộ đếm lên: nội dung của bộ đếm tăng 1khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm

Bộ đếm xuống: nội dung bộ đếm giảm1 khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm

Bộ đếm lên-xuống: nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm1, tùy thuộc cờ chuyên
dùng cho phép chiều đếm, khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm.

Bộ đếm pha: bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay xuống tùy thuộc vào sự
lệch pha của hai tín hiệu xung kích bộ đếm, thường dùng với encoder.
 Bộ đếm tộc độ cao: bộ đếm này đếm được xung kích có tần số cao, 20 KHz trở
xuống tùy thuộc số lượng, bộ đếm loại này được sử dụng đồng thời. Bộ đếm loại này
còn được chế tạo riêng trên modul chuyên dùng; khi đó tần số đếm có thể đạt đến
50KHz
 Các loại bộ đếm trên có thể là :
 Bộ đếm 16 bít: bộ đếm 16 bít thường là bộ đếm chuẩn bộ đếm này có thể đếm
được khoảng giá trị từ -32.768 đến +32.767
 Bộ đếm 32 bít bộ đếm 32 bít có thể là bộ đếm chuẩn, nhưng nó thường là bộ
đếm tốc độ cao và bộ đếm tốc độ cao trên modul chuyên dùng.
 Bộ đếm chốt: bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm, ngay
cả khi PLC không được cấp điện; có nghĩa là, khi PLC được cấp điện trở lại, bộ đếm
này có thể tiếp tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm trước đó.

SVTH: Dương Quang Phú

20